实验目的：

了解石墨炉原子吸收光谱仪的基本结构

掌握火焰原子化和无火焰原子化的优缺点

了解如何优化实验条件

实验原理：

石墨炉原子吸收光谱法是采用石墨炉使石墨管升至2000^。C以上，让管内试样中待测元素分解成气态的基态原子，由于气态的基态原子吸收其共振线，且吸收强度与含量成正比关系，故可进行定量分析。它属于非火焰原子吸收光谱法。

石墨炉原子吸收光谱法具有试样用量小的特点，方法的绝对灵敏度较火焰法高几个数量级，可达10^-14g,并可直接测定固体试样。但仪器较复杂、背景吸收干扰较大。工作步骤可分为干燥、灰化、原子化和除残四个阶段。

通常使用偏振塞曼石墨炉原子吸收分光光度计。它具有利用塞曼效应扣除背景的功能。

实验仪器和试剂：

石墨炉原子吸收分光光度计；石墨管：25ml容量瓶

铅标准溶液(1ppm)；水样;1%稀HNO₃

实验步骤

1.按下列参数设置测量条件

1)分析线波长 (283.3nm)

2)灯电流     (75%)

3)狭缝宽度(0.5nm)

4)干燥温度(122℃)和时间(30s)

5)灰化温度(400℃)和时间(20s)

6)原子化温度(950℃)和时间(3s)

7)清洗温度(2700℃)和时间(3s)

8)氩气流量(2L/min)

2．取铅标准溶液用1%HNO₃稀释到刻度，摇匀，配制5.00,10.00,20.00,50.00ng/ml的铅标准溶液,备用

3．配置浓度低于50.00ng/mL 的水样量

4．用1%稀HNO₃配置空白溶液

5．采取自动进样方式进样,进样量20μg

结果与数据处理：

1.数据记录

2.绘制工作曲线

从标准曲线中，查得水样中铅的含量：

根据y=0.03,从而得出铅的的浓度为49.33 ng/L

讨论

1．进样针的调节

进样针将试样溶液注入石墨管中的位置 (水平位置和垂直深度) 对分析的精密度及准确度影响很大 , 须认真进行优化调整 , 以获得最佳分析结果。在实际操作中 , 先进行进样针水平位置定位校正 ,使进样针处于石墨管的正中 (左、右方向) ; 然后反时针调节进样针垂直调节螺丝 (调低) , 把进样针从较高位置调整到针尖恰好落到石墨管底部 , 此时在进样臂上做一标志 , 再顺时针调节垂直调节螺丝 , 将进样臂调高1mm , 即使进样针针尖离开石墨管底部 1mm。用该方法较正毛细管进样针的定位 ,简便易行 , 起到了事半功倍的效果。

2．波长的选择

本文选用 257. 4 nm,若用铝灵敏线 309. 4nm,空白的吸光度值较高 ,样品的吸光度值超出曲线范围 ,需要多次稀释 ,易产生误差。在 257. 4nm波长检测时 ,仪器信号较稳定 ,精密度也较好。

3．升温程序的选择

为保证样液完全干燥不会发生爆溅 ,本文采用斜坡升温模式 ,选择两步干燥。灰化和原子化温度是测定过程中的关键 ,适合的灰化温度可以消除基体干扰 ,而适合的原子化温度可以使元素的原子完全蒸出而不残留 ,且可延长石墨管使用寿命。

4．非火焰原子吸收光谱法具有的特点：

优点是试样用量少，液体几微升，固体几毫克；原子化效率几乎达到100%；基态原子在吸收区停留时间长，约为10^-1s。因此，其绝对灵敏度极高。但精密度较差，操作也比较复杂。

5．样品中存在基体干扰物的处理方法：

基体干扰来源:由于溶液的粘度,表面张力等物理因素,影响溶液的输送速度,雾化效率及原子化效率。

消除:可通过配制与试样溶液具有相似物理性质的标准溶液,消除干扰。也可通过适当稀释溶液,减少干扰。在基体性质不清楚或比较复杂时,使用标准加入法能较好地消除基体干扰物理干扰(基体效应)。加入基体改进剂：加入某些化学试剂于试液或石墨管中，改变基体或被测定元素化合物的热稳定性，避免了化学干扰。
6．石墨炉原子吸收光谱法的应用：应用广泛的微量金属元素的首选测定方法(非金属元素可采用间接法测量)。

(1)头发中微量元素的测定—微量元素与健康关系；

(2)水中微量元素的测定—环境中重金属污染分布规律；

(3)水果、蔬菜中微量元素的测定；

(4) 矿物、合金及各种材料中微量元素的测定；

(5) 各种生物试样中微量元素的测定。

7．干扰及其消除方法

1） 物理干扰

配制与被测试样相似的标准样品，是消除物理干扰的常用的方法。在不知道试样组成或无法匹配试样时，可采用标准加入法或稀释法来减小和消除物理干扰。

2）化学干扰

消除化学干扰的方法有：化学分离；使用高温火焰；加入释放剂和保护剂；使用基体改进剂等。

3） 电离干扰

加入更易电离的碱金属元素，可以有效地消除电离干扰。

4）光谱干扰

减少狭缝宽度；降低灯电流；选择无干扰的其它吸收线

5）背景干扰

在石墨炉原子吸收法中，背景吸收的影响比火焰原子吸收法严重，若不扣除背景，有时根本无法进行测定，测量时必须予以校正。

（1）用邻近非共振线校正背景

（2）连续光源校正背景（氘灯扣除背景法）。

（3）塞曼效应校正背景 

（4）自吸效应校正背景