原子吸收法测定样品中的锌和铜

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摘要：本实验采用了原子吸收光谱法测定发样中的锌和铜的含量，方法简单、快速、准确、灵敏度高。此实验用了火焰原子吸收法以及石墨炉原子吸收法对锌喝铜的含量作了检测。实验表明，锌所测得的含量为232.4442 ug/g；铜所测得的含量为10.0127 ug/g。铜所测得的线型数据比锌的较好。

关键词：锌；铜；发样；原子吸收光谱法

前言

随着原子吸收技术的发展，推动了原子吸收仪器[1]的不断更新和发展，而其它科学技术进步，为原子吸收仪器的不断更新和发展提供了技术和物质基础。近年来，使用连续光源和中阶梯光栅，结合使用光导摄象管、二极管阵列多元素分析检测器，设计出了微机控制的原子吸收分光光度计，为解决多元素同时测定开辟了新的前景。微机控制的原子吸收光谱系统简化了仪器结构，提高了仪器的自动化程度，改善了测定准确度，使原子吸收光谱法的面貌发生了重大的变化。联用技术[2](色谱-原子吸收联用、流动注射-原子吸收联用)日益受到人们的重视。色谱-原子吸收联用，不仅在解决元素的化学形态分析方面，而且在测定有机化合物的复杂混合物方面，都有着重要的用途，是一个很有前途的发展方向。原子吸收光度法是一种灵敏度极高的测定方法，广泛地用来进行超微量的元素分析。在这种情况下，试剂、溶剂、实验容器甚至实验室环境中的污染物都会严重地影响测得的结果。实际上，由于人们注意了这个问题，文献中所报道的多种元素在各种试样中的含量曾做过数量级的修正，这正是因为早期的实验中人们把测定中污染物造成的影响也算到试样中的含量中去所造成的。因此在原子吸收光度测定中取样要特别注意代表性，特别要防止主要来自水、容器、试剂和大气的污染；同时要避免被测元素的损失。

在火焰原子吸收法中，分析方法的灵敏度、准确度、干扰情况和分析过程是否简便快速等，除与所用的仪器有关外，在很大程度上取决于实验条件。因此最佳实验条件的选择是个重要问题，仪器工作条件，实验内容与操作步骤等方面进行了选择，先将其它因素固定在一水平上逐一改变所研究因素的条件，然后测定某一标准溶液的吸光度，选取吸光度大且稳定性好的条件作该因素的最佳工作条件。

在石墨炉原子吸收法中，使用石墨炉原子化器，则可以直接分析固体样品，采用程序升温，可以分别控制试样干燥、灰化和原子化过程，使易挥发的或易热解的基质在原子化阶段之前除去。石墨炉的维护在石墨炉膛部分，因为里面是加热高温-低温冷却，一个循环过程，同时里面还有还原性强的石墨产生积碳同时还有不同的待测物质灰化时产生的烟雾，都会在炉膛或者是在炉膛光路上的透镜上附近凝结。如果长时间不清理，炉膛底部的光控温镜可能会因为积碳的干扰，失去控温能力，直接导致石墨管烧断。灰化物在透镜上面凝结，挡住了部分光路，额外增加了负高压，积碳在加热和塞曼的震动时，有可能会随着震动，这样也变相增加了仪器的噪声。一般建议在每次更换石墨管时清洗一次石墨炉膛。

1．实验部分

1.1 主要仪器与试剂

1.1.1 原子吸收分光光度计及配套设备

1.1.2 50ml容量瓶4只，1ml、2ml、5ml吸量管各一支，吸耳球一个

1.1.3 锌或铜等标准储备液，浓度均为100ug/ml；去离子水、0.5%HCl

1.2 实验原理

原子吸收光谱分析法[3]主要用于定量分析，其基本依据是：将一束特定波长的光照射到被测元素的基态原子蒸气[4]中，原子蒸气对这一波长的产生吸收，未被吸收的光则透射过去。

在使用锐线光源和低浓度的情况下，基态原子蒸气对共振线的吸收符合比尔定率[5]：A=abc

将消化好的样品直接吸入火焰，火焰中形成的光源发射的特征谱线产生吸收。将测得的样品吸光度和标准溶液的吸光度进行比较，确定样品中被测元素的含量。

该方法快速、干扰少。在常见浓度下不干扰测定。

1.3实验步骤

吸取铁标锌准溶液（标准溶液吸取量可根据样品含锌量高低来确定），0.5mL，1.0mL，2.5mL分别置于50mL容量瓶中加入1ml0.5%HCl，再加蒸馏水到刻度线，混合均匀。

 将处理后的样品溶液试剂空白液和锌标准溶液分别导入火焰原子仪器进行测定，参考测定条件：波长为216.7nm，灯电流狭缝、空气乙炔流量及灯头高度均按仪器说明调至最佳状态，记录其相应吸光度值，与标准曲线比较定量，后代入公式求出含量。

将处理后的样品用同样的方法在石墨炉原子仪器中测出吸光度值，与标准曲线比较定量，后代入公式求出含量。

2．数据与分析

锌待测液的测得数据

锌的标准曲线方程　Abs=0.114580Conc+0.13072   r=0.9947

根据Zn=(Cx-Co)/M*50公式，得

Zn的浓度平均数=232.4442 ug/g

s=18.2664

C=（2.3+0.2）*10^2 ug/g

锌待测液中的一瓶（1.0771g）对其进行铜含量的测定测三次数据如下图

铜含量的测定

铜的标准曲线方程：　Abs=4.7962conc +0.1531  r=0.9883

Cu的浓度平均数=10.0127  ug/g

S=0.2697

C=10.0+0.3 ug/g

所以，铜锌比为0.0431

3.结果与讨论

由图表可知，本实验采用了原子吸收法测定发样中锌喝铜的含量，所得结果铜锌比为0.0431，即可得出此人的智商。但此实验中有乙炔气体的燃烧，对空气产生了一定的污染，所以实验要在够用的时间内尽量快速的做完。

4.参考文献

1．郭德济·光谱分析法.重庆大学出版社,1994.

2．刘密新.罗国安.张新蓉等仪器分析.北京:清华大学出版社.2002

3．孙汉文.原子吸收光谱分析技术,北京中国科学技术出版.1992

4．苗凤琴.于世林 分析化学实验.北京化学工业出版社.2001

5．孙凤霞  仪器分析  北京化学工业出版社 2004

思考题

1．样品的分解除了本实验还可以用什么方法？写出3种以上分解方法，并分析每种方法的优缺点。根据分析选出你觉得哪种方法最好？

答：1.1气相色谱-质谱法   优点：避免了对样品的污染，对样品进行有效的控制，极大的提高了对混合物的分离、定性、定量分析效率；准确度高，应用广泛；获得的信息更多。

1.2 紫外光分解法   缺点：当需测定样品中Mn2+ 、I-、NO2- 和SO32-等易被氧化的成分时，不宜用该法。  优点：只用极少的试剂，污染少、试剂空白值低、回收率高。

1.3色谱分离法    优点：分离效率高，分析速度快，检验灵敏度高，样品用量少，选择性好，多组分同时分析，易于自动化。   缺点：定性能力较差。

2．为什么样品消化好后，若不当天测，则只要将样品转移即可，不要定容？

答：定容好后放过夜，会使样品在测量时数据不准确

3.原子吸收法对有机样品预处理的要求是什么？

答：把分析试样首先转变成均匀的溶液；样品预处理过程是否安全；是否对所用的器皿有影响；所用方法对样品的分解效果如何；所用试剂是否会对定量产生干扰；是否造成了不能忽略的沾污；预处理方法能否导致待测元素的损失或产生该元素的不溶性化合物。

4.为什么要配制铁、锌等标准使用液？所配制的标准使用液可以放置到第二天再继续使用吗？为什么？

答：配制标准使用液是为了做出这种离子的标准曲线，然后可以得出样品中此离子的浓度。不可以。放到第二天后会使此浓度的值已发生变化而导致测得的数据有所偏差。

5为什么要扣除空白的吸光度？

答：除去外在条件如水和酸的影响，减少实验误差。

6.火焰原子吸收法使用时要注意哪些？

答：首先是点火后，立即将毛细管放入去离子水中，测完一种溶液后，继续喷重蒸水数分钟以清洗原子化器，然后将毛细管通空气数分钟，先关燃气，再关空气，标准溶液要按仪器设定的顺序进样。载气的供应是否稳定；火焰区域的位置是否正确，距离是否掌握的得当，不要太高或太低，就是说温度的控制，因为那时测定的都是等离子体和分子的碎片，位置太高太低就影响到温度的高低，到时候测出的信号都是错的，基本操作按照规程来，出表或者其他的参数设定就交给过工作站就行了。

8.在原子吸收光谱法中为什么要用待测元素的空心阴极灯作为光源？可否用氘灯钨灯代替？为什么？

答：因为在做原子吸收光谱时，要求光源的发射线与吸收线的中心频率一致；发射线的半宽度小于吸收线的半宽度，而空心阴极灯满足其要求，其发出的锐线光源辐射强度高，稳定，可得到更好的检出限。

不能用氘灯钨灯代替，它们为连续光源，而连续光源稳定，操作简便，寿命长，能用于多元素同时分析，但检出限较差，容易产生较大的实验误差。

9.石墨炉原子吸收分析仪，仪器操作需特别注意哪些地方？

答：1.调整仪器到最佳状态，特别是进样的合适深度和左右位置。进样一定要准确并且稳定，它决定着标准曲线的线性和实验的重现性。2.根据仪器的灵敏度和酱油样品中铅元素的大概含量合理选择标准曲线的范围，使样品的信号测定值落在曲线范围内。需要注意的是标准曲线的酸度要与样品空白和样品的酸度一致。3.必须通氩气，防止石墨燃烧；进样是要小心，悬空，减少对石墨的损害；在温度指示纸不显红色时进样，减少对身体伤害。

 

第二篇：原子吸收法测定样品中的铁或锌或铜

原子吸收法测定发样中的锌、铜离子含量

摘要： 本次试验采用湿法消化法对头发样品进行预处理，配制标准的铜、锌溶液，然后再采用火焰原子吸收光谱法和石墨炉原子吸收法测定头发样品的锌铜离子含量的吸光度，将吸光度与标准溶液吸光度相比较，得出头发样品中铜、锌含量，从而在一定程度上测出一个人的智商。

关键字：原子吸收法 铜 锌 吸光度

引言

锌、铜等是人体内必需的微量元素。他们在人体中具有多方面的生理功能和 营养功能。人发中锌、铜的含量在一定程度上能够代表元素在人体中含量的实际水平。体内缺少这些元素会引起许多疾病。锌对小儿神经系统的发育有不可忽略的影响，如果缺乏或减少就会影响大脑一些主要酶，如细胞色素氧化酶、多巴胺β羟化酶和过氧化物歧化酶的活性，使脑的结构发生改变［1］，从而产生智力低下、反映迟钝、学习能力下降。铜的缺乏可使大脑皮层分子层及颗粒层变薄，神经元减少，这可能是造成儿童智商较低以致学习困难的部分原因。这与Michogan大学所做调查表明，学习成绩好的学生发锌、铜含量高于学习成绩差的学生的报道相一致［2］。

目前，国内外测定锌采用的方法主要有原子吸收光谱法、比色法 (如：二硫腙法[3] 、锌试剂法[4.5])及容量法 。

双硫腙比色法：测量方法是样品经消化后,在pH4.0～5.5时,锌离子与双硫腙形成紫红色络合物,溶于四氯化碳，加入硫代硫酸钠，防止铜、汞、铅、铋、银和镉等离子干扰，与标准系列比较定量。缺点：大量的玻璃仪器需彻底清洗；需要大量的试剂；方法麻烦和费时，还要求分析人员有较高水平的熟练技术。优点：铅的吸收率线性好，范围宽；它不公可满足小样品而且大量样品亦能适用；干扰能迅速去除。[3]

EDTA容量法：试样用氯酸钾饱和的硝酸分解，硫酸冒烟将铅锌分离，HAC--NaAC缓冲溶液溶解铅；在氧化剂存在的氨性溶液中分离铁、锰、铋等干扰元素，加掩蔽剂消除铜、铝的干扰。以二甲酚橙为指示剂，于PH5.5~5.8用EDTA标准溶液进行滴定。它的缺点：操作麻烦、终点判断的不确定性、以及不适合在浑浊和有颜色的水样中。 其优点：简便、快速、终点敏锐。

实验部分

1 实验仪器与材料

1.1 主要仪器

1.1.1 AA-6300型原子吸收分光光度仪及配套设备，GFA-EX7i石墨炉，移液枪

1.1.2 50ml容量瓶4只，1ml、2ml、5ml吸量管各一支，吸耳球一个

1.2主要材料试剂

1.2.1锌、铜等标准储备液，浓度均为100ug/ml；去离子水、0.5%HCl 2 实验方法

2.1 采用湿法消化法对头发样进行预处理

2.2 应用火焰原子吸收法与石墨炉法来测定头发样品中的铜、锌含量

3 实验原理

原子吸收光谱分析法主要用于定量分析，其基本依据是：将一束特定波长的光照射到被测元素的基态原子蒸气中，原子蒸气对这一波长的产生吸收，未被吸收的光则透射过去。

在使用锐线光源和低浓度的情况下，基态原子蒸气对共振线的吸收符合比尔定率：A=abc

将消化好的样品直接吸入火焰，火焰中形成的光源发射的特征谱线产生吸收。将测得的样品吸光度和标准溶液的吸光度进行比较，确定样品中被测元素的含量。该方法快速、干扰少。在常见浓度下不干扰测定。

4实验步骤

4.1 样品预处理

精确称取样品1.0017g、1.0587g、1.0685g用酸法消解，定容于50ml容量瓶，同时做空白。

4.2标准溶液配制

4.2.1铜标准溶液配制

取4只50毫升容量瓶，依次加入0.04mL、0.1mL、0.2mL、0.4mL100ug/mL的铜标准溶液用2%HCl稀释至刻度，摇匀。

4.2.2锌标准溶液配制

取4只50毫升容量瓶，依次加入0 mL 、0.5mL、1.0mL、2.5mL的锌标准溶液用6mol/L HCl 1mL稀释至刻度，摇匀。

4.3绘制铜锌标准曲线与待测样品的含量测定

4.3.1火焰原子吸收法

4.3.1.1装上待测元素空心灯；

4.3.1.2打开软件，选择所测元素灯进行谱线搜索；

4.3.1.3按仪器工作条件准备好各参数，预热30min；

4.3.1.4打开空气泵，打开乙炔瓶；

4.3.1.5点火；

4.3.1.6测定锌标准系列使用液的标准曲线，并打印出标准曲线；

4.3.1.7取待测3个头发样品并对其进行测定，记录；

4.3.1.8实验数据的整理和分析。

4.3.2石墨炉原子吸收法

4.3.2.1打开软件，选择所测元素灯进行谱线搜索；

4.3.2.2按仪器工作条件准备好各参数，预热30min；

4.3.2.3测定铜标准系列使用液的标准曲线，并打印出曲线；

4.3.2.4用移液枪移取0.2ml测定空白及上述一个头发样品待测液3次，进行铜原子含量的测定，记录；

4.结果和讨论

1实验条件

表1： 仪器工作参数

表2： 石墨炉加热程序

2数据记录

2.1 锌的标准曲线方程 Abs=0.14137Conc +0.071692 r=0.9980

2.2铜的标准曲线方程 Abs=4.6883conc +0.1563 r=0.9997 取0.8400g样品对其进行铜含量的测定

3数据处理

3.1 所测样品中锌的浓度 [Zn]=（CX-C0）*50/M

平均值CZn=（260.75+236.15+245.02）/3= 247.31（μg/g)

方差=[(260.75-247.31)2+(236.15-247.31)2+(245.02-247.31)2 ]/2 = 155.21 标准偏差S=√155.21 =12.46

3.2 所测样品中铜的浓度

[Cu]=（CX-C0）*50/M

平均值CCu=（24.82+24.83+26.50/3=25.38(μg/g)

方.50差=[(24.82-25.38)2+(24.83-25.38)2+(26.50-25.38)2]/2 = 0.93525 标准偏差S=√0.93525 =0.9671

4实验结果评价：

3.1头发样品中锌的含量为247.31μg/g，其标准偏差较大，可能是由于标准溶液配制时没有摇匀，导致标准曲线不够准确。

3.2头发样品中铜的含量为25.38μg/g，其标准偏差较小，平行性较好。

3.3发样中铜锌含量跟智商的关系见表5。由表可知，该同学的智商大于110。

表5： 发样中铜锌含量跟智商的关系

结论

1实验结果

头发样品中锌的含量为247.31μg/g，铜的含量为25.38μg/g。结果表明，用原子吸收光谱法测定人发中铜、锌离子含量, 分析范围广，灵敏度和精密度较高，抗干扰能力强，操作方便， 分析速度较快。

2改进方法

实验过程中，配置溶液时应该充分摇匀，避免主观误差。

参考文献

[1]于古洋，侯哲．微量元素与优生优育．北京：人民军医出版社，1999，155

[2]袁秀琴，李东阳，李纯颖．锌缺乏对儿童智力发育的影响．衡阳医学院学报，1997，25（30）：250~252

[3]二硫腙试剂对二硫腙比色法测铅的干扰分析 贾玉珠 师邱毅 内蒙古预防医学-1999-1期