原子吸收光谱法模块之 任务4 标准加入法测定水中微量铜

能力目标 能够利用标准加入法测定水中微量元素； 了解标准加入法的特点，适用范围； 能根据实际样品选择合适的分析方法。

两则新闻 新闻1：2006.5东南商报记者端午节前在一家大型超市购买了三批散装粽子，一个批次的粽叶呈暗黄色，另两个批次的粽叶呈翠绿色。记者将粽子送到当地食品安全监管中心检测。 检测结果表明。在呈暗黄色的一批次粽叶中，检测出铜含量3.98mg/kg，而翠绿色的粽叶中铜含量为327mg/kg，是暗黄色粽叶铜含量的82倍 ，根据国家标准，蔬菜、水果等粮食类食品中，铜的含量应小于或等于10mg/kg。翠绿色的粽叶铜含量严重超标。据查由于 棕叶用工业硫酸铜或工业氯化铜浸泡过 。

两则新闻 新闻2：四川在线-华西都市报报道，胡先生逛夜市时，花一元钱从地摊上买了一个陶瓷茶杯。杯身有清晰的蓝色龙纹图案。胡先生用这杯子盛牛奶喝后怪事就冒出来了：开始流蓝色的汗水。 胡先生立即去华西第四职业病医院做了尿样检查。结果表明：铜中毒，原因是喝牛奶的杯子内壁含有大量的铜。 结论：铜是人体必需的微量元素，但是过量的铜又会引起中毒，铜的检测在食品安全及环境保护中有重要的意义。

问题 以上两则新闻说明了铜与人们日常生活的密切性，因此铜的检测是食品卫生检验中必检的项目。对于组成简单的样品中铜的测定可以采用原子吸收工作曲线法，而工作曲线法要求“标准溶液与试液的基体应相似，以消除基体效应”。这一点如何做到呢？

讨论解决 讨论 如何做到标准溶液与试液的基体应相似？ 结论： 讨论 如何做到标准溶液与试液的基体应相似？ 结论： 对于组成简单的样品可在配制标准溶液时加入与试样相同的基体成分。如铜锌合金中铜的测定，在配制标准溶液时向其中加入与试样中相同量的锌即可。对于复杂基体海水可以配制模拟海水样品，即向标准系列溶液中加入与海水成分相同的其他共存元素，这种方法理论上可行，但是实际操作无法实现。 实际工作中经常采用标准加入法测定复杂基体中元素含量。

标准加入法定量 吸取试液四份以上，第一份不加待测元素标准溶液，第二份开始，依次按比例加入不同量待测组分标准溶液，用溶剂稀释至同一的体积，以空白为参比 ，在相同测量条件下，分别测量各份试液的吸光度，绘出工作曲线，并将它外推至浓度轴，则在浓度轴上的截距，即为未知浓度cX， 标准加入法工作曲线

仪器 仪器 原子吸收分光光度计；（型号TAS990，北京普析通用仪器公司） 空气压缩机； 乙炔钢瓶； 铜空心阴极灯； 玻璃量器、容器：50mL容量瓶4个；5、10mL移液管各一支；100mL烧杯一个。

试剂 试剂 铜标准贮备液 ρ(cu)＝1.000mg/mL ：称取1.0000克金属铜，置于100mL烧杯中，加入HNO3（1＋1）20mL，加热溶解。蒸至近干，冷却后加HNO3（1＋1）5mL，加蒸馏水煮沸，溶解铜盐，冷却后转入1000mL容量瓶中，定容，摇匀。 铜标准工作液ρ(cu)＝0.1000mg/mL:吸取25.00mL上述铜标准贮备液，用2＋100硝酸定容至250mL。 含铜水试样。 标准贮备液 ρCu=1.000mgmL-1 铜标准贮备液

开机操作 1、接通电源，打开电脑； 2、安装铜空心阴极灯，开主机； 3、打开操作软件进行初始化； 4、燃烧器对光；

设置实验条件 设置下列实验条件 分析线 ：324.8nm 光谱带宽：0.4nm 空心阴极灯电流：3mA 乙炔流量 ：2000mL/min 燃烧器高度：6mm

预热仪器 仪器条件设置完成后进入测量界面，预热仪器。

标准系列溶液要求 为了保证测量的准确度，标准加入法定量要求： 相应的标准曲线应是一条通过原点的直线，待测组分的浓度应在此线性范围之内。 第二份中加入的标准溶液的浓度与试样的浓度应当接近，以免曲线的斜率过大或过小，使测定误差较大。 为了保证能得到较为准确的外推结果，至少应采用四个点来制作外推曲线。 针对本实验，你能否设计一个溶液配制方案完成试液中铜的测定？已知试样的浓度2－3 µg/mL，铜的线性范围0－5 µg/mL。

配制标准系列溶液 根据标准溶液配制的要求、试样的浓度、铜的线性范围，学生分组设计溶液配制方案，完成溶液配制。 采用2＋100硝酸作溶剂。

溶液配制（参考方案） 注意：使用（2＋100）的稀硝酸定容。 学生可以参照下表中所示配制标准加入系列溶液。 容量瓶编号 1 2 3 4 加入试样体积V1/mL 25.00 加入ρ＝100µg/mL铜标液的体积/mL 0.00 0.50 1.00 1.50 定容体积／mL 50.00 注意：使用（2＋100）的稀硝酸定容。

样品参数设置 校正方法输入： 标准添加 浓度单位：µgmL-1 标样名称：铜标样 输入标准样品个数：1、2、3、4 输入标准加入浓度：0.00、 1.00、 2.00 、 3.00

点火 开空气压缩机，调节出口压力为0.3MPa 开乙炔钢瓶调节出口压力为0.05MPa 打开排风； 检查排水安全联锁装置； 点燃火焰

测量操作 条件设置完成后点击“测量”； 测量完成显示标准曲线； 吸入空白溶液“校零”； 显示样品浓度； 吸入标准系列溶液测定吸吸光度。 保存测量数据。

记录实验数据 将加入铜标准溶液体积换算成溶液浓度增量填入下表，将测量的吸 光度值也填入下表。 容量瓶编号 1 2 3 4 加入试样体积V1/mL 25.00 ρ＝100µg/mL铜标液的体积/mL 0.00 0.50 1.00 1.50 定容体积／mL 50．00 铜浓度的增加量 C(Cu)/µgmL-1 0．00 1．00 2．00 3．00 吸光度A Ax A1. . A2 A3

关机 测定完毕，吸喷蒸馏水5分钟，清洗燃烧器。 关闭乙炔钢瓶 火焰熄灭后关空气压缩机 关排风 退出工作软件 关闭主机电源 关闭电脑 填写仪器使用记录。

结果计算 绘制标准加入工作曲线，将其延长与浓度轴相交，记录交点的浓度。 水试样中铜含量 式中: ρ（Cu）：水样中铜含量，μg/mL； Cx ：标准加入曲线与浓度轴交点，μg/mL； V0：样品溶液定容体积，50mL； V1：取样量，25mL。

汇总测量结果 各组按照上述介绍处理实验数据，计算样品中铜含量； 汇总各组测量结果； 分析讨论实验结论。 测量结果准确度要求，相对误差小于5％。大于5％的实验组请在实验室开放中重新设计实验方案，重新测定试样铜含量。

典型案例分析1 溶液配制方案正确，测量结果准确。（准确浓度1.9ug/mL）

典型案例分析2 标准溶液加入量太小，测量误差大。

典型案例分析3 标准加入量太大，超出线性范围,曲线上部弯曲。准确度差 。

小结 标准加入法要求 相应的标准曲线应是一条通过原点的直线，待测组分的浓度应在此线性范围之内。 第二份中加入的标准溶液的浓度与试样的浓度应当接近，以免曲线的斜率过大或过小，使测定误差较大。 为了保证能得到较为准确的外推结果，至少应采用四个点来制作外推曲线。 影响测定准确度的因素：溶液的配制；仪器条件的设置；操作的误差；周围环境的影响（如空气对流，电压的波动，机械振动等）

标准加入法特点及适用范围 标准加入法将样品与标准混合后测定吸光度，达到了标准与样品基体的相似，因此消除了基体干扰，但是它不能消除背景干扰，消除背景干扰需采用背景校正技术。（关于干扰与背景校正技术将在后面的项目中介绍） 标准加入法每测定一个样品需要制作一条工作曲线，不适合大批量样 品的测定。适合于基体复杂的少量样品的测定。 工作曲线法与标准加入法各有其特点，适合不同条件下的测定。是原 子吸收分析中常用的两种定量方法。

拓展与引申 若水样中铜的含量很高，超出了工作曲线的线性范围，这时如何利用标准加入法定量？ 解决办法：1.稀释样品使铜含量在线性范围之内。2.减少标准溶 液的加入量。 标准加入法在一定程度内消除了基体干扰，但是标准加入法不是 万能的法宝，当干扰严重时标准加入法定量存在较大的误差，这 时需要找出干扰原因进行消除。另外一些非线性干扰也只能采用 其他方法消除。

思考题 本任务试验条件是教师给出，这些实验条件是如何得出的？原子吸收标准加入法适用于样品基体复杂，存在基体干扰的情况。原子吸收光谱法存在哪些干扰？如何消除？ 查阅相关文献，寻找答案