如何有效消除原子吸收分析中的干扰?
发布时间:2021-09-04

如何有效消除原子吸收分析中的干扰?

虽然原子吸收分析中的干扰比较少,并且容易克服,但在许多情况下是不容忽视的。为了得到正确的分析结果,了解干扰的来源和消除是非常重要的。其中,FAAS 中干扰因素比较小, 没有 GFAAS 法中的干扰严重, 而且也容易克服。

但在许多情况下也要引起重视, 有些干扰因素也较麻烦。为了得到正确、 满意的分析结果, 我们了解这些干扰的来源及其消除方法是非常重要的。

FAAS 中的干扰归纳起来以下几点:


1. 化学干扰; 2. 电离干扰 ;3.背景吸收干扰;4. 光谱干扰; 5. 物理干扰 ;6 其他干扰。

化学干扰


化学干扰的本质:它主要取决于被测元素和干扰元素的性质。其次, 还与火焰类型、火焰温度、火焰状态、部位、喷雾器的性能、燃烧器的类型、雾滴的大小等等有关…

化学干扰的主要类型


1.阳离子干扰在测定 Ca, Mg , 常受到 Al 的干扰, 还有钛、铬、铍、钼、钨、钒锆等都对碱土金属有抑制作用 (镁、钙、锶、钡等)。主要是一些阳离子与被测元素形成难熔化合物。 如: Al Mg 的干扰, 主要是形成 MgO Al2O3 生成尖金石, 使 Mg 的原子化受到干扰。


2.阴离子干扰在测定 Ca , 如样品中含有硫酸盐、 磷酸盐、 硅酸盐时会对碱土金属有的干扰, 主要形成难熔氧化物;使它们的熔点提高。如氯化钙的熔点较低, 磷酸钙的熔点高, 所以在分析中要引起注意的。

消除化学干扰的方法


1.加入释放剂: 释放剂与干扰离子形成更稳定或更易挥发的化合物, 从而达到被测元素从干扰元素中释放出来的目的。在测定钙时, 遇到干扰大的样品, 要加改进剂 Lacl2 Srcl2, 使钙原子从干扰元素中释放出来, 提高了分析的准确度。


2.加入保护剂:保护剂能与测定元素结合, 生成难挥发的化合物。 使测定元素起到”保护”作用, 而不受干扰元素的影响。保护剂的目的使测定元素更容易原子化。


3.加入助溶剂氯化铵可以抑制 Al、硅酸根、磷酸根、硫酸根的干扰。氯化铵有助于铬、钼的测定。

氯化铵熔点低,对高熔点的元素起助熔作用。

氯化铵的蒸汽压高,在数千度高温下氯化铵的蒸汽可冲破雾滴有利熔融蒸发。

氯化铵能使测定元素转变成氯化物,这样可以排除干扰,提高灵敏度。


4.改变介质、溶剂或改善喷雾器的性能测定时改变测定介质,能消除干扰,提高灵敏度。如测定铬时,溶液中加酸时,可提高灵敏度,测定铌时,加入 HF 酸可提高灵敏度。此外,加入醇类、酮类等有机溶剂后,可改变火焰温度和气氛,使溶液的粘度、表面张力有显著改变,有利提高喷雾效率。


5.化学分离化学分离也能排除干扰的方法。常用的分离方法:萃取,离子交换和沉淀法等,同时也起到浓缩作用。按分析特点,有 APDC, DDTC, MIBK 等,都可以达到分离,连续测定多种元素的目的(缺点:测定痕量元素时试剂环境带来污染,影响测定结果)


6.标准加入法对一些复杂,干扰因素不清的样品,要采用标准加入法。但它有一定的局限性,只能消除“与浓度无关的化学干扰” ,而与“与浓度有关的化学干扰”不能得到满意的结果。

1. 标准加入法测定不同稀释倍数样品的结果

( 干扰元素:钛 磷 40µg/ml 测定元素:钙 10µg /ml )

由表1. 可见, 标准加入法测定不同稀释倍数样品时, 测定结果基本一致 , 标准加入法能排除这种与浓度无关的化学干扰。

电离干扰


一些元素受电离作用后,使原子吸收的基态原子减少,从而吸光度下降。如加一些元素,使电离元素转回到基态原子,排除了电离干扰,使吸光度增加。若在分析钾时加入易电离的钠,铯后,钾的吸光度明显提高。

消除电离干扰的方法


1.影响电离干扰的主要因素是:元素在火焰中的电离度,火焰温度,该元素的电离电位,及总浓度有关。火焰温度越高,电离度越大, 电离干扰小。

电离度定义: 已电离的金属正离子浓度与该金属元素的总浓度之比,

即: α=[M+] /[M]+ [M+]


2.消除电离干扰的办法如果火焰中提供大量的自由电子(e-) ,及其他易电离的元素时(Na,Cs, 这样能抑制电离干扰,换句话说,当离子得到电子后,使电离平衡向生成基态原子方向移动(见上图) 。图中当加入 Na, Cs后都使钾的灵敏度提高, 排除了电离干扰。


背景吸收干扰


FAAS 的背景干扰主要有以下几种:1. 分子吸收 2. 光散射 3. 火焰气体的吸收和介质中无机酸的吸收。

这两种原子化过程中的背景吸收都具有明显的波长特性,有两种表现方式:一种是连续背景(分子吸收和光散射) ,另一种是随波长而明显变化的结构背景,它主要由分子内部电子跃迁所产生。


1.分子吸收

当光源辐射通过原子化过程中生成的氧化物,卤化物,氯化物等气体时,会产生分子吸收所引起的干扰。它们通过分子能级的电子振动,转动光谱所组成的带状光谱。不同分子具有不同的吸收带。如CaOH(554nm), SrO(670nm,690nm), 在火焰中可以测得不同的背景吸收曲线,不同波长的背景吸收曲线不同,随波长的不同而有很大的差异,所以具有明显的波长特性。

FAAS 中分子吸收取决于该分子是否在火焰中的解离和解离度。如低温火焰中测定容易原子化的元素时,也存在与火焰气体生成难解离的氧化物,氯化物等。在高温下(还原性火焰) ,分子数明显下降,灵敏度提高。所以 FAAS 中背景干扰较少,采用氘灯扣背景就够了。


2.光散射

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