原子荧光法测As含量

一、目的与要求  

1、学习原子荧光法测定的基本原理。

2、了解原子荧光光谱仪的基本结构及其使用方法。

3、掌握氢化物发生原子化法测定食品中砷含量的原理和方法。

二、实验原理  

  食品样品经湿消解或干法灰化后，加入硫脲使五价砷还原为三价砷，再加入硼氢化钾或硼氢化钠使三价砷还原生成砷化氢，由氩气载入石英原子化器中分解为原子态砷，在特制砷空心阴极灯的发射光激发下产生原子荧光，其荧光强度在固定条件下与被测溶液中砷浓度成正比，与标准系列比较定量。

  原子荧光光谱法(Atomic Fluorescence Spectrum, AFS)是介于原子发射光谱法和原子吸收光谱法之间的光谱分析技术，其基本原理是：基态原子(一般为蒸气状态)吸收合适的特定频率的辐射而被激发至高能态，而后，激发态原子在去 激发过程中以光辐射的形式发射出特征波长的荧光。当激发辐射的波长与产生的荧光波长相同时，称共振荧光。它是原子荧光分析中最主要的分析线。另外还有直跃荧光、敏化荧光、阶跃激发荧光等。各种原子都有其特定的原子荧光光谱，根据原子荧光强度的高低与浓度的关系可测得试样中待测元素含量。

  当实验条件固定时，原子荧光强度 If 与试样中待测元素的浓度 C 存在如下关系。即：

If＝αC (1)  

式中：α-常数。 

  在待测元素较低浓度时 If 与 C 在一定范围内呈线性关系，所以原子荧光光谱法是一种痕量元素分析方法。     

  氢化物发生-原子荧光光谱法的基本原理是基于下列反应，先将被分析元素 转化为在室温下为气态的氢化物，如式(2)和(3)： 

NaBH4+3H2O+HCl→H3BO3+NaCl+8H· (2) 

H3BO3+NaCl+8H·+Em+→EHn↑+H2↑(过量) (3) 

 式中 E 为被还原的元素，m 可以等于或不等 n。 

若 E 为硒元素，则式(3)可写为式(4)  

H3BO3+NaCl+8H·+As3+→AsH3↑+H2↑(过量) (4)  

  反应产生的气体产物被载气引入到经特殊设计的石英炉中，并在此受热被原 子化。受光源(空心阴极灯或其它)的光能激发，原子处于基态的外层电子跃迁到 较高能级，并在回到较低能级的过程中发射出原子荧光。荧光的强度与原子的浓 度成正比，即荧光的强度与溶液中被测元素的浓度成正比。

三、实验仪器与实验试剂

AFS-920 双道原子荧光光度计、顺序注射系统(北京吉天仪器有限公司)  

砷空心阴极灯：波长为 196.0 nm (北京有色金属研究所，北京)  

90005-02 纯水系统(LABCONCO Co.，美国)  

氩气钢瓶 

通风设备 

砷标准溶液 

盐酸 分析纯 

硝酸 分析纯 

高氯酸 分析纯 

氢氧化钠 分析纯 

硼氢化钠 优级纯 

纯水 二次去离子水 

砷标准储备液的配制(1mgmL-1)：由标准物质中购置（或由三氧化二砷称重 配置）。使用时用去离子水逐级稀释，配制成100.0μg l-1 标准储备液。 

盐酸溶液(3 mol l-1，配制标准溶液)：量取250 ml浓盐酸于1000 ml容量瓶 中，用二次去离子水定容至刻度(在通风橱中操作)，摇匀备用。 

氢氧化钠(0.5%, m/v)：称取 5.0 g NaOH 于 100ml小烧杯中，以二次去离子水溶解后转移至 1000ml 容量瓶中，定容至刻度，摇匀备用。 

1.5%硼氢化钠溶液(内含 0.5% NaOH)：称取 1.5 g NaBH4于 50 ml 小烧杯中， 用 0.5% (m/v)的 NaOH溶液溶解后转移至100ml 容量瓶中，用0.5% (m/v)的 NaOH 溶液稀释至刻度，摇匀。现用现配。 

载流：二次去离子水

四、实验条件（AFS-920 双道原子荧光光度计）

五、实验步骤 

1、配制系列砷标准溶液 

（1）用1#1mL移液管吸取1mL砷标准溶液到1#100mL容量瓶中

（2）用洗瓶向容量瓶中加水至4/5液位,初步摇匀；

（3）用洗瓶向1#容量瓶加水至接近刻度线；

（4）用盛有超纯水的滴瓶向1#容量瓶中加水，定容至刻度线，摇匀；

（5）用2#1mL移液管在1#容量瓶中吸取1mL，转移到2#100mL容量瓶中；

（6）用10mL移液管吸取10mL硫脲试剂，转移到2#容量瓶中；

（7）用洗瓶向2#容量瓶中加水至4/5液位，初步摇匀；

（8）用洗瓶向2#容量瓶中加水至接近刻度线

（9）用盛有超纯水的滴瓶向2#容量瓶中加水，定容至刻度线，摇匀；

2、操作流程： 

（1）向载流槽中倒入装有载流的1#试剂瓶，倒入约一半的位置；

（2）左边泵的进液管插入装有载流的2#试剂瓶；

（3）右边泵的进液管插入装有还原剂的1#试剂瓶；

（4）压紧泵块，并旋紧螺丝；

（5）向1#50mL样品管中倒入35mL左右砷标准使用液；

（6）向2#50mL样品管中倒入35mL左右样品空白溶液；

（7）取下注射器针头，在砷待测溶液中吸取10mL溶液；

（8）将注射器插上滤膜过滤器；

（9）将注射器中液体加入至10mL样品管中；

（10）将三只样品管放在自动进样器上；

（11）打开氩气钢瓶主压阀；

（12）打开氩气钢瓶减压阀，调至0.2-0.3MPa之间；

（13）打开主机电源开关；

（14）检查实验流路有无漏气、漏液现象，确保流路畅通；

（15）启动原子荧光光度计操作软件，进行仪器自检；

（16）选择待测元素（砷）；

（17）启动点火炉丝，预热原子荧光计 30 分钟；

（18）设置顺序注射系统参数，设置完毕后，点击“确定”按钮即可。

（19）将处理好的各种溶液放到实验流路图中所标的管口位置，依次测定标准系列所对应的荧光值。每个样品平行测定三次，记录其荧光信号；

（20）在相同的实验条件下测定待测样品的荧光信号，平行测定三次，并记录其荧光信号值。

六、思 考 题 

1、硼氢化钠的用量对实验有何影响?

当硼氢化钠浓度为1%时，灵敏度和稳定性好，并且有效消除干扰。

2、本实验中，加入硫脲的作用是什么?

将As(Ⅴ)还原为As(Ⅲ)同时消除共存元素的干扰。

ps:由于本人看不懂这个数据处理，所以数据处理暂时没有