土壤监测分析技术
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3.4 其他类型原子化

(1)低温原子化法

它也称为化学原子化法,或称冷蒸气原子化法,其温度在室温到数百摄氏度之间。由于是基于汞的独特性质,因此,此法只适用于汞的测定。汞是易于气化的金属,在室温下汞的蒸气压非常高(20℃时约为0.16Pa),并以单原子状态存在。在测定时,先将试样进行必要的预处理,让汞转变为易于气化的化学形态,以便汞完全蒸发出来,然后将汞蒸气导入气体流动吸收池内进行测定。

低温原子化法测定汞,常用的有两种方法,即加热气化法和还原气化法,在此不做详细介绍。

(2)氢化物发生-原子吸收法

氢化物发生法已广泛用于原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、多种等离子体(ICP、DCP、MIP)等分析方法中。目前用该法测定的元素有As、Bi、Hg、Ge、Pb、Sb、Se、Sn、Te等。此法具有如下特点。

①被测元素还原效率和原子化效率相当高,与溶液喷雾进样比较,测定检出限约低1~2个数量级,见表3-5。

表3-5 氢化物发生-原子吸收法的特征浓度

②形成氢化物后,分析物与基体分离,富集了分析元素,降低或消除了基体的干扰,可提高分析灵敏度,保证分析精确度。碱金属、碱土金属、ⅢA族元素以及Ti、Zr、Hf、La、Y、V、B、Al、Mn、Ge等均不干扰As、Sn等元素氢化物的生成。

③提供了原子吸收方法中气体进样的新途径及与ICP-AES、AFS、MIP等联用技术发展的可行性。

④控制不同的反应条件,可以方便地测定As(Ⅲ、Ⅴ)、Sb(Ⅲ、Ⅴ)、Se(Ⅳ、Ⅵ)和Te的不同价态。

⑤使冷蒸气法测汞技术成为最灵敏、最精确、最方便快速的分析方法。

氢化物在室温下处于气体状态,在电加热或火焰加热的石英管原子化器中,约800~900℃时被测元素氢化物便可以完全原子化。氢化物法常用的还原剂为硼氢化钠(或钾),在酸性介质中,硼氢化钠发生强烈水解,产生初生态的氢:

NaBH4+3H2O+HCl 8H+H3BO3+NaCl

初生态的氢为反应提供充足的电子。

关于氢化物解离为自由原子的机理尚无统一看法,有两种观点:一种认为是热分解;另一种则认为解离是由碰撞引起的。商品仪器中,氢化物发生器已作为任选附件出售,氢化物原子吸收法如图3-9所示。

图3-9 氢化物原子吸收法示意

1—过滤器;2—发生瓶;3—磁力搅拌器;4—进样口;5—加热石英管