Câu 1. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử ( nguyên lý, cấu tạo máy) ? kỹ thuật nguyên tử hóa ngọn lửa ; kỹ thuật hóa ko ngọn lửa? ứng dụng? nguyên nhân làm cho sự hấp thụ AS ko tuân theo định luật buger lambe – beer trong pp quang phổ hấp thụ nguyên tử ? a) Nguyên lí và thiết bị của phép đo quang phô hấp thụ nguyên tử (AAS). Cơ sở lí thuyết của phép đo AAS là sự hấp thụ năng lượng (bức xạ đớn sắc) của nguyên tử tự do ở trạng thái hơi (khí) khi chiếu chùm tia bức xạ qua đám hơi của nguyên tố ấy trong môi trường hấp thụ. Vì vậy, muốn thực hiện được phép đo phổ hấp thụ nguyên tử cần phải có quá trình sau: Chọn các điều kiện và một loại thiết bị phù hợp đổi chuyển mẫu phân tích từ trạng thái ban đầu (Rắn hay dung dịch) thành trạng thái hơi của các nguyên tử tự do. Đó là quá trình nguyên tử hoá mẫu. Những thiết bị dể thực hiện quá trình này gọi là hệ thống nguyên tử hoá mẫu. Chiếu chùm tia sáng phát xạ của nguyên tố cần phân tích qua đám hơi nguyên tử vừa điểu chế được ỏ trên. Các nguyên tử của nguyên tổ cần xác định trong đám hơi sẽ hấp thụ những tia bức xạ nhất định và tạo ra phổ hấp thụ của nó. Ớ đây, một phần cường độ của chùm sáng đã bị một loại nguyên tử hấp thụ và phụ thuộc vào nồng độ của nguyên tố trong mỏi trường hấp thụ. Nguồn cung cấp chùm tia sáng phát xạ của nguyên tố cần xác định gọi là nguồn bức xạ dơn sắc. Dựa trên nguyên tắc của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử nên dụng cụ dùng trong phương pháp này gồm có nhừng bộ phận chính như sau: nguồn sáng, bộ hấp t hụ, thiết bị quang học, thiết bị thu và ghi. Nguồn sáng: Nguồn sáng chính dùng trong phương pháp phân tích quang phổ hap thụ nguyên tử là các đèn catôt rỗng. Đèn này là bình hay ông hình trụ bằng thuỷ tinh cỏ các điện cực dùng để đốt nóng. Bình dược nạp đầy một khí trơ nào dó có áp suất thấp (agon, neon, heli, xenon...).để có vùng hức xạ tử ngoại, cửa ra của đèn được chế tạo bằng thạch anh hoặc thuỷ tinh đặc hiệt. Catot của đèn được chế tạo bằng một kim loại tinh khiết (hoặc bằng vật liệu khác) dưới dạng ông hình trụ mà mặt phía trong của nó được phủ bằng một chất có chứa nguyên lôcần xác đinh. Tính ổn định của đèn khi làm việc là yếu tô rất quan trọng, nỏ ảnh hưởng đến độ chính xác và độ nhạy của phương pháp phân tích. Tính ổn định dó được xác định bằng tính ôn định của nguồn duy trì khi làm việc, bằng đặc tính cấu trúc và những tính chất dặc thù của đèn. Tính ôn định của
ÔN TẬP MÔN PHÂN TÍCH MÔI TRƯỜNG Câu Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử ( nguyên lý, cấu tạo máy) ? kỹ thuật nguyên tử hóa lửa ; kỹ thuật hóa ko lửa? ứng dụng? nguyên nhân làm cho hấp thụ AS ko tuân theo định luật buger- lambe – beer pp quang phổ hấp thụ nguyên tử ? a) Nguyên lí thiết bị phép đo quang phô hấp thụ nguyên tử (AAS) Cơ sở lí thuyết phép đo AAS hấp thụ lượng (bức xạ đớn sắc) nguyên tử tự trạng thái (khí) chiếu chùm tia xạ qua đám ngun tố mơi trường hấp thụ Vì vậy, muốn thực phép đo phổ hấp thụ nguyên tử cần phải có q trình sau: - Chọn điều kiện loại thiết bị phù hợp đổi chuyển mẫu phân tích từ trạng thái ban đầu (Rắn hay dung dịch) thành trạng thái nguyên tử tự Đó q trình ngun tử hố mẫu Những thiết bị dể thực trình gọi hệ thống nguyên tử hoá mẫu - Chiếu chùm tia sáng phát xạ nguyên tố cần phân tích qua đám nguyên tử vừa điểu chế ỏ Các nguyên tử nguyên tổ cần xác định đám hấp thụ tia xạ định tạo phổ hấp thụ Ớ đây, phần cường độ chùm sáng bị loại nguyên tử hấp thụ phụ thuộc vào nồng độ nguyên tố mỏi trường hấp thụ Nguồn cung cấp chùm tia sáng phát xạ nguyên tố cần xác định gọi nguồn xạ dơn sắc - Dựa nguyên tắc phép đo phổ hấp thụ nguyên tử nên dụng cụ dùng phương pháp gồm có nhừng phận sau: nguồn sáng, hấp t hụ, thiết bị quang học, thiết bị thu ghi - Nguồn sáng: Nguồn sáng dùng phương pháp phân tích quang phổ hap thụ nguyên tử đèn catôt rỗng Đèn bình hay ơng hình trụ thuỷ tinh cỏ điện cực dùng để đốt nóng Bình dược nạp đầy khí trơ dó có áp suất thấp (agon, neon, heli, xenon ).để có vùng hức xạ tử ngoại, cửa đèn chế tạo thạch anh thuỷ tinh đặc hiệt Catot đèn chế tạo kim loại tinh khiết (hoặc vật liệu khác) dạng ơng hình trụ mà mặt phía phủ chất có chứa ngun lơ"cần xác đinh Tính ổn định đèn làm việc yếu tô" quan trọng, nỏ ảnh hưởng đến độ xác độ nhạy phương pháp phân tích Tính ổn định dó xác định tính ơn định nguồn trì làm việc, đặc tính cấu trúc tính chất dặc thù đèn Tính ơn định đèn làm việc đặc biệt có ý nghĩa trường hợp sử dụng thang rộng Ngoài loại đèn catơt rỗng thực tế phân tích người ta dùng đèn khơng cực cao tần Đó bình thạch anh hay thuỷ tinh có dường kính từ 10 mrn đến 20 mm, có đưa vào kim loại tương ứng (hay hợp chất khí trơ (có áp suất vài mmHg) dùng để trì phóng điện đèn Sự phóng điện đèn sinh đặt vào trường điện từ máy phát có tần sơ làm việc 100 - 2450 MHz Củng sử dụng nguồn phổ hấp thụ đèn hiđro, đèn xenon, dèn dơteri, đèn chưa dược sử dụng rộng rãi phân tích quang phơ hấp thụ ngun tử - Bộ hấp thụ: Bộ hấp thụ dùng để chuyển chất phân tích sang trạng thái rnà chất cần xác định tồn dạng nguyên tử tự do, có khả hấp thụ ánh sáng nguồn sáng bên ngồi Có thể dùng loại đèn khí làm hấp thụ Các khí thường dùng để đốt đèn propan, butan, axetylen, hidro Chất oxì hố đốt cháy oxi sử dụng dạng tinh khiết dạng hỗn hợp với khơng khí vài loại khí khác Đặc tính lửa nhiệt độ thành phẩn khí nó, thành phẩn khí phụ thuộc vào dạng khí đơt chất oxi hố Nhiêt độ thành phán khí lửa xác định mức độ phân li hợp chât đưa vào tạo thành lửa Tuỳ thuộc vào tý lệ cacbon oxi, lửa có tính khử hay tính oxi hố Ngọn lửa có tính khử tỷ lệ c > o2 có tính oxi hố c < o2 trung hoà c = o2 Đặc tính dung mơi mẫu đưa vào lửa ảnh hương điến nhiệt độ, thành phần khí làm cho lửa có tính khử tính oxi hố Trong lửa, ngun tử hố nguyên tố hợp chất chúng xây điều kiện khác nhau, tuỳ thuộc vào hợp chất nguyên tố dạng bền vững với nhiệt không bền đối nhiệt Bộ phận phun đèn hai phần quan trọng hấp thu Chúng có tác dụngquyết định đến độ nhạy độ xác phép phân tích Thiết bị phun dược dùng để chuyển dung dịch phân tích thành trạng thái sol khí để đưa vào lửa Đèn giữ vai trò đáng kể việc xác định tính ổn định đèn xác định độ nhạy độ xác cùa phép phân tích Đèn thường có khe liền có số dãy lỗ riêng biệt Hiện người ta dã nghiên cứu thành cơng pp ngun tử hóa chất phân tích phận hấp thụ, dó phương pháp không dùng lửa phương pháp kết hỢp (lò - lửa) Nhờ phương pháp mà độ nhạy tăng lên nhiều xác định loạt nguyên tố + Thiết bị quang học: Thiết bị bao gồm, dụng cụ quang học (máy đơn sắc hay kính lọc) dùng dể tách vạch phân tích nguồn, thấu kính, màng chắn gương phụ đẽ dưa chùm sáng từ nguồn qua phận hấp thụ + Thiết bị thu ghi: Thiết bị gồm ghi ảnh sáng hao gồm nhân quang thiết bị điện để ni khuếch đại dòng quang điện Bộ ghi thiếl bị đọc biểu kiến, thiết bị tự ghi thiết bị số sơ đồ điện tương ứng cùa nguồn nuôi thiết bị để in b) KI THUẬT NGUN TỬ HỐ KHƠNG NGỌN LỬA Kĩ thuật ngun tử hố khơng lửa đòi sau kỹ thuật ngun tử hố lửa Nhưng ki thuật phát triển nhanh ứng dụng phơ biến kĩ thuật cung cấp cho phép đo AAS có độ nhạy cao có gấp hàng trăm đến hàng nghìn lần phép lửa Phép đo không lửa đòi hỏi lương mẫu tương dối nhỏ Thơng thườngng lần đo cần từ 20 dến 50 µl, dó khơng cần nhiều mẫu phân tích, việc chuẩn bị mẫu dễ dàng vể nguyên tắc kỹ thuật ngun tử hố khơng lửa q trình nguyên tư hóa tức khắc thời gian ngắn nhờ lựơng dòng điện cơng suất lớn mơi trường khí trơ Dụng cụ đê ngun tử hố theo kỹ thuật gồm nhóm sau: loại cuvet graphit; - Các loại vốc graphit: Các loại thuyền làm bàng kim loại chịu nhiệt tali Q trinh ngun tử hóa khơng lửa thường gồm giai đoạn: +) Sấy khô mẫu thường nhiệt dộ 100 - 150°c thời gian 20 đến 40 giây với lượng mẫu nhỏ 100 µl- nhiệt tlộ thòi gian sấy phụ thuộc vào chấtt chất mẫu dung mơi hòa tan +) Tro hóa: Đốt cháy chất hữu nung luyện mẫu ỏ nhiệt độ thuận lợi cho giai đoạn nguyên tử hóa - nhiệt độ tro hóa phụ thuộc vào chất nguyên tô" dạng hợp chất mà ngun tơ tồn nhiệt độ tro hóa thường thấp nhiệt độ tro hóa giới hạn nguyên tố từ 30 - 50°c ; thời gian tro hóa thường từ 20-60s với lượng mẫu đưa vào cuvet nhỏ 100 µl, phần ba thời gian dùng đế nâng nhiệt độ từ nhiệt độ sấy đến nhiệt độ tro hóa đạt; hai phần ba thời gian dừng để luyện mẫu nhiệt độ tro hóa dã chọn +) Nguyên tứ hóa: giai đoạn đinh cường độ vạch phổ Thời gian ngắn, từ 3- giây, đến 10 giây Tốc tốc độ tăng nhiệt dộ rấi lớn (1500 -2000°C/ giây) để đạt tức khắc dến nhiệt độ ngun ơn tử hóa Nhiệt độ nguyên từ hỏa mồi nguyên tô"phụ thuộc vào chất nguyên tô, trạng thái thành phần mẫu Câu Phương pháp sắc ký, trình sắc ký , sơ đồ đơn giản hoạt động máy sắc ký lỏng hiệu cao ( sơ đồ, chế hoạt động )? ĐỊNH NGHĨA • SK nhóm pp hóa lý dùng để tách thành phần hỗn hợp • Sự tách sk dựa phân chia khác vào hai pha ln tiếp xúc k hòa lẫn vào nhau: pha động pha tĩnh QUÁ TRÌNH SẮC KÝ GỒM GIAI ĐOẠN • GD 1: đưa hỗn hợp lên pha tĩnh, chất giữ pha tĩnh • GD 2: – cho pha động chạy qua pha tinh với tốc độ khác nhau, thành phần hỗn hợp tách khỏi có vị trí khác tren pha tinh tạo thành sắc đồ sắc ký khai triển – Nếu tiếp tục cho pha động chạy qua chất bị kéo ngồi pha tĩnh (ra khỏi cột) • GD 3: chất màu phát dễ dàng, chất khơng màu phát đèn tử ngoại hay thuốc thử Sơ đồ máy săc ký lỏng hiệu cao: Sắc kí lỏng hiệu cao tức sắc kí lỏng áp suất cao, lúc đầu bao hàm dung áp suất cao để tiến hành phép phân tích Dùng từ hiệu cao bao hàm tính ưu việt phương pháp Cột sắc ký: Trong sắc ký lỏng hiệu cao, cột sắc kí thường chế tạo thép khơng rỉ, có đường kính đến 6mm chiều dài 10-25 cm, mặt phải đánh bong Cột nạp chất hấp phụ với hạt có kích thước 3.5-10 m, thường có dạng hình cầu Để nạp chất hấp phụ vào cột người ta phải bơm chất hấp phụ dạng huyền phù dung môi chọn trước với áp suất khoảng 80MPa Những loại cột dạng có khả tách cao (40 đến 150000 đĩa lý thuyết cho 1m cột) gấp 100 lần loại cột mở bình thường Gồm có phần chính: • Phần đầu vào cấp pha động có thành phần mong muốn mẫu phân tích • Phần tách, phần trung tâm của phép sắc ký bao gồm cột tách, có cột phụ trợ khác Dung dịch rửa giải thường chứa bình chứa,thường bao gồm nước cất, dung mơi tinh khiết methanol, acetonitril, tetrahydrofuran dung dịch đệm khác nhau, vận hành van đóng mở theo chương trình để cấp dung dịch rửa giải có nồng độ phù hợp Câu Xác định thành phần hóa học nước: cu, pd, zn, Cr, As pp so màu VÀ quang phổ hấp thụ nguyên tử , nội dung :nguyên lý trình tự , giải thích tượng pp ? a Xác định đồng : để xác định đồng người ta thường dùng phương pháp trắc quang với dietyldithiocacsbamat (DDC) Phản ứng Cu2+ với Pd- DDC xảy giá trị PH= 1-1.5 trường hợp với Bi, Hg, Ag tham gia phản ứng yếu tố khác khơng tham gia phản ứng nên pp có độ chọn lọc cao Hg, Ag ko gây cản trở phức chúng ko màu Bitmut ( Bi) gây cản trở nồng độ chúng 30 microgam/l Bi vượt giới hạn cần phải lắc phức ddc với 25ml Hcl 5M phút Bi- DDC bị phân hủy Cu- DDC ko bị phân hủy Khi mẫu có Cu- xianua cần phải phá hủy phức cách thêm 0,25 ml H2S04 ( 1:1), 5ml HNO3 đặm đặc vào 200- 250ml mẫu, cho mẫu vào cốc chụi nhiệt đặt lên bếp, làm bay dung dịch gần cạn khơ ( q trình cần tiến hành tủ hút) Để nguội cho thêm 1ml Hcl vào để bay khô , để nguội thêm vào nước cất hai lần , dun nóng dung dịch đến sơi để hòa hết lượng muối rắn, lọc chuyển tồn dung dịch thu vào bình định mức thích hợp, định mức nước cất hai lần giữ lấy để phân tích - Trình tự phân tích: lấy thể tích nước cần phân tích để mẫu chứa khoảng 2-6 microgam Cu/l, cho vào phiễu chiết dung tích 200-500ml pha lỗng mẫu nước cần đến 100ml cho thêm giọt Hcl ( 1;1) từ buret thêm vào Cách xác 10 ml Pd-DDC toluen cẩn thận đậy nắp chiết lại lắc phút giữ yên phiễu chiết hai tường phân lớp, tách bỏ phần tường nước phía dưới, phần tường Cu- DDC hữu có màu vàng chuyển vào cuvet tiến hành so màu bước sóng 430nm ... mức nước cất hai lần giữ lấy để phân tích - Trình tự phân tích: lấy thể tích nước cần phân tích để mẫu chứa khoảng 2-6 microgam Cu/l, cho vào phiễu chiết dung tích 200-500ml pha lỗng mẫu nước... nhiệt không bền đối nhiệt Bộ phận phun đèn hai phần quan trọng hấp thu Chúng có tác dụngquyết định đến độ nhạy độ xác phép phân tích Thiết bị phun dược dùng để chuyển dung dịch phân tích thành... đèn xác định độ nhạy độ xác cùa phép phân tích Đèn thường có khe liền có số dãy lỗ riêng biệt Hiện người ta dã nghiên cứu thành cơng pp ngun tử hóa chất phân tích phận hấp thụ, dó phương pháp khơng