測汞儀的理論原理是以郎伯一比爾定律為基礎,汞燈源射出的特征譜線在穿過吸收池內的汞蒸汽時,被汞原子吸收,光強度減弱的差值(A2-Ai),被光電管接收轉換為電信號的差值(E2-Ei)。郎伯一比爾定律適用范圍是低濃度測量,這類儀器監(jiān)測汞含量在ng/mL范圍內,有較好的響應值和線性。
測汞儀的機理屬原子發(fā)光類型,光致發(fā)光,被測的汞蒸汽必須要用高純氮氣作氣體動力源,將樣品汞蒸汽推至原子池內并流出。基態(tài)汞原子被汞光源激發(fā)至高能級,但不穩(wěn)定,返回至基態(tài)時,輻射出熒光,以球面狀向周圍發(fā)射。根據(jù)數(shù)學統(tǒng)計的原則,認為各方向的輻射能均衡,光電倍增管是平面接收,只接收某一方向輻射來的汞原子熒光,接收熒光的光電管與汞燈源成90。直角,光學陷井吸收汞光源多余的入射光,原子熒光隨濃度的增加,它的熒光強度增大到某一限度后會下降,如圖1所示。濃度太高,原子熒光產(chǎn)生自吸收。
測汞儀的實驗過程:
配制10%的氯化亞錫100ml(稱109氯化亞錫用10ml純鹽酸溶解,加去離子水至100ml)。配制高錳酸鉀溶液(吸收廢汞蒸汽),用三通閥控制汞蒸汽的流向,每一次測量取值結束后,將三通閥開向高錳酸鉀池內,吸收廢汞至儀器顯示O.OOOA吸光度。
配制汞標準溶液有兩種方法:
(1)線性溶液分別盛在5個瓶中,加入不同濃度液體,測出不同的吸光度值;
(2)用100mg/ml的汞標液,分別取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0ml,每取1次汞標樣,加1次氯化亞錫,測1次數(shù)據(jù)。
實驗中一定要注意,反應瓶中的溶液不可超量,不能將液滴或溶液吸入儀器內,若溶液被吸進石英管中,測量數(shù)據(jù)成倍增長(溶液檔住了汞燈的光能),且不能自動回零,即便強制回零,測量也無法繼續(xù)下去,這時就要清洗管路及石英管,清洗完后用丙酮或甲醇干燥儀器內的管路系統(tǒng)。
儀器有許多計算功能鍵可暫不考慮,先掌握基本操作鍵,預熱30min后,啟動泵排盡吸收池內的余汞,(至余汞吸收裝置)按RESET鍵,觀察顯示屏數(shù)值降至Zdi并穩(wěn)定,按T(0)鍵,儀器自動進入透過率調零,按A(O)鍵儀器進入吸光度調零。按PEAKHOLD鍵后開始加還原劑,裝載汞液的反應瓶中加入氯化亞錫,即扣緊瓶塞,隨著還原汞反應加劇,儀器記錄Zgao峰值。按PRINT鍵,打印當前數(shù)據(jù)并把參數(shù)送到機內的存儲區(qū)后儀器自動回到初始狀態(tài),轉換三通閥用高錳酸鉀回收余汞至零,按A(O)鍵進行下一次測試。