分析化學背景干擾消除方法

❶ 干擾效應及消除方法

原子吸收光譜法的主要干擾有物理干擾、化學干擾、電離干擾、光譜干擾和背景干擾等。

5.3.2.1 物理干擾

物理干擾是指試液與標准溶液物理性質之間有差異而產生的干擾。如黏度、表面張力或溶液的密度等的變化，影響樣品的霧化或氣溶膠到達火焰等引起原子吸收強度的變化而引起的干擾。為了消除物理干擾可採用配製與被測試樣組成相近的標准溶液或採用標准加入法的辦法。若試樣溶液的濃度高，還可採用稀釋法。

5.3.2.2 化學干擾

化學干擾是由於被測元素原子與共存組分發生化學反應生成穩定的化合物，因而影響被測元素的原子化而引起的干擾。消除化學干擾的方法有以下幾種。

(1)選擇合適的原子化方法

提高原子化溫度，減小化學干擾。使用高溫火焰或提高石墨爐原子化溫度，可使難離解的化合物分解。採用還原性強的火焰與石墨爐原子化法，可使難離解的氧化物還原、分解。

(2)加入釋放劑

釋放劑與干擾物質能生成比被測元素更穩定的化合物，使被測元素釋放出來。例如，磷酸根干擾鈣的測定，可在試液中加入鑭、鍶鹽，鑭、鍶與磷酸根首先生成比鈣更穩定的磷酸鹽，使得鈣被釋放出來。

(3)加入保護劑

保護劑可與被測元素生成易分解的或更穩定的配合物，防止被測元素與干擾組分生成難離解的化合物。保護劑一般是有機配合劑，如EDTA、8-羥基喹啉。

(4)加入基體改進劑

對於石墨爐原子化法，在試樣中加入基體改進劑，使其在乾燥或灰化階段與試樣發生化學變化，可以增加基體的揮發性或改變被測元素的揮發性，以消除干擾。

5.3.2.3 電離干擾

在高溫條件下，原子會電離，使基態原子數減少，吸光度下降，這種干擾稱為電離干擾。消除電離干擾的方法是加入過量的消電離劑。消電離劑是比被測元素電離電位低的元素，相同條件下消電離劑首先電離，產生大量的電子，抑制被測元素的電離。例如，測鈣時可加入過量的KCl溶液，以消除電離干擾，鈣的電離電位為6.1eV，鉀的電離電位為4.3 eV，由於鉀電離產生大量的電子，使得鈣離子得到電子而生成原子。

5.3.2.4 光譜干擾

共存元素吸收線與被測元素分析線波長很接近時，兩譜線重疊或部分重疊會使結果偏高。非吸收線可能是被測元素的其他共振線與非共振線，也可能是光源中雜質的譜線，一般通過減小狹縫寬度與燈電流或另選譜線消除非吸收線的干擾。

5.3.2.5 背景干擾

背景干擾也是一種光譜干擾。分子吸收與光散射是形成光譜背景的主要因素。

(1)分子吸收與光散射

分子吸收是指在原子化過程中生成的分子對輻射的吸收。分子吸收是帶狀光譜，會在一定的波長范圍內形成干擾。例如，鹼金屬鹵化物在紫外區有吸收；不同的無機酸會產生不同的影響，在波長小於250nm時，H₂SO₄和H₃PO₄有很強的吸收帶，而HNO₃和HCl的吸收帶很弱。因此，原子吸收光譜分析中多用HNO₃和HCl配製溶液。

光散射是指原子化過程中產生的微小的固體顆粒使光發生散射，導致透過光減小，吸收值增加。

(2)背景校正方法

A.鄰近非共振線背景校正法

背景吸收是寬頻吸收。分析線測量是原子吸收與背景吸收的總吸光度A_T，A_T在分析線鄰近選一條非共振線，非共振線不會產生共振吸收，此時測出的吸收為背景吸收A_B。兩次測量吸光度相減，所得吸光度值即為扣除背景後的原子吸收吸光度值A。

A_T=A+A_B

A=A_T-A_B=kc

本法適用於分析線附近背景吸收變化不大的情況，否則准確度較差。

B.連續光源背景校正法

目前原子吸收分光光度計上一般都配有連續光源自動扣除背景裝置。連續光源在紫外區用氘燈；在可見區用碘鎢燈、氙燈。

氘燈產生的連續光譜進入單色器狹縫，通常是原子吸收線寬度的100倍左右。氘燈對原子吸收的信號為空心陰極燈原子信號的0.5%。由此，可以認為氘燈測出的主要是背景吸收信號，空心陰極燈測的是原子吸收和背景信號，兩者相減得到原子吸收值。氘燈校正法已廣泛應用於原子吸收光譜儀器中，氘燈校正的波長和原子吸收波長相同，校正效果顯然比非共振線法好。

氘燈校正背景是商品化儀器最普遍使用的技術，為了提高背景扣除能力，從電路和光路設計上都做了許多改進，自動化程度越來越高。

此法的缺點在於氘燈是一種氣體放電燈，而空心陰極燈屬於空心陰極濺射放電燈。兩者放電性質不同，能量分布不同，光斑大小不同，再加上兩個燈的光斑不易完全重疊，急劇的原子化又引起石墨爐中原子和分子濃度在時間和空間上的分布不均勻，因而造成背景扣除的誤差。

C.塞曼效應背景校正法

1886年荷蘭物理學家塞曼發現光源在強磁場作用下產生光譜線分裂的現象，這種現象稱為塞曼效應。與磁場施加於光源產生的塞曼效應(稱正向塞曼效應)相同，當磁場施加在吸收池時，同樣可觀測到吸收線的磁致分裂，即逆向塞曼效應，亦稱吸收線塞曼效應。

塞曼效應按觀察光譜線的方向不同又分為橫向塞曼效應及縱向塞曼效應，垂直於磁場方向觀察的是橫向塞曼效應，平行於磁場方向觀察的是縱向塞曼效應。橫向塞曼效應得到三條具有線偏振的譜線，譜線的波數分別為ν-Δν、ν、ν+Δν，中間波數未變化的譜線，其電向量的振動方向平行於磁場方向，稱為π成分；其他兩條譜線的波數變化分別為-Δν及+Δν，其電向量的振動方向垂直於磁場方向，稱為σ^±成分。而縱向塞曼效應則觀察到波數分別為ν+Δν和ν-Δν的兩條圓偏振光，前者為順時針方向的圓偏振稱左旋偏振光，後者為反時針方向的圓偏振稱右旋偏振光，而中間頻率不變的π成分消失。

塞曼效應應用於原子吸收進行背景校正可有多種方法。可將磁場施加於光源，也可將磁場施加於原子化器；可利用橫向效應，也可利用縱向效應；可用恆定磁場，也可用交變磁場，交變磁場又分固定磁場強度和可變磁場強度。

由於條件限制，不是以上所有組合均可應用於原子吸收光譜儀。例如：縱向恆定磁場，由於沒有π成分而無法測量樣品的共振吸收；施加於光源的塞曼效應在前期的研究中做了大量的工作，但由於需要的特殊光源目前也不普及，只應用於某些專用裝置中。如塞曼測汞儀，因為汞燈可以製作得很小，能夠獲得較高的磁場強度。光源調制的另一個缺點是很難保證基線的長期穩定。目前商品化儀器應用較廣的多為施加於原子化器的塞曼效應背景校正裝置，主要有3種調制形式，分別為橫向恆定磁場、橫向交變磁場和縱向交變磁場。圖5.9為三種塞曼效應背景校正裝置的示意圖。

圖5.9 塞曼效應背景校正裝置

a—橫向恆定磁場；b—橫向交變磁場；c—縱向交變磁場

圖5.9a為橫向恆定磁場裝置，利用永久磁鐵產生強磁場，既可以應用於火焰原子化器，也可以應用於石墨爐原子化器。

圖5.9b為橫向交變磁場裝置，利用電磁鐵產生交變磁場。為產生高強度磁場，磁場尺寸一般製作得較小，因此在石墨爐原子化器應用較廣。橫向磁場施加於原子化器，當原子化器中有被測元素原子蒸氣時，其吸收線輪廓發生分裂(逆向塞曼效應)，產生π成分及σ^±成分。

利用光的矢量特性(只有偏振特性相同的光才能產生相互作用)，引入旋轉起偏器將光源發出的共振輻射變成線偏振光。假定磁場方向平行於紙面，當旋轉起偏器轉動到共振輻射偏振特性平行於紙面時，形成樣品光，測量分析原子吸收及背景吸收，因為原子吸收線的π成分的偏振特性與其相同，產生分析原子吸收；當旋轉起偏器轉動到共振輻射偏振特性垂直於紙面時，形成參考光，測量背景吸收，因為原子吸收線的σ^±成分與參考光的波長不同，不產生吸收，π成分的偏振特性與參考光不同，也不產生樣品吸收，而背景吸收通常是寬頻的，不產生塞曼分裂，對樣品及參考光束的吸收相同，兩個光束產生的吸光度相減即得凈分析原子吸收產生的吸光度，這是橫向塞曼效應校正背景的原理。

由於旋轉起偏器的加入，光源的光強至少減少50%，吸收線塞曼分裂的產生也對共振光的吸收減弱，因此這種背景校正裝置的主要不足之處就是靈敏度損失。

圖5.9c為縱向交變磁場裝置，由於縱向塞曼效應沒有π成分產生，也不需要旋轉起偏器，因此很好地解決了校正背景與靈敏度損失的矛盾。

為實施縱向塞曼效應，美國Perkin-Elmer公司對石墨爐體結構進行了改造，改縱向加熱石墨管為橫向加熱石墨管，改橫向磁場為縱向磁場，生產了4100ZL型橫向加熱縱向塞曼效應原子吸收光譜儀，並在其最新的Aanalyst800及SIMAA6100等儀器上推廣應用，取得了很好的效果。

背景校正裝置的一個主要缺點是比常規儀器的線性動態范圍小、靈敏度低。為克服線性動態范圍小的缺點，德國Jena公司開發了一種3磁場塞曼效應背景校正技術，可使測量的線性動態范圍擴充一個數量級。澳大利亞GBC科學儀器公司的Avanta UltraZ原子吸收分光光度計磁場強度為0.6～1.1 T(1T=1V·s·m^-2)，可以任意設定，對不同元素的不同背景干擾使用不同的磁場強度，可有效地提高儀器的靈敏度和測試精度。

❷ 簡述原子吸收分光光度法的主要干擾有哪些如何消除或減少這些干擾

原子吸收分光光度法的主要干擾有光譜干擾、電離干擾、化學干擾、物理干擾和背景吸收等。
消除光譜干擾的方法有另選分析線、減小狹縫寬度，或預先分離試樣中的干擾元素。
消除電離爛仿干擾的方法是加入消電離劑。
抑制化學干擾的方法有：加入釋放劑、保護劑或緩沖劑。另外沒鍵，提高原子化溫度、化學分離等也可消除或減小化學干擾。
消除物理干擾的辦法：配製與被測枯歷巧試樣組成相近的標准溶液或採用標准加入法。若試樣溶液的濃度高，還可採用稀釋法。
消除或減少背景吸收的方法：一般採用儀器校正背景方法，有鄰近線法、氘燈背景校正法、塞曼效應背景校正法和自吸效應背景校正法。

❸ 分光光度法顯色反應中有哪些干擾及消除方法

1、控制酸度
2、加入掩蔽劑
3、氧化還原掩蔽
4、校正
5、選擇適宜的參比溶液
6、選擇適宜的波長
7、增加顯色即用量
8、分離干擾物質