流动注射分析.docVIP

8.7流动注射分析 在经典的分析化学中，进行化学分析唯一的实际方法是将被测物与试机相混合，使其达到平衡状态。在分批量分析中，溶液是静止不动的，容器（通过传送带）移动；相反，在连续流动分析中，体系静止，溶液流动。以连续流动体系进行化学测定并不是新的方法，它是通过均一化学作用达到化学平衡，从而达到所谓的稳定条件。直到20世纪70年代中期出现了流动注射分析（Flou Injection Analysis，FIA）技术，化学分析的方法可在不需要稳定条件下进行，FIA技术是对流动分析思想的挑战，使化学分析方法发生了根本变化。 1975年丹麦技术大学J·Ruzicka和E.H.hansen提出了流动注射分析技术。近年来，得到了迅速发展。 流动注射分析（FIA）是将含有试机的载流由蠕动泵输送进管道，再由进样阀将一定体积的试样注入载流中，以“试样塞”形式随之恒速地移动，试样在载流中受分散过程控制，“试样塞”被分散成一个具有浓度梯度的试样带，并与载流中试剂发生化学反应生成某种可以检测的物质，再由载流带入检测器，给出检测信号（如吸光度、峰面积或峰高、电极电位等），由此求得水样中被分析组分的含量。 FIA最具有独创性之处就是它抛弃了传统的稳定态概念，提出了可以在物理和化学不平衡的状态下进行测定，是一种湿化学（即溶液化学）法快速自动分析技术和手段。本节主要介绍FIA—光度分析方法。 8.7.1流动注射分析的优点 （1）仪器简单。可用常规仪器自行组装，操作简便。我国已有FIA—TI流动注射通用仪（上海分析仪器厂）。 （2）分析速度快。分析频率通常为100次/h，最快可达1200次/h。重现性好，一般相对标准偏差小于1%。 （3）取样少。每次测定仅需微升级的溶液，且分析系统封闭，进行的化学反应不受空气成分影响，还有利于保护环境。 （4）自动化程度高。从进样，“化学处理”，测量到数据处理和程序控制可全部实现自动化。FIA是可行在线自动分析仪的理论基础。 （5）可与多种检测器联用，应用范围广。 8.7.2流动注射分析的装置和基本原理 流动注射分析（FIA）系统主要由载流驱动系统（试剂贮器、蠕动泵）、进样系统（采样注入阀）、混合反应系统（反应盘管）和检测系统（检测器和记录仪）等几个部分组成（图8.24）。 (1)载流驱动系统 常用蠕动泵挤压富有弹性的塑料软管（又称泵管）来驱动含试剂的载流或试液在管道内连续流动。 (2)进样系统 一般用旋转进样阀将一定体积的式样以完整的“试样塞”形式注入管道内含试剂的载流中，这种进样方式称作正相FIA，也是常用的流动注射分析法。 近年来又提出反相FIA法（Reverse Flow Injection Analysis，rFIA），此法是将试剂与试样颠倒注入，即将少量的试剂注入到管道内含试样的载流中。rFIA法适用于水样充足又需节省试剂的情况，且提高了灵敏度。rFIA法已有了长足的发展。 FIA和rFIA的基本流路如图8.25所示。 (3)混合反应系统 混合反应系统主要由反应盘管和多功能连接件组成。注入的试样塞在反应盘管中被分散成试样带并与载流中的试剂发生化学反应生成可检测的物质。 (4)检测系统 检测系统主要由FIA的检测器组成。其作用是将试样同试剂反应产物的特性或试样本身的特性转换为可测的电信号，由显示装置显示出来。例如，在 FIA—光度分析中是利用吸光物质的吸光度值变化转换成电信号；FIA—ISE（离子选择电极）分析中是将化学量变成电位毫伏信号。应该指出，FIA系统可以与许多能量转换检测器联用，除上述吸收光谱检测器和离子选择电极检测器之外，FIA还可与电感耦合等离子发射光谱检测器（FIA—ICP—AEP）、原子吸收光谱检测器（FIA—AAS）和其他电化学检测器等联用。 8.7.3流动注射分析在水质分析中的应用举例 （1）电镀废水中微量铬（Ⅵ）、锌和镍的顺序流动注射光度分析（FIA流路图见图8.24）。 1）铬（Ⅵ）的FIA—光度分析 a.基本原理 在酸性溶液中，6价铬（CrO42-）与二苯碳酰二肼（简称DPC）反应生成紫红色络合物，。引入FIA测定体系中，。 b.测试条件 FIA体系：载液C1为0.10mol/LH2SO4溶液； 载液C2为0.05%DPC水溶液。 采用DPC和H2SO4溶液分别引入FIA测定体系，基线稳定，重现性好。 ，标准曲线法求得水中铬（Ⅵ）的含量。 干扰：水样中Fe3+、Zn2+和Ni2+的含量（mg/L）为Cr（Ⅵ）的5倍、Cu2+为2.5倍时，不干扰测定。Cu2+的含量大于5倍时，产生正干扰，可采用强酸性阳离子交换树脂消除干扰。测定范围为0～5.0mg/L，其方法回收率为97%～105%。变异系数CV为0.25%。 2）锌的FIA—光度分析 a.基本原理 在弱酸性条件下（pH=5.9），Zn2+