Sách bài tập quang phổ hấp thụ và phát xạ nguyên tử

Bài 13: Mn được sử dụng như một dung dịch nội chuẩn (internal standard) để đo Fe bởi phổ AAS. Một dung dịch chuẩn gồm 2,00 μg MnmL và 2,50 μg FemL cho tỷ lệ cường độ vạch phổ hấp thụ AbsFeAbsMn = 1,051,00. Một hỗn hợp có thể tích 6,00 ml được trộn từ 5,00 ml dung dịch Fe chưa biết nồng độ và 1,00 ml dung dịch chứa 13,5 μg MnmL. Đo độ hấp thụ của Mn được 0,128 và Fe là 0,185. Tìm nồng độ của dung dịch Fe chưa biết? Bài 14: Để xác định hàm lượng đồng trong mẫu FFDT (mẫu chất béo tự do khô thu được từ dịch chiết khớp chân), người ta dùng 11,23 mg FFDT pha trong bình 5,00 ml bằng dung dịch HNO3 0,75M đến vạch. Tiến hành đo phổ hấp thụ nguyên tử dùng ngọn lửa không khí – axetylen thu được độ hấp thụ 0,023 ở bước sóng 324,8 nm. Tiến hành đo các dung dịch chuẩn trong điều kiện tương tự, kết quả thu được như sau:

KHOA HÓA HỌC

ThS PHẠM THỊ THU HÀ

PHẦN AES

Bài 1: Nồng độ Na trong cây có thể được xác định bằng phương pháp quang phổ phát xạ

nguyên tử Mẫu phân tích được chuẩn bị bằng cách nghiền nhỏ, homogen hóa và làm khô ở 103oC Một mẫu khoảng 4 gam được chuyển vào bình thạch anh nung trên đĩa để phân hủy hợp chất hữu cơ Mẫu được nung trong lò nung ở 550oC trong vài giờ, sau khi đưa về nhiệt độ phòng, phần tro được hòa tan trong 2,0 ml dung dịch HNO3 1:1 và làm bay hơi đến khô Phần cặn rắn được hòa tan lại bằng 10,0 ml dung dịch HNO3 1:9, lọc và pha loãng đến 50,00 ml Các dữ liệu thực nghiệm thu được khi phân tích như trên với 4,0264 gam mẫu cành cây sồi:

Hãy xác định hàm lượng Na theo ppm trong cành cây sồi?

Bài 2: Gluodenis mô tả phương pháp sử dụng ICP để phân tích lượng Pb và Ni trong

mẫu đồng thau

a) Việc xác định Pb theo phương pháp chuẩn ngoài chuẩn bị từ mẫu đồng thau chứa lượng Pb chưa biết Kết quả phân tích cho trên bảng sau:

Thành phần % khối lượng của Pb trồng mẫu là bao nhiêu khi cường độ phát xạ của mẫu là 9.25.10-4 ?

b) Việc xác định Ni theo phương pháp chuẩn trong chuẩn bị từ mẫu đồng thau chứa lượng Ni chưa biết Kết quả phân tích cho trên bảng sau:

Thành phần % khối lượng của Ni trong mẫu là bao nhiêu khi tỉ số cường độ phát xạ của mẫu là 1,10.10-3 ?

Bài 3: Li được xác định bằng phép đo AES theo phương pháp thêm tiêu chuẩn Để tìm

ra nồng độ Li trong mẫu chưa biết, người ta chuẩn bị mẫu thêm chuẩn như trong bảng dưới đây Nồng độ của dung dịch chuẩn Li là 1,62 µg Li/mL

V mẫu chưa biết

(mL)

V dd chuẩn Li thêm vào (mL)

V định mức (ml)

Cường độ vạch phổ

10,00 5,00 100,00 452

10,00 10,00 100,00 600

10,00 15,00 100,00 765

10,00 20,00 100,00 906

Tính nồng độ Li trong mẫu chưa biết ?

Bài 4: Đo phổ phát xạ của dung dịch K+ chuẩn ở vạch 404,3 nm thu được kết quả như trong bảng Tìm nồng độ của K+ trong mẫu chưa biết, nếu đo được cường độ của vạch phát xạ trên là 417

Mẫu chuẩn

(µg K+/ml) 0,00 5,00 10,00 20,00 30,00

Cường độ

vạch phổ

Bài 5: Thiếc được hòa tan trong hộp làm bằng sắt tây Mẫu được phân hủy bằng lò vi

sóng trong ống Teflon với HNO3, H2O2 và HCl Sau đó được đo bằng phép đo ICP-AES a) CsCl được thêm vào dung dịch sau khi xử lý với nồng độ 1g/L Mục đích cho thêm CsCl để làm gì?

b) Đường chuẩn của Sn được đo như trong bảng dưới đây Tìm phương trình đường chuẩn và vẽ đồ thị đường chuẩn

Sn (μg/L)g/L) 189,927 nm Sn (μg/L)g/L) 189,927 nm

c) Để đỏnh giỏ ảnh hưởng sự cú mặt của cỏc nguyờn tố khỏc đến phổ phỏt xạ của Sn, người ta lấy mẫu chứa lượng nhỏ Sn đem phõn hủy và thờm vào Sn cho đến nồng độ 100,0 μg/L)g/L Sau đú cỏc nguyờn tố khỏc được thờm vào với một lượng xỏc định Kết quả khảo sỏt như trong bảng sau:

Cỏc nguyờn tố thờm vào

(50 mL) được ở vạch 189,927 nmNồng độ Sn (μg/L)g/L) đo

Nồng độ Sn (μg/L)g/L) đo được

ở vạch 235,485 nm

Cỏc nguyờn tố này ảnh hưởng đến hai vạch đo của Sn như thế nào? Qua khảo sỏt thỡ chọn vạch đo nào tốt hơn?

Phõn tớch giỏn tiếp

B

à i 6: Để xác định Cu trong hợp kim Al, ngời ta hoà tan 0,5 g mẫu trong 100 ml dung

dịch HNO3, sau đó đo phổ và theo đờng chuẩn tìm đợc nồng độ Cu trong dung dịch này là 0,15 g/ml Tính hàm lợng Cu ( theo %) trong hợp kim Al

B

à i 7: Để xác định hàm lợng Cl trong nớc biển, ngời ta lấy 0,5 mL nớc biển, thêm 2 mL

HNO3 65%, thêm 10 mL nớc cất, rồi thêm 5 mL dung dịch AgNO3 10.000 g/mL Ag,

định mức thành 25 mL, lắc đều, làm lạnh đến 10oC, và ly tâm lấy dung dịch xác định đợc tổng lợng Ag d bằng phép đo phổ AES là 5500 g Hãy tính hàm lơng clo trong mẫu nớc biển đó

B

à i 8: Để xác định hàm lợng Penicillin trong thuốc, ngời ta lấy 0,1g thuốc Penicillin cho

tác dụng với NaPbO2 trong KOH nóng chảy thu đợc PbS theo phản ứng sau:

Penicillin + (NaPbO2 + KOH, ở 280 oC PbS Hoà tan sản phẩm thu đợc trong 50 ml dung dịch NH4Cl 1%, Lọc lấy PbS này và hoà tan nó trong 15 mL dung dịch HNO3 1/1 và định mức thành 50 mL, sau đó đem đo phổ phát xạ ICP-AES của dung dịch Pb(NO3)2 này, và tìm đợc nồng độ Pb là 5 g/mL Hãy

tính hàm lợng Penicillin trong thuốc Biết rằng theo phản ứng sun fua hoá trên, thì cứ 1 phân tử Penicillin thì sinh ra đợc 1 phân tử PbS, KLPT Penicillin 320g/mol

B

à i 9: Để xác định Cu, Cr và Ni trong hợp kim ĐH, ngời ta hoà tan 0,2 gam mẫu trong 10

mL cờng thuỷ, sau đó định mức thành 25 mL, lấy dung dịch đem đo phổ phát xạ ICP-AES của Cu, Cr, Ni thì tìm đợc nồng độ của Cu, Cr và Ni trong dung dịch này lần lợt là 0,005; 0,008 và 0,0065 g/mL Hãy tính hàm lợng % của các nguyên tố Cu, Cr và Ni trong mẫu hợp kim ĐH này

B

à i 10: Để xác định khí Cl trong không khí, ngời ta bơm 250 L không khi đi qua bình

hấp thụ chứa 20 mL dung dịch AgNO3 0,1 mg Ag/mL trong môi trờng HNO3 1%, để tạo

ra kết tủa AgCl Sau đó lọc bỏ kết tủa, lấy nớc lọc định mức thành 100 mL và xác định nồng độ Ag d trong dung dịch này bằng phép đo phổ phát xạ ICP-AES, và tìm đợc nồng

độ ion Ag+ là 2,50 g/mL Hãy tính hàm lợng khí Cl trong 1 m3 không khí ( mg Cl/m3)

B

à i 11: Để xác định Mo trong lá cây, ngời ta xử lý khô 50 g mấu lá bằng kỹ thuật tro hoá

khô với hỗn hợp ( KOH+Na2O2) Sau đó hoà tan tro mẫu thu đợc trong 15 mL cờng thuỷ cho tan hết, làm bay hơi hết axit d, và định mức bã còn lại thành 25 mL bằng dunh dịch HCl 1% Sau đó đem đo phổ phát xạ ICP-AES của Mo của dung dịch này, và thu đợc kết quả nồng độ Mo là 5,4 ng/mL Hãy tính hàm lợng Mo (theo g Mo/g.mẫu) trong mẫu lá cây đem phân tích

PHỔ AAS

Bài 1: Để xác định hàm lượng Cu trong một mẫu phân tích, người ta cân 10 gam mẫu và

xử lí mẫu bằng các dung dịch thích hợp, axit hoá để đưa dung dịch về pH<2 Cho dung dịch đã xử lí này vào bình định mức 100 ml, thêm nước cho đến vạch Dung dịch này đem đo phổ AAS ở bước sóng  =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 ( g/ml) Độ hấp thụ A

Xác định hàm lượng Cu có trong mẫu phân tích?

Bài 2: Xác định ion Ca2+ trong một mẫu nước cứng Người ta xây dựng một dãy dung 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:

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 cô cạn được 4 mg chất rắn Hoà tan trong dung dịch HCl 1% rồi khảo sát các điều kiện tối ưu như dãy dung dịch chuẩn và đo A ở bước sóng 422,7 nm thu được A=2,1450 Xác định hàm lượng Ca2+trong 1 lít nước

Bài 3: Ngày nay để xác định sự nhiễm Hg của các dung dịch nước bằng phương pháp hấp

thụ nguyên tử người ta dùng phương pháp không ngọn lửa mới của sự phun mù.Thiết bị gồm một bình để khử Hg nối với một cu vét hấp thụ Để 10 ml mẫu nước vào bình để

khử Hg và pha loảng đến 100 ml, sau đó thêm vào 25 ml H2SO4 đậm đặc và 10 ml SnSO4

10 %, H2SO4 0,25 M (dung dịch cuối này dùng làm chất khử) Thuỷ ngân bị khử đến trạng thái nguyên tố (nguyên tử)và được chuyển vào cu vét hấp thụ bởi dòng không khí, người ta cho dòng không khí này đi qua dòng dung dịch trong bình để khử Hg Cuối cùng, dùng đèn catôt rỗng làm nguồn, người ta đo sự hấp thụ của các nguyên tử Hg ở bước sóng 2537 Ao , sự hấp thụ đạt được mức cực đại gần 3 phút

Người ta nhận được các giá trị sau của độ hấp thụ đối với dãy các dung dịch chuẩn của Hg(II):

Hàm lượng Hg trong

dung dịch chuẩn,g

Độ hấp thụ

Các giá trị của độ hấp thụ của hai mẫu nước bằng 0,040 và 0,305 tương ứng.Vậy hàm lượng của Hg trong từng mẫu bằng bao nhiêu? Nồng độ (g/ml) của Hg trong từng mẫu bằng bao nhiêu?

Bài 4: Có thể dùng phép đo phổ hấp thụ nguyên tử để xác định các vết các kim loại nặng

trong dầu mazut Để phân tích 5,000 g mẫu của loại dầu mazut đã dùng, người ta đặt vào một bình định mức có dung tích 25,00 ml, hoà tan vào 2- metyl-4-pentanol và bằng dung môi này đưa thể tích trong bình đến vạch Sau đó phun mù dung dịch nhận được trong ngọn lửa không khí –axetilen Để xác định Cu và Pb cần dùng các đèn catot rỗng với các vạch phát xạ 324,7 và 283,3 nm tương ứng Để nhận được các đồ thị chuẩn cần một dãy các dung dịch chuẩn chứa những lượng đã biết của Cu và Pb trong hỗn hợp tương ứng với dầu mazut chưa dùng và 2-metyl-4-pentanol Tính hàm lượng % của Cu và Pb trong 5,000g mẫu dầu mazut đã dùng theo các số liệu sau:

8,50 0 0,155 0,101

Bài 5: Để xác định hàm lượng của một kim loại trong một mẫu phân tích bằng phổ hấp

thụ nguyên tử, người ta sử dụng phương pháp đường chuẩn Dãy mẫu chuẩn được chuẩn

bị trong những điều kiện như nhau, đem đo phổ AAS và xây dựng đường chuẩn người ta được phương trình tuyến tính A= 0,4342.Cx+0,0009

(CX tính bằng ppm)

a, Xác định nồng độ của mẫu chuẩn khi A= 0,682; 0,245

b, Tính hàm lượng kim loại trong mẫu khi A = 0,565

Bài 6: Để xác định Mg trong một mẫu nước cứng, người ta lấy 5 lít nước đem cô cạn thu

được 5g chất rắn Hoà tan chất rắn vào 100 ml dung dịch HCl 1% và khảo sát các điều kiện tối ưu rồi tiến hành hai thí nghiệm sau:

Thí nghiệm 1: lấy 25 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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)

Bài 7: Xác định hàm lượng của Mn bằng phương pháp AAS, người ta đem đo dung dịch

A ở bước sóng 4033 nm thì cường độ vạch phổ hấp thụ là 0,45 Dung dịch B có hàm lượng Mn như dung dịch A cộng thêm một lượng 100g/ml Mn, có cường độ vạch hấp thụ là 0,835 Xác định hàm lượng Mn trong dung dịch A

Bài 8: Để xác định hàm lượng Pb trong nước tiểu nhờ phép đo phổ hấp thụ nguyên tử có

thể dùng phương pháp thêm chuẩn Từng 50,00 ml nước tiểu được chuyển vào mỗi phễu dài có dung tích 100 ml, thêm vào một phễu 300l dung dịch chuẩn chứa 50,0 mg/l Pb Sau đó pH của dung dịch được đưa đến 2,8 bằng cách thêm từng giọt dung dịch HCl Trong mỗi phiễu người ta đưa vào 500l dung dịch amoni pyroliđinđithiocacbaminat mới chuẩn bị 4% trong metyl-n-amylxeton, trộn cẩn thận các pha nước và pha hữu cơ để chiết Pb Hàm lượng của Pb trong pha hữu cơ được xác định bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử, mặt khác người ta dùng đèn catot rỗng với đường hấp thụ 283,3 n.m Nồng độ

Pb bằng bao nhiêu mg/l trong mẫu nước tiểu ban đầu, nếu sự hấp thụ của dịch chiết của mẫu không thêm Pb là 0,325, còn dịch chiết của mẫu pha thêm lượng Pb đã biết là 0,670

Bài 9: Để xác định Cu2+ trong mẫu phân tích bằng phương pháp AAS, người ta chế hoá 0,628g mẫu vào bình định mức 50 ml và định mức đến vạch Lấy 25ml dung dịch này đem cô cạn rồi bơm toàn bộ mẫu vào máy đo AAS ở khe đo 424,7 nm thì giá trị Ax đo được là 0,246 Lấy 25 ml dung dịch còn lại thêm vào đó 2 ml dung dịch chuẩn Cu2+ 10-4

M, rồi cũng tiến hành cô cạn và chuyển toàn bộ mẫu vào máy đo AAS và cũng đo ở khe

đo trên thì giá trị A đo được là 0,312 Tính hàm lượng phần trăm Cu2+ trong mẫu phân tích?

Bài 10: Xác định hàm lượng Fe trong một mẫu quặng người ta tiến hành thí nghiệm như

sau: Lấy 5gam mẫu quặng hoà tan trong dung dịch HNO3 1M được 100ml dung dịch (dd x) Chuẩn bị hai dung dịch Fe(NO3)3 khảo sát ở điều kiện chuẩn có nồng độ lần lượt là

C1= 0,01M (dd1) và C2=0,013M (dd2)

Tiến hành hai thí nghiệm đo phổ hấp thụ nguyên tử như sau:

Đo cường độ phổ hấp thụ của dung dịch 2 so với dung dịch 1 thu được Atđ =0,30 Lấy 25 ml mẫu trên rồi khảo sát điều kiện chuẩn và tiến hành đo cường độ hấp thụ nguyên tử của ddx so với dd1 ta được Atđx =0,50

Tính % Fe trong mẫu quặng?

Bài 11: Để xác định hàm lượng As trong nước ngầm ở một vùng cao nguyên, người ta

lấy 4 lít nước đem cô cạn thu được 6g chất rắn Hoà tan lượng chất rắn trên bằng dung dịch HNO3 2M thu được 100ml dung dịch

Chuẩn bị hai dung dịch Hg(NO3)2 đã khảo sát ở điều kiện tối ưu có nồng độ lần lượt

là C1= 0,001 M và C2=0,0015 M

Tiến hành đo phổ hấp thụ nguyên tử như sau: Lấy 25 ml mẫu trên khảo sát ở điều kiện tối ưu và tiến hành đo phổ hấp thụ nguyên tử như sau:

- Đo cường độ phổ hấp thụ nguyên tử của dd C1 so với dd Cx được A1=0,175

- Đo cường độ phổ hấp thụ nguyên tử của dd C2 so với dd Cx được A2=0,286

Xác định hàm lượng As trong một lít nước?

Bài 12: Để xác định Ca trong một mẫu bánh, người ta lấy 0,5216 gam mẫu bánh đó đem

tro hóa ở 600oC trong 2 giờ Phần cặn được hòa tan trong HCl 6M, rồi định mức 100,00

ml Sau đó lấy 5,00 ml dung dịch vừa định mức cho lần lượt vào 8 bình định mức 50 mL, rồi thêm vào mỗi bình một lượng Ca2+ như trong bảng (dung dịch Ca2+ chuẩn có nồng độ 20,0 μg/L)g/ml) và định mức đến vạch Đo phổ F-AAS của Ca cho kết quả như sau:

Mẫu VCa2+ chuẩn

Ca2+ chuẩn thêm vào (mL) Abs

Bài 13: Mn được sử dụng như một dung dịch nội chuẩn (internal standard) để đo Fe bởi

phổ AAS Một dung dịch chuẩn gồm 2,00 μg/L)g Mn/mL và 2,50 μg/L)g Fe/mL cho tỷ lệ cường

độ vạch phổ hấp thụ AbsFe/AbsMn = 1,05/1,00 Một hỗn hợp có thể tích 6,00 ml được trộn

từ 5,00 ml dung dịch Fe chưa biết nồng độ và 1,00 ml dung dịch chứa 13,5 μg/L)g Mn/mL

Đo độ hấp thụ của Mn được 0,128 và Fe là 0,185 Tìm nồng độ của dung dịch Fe chưa biết?

Bài 14: Để xác định hàm lượng đồng trong mẫu FFDT (mẫu chất béo tự do khô thu

được từ dịch chiết khớp chân), người ta dùng 11,23 mg FFDT pha trong bình 5,00 ml bằng dung dịch HNO3 0,75M đến vạch Tiến hành đo phổ hấp thụ nguyên tử dùng ngọn lửa không khí – axetylen thu được độ hấp thụ 0,023 ở bước sóng 324,8 nm Tiến hành

đo các dung dịch chuẩn trong điều kiện tương tự, kết quả thu được như sau:

pp

m

Cu

0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700 1,000

Abs 0,000 0,006 0,013 0,020 0,026 0,033 0,039 0,046 0,066 Nồng độ của đồng (µg/gam FFDT) là bao nhiêu?

Bài 15: Một nhà phân tích đã đưa ra kết quả dữ liệu xây dựng đường chuẩn phân tích

hàm lượng photpho bằng phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa:

Để xác định độ tinh khiết của mẫu Na2HPO4, người ta hòa tan 2,469 gam mẫu và nước, chuyển vào bình định mức 100,00 ml và định mức đến vạch Độ hấp thụ nguyên tử của mẫu thu được là 0,135 Xác định độ tinh khiết của mẫu Na2HPO4

Bài 16: Chì được xác định bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử ngọn lửa Để giảm ảnh

hưởng nhiễu, phương pháp thêm chuẩn được sử dụng Tiến hành chuẩn bị ba mẫu, mỗi mẫu chứa 5,00 ml dung dịch mẫu cần xác định hàm lượng chì, trong mẫu thứ nhất thêm

5 ml nước cất Mẫu thứ hai được thêm 1,00 ml dung dịch chì nitrat 10,0 µM và 4,00 ml nước cất Còn mẫu thứ ba được thêm 2,00 ml dung dịch chì nitrat 10,0 µM và 3,00 ml nước cất Ba mẫu đem đo phổ hấp thụ nguyên tử, độ hấp thụ thu được lần lượt là: 0,13; 0,30 và 0,47 Hãy xác định hàm lượng chì trong mẫu ban đầu?

Bài 17: Bonert và Pohl báo cáo kết quả phân tích phổ hấp thụ nguyên tử đối với một số

kim loại trong các sản phẩm phụ của quá trình sản xuất soda bằng phương pháp ammonia-soda

a) Nồng độ của Cu được xác định bằng cách axit hóa 200 ml mẫu bằng 20,0 ml dung dịch HNO3, thêm vào 1,0 ml dung dịch H2O2 27% (khối lượng/thể tích) và đun sôi trong

30 phút Pha loãng dung dịch thu được thành 500 ml và đem đo phổ hấp thụ nguyên tử Kết quả phân tích cho trên bảng:

Hãy xác định nồng độ của Cu trong mẫu phân tích?

b) Nồng độ của Cr được xác định bằng cách axit hóa 200 ml mẫu bằng 20,0 ml dung dịch HNO3, thêm vào 0,20 gam Na2SO3 và đun sôi trong 30 phút Lượng Cr được tách từ mẫu bằng cách thêm 20 ml NH3 tạo ra kết tủa chứa Cr và một số oxit khác Kết tủa được tách ra, rửa chuyển qua với nước rửa vào cốc Sau khi được axit hóa bằng 10 ml dung dịch HNO3, được làm bay hơi đến khô Cặn rắn được hòa tan lại bằng dung dịch HNO3

và HCl, làm bay hơi đến khô Cuối cùng cặn rắn được hòa tan trong 5,00 ml dung dịch HCl và pha loãng thành 50,00 ml Dung dịch thu được đem phân tích bằng phương pháp thêm chuẩn Kết quả đo độ hấp thụ như trong bảng sau: