原子吸收法测定自来水中钙的浓度，研究PO43-对其测定的干扰和所带来的误差，并设计两种方法消除此干扰
一、实验目的
1．掌握原子吸收光谱分析的基本原理；
2. 了解火焰原子吸收分光光度计的主要结构，并学习其操作和分析方法；
3. 学习用标准曲线法测定自来水中钙的实验方法，并研究PO43-对其测定的干扰和所带来的误差。
二、实验原理
1.原子吸收光谱分析基本原理
原子吸收光谱法（AAS）是基于：由待测元素空心阴极灯发射出一定强度和波长的特征谱线的光，当它通过含有待测元素的基态原子蒸汽时，原子蒸汽对这一波长的光产生吸收，未被吸收的特征谱线的光经单色器分光后，照射到光电检测器上被检测，根据该特征谱线光强度被吸收的程度，即可测得试样中待测元素的含量。
火焰原子吸收光谱法是利用火焰的热能，使试样中待测元素转化为基态原子的方法。常用的火焰为空气-乙炔火焰，其绝对分析灵敏度可达10-9g,可用于常见的30多种元素的分析，应用最广泛。
2.标准曲线法基本原理
在使用锐线光源条件下，基态原子蒸气对共振线的吸收，符合朗伯-比尔定律，即A= log(Io/I)=KLNo,在一定浓度范围内和一定的火焰宽度L的情况下，待测元素原子总数目（No）与该元素在试样中的浓度（c）成正比，A=kc,其中，c为被测元素的浓度、A为吸光度、k为常数、 Io入射光强、 I透射光强。标准曲线法是原子吸收光谱分析中最常用的方法之一，该法是配制已知浓度的标准溶液系列，在一定的仪器条件下，依次测出他们的吸光度，以加入的标准溶液的浓度为横坐标，相应的吸光度为纵坐标，绘制标准工作曲线。试样经适当处理后，在完全相同的实验条件下测量其吸光度，根据试样溶液的吸光度，在标准曲线上查出试样溶液中被测元素的含量，再换算成原始试样中被测元素的含量。本实验采用火焰原子吸收光谱法来测定自来水中的钙含量，通过将试液喷入火焰中，使钙原子化，在火焰中形成的基态原子对特征谱线产生选择性吸收，由测得的样品
吸光度和校准溶液的吸光度进行比较，确定样品中被测元素的浓度，为本地区地下水提供可靠的科学数据。
3.化学干扰
化学干扰是指待测元素与其他组分之间的化学作用引起的干扰，主要影响待测元素的原子化效率。进而影响分析的灵敏度准确度。而PO43-对钙的干扰是典型的化学干扰，它能与钙形成难挥发的化合物，这种形成稳定化合物的干扰，很大程度上取决于火焰温度和火焰气体组成。使用高温火焰可降低这种干扰。另外，加入一些化学抑制剂也可消除干扰。如：释放剂，加入一种过量的金属元素，与干扰元素形成更稳定或更难挥发的化合物，从而使待测元素释放出来。所以可加入镧或锶溶液，使其与磷酸根结合而将钙释放出来，从而消除了磷酸盐对钙的干扰。保护剂，能使待测元素不与干扰元素生成难挥发化合物，可加入EDTA配合剂，此时钙转化为EDTA-Ca配合物，后者在火焰中易原子化，这样可以消除磷酸盐的干扰。
三．实验仪器及试剂
1.仪器：原子吸收分光光度计、空气压缩机、乙炔钢瓶、钙元素空心阴极灯、50mL容量瓶（10个）、100mL容量瓶、吸量管、洗耳球、洗瓶、移液管2．试剂
①无水碳酸钙优级纯
②镧（Ⅲ）溶液（0.5mg/mL）
③KH2PO4储备液（PO43-浓度1.0mg/mL）
④EDTA储备液（25mg/mL）
⑤稀盐酸溶液l mol/L 1 %的盐酸溶液
⑥自来水试样
标准溶液配制
a)钙标准贮备液（1000ug/mL）
准确称取105-110℃烘干过2h的无水碳酸钙0.6250g于100mL烧杯
中，加入用少量去离子水润湿，盖上表面皿，滴加1mol/L盐酸溶液
至完全溶解，将溶液于250mL容量瓶中定容，摇匀备用。
b) 钙标准使用液(0.1mg/mL)
准确吸取10mL上述钙标准贮备液于100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀备用。
c) KH2PO4标准工作液（0.1mg/mL）
取KH2PO4标准储备液，稀释至0.1mg/mL
四．实验步骤
（一）原子吸收法测定自来水中钙的浓度
(1) 配制不同浓度的Ca2+标准系列溶液。分别移取0.0、4.0、8.0、12、16、20mL钙标准使用液于50mL容量瓶中，再分别加入5mL0.5mg/mL镧溶液，加入去离子水定容至刻度。
（2）水样配制。取5mL镧溶液加入50mL容量瓶中，用自来水定容至刻度。
（3）分析条件的选择：按操作规程和实验条件调节并设定原子吸收光谱仪相关参数。
（4）制作标准曲线并测定水样：在最佳实验条件下，以空白溶液（去离子水中只加镧溶液）为空白，由稀到浓测定标准溶液的吸光度，画出标准曲线。然后在同样的条件下测定水样的吸光度，在标准曲线上查出并计算未知样品中钙的含量。
（二）PO43-对Ca2+测定产生的干扰及消除情况
（1）PO43-对Ca2+ 测定的干扰实验
向5只50 mL 容量瓶中分别加入2.5 mL 钙标准使用液和不同量的KH2PO4
工作溶液0.0、1.0、2.0、3.0、4.0mL, 用1% 盐酸溶液稀释至刻度, 稀释后溶液的Ca2 + 浓度均为5μg/mL, PO43-浓度分别为0、2、4、6、8μg/mL分别测出每种溶液的吸光度值。
（2）镧消除PO43-对Ca2+的干扰试验
向6只50 mL容量瓶中分别加入2.5mL钙工作溶液和5mL KH2PO4工作溶液（第一只容量瓶中不加KH2PO4），再加不同量的镧储备液0.0、0.0、1.0、2.0、5.0、10mL，用1%盐酸溶液稀释至刻度, 稀释后溶液的钙离子浓度均为5μg/mL,PO43-的浓度分别为0.0、10、10、10、10、10μg/mL,镧的浓度分别为0.0、0.0、10、20、50、100μg/mL,分别测出每种溶液的吸光度值。
（3）EDTA消除PO43-对Ca2+的干扰试验
向6只容量瓶中分别加入2.5 mL 钙工作溶液和2 mL KH2PO4 工作溶液（第1 只容量瓶中不加KH2PO4），再加不同量的EDTA 储备溶液0.0、0.0、2.0、6.0、10、14mL,用1%盐酸溶液稀释至刻度。释后溶液的Ca2 + 浓度均为5μg/mL,PO43-的浓度分别为0、4、4、4、4、4μg/mL,EDTA的浓度为0.0、0.0、1.0、3.0、
5.0、7.0mg/mL,分别测出每种溶液的吸光度值。
五、数据记录及处理
（一）原子吸收法测定自来水中钙的浓度
1．实验条件记录
表1 实验条件
2．列表记录测量钙标准溶液系列溶液的吸光度，然后以吸光度为纵座标，标准
（二）PO43-对Ca2+测定产生的干扰及消除情况
1.不同浓度PO43 - 存在时钙( 浓度均为5μg/mL ) 的吸光度值
2.不同浓度镧离子存在时钙的吸光度值(Ca2 + 浓度均为5μg/mL )
3.不同浓度EDTA 存在时钙的吸光度值(Ca2 + 浓度均为5μg/mL )
按照实验数据可绘制出磷酸根离子对钙测定的干扰曲线，分别以磷酸根与钙比值为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制出曲线，观察两者在什么比例时干扰最大；再分别以镧离子与磷酸根比值、EDTA与磷酸根为横坐标，吸光度为纵坐标，也可看出在什么时刻镧离子或EDTA能最大程度消除磷酸根干扰。