主题:【第十三届原创】不耻下问,如果这么做火焰原子吸收是否可行?

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skytoboo
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接触原子吸收已经有10个年头,10年来火焰原子吸收个人感觉主体变化并不大,做久了不免会有些天马行空的想法,借此机会写下来,看是否可为国产仪器助力,提供新的思路。当然也欢迎对这个不成熟设想有理有据的板砖,痛并快乐着学习。本文主要讨论实践应用方向,主要分两个部分:①火焰原子吸收自动稀释配线的可能,增加检测数量级,②双元素或多元素同时测定。

火焰原子吸收自动稀释配线的可能,增加检测数量级

光谱法原理

比尔-朗伯定律数学表达式

A=lg(1/T)=Kbc

A为吸光度,T为透射比(透光度),是出射光强度(I)比入射光强度(I0).

K为摩尔吸收系数.它与吸收物质的性质及入射光的波长λ有关.

c为吸光物质的浓度,b为吸收层厚度.b也常用L替换,含义一致】(来源360百科)

根据比尔-朗伯定律数学表达式可知,主流火焰原子吸收火焰燃烧头b长度固定,改变c浓度拉曲线,按照公式c不变,改变燃烧头b从原理上应该可行。




从朗伯比尔定律可知,b的长度应该就是光程,假设c不变的情况下,逻辑变化b的光程是可以做到单点配置曲线的目的。

至于如何实现逻辑改变b光程,有两种方式,1:燃烧头不偏转,机械变化火焰孔隙,2:孔隙不变化,旋转燃烧头。

有网友提出,空气压力对火焰测定的影响https://bbs.instrument.com.cn/topic/7640293_1#floor_6,假设该网友的提议正确,那么方案1,燃烧头不偏转,机械变化火焰孔隙可能会改变燃烧头的空气压,需要解决压差补偿问题,方案2不改变燃烧头物理结构,应该不会产生压力改变问题,故可操作性较高。

综上,火焰燃烧头需要设计一个精确旋转燃烧头电机,经过准确计算改变b光程即可实现单点标液拉曲线问题,亦可解决稀释问题,增加测定样品数量级。

二双元素或多元素同时测定。

国产原子荧光多元素同时测定已不是新闻,砷锑测定波长分别为:193.7nm,锑217.6nm,因火焰测定吸收光路只有一个,可通过光纤或物理汇聚光路验证双元素是否可以同时测定,从原子荧光多元素来看,波长差异较大的铜324.752nm 206.191nm,这两个波长较远的元素似乎是可以同时测定,铜、锌是土壤监测中常测元素,多元素同时测确实可以解决生产型实验室的欢迎。
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skytoboo
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关于第二点,光谱干扰的问题我想过,主要是在原子荧光上应用成功,确实有必要验证一下,波长差异较大的的双元素测定。
若是次灵敏线,或其他灵敏线光源,光源可以增加光栅,或者滤光片,直接去除指定元素的次灵敏线发射波长。
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2020/9/22 9:49:17 Last edit by skytoboo
橘子汽水阿不
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不耻下问:汉语成语,意思是指向地位、学问不如自己的人请教而不感到丢面子,比喻谦虚好学,不介意向学识或地位不及自己的人请教。出自《论语·公冶长》。

打扰了
竖琴老人
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耶拿已经有多元素同时测定的原子吸收仪了。
skytoboo
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原文由 竖琴老人(Ins_2c568028) 发表:耶拿已经有多元素同时测定的原子吸收仪了。
那个是连续光源的,灯很贵
skytoboo
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原文由 橘子汽水阿不(v3096886) 发表:不耻下问:汉语成语,意思是指向地位、学问不如自己的人请教而不感到丢面子,比喻谦虚好学,不介意向学识或地位不及自己的人请教。出自《论语·公冶长》。打扰了
没事,讨论讨论
skytoboo
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原文由 竖琴老人(Ins_2c568028) 发表:耶拿已经有多元素同时测定的原子吸收仪了。
现在说的还是用空心阴极灯,连续光源能量太强,不好弄,还要解决其他光谱的问题,如果用空心阴极灯,解决起来方便一些
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2020/9/22 12:19:53 Last edit by skytoboo
xx_dxd_xx
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你说的前一个想法,其实以前就有使用的。我最早使用的一台北分的仪器,燃烧头上面是有角度刻度的,可以准确控制光束与火焰的夹角。增大夹角可以减小光程,用于测定高浓度的样品。
但是问题在于火焰并不规则,实际光程与三角函数计算的光程并不一致,所以只能固定角度做工作曲线。想要通过角度与光程的关系来计算却是不可能的。
skytoboo
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原文由 xx_dxd_xx(xx_dxd_xx) 发表: 你说的前一个想法,其实以前就有使用的。我最早使用的一台北分的仪器,燃烧头上面是有角度刻度的,可以准确控制光束与火焰的夹角。增大夹角可以减小光程,用于测定高浓度的样品。但是问题在于火焰并不规则,实际光程与三角函数计算的光程并不一致,所以只能固定角度做工作曲线。想要通过角度与光程的关系来计算却是不可能的。
会遇到什么问题?不符合公式吗?是否可以根据数据使用非线性方程进行拟合?
skytoboo
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原文由 xx_dxd_xx(xx_dxd_xx) 发表: 你说的前一个想法,其实以前就有使用的。我最早使用的一台北分的仪器,燃烧头上面是有角度刻度的,可以准确控制光束与火焰的夹角。增大夹角可以减小光程,用于测定高浓度的样品。但是问题在于火焰并不规则,实际光程与三角函数计算的光程并不一致,所以只能固定角度做工作曲线。想要通过角度与光程的关系来计算却是不可能的。
可能线性方程不一定对,郎伯比尔定律的假设前提是吸光度和浓度呈正比,现实中固定光程是符合的,固定浓度改变光程理论上可行,你说的也是一个可能产生的问题,也许光程用三角函数算会有误差,对机械精读要求高,换个方式用激光计算光程会怎么样?讨论一下是否可以根据理论实现现实的突破
xx_dxd_xx
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原文由 skytoboo(skytoboo) 发表:
可能线性方程不一定对,郎伯比尔定律的假设前提是吸光度和浓度呈正比,现实中固定光程是符合的,固定浓度改变光程理论上可行,你说的也是一个可能产生的问题,也许光程用三角函数算会有误差,对机械精读要求高,换个方式用激光计算光程会怎么样?讨论一下是否可以根据理论实现现实的突破


这个与机械精度无关,也不是理论问题。这个问题我的老师以前就做过,夹角多少的时候对应衰减多少,可以做成一个表格,遇到高浓度就查表选一个适当的夹角。但是这两者之间的关系不是简单数学关系,没办法简单拟合,所以还是必须重做工作曲线。你想要用非线性拟合也是可以的,但是非线性的曲线导致误差被放大,定量不准。

之所以不符合简单数学关系,就是因为火焰不像溶液,火焰是不规则的,而且原子在火焰中的分布不均匀,没办法用几何方式控制光程。就算是用100mm燃烧头和50mm燃烧头对比,即使把气流也按比例减半保证燃烧速度一致,也会发现吸光度不是一倍的关系。其原因估计是火焰边缘的原子浓度与中心不一致,两端浓度小,中间浓度大。