Kỹ thuật phân tích phổ hấp thu nguyên tử aas

Trang 1

ẩj§ CASE TRUNG TÂM DỊCH VỤ PHÂN TÍCH THÍ NGHIỆM

THANH PHO HO CHI MINH

(CASE)

TAP HUAN `

KY THUAT PHAN TICH QUANG PHO

HAP THU NGUYEN TU AAS

NAM 2019

Trang 4

Atomic Spectroscopy Techniques ig CASE

> Atomic Spectroscopy

» Atomic Absorption Spectroscopy (AAS)

° Flame AAS

* Graphite Furnace AAS (GFAAS)

* Hydride Generation / Cold Vapor AAS (HG/CV-AAS)

® Atomic Emission Spectroscopy (AES)

* Flame AES

* Inductively Coupled Plasma - Optical Emission Spectroscopy (ICP-

OES) :

* Inductively Coupled Plasma Mass Spectroscopy (ICP-MS)

| Principle of Atomic Spectroscopy : tị CASE

Energy

Trang 6

AAS Basic : Beer’s Law © axe CASE

Quantitative measurement in AAS ®

is base on Beer’s Law, =

cS 3 concentration OL absorbance 3 Concentration Transmittance Poe SA % Transmission :%T =100xI/l, % Absorption :%A_ =100-%T

Absorbance od = log (I,/ 1)

=axbxc

= K xe

AAS Basic : Characteristic Concentration & Detection Limit

ẩÿ$ CASE

The “characteristic concentration” (sometimes called “sensitivity”) is a convention

for defining the magnitude of the absorbance signal which will be produced by a given concentration of analyte

For flame atomic absorption, this term is expressed as the concentration of an element in milligrams per liter (mg/L) required to produce a 1% absorption

(0.0044 absorbance) signal Absorbance a = log (I,/!)

1% 2Á = log (100/ 99)

= 0.004368 (~0.0044)

Char Conc (mg/L) = Conc of Std (mg/L) x 0.0044 measured absorbance

The following definitions apply:

Detection limit = 3.x Standard Deviation x Concentration Mean Absorbance

Trang 8

Fiber Optics System li CASE

Fiber optic technology

Real time double beam

Enhances light

throughput for the best

detection limits available

Higher transmission across

the wavelength range

Trang 10

Light Source: Hollow Cathode Lamp af CASE 1 lonization 2 Sputtering light

Light Source: Electrodeless Discharge Lamp (EDL)

afi CASE Starter Bulb

Analyte Bulb

An EDL consist of a quartz bulb under an inert gas atmosphere, containing the element

or salt of element hich the lamp is to be used, when RF field is applied to thos

the inert ge Lai sở

Trang 11

Single and Double beam optical designs

(FIGURE $-17 “Typical flame, spectrophotometers: (a) singte-beam design; (b)

Trang 12

AAnalyst 700/800 Optical System a8 CASE @ Monochromator Sa D2-L, Ề ni E, Detector Reference Beam Beam splitter Sample —

Fibre optic cable

Modern ‘real time’ double beam system

Fully automated

Trang 13

PinAAcle : Third G neral PerkinElmer’

Area of detection hy slit width 2.01nm shit

* Two detectars in eprate

double beam de’ : TH ¬ ka&

beam mode | 1 : and furnace] sample beam (flame

analytical sf Area for reference

Trang 14

Lamp Usage Monitoring

Kicnp setup TƯ a CASE

[em

Lamp Serial Number Lamp Hours Elements

T 009020200 |257 Cd 031A09040400 |357 — Ca Cd 2 ee 4 5 6 7 Se 8 Aine Ream

PinAAcle 900 Series Product Range

Trang 16

Flame Atomizer

ẩjj CASE > The source of energy for free-atom production is heat, most common}y in the form of

an air/acetylene or hitrous-oxide/acetylene flame

> The sample is introduced as an aerosol into the flame by the sample introduction system consisting of a nebulizer and spray chamber

Atomization MA —>M°+A»

Vaporization Solution —>Solid

Mixing Solution (aerosol) mix with Fuel/Oxidant Oxidant ga

Nebulization Solution -5olution (aerosol)

Aspirate 3-8 ml/

Trang 17

Burner Syste’

> Burner hea recognition

> Reliable ign :

> Rugged corro:

Trang 18

Flame Condition

aj CASE

Air - Acetylene ( 2125-2400 °C)

OXIDIZING REDUCING

+ Fuel lean « Fuel rich

« Light blue color « Yellowish color

« Hot flame » Cool flame

» Chemical Interferences

possible

Nitrous Oxide - Acetylene ( 2600-2800 °C)

REDUCING OXIDIZING

+» Fuel rich « Fuellean » Pink “feather” 1-5 cm high + Light blue color

« Too rich - white » NEVER use lean N20 flame!!

PinAAcle 900; automatic optimization of gas flows AND burner position &s CASE

Every element has an ideal relation between oxidants and acetylene

Oxidizing Flame Reducing Flame

» lean (less Acetylene) » rich (more Acetylene)

» Light blue » Slightly yellow

>» Hot flame » Colder flame

» Reduces interferences » Chemical interferences

Trang 20

Background Absorption

ajé CASE

» Non-specific absorption of light due to undissociated molecules or particles causing * Scattering from these particles

* Broadband absorption

Background Correction ; Continuum Source 8 if CASE

Continuum : Source ï C ) : Monochromator Ệ Detector Primary Source BG Intensity

Trang 22

Graphite Furnace Atomizer P | Ề ifs CASE or External Flow v N 2x ưrrrr Đ N ì : ề ^ Exernal Ẳ External

Gas Flaw v Gas Flow

Graphite Furnace Atomizer

đi CASE

> With Graphite Furnace Atomic Absorption (GFAA), the sample is introduced directly into a graphite tube, which is then heated ina Programmed series of steps to remove the solvent and

major matrix components and to atomize the remaining sample

> Graphite Furnace analysis times are longer than those for Flame sampling, and fewer elements can be determined using GFAA

‘External | Internal

low

canon

Trang 24

TubeView D Alignment Dispense UY it Ve Pyrolysis TubeView camera

> Furnace parameters optimized with Method Development option in Software

> TubeView used to adjust pipette tip depth and optimize dry step

ifs CASE

Cool down

3{8 CASE

Trang 26

ifferent Atomizers U’vov Platform &D

TUBE TEMPERATURE FROW Went 2đ1Y434/N3L Inti0upus i2 ae 4” TÌME —= TP gà eiAeay) ws

: Patented Transversely Heated Graphite Atom

3j8 CASE lzer - PinAAcle Po xã Tổ sẽ Mi 24 S rổ E eB T = = 4 ce rã < 7 g + XÃ sổ

Trang 27

Longitudinal Z ẹ Background Correction

Old Style: Trans’

Trang 28

GFAAS : Zeeman Background Correction

4 afi CASE

In a strong magnetic field, atomic spectral lines, emitted or absorbed, are divided into three or more polarized components; molecular spectra are usually not affected

Magnetic fleld OFF Magnetic fleld ON

Atomized sample _ I

eet |

oe Radiation — |

beam t

= Magnetic field parallal \ to radiation beam

4+——— Source emission line

Absorption profile

GFAAS : Zeeman Background Correction

afi CASE Zeeman

In a strong magnetic field, atomic spectral lines, emitted or absorbed, are divided into three or more polarized components; molecular spectra are usually not affected

Magnetic field OFF Magnetic field ON

Atomized sample ị

aa Radiation beam —— | I

“—+> Magnetic field parallel | to radiation beam Ỉ

Source emission line

Absorption

Trang 30

Hydride Generation / Cold Vapor using Flow Injection Technique

Autosampler Quartz Cell

m

aes, ES ed acre Ae ATtS

ae eas ee | =2 117

Hydride Generation / Cold Vapor AAS ©

Cold Vapor AAS

° He eat : mi

° Use of NaBH, or SnCl,

Trang 31

Advantages of A vvvwv oO ° 3 3 @) Excellent detecti

AAs are labora

Trang 32

Summary of AAS Techniques fe CASE

Flame Graphite Hydride

Analytical concentration ppm ppb | ppb

Elements 60+ 60+

7-8

Speed Fast Slowest slow

Background Low High Lowest

Advantages & Limitations ras aj CASE

Advantages Limitations

Widely accepted with few interferences : Sequential determination of elements — itis

Very easy-to-use (especially flame) slow in multielement applications!

; ï » Can take 2-3 minutes per element for

Comparatively low investment & cheap to each sample (GFAAS)

run 1

» Dynamic range is lower than ICP or ICP-MS

Extremely high sample throughput (Flame) Detection limits in flame at mg/L (ppm) level

Excellent detection limits (Graphite furnace) Requires lamp of the element to be

Can handle very small volumes of sample determined

(Graphite furnace) « Hollow Cathode (HC) or Electrodeless

Discharge Lamp (EDL)

: GFAA also requires graphite sample tubes ° Relatively expensive consumable

Trang 36

Văn phịng Cơng nhận Chất lượng

sơ ` _ 8 CASE

- Phương pháp đo phổ hấp thu nguyên tử

» Phương pháp đo phổ hấp thu nguyên tử

(Atomic Absorbtion Spectrometric - AAS) là phương pháp dựa trên nguyên lý hấp thu của hơi nguyên tử Người ta cho chiếu vào đám hơi nguyên

tử một năng lượng bức xạ đặc trưng của riêng nguyên tử đó Sau đó đo cường độ còn lại của bức xạ

đặc trưng này sau khi đã bị đám hơi nguyên tử hấp

thụ, sẽ tính ra được nồng độ nguyên tố có trong mẫu

đem phân tích

Qe : ifs CASE

* Dva vao ly thuyét trén thi diéu kiện để thu được phổ

hấp thu nguyên tử của một nguyên tố hóa học, hệ

thống trang bị đo AAS phải đáp Ứng các nguyên

tắc sau:

-1.Hệ thống nguyên tử hóa mẫu phân tích để

tạo thành “hơi nguyên tử tự do”

_-2.Nguồn phát tia bức xạ cộng hưởng của

nguyên tô phân tích Đó là đèn cathod rỗng HCL hoặc đèn phóng điện không cực EDL

Trang 38

Og aj CASE

II Kỹ thuật hydrua

s_ Kỹ thuật này đề tạo ra hydrua kim loại ở thể

hoi (Vi du : AsH, )

* Hop chat hydrua kim loại được tạo thành

theo luồng khí trơ (Ar) mang đến ống háp

thu (quart cell absorption) dé gia nhiệt

(900°C) tao thanh hơi nguyên tử As

Phương trình phản ứng đã CASE

(As(V) được khử về As(III) nhờ KI

trong môi trường acid)

AsO, * +21 +2H* > AsO,* +1, +H,O

BH, + H* + 3H,0 — H,BO,+8H

As3++ 6H >AsH3t + 3H*

AsH;—› As + 3/2H,

Trang 40

aj CASE

As trong nước được xác định

theo phương pháp đo phổ hấp

thu nguyên tử (kỹ thuật

hydrua) theo TGVN 6626-2000 - Og z ; iÿ$ CASE

XÁC ĐỊNH Arsen (As) TRONG NƯỚC

Ị KỸ THUẬT HYDRUA

| THEO TIEU CHUAN VIET NAM

TCVN 6626 : 2000 (ISO 11969 : 1996) |

| | PHƯƠNG PHÁP ĐO PHO HAP THU NGUYEN TU |

Ị

i

|

Trang 42

'Văn phịng Cơng nhận Chất lượng

s Phương pháp dựa trên đo hap thụ nguyên tử asen được sinh ra do phân huỷ nhiệt asen (III) hydrua » Trong điều kiện của phương pháp này chỉ có As (III)

được chuyển định lượng thành hydrua Đề tránh sai

số khi xác định, mọi trạng thái oxy hóa khác cần chuyển về As (IIl) trước khi xác định

°- As (IIl) được khử thành khí asen hidrua AsH; bằng

natri tetrahydroborat trong môi trường axit clohydric

°_ Độ hấp thụ được đo ở bước sóng 193,7 nm

_ aR CASE

* Axit sunfuric (H,SO,), p = 1,84 g/ml Axit clohydric (HCI), p = 1,15 g/ml Hydro peroxyt (H;O›), w = 30 % (mm) Natri hydroxyt (NaOH)

Dung dịch natri tetrahydroborat

Dung dịch kali iodua - axit ascobic

Dung dịch asen gốc, 1000 mg As trong 1 lit

Trang 44

Văn phịng Cơng nhận Chất lượng iŸš CASE Ễ auf

Lay 50 ml mau vào bình cầu đáy trịn

| ”** Cảnh báo - Khói bốc lên từ axit sunfuric đậm đặc (H;SO¿„ bị đun nóng gây kích thích, bởi vậy cần làm việc này trong tủ

-hút

Thêm 5 ml axit sunfuric và 5 ml hydro peroxit HO; vào bình

cau tròn đáy, thêm vài hat da bot Dun đến sôi và thu phần

hứng được vào bình hứng

Tiếp tục đun cho đến khi khói của axit sunfuric xuất hiện

âu Nếu mẫu đục và không hth Oro Dane

Quan sat mau

Trang 45

Trang 46

đo : Đồ thị biểu diễn độ hấp thu-nồng ; e ie CASE

Trang 48

dở

° Đo Blank và đường chuẩn làm việc * Do mau thử

* Do QA/QC (Xem phan dam bdo chat lượng

ket qua thử nghiệm)

s_ Hàm lượng As tổng

trong mâu thử được xác

định như sau:

° Hàm lượng (mg/L) = S8(pp)* 1000

~Sđ: kết quả đo trên máy (ppb) -V: thể tích định mức (ml)

-Vm: khối lượng mẫu ban đầu (ml)

-f: hệ số pha lỗng (nếu có)

Trang 50

Oe | ma ẩj$ CASE

XÁC ĐỊNH THUỶ NGÂN (Hg) TRONG NƯỚC

Ị

. PHƯƠNG PHÁP ĐO PHỔ HẤP THU NGUYÊN TỬ

KỸ THUẬT HOÁ HƠI LẠNH

THEO TIÊU CHUẨN VIÊT NAM

| TCVN 7877 : 2008 (ISO 5666 : 1999) |

NVTH: Phan Thanh Long

Phịng: Cơng nghiệp Tài nguyên

=- eee ee ee NOL DUNG

TONG QUAN VE NGUYEN TO THUY NGAN

PHAM Vi AP DUNG CỦA PHƯƠNG PHÁP

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH

@

| GD che veurocan tre

@ TINH TOAN KET QUA

Trang 51

Tình TT Oo ne aa ngan trong nước” ö Việt Năm

Cac nguon gay ð nhiệm

Tác hại lên sức khỏe con người

Trang 52

'Văn phịng Cơng nhận Chất lượng ÁP DỤNG nh tf gắn tren D1901 ộ từ 0,1 ugí! đến

n phat hién MOL = 0.0003 r

YÉU TỔ GẢN TRỞ ij8 CASE

Bình chứa mẫu bằng silicon sẽ See

ảnh hưởng đến kết quả phân Sự có mặt với hàm lượng

tích = reer = : lớn của một số ion kim loại:

Cuil), Nit), Agi), , As(V),

Bình chứa mẫu bằng (huỷ tỉnh Bi(llI), Sb(Ill), Sb(II), Se(V)

hoặc bằng chất dẻo đặc biệt Phụ thuộc vào việc chọn

như (etylen-propylene) là lựa chất khử NaBH¿ hay SnGI, ˆ

chọn phủ hợp Một số yêu tô ảnh hưởng đến việc

phan tich Hg trong

mẫu nước

SnCl; gây nhiễm bản nếu dùng

NaBH, sau đó vì vậy cần có hai hệ thông khử riêng

Việc ngưng tụ nước trên cuvet

ảnh hưởng đến kết quả vì vậy

các dung dịch trước khi khử và giải phóng Hg phải ở nhiệt độ <

25°C

Các chất dễ bay hơi hấp thụ trong dải tia UV làm cho kết

quả phân tích tang lên; loại

bỏ việc này bằng cách thêm

dư KMnO, trước khi khử Hg;

Định dạng
Số trang	62
Dung lượng	15,86 MB