Khóa luận tốt nghiệp Vật lý: Phân tích hàm lượng các nguyên tố có trong đất ở huyện Cầu Ngang bằng phương pháp huỳnh quang tia X

Có nhiều phương pháp phân tích hàm lượng các nguyên tố trong mẫu như: phương pháp hóa học, phương pháp kích hoạt notron, phương pháp huỳnh quang tia X,... Trong luận văn này, chúng tôi d

IOI ONG VN SN EP ON ONG SN, V/V (V/V /

/.SŠ7¿

BỘ GIÁO ĐỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHAM THÀNH PHO HỒ CHÍ MINH

DHAN TICH HAM LUGNG CÁC NGUYEN TO

CÓ TRONG ĐẤT Ở HUYỆN CAU NGANG

BANG DHƯƠNG PHAP PHAN TÍCH

HUY NH QUANG TIA X

> ZL ~ “£

-Th si HUỲNH TRÚC PHƯƠNG SVTH : TRẤN THỊ KIM UYÊN

NIÊN KHÓA : 1998 - 2002 7

LIA a LN a SSF LF LIF LIF LILES

Mla XÉT CUA GIÁO WR

Lời um dn

Em xin chan thanh cam on!

s Ban giam hiệu trường và ban chủ nhiệm khoa vat lý đã cho phép và tao

diéu kiện để em thực hiện và hoàn thành luận văn này.

s Thay trưởng khoa cùng các giáo viên khoa lý trường đại học khoa học tự

nhiên đã tạo điều kiện và giúp đỡ em trong quá trình làm luận văn

% Thay Tạ Hưng Quý và thay Huỳnh Trúc Phương đã tận tình hướng dẫn

é

i

Ù i Ễ a

i Ị

‘ '

i

i

i

i '

|

% Toàn thể thay, cô đã tận finh truyền thụ kiến thức cho em trong suốt thời

gian học tập.

Cuối cùng em xin cảm ơn Ba, M e, chị và các bạn đã động viên và giúp

đỡ em hoàn thành luận van này.

SV : Trần Thị Kim Uyên

MỤC LỤC

PHẦN 1: LÝ THUYẾT

Lời mở đầu

Chướng 1: Ca BG Kệ THUYẾ kesseỶeresissiesnieenisnsenesesnseosee 1

1.2 : Các Tương Tác Cơ Bản Của Tia X Với Vat Chất 2

I.3 : Các Qua Trình Xảy Ra Huỳnh Quang Tia X 6

141088 118 Phá XÃ eeeeeeeesnsesseeesseesrsssssseeie 9

1.5 : Cường Độ Huỳnh Quang Thứ Cấp il

Chương 2 : Các Phương Pháp Phân Tích Huynh Quang 13

H.I : Phương Pháp Phân Tích Dinh Tính H.2 : Phương Pháp Phân Tích Định Lượng

Chương 3 : Các Nguyên Tố Có Trong Đất ‹

-Chương 4 : Chuẩn Bị Mẫu.

FV.IECCNINHBEITRRE(ŒE

IV.I : Chuẩn bị mẫu phântích — 27

Chương 5 : Do Và Xử Lý Phổ - << cce-cseseeseeree

V.1 : Hệ máy huỳnh quang ta X ‹ ‹‹ :

V.2: Dùng phan mềm Axil xử lý phổ - .~+-~-<< V.3 : Những sai số phân tích và đánh giá các sai số đó

V.4: Kết quả thực nghiệm và đánh giá kết quả

i PHAN 3: PHY LUC

Phổ huỳnh quang tia X của các mẫu chuẩn và một số mẫu phân tích.

Tài liệu tham khảo.

LỜI MỞ ĐẦU

Năng suất cây trồng là rất quan trọng đổi với nhà nông Năng suất có cao

thì đời sống nông dân mới được nâng cao.

Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến năng suất cây trồng nhưng yếu 16 quan

trong nhất là đất trồng Cây trồng phát triển tốt khi đất cung cấp đấy đủ các nguyên tố cần thiết cho cây Đất là nguồn dinh dưỡng của cây Để đáp ứng được nhu cầu dinh dưỡng của cây thì ta phải biết trong đất đã có nguyên tố nào, thiếu

nguyên tố nào, hàm lượng các nguyên tố trong đất có đủ đáp ứng nhu cẩu của cây

trồng chưa Do đó phân tích hàm lượng của các nguyên tố có trong đất là việc cẩn

thiết.

Có nhiều phương pháp phân tích hàm lượng các nguyên tố trong mẫu như:

phương pháp hóa học, phương pháp kích hoạt notron, phương pháp huỳnh quang

tia X, Trong các phương pháp này phương pháp hoá học là phương pháp quen

thuộc, tuy nhiên phương pháp này còn có nhiều khuyết điểm khó khắc phục như:sau khi phân tích mẫu bị phá hủy do phản ứng với hoá chất, thời gian phân tích

đài.

Phương pháp tối ưu nhất, đơn giản nhất, ít tốn kém nhưng cho kết quả phân

tích có độ chính xác cao và khắc phục được nhược điểm của các phương pháp trên

đó là phương pháp huỳnh quang tia X.

Trong luận văn này, chúng tôi dùng phương pháp phân tích “huỳnh quang

tia X" để phân tích hàm lượng các nguyên tố trong đất ở huyện Cầu Ngang Saukhi phân tích dựa vào kết quả thu được ta có thể đánh giá được đất phân tích đó

còn thiểu nguyên tố nào, thừa nguyên tố nào, mà có cách sử dung phân bón mội

cách hợp lý nhằm cải tạo và làm cho đất màu mỡ hơn

Tuy đà cố gắng rất nhiều, nhưng xố lượng mẫu vẫn còn hạn chế, nén kếtquả phân tích và đánh giá có thể bị sai lệch đôi chút so với thực tế nhưng emmon rằng với sự nổ lực, sự cẩn than, trong quá trình lấy mẫu và làm mẫu thì kếtqua phân tích sé ít nhiều giúp những người nông dân ở huyện Cầu Ngang biết sơluce về loại đất mà minh đang gieo trồng và biết cách sử dụng phân bón phù hợp

với đất ruông của mình dé ít tốn kém và đạt hiệu quả cao hơn.

Do điều kiện cho phép của một luận văn, cùng với những hạn chế về mật

thời gian và kiến thức nên sẽ không tránh khỏi những sai sót Mong nhận được

những ý kiến đóng góp từ quý thấy cô cùng các bạn

¬ FTTEITCTITELILTILITCTITITITTTTTITTTTTTITTT.

PHÁN MỘT

LÝ THUYẾT

Chương 1: Cơ Sở Lý Thuyết.

1.1: Gíới Thiệu Sơ Lược Về Tia X.

1.2: Các Tương Tác Cơ Bản Của Tia X Với Vật Chất.

1.3: Các Qua Trình Xảy Ra Huỳnh Quang Tia X

1.4: Quá Trình Phát Xa.

1.5: Cường Độ Huỳnh Quang Thứ Cấp.

Chương 2: Các Phương Pháp Phân Tích Huỳnh Quang.

H.1: Phương Pháp Phân Tích Định Tính.

H.2: Phương Pháp Phân Tích Định Lượng.

Chương 3: Các Nguyên Tố Có Trong Đất.

"TITTITTTITTTTTTTITTTIT-TTTITITITTTTTTTTITTTTTTTTTT-TTY.TETITTTTI1 LOO EL or Cr oreTỉ (6 11T TTTTTTTT1TIILTLTIITITITTITITTTTTTTITTTTTIEITITITT7TINIT)

CƠ SỞ LÝ THUYẾT SEGH : Or4n €4j Bim Hyin

CHUONG I

CƠ SỞ LÝ THUYET

1.1 Giải Thiệu Sơ Lược Vệ Tia X :

Vào năm 1895 trong khi nghiên cứu các tia cathod, Wilhelm Conrad

Reontgen đã khám phá ra được tia X.

Tia X là bức xạ điện từ có bước sóng nhỏ hơn bước sóng ánh sáng Bước

sóng của nó nằm trong khoảng từ 0.1 A’ đến 100 AP và có năng lượng từ | >

100 KeV,

© Tia X có bước sóng từ | A" đến 100 A" được gọi là tia X mềm.

© Tia X có bước sóng ti 0,1 A° đến 1 A° được gọi là tia X cứng

Tia X là một dạng của sóng điện từ nên có các tính chất cơ bản của bức

xạ điện từ như phản xa, nhiễu xa, khuyếch đại và tán xạ

Tia X được tạo ra do sự hãm đột ngột điện tử có năng lượng cao hay bởi

sự dich chuyển điện tử từ quỹ đạo cao sang quỹ đạo thấp trong nguyên tử.

Phương pháp phổ biến nhất để sản sinh ra tia X là ban vào nguyên tử bia chùm

electron có năng lượng cao, hoặc tia X, tia y

® Có hai loại bức xạ ta X :

Bức xa này được tạo ra do sự hãm đột ngột electron có năng lượng cao

đến đập vào bia Một phan năng lượng sẽ tương tác với các electron quỹ đạo và

phần còn lại phát ra dưới dạng bức xạ có năng lượng :

CƠ SỞ LÝ THUYET SUCH : Cchn Cj Kien đp/x

Khi có sự chuyển electron từ quỹ đạo cao về quỹ đạo thấp hơn trong

nguyên tử thì sẽ tạo ra bức xạ đặc trưng có năng lượng :

là

WnR say» Ki (1.2)

Bức xạ đặc trưng phụ thuộc vào sự phân bố năng lượng của các electron

qu đạo trong nguyên tử của nguyên tố bia

Năm 1913 MoseLey đã tìm ra mối liên hệ giữa bước sóng của vạch đặc

trưng và bậc số nguyên tử của nguyên tố Z :

Khi electron từ các tang bên ngoài dich chuyển về các tang K, L, M, sẽ

xuất hiện các bức xạ đặc trưng có năng lượng rất lớn gọi là phổ tia X.

1.2 Tương Tác Cơ Bản Của Tia X Với Vật Chất :

2.1 Su Tan

Khi truyền qua môi trường vật chất tia X sẽ tương tác với các electron ở

vỏ nguyên tử và bị tán xạ Sự tấn xạ xẩy ra chủ yếu ở tang ngoài của vỏ

nguyên tử Có hai loại tấn xạ xảy ra trên mẫu là : tán xạ đàn hồi và tấn xa

không đàn hồi.

LUẬN YAN TỐT NGHIỆP ‘Trang 2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT ,SiIEX - Crh Obj Bion 82x

% Tan xạ đàn hồi (còn gọi là tán xạ kết hợp hay tán xạ RayLeigh): photon

tới và photon tán xạ có cùng năng lượng, phương truyền của tia X bị lệch

chứng tỏ có sự suy giảm khối

s% Tan xạ không đàn hỏi (còn gọi là tắn xạ không kết hợp hay tấn xạ

Compton) : năng lượng của photon tán xạ nhỏ hơn năng lượng của

photon tới, đồng thời có một điện tử thoát ra Tia X vừa bị giảm năng

lượng vừa bị lệch phương truyền.

e (Quang electron)

.

Bức xạ tới

Trong phổ kế huỳnh quang tia X, tán xạ là nguyên nhân gây ra phông

trên phổ huỳnh quang của mẫu phân tích

Trong kĩ thuật phổ kế huỳnh quang tia X, hiệu ứng tán xạ photon đối với mẫu phân tích có hai điểm chính :

e Số tia bức xạ do tấn xạ tăng theo số nguyên tử Z (do số electron tăng

và mẫu hấp thụ tia tin xa ft)

e Tỉ số cường độ tia tán xạ không kết hợp và kết hợp tăng khi số nguyên wre Z của mẫu giảm Đây là nguyên nhân gây khó khăn khi phân tích các

nguyên tố nhẹ bằng phương pháp phổ huỳnh quang tia X.

CƠ SỞ LÝ THUYET SUGH = Ccdn Obj Bice ñy/x

> Một phan tia X bi hấp thu bởi môi trưởng.

> Sự tán xạ của tia X với vật chất làm đổi phương truyền.

1.2.2.1 Hệ số suy giảm :

Xét chùm tia X có cường độ ban đầu I,(E) sau khi qua lớp có bể dày x

thì cường độ của nó là I(E).

# Khi chùm tia X truyền qua mà không tương tác với vật chất thì :

I(E) = (Eye (14)

Với : kụ là hệ số suy giảm tuyến tính, có thứ nguyên là cm `.

* Khi chùm tia X tương tác với vật chất thì :

@ W,: là hàm lượng nguyên tố i

® 44: là hệ số suy giảm khối đối với nguyên tố i

® ụ: là hệ số suy giảm khối của cả hợp chất

Khi chùm tia X truyền qua môi trường vật chất sẽ xảy ra các quá trình

tương tác như : hiệu ứng quang điện, tán xạ kết hợp, tán xạ không kết hợp

CƠ SỞ LÝ THUYẾT SUCH - Cestn Chi Kim Tyte

@ +: Hệ số hấp thu khối quang điện

® on: Hệ số hấp thụ khối kết hợp

© inn: Hệ số hấp thụ khối không kết hợp.

1.2.2.2 Sự Hấp Thụ :

2 Năng lượng cạnh hấp thụ là năng lượng cực tiểu có thể phát

quang một điện tử từ một quỹ đạo trong nguyên tử của nguyên tố cho trước.

Vì mỗi nguyên tử có nhiều phân lớp nên có nhiều cạnh hấp thụ

a Năng lượng cạnh hấp thụ tuân theo quy tắc sau :

Kye > Lite > Laine > Litem

2 Trong cùng một nguyên tố, năng lượng cạnh hấp thụ tang theo

a Không có vạch nào trong dãy phổ có năng lượng lớn hơn năng

Hình 2 : Đường cong biểu diễn hệ số hấp thụ khối của nguyên tố Uranium theo

bước sóng của photon tới.

Những điểm bất liên tục trên hình được gọi là cạnh hấp thụ.

LUẬN YAN TỐT NGHIỆP Trang 5

CƠ SỞ LÝ THUYẾT SUEH - ein Chi Kien Hyén

1.3 xay ra huynh tia XX:

Khi một nguồn kích tia X sơ cấp phát ra từ ống tia X hay từ một nguồn

đồng vị chiếu vào một mẫu, tia X có thể bị hấp thụ bởi nguyên tử hoặc bị tán

Xa qua vật chất

Quá trình nguyên tử hấp thụ tia X và một electron ở lớp vỏ nguyên tử

nhận tất cả năng lượng do tia X truyền tới Nếu tia X sơ cấp có năng lượng đủmạnh làm bật electron trong lớp vỏ bên trong nguyên tử tạo thành lỗ trống

nguyên tử lúc này không bến vững, thì khi nguyên tử trở về trạng thái cân

bằng, các electron từ lớp vỏ bên ngoài chuyển đến lấp lỗ trống ở lớp vỏ bên

trong và sé phát ra tia X đặc trưng có năng lượng là hiệu giữa nang lượng liên

kết của hai lớp vỏ tương ứng Quá trình này gọi là “hiệu ứng quang điện ”.

Những tia X phát ra trong quá trình này được gọi là “huỳnh quang ta

x”.

Quá trình phát hiện và phân tích các tia X phát ra được gọi là “phép

phân tích huỳnh quang tia X”.

Phép phân tích huỳnh quang tia X thường dựa vào các lớp vỏ trong cùng

(lớp K và L) để định tinh và định lượng các nguyên tố.

Các tia X đặc trưng được kí hiệu bằng các chữ K,L.M hay N để cho

biết tia X đó phát ra từ vạch nào của lớp vỏ nguyên tử Các chỉ số a, fi, y được

thêm vào để biết sự dịch chuyển của electron từ lớp nào đến lớp nào.

Phương pháp huỳnh quang tia X được 4p dụng rộng rai dé xác định

thành phần nguyên tố trong vật chất Phương pháp này có các ưu điểm sau:

@ Phân tích nhanh vớt độ chính xác cao.

® Không phá hiiy mẫu

@ Phân tích cùng lic nhiễu nguyên tố

@ Giới hạn phát hiện định lượng có thể đạt đến ppm.

@ Đối tượng phân tích da dạng : ran, lỏng, khí

LUẬN YAN TỐT NGWIỆP Trang 6

CƠ SỞ LÝ THUYET SBE : Erbe Ch Kies Agen

Do đó, phương pháp huỳnh quang tia X là một trong các phương pháp

được áp dụng để phãn tích các vật liệu trong công nghiệp, nông nghiệp sinh

học, khảo cổ, môi trường

Ngoài cách dùng tia X, ta còn có thể dùng các nguồn kích sơ cấp khác

để tạo ra huỳnh quang tia X như : hạt a, proton hay chùm clectron năng lượng

cao,

Hiệu ứng quang điện xảy ra thường kèm theo hiệu ứng Auger : tia X đặc

trưng vừa phát ra có thể bị hấp thụ ngay bởi một electron ở lớp ngoài hơn trong

cùng một nguyên tử Khi đó không có tia x đặc trưng được phóng thích mà là

một điện tử Auger được phóng thích.

Hiệu ứng này làm giảm cường độ của vạch phổ và thường xảy ra đối với

tia X sơ cấp, tạo ra một lỗ trống

Hình 4 : Một electron từ lớp L hoặc M nhảy vào lấp day lỗ trống.

LUẬN YAN TỐT NGHIỆP Trang 7

CƠ SỞ LÝ THUYẾT SUCH - E.tx Bội Bien Ngee

cấp, một electron từ lớp M hay N nhảy vào để lấp đầy 16 trống Trong quá trình

này nó phát ra tia x đặc trưng.

a e (Auger electron)

Hình 6 : Năng lượng kích thích từ lớp trong truyền đến một trong các electron

ở lớp ngoài và làm cho các electron ở lớp ngoài được giải phóng khỏi nguyên

uf,

+ Hiệu suất huỳnh quang :

Khi electron được giải phóng từ nguyên tử do quá trình quang điện có

hai khả năng xảy ra :

LUẬN YAN TỐT NGHỆ P Trang 8

CƠ SỞ LÝ THUYẾT SUCH = Edn Chi Kin Nyt

® Hoặc phát ra tia X.

® Hoặc phát ra điện tử Auger.

Hai quá trình này cạnh tranh nhau Do đó hiệu suất huỳnh quang được

định nghĩa : Hiệu suất huỳnh quang W, ở lớp K là tỉ số giữa tổng số photon

của tất cả các vạch trong day K phát ra với số lỗ trống ở lớp K được tạo ra

trong cùng thời gian đó,

Hiệu suất huỳnh quang đối với từng nguyên tố và từng phân lớp là khác

nhau Đối với các nguyên tử có số khối trung bình và thấp năng lượng liên kết của các clectron tương đối thấp, nên hiệu suất huỳnh quang thấp.

Hiệu suất huỳnh quang đạt giá trị lớn nhất khi năng lượng tia X kích

thích vừa lớn hơn năng lượng của electron trong nguyên tử.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT SEH - 4u Ej Kia Byfz

Các tia X đặc trưng được kí hiệu bằng các chữ K.L.M hay N để cho

biết tia X đó phát ra từ vạch nào của lớp vỏ nguyên tử, Các chỉ số a, J, y được

thêm vào để biết sự dịch chuyển của electron từ lớp nào đến lớp nào.

>» Các vạch K :

Khi lỗ trống được hình thành trong lớp K bởi hiệu ứng quang điện, các

điện tử từ ting ngoài L, M — dịch chuyển vẻ lấp day lỗ trống ở tang K và kèm

theo sự phát xạ tia X đặc trưng dãy K:K, ,K,, Kp.

Mặc dù 2 vạch K,,K, sinh ra từ sự chuyển mức khác nhau nhưng

năng lượng của chúng rất gần nhau Nền năng lương trung bình của các vạch

này được tính bởi công thức :

Vạch M rất ít sử dụng trong phổ tia X, vì không thể quan sát được đối

với các nguyên tố có Z < 57 và khi quan sát được thì năng lượng của nó cũng

rất thấp Do đó ta chỉ dùng vạch M để phân tích các nguyên tố Th, Pa, U nhằm tránh sự giao thoa với các vạch L của các nguyên tố khác trong mẫu.

Sau đây là sơ đồ chuyển mức năng lượng của phổ tia X :

LUẬN YAN TỐT NGHIỆP Trang 10

SHER : Ecdu Ehj Kis ñiy/=

Xác xuất phat electron Auger

LUẬN YAN TỐT NGHIỆP Trang 11

CƠ SỞ LÝ THUYET SEER : Cchn Chj Rime Syza

Xét chùm tia X có năng lượng Ep, phát ra từ nguồn đơn năng một góc

khối dQ,, chiếu lên bể mặt mẫu có bể dày T dưới một góc tị theo sơ đồ trên.

Sau khi tính thì người ta thu được cường độ vạch phổ tia X đặc trưng cho

nguyên tố trong mẫu được ghi nhận bởi Detector là :

(nat a H(E)) ÿ uụ(E,) rT

Pi-P sin¥, sin?

© Q¿ : xác suất huỳnh quang của nguyên tố ¡.

«Ề€,= [[[¿s¿oao, /sinw, : chỉ phụ thuộc vào cách bố trí hình học

của nguồn kích.

e W,: hàm lượng nguyên tố i trong mẫu

e I, (E,) : Cường độ huỳnh quang thứ cấp được Detector ghi nhận.

® Iu(E,) : Cường độ ban đầu của chùm tia X.

e u(E,) : Hệ số suy giảm khối của mẫu ở năng lượng Ep

e u(E,) : Hệ số suy giảm khối của mẫu ứng với năng lượng E,.

e |,,: Cường độ huỳnh quang sơ cấp

® E,„: Năng lượng tia X của nguồn kích thích.

e E,: Năng lượng tia X phát ra từ nguyên tố i

LUẬN YAN TỐT NGHIỆP zi à ‘Trang 12

CÁC PHƯƠNG PHAP PHAN TICH SUCH : €rdn 8h) Kia 1fy/x

CHUONG II

CAC PHUONG PHAP PHAN TICH

HUYNH QUANG TIA X

H.1 Phương pháp phân tích định tính :

Phổ kế tia X là công cụ khá tốt cho việc xác định định tính các nguyên tếtrong mẫu Nói chung kĩ thuật này có khả năng xác định định tính các nguyên tố

có Z = 11 đến cuối bảng hệ thống tuần hoàn ở cấp hàm lượng từ vài trăm

nanogam trong kỉ thuật mẫu mỏng và từ vài trăm ppm trong mẫu dang khối Mẫu dạng lỏng hoặc ran cũng có thể phân tích trực tiếp, với vài trường hợp chất khí cũng được phân tích bằng bộ lọc hoặc bẩy hoá học.

Các nguyên tố trong mẫu được xác định dựa vào nang lượng và cường độ tương đối của các vạch phổ K, L M.

Nếu là đơn nguyên (6 thì định vị chúng theo năng lượng tương ứng với

bảng tra cứu năng lượng tia X Còn đối với các mẫu phức tạp do các đỉnh sẽ phủ lên nhau nên cẩn chuẩn ning lượng chính xác và quan tâm đến cường độ tương

đối của chúng Trong vùng nang lượng từ 3 => 9 KeV của các nguyên tố Z trùng

với vạch K của nguyên tố Z-1, trong vùng năng lượng từ | > 5 KeV vạch L, M

của nguyên tố Z lớn trùng với các nguyên tố có Z nhỏ Do vậy, để phân tích định

tính chính xác, ta sử dung bộ nguồn chuẩn có năng lượng trai rộng từ 3 KeV đến

20 KeV để chuẩn năng lượng hệ phổ kế Tùy theo hệ phổ kế mà đường chuẩn

năng lượng theo kênh là tuyến tinh hay bậc hai

Trong quá trình ghi nhận phổ tia X, vị trí kênh có thể bị trôi làm cho đường

chuẩn năng lượng bị lệch đi Nguyên nhân là do thời gian chết lớn (> 50%)hoặc hệ điện tử không ốn định

Khắc phục diéu này bằng cách giảm khối lượng mẫu cẩn đo (nghĩa là giảm

thời gian chết), đặt nguồn kích ra xa mẫu chiếu hoặc kiểm tra hệ thống điện tử

như Cable, tín hiệu, day dat

CÁC PHƯƠNG PHAP PHAN TICH SEH : cbs Chj Rie yin

Việc phân tích định tính là rất cần thiết, vì nó giúp cho ta phân tích, nhận

định được đô nhạy đối với thiết bi cũng như phương pháp cẩn áp dung cho phép

phân tích định lượng trong tương lại.

H.2 Phương pháp phân tích định lượng :

11.2.1 Phương pháp chuẩn ngoại tuyển tính =

Từ phương trình cơ bản, cường độ huỳnh quang thứ cấp của nguồn đưn

t(E,) _ sin y, sin ¥2

I (E,) ' Ww ME.) ME, )

‘|siny, siny,

(2.4)

LUẬN YAN TỐT NGHIỆP tác Trang 14

CÁC PHƯƠNG PHAP PHAN TICH SEH : Erbe hj Kim gin

Nếu chất độn của mẫu phân tích và mẫu so sánh có thành phần hoá học

như nhau và hàm lượng nguyên tố cẩn xác định trong mẫu thay đổi nhỏ thì có thể

xem hệ sổ suy giảm khối pp không đối, tức là :

Trường hợp này chỉ đối với một mẫu so sánh Tuy nhiên, với hàm lượng

của nguyên tố cẩn xác định thay đổi trong một khoảng giới hạn lớn thì phương

trình (2.5) không còn đúng nữa Khi đó phải dùng nhiều mẫu so sánh và lập rađường biểu diễn | = f (W)

Từ đây, nếu biết cường độ huỳnh quang của mẫu so sánh ta suy ra được

hàm lượng của nó.

Đồ thị 1 =f (W) thường có dạng tuyến tính :

Weal+b (2.6)

Dùng phương pháp bình phương tối thiểu để xác định hệ số a, b.

Đối với một matrix mẫu phức tạp hơn quan hệ tuyến tính giữa cường độ

hàm lượng thường có bậc cao hon,

Ngoài ra các điều kiện thực nghiệm luôn thay đổi theo thời gian dẫn đến

hiện tượng trôi phổ nên các đường chuẩn đã lập trước đây không còn dùng được.

Vì vậy, việc xác định đường chuẩn phải làm hàng ngày, hàng tuần Để tránh hiện

tượng này, người ta sử dụng tỉ số cường độ tương đối 1 „ với I, là cường độ của

‘

một nguyên tố chuẩn có cường độ không đổi

CÁC PHƯƠNG: PHAP PHAN TICH SUCH - Ecdn Chi iow Nye a

Khi đưa vào mẫu phân tích một lượng nguyên tố B nào đó có bậc số

nguyên tử khác bậc số nguyên tử của nguyên tố A cắn phân tích một đơn vị (tối

đa là hai đơn vị) và nguyên tố này có hàm lượng đã biết trước, được gọi là nguyên

tố so sánh, thì ta so sánh cường độ bức xa đặc trưng của hai nguyên tố này Biểu

thức liên hẻ có dang :

I,

WA=e@Wp

+ Với ; e Wg: là hàm lương nguyên tố so sánh trong mẫu

© ¿: hệ số cường độ, xác định bằng thực nghiệm như sau :

Dùng mẫu so sánh có hàm lượng nguyên tố A và nguyên tố B biết trước, ta

Có :

NHƯ (29)

TH,

Phương trình (2.8) (2.9) được dùng để tính W, khi hàm lượng nguyên tố A

ở các mẫu cẩn phân tích thay đổi trong một khoảng giới han không lớn Trường

hợp ngược lại thì phải tao bộ mẫu so sánh có hàm lượng nguyên tế A và B cắn xác

định trong đó hàm lượng của nguyên tố B như nhau trong các mẫu so sánh Lập

đồ thị phân tích :

/

—t=f(W,) (2.10)

ly

Độ nghiêng của đường phân tích đặc trưng cho hệ số cường độ ó.

© ly, I,: là cường độ bức xạ đặc trưng của nguyên tố cắn phân tích

trong mẫu trước và sau khi pha thêm

11.2.4 Phu ñ

Để tránh sai số thống kê, thực hiện cho thêm vào mẫu nhiều lin với các

nồng độ Wy + Wy, Wy + We, Wx +We Ta tiến hành đo các cường đô bức xạ đặc

trưng phát ra tương ứng, từ đó vẽ đường biểu diển | theo W như hình 9 :

CÁC PHƯƠNG PHAP PHAN TICH S083 : Ecta Ch; Rim Myre

Từ đây suy ra được hàm lượng a của nguyên tế cần phân tích

Phương pháp này áp dụng cho nguyên tổ có hàm lượng nhỏ.

11.2.5 Phương pháp hàm kịch thích :

ALS thuyết:

Phương pháp này được áp dung cho các mẫu mỏng, đồng nhất.

Từ lý thuyết của phương pháp phân tích huỳnh quang tia x, ta có ;

l=a,p,d (2.12)

* Với :

® I,: Cường độ huỳnh quang của nguyên tố i.

sứ, : Độ nhạy đối với nguyên tố i,

® 0, : Mật độ khối (g/em') của nguyên tố i.

ed: bể day mẫu (cm)

Đối voi mẫu chuẩn ta có :

| Lư

dị, =—— (2.13)

pid

Sử dụng bộ mẫu mỏng với nhiều nguyên tố khác nhau như : V, K, S, Mn,

ta đo cường độ các đỉnh Ky, Ky, Lo Lạ của từng nguyên tố trên nguồn kích

thích khác mhau với sự lựa chọn năng lượng kích thích thích hợp cho từng nguyên

CÁC PHƯƠNG PHAP PHAN TICH SUCH : €cdu Chi Kim Nyta

do hiệu ứng hình học gay ra.

Đo cường đô vụch phân tích Ky, Ky hoặc Ly Ly hàm lượng của nguyên tổ

cẩn phân tích được tính như sau :

* Vai:

® œ„: là giá trị ngoại suy từ hàm kích thích của phương trình (2.14)

® [,„: là cường độ vạch phân tích (K„ Kạ )

Tóm lại : phương pháp phân tích bằng hàm kích thích có ưu điểm là có thể

xác định hàm lượng một nguyên tố mà không cẩn thiết phải có mẫu chuẩn và có

thể giảm sai sổ do hiệu ứng ting cường và hiệu ứng hấp thu Tuy nhiên để phân

tích được nhiều nguyên tế khác nhau ta phải chuẩn bị mẫu mỏng đơn nguyên tố

và nguồn kích thích đa dang như : Fe, Co” , Am”"!, Cả"%,

NGUYEN TO TRONG DAT SUCH : Cdn Chi Kise Nyt

CÁC NGUYEN TO CÓ TRONG ĐẤT

Trong đất có rất nhiều nguyên tố chẳng han : K, Ca, Mg Mo, B Mn, AI,

Zn, S Si, Fe, V, Các nguyên tố này là nguồn dinh dưỡng của cây trồng

4 Hàm lượng và tác dụng của các nguyên tố trên :

Thường trong đất có chứa từ 0.2 > 0.4% K,O Đất nhiệt đới có tỉ lệ kali

thấp hơn ôn đới.

Kali có tác dụng giúp cho quá trình quang hợp tiến hành bình thường, đẩy

mạnh sự di chuyển các hidrat từ lá sang các bộ phân khác Do đó, kali làm tăng

hoạt động quang hợp của lá.

Kali làm ting cường sự tạo thành bó mạch, tăng cường độ dài và số lượng

sợi Tăng cường bế dày của giác mô do đó cây cứng cáp hơn Vì vậy kali góp

phắn tích cực vào việc chống lốp đổ.

Kali có tác dụng kích thích sự hoạt động của men, do đó tăng cường hoạt

động trao đổi chất của cây, tăng cường sự tạo thành các axít hữu cơ, góp phân cấu

tạo thêm các prôtuit.

Trong không bào néng độ kali cao có khả năng giúp cho cây chịu được rét

tốt.

Đối với cây ngũ cốc kali có tác dung làm tăng cường sức đẻ nhanh

® Thiếu kali làm cho sự đồng hoá CO, của cây sút kém, sự hình thành

đạm không prôtit trong cây tăng lên, lá cây bị bệu ra, ẻo 14, dé bị lụi, bị lốp đổ và

phẩm chất nông sản bị giảm sút Do đó, dé làm cho cây bị nhiễm nhiễu loại nấm

và vi khuẩn, siêu vi khuẩn nên năng suất bị sút kém.

Thiếu kali cây thường bị uốn xuống, rũ rượi và khô dan ở ngoài ria dọc

theo mép lá, cây châm phát triển và chậm chín Nhất là trong trường hợp thiếu

"`

NGUYEN TO TRONG DAT SBCH : Crh n Chi Kien yee

kali di đôi với thiếu ánh sáng, tỉ lệ dam trong cây tăng lên một cách tương đối và

rô rẻt lá cây không giử được nước, không giử được trang thái căng và do đó khi

gap rét để bị khổ héo và rụng lá Nhất là đối với cây trong trên đất đổi đốc là nơithường bị thiếu kali, mà cây lại phải chống chịu gió rét nhiều hơn ở đồng bằng

® Magié (Mg ):

Trong đất magié ở vào dang cacbonat đơn thuần, hàm lượng magié phụ

thuộc vào độ Ph của đất Magié dễ bi rữa trôi

Magiê có tác dụng kích thích sự thu hút lân của cây trồng có vai trò quan

trong trong quang hứp trong sư hình thành ra gluxit và trong việc hình thành ra

protéin, Magié là chất dinh dưỡng không thể thiếu của cây trồng

@ Thiếu magié sẽ ảnh hưởng đến sự hình thành ra các sắc tố của lá, lá có

vệt vàng hoặc bị sọc trắng: Thiếu magié ảnh hưởng đến việc hình thành protéin

và khong có magié thì không lĩnh thành ra được điệp lục.

2 Late huỳnh (S) :

Trong đất lưu huỳnh ở trong các loại khoáng.

Trung bình đất chứa từ 0,01 —> 0,05% lưu huỳnh tổng số

L.ưu huỳnh là nguyên tố dinh dưỡng cắn thiết cho cây và không có nguyên

tố nào thay thế được

® Thiếu lưu huỳnh thì sự hình thành prôtêin giảm và hàm lượng những chất

dam hoà tan trong cây tăng lên, ảnh hưởng tới lá cây Lá bé hơn bình thường, ria

lá từ ngoài hơi uốn vào,

e Silie (Si):

Vỏ quả đất chứa khoảng 60% SiO,

Silic giúp cây trồng cứng cáp hơn, làm tăng thêm năng suất, giúp tăng việc

thu hút chất lân của cây, làm giảm độc đô của Mn giúp Mn phân phối được đồng

đếu, góp phần thuận lợi cho việc sinh trưởng

Đối với đại mạch và lúa, nếu thiếu Silic thì cây không đanh danh

LUẬN YAN TỐT NGHIEP Trang2l

NGUYEN TO TRONG DAT SUCH : Crt Cj Kieu Đô

Đất có Ph cao thì có thé xảy ra hiện tượng cây trồng thiếu sất Ở cay lúa có

hàm lượng sắt rất lớn,

@ Cây thiếu sắt bị vàng lá trắng lá và rụng 14, hàm lương diệp lục giảm

đi rõ rệt.

Nếu thiếu sất trim trọng thi quá trình trao đổi chất trong tế bào bị rối loạn.

Do đó sắt có vai trò rất quan trọng đối với cây trồng

* Bo (B) :

Hàm lượng Bo tổng số trong đất tư ; 0,001% đến 0,005 > 0.1% BOs.

Bo có vai trò quan trọng trong việc hình thành phấn hoa

@ Nếu thiếu Bo thì phấn hoa không hình thành đấy đủ, hoa sẽ rụng, hạt

không đậu hoặc lép Đối với một số cây như bắp cải thiểu Bo thì rỗng ruột, củ cải

thiếu Bo thì xốp ở giữa củ hoặc thối ruột, hoặc có hiện tượng nẻ củ hoặc né cuống

Ở những đất canh tác bình thường nói chung hàm lượng Mo rất thấp va

biến đông vào khoảng từ 1,4 -> 2,6 mg/lkg đất

Mo đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình đồng hoá và biến đổi đạm

thực vật, và trong các quá trình liên kết đạm phân tử

Mo là một chất định dưỡng cần thiết để tăng năng suất cây trồng Mo tham

gia rất mạnh vào quá trình oxi hoá khử của cây, Mo còn tham gia vào quá trình

trao đổi chất, các quá trình khử nitrat, các quá trình trao đổi lân, sự tổng hợp diệp

lục và sự tổng hợp vitamin

NGUYEN TO TRONG DAT SUCH - €cdin Chi Bis Upto

Trong đất thiếu Mo dé làm cho cây phát triển kém, khả năng cố định dam

piảm, sự phát triển của cây bị đình trệ.

Đất chứa nhiều Mo thì lại độc cho cây.

* Canxi (Ca):

Trong đất hàm lượng Ca ngày càng giảm, làm cho đất ngày càng chua va mức độ bảo hoà bazơ của phức hệ hấp thu cũng bị giảm sút.

Canxi là thức ăn chủ yếu của cây trống, Ca giúp cây cứng cáp, phát triển

mạnh, nó tác dụng đến nang suất của cây trồng

Trong đất tỉ lệ Co vào khoảng | => 15 mg/kg đất khó.

Nếu trong đất chứa Co < 2 mg/Ikg đất khô thì tỉ lệ Co trong cây thấp hơn

bình thường nhiều và những động vật an các loại cây đó có thể bị bệnh do thiếu

Co gây ra như : bệnh còi xương, thiếu máu, di tả,

Coban có khả năng tăng cường lượng đạm do cây họ đậu hút, Co giúp tăng

phẩm chất cây và tăng sức khoẻ cho gia súc.

Trong tất cả các loại đất déu có một lượng Zn rất đáng kể từ 25 -› 100mẹg/Ikg đất khô trung bình là 50 mg Zn tốn tại ở các dạng sau : ZnS, ZnO,

Kem giúp cây sinh trưởng tốt, tăng năng suất cây,

® Thiếu Zn lá cây bị bac màu, đầu lá bị trắng lá phía dưới thuờng bị khô

héo, các đốt của thân ngắn đi, năng suất thấp.

NGUYÊN TỐ TRONG ĐẮT SBCH- Sexe Oj Kim Myre

* Mangan (Mn) :

Hàm lượng Mn tổng số của đất biến động trong phạm vi giới hạn rất rong

từ (!,| => 350 mg/lkg đất, Mn cĩ ở tang mặt nhiều hơn ở lớp đất dưới sâu

Mangan ngồi tác dụng làm thức ăn trực tiếp cho cây, cịn cĩ tic dung tăng

cường quá trình nitrat hố trong đất và ảnh hưởng đến sư tích lũy đạm nitrat của đất.

® Thiéu Mn thì lá cây vàng ta, nhất là ở dot non Trong đất chứa nhiều Mn

cũng gây tác hạt đối với lúa ; cây lúa bị chết hộc bị bệnh khơ đầu lá

Ngồi các nguyên tố cơ bản cắn thiết cho cây trồng nĩi trên, trong đất cắn

một sổ nguyên tổ khác nhưng đưới dang vết, nên ta khơng quan tâm ở đây.

LUẬN YAN TỐT NGHIỆP = Trang24