1、重金属 之 原子吸收,1.什么是重金属?2.重金属分析是干啥的？3.原子吸收是什麽。,光谱分析,重金属分析,元素分析,讲解目录,1.光谱分析导论 1.1 检验分析（化学分析及仪器分析） 1.2 仪器分析的分类 1.3 光谱分析的定义 1.4 光谱分析种类、主要仪器和原理,2.原子吸收分光光度计 2.1 原子吸收工作原理 2.2 原子光谱和分子光谱 2.3 火焰原子吸收仪器构造 2.4 原子吸收核心技术,3.实验操作 3.1 实验方法 3.2 仪器维护,4.日常重金属危害和防护,1.1分析检验,化学分析：是以物质的化学反应为基础，通过已知物与待测物的化学关系，而测出未知物的含量。- 滴定。比色仪
2、器分析：是以物质的物理性质或物理化学性质为基础，通过精密仪器测定物质的物理性质或物理化学性质而测出待测物含量。,1.2仪器分析的分类,仪器分析,电化学分析法,光谱分析法,色谱分析法,热分析法,分析仪器联用技术,质谱分析法,光谱分析方法,光谱分析法,原子吸收法,红外法,原子发射法,核磁法,荧光法,紫外可见法,色谱分析法,色谱分析法,气相色谱法,薄层色谱法,液相色谱法,激光色谱法,电色谱法,超临界色谱法,其它仪器分析方法 质谱， 热分析， 放射分析,其他分析法,质谱分析法,联用技术,热分析法,1.3 光谱分析的定义,什么是光谱分析？ 色谱一种物理化学分离方法，是基于样品中各组分在两相中分布系数的差
3、异而实现分离。 光谱基于样品与电磁辐射（光）相互作用产生辐射信号变化从而实现测定。,可见光的分解：颜色的产生,2.能复合成白光的两种颜色的光叫互补色光。物质所显示的颜色是吸收光的互补色。,1.利用不同波段光谱的性质，生产有相应的仪器设备！ 无线电波？,微波炉,光-电磁波和能量,光的波粒二象性！,原子怎么来的呢？,原子吸收,原子发射,原子荧光,紫外呢？,1.4光谱分析种类、仪器及原理,光源,试样引入系统,波长选择系统,检测系统,空心阴极灯汞灯氘灯钨灯激光,比色皿原子化器。,光栅棱镜,光电倍增管硒光电池硅二极管。,原理：朗伯一比耳定律,如果溶液浓度和液层厚度都是可的，就要同时考虑溶液浓度c和液层厚
4、度b对吸光度的影响。为此，将朗伯和比耳公式和合并，得到,即通常所称的朗伯一比耳定律。,2 原子吸收分光光度计,原子吸收光谱仪原理示意图,原子吸收光谱仪原理示意图,原子图示,2.2原子光谱及分子光谱,1.原子吸收2.原子发射3.原子荧光4.分子吸收，分子磷光，分子荧光有跃迁就有原子吸收，发射适宜于易电离元素，荧光需吸收且发射。紫外需具有共轭双键结构有机物，部分水合金属离子和阴离子。激发单重态，激发三重态。弛豫时间。墨迹时间，荧光物质,2.3原子吸收分光光度计构造,光源元素空心阴极灯试样引入系统原子化器，雾化器。波长选择系统光栅检测器光电倍增管,光源-空心阴极灯,.空心阴极灯构造 阴极: 钨棒作成
5、圆筒形筒内熔入被测元素 阳极: 钨棒装有钛, 锆, 钽金属作成的阳极 管内充气：氩或氖称载气极间加压500-300伏要求稳流电源供电。,. 锐线光产生原理,在高压电场下, 阴极向正极高速飞溅放电, 与载气原子碰撞, 使之电离放出二次电子, 而使场内正离子和电子增加以维持电流。 载气离子在电场中大大加速, 获得足够的能量, 轰击阴极表面时, 可将被测元素原子从晶格中轰击出来, 即谓溅射, 溅射出的原子大量聚集在空心阴极内, 与其它粒子碰撞而被激发, 发射出相应元素的特征谱线-共振谱线。,动画,火焰原子化器,氘灯,氘灯扣背景：最常用的扣背景方法是采用连续光源如氘灯来测量背景信号。其波长范围为180
6、到425nm。 因在短波长范围中背景信号相对较高该方法覆盖了决大多数高背景发生区。在元素灯工作周期元素灯所产生的窄发射谱线被原子及背景物质所共同衰减所测得的值是总信号在氘 灯工作周期氘灯的宽谱线所测得的则是背景信号此时元素灯所产生的窄谱线原子吸收可忽 略不计两次测量的差值即为我们所需的原子吸收信号。氘灯扣背景方法的优点 灵敏度好 动态线性范围好 费用低 。,塞慢扣背景 zeeman,当原子谱线被置于磁场中时谱线会发生分裂这种现象就是Zeeman效应。 正常塞曼效应或称之为简单塞曼效应发生时谱线被分裂成两个分量和一个分量分量留在原谱线位置分量则对称地出现在原谱线两侧数皮克纳米处。该分量偏离 的程
7、度取决于磁场强度的大小。分量与磁场方向平行分量与磁场方向垂直。塞曼扣背景优点 其最主要的一个优点是背景的扣除准确地在被分析元素的共振谱线处进行且只需一个光源。 波长覆盖整个波长范围 可准确扣除结构背景 可扣除某些谱线干扰 背景校正速度快提高了扣背景的准确性,核心技术,1.原子化技术 火焰原子化 石墨原子化 低温原子化：冷原子化和氢化物发生2.锐线光源技术,3实验方法：定量分析方法,(1).标准曲线法 这是最常用的分析方法。校准曲线法最重要的是绘制一条校准曲线.配制一组含有不同浓度被测元素的标准的标准溶液,在与试样测定完全相同的条件下，依浓度由低到高的顺序测定吸光度。绘制吸光度A对浓度c的校准曲
8、线。测定试样的吸光度值，在标准曲线上用内插法求出被测元素的含量。,.标准加入法,Ax= k C A0= k（C0 + Cx） Cx= AxC0/（A0-Ax） 标准加入法 能消除基体干扰，不能消背景干扰。使用时，注意要扣除背景干扰。,仪器操作！,注意事项,注意事项：对火焰的基本要求,() 燃烧速度，是指火焰由着火点向可燃混凝气其他点传播的速度，供气速度过大，导致吹灭，供气速度不足将会引起回火。（）火焰温度。 （）火焰的燃气与助燃气比例. 可将火焰分为三类： 化学计量火焰，富燃火焰，贫燃火焰。,化学计量火焰 由于燃气与助燃气之比与化学计量反应关系相近，又称为中性火焰 ，这类火焰, 温度高、稳定、
9、干扰小背景低，适合于许多元素的测定。,富燃火焰 指燃气大于化学元素计量的火焰。其特点是燃烧不完全，温度略低于化学火焰，具有还原性，适合于易形成难解离氧化物的元素测定；干扰较多，背景高。贫燃火焰 指助燃气大于化学计量的火焰，它的温度较低，有较强的氧化性，有利于测定易解离，易电离元素,如碱金属。,1. 物理干扰：,是指试液与标准溶液物理性质有差别而产生的干扰。粘度、表面张力或溶液密度等变化，影响样品雾化和气溶胶到达火焰的传递等会引起的原子吸收强度的变化。非选择性干扰。 消除方法：配制被测试样组成相近溶液，或用标准化加入法。浓度高可用稀释法,实验干扰因素,2.化学干扰：,化学干扰是指被测元原子与共存
10、组分发生化学反应生成稳定的化合物，影响被测元素原子化。 例如：PO-34 Ca2+的反应，干扰Ca的测定。Al，Si在空气-乙炔中形成的稳定化合物。W、B、La、Zr、Mo在石墨炉形成的碳化物。,这些是选择性干扰，分不同情况采取不同方法。 如： 磷酸盐干扰Ca，当加入La或 Sr时，可释放出Ca来。EDTA与Ca、Mg形成螯合物，从而抑制磷酸根的干扰。,一般消除方法有：,(1)选择合适的原子化方法 提高原子化温度，化学干扰会减小，在高温火焰中P043- 不干扰钙的测定。 （2）加入释放剂 （广泛应用） （3）加入保护剂 EDTA、8羟基喹啉等， 即有强的络合作用，又易于被破坏掉。 （4）加基体
11、改进剂 （5）分离法,释放剂其作用是它能与干扰物生成比被测元素更稳定的化合物，使被测元素从其与干扰物质形成的化合物中释放出来。如上述所说的PO43-干扰Ca的测定，可加入La、Sr盐类，它们与Ca生成更稳定的磷酸盐，把Ca释放出来。释放剂的应用比较广泛；保护剂其作用是它能与被测元素生成稳定且易分解的配合物，以防止被测元素与干扰组分生成难解离的化合物，即起了保护作用。保护剂一般是有机配合剂，用的最多的是EDTA和8-羟基喹啉。例如，PO43-干扰Ca的测定，当加EDTA后，生成EDTA-Cu配合物，且既稳定又易破坏。Al对Ca、Mg的干扰可用8-羟基喹啉作保护剂； 缓冲剂有的干扰当干扰物质达到一
12、定浓度时，干扰趋于稳定，这样，把被测溶液与标准溶液加入同样达到干扰稳定量时，干扰物质对测定就不发生影响。如用乙炔一氧化二氮火焰测定Ti时，Al抑制了Ti的吸收。但是当Al的浓度大于200ug/ml后，吸收就趋于稳定。因此在试样及标样中都加200ug/ml的干扰元素，则可消除其干扰。,重金属危害与防护,重金属污染指含有汞、镉、铬、铅及砷等生物毒性显著的重金属元素或其化合物造成的环境污染。重金属一般以天然浓度广泛存在于自然界中，但由于人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多，造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤中，引起严重的环境污染。,重金属的特点,富集性、难在环境中降解
13、水体中金属有利或有害不仅取决于金属的种类、理化性质，而且还取决于金属的浓度及存在的价态和形态,铅Pb污染,铅是可在人体和动物组织中积蓄的有毒金属。主要来源于各种油漆、涂料、蓄电池、冶炼、五金、机械、电镀、化妆品、染发剂、釉彩碗碟、餐具、燃煤、膨化食品、自来水管等。,你中毒了吗？,XX智商低，很可能和血铅高有关系食品污染，工业带来的水质污染,镉污染！,大米！ 小心湖南大米！,镉不是人体的必要元素。镉主要来源有电镀、采矿、冶炼、燃料、电池和化学工业等排放的废水；废旧电池中镉含量较高、也存在于水果和蔬菜中，尤其是蘑菇，在奶制品和谷物中也有少量存在。,镉中毒,镉的毒性很大，可在人体内积蓄，主要积蓄在肾
14、脏，引起泌尿系统的功能变化；镉能够取代骨中钙，使骨骼严重软化，骨头寸断，会引起胃脏功能失调，干扰人体和生物体内锌的酶系统，导致高血压症上升。易受害的人群是矿业工作者、免疫力低下人群。,汞！甲基汞,汞及其化合物属于剧毒物质，可在人体内蓄积主要来源于仪表厂、食盐电解、贵金属冶炼、化妆品、照明用灯、齿科材料、燃煤、水生生物等。,汞,血液中的金属汞进入脑组织后，逐渐在脑组织中积累，达到一定的量时就会对脑组织造成损害，另外一部分汞离子转移到肾脏。进入水体的无机汞离子可转变为毒性更大的有机汞，由食物链进入人体，引起全身中毒作用；易受害的人群有女性，尤其是准妈妈、嗜好海鲜人士。,砷！ 砒霜,是人体的非必需元
15、素，元素砷的毒性极低，而砷的化合物均有剧毒，三价砷化合物比其它砷化合物毒性更强,砷主要在人体的肝、肾、肺、子宫、胎盘、骨骼、肌肉等部位蓄积，与细胞中的酶系统结合，使酶的生物作用受到抑制失去活性，特别是在毛发、指甲中蓄积，从而引起慢性砷中毒，潜伏期可达几年甚至几十年，慢性中毒有消化系统症状、神经系统症状和皮肤病变等。砷还有致癌作用，能引起皮肤癌。,砷,铬！ 毒胶囊,1.劣质化妆品原料 2.皮革制剂3.金属部件镀铬部分4.工业颜料以及鞣革、橡胶和陶瓷原料等,经常接触或过量摄入者，易得鼻炎、结核病、腹泻、支气管炎、皮炎等。,铬中毒,你该怎么办？,重金属污染的预防,1、增加膳食纤维的摄入 2、改善机体的营养状况以及食物的营养平衡3、适当增加无机盐的摄入 4、控制脂肪的摄入 5、多喝茶、多吃豆类 6、选购较为安全的食物,应急，和蛋清小孩咬断温度计咋办？,谢谢！,
