氫化物原子熒光光譜法測定水中總砷含量

  氫化物-原子熒光光譜法測定水中總砷含量

【目的與要求】

1、掌握氫化物-原子熒光光譜法的基本原理。

2、熟悉氫化物-原子熒光光譜儀的基本結構及使用方法。

【原理】

氫化物發生——原子熒光光譜法是利用化學反應使待測元素生成易揮發的氫化物，用氬氣（載氣）將其帶出導入石英原子化器中而與基體其它共存元素相分離。所生成的氫化物在石英原子化器的氬氫火焰中很容易被原子化。生成的基態原子蒸氣吸收了以特種空心陰極燈為激發光源發出的特征譜線而被激發，當電子躍遷返回基態或較低能級時發出熒光。其熒光強度在一定濃度范圍內與待測元素的含量成正比。

即： I_F  = kc

該方法適合于分析能生成氫化物的元素，如砷（As）、銻（Sb）、鉍（Bi）、硒（Se）等以及可形成氣態組分的元素如汞（Hg）、鎘（Cd）、鋅（Zn）等。

如測定溶液中的砷時，以鹽酸為介質，硼氫化鉀作還原劑，使As³⁺生成AsH₃ ：

溶液中的As⁵⁺ 在酸性條件下可用硫脲-抗壞血酸還原為 As³⁺，此時測定的是總砷含量。

由于所有可形成氫化物的元素的熒光波長都位于紫外光區，AF-610A原子熒光光譜儀采用了無色散系統和日盲光電倍增管檢測，以提高儀器的靈敏度。同時與流動注射分析技術相結合，實現了自動化分析。

【儀器與試劑】

1  儀器與器皿   AF—610A原子熒光光譜儀（北京瑞利分析儀器公司）；砷特種空心陰極燈；25mL比色管；1、5mL吸量管；20mL移液管。

2  試劑

1）1mg/mL砷標準貯備溶液：國家標準物質溶液。

2）0.25μg/mL砷標準使用溶液：吸取1mg/mL砷標準貯備溶液，用10% HCl（V/V）逐級稀釋至0.25μg/mL。

3）硫脲（50g/L）—抗壞血酸（50g/L）混合溶液：稱取硫脲[(NH₂)₂CS]5g、抗壞血酸(C₆H₈O₆)5g溶于純水中，稀釋至100mL，用時現配。

4）7g/L硼氫化鉀溶液：稱取2g氫氧化鉀溶于200mL純水中，加入7g硼氫化鉀并使之溶解，用純水稀釋至1000mL。

5）1:1鹽酸溶液（V/V）

6）1%鹽酸溶液：做載流用。

7) 含砷試樣及自來水水樣

【操作步驟】

1、標準系列及樣品溶液的配制

標準系列：吸取0.25μg/mL砷標準使用液0，0.20，0.40，0.80，1.50，3mL于6個25mL比色管中，加1:1鹽酸和硫脲—抗壞血酸混合溶液各2.5mL，以純水稀釋定容至25mL，搖勻。

樣品溶液：分別吸取自來水水樣20mL、試樣5mL于25mL比色管中，加1:1鹽酸和硫脲—抗壞血酸混合溶液各2.5mL，定容，搖勻。

放置10min后測定熒光強度。

2、分析測定

⑴ 打開右箱體上蓋(燈室)，安裝好待測元素空心陰極燈，將泵管連接好，將調節手柄于最下方處開始向上扳2個齒（即聽到2次“咔”聲），控制流量。在確認電源正確后，按微機、主機和打印機順序開啟電源。

⑵ 按工作站操作說明，調整好儀器工作參數值。見下表：

   輸入樣品信息：元素：As，樣品類型：液體，含量單位：μg/L，樣品重復：1-2，樣品空白：是

                 樣品量：5-20mL，稀釋體積：10-25mL

⑶ 參數值確定后空心陰極燈點亮，將調光器放在石英爐原子化器上，調節空心陰極燈的上下，左右位置，使光斑對準十字線中心，取下調光器。開啟點火開關，原子化器上部爐絲點亮，然后預熱20-30min，在預熱期間無需開啟氬氣。

⑷ 預熱完畢后開啟氣瓶，調節次級輸出壓力為0.15～0.20MPa，調節載氣流量旋鈕，使氣體流量為800-1000 mL/min。

⑸ 從稀到濃依次測定標準系列各溶液，并記錄熒光信號值。儀器自動以比色管中砷濃度為橫坐標，熒光信號值為縱坐標繪制標準曲線。

⑹ 樣品測定及結果計算與標準系列溶液測定方法相同進行測定，并記錄熒光信號值。并自動計算出樣品中的砷濃度（μg/L）。

【注意事項】

1.  注意打開通風設備，測試過程中會產生有害氣體。

2.  測試前應檢查泵管的吸液管是否已分別插入載流（或樣品）和硼氫化鉀的溶液內，不要放錯位置。

3.  為提高泵管的使用壽命，應定期向泵管和弧形壓塊中滴加硅油。

4.  在測定時，特別注意載流空白，發現空白值很高，應及時檢查所使用的酸是否含有被測元素，采用更換其他生產廠的酸，或使用較高純度酸進行對比。同時注意容器是否被污染，如有污染則應重新處理容器和重新配制載流和KBH₄。

5.  測試工作完畢后，應將兩個吸液管放入去離子水的燒杯中，蠕動泵繼續運行，清洗管道。然后關閉Ar氣，關閉儀器、計算機和總電源，松開蠕動泵上部流量控制調節裝置，防止泵管長期受壓。

6.  測試工作完畢后，應及時將廢液桶中的廢液清除。清除實驗臺面上各種試液，以防止儀器受酸氣的侵蝕。