火焰原子吸收光谱法测定钙
一、实验目的
1、通过对钙最佳测定条件的选择，了解与火焰性质有关的一些条件参数，及对钙测定灵敏度的影响。
2、 解原子吸收分光光度计的基本结构与原理。
3、 握火焰原子吸收光谱分析的基本操作；加深对灵敏度、准确度、空白等概念的认识。
二、方法原理
原子吸收光谱分析主要用于定量分析，它的基本依据是：将一束特定波长的光投射到被测元素的基态原子蒸气中，原子蒸气对这一波长的光产生吸收，未被吸收的光则透射过去。在一定浓度范围内，被测元素的浓度（c）、入射光强(I0)和透射光强（It）三者之间的关系符合Lambert-Beer定律：It=I0×(10-abc)（式中a为被测组分对某一波长光的吸收系数，b为光经过的火焰的长度）。根据这一关系可以用校准曲线法或标准加入法来测定未知溶液中某元素的含量。
钙是火焰原子化的敏感元素。测定条件的变化（如燃助比、测光高度或者称燃烧器高度）、干扰离子的存在等因素都会严重影响钙在火焰中的原子化效率，从而影响钙测定灵敏度。
原子化效率是指原子化器中被测元素的基态原子数目与被测元素所有可能存在状态的原子总数之比。在火焰原子吸收法中，决定原子化效率的主要因素是被测元素的性质和火焰的性质。电离能、解离能和结合能等物理化学参数的大小决定了被测元素在火焰的高温和燃烧的化学气氛中解离、化合、电离的难易程度。而燃气、助燃气的种类及其配比决定了火焰的燃烧性质，如火焰的化学组成，温度分布和氧化还原性等，它们直接影响着被测元素在火焰中的存在状态。因此在测定样品之前都应对测定条件进行优化。
三、仪器和试剂
仪器：AA300型原子吸收分光光度计（美国PE公司）；10mL比色管：6支；25mL比色管：1支；100mL容量瓶：1个；5mL分度吸量管：2支
试剂：钙标准溶液：100μg·mL-1；镧溶液：10 mg·mL-1。若去离子水的水质不好，会影响钙的测定灵敏度和校准曲线的线性关系，加入适量的镧可消除这一影响。
本实验以乙炔气为燃气，空气为助燃气。
四、实验步骤
1、测试溶液的制备
① 条件试验溶液的配制：将100 μg·mL-1的Ca2标液稀释成浓度约为2-3μg·mL-1
＋
的Ca2试液100mL，摇匀。此溶液用于分析条件选择实验。
＋
② 标准溶液的配制：用分度吸量管取一定体积的100μg·mL-1Ca2+标液于25mL比
＋
色管中，用去离子水稀释至25mL刻度处，其浓度应为10μg·mL-1。于6支10mL比色管
中分别加入一定体积的10μg·mL-1Ca2标液，用去离子水稀释至10mL刻度处，摇匀。配
＋
成浓度分别为0、0.5、1.0、2.0、2.5、3.0μg·mL-1的Ca2标准系列溶液，用于制作校准曲
＋
线。
2、分析条件的选择
本实验只对燃烧器高度和燃助比这两个条件进行选择。在原子吸收光谱仪中，整个原子化器的上、下、前、后位置和燃烧器头的旋转角度都是可调的。从光源发出的光，其光路是不变的。若改变原子化器的上、下位置，就相当于入射光穿过了火焰的不同部位，如图1-1所示。通常原子化器旁装有一标度尺，可读出高度变化的相对值。由于火焰燃烧性质和温度分布的不均匀性，在H1、H2和H3位置测定的吸光度值会有一些差别。差别的大小因火焰种类和元素性质而异。钙在火焰中易形成氧化物，若在火焰的还原区或高温区，就可避免或减少氧化钙的形成，使钙的自由原子数目增多。燃烧器高度的选择就是在寻找原子化的最佳的区域。
图1-1燃烧器高度变化
火焰的燃助比变化也会导致测量灵敏度的变化。同样，变化的大小也因火焰种类和元素的性质而定。即使是相同种类的火焰，燃助比不同，也会引起最佳测量高度的改变，从而使测量灵敏度发生变化。从图1-2可看出燃烧器高度与燃助比两个条件的相互依赖关系。
当仪器的光学及电学部分处于稳定的工作状态时，就可根据操作规程对分析条件进行选择。首先将空气和乙炔气流量分别调至5.5L·min-1和1.0L·min-1，然后改变燃烧器高度分别为6，7，8，9，10，11，12mm；在各高度下测定钙溶液的吸光度值，根据测定结果将燃烧器固定在所选择的最佳位置。然后通过调节改变乙炔气流量分别为0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0 .8，0.9，1.0，1.1，1.2 L·min-1，并在各流量下测定钙溶液的吸光度值，根据测定结果将乙炔气流量调至所选择的最佳值。
图1-2 火焰测量高度和燃助比的变化对钙测定灵敏度的影响 AA300原子吸收分光光度计，溶液提升量8mL·min-1
钙测定波长422.7nm；空气流量5.5L?min-1
燃气为乙炔气，其流量分别为（见下表）：
No.
1
2 0.3
3 0.4
4 0.5
5 0.6
6 0.7
7 0.8
8 0.9
9 1.0
10 1.1
11 1.2
流量
0.2
(L·min-1)
3、制作标准曲线并测定未知样品
在所选择的最佳实验条件下，依次由稀到浓测定所配制的标准溶液的吸光度值。然后向教师领取未知样品，在相同实验条件下测定其吸光度值。
五、结果处理
1、在坐标纸上画出：吸光度-燃烧器高度曲线；吸光度-乙炔流量曲线；钙的校准曲线（注意空白值如何处理）。
2、由校准曲线查出并计算未知样品中钙的含量。 3、根据校准曲线计算钙测定的1%吸收灵敏度。
思考题
1、为什么燃助比和燃烧器高度的变化会明显影响钙的测量灵敏度？ 2、空白溶液的含义是什么？
3、为什么原子吸收光谱仪的光源需要调制？