您好, 歡迎來到化工儀器網(wǎng)
如何有效消除原子吸收分析中的干擾？
雖然原子吸收分析中的干擾比較少，并且容易克服，但在許多情況下是不容忽視的。為了得到正確的分析結(jié)果，了解干擾的來源和消除是非常重要的。其中，FAAS 中干擾因素比較小, 沒有 GFAAS 法中的干擾嚴(yán)重, 而且也容易克服。
但在許多情況下也要引起重視, 有些干擾因素也較麻煩。為了得到正確、 滿意的分析結(jié)果, 我們了解這些干擾的來源及其消除方法是非常重要的。
FAAS 中的干擾歸納起來以下幾點：
1. 化學(xué)干擾； 2. 電離干擾 ；3.背景吸收干擾；4. 光譜干擾； 5. 物理干擾 ；6 其他干擾。
化學(xué)干擾
化學(xué)干擾的本質(zhì):它主要取決于被測元素和干擾元素的性質(zhì)。其次, 還與火焰類型、火焰溫度、火焰狀態(tài)、部位、噴霧器的性能、燃燒器的類型、霧滴的大小等等有關(guān)…
化學(xué)干擾的主要類型
1.陽離子干擾：在測定 Ca, Mg 時, 常受到 Al 的干擾, 還有鈦、鉻、鈹、鉬、鎢、釩鋯等都對堿土金屬有抑制作用 (鎂、鈣、鍶、鋇等)。主要是一些陽離子與被測元素形成難熔化合物。 如： Al 對 Mg 的干擾, 主要是形成 MgO 與 Al2O3 生成尖金石, 使 Mg 的原子化受到干擾。
2.陰離子干擾：在測定 Ca 時, 如樣品中含有硫酸鹽、 磷酸鹽、 硅酸鹽時會對堿土金屬有的干擾, 主要形成難熔氧化物；使它們的熔點提高。如氯化鈣的熔點較低, 磷酸鈣的熔點高, 所以在分析中要引起注意的。
消除化學(xué)干擾的方法
1.加入釋放劑： 釋放劑與干擾離子形成更穩(wěn)定或更易揮發(fā)的化合物， 從而達(dá)到被測元素從干擾元素中釋放出來的目的。在測定鈣時, 遇到干擾大的樣品, 要加改進劑 Lacl2、 Srcl2, 使鈣原子從干擾元素中釋放出來, 提高了分析的準(zhǔn)確度。
2.加入保護劑：保護劑能與測定元素結(jié)合, 生成難揮發(fā)的化合物。 使測定元素起到”保護”作用, 而不受干擾元素的影響。保護劑的目的使測定元素更容易原子化。
3.加入助溶劑：氯化銨可以抑制 Al、硅酸根、磷酸根、硫酸根的干擾。氯化銨有助于鉻、鉬的測定。
① 氯化銨熔點低，對高熔點的元素起助熔作用。
② 氯化銨的蒸汽壓高，在數(shù)千度高溫下氯化銨的蒸汽可沖破霧滴有利熔融蒸發(fā)。
③ 氯化銨能使測定元素轉(zhuǎn)變成氯化物，這樣可以排除干擾，提高靈敏度。
4．改變介質(zhì)、溶劑或改善噴霧器的性能：測定時改變測定介質(zhì)，能消除干擾，提高靈敏度。如測定鉻時，溶液中加酸時，可提高靈敏度，測定鈮時，加入 HF 酸可提高靈敏度。此外，加入醇類、酮類等有機溶劑后，可改變火焰溫度和氣氛，使溶液的粘度、表面張力有顯著改變，有利提高噴霧效率。
5．化學(xué)分離：化學(xué)分離也能排除干擾的方法。常用的分離方法：萃取，離子交換和沉淀法等，同時也起到濃縮作用。按分析特點，有 APDC, DDTC, MIBK 等，都可以達(dá)到分離，連續(xù)測定多種元素的目的（缺點：測定痕量元素時試劑環(huán)境帶來污染，影響測定結(jié)果）
6．標(biāo)準(zhǔn)加入法：對一些復(fù)雜，干擾因素不清的樣品，要采用標(biāo)準(zhǔn)加入法。但它有一定的局限性，只能消除“與濃度無關(guān)的化學(xué)干擾” ，而與“與濃度有關(guān)的化學(xué)干擾”不能得到滿意的結(jié)果。
表 1. 標(biāo)準(zhǔn)加入法測定不同稀釋倍數(shù)樣品的結(jié)果
( 干擾元素：鈦 磷 40µg/ml 測定元素：鈣 10µg /ml )
由表1. 可見, 標(biāo)準(zhǔn)加入法測定不同稀釋倍數(shù)樣品時, 測定結(jié)果基本一致 , 標(biāo)準(zhǔn)加入法能排除這種與濃度無關(guān)的化學(xué)干擾。
電離干擾
一些元素受電離作用后，使原子吸收的基態(tài)原子減少，從而吸光度下降。如加一些元素，使電離元素轉(zhuǎn)回到基態(tài)原子，排除了電離干擾，使吸光度增加。若在分析鉀時加入易電離的鈉，銫后，鉀的吸光度明顯提高。
消除電離干擾的方法
1.影響電離干擾的主要因素是：元素在火焰中的電離度，火焰溫度，該元素的電離電位，及總濃度有關(guān)?；鹧鏈囟仍礁?，電離度越大, 電離干擾小。
電離度定義： 已電離的金屬正離子濃度與該金屬元素的總濃度之比，
即： α=[M+] /[M]+ [M+]。
2.消除電離干擾的辦法：如果火焰中提供大量的自由電子（e-） ，及其他易電離的元素時（Na,Cs）, 這樣能抑制電離干擾，換句話說，當(dāng)離子得到電子后，使電離平衡向生成基態(tài)原子方向移動（見上圖） 。圖中當(dāng)加入 Na, Cs后都使鉀的靈敏度提高, 排除了電離干擾。
背景吸收干擾
FAAS 的背景干擾主要有以下幾種：1. 分子吸收 2. 光散射 3. 火焰氣體的吸收和介質(zhì)中無機酸的吸收。
這兩種原子化過程中的背景吸收都具有明顯的波長特性，有兩種表現(xiàn)方式：一種是連續(xù)背景（分子吸收和光散射） ，另一種是隨波長而明顯變化的結(jié)構(gòu)背景，它主要由分子內(nèi)部電子躍遷所產(chǎn)生。
1．分子吸收
當(dāng)光源輻射通過原子化過程中生成的氧化物，鹵化物，氯化物等氣體時，會產(chǎn)生分子吸收所引起的干擾。它們通過分子能級的電子振動，轉(zhuǎn)動光譜所組成的帶狀光譜。不同分子具有不同的吸收帶。如CaOH(554nm), SrO(670nm,690nm), 在火焰中可以測得不同的背景吸收曲線，不同波長的背景吸收曲線不同，隨波長的不同而有很大的差異，所以具有明顯的波長特性。
FAAS 中分子吸收取決于該分子是否在火焰中的解離和解離度。如低溫火焰中測定容易原子化的元素時，也存在與火焰氣體生成難解離的氧化物，氯化物等。在高溫下（還原性火焰） ，分子數(shù)明顯下降，靈敏度提高。所以 FAAS 中背景干擾較少，采用氘燈扣背景就夠了。
2．光散射
光散射背景是指原子化過程中產(chǎn)生的固體微粒對光源輻射光的散射而形成的假吸收。 當(dāng)基體濃度過大而熱量又不足的情況下， 不能使基體物質(zhì)全部蒸發(fā)， 存在固體微粒， 這樣產(chǎn)生光散射引起的背景干擾。
3．火焰氣體吸收
FAAS 還存在火焰氣體的吸收及溶液介質(zhì)中各種酸引起的分子吸收，這種干擾在紫外段較大。因此在測定紫外段區(qū)元素時采用氬－氫氣，空－氫氣火焰較好，也可以用空白液調(diào)零來消除干擾。
FAAS 法中，火焰穩(wěn)定，時間長，主要以氘燈扣背景較好，在校正背景時要滿足以下三點：
① 必須在分析線同一波長處測量背景
② 測定原子吸收信號時同時測定背景吸收信號
③ 要求兩個光束*重疊。
光譜干擾
指所選用的光譜通帶內(nèi)， 除分析元素吸收的輻射之外， 還有光源或原子化器的某些不需要輻射同時被檢測出來的干擾。
吸收線重疊干擾如 Co 253.649nm, 對 Hg 253.652 的干擾是典型的吸收線重疊，干擾的大小取決于吸收線重疊的程度，當(dāng)兩個元素吸收線的波長差等于或小于 0.03nm 時，稱為重疊干擾嚴(yán)重。
排除干擾的方法：
⑴ 選用次靈敏線線
⑵ 預(yù)先將干擾元素分離掉
⑶ 利用扣背景方法
物理干擾
指樣品在轉(zhuǎn)移，蒸發(fā)和原子化的過程中，樣品液的物理性質(zhì)變化所引起的吸收強度的變化。FAAS中溶液的濃度，溶劑的變化, 主要使物理性質(zhì)變化（粘度表面張力） ，使進樣速度，噴霧器效率變化，從而影響吸光值。另外毛細(xì)管的直徑、長度、浸沒試劑的深度，同樣影響進樣速度。醇的濃度提高，表面張力會減小，噴霧效率就會提高。在測定血液中的痕量元素時加入 2％乙醇可提高靈敏度，減少取樣量。
排除物理干擾的方法
⑴配制與樣品相似的標(biāo)準(zhǔn)溶液。
⑵當(dāng)樣品濃度高時，須稀釋樣品
⑶采用標(biāo)準(zhǔn)加入法
⑷多道原子吸收法，采用內(nèi)標(biāo)法
其他干擾
原子吸收分析中干擾因素很多, 還有儀器光源的干擾, 無機酸的干擾等。以無機酸干擾為例：
FAAS 分析中, 一般樣品要通過酸前處理, 用低酸濃度定容樣品, 所以, 使用酸后的干擾是復(fù)雜的，不同元素它的干擾因素是不同。 即使同一元素, 條件不同, 酸的種類不同, 干擾也不同。有時會出現(xiàn)化學(xué)干擾, 有時是分子吸收干擾, 有時是電離干擾, 有些是基態(tài)效應(yīng)等.在分析過程中, 不同的測定元素, 不同的測定條件采取不同的酸來溶解。
如何靈活地排除干擾？
FAAS 法中不同元素，不同前處理方法，它們的干擾因素是不同的，我們通過總結(jié)它們的共同點，以不同的角度來排除干擾。
• 堿金屬元素測定：如 K、 Na、Cs、 Li 等，它們主要是電離干擾（就補充自由 e- 和易解離的元素）
• 堿土金屬元素測定：如 Be、 Mg、Ca、Cr, Ba 等元素主要是化學(xué)干擾（陰陽離子干擾）不同元素的干擾采取不同的改進劑來消除干擾.
• 過渡金屬元素測定：如 Cu、Zn、Cd, 、Hg 等，這些元素容易解離，不會形成難揮發(fā)的化合物，很容易測定,在前處理時要注意揮發(fā)。
• 難熔元素測定：如 Al、Be、B、 Si、Ge、T、W、 V 等稀土元素，它們?nèi)菀仔纬赡蜔岬难趸铮仨氃趶娺€原性高溫下測定，而且靈敏度低。 （主要是化學(xué)干擾） ，要采用適當(dāng)改進劑，無機酸溶解，才能提高靈敏度。
• 還有 Ca、Cr、Mo、Sr 等元素：要注意燃?xì)?/span>/助燃?xì)獗壤刂苹鹧鏃l件。
• 多譜線元素： （光譜干擾）選擇好 SBW, 調(diào)低燈電流或選擇調(diào)制法分離共振線
• 短波段吸收線：As193.7nm、 Se196.0nm、Zn213.8nm、Pb217.0nm、Cd228.8nm 等元素測定時，火焰氣體對這些波長的光吸收很強，應(yīng)采用高性能光源，可以測定穩(wěn)定的檢測限，特別要注意光散射引起的背景吸收干擾。還有增加基體改進劑, 無機酸溶解樣品等.
• 混合氣體的調(diào)節(jié)（流量比例）混合氣體的流量和組成可以決定火焰的溫度波長、SBW、 燃燒高度決定了光通過火焰的部位，火焰在燃燒中的各部位的干擾是不一樣， 原子化條件與溶液的組成，儀器的參數(shù)有關(guān)，它們具有綜合的影響。
• 光散射引起背景干擾：當(dāng)溶液濃度過高、粘性大時，往往會引起光散射引起的背景干擾排除辦法：⑴濃度過高時采用稀釋樣品⑵采用次敏線