第三章 火焰
原子吸收分析干扰及其消除
第一节 物理干扰及其消除方法
物理干扰是指试样在转移、蒸发和原子化过程中,由于试样任何物理性质的变化而引起
原子吸收信号强度变化的效应。物理干扰属非选择性干扰。
一、物理干扰产生的原因
在火焰
原子吸收中,试样溶液的性质发生任何变化,都是直接或间接地影响原子化效率。当试液的粘度发生改变,则影响吸喷速率,进而影响雾量和雾化效率。毛细管的直径和长度,测量液面的相对高度以及空气流量的改变,同样影响吸喷速率。试液的表面张力和粘度的变化又将影响脱溶剂效率和蒸发效率,最终影响到原子化效率。当试样中存有大量基体元素时,它们在火焰中蒸发解离时,不仅要消耗大量的热量,而在蒸发过程中,有可能包裹待测元素,延续待测元素的蒸发,影响原子化效率。样品含盐量高时,不仅影响吸喷速率和雾化效率,还可能造成燃烧器缝口堵塞而改变燃烧器的工作特性。
物理干扰一般都是负干扰,最终影响火焰分析体积中的原子密度。
二、消除物理干扰的方法
1.配制与待测试液基体相似的标准溶液,这是最常用的方法。
2.当配制其基体与试
液相似的标准溶液有困难时,需采用标准加入法。
3.当被测元素在试液中的浓度较高时,可用稀释溶液的方法来降低或消除物理干扰。
第二节 光谱干扰及其消除方法
原子吸收光谱分析中的光谱干扰较原子发射光谱少的多。理想的
原子吸收,应当是在所选用的光谱通带内仅有光源的第一条共振发射线和波长与之对应的一条吸收线,当光谱通带内多于一条吸收线或光谱通带内存在光源发射的非吸收线时,灵敏度降低,工作曲线线性范围变窄。当被测试液中含有吸收线重叠的两种元素时,无论测定其中哪一种元素,都将产生干扰,这种干扰俗称“假吸收”,导致结果偏高。
一、光谱通带内多于一条吸收线
如果在光谱内存在光源的几条发射线,而且被测元素对这几种辐射光均产生吸收,这时便产生光谱干扰。
每一条吸收线具有不同的吸收系数,所测得的吸光度是每个独立成分贡献的结果,多重谱线干扰以过渡元素较多,尤其是铁、钴、镍等多谱线元素。
为消除上述干扰,若多重吸收线和主吸收线的波长差不是很小,则可通过减小狭缝宽度的办法来克服多重吸收线引起的干扰,但当波长差很小时,通过减小狭缝仍难消除干扰,并且可能使信噪比大大降低,此时需另选吸收线。
二、光谱通带内存在光源发射的非吸收线
待测元素的非吸收线出现在光谱通带内,这非吸收线可以是待测元素的谱线,也可能是其它元素的谱线。造成这种干扰的原因有以下几种:
1.具有复杂光谱的元素本身就发射出单色器难于完全分开的谱线,如铁、钴、镍等。
2.光源阴极材料中的杂质引起非吸收线干扰。例如:铝灯阴极中的微量铜发射216.5nm谱线而干扰铝217.0nm谱线测定。
3.光源填充的惰性气体的辐射线引起非吸收线干扰。例如:充氩的铬灯,氩的357.7nm谱线干扰铬的357.9nm谱线的测定。
克服这种干扰的常用方法是减小狭缝宽度,使光谱通带小到足以分离掉非吸收线,但会使信噪比变坏,这时可改用其他分析线,虽然灵敏度稍低,但允许较大的光谱通带,有利于提高信噪比。
三、吸收线重叠干扰
火焰中有两种以上原子的吸收线完全重叠,而分析元素含量很低时,测得的只是共存元素的吸收信号。当分析元素吸收线中心位置与共存元素吸收线的中心位置稍有偏离,但仍有相当程度的重叠,此时得到的吸收信号中仍有小部分是共存元素产生的。只有分析元素的吸收线和共存元素的吸收线完全分离时,共存元素才不会产生干扰。干扰的大小取决于吸收重叠的程度,干扰元素的浓度及其灵敏度。当两元素吸收线的波长差等于或小于0.03nm时,这种干扰是严重的,若重叠的吸收线是灵敏线,即使相差0.1nm,干扰也会明显表现出来。
消除这种吸收线重叠干扰的途径有三条:一是选用被测元素的其他分析线,二是预先分离干扰元素,三是利用塞曼效应或自吸效应背景校正技术。