光谱缓冲剂是指在发射光谱分析中,同时加入到试样和参比样品中以降低干扰的添加物。
光谱缓冲剂的作用机制主要体现在以下几个方面:
一、稳定电弧温度
光谱缓冲剂能够控制电弧的温度,使其保持稳定。在试样气化过程中,电极温度会因试样的蒸发或升华而降低,这种降低的程度取决于试样中各组分的沸点及其含量。如果没有缓冲剂存在,电极温度主要为基体所控制。而缓冲剂的加入,可以使电极温度由缓冲剂所控制,从而减小试样组成对电弧温度的影响。由于缓冲剂一般具有比基体低而比待测元素高的沸点,可以使待测元素挥发而基体不挥发,使分馏效应更为明显,并使蒸发过程在一定时间内平稳进行,以达到降低检测限和提高重复性的目的。
二、控制待测元素的电离度
缓冲剂还能通过控制电子浓度来影响待测元素的电离度。电子浓度由试样总组成所决定,而且起主要作用的是低电离电位和高含量的元素。缓冲剂的加入可以影响这些元素的电离行为,从而控制待测元素的电离度。这有助于改善原子线或离子线的强度,提高测定的灵敏度。
三、稀释试样
光谱缓冲剂还可以作为稀释剂使用,通过稀释试样来减小试样与标样在组成及性质上的差别。这有助于消除或抑制试样组分对待测元素谱线强度的影响,提高测定的准确度。例如,在测定纯铜中的杂质时,加入缓冲剂碳粉可以降低基体铜的影响。
四、改善测定条件
缓冲剂可以改善测定条件,如提高测定的检出限、稳定性和重复性。通过控制电弧温度和待测元素的电离度,缓冲剂可以使分析过程更加稳定和可控。同时,缓冲剂还可以与待测元素发生化学反应,形成易挥发的化合物,从而提高测定的灵敏度。
五、化学效应
在电极中,被测元素或被测元素化合物与缓冲剂物质可能发生固相之间或固相与气相之间的化学反应,生成易挥发的化合物(如氯化物或硫化物等)或难挥发的化合物(如碳化物等)或金属(如金属钨等),以加剧被测元素与基体元素之间的分馏,从而达到提高光谱分析灵敏度、减轻或消除基体组成影响的目的。
光谱缓冲剂在光谱分析中起着至关重要的作用。通过稳定电弧温度、控制待测元素的电离度、稀释试样、改善测定条件以及产生化学效应等机制,光谱缓冲剂能够显著提高光谱分析的准确性和灵敏度。