Phương pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử AAS

Phương pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử AAS

Tỡm hiu phng phỏp phõn tớch ph hp th nguyờn t AAS M U S nghip cụng nghip hoỏ, hin i hoỏ v bo v mụi trng trong giai on hin nay ũi hi ngnh khoa hc phõn tớch phi phỏt trin v hon thin cỏc phng phỏp phõn tớch cú nhy v chn lc cao xỏc nh chớnh xỏc nhng lng vt (c<ppm, ppm mg/l) v siờu vt (c < ppm, ppm à g/l) trong cỏc i tng phc tp. gii quyt nhim v ú, mt lot phng phỏp phõn tớch cú tớnh a nng ó ra i nh: Quang ph hp th nguyờn t (AAS), quang ph phỏt x Plasma, sc ký khớ ct mao qun, sc ký hiu qu cao v cỏc phng phỏp phõn tớch in hoỏ hin i ,m i din in hỡnh l cc ph xung vi phõn v cỏc phng phỏp von-ampe ho tan (SV). Phộp o ph hp th nguyờn t (AAS) da trờn c s lớ thuyt l s hp th nng lng (bc x n sc) ca cỏc nguyờn t t do trng thỏi hi khi chiu chựm tia bc x n sc qua ỏm hi ca nguyờn t y trong mụi trng hp th. i tng chớnh ca phng phỏp phõn tớch theo ph hp th nguyờn t l phõn tớch lng nh (lng vt) cỏc kim loi trong cỏc loi mu khỏc nhau ca cht hu c v vụ c. Vi cỏc trang b v k thut hin nay bng phng phỏp ny ngi ta cú th nh lng c hu ht cỏc kim loi (khong 65 nguyờn t) v mt s phi kim n gii hn nng c ppm bng k thut F-AAS, n nng ppb bng k thut ETA- AAS vi sai s khụng ln hn 15% .Vi i tng ú, phng phỏp phõn tớch ny c s dng xỏc nh cỏc kim loi trong cỏc mu qung, t, ỏ, nc khoỏng, cỏc mu ca y hc, sinh hc, cỏc sn phm nụng nghip, rau qu, thc phm, cỏc nguyờn t vi lng trong phõn bún 1 Tìm hiểu phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử AAS NỘI DUNG 1. Cơ sở lý thuyết của phép đo phổ hấp thụ AAS: 1.1. Vài nét về lịch sử của phổ: - Năm 1666: Issac Newton phát hiện rằng ánh sáng trắng có thể phân tán thành những thành phần có màu khác nhau gọi là quang phổ “spectrum” - Năm 1800: H. Werschel và J.W. Ritter chỉ rõ tia hồng ngoại và tia tử ngoại là một thành phần trong quang phổ. - Năm 1814: Joseph Fraunhofer phát hiện ra một số vạch tối trong quang phổ mặt trời→phát hiện ra cách nhiễu tử. - Năm 1859: G. Kirchoff thu được quang phổ của các nguyên tố khác nhau→ giải thích được quang phổ mặt trời. - Năm 1870: J.C.Maxwell thống nhất các định luật điện và từ. - Năm 1900 đến nay: hơn 25 giải Nobel được trao cho các nhà khoa học nghiên cứu về quang phổ. - Năm 1902: H.A.Lorentz và P.Zeeman - Năm 1919: J.Stark -Năm 1933: Dirac và Schrodinger -Năm 1945: Pauli . - Năm 1999: Zeiwail 1.2. Nguyên tắc của phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử 1.2.1. Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử[2]: Như chúng ta đã biết, vật chất được cấu tạo bởi các nguyên tử và nguyên tử là phần tử cơ bản nhỏ nhất còn giử được tính chất của nguyên tố hoá học. Trong điều kiện bình thường nguyên tử không thu và cũng không phát ra năng lượng dưới dạng các bức xạ. Lúc này nguyên tử tồn tại ở trạng thái cơ bản. Đó là trạng thái bền vững và nghèo năng lượng nhất. Nhưng khi nguyên tử ở trạng thái hơi tự do, nếu chúng ta chiếu một chùm tia sáng có những bước sóng (tần số) xác định vào đám hơi nguyên tử đó, thì các nguyên tử tự do đó sẽ hấp thụ các bức xạ có bước sóng nhất định ứng đúng với những tia bức xạ mà nó có thể phát ra được trong quá trình phát xạ của nó. Lúc này nguyên tử đã nhận năng lượng của các tia bức xạ chiếu vào nó và nó chuyển lên trạng thái kích thích có năng lượng cao hơn trạng thái cơ bản.Đó là tính chất đặc trưng của nguyên tử ở trạng thái hơi. Quá trình đó được gọi là quá trình hấp thụ năng lượng của nguyên tử tự do ở trạng thái hơi và tạo ra phổ nguyên tử. Phổ sinh ra trong quá trình này được gọi là phổ hấp thụ nguyên tử 2 Tìm hiểu phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử AAS Hình 1: Quá trình phát xạ và hấp thụ của một nguyên tử E o : Mức năng lượng ở trạng thái cơ bản E m : Mức năng lượng ở trạng thái kích thích E∆ : Năng lượng nhận vào (kích thích) + hv: Photon kích thích - hv : Photon phát xạ 1.2.2. Cường độ và cấu trúc của vạch phổ [2] 1.2.2.1. Cường độ của vạch phổ: Nghiên cứu sự phụ thuộc cường độ dòng ánh sáng bị hấp thụ của một nguyên tố vào nồng độ C của nguyên tố đó trong mẫu phân tích, người ta thấy rằng trong phổ hấp thụ nguyên tử vùng nồng độ C nhỏ, mối quan hệ giữa cường độ của tia sáng bị hấp thụ và nồng độ của nguyên tố đó trong đám hơi cũng tuân theo định luật Lambert- Beer, nghĩa là nếu chiếu một chùm sáng cường độ ban đầu là I o qua đám hơi nguyên tử tự do của nguyên tố phân tích nồng độ là N và bề dày Lcm,cường độ chùm sáng đi ra khỏi đám hơi là I, thì chúng ta có: A = lg I I 0 = K a N L Trong đó K a là hệ số hấp thụ nguyên tử đặc trưng cho từng bước sóng của ánh sáng bị hấp thụ và bản chất của nguyên tử. Độ hấp thụ quang A phụ thuộc vào nồng độ nguyên tử N và vào bề dày L của lớp hấp thụ. Trong máy đo phổ hấp thụ, L cố định nên A chỉ còn phụ thuộc N trong môi trường hấp thụ. Tức là : A = KN Trong đó K là hệ số thực nghiệm, phụ thuộc vào: K a ,bề dày lớp hấp thụ và vào nhiệt độ của môi trường hấp thụ. Giữa N và nồng độ C của nguyên tố trong mẫu có mối quan hệ với nhau rất phức tạp, nó phụ thuộc vào các điều kiện nguyên tử hoá mẫu, thành phần vật lí, hoá học của mẫu phân tích và được tính theo biểu thức sau: N = 3.10 21 .W.s.n . . o R T F QT n C b Đây là công thức tổng quát tính giá trị N trong ngọn lửa nguyên tử hoá mẫu theo Winefordner và Vicker. Trong đó : 3 Hap thu Phat xa Huynh quang +h ν (photon) + E (nhiet) -h ν (photon) -h ν 2 (photon) +h ν 1 (photon) E m E 0 Tìm hiểu phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử AAS F là tốc độ dẫn mẫu vào hệ thống nguyên tử hoá ( ml/ phút) W là hiệu suất aerosol hóa mẫu s là hiệu suất nguyên tử hoá n Ro là số phần tử khí ở nhiệt độ ban đầu, T o ( K) n T là số phân tử khí ở nhiệt độ T (K) của ngọn lửa nguyên tử hoá. Q là tốc độ của dòng khí mang mẫu vào buồng aerosol hoá ( lít /phút) C là nồng độ của nguyên tố phân tích có trong dung dịch mẫu. Nhiều kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng, trong một giới hạn nhất định của nồng độ C, mối quan hệ giữa N và C được biểu thị bằng biểu thức: N= K i C b Trong đó K i là hằng số thực nghiệm, nó phụ thuộc vào tất cả các điều kiện hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu, b được gọi là hằng số bản chất, nó phụ thuộc vào nguyên tố và bước sóng của dòng sáng, b ≤ 1. b=1 khi nồng độ C nhỏ và ứng với mỗi vạch phổ của mỗi nguyên tố phân tích ta luôn luôn tìm được một giá trị C x = C o để b bắt đầu nhỏ hơn 1, nghĩa là ứng với: + Vùng nồng độ C x < C o thì b=1: Cường độ vạch phổ và nồng độ C x là tuyến tính + Vùng nồng độ C x > C o thì 0 <b<1: Như vậy trong vùng này mối quan hệ giữa cường độ vạch phổ và nồng độ C x là không tuyến tính nữa. Hình 2: Mối quan hệ giữa cường độ vạch phổ A và nồng độ C x AB: vùng tuyến tính (b=1), BC: vùng không tuyến tính (b <1) 1.2.2.2.Cấu trúc của vạch phổ[2] Độ rộng của vạch phổ hấp thụ được xác định bởi nhiều yếu tố và nó là tổng của nhiều độ rộng riêng phần của các yếu tố khác nhau. Độ rộng toàn phần của vạch phổ hấp thụ: H t = H n + H d + H L +H c Trong đó: H n : độ rộng tự nhiên H d : độ rộng kép H L : độ rộng Lorentz H c : độ rộng của cấu trúc tinh vi * Độ rộng tự nhiên H n : Độ rộng này được quyết định bởi hiệu số của bước chuyển giữa hai mức năng lượng của nguyên tử ở trạng thái cơ bản và trạng thái kích 4 Tìm hiểu phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử AAS thích. Độ rộng này phụ thuộc vào thời gian lưu của nguyên tử ở trạng thái kích thích và được tính theo công thức: H n = m t π 2 1 Trong đó t m là thời gian của nguyên tử ở trạng thái kích thích m Đa số các trường hợp độ rộng tự nhiên của vạch phổ hấp thụ không vượt quá 1.10 -3 cm -1 * Độ rộng kép H d : Độ rộng này được quyết định bởi sự chuyển động nhiệt của nguyên tử tự do trong môi trường hấp thụ theo hướng cùng chiều hay ngược chiều với chuyển động của phôton trong môi trường đó. Vì thế nó phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ của môi trường hấp thụ. Một cách gần đúng độ rộng kép được tính theo công thức: H d = 1,76.10 5 − 0 ν T M Trong đó: T là nhiệt độ của môi trường hấp thụ (K), M là nguyên tử lượng của nguyên tố hấp thụ bức xạ và √ o là tần số trung tâm của vạch phổ hấp thụ. Độ rộng này của hầu hết các vạch phổ hấp thụ nguyên tử thường nằm trong khoảng từ n.10 -3 cm -1 đến n.10 -1 cm -1 * Độ rộng Lorenz H L : Độ rộng này được quyết định bởi sự tương tác của các phần tử khí có trong môi trường hấp thụ với sự chuyển mức năng lượng của nguyên tử hấp thụ bức xạ ở trong môi trường hấp thụ đó. Độ rộng Lorenz được tính theo công thức: H L = 12,04.10 23 .P. 2 σ ) 11 ( 2 MART + π Trong đó P là áp lực khí và M là phân tử lượng của khí đó trong môi trường hấp thụ * Độ rộng của cấu trúc tinh vi H c : Khi đám hơi nguyên tử hấp thụ năng lượng được đặt trong một từ trường hay trong một điện trường thì yếu tố này thể hiện rõ. Công thức trên là công thức tổng quát đầy đủ cho độ rộng của vạch phổ hấp thụ nguyên tử. Nhưng trong thực tế của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử khi không có tác dụng của từ trường ngoài và với các máy quang phổ có độ tán sắc nhỏ hơn 2 A o / mm, thì lí thuyết và thực nghiệm chỉ ra rằng: độ rộng chung của một vạch hấp thụ chỉ do ba thành phần đầu (chiếm 95%) của biểu thức quyết định, nghĩa là: H t = H n + H d + H L Điều này hoàn toàn đúng đối với các vạch phổ cộng hưởng trong điều kiện môi trường hấp thụ có nhiệt độ từ 1600-3500 o C và áp suất 1atm. 1.3. Các yếu tố ảnh hưởng và phương pháp loại trừ của phép đo phổ AAS: 1.3.1. Các yếu tố về phổ ảnh hưởng đến phép đo AAS *Sự hấp thụ nền: 5 Tìm hiểu phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử AAS Vạch phổ được chọn để đo nằm trong vùng khả kiến thì yếu tố này thể hiện rõ ràng. Còn trong vùng tử ngoại thì ảnh hưởng này ít xuất hiện. Để loại trừ phổ nền ngày nay người ta lắp thêm vào máy quang phổ hấp thụ nguyên tử hệ thống bổ chính. Trong hệ thống này người ta dùng đèn W(W- habit lamp) cho vùng khả kiến. *Sự chen lấn của vạch phổ Yếu tố này thường thấy khi các nguyên tố thứ ba ở trong mẩu phân tích có nồng độ lớn và đó là nguyên tố cơ sở của mẩu. Để loại trừ sự chen lấn của các vạch phổ của các nguyên tố khác cần phải nghiên cứu và chọn những vạch phân tích phù hợp.Nếu bằng cách này mà không loại trừ được ảnh hưởng này thì bắt buộc phải tách bỏ bớt nguyên tố có vạch phổ chen lấn ra khỏi mẩu phân tích trong một chừng mực nhất định, để các vạch chen lấn không xuất hiện nữa. *Sự hấp thụ của các hạt rắn Các hạt này hoặc hấp thụ hoặc chắn đường đi của chùm sáng từ đèn HCL chiếu vào môi trường hấp thụ. Yếu tố này được gọi là sự hấp thụ giả. Điều này gây sai số cho kết quả đo cường độ vạch phổ.Để loại trừ sự hấp thụ này cần chọn đúng chiều cao của đèn nguyên tử hoá mẫu và chọn thành phần hỗn hợp không khí cháy phù hợp. 1.3.2.Nhóm các yếu tố vật lý ảnh hưởng đến phép đo AAS * Độ nhớt và sức căng bề mặt của dung dịch mẫu: Để loại trừ ảnh hưởng này chúng ta có thể dùng các biện pháp sau; Đo và xác định theo phương pháp thêm chuẩn; pha loãng mẫu bằng một dung môi hay một nền phù hợp; thêm vào mẫu chuẩn một chất đệm có nồng độ đủ lớn; dùng bơm để đẩy mẫu với một tốc độ xác định mà chúng ta mong muốn. * Hiệu ứng lưu lại :Khi nguyên tử hoá mẫu để đo cường độ vạch phổ, thì một lượng nhỏ của nguyên tố phân tích không bị nguyên tử hoá, chúng được lưu lại trên bề mặt cuvet và cứ thế tích tụ lại qua một số lần nguyên tử hoá mẫu. Nhưng đến một lần nào đó thì nó lại bị nguyên tử hoá theo và do đó tạo ra số nguyên tử tự do của nguyên tố phân tích tăng đột ngột không theo nồng độ của nó trong mẫu. Nghĩa là làm tăng cường độ của vạch phổ và dẫn đến làm sai kết quả phân tích. Cách khắc phục là: Làm sạch cuvet sau mỗi lần nguyên tử hoá mẫu, để làm bay hơi hết các chất còn lại trong cuvet. * Sự ion hoá: Để loại trừ sự ion hoá của một nguyên tố phân tích có thể sử dụng các biện pháp sau: Chọn các điều kiện nguyên tử hoá có nhiệt độ thấp, mà trong điều kiện đó nguyên tố phân tích hầu như không bị ion hoá; thêm vào mẫu phân tích một chất đệm cho sự ion hoá. Đó là các muối halogen của các kim loại kiềm có thế ion hoá thấp hơn thế ion hoá của nguyên tố phân tích với một nồng độ lớn phù hợp. Như vậy trong điều kiện đó nguyên tố phân tích sẽ không bị ion hoá nữa. * Sự kích thích phổ phát xạ 6 Tìm hiểu phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử AAS Yếu tố này xuất hiện thường làm giảm nồng độ của các nguyên tử trung hoà có khả năng hấp thụ bức xạ trong môi trường hấp thụ. Vì vậy: Chọn nhiệt độ nguyên tử hoá mẫu thấp phù hợp mà tại nhiệt độ đó sự kích thích phổ phát xạ là không đáng kể hoặc không xảy ra đối với nguyên tố phân tích; thêm vào mẫu các chất đệm để hạn chế sự phát xạ của nguyên tố phân tích. Đó chính là các muối halogen của các kim loại kiềm, có thể kích thích phổ phát xạ thấp hơn thế kích thích phổ phát xạ của nguyên tố phân tích.Trên đây là một số yếu tố vật lí có thể xuất hiện trong phép đo AAS và có thể ảnh hưởng đến kết quả phân tích. Nhưng mức độ xảy ra là rất khác nhau trong mỗi trường hợp cụ thể, có khi có, có khi không. Mức độ này xuất hiện lớn hay nhỏ là phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường hấp thụ, tính chất của nguyên tố phân tích và thành phần của mẫu phân tích. Do đó cần phải xem xét để tìm biện pháp loại trừ khi chúng xuất hiện. 1.3.3. Các yếu tố về các thông số của máy đo Chọn các thông số của máy đo bao gồm : - Chọn bước sóng ánh sáng tới thích hợp với nguyên tố cần xác định. Nguồn ánh sáng đơn sắc phải có cường độ ổn định lặp lại được trong các lần đo khác nhau trong cùng điều kiện và phải điều chỉnh được để có cường độ cần thiết trong mỗi phép đo. - Cường độ dòng điện làm việc của đèn catot rỗng (HCL): Nên chọn cường độ dòng nằm trong vùng 60% đến 80% so với cường độ dòng cực đại ghi trên đèn HCL. Khi cần độ nhạy cao thì chọn cận dưới, còn khi cần độ ổn định cao thì chọn cận trên. - Khe đo: Khe đo có ảnh hưởng tới độ nhạy và vùng tuyến tính của phép đo,do đó cần phải chọn khe đo có giá trị phù hợp nhất cho phép đo định lượng cần xác định theo bước sóng đã chọn -Thời gian đo: Yếu tố này phụ thuộc vào đặc trưng kĩ thuật của máy đo và vào kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu. -Xác định vùng tuyến tính của A theo C tại các bước sóng đo đã chọn. Có xác định được vùng này thì mới có thể chuẩn bị các mẫu đầu phù hợp với khoảng tuyến tính, bởi vì các kết quả thu được khi đo ở vùng tuyến tính bao giờ cũng có độ chính xác cao -Lượng mẫu: Đó là tốc độ dẫn mẫu, lượng mẫu bơm vào - Bổ chính nền khi đo: Nếu nền của phổ có ảnh hưởng đến phép đo thì phải có bổ chính nền để loại trừ các ảnh hưởng đó, nếu không ảnh hưởng thì không cần thiết - Hệ nhân quang điện nhận tín hiệu AAS: Phải điều chỉnh núm GAIN để kim chỉ thang năng lượng nằm trong vùng 70-100 là vùng làm việc phù hợp của thế nuôi nhân quang điện cho các máy đo phổ hấp thụ nguyên tử. 1.3.4. Các yếu tố về kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu 7 Tìm hiểu phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử AAS Chọn kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu bằng ngọn lửa hay không ngọn lửa sao cho phù hợp với từng nguyên tố phân tích trong mỗi loại mẫu cụ thể: + Nếu nguyên tử hoá mẫu bằng ngọn lửa đèn khí thì ngọn lửa đèn khí cần thoả mãn một số yêu cầu nhất định sau đây: - Ngọn lửa đèn khí phải làm nóng đều được mẫu phân tích - Năng lượng (nhiệt độ) của ngọn lửa phải đủ lớn và có thể điều chỉnh được tuỳ theo từng mục đích phân tích mỗi nguyên tố.Đồng thời lại phải ổn định theo thời gian và có thể lặp lại được trong các lần phân tích khác nhau để đảm bảo cho phép phân tích đạt kết quả đúng đắn.Yêu cầu này có lúc không được thoả mãn ,vì nhiệt độ cao nhất của ngọn lửa cũng chỉ đến 3300 o C. Do đó với những nguyên tố tạo thành hợp chất bền nhiệt thì hiệu suất nguyên tử hoá của ngọn lửa là kém. - Ngọn lửa phải thuần khiết, nghĩa là không sinh ra các vạch phổ phụ làm khó khăn cho phép đo hay tạo ra phổ nền quá lớn quấy rối phép đo.Quá trình ion hoá và phát xạ phải không đáng kể vì quá trình này làm mất các nguyên tử tự do. - Ngọn lửa phải có bề dày đủ lớn để có được lớp hấp thụ đủ dày làm tăng độ nhạy của phép đo. Đồng thời bề dày của lớp hấp thụ lại có thể thay đổi được khi cần thiết để đo ở nồng độ lớn. Trong các máy hiện nay bề dày này có thể thay đổi được từ 2cm đến 10cm. -Tiêu tốn ít mẫu phân tích. Để tạo ra ngọn lửa với những yêu cầu đã nói trên đó là ngọn lửa của đèn khí được đốt bằng hỗn hợp khí:( axetylen và không khí nén) hay ngọn lửa của đèn khí (N 2 O và axetylen ), hay (hydro và axetylen).Kĩ thuật này ra đời đầu tiên cùng với sự ra đời của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử, nhưng kĩ thuật này có độ nhạy không cao, thường là trong vùng 0,05-1 ppm. + Nếu nguyên tử hoá mẫu không ngọn lửa thì các yêu cầu hệ thống nguyên tử hoá mẫu: - Phải hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu phân tích với hiệu suất cao và ổn định, để đảm bảo cho phép đo có độ nhạy cao và độ lặp lại tốt. - Phải cung cấp được năng lượng (nhiệt độ cao) đủ lớn, để có thể nguyên tử hoá được nhiều loại mẫu, không có phổ phụ gây khó khăn cho phép đo nguyên tố cần phân tích. - Công suất, tốc độ đốt nóng cuvet graphit để nguyên tử hoá mẫu. - Hạn chế, có ít hay không có các quá trình phụ trong quá trình nguyên tử hoá mẫu thực hiện phép đo. - Tiêu tốn it mẫu. 1.3.5.Nhóm các yếu tố hoá học ảnh hưởng đến phép đo AAS 8 Tìm hiểu phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử AAS Trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử các ảnh hưởng hoá học cũng rất đa dạng và phức tạp. Các ảnh hưởng hoá học có thể được sắp xếp theo các loại sau đây: * Nồng độ axit và loại axit trong dung dịch mẫu Các axit càng khó bay hơi thường làm giảm nhiều đến cường độ vạch phổ. Các axit dễ bay hơi gây ảnh hưởng nhỏ. Nói chung các axit làm giảm cường độ vạch phổ theo thứ tự : HCl < HNO 3 < H 2 SO 4 < H 3 PO 4 < HF. Nghĩa là axit HClO 4 , HCl và HNO 3 gây ảnh hưởng nhỏ nhất trong vùng nồng độ nhỏ. Chính vì thế trong thực tế phân tích của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử người ta thường dùng môi trường là axit HCl hay HNO 3 1 hay 2%. Vì ở nồng độ này ảnh hưởng của hai axit này là không đáng kể. Hình 3: Ảnh hưởng của các nồng độ và loại axit đến sự hấp thụ * Ảnh hưởng của các cation Các cation có thể làm tăng, cũng có thể làm giảm và cũng có thể không gây ảnh hưởng gì đến cường độ vạch phổ của nguyên tố phân tích. Để loại trừ ảnh hưởng của các cation chúng ta có thể sử dụng một số biện pháp sau đây hoặc riêng biệt hoặc tổ hợp chúng với nhau: Đó là chọn điều kiện xử lý mẫu phù hợp để loại các nguyên tố ảnh hưởng ra khỏi dung dịch mẫu phân tích để đo phổ, chọn các thông số của máy đo thích hợp và thêm vào mẫu phân tích những chất phụ gia phù hợp để loại trừ các ảnh hưởng 9 Hình 4: Ảnh hưởng của các loại axit đến sự hấp thụ Ca 422,6 ở nm trong phép đo F- AAS và độ dốc của đường chuẩn Ca khi dùng các a xit khác nhau làm môi trường Tìm hiểu phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử AAS C 2 C 3 C 4 C 5 C 1 0 0 - + A 1 H 2 O 2 4 7 6 3 5 Nồng độ của các nguyên tố ảnh hưởng Hình 5: Các đường biểu diễn ảnh hưởng của các cation lạ đến độ hấp thụ quang Khái quát về ảnh hưởng của cation bao gồm 7 loại Loại 1: khi C> C 2 không ảnh hưởng; loại 2: ảnh hưởng cực đại ở C 1 ; loại 3: giảm liên tục theo đường cong lồi; loại 4: khi C < C 2 không ảnh hưởng; loại 5: giảm theo đường cong lõm; loại 6: khi C > C 2 không ảnh hưởng nữa; loại 7: giảm liên tục tuyến tính khi C tăng. * Ảnh hưởng của các anion Nói chung các anion của các loại axit dễ bay hơi thường làm giảm ít đến cường độ vạch phổ. Cần giử cho nồng độ của các anion trong mẫu phân tích và mẫu chuẩn là như nhau và ở một giá trị nhất định không đổi.Mặt khác không nên chọn axit H 2 SO 4 làm môi trường cuả mẫu cho phép đo AAS mà chỉ nên dùng axit HCl hay HNO 3 nồng độ dưới 2%. * Thành phần nền của mẫu Yếu tố ảnh hưởng này người ta quen gọi là matrix effect.Nhưng không phải lúc nào cũng xuất hiện mà thường chỉ thấy trong một số trường hợp nhất định.Thông thường đó là các mẫu có chứa các nguyên tố nền ở dưới dạng các hợp chất bền nhiệt, khó bay hơi và khó nguyên tử hoá. * Ảnh hưởng của dung môi hữu cơ Sự có mặt của dung môi hữu cơ thường làm tăng cường độ cuả vạch phổ hấp thụ nguyên tử của nhiều nguyên tố lên nhiều lần.Đây là một phương pháp để tăng độ nhạy của phương pháp phân tích này. * Kĩ thuật nguyên tử hoá mẩu bằng ngọn lửa Theo kĩ thuật này người ta dùng năng lượng nhiệt của ngọn lửa đèn khí để hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu phân tích. Vì thế mọi quá trình xảy ra phụ thuộc vào các đặc trưng và tính chất của ngọn lửa đèn khí, nhưng chủ yếu là nhiệt độ của ngọn lửa.Đó là yếu tố quyết định hiệu suất nguyên tử hoá mẫu phân tích, và mọi yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ của ngọn lửa đèn khí đều ảnh hưởng đến kết quả của phương pháp phân tích. 10 [...]... các nguyên tử tụ do, đó là quá trình nguyên tử hóa mẫu Những trang thiết bị để thực hiện quá trình 12 Tìm hiểu phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử AAS này được gọi là hệ thống nguyên tử hóa mẫu hay dụng cụ để nguyên tử hóa mẫu Đám hơi nguyên tử tự do chính là môi trường hấp thụ ánh sáng và sinh ra phổ hấp thụ nguyên tử b Chiếu một chùm phát xạ của tia sáng đó cần phân tích đi qua đám hơi nguyên. .. theo các phương pháp sau đây, dựa theo phương trình định lượng cơ bản của phép đo này qua việc đo cường độ của vạch phổ hấp thụ của nguyên tố phân tích và xác định nồng độ của chất phân tích trong mẫu đo phổ theo một trong các phương pháp chuẩn hoá sau: Phương pháp đường chuẩn Phương pháp thêm tiêu chuẩn Phương pháp đồ thị không đổi Phương pháp dùng một mẫu chuẩn Phương pháp vi sai 3.2.1 Phương pháp đồ... Mỗi nguyên tố cần một nhiệt độ sấy, tro hoá và nguyên tử hoá giới hạn của nó 2 Sơ đồ máy và quy trình phân tích phổ hấp thụ nguyên tử: 1 2 3 4 5 Hình 6:Sơ đồ cấu tạo máy đo phổ hấp thụ nguyên tử Nguồn phát tia bức xạ đơn sắc Hệ thống nguyên tử hoá mẫu Hệ thống phân li quang học và ghi nhận tín hiệu Bộ phân khuyếch đại và chỉ thị kết quả đo Máy tính điều khiển Để thực hiện phép đo phổ hấp thụ nguyên tử. .. ml dung dịch trên đem đo phổ hấp thụ nguyên tử ở bước sóng 285,2 nm thu được cường độ phổ hấp thụ A1 = 0,3420 Thí nghiệm 2: Thêm 3 ml dung dịch MgCl2 1 µ g/ml vào 25 ml dung dịch trên và đo phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử được A2 =0,3817 Xác định hàm lượng % của Mg trong mẫu nước cứng Cho phương trình chuẩn có dạng A=K.C (với C mol/l) Giải Phương trình đường chuẩn của phổ hấp thụ : A = K.C Gọi nồng... dịch này đem đo phổ AAS ở bước sóng λ =324,4 nm thì cường độ vạch phổ đo được A= 0,371 Dãy mẫu chuẩn đo bằng phương pháp AAS ở bước sóng 324,4 nm có kết quả như sau: STT Nồng độ Cu ( µ g/ml) Độ hấp thụ A 1 5,0 0,4886 2 4,0 0,39038 3 3,0 0,29216 4 2,0 0,19394 5 1,0 0,09572 Xác định hàm lượng Cu có trong mẫu phân tích? 18 Tìm hiểu phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử AAS Giải Từ phép đo các dung... quang phổ hấp thụ nguyên tử là phương pháp xác định nồng độ hay hàm lượng của một hay nhiều nguyên tố trong mẫu phân tích bằng cách đo độ hấp thụ bức xạ bởi nguyên tử tự do của nguyên tố đó được hoá hơi từ mẫu phân tích Việc định lượng được tiến hành ở bước sóng của một trong những vạch hấp thụ của nguyên tố cần xác định 3.2.Các phương pháp định lượng cụ thể [2] Để xác định nồng độ(hàm lượng )của một nguyên. .. số trường hợp độ ổn định của phép đo không ngọn lửa kém phép đo trong ngọn lửa do ảnh hưởng của phổ nền,Để khắc phục vấn 11 Tìm hiểu phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử AAS đề trên người ta lắp thêm hệ thống bổ chính nền vào máy đo phổ hấp thụ Đặc điểm nữa của phép đo không ngọn lửa là cần lượng mẫu tương đối nhỏ từ 20- 50 µ L Về nguyên tắc là quá trình nguyên tử hoá tức khắc trong thời gian... hiệu hấp thụ Tín hiệu này được khuếch đại lên rồi chuyển sang máy thu(hay máy ghi) Hệ thống máy ghi có thể là một điện kế hay một máy in Với máy hiện đại còn có thêm một máy tính, máy này có nhiêm vụ xử lí kết quả và lập chương trình điều khỉên tất cả các bộ phận khác của máy đo 3 Các phương pháp định lượng của phổ hấp thụ AAS: 3.1 Nguyên tắc của phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử [2] Phương pháp. .. dịch chuẩn khảo sát ở điều kiện tối ưu và đo cường độ phổ hấp thụ nguyên tử bằng phương pháp ngọn lửa đèn khí N2O- C2H2 ở bước sóng 422,7 nm Kết quả như sau: 17 Tìm hiểu phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử AAS Co ( µ g/ml) C1 C2 C3 C4 C5 C6 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 Ao A1 A2 A3 A4 A5 A6 0,2450 0,4825 0,7200 0,9575 1,1950 1,4325 1,6700 1 Xây dựng phương trình đường chuẩn 2 Lấy 3 lit nước... hiểu phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử AAS A M C (µ g/mL) 0 C1 C2 C3 C4 C5 Hình 8: Đồ thị chuẩn của phương pháp thêm Phương pháp này được sử dụng rất nhiều trong phân tích lượng vết và lượng cực nhỏ các nguyên tố kim loại trong các loại mẫu khác nhau, đặc biệt là các loại mẫu có thành phần vật lí và hoá học phức tạp, các mẫu quặng đa kim 3.2.3 .Phương pháp đồ thị không đổi Nguyên tắc của phương . v n 11 T m hiu phng ph p ph n t ch ph hp th nguy n t AAS tr n ngi ta lp th m h thng b chớnh nn vo mỏy o ph hp th. c im na ca ph p o kh ng ngn la. ph ng ph p ph n t ch ph h p th nguy n t AAS Trong ph p o ph h p th nguy n t các ảnh h ng hoá h c c ng r t đa d ng và ph c t p. Các ảnh h ởng