原子吸收光譜分析中的干擾及消除方法

吳鳴

摘要：原子吸收光譜法可以對60多種金屬元素和部分非金屬元素來進(jìn)行測量。這種測定方法不但速度快，方法簡便，而且檢測結(jié)果比較精準(zhǔn)。和其他檢測儀器比起來，其設(shè)施費(fèi)用要低一些。文章主要介紹了原子吸收法中存在的干擾現(xiàn)象及其消除方法。

關(guān)鍵詞：原子吸收光譜；干擾；消除

中圖分類號(hào)：O652 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A 文章編號(hào)：1001-828X（2016）001-000-01

一、前言

我國從80年代開始在檢測重金屬方面使用原子吸收光譜法，且使用范圍越來越廣。不過該方法存在干擾因素，包括光譜干擾以及非光譜干擾兩種類型。光譜干擾是因?yàn)闇y定儀器內(nèi)部出現(xiàn)了問題而造成的，非光譜干擾則包括化學(xué)和物理等干擾。

二、干擾類型和消除方法

（一）光譜干擾及消除

1.多重譜線干擾

多重譜線干擾指的是光譜通帶里同時(shí)存在幾條發(fā)射線，并且這些發(fā)射線都參與到吸收當(dāng)中。像Co等過渡族元素就很容易出現(xiàn)這種情況。要是這幾條發(fā)射線的波長都差不多，那它們就很容易在同一個(gè)時(shí)候參與吸收，因?yàn)檫@些譜線的吸收系數(shù)比主線的吸收系數(shù)要低，因而導(dǎo)致光度計(jì)的靈敏度降低，造成其工作曲線出現(xiàn)彎曲的情況。理論研究和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，干擾的大小取決于吸收線重疊程度，干擾元素的濃度及其靈敏度。當(dāng)兩種元素的吸收線的波長差小于0.03nm時(shí)，則認(rèn)為吸收線重疊干擾是嚴(yán)重的。

消除方法：可以根據(jù)實(shí)際情況降低檢測的狹縫寬度，不過需要注意的是，如果狹縫寬度太低的話會(huì)因?yàn)樾旁氡认陆?，造成光度?jì)的靈敏度下降，影響測定。

2.非吸收線干擾

在分析線的周圍可能會(huì)存有一些不是等待檢測元素的譜線，這部分譜線也許是檢測元素的吸收線，也許是等待檢測元素的非吸收線。這些譜線會(huì)對光度計(jì)產(chǎn)生干擾，造成工作曲線出現(xiàn)彎曲。

消除方法：將光譜通帶減小到能夠把非吸收線分離出來，所以需要將狹縫寬度降低到一定位置。

3.背景吸收

背景吸收分為分子吸收與光散射兩種。這兩種干擾的程度不一，但其消除方法是一樣的。

消除方法：如果是火焰原子吸收可以采取歸零的方式來解決，如果是石墨原子吸收的背景則需要選擇合適的干燥灰化，并確定好合適的原子化的溫度或者石墨管的改造來進(jìn)行消除。

（二）電離干擾及消除

當(dāng)火焰當(dāng)中存在的部分元素被解高成基態(tài)的原子以后，它還能再電離成正離子與電子。因?yàn)殡x子不會(huì)產(chǎn)生吸收，所以當(dāng)基態(tài)原子發(fā)生電離之后就會(huì)降低被檢測基態(tài)原子原本的濃度，使得被檢測元素的吸光能力下降。元素的電離電位隨著火焰溫度的加大而增加，造成的干擾就會(huì)更大。

消除方法：

首先，因?yàn)殡婋x基態(tài)原子的反應(yīng)大小和火焰的溫度有直接的管理，所以，通過將火焰的溫度降低可以減少電離干擾的程度。不過需要注意的是，火焰的溫度不能隨意降低，一定要使其保持在原子吸收光譜法的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。

其次，消除電離干擾的方法最常使用的是加入消電離劑。我們只需要在測定操作時(shí)加入一些具備消除電離效果的溶劑即可，這種溶劑能夠在很大程度上降低陰陽離子帶來的干擾。

（三）物理干擾及消除

物理干擾指的是，當(dāng)溶質(zhì)的濃度或者溶劑不一樣的時(shí)候，其溶液的粘度等物理上的特性就會(huì)發(fā)生改變，致使溶液發(fā)生霧化的效果和原子化的效果都隨之改變，繼而給吸光度的檢測帶來干擾。

消除方法：要是樣品溶液當(dāng)中所含有的酸類或者鹽類的濃度超出規(guī)定范圍，那么只需要將溶液進(jìn)行稀釋到干擾不會(huì)對測定造成影響即可。其次，我們還可以采取標(biāo)準(zhǔn)加入法或者配置出和樣品溶液的組成類似的標(biāo)準(zhǔn)溶液，這是最常見的方法。

（四）化學(xué)干擾及消除方法

在原子吸收光譜法的干擾當(dāng)中，化學(xué)干擾是其中最為常見的干擾?；瘜W(xué)干擾和被檢測元素自身的特性以及它在火焰當(dāng)中會(huì)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)有關(guān)。當(dāng)被用來檢測的元素?zé)o法從其化合物當(dāng)中完全分離出來，致使基態(tài)原子的量降低，就會(huì)對檢測的結(jié)果造成影響。如果是和濃度有關(guān)的化學(xué)干擾，則其干擾的程度會(huì)隨著測定元素的濃度變化而變化，對于這種干擾是無法以標(biāo)準(zhǔn)加入法來進(jìn)行消除的。

消除方法：

1.加入釋放劑

在試樣里加入一定量的釋放劑，讓干擾的元素和釋放劑經(jīng)過一定的化學(xué)反應(yīng)而生產(chǎn)更加穩(wěn)定且難以解離的化合物，繼而將用來檢測的元素從其干擾元素存在的化合物當(dāng)中釋放出來。目前常常使用到的釋放劑包括硝酸鑭、硝酸鑭等。比如在檢測Mg的時(shí)候，金屬當(dāng)中所含的鋁鹽和Mg會(huì)經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)變成難以熔化的晶體MgAl2O4，從而對測定產(chǎn)生干擾。這個(gè)時(shí)候如果往試樣當(dāng)中加入一定量的LaCl2，它就能夠和Al產(chǎn)生反應(yīng)生成更加穩(wěn)定的LaAl2O4，繼而把Mg釋放解離出來。

2.加入過量的干擾元素

我們還可以在試樣以及標(biāo)準(zhǔn)溶液當(dāng)中同時(shí)加上超過定量數(shù)量的干擾元素，繼而使得干擾定格，當(dāng)干擾處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)時(shí)就會(huì)消除或者一定程度上抑制干擾元素對測定結(jié)果造成的影響。比如我們在使用N2O-C2H2火焰來檢測Ti的時(shí)候，Al會(huì)對Ti的吸收產(chǎn)生干擾，這個(gè)時(shí)候如果往試樣當(dāng)中加入一定量的鋁鹽，直到鋁的濃度為200μl/mL的時(shí)候，Al對Ti產(chǎn)生的干擾就會(huì)趨于穩(wěn)定。不過該種方法會(huì)使檢測的靈敏度降低，所以不到不得已很少使用。

3.標(biāo)準(zhǔn)加入法

標(biāo)準(zhǔn)加入法是消除干擾的一種快速而且實(shí)施簡便的方法，不過該方法對于背景干擾以及和濃度有關(guān)的化學(xué)干擾。比如在測定乳酸產(chǎn)品當(dāng)中所含有的Ca2+量時(shí)就經(jīng)常會(huì)使用到該種方法。

4.改變火焰的溫度

火焰溫度以及種類發(fā)生變化也可以消除干擾，這主要是針對難以解離的化合物以及難以熔化的化合物的干擾，尤其是在火焰溫度比較低時(shí)出現(xiàn)的干擾，通常在火焰溫度較高的情況下都可以得到部分或者全部干擾的消除。比如在空氣-乙炔火焰里，其磷酸根會(huì)對Ca或者M(jìn)g的檢測產(chǎn)生干擾，而我們將火焰變成N2O-C2H2之后，其溫度得以提升，干擾也會(huì)隨之消除。

5.加入保護(hù)劑

此外，在溶劑當(dāng)中加入保護(hù)劑，以此保護(hù)被檢測元素不會(huì)被干擾。比如PO4-3會(huì)干擾Ca，如果這時(shí)我們往溶液當(dāng)中加入EDTA，那么Ca就會(huì)與其產(chǎn)生反應(yīng)生成比較穩(wěn)定的絡(luò)合物繼而消除干擾?；蛘邔DTA作為保護(hù)劑，也可以使其抑制住Al對Mg產(chǎn)生的干擾。

三、結(jié)束語

使用原子吸收光譜法可以快速準(zhǔn)確的測定金屬元素，為了使測定的結(jié)果更加精確，我們一定要根據(jù)實(shí)際情況，分析產(chǎn)生干擾的原因，如物理干擾、化學(xué)干擾等，并采取有效的措施，包括加入保護(hù)劑、降低火焰溫度等方法來抑制或者消除干擾。

參考文獻(xiàn)：

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