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標準曲線法(standard curve method),又稱校正曲線法,是用標準物質(zhì)配制標準系列,在標準條件下,測定各標準樣品的吸光度值A(chǔ)i;以吸光度值Ai,(i=1,2,3,…)對被測元素的含量Ci(i=1,2,3,…)建立校正曲線A=f(c),在同樣條件下,測定樣品的吸光度值A(chǔ)x,根據(jù)被測元素的吸光度值A(chǔ)x從校正曲線求得其濃度Cx。
校正曲線法成功應(yīng)用的基本條件在于:標準系列與被分析樣品組成的精確匹配,標樣濃度的準確標定,吸光度值的準確測量與校正曲線的正確制作和使用。
在實驗條件一定時,對于特定的元素測定,原子吸收光譜定量分析的關(guān)系式為A=Kc,這是進行定量分析的基本關(guān)系式。從統(tǒng)計學(xué)的角度來看,吸光度值A(chǔ)測定是一種動態(tài)測量,實驗條件的波動引起A的變化是不可避免的,其值是一個隨機變量,被測組分的濃度c是一個固定變量,其誤差相對于吸光度值A(chǔ)而言是可以忽略不計或是可嚴格控制的,因此,A與c之間的關(guān)系只是相關(guān)關(guān)系,可以通過回歸分析建立A=f(c),校準曲線的斜率和截距分別由*小二乘原理用回歸分析的公式計算。
由于吸光度和濃度是相關(guān)關(guān)系,不能保證每一個實驗點都落在校正曲線上,實驗點偏離校正曲線越小,測定結(jié)果的不確定度越小;反之,實驗點偏離校正曲線越大,測定結(jié)果的不確定度越大。實驗點偏離校正曲線的程度用校正曲線的標準偏差度量。校正曲線的標準偏差也叫剩余標準差,其計算公式為:
式中,Ai一吸光度測定值;
一按校正曲線關(guān)系式預(yù)測的吸光度值;
n—實驗點的數(shù)目。
通常用±2SE表征校正曲線的95%置信水平的置信范圍。
事實上,在整個校正曲線的線性范圍內(nèi),在不同濃度點,測定吸光度值的精密度是不同的。在校正曲線中央部分精密度*好,隨著實驗點偏離中心,測定吸光度值的精密度逐漸變差。
因此,要盡量利用校正曲線的中央部分進行定量分析,在報告分析結(jié)果的精密度時一定指明獲得該精密度的濃度。校正曲線上各實驗點測定吸光度值的精密度Sy。
在理想的情況下,校正曲線是一條通過原點的直線,但在通常情況下,校正曲線并非在整個濃度范圍內(nèi)都呈線性。造成校正曲線彎曲的原因,有很多方面。
1.非吸收線的影響
當共振線和非吸收線同時進入檢測器時,于非吸收線不遵循比耳定律,引起工作曲線的上部彎曲。
2.共振變寬
當待測元素濃度大時,其原子蒸氣的分壓增大產(chǎn)生共振變寬,使吸收強度下降,由于吸收強度的下降與原子蒸氣密度的增高不成比例,故標準曲線上部向濃度軸方向彎曲。
3.電離效應(yīng)
當元素的電離電位低于約6電子伏時,在火焰中發(fā)生電離,使基態(tài)原子數(shù)減小濃度低時,電離度大,吸光度下降多;濃度增高電離度逐漸減小,吸光度下降程度也逐漸減小,所以引起標準工作曲線向濃度軸彎曲。一般說來,若光源、狹縫等測定條件適當在低濃度時可把標準曲線當做直線。另外,由于噴霧效率的經(jīng)常變化,標準曲線的斜率每天都會稍有改變。因此,每次測定前必須用標準溶液對吸光值進行適當校正。如果標準溶液和試樣溶液的物理狀態(tài)差別較大,噴霧狀態(tài)就發(fā)生變化造成誤差。因此應(yīng)使標準溶液和試樣溶液具有相同的酸濃度和鹽濃度。為抑制干擾而使用其他元素或試劑時,在標準溶液和試樣溶液中都必須加入,而且兩者要在相同溫度下進行測定。
總的說來,標準曲線法簡單、快速,適用于大量組成相似的試樣分析,但為了保證分析的準確度,要注意以下幾點:
(1)標樣和試樣的分析測試條件要穩(wěn)定一致。
(2)要正確扣除空白,消除干擾。
(3)標準系列濃度選點均勻,各點應(yīng)在吸收定律的直線范圍內(nèi)。
(4)控制分析曲線吸光值在0.1~0.5。
用純試劑配制各種濃度的標準溶液,測定吸光度值,繪制濃度-吸光度值(或相當于這種關(guān)系的)標準曲線,在曲線上內(nèi)插試樣溶液的吸光值,即能求出試樣的濃度。
標準曲線的形狀與所用空心陰極燈的特性、焰的均勻性、單色器的分辨率以及狹縫寬度等許多因素有關(guān)。火焰中原子濃度不均勻也導(dǎo)致標準曲線彎曲。還有其他原因,例如,溶液濃度變化大時,溶液的黏度隨濃度增加而增加,溶質(zhì)的實際噴霧量減少,也導(dǎo)致標準曲線彎曲,但這個原因不太重要。
在原子吸收光譜分析中,由于存在多種譜線變寬的因素,例如自然變寬、多普勒(熱)變寬、同位素效應(yīng)、羅蘭茲(壓力)變寬、場變寬、自吸和自蝕變寬等,引起了發(fā)射線和吸收線變寬,尤以發(fā)射線變寬影響*大。譜線變寬能引起校正曲線彎曲,靈敏度下降。減小校正曲線彎曲的幾點措施:
(1)選擇性能好的空心陰極燈,減少發(fā)射線變寬。
(2)燈電流不要過高,減少自吸變寬。
(3)分析元素的濃度不要過高。
(4)對準發(fā)射光使其從吸收層中央穿過。
(5)工作時間不要太長,避免光電倍增管疲勞和空心陰極燈過熱。
(6)助燃氣體壓力不要過高,可減小壓力變寬。