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原子熒光小知識(shí)

[2012/11/7]

　　1969年Holak把經(jīng)典的砷化氫發(fā)生反應(yīng)與原子光譜相結(jié)合,建立了氫化物發(fā)生-原子光譜分析的聯(lián)用技術(shù).此方法是在一定的反應(yīng)條件下,利用某些元素能產(chǎn)生初生態(tài)的氫作還原劑或者發(fā)生化學(xué)反應(yīng),將樣品溶液中的分析元素還原成揮發(fā)性的共價(jià)氫化物,借助載氣流將其導(dǎo)入原子光譜分析系統(tǒng)進(jìn)行定量測(cè)定的分析方法。對(duì)于碳、氮、氧族的砷,銻,鉍,鍺,錫,鉛,硒,碲和鎵等元素,利用其氫化物的低熔沸點(diǎn),揮發(fā)性好,熱穩(wěn)定性差,即在不太高的溫度(500~1000℃)和惰性氣氛中,易分解為基態(tài)原子的特點(diǎn),借助載氣流將其導(dǎo)入到原子光譜分析系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量,可以得到較高的靈敏度。氫化物發(fā)生--原子光譜分析方法的主要優(yōu)點(diǎn)是:

　　(1)分析元素能與可能引起干擾的樣品基體分離,消除了基體干擾。

　　(2)與溶液氣動(dòng)噴霧法相比,能將分析元素充分預(yù)富集。樣品導(dǎo)入原子化器效率高,測(cè)定靈敏度可提高1~2個(gè)數(shù)量級(jí)。

　　(3)除原子吸收(AAS)外,對(duì)能夠進(jìn)行多元素分析的電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜(ICP-AES)和微波電感等離子體-原子發(fā)射光譜(MIP-AES)來說,也是一種很好的樣品導(dǎo)入方法。

　　(4)連續(xù)氫化物發(fā)生裝置易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

　　目前,氫化物發(fā)生取樣法尚存在以下缺點(diǎn):

　　(1)易受溶液中共存元素(指易形成氫化物的元素)的干擾,使被測(cè)元素氫化物發(fā)生效率降低,這是其主要缺點(diǎn)。

　　(2)不同價(jià)態(tài)的氫化元素,如As(Ⅲ,Ⅴ),Sb(Ⅲ,Ⅴ),Se(Ⅳ,Ⅵ),Te(Ⅳ,Ⅵ)靈敏度不同。不過這一特點(diǎn)可用于不同價(jià)態(tài)選擇測(cè)定。

　　(3)對(duì)于錫(Sn)等某些元素,還要求嚴(yán)格控制反應(yīng)介質(zhì)中的PH值和試液濃度。

　　氫化物發(fā)生反應(yīng)是一個(gè)氧化還原反應(yīng),以Rm 表示被測(cè)元素,反應(yīng)過程可歸納為:

　　Rm (m-n)e──Rn (1)

　　Rn ne──Ro(2)

　　Ro (g-m)e──RH(g-m)↑(3)

　　其中:

　　Rm ,Rn ----待測(cè)元素的低價(jià)和高價(jià)態(tài)

　　RH(g-m)----氫化物的通式。

　　在適當(dāng)?shù)倪原劑作用下,反應(yīng)可從(1)式直接到(3)式,但在某些條件下亦可停留在(2)式。反應(yīng)的電極電位可由能斯特方程給出:

　　E=Eo ──Ln────[H ]

　　由此式可知,氫化物發(fā)生將取決于溶液中待測(cè)元素的標(biāo)準(zhǔn)電極電位Eo,氧化態(tài)與還原態(tài)的濃度比,以及溶液的酸度。

　　為了將分析元素轉(zhuǎn)變?yōu)閾]發(fā)性氫化物.提出了各種不同的發(fā)生氫化物的方法.概括起來可以歸納為以下三種方法:

　　(1)金屬----酸還原體系

　　(2)硼氫化鈉--酸還原體系

　　(3)電解法

　　其中,第一種方法是利用Marsh反應(yīng)。即是用金屬鋅(Zn)作還原劑,置于稀鹽酸或稀硫酸酸化的樣品溶液中去反應(yīng):

　　Zn 2HCl--Zn2 2Cl- 2Ho

　　Rm (g-m 2)Ho--RH(g-m)↑ H2↑

　　在這類還原體系中,雖然用不同的金屬或加入各種不同的混合物可以擴(kuò)大氫化物發(fā)生法的適用范圍,加快反應(yīng)速度,但總的來說,金屬---酸還原體系仍然存在著難以克服的缺點(diǎn):

　　(1)能產(chǎn)生揮發(fā)性氫化物的元素較少,僅能用于As,Sb,Se(個(gè)別情況包括Bi,Te)等元素。

　　(2)包括預(yù)還原在內(nèi)的全部時(shí)間較長(zhǎng),難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化

　　(3)干擾嚴(yán)重。目前已很少采用。