火焰光度計(jì)是以發(fā)射光譜為基本原理的一種分析儀器。包括:氣體和火焰燃燒部分、光學(xué)部分、光電轉(zhuǎn)換器及檢測(cè)記錄部分。其過(guò)程是由霧化器將試樣噴入火焰,激發(fā)發(fā)光,經(jīng)分光后由檢測(cè)器測(cè)量發(fā)射強(qiáng)度,后者與試樣中待測(cè)元素含量成正比。如:將食鹽置于火焰光度計(jì)中時(shí),火焰呈黃色,這是由于食鹽中的鈉原子外層電子吸收火焰的熱能,而躍遷到受激能級(jí),再由受激能級(jí)恢復(fù)到正常狀態(tài)時(shí),電子就要釋放能量。
影響火焰光度計(jì)的因素有幾點(diǎn):
燈電流
火焰原子吸收分光光度計(jì)使用光源大都是空心陰極燈,空心陰極燈操作參數(shù)只有一個(gè)燈電流。燈電流大小決定著燈輻射強(qiáng)度。 在一定范圍內(nèi)增大燈電流可以增大輻射強(qiáng)度,同時(shí)燈穩(wěn)定性和信噪比也增大,但是儀器靈敏度降低。如果燈電流過(guò)大,會(huì)導(dǎo)致燈本身發(fā)生自蝕現(xiàn)象而縮短燈使用壽命;會(huì)放電不正常,使燈輻射強(qiáng)度不穩(wěn)定。 相反,在一定范圍內(nèi)降低燈電流可以降低輻射強(qiáng)度,儀器靈敏度提高,但燈穩(wěn)定性和信噪比下降。如果燈電流過(guò)低,又會(huì)使燈輻射強(qiáng)度減弱,導(dǎo)致穩(wěn)定性和信噪比嚴(yán)重下降以至不能使用。 因此,在具體檢測(cè)工作中,如被測(cè)樣濃度高時(shí),則使用較大燈電流,以獲得較好穩(wěn)定性;如被測(cè)樣濃度低時(shí),則在保證穩(wěn)定性滿足要求的前提下,使用較低的燈電流,以獲得較好的靈敏度。
霧化器
霧化器作用是將試液霧化。它是原子吸收分光光度計(jì)重要部件,其性能對(duì)測(cè)定靈敏度、精密度和化學(xué)干擾等產(chǎn)生顯著影響。 霧化器噴霧越穩(wěn)定,霧滴越微小均勻,霧化效率也就越高,相應(yīng)靈敏度越高,精密度越好,化學(xué)干擾越小。 霧化器調(diào)節(jié)目前都是通過(guò)人工調(diào)節(jié)撞擊球和毛細(xì)管之間相對(duì)位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。檢測(cè)人員應(yīng)將霧化器調(diào)節(jié)到霧滴細(xì)小而均勻,最好是霧滴在撞擊球周?chē)鶆蚍植迹绻麑?shí)在實(shí)現(xiàn)不了,霧滴以撞擊球?yàn)橹行膶?duì)稱(chēng)分布也可以。
提升量
提升量大小影響到靈敏度高低。過(guò)高或過(guò)低的提升量會(huì)使霧化器霧化不穩(wěn)定。每個(gè)廠家儀器提升量范圍各不相同,各自有一定變化范圍。 增大提升量辦法有: (1) 增大助燃?xì)饬髁俊_@樣增大負(fù)壓使提升量增大。 (2)縮短進(jìn)樣管長(zhǎng)度。縮短進(jìn)樣管長(zhǎng)度使管阻力減小,使試液流量增大。相反,如想降低提升量,則可以減小助燃?xì)饬髁炕蚣娱L(zhǎng)進(jìn)樣管長(zhǎng)度。
分析線
每種元素的分析線有很多條,通常共振線靈敏度最高,經(jīng)常被用來(lái)作為分析線,但測(cè)量較高濃度樣品時(shí),就要選擇此靈敏線。 例如測(cè)鈉用a=589.0nm作為分析線,較高濃度時(shí)使用330.0nm作為分析線。
燃燒器位置
調(diào)節(jié)燃燒器高度和前后位置,使來(lái)自空心陰極燈光束通過(guò)自由電子濃度最大火焰區(qū),此時(shí)靈敏度最高,穩(wěn)定性最好。 若不需要高靈敏度時(shí),如測(cè)定高濃度試液時(shí),可通過(guò)旋轉(zhuǎn)燃燒器角度來(lái)降低靈敏度,以便有利于檢測(cè)。
火焰
火焰類(lèi)型和狀態(tài)對(duì)靈敏度高低起著重要作用,應(yīng)根據(jù)被測(cè)元素特性去選擇不同火焰。 目前火焰按類(lèi)型分有空氣--氫火焰、空氣--乙炔火焰、一氧化氮--乙炔火焰。 空氣--氫火焰的火焰溫度較低,用于測(cè)定火焰中容易原子化的元素如砷、硒等; 空氣--乙炔火焰屬于中溫火焰,用于測(cè)定火焰中較難離解的元素如鎂、鈣、銅、鋅、鉛、錳等; 一氧化氮--乙炔火焰屬于高溫火焰,用于測(cè)定火焰中難于離解的元素如釩、鋁等。 火焰按狀態(tài)分有貧焰、化學(xué)計(jì)量焰、富焰。 貧焰是指使用過(guò)量氧化劑時(shí)的火焰,由于大量冷的氧化劑帶走火焰中的熱量,這種火焰溫度較低,又由于氧化劑充分,燃燒*,火焰具有氧化性氣氛,所以這種火焰適用于堿金屬元素的測(cè)定。 化學(xué)計(jì)量焰是按化學(xué)計(jì)量關(guān)系計(jì)算的燃料和氧化劑比率燃燒的火焰,它具有溫度高、干擾少、穩(wěn)定、背景低等特點(diǎn),除堿金屬和易形成難離解氧化物的元素,大多數(shù)常見(jiàn)元素常用這種火焰。 富焰是便用過(guò)量燃料的火焰,由于燃燒不*,火焰具有較強(qiáng)的還原氣氛,所以,這種火焰具有還原性,適用于測(cè)定較易于形成難熔氧化物的元素如鉬、稀土元素等。
狹縫
當(dāng)被測(cè)元素?zé)o鄰近干擾線時(shí),如鉀、鈉等,可采用較大的狹縫。當(dāng)被測(cè)元素有鄰近干擾線時(shí),如鈣、鐵、鎂等,可采用較小的狹縫。 上述影響靈敏度的幾個(gè)因素是對(duì)立統(tǒng)一的。在具體的檢測(cè)工作中,檢測(cè)人員應(yīng)將幾個(gè)因素統(tǒng)籌考慮,根據(jù)儀器和被測(cè)樣的情況去調(diào)節(jié)幾個(gè)因素以達(dá)到好的工作狀態(tài)。