Xác định hàm lượng một số kim loại nặng đồng, crom, niken trong rau xanh tại thành phố thái nguyên bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (f-aas)

Xác định hàm lượng một số kim loại nặng đồng, crom, niken trong rau xanh tại thành phố thái nguyên bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (f-aas)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

-

VŨ THỊ TÂM HIẾU

XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG ĐỒNG, CROM, NIKEN TRONG RAU XANH TẠI THÀNH

PHỐ THÁI NGUYÊN BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ NGỌN LỬA (F-AAS)

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Thái Nguyên, năm 2009

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

-

VŨ THỊ TÂM HIẾU

XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG ĐỒNG, CROM, NIKEN TRONG RAU XANH TẠI THÀNH

PHỐ THÁI NGUYÊN BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ NGỌN LỬA (F-AAS)

Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số: 60.44.29

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN ĐĂNG ĐỨC

Thái Nguyên, năm 2009

Lời cảm ơn

Với tấm lòng biết ơn sâu sắc, em xin bày tỏ lòng cảm ơn tới thầy giáo - PGS TS Nguyễn Đăng Đức, PGS TS Nguyễn Hữu Thiềng đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn, giúp đỡ em trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Khoa sau đại học, các thầy cô khoa Hóa học, trường Đại học sư phạm, Đại học Thái Nguyên, gia đình và bạn bè đã tạo điều kiện thuận lợi, động viên, khích lệ em trong thời gian học tập và thực hiện luận văn

Dù đã có nhiều cố gắng, song do năng lực còn hạn chế nên trong luận văn của em chắc chắn không thể tránh khỏi thiếu sót Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy giáo, cô giáo để luận văn của em được hoàn chỉnh hơn

Thái Nguyên, tháng 10 năm 2009

Học viên

Vũ Thị Tâm Hiếu

MỤC LỤC

Mở đầu 1

CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1.Giới thiệu chung về rau 3

1.1.1.Đặc điểm và thành phần 3

1.1.2.Công dụng của rau xanh 3

1.2.Sơ lược về một số kim loại nặng 4

1.2.1.Tình trạng rau xanh bị nhiễm kim loại nặng 4

1.2.2.Tác dụng sinh hoá của kim loại nặng đối với con người và môi trường 4 1.2.3 Tính chất độc hại của các kim loại nặng đồng, crom, niken 5

1.3.Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử 6

1.3.1 Nguyên tắc của phương pháp 6

1.3.2 Phép định lượng của phương pháp 9

1.3.3 Ưu nhược điểm của phương pháp 10

1.4.Phương pháp xử lý mẫu phân tích xác định đồng, crom, niken 11

2.2.1 Khảo sát các thông số của máy 14

2.2.2 Ảnh hưởng các loại axit và nồng độ axit 20

2.2.3 .Khảo sát thành phần nền của mẫu 26

2.2.4 Khảo sát ảnh hưởng của các cation 28

2.3 Phương pháp đường chuẩn đối với phép đo F- AAS 32

2.3.1 Khảo sát xác định khoảng nồng độ tuyến tính 32

2.3.2 Xây dựng đường chuẩn, xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng 34

2.4 Đánh giá sai số và độ lặp lại của phương pháp 38

2.5.Định lượng đồng, crom, niken trong các mẫu giả 41

2.6 Tổng kết các điều kiện đo phổ F- AAS của Cu, Cr, Ni 43

2.7 Phân tích mẫu thực 43

2.7.1.Lấy mẫu 43

2.7.2.Khảo sát quá trình xử lý mẫu 44

2.8 Thực nghiệm đo phổ và tính toán kết quả 46

Spectrometry

Phép đo quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa

EDL Electrodeless Discharge Lamp Đèn phóng điện không điện cực

Mở đầu

Xã hội ngày một phát triển, nhu cầu của con người ngày càng cao Sự tăng trưởng mạnh của nền kinh tế đã đưa nhu cầu của con người từ mong muốn “ăn no, mặc đủ” lên “ăn ngon, mặc đẹp” Vì thế nhu cầu về thực phẩm sạch, đảm bảo sức khỏe đã trở thành nhu cầu thiết yếu, cấp bách và được xã hội quan tâm hàng đầu

Ở nước ta, sự bùng nổ dân số cùng với tốc độ đô thị hoá, công nghiệp hoá nhanh chóng đã tạo ra một sức ép lớn tới môi trường sống Việt Nam Vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm đối với nông sản nhất là rau xanh đang được cả xã hội quan tâm

Rau xanh là nguồn thực phẩm cần thiết và quan trọng không thể thiếu được trong mỗi bữa ăn hàng ngày, là nguồn cung cấp vitamin, khoáng chất, vi lượng, chất xơ,… cho cơ thể con người không thể thay thế được Ngoài ra, rau còn được dùng như một loại thuốc chữa các bệnh thông thường: nước rau má giúp giải nhiệt, rau ngải cứu giúp an thai, rau diếp cá dùng để hạ sốt, rau muống giúp cầm máu… Tuy nhiên, hiện nay nhiều khu vực trồng rau đang đe doạ ô nhiễm bởi chất thải của các nhà máy, xí nghiệp cùng với việc sử dụng phân bón một cách thiếu khoa học dẫn đến một số loại rau có thể bị nhiễm các kim loại nặng, có ảnh hưởng đến sức khoẻ con người

Các nguyên tố thuộc nhóm kim loại nặng như Cr,Ni, Pb, Cd… gây độc hại đối với cơ thể con người tuỳ hàm lượng của chúng Một số khác như Cu,Fe, Zn… là những nguyên tố vi lượng cần thiết cho cơ thể con người Tuy nhiên khi hàm lượng của chúng vượt quá ngưỡng cho phép chúng bắt đầu gây độc

Thời gian gần đây, vấn đề rau sạch đang là vấn đề nóng bỏng được nhiều cơ quan môi trường và Xã hội quan tâm:

Theo báo Lao Động số 288 Ngày 12/12/2008 thì Trung bình 33km2

mới có 1 điểm bán rau an toàn Theo Chi cục Bảo vệ thực vật Hà Nội, đến thời điểm này, sản lượng rau an toàn của toàn thành phố hàng năm chỉ đáp ứng được gần 14% nhu cầu rau xanh của người dân thủ đô Như thế, việc điều tra, đánh giá chất lượng rau sạch

trở nên vô cùng cấp thiết Một trong các chỉ tiêu dùng để đánh giá độ an toàn của thực phẩm nói chung và rau sạch nói riêng là chỉ tiêu về hàm lượng các kim loại nặng

Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử là một trong những phương pháp có độ chọn lọc và độ chính xác cao, phù hợp cho việc xác định lượng vết các kim loại nặng trong thực phẩm Xuất phát từ những lý do trên nên chúng tôi đã chọn đề tài

“Xác định hàm lượng một số kim loại nặng đồng, crom, niken trong rau xanh tại thành phố Thái Nguyên bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS)

Để thực hiện đề tài này, chúng tôi tập trung giải quyết các nhiệm vụ sau: 1 Khảo sát các điều kiện xác định Cu, Cr, Ni trong rau xanh bằng phép đo phổ

hấp thụ nguyên tử ngọn lửa( F- AAS)

2 Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình xử lý mẫu đối với các mẫu rau xanh

3 Xác định hàm lượng của Cu, Cr, Ni trong một số mẫu rau xanh tại thành phố Thái Nguyên bằng phương pháp đường chuẩn và phương pháp thêm chuẩn 4 So sánh hàm lượng các kim loại nặng trong một số mẫu rau xanh ở Thái Nguyên với một số mẫu rau an toàn Đánh giá mức độ độc hại của các kim loại nặng đó trong rau xanh đến sức khỏe con người

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1.Giới thiệu chung về rau [25, 26, 29]

1.1.1.Đặc điểm và thành phần

Rau là cây trồng ngắn ngày có giá trị dinh dưỡng và hiệu quả kinh tế cao nên đã được trồng và sử dụng từ lâu đời Rau có ý nghĩa quan trọng trong dinh dưỡng của con người, chứa nhiều sinh tố, chất khoáng và chất sơ cần thiết cho cơ thể Rau là nguồn khoáng chất và vitamin phong phú, một số loại rau tuy không cung cấp nhiều nhiệt lượng nhưng lại cung cấp những sinh tố và chất khoáng không thể thiếu

đối với sức khoẻ

1.1.2.Công dụng của rau xanh

Rau không những là loại thực phẩm hàng ngày rất cần thiết cho cơ thể mà còn là loại thuốc chữa bệnh rất dễ kiếm và dễ sử dụng

Cải bắp là loại rau có nguồn gốc ôn đới, có rất nhiều tác dụng Dùng đắp ngoài để tẩy uế làm liền sẹo, mụn nhọt… ngoài ra, còn là thuốc làm dịu đau trong bệnh thấp khớp, đau dây thần kinh hông… Sau hết, nó là loại thuốc mạnh để chống kích thích thần kinh và chứng mất ngủ, dùng cho những người hay lo âu, những người bị suy nhược thần kinh [29]

Rau muống là loại rau rất phổ biến, dễ trồng, có thể trồng trên cạn hoặc dưới nước Tính hàn, vị ngọt [29] Khi bị chảy máu mũi dùng rau muống tươi nghiền nát với đường đỏ uống sẽ giúp cầm máu Nếu có mụn nhọt, dùng rau muống tươi đánh nhuyễn với mật ong đắp vào chỗ đau cũng rất tốt…

Cải xoong giúp ta ăn ngon miệng, tẩy độc, lợi tiểu, cung cấp nhiều chất xơ có tác dụng tốt đối với dạ dày Canh cải xoong nấu với cỏ tươi vừa ngon, bổ, mát lại có tác dụng giải nhiệt… Ngoài ra, cải xoong kết hợp với một số vị thuốc khác có tác dụng chữa một số bệnh như: viêm phế quản, ho lao, bí tiểu…

Ngải cứu là vị thuốc có tính ôn, vị cay, dùng làm thuốc ôn khí huyết, điều kinh, an thai, thổ huyết máu cam, dùng chữa đau bụng hành kinh, đau bụng do hàn…

Xà lách có vị hơi đắng ngọt, hơi hàn Công năng ích ngũ tạng, thông kinh mạch, cứng gân cốt, lợi tiểu và làm trắng đẹp da Dùng chữa tăng huyết áp, viêm thận mãn, sữa không thông sau khi sinh nở…

Giấp cá theo có tính mát, tán khí, trị kiết lỵ, sởi Nghiền nhỏ lá đắp vào các chỗ bầm dập trên mí mắt trị đỏ mắt, và còn trị mể đay…

1.2.Sơ lược về một số kim loại nặng

1.2.1.Tình trạng rau xanh bị nhiễm kim loại nặng

Hiện nay, cùng với sự phát triển của khoa học và công nghệ thì việc ô nhiễm vi sinh vật, hoá chất độc hại, kim loại nặng và thuốc bảo vệ thực vật tồn dư trên rau, đặc biệt là rau ăn lá đã ảnh hưởng không nhỏ trước mắt cũng như lâu dài đối với sức khoẻ cộng đồng Hơn thế nữa, mức độ ô nhiễm kim loại nặng ở các khu công nghiệp, khu chế xuất, cụm công nghiệp tập trung là rất lớn Ở thành phố Thái Nguyên, nước thải từ các cơ sở sản xuất giấy , luyện gang thép , kim loại màu chưa được xử lý thải trực tiếp ra sông Cầu [28] Hàng trăm làng nghề đúc đồng, nhôm, chì thuộc các tỉnh lưu vực sông Cầu với lưu lượng hàng ngàn m 3

/ngày không qua xử lý, gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước và môi trường khu vực Theo các số liệu phân tích cho thấy , hàm lượng các kim loại nặn g trong nguồn nước nơi tiếp nhận nước thải đều xấp xỉ hoặc vượt quá tiêu chuẩn cho phép [4]

Rau bị nhiễm độc kim loại nặng đã và đang ảnh hưởng mạnh mẽ đến sức khỏe cộng đồng, cho nên chất lượng các sản phẩm rau là điều phải đặc biệt quan tâm trong nghành trồng trọt cũng như các nghành nghiên cứu khoa học khác

1.2.2.Tác dụng sinh hoá của kim loại nặng đối với con người và môi trường

Các kim loại nặng ở nồng độ vi lượng là các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển bình thường của con người Tuy nhiên, nếu như vượt quá hàm lượng cho phép, chúng lại gây các tác động hết sức nguy hại tới sức khoẻ con người

Các kim loại nặng xâm nhập vào cơ thể thông qua các chu trình thức ăn Khi đó, chúng sẽ tác động đến các quá trình sinh hoá và trong nhiều trường hợp dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng Về mặt sinh hoá, các kim loại nặng có ái lực lớn với

các nhóm –SH, -SCH3 của các nhóm enzym trong cơ thể Vì thế, các enzym bị mất hoạt tính, cản trở quá trình tổng hợp protein của cơ thể [6]

1.2.3 Tính chất độc hại của các kim loại nặng đồng, crom, niken

1.2.3.1 Tính chất độc hại của đồng

Đồng có một lượng bé trong thực vật và động vật Trong cơ thể người, đồng có trong thành phần của một số protein, enzym và tập trung chủ yếu ở gan Sự thiếu đồng gây ra thiếu máu Khi cơ thể bị nhiễm độc đồng có thể gây một số bệnh về thần kinh, gan, thận, lượng lớn hấp thụ qua đường tiêu hoá có thể gây tử vong [17]

Đối với thực vật thì đồng ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình sinh trưởng và phát triển của cây Đồng có tác dụng kích thích các loại men, tạo điều kiện cho cây sử dụng protein hình thành clorofom, thiếu đồng thì cây không phát triển được.

1.2.3.2 Tính chất độc hại của crom

Nước thải từ công nghiệp mạ điện , công nghiệp khai thác mỏ , nung đốt các nhiên liệu hoá thạch , là nguồn gốc gây ô nhiễm crom Rau xanh có thể bị nhiễm crom từ nguồn nước này Crom trong nước thải thường gặp ở dạng Cr (III) và Cr(VI) Cr(III) ít độc hơn nhiều so với Cr(VI) Với hàm lượng nhỏ Cr(III) rất cần

cho cơ thể, trong khi Cr(VI) lại rất độc và nguy hiểm

Crom xâm nhập vào cơ thể theo ba con đường : hô hấp , tiêu hoá và da Qua nghiên cứu thấy rằng , crom có vai trò quan trọng trong việc chuyển hoá glucozơ Tuy nhiên với hàm lượng cao crom có thể làm kết tủa protein, các axit nucleic và ức chế hệ thống enzym cơ bản Crom chủ yếu gây các bệnh ngoài da như loét da , viêm da tiếp xúc, loét thủng màng ngăn mũi, viêm gan, viêm thận, ung thư phổi, [3]

1.2.3.3 Tính chất độc hại của niken

Niken thường có mặt trong các chất sa lắng , trầm tích, trong thuỷ hải sản và trong một số thực vật

Niken là kim loại có tính linh động cao trong môi trường nước , có khả năng tạo phức bền với các chất hữu cơ

Niken có thể gây các bệnh về da , tăng khả năng mắc bệnh ưng thư đường hô hấp,… Khi bị nhiễm độc niken , các enzim mất hoạt tính , cản trở quá trình tổng hợp protein của cơ thể Cơ thể bị nhiễm niken chủ yếu qua đường hô hấp , gây các triệu chứng khó chịu , buồn nôn, đau đầu, nếu tiếp xúc nhiều sẽ ảnh hưởng đến phổi , hệ thần kinh trung ương , gan, thận và có thể sẽ gây ra các chứng bệnh kinh niên Nếu da tiếp xúc lâu dài với niken sẽ gây hiện tượng viêm da , xuất hiện dị ứng ở một số người [18]

1.3.Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử

1.3.1 Nguyên tắc của phương pháp

Phép đo phổ hấp thụ nguyên tử dựa trên cở sở nguyên tử ở trạng thái hơi có khả năng hấp thụ các bức xạ có bước sóng nhất định mà nó có thể phát ra trong quá trình phát xạ khi chiếu một chùm tia sáng có bước sóng nhất định vào đám hơi nguyên tử đó Muốn thực hiện các phép đo phổ ta cần thực hiện các quá trình sau:

Chuyển mẫu phân tích thành trạng thái hơi của các nguyên tử tự do (quá trình nguyên tử hoá mẫu) Đây là việc rất quan trọng của phép đo vì chỉ có các nguyên tử ở trạng thái tự do ở trạng thái hơi mới có khả năng cho phổ hấp thụ nguyên tử Số nguyên tử tự do ở trạng thái hơi là yếu tố quyết định cường độ vạch phổ Quá trình nguyên tử hoá mẫu tốt hay không tốt đều ảnh hưởng tới kết quả phân tích Có hai kỹ thuật nguyên tử hoá mẫu là kỹ thuật nguyên tử hoá trong ngọn lửa (F-AAS) và kỹ thuật nguyên tử hoá mẫu không ngọn lửa (EST-AAS) Nguyên tắc chung là dùng nhiệt độ cao để hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu phân tích

Sau đó chiếu chùm sáng phát xạ của nguyên tố cần phân tích từ nguồn bức xạ vào đám hơi nguyên tử đó để chúng hấp thụ những bức xạ đơn sắc nhạy hay bức xạ cộng hưởng có bước sóng nhất định ứng đúng với tia phát xạ nhạy của chúng Nguồn phát xạ chùm tia đơn sắc có thể là đèn catot rỗng (HCL), các đèn phóng điện không điện cực (EDL) hay nguồn phát xạ liên tục đã được biến điệu Ở đây, cường độ bức xạ bị hấp thụ tỷ lệ với số nguyên tử tự do có trong môi trường hấp thụ theo công thức:

Trong đú:

Io: cường độ chựm sỏng chiếu vào đỏm hơi nguyờn tử I: cường độ chựm sỏng ra khỏi đỏm hơi nguyờn tử K: hệ số hấp thụ nguyờn tử của vạch phổ tần số  L: bề dày lớp hấp phụ

Tiếp đó nhờ hệ thống máy quang phổ ng-ời ta thu đ-ợc toàn bộ chùm sáng, phân ly và chọn một vạch phổ hấp thụ nguyên tử cần phân tích để đo c-ờng độ của nó C-ờng độ đó chính là tín hiệu hấp thụ của vạch phổ hấp thụ nguyên tử

Nếu A là mật độ quang của chùm bức xạ có c-ờng độ Io, sau khi đi qua môi tr-ờng hấp thụ còn lại là I, ta có:

A = lg(I0/I) = 2,303.K.N.l (1.2) hay A = k.N

với k = 2,303.K.l

Giữa N và nồng độ C của nguyên tố trong dung dịch phân tích có quan hệ với nhau Nhiều thực nghiệm cho thấy trong một giới hạn nhất định của nồng độ C thì:

N = ka .Cb (1.3) Trong đú:

ka là hằng số thực nghiệm, phụ thuộc vào tất cả các điều kiện hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu

b là hằng số bản chất phụ thuộc vào từng vạch phổ của từng nguyên tố

Ph-ơng trình (1.4) đ-ợc coi là ph-ơng trình cơ sở của phép đo định l-ợng các nguyên tố theo ph-ơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử

Nói chung, ph-ơng pháp này ngoài cho độ nhạy và độ chọn lọc rất cao còn có một số điểm mạnh khác nh-: khả năng phân tích với số l-ợng lớn các nguyên tố hoá học khác nhau Ngoài các nguyên tử kim loại còn có thể phân tích đ-ợc một số á kim (S, Cl…), một số hợp chất hữu cơ, l-ợng mẫu tốn ít, thời gian nhanh, đơn giản, dùng hiệu quả đối với nhiều lĩnh vực nh- y học, d-ợc học, sinh học, phân tích môi tr-ờng, phân tích địa chất…đặc biệt là l-ợng vết các kim loại

1.3.1.1.Kĩ thuật đo F-AAS

Đõy là kĩ thuật, người ta dựng năng lượng nhiệt của ngọn lửa đốn khớ để hoỏ hơi và nguyờn tử hoỏ mẫu phõn tớch Vỡ thế mọi quỏ trỡnh xảy ra trong khi nguyờn tử hoỏ mẫu phụ thuộc vào cỏc đặc trưng và tớnh chất của ngọn lửa đốn khớ, nhưng chủ yếu là nhiệt độ ngọn lửa Đú là yếu tố quyết định hiệu suất nguyờn tử hoỏ mẫu phõn tớch, và mọi yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ ngọn lửa đốn khớ đều ảnh hưởng đến kết quả của phương phỏp phõn tớch

Tỏc giả Phạm Luận và cỏc cộng sự [16] đó ứng dụng phương phỏp phổ hấp thụ nguyờn tử ngọn lửa để phõn tớch xỏc định một số kim loại nặng (Cu, Pb, Cd, Co, Cr, Fe, Mn…) trong mỏu, huyết thanh và túc của cụng nhõn khu gang thộp Thỏi Nguyờn và cụng nhõn nhà mỏy in

Nhiều sinh viờn khoa hoỏ ĐHKH- ĐH Thỏi Nguyờn đó ứng dụng phương phỏp này để xỏc định lượng vết cỏc kim loại nặng trong cỏc đối tượng khỏc nhau: rau quả, thực phẩm, nước, thảo dược….[10] [20]

1.3.1.2.Kĩ thuật đo GF-AAS

Kĩ thuật nguyờn tử hoỏ khụng ngọn lửa ra đời sau kĩ thuật nguyờn tử hoỏ trong ngọn lửa Nhưng kĩ thuật này được phỏt triển rất nhanh và hịờn nay đang được sử dụng rất phổ biến vỡ kĩ thuật này cú độ nhạy rất cao (mức ppb) Do đú, khi phõn tớch lượng vết kim loại trong trường hợp khụng cần thiết phải làm giàu sơ bộ cỏc nguyờn tố cần phõn tớch

Về nguyờn tắc, kĩ thuật nguyờn tử hoỏ mẫu khụng ngọn lửa là quỏ trỡnh nguyờn tử hoỏ tức khắc trong thời gian rất ngắn nhờ năng lượng nhiệt của dũng điện cú cụng suất lớn và trong mụi trường khớ trơ Quỏ trỡnh nguyờn tử hoỏ xảy ra theo 3

giai đoạn kế tiếp nhau: sấy khụ, tro hoỏ luyện mẫu, nguyờn tử hoỏ để đo phổ hấp thụ nguyờn tử và cuối cựng là làm sạch cuvet Nhiệt độ trong cuvet graphit là yếu tố chớnh quyết định mọi sự diễn biến của quỏ trỡnh nguyờn tử hoỏ mẫu

Tỏc giả Phạm luận và cỏc cộng sự thuộc trường Đại Học Tổng Hợp Hà Nội đó nghiờn cứu xỏc định Cd trong lỏ cõy và cõy thuốc đụng y ở Việt Nam, trong thực phẩm tươi sống bằng phương phỏp phổ hấp thụ nguyờn tử khụng ngọn (GF- AAS) [15] [16]

1.3.2 Phộp định lượng của phương phỏp

Sự phụ thuộc của c-ờng độ vạch phổ hấp thụ nguyên tử của một nguyên tố vào nồng độ của nguyên tố đó trong dung dịch mẫu phân tích đ-ợc nghiên cứu thấy rằng, trong một khoảng nồng độ C nhất định của nguyên tố trong mẫu phân tích c-ờng độ vạch phổ hấp thụ và số nguyên tử N của nguyên tố đó trong đám hơi nguyên tử tuân theo định luật Lambe-Bia:

A = k.N.l (1.6) Trong đó:

A là c-ờng độ hấp thụ của vạch phổ

k là hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào nhiệt độ môi tr-ờng hấp thụ và hệ số hấp thụ nguyên tử của nguyên tố

l là bề dày lớp hấp thụ (cm)

N là số nguyên tử của nguyên tố trong đám hơi nguyên tử

Nếu gọi C là nồng độ của nguyên tố phân tích có trong mẫu đem đo phổ thì mối quan hệ giữa N và C đ-ợc biểu diễn:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 0.05

0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45

A

C

0 b = 1

b < 1

a = k.ka gọi là hằng số thực nghiệm phụ thuộc vào tất cả các điều kiện thực nghiệm để hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu Đ-ờng biểu diễn mối quan hệ đ-ợc chỉ ra trong hình 1.1

Hình 1.1: Quan hệ giữa A và C

Khi xác định hàm l-ợng các chất trong mẫu phân tích theo đồ thị chuẩn, chỉ nên dùng trong khoảng nồng độ tuyến tính tức b = 1 ph-ơng trình phụ thuộc trở thành : A = a.C

1.3.3 Ưu nhược điểm của phương phỏp

1 Ưu điểm

Phộp đo phổ hấp thụ nguyờn tử cú độ nhạy và độ chọn lọc tương đối cao Gần 60 nguyờn tố cú thể xỏc định bằng phương phỏp này với độ nhạy từ 1.10-4

ữ1.10-5 % Đặc biệt nếu sử dụng kỹ thuật nguyờn tử hoỏ mẫu khụng ngọn lửa cú thể đạt tới độ nhạy n.10-7

g/L Vỡ vậy, đõy là phương phỏp được dựng trong nhiều lĩnh vực để xỏc định lượng vết kim loại Đặc biệt là trong phõn tớch cỏc nguyờn tố vi lượng, trong cỏc đối tượng mẫu y học, sinh học, nụng nghiệp, kiểm tra hoỏ chất cú độ tinh khiết cao

Đồng thời cũng do cú độ nhạy cao nờn trong nhiều trường hợp khụng phải làm giàu nguyờn tố cần xỏc định trước khi phõn tớch nờn tốn ớt nguyờn liệu mẫu, tốn ớt thời gian, khụng phải dựng nhiều hoỏ chất tinh khiết cao khi làm giàu mẫu Mặt khỏc, phương phỏp gồm những động tỏc thực hiện nhẹ nhàng, cỏc kết quả phõn tớch cú thể lưu giữ lại Ngoài ra cú thể xỏc định đồng thời hay liờn tiếp nhiều nguyờn tố trong một mẫu Cỏc kết quả rất ổn định sai số nhỏ (khụng quỏ 15%) với vựng nồng độ cỡ 12 ppm Hơn nữa với sự ghộp nối với mỏy tớnh cỏ nhõn và cỏc phần mềm

nên quá trình đo và xử lý kết quả nhanh dễ dàng và lưu lại được đường chuẩn cho các lần sau

Mặt khác, trang thiết bị máy móc là khá tinh vi, phức tạp nên cần tới sự am hiểu, thành thạo vận hành cũng như bảo dưỡng máy của cán bộ làm phân tích

Một nhược điểm chính của phương pháp phân tích này là chỉ cho ta biết thành phần nguyên tố mà không chỉ ra trạng thái liên kết của nguyên tố đó trong mẫu phân tích

1.4.Phương pháp xử lý mẫu phân tích xác định đồng, crom, niken [13]

Để xác định hàm lượng đồng, crom, niken trong rau, trước hết ta phải tiến hành xử lý mẫu nhằm chuyển các nguyên tố cần xác định có trong mẫu từ trạng thái ban đầu( dạng rắn) về dạng dung dịch Đây là công việc rất quan trọng vì nó có thể dẫn đến những sai lệch trong kết quả phân tích do sự nhiễm bẩn mẫu hay làm mất chất phân tích nếu thực hiện không tốt Hiện nay có rất nhiều kĩ thuật xử lý mẫu phân tích, với đối tượng rau xanh thì hai kĩ thuật chính dùng để phá mẫu gồm kĩ thuật tro hoá ướt bằng axit đặc oxi hoá mạnh (Phương pháp xử lý ướt) và kĩ thuật tro hoá khô (Phương pháp tro hoá khô)

1.4.1.Phương pháp xử lý ướt

Nguyên tắc chung: Dùng axit đặc có tính oxi hoá mạnh (HNO3, HClO4…), hay hỗn hợp các axit và một chất oxi hoá mạnh (HNO3 + HClO4) hoặc hỗn hợp một axit mạnh và một chất oxi hoá ( HNO3 + H2O2)… để phân huỷ hết chất hữu cơ và chuyển các kim loại ở dạng hữu cơ về dạng các ion trong dung dịch muối vô cơ

Việc phân huỷ có thể thực hiện trong hệ đóng kín (áp suất cao), hay trong hệ mở ( áp suất thường) Lượng axit phải dùng từ 10-15 lần lượng mẫu, tuỳ thuộc mỗi loại mẫu và cấu trúc vật lý hoá học của nó Thời gian phân huỷ trong các hệ hở, bình Kendanl, ống nghiệm, cốc…, thường từ vài giờ đến hàng chục giờ, cũng tuỳ loại mẫu, bản chất của các chất, còn nếu trong lò vi sóng hệ kín thì cần vài chục phút [8] Thường khi phân huỷ xong phải đuổi hết axit dư trước khi định mức và tiến hành đo phổ

Ưu nhược điểm của kĩ thuật này là:

+ Không bị mất các chất phân tích, nhất là trong lò vi sóng

+ Nếu xử lý trong các hệ hở thì thời gian phân huỷ mẫu rất dài, tốn nhiều axit đặc tinh khiết cao, dễ bị nhiễm bẩn do môi trường hay axit dùng và phải đuổi axit dư lâu nên dễ bị nhiễm bụi bẩn vào mẫu

1.4.2.Phương pháp xử lý khô

Nguyên tắc: Đối với các mẫu hữu cơ trước hết phải được xay hay nghiền thành bột, vữa hay thể huyền phù Sau đó dùng nhiệt để tro hoá mẫu, đốt cháy chất hữu cơ và đưa các kim loại về dạng oxit hay muối của chúng Cụ thể là: Cân một lượng mẫu nhất định (5-10gam) vào chén nung Nung chất mẫu ở một nhiệt độ thích hợp, để đốt cháy hết các chất hữu cơ, và lấy bã vô cơ còn lại của mẫu là các oxit, các muối,… Sau đó hoà tan bã thu được này trong axit vô cơ, như HCl(1/1), HNO3(1/2),…để chuyển các kim loại về dạng các ion trong dung dịch Nhiệt độ tro hoá các chất hữu cơ thường được chọn trong vùng từ 400-5000C, nó tuỳ theo mỗi loại mẫu và chất cần phân tích [8]

Ưu nhược điểm của kĩ thuật này là:

+ Tro hoá triệt để mẫu, hết các chất hữu cơ

+ Đơn giản, dễ thực hiện, quá trình xử lý không lâu như phương pháp ướt + Không tốn nhiều axit tinh khiết cao và không có axit dư

+ Hạn chế được sự nhiễm bẩn do dùng ít hoá chất + Mẫu dung dịch thu được sẽ sạch và trong

+ Hay bị mất một số nguyên tố như Cd, Pb, Zn…nêu không dùng chất bảo vệ và chất chảy

1.5 Một số phương pháp phân tích xác định lượng vết các kim loại nặng

Ngày nay yêu cầu xác định các hàm lượng các chất với hàm lượng ngày càng thấp, độ chính xác cao Đặc biệt trong phân tích môi trường thường xuyên đòi hỏi phân tích lượng vết các chất ô nhiễm trong các đối tượng môi trường với hiệu suất cao (độ nhạy, độ chọn lọc, tính bền, phạm vi tuyến tính, đúng đắn, chính xác và thời gian phân tích) Chính vì vậy đã phát triển rất nhiều phương pháp phân tích khác nhau cho phép định lượng chính xác và nhanh chóng

Bảng 1.2 Một số phương pháp phân tích xác định lượng vết các kim loại

-8 10-10

Theo bảng trên phương pháp kích hoạt notron có độ nhạy cao nhất, nhưng đòi hỏi thiết bị đắt tiền, điều kiện tiến hành khó khăn nên ít được sử dụng phổ biến Phương pháp hấp thụ nguyên tử có độ nhạy, độ chính xác cao và có ưu điểm nổi bật rất thuận lợi cho việc xác định chính xác vết kim loại và các hợp chất độc hại trong nhiều đối tượng khác nhau, các kết quả rất ổn định sai số nhỏ (không quá 15%) với vùng nồng độ cỡ 1-2ppm

Chương 2: THỰC NGHIỆM

2.1 Thiết bị và hoá chất

Để thực hiện đề tài này, chúng tôi đã sử dụng các thiết bị và hóa chất sau

2.1.1 Thiết bị

-Máy đo quang phổ hấp thụ nguyên tử Thermo( Anh) - Phòng thí nghiệm

Hoá Đại học Khoa Học- Đại học Thái Nguyên -Pipet 1, 2, 5, 10ml

-Pipet man -Bình kendal

-Bình định mức 10, 25, 50, 100, 200ml -Cốc thuỷ tinh

-Ống đong, phễu…

-Tủ sấy Jeio tech ( Hàn Quốc)

-Cân phân tích và một số thiết bị khác

Dung dịch các cation kim loại để nghiên cứu ảnh hưởng

2.2.Khảo sát các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử dùng ngọn lửa trực tiếp của đồng , crom, niken(F-AAS)

2.2.1 Khảo sát các thông số của máy

2.2.1.1 Khảo sát vạch phổ hấp thụ

Mỗi loại nguyên tử của một nguyên tố hoá học chỉ có thể hấp thụ được những bức xạ có bước sóng mà chính nó có thể phát ra trong quá trình phát xạ khi

chúng ở trạng thái hơi Nhưng thực tế không phải mỗi loại nguyên tử có thể hấp thụ tốt tất cả những bức xạ mà nó phát ra, quá trình hấp thụ chỉ tốt và nhạy chủ yếu đối với các vạch nhạy(vạch đặc trưng hay vạch cộng hưởng) Vì mục đích xác định hàm lượng đồng, crom, niken trong rau thường có nồng độ rất nhỏ( lượng vết) nên chúng tôi tiến hành khảo sát để tìm ra vạch phổ có độ nhạy cao

Mức độ nhạy kém vạch phổ số 1

Vạch phổ(nm) (Thực tế)

Độ hấp thụ (Abs)

Đối với Crom:

Chúng tôi đã tiến hành khảo sát sự hấp thụ của crom trong dung dịch Cr3+nồng độ 4 ppm ở những bước sóng khác nhau, kết quả được trình bày ở bảng 2.2

Bảng2.2 : Kết quả khảo sát các bước sóng hấp thụ khác nhau của crom

Stt Vạch phổ(nm) (Lý thuyết)

Mức độ nhạy kém vạch phổ số 1

Vạch phổ(nm) (Thực tế)

Độ hấp thụ (Abs)

Đối với Niken

Chúng tôi đã tiến hành khảo sát sự hấp thụ của Ni trong dung dịch Ni2 + nồng độ 2 ppm ở những bước sóng khác nhau, kết quả được trình bày ở bảng 2.3

Bảng2.3 : Kết quả khảo sát các bước sóng hấp thụ khác nhau của niken

Stt Vạch phổ(nm) (Lý thuyết)

Mức độ nhạy kém vạch phổ số 1

Vạch phổ(nm) (Thực tế)

Độ hấp thụ (Abs)

2.2.1.2 Khảo sát cường độ dòng đèn

Trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử dùng ngọn lửa trực tiếp (F-AAS) thì nguồn phát tia bức xạ đơn sắc của nguyên tố cần xác định thường là đèn catôt rỗng(HCL) Đèn HCL làm việc tại mỗi chế độ dòng nhất định sẽ cho chùm phát xạ có cường độ nhất định Cường độ làm việc của đèn catot rỗng ( HCL) có liên quan chặt chẽ tới cường độ hấp thụ của vạch phổ Dòng điện làm việc đèn HCL của mỗi nguyên tố là rất khác nhau Mỗi đèn HCL đều có dòng giới hạn cực đại( Imax) được ghi trên vỏ đèn Theo lý thuyết và thực nghiệm phân tích phổ hấp thụ nguyên tử, chỉ nên dùng cường độ trong vùng giới hạn từ 60 85 (%) dòng cực đại Vì nếu ở điều kiện dòng cực đại thì đèn làm việc không ổn định và rất chóng hỏng, đồng thời phép đo có độ nhạy và độ lặp lại kém

Với đèn đơn đồng có Imax = 5mA, crom có Imax = 12mA, niken có Imax = 15mA, tiến hành khảo sát cường độ đèn HCL trong vùng từ 60-85% Imax đối với :

Dung dịch Cu2+ 1 ppm và dung dịch Cu2+ 2 ppm trong HNO3 0,5mol/l Dung dịch Cr3+ 4 ppm và dung dịch Cr3+ 6 ppm trong HNO3 0,5mol/l Dung dịch Ni2+ 2 ppm và dung dịch Ni2+ 4 ppm trong HNO3 0,5mol/l

Bảng2.4 Sự phụ thuộc phổ hấp thụ nguyên tử của đồng vào cường độ dòng đèn

I(mA) Abs-Cu

60%Imax (3mA)

65%Imax (3,25mA)

70%Imax (3,5mA)

75%Imax (3,75mA)

80%Imax (4mA)

60%Imax (7mA)

65%Imax (8mA)

70%Imax (9mA)

75%Imax (mA)

85%Imax (4mA)

60%Imax (9mA)

70%Imax (10mA)

73%Imax (11mA)

80%Imax (12mA)

2.2.1.3.Khảo sát độ rộng khe đo

Theo nguyên tắc hoạt động của hệ thống đơn sắc trong máy phổ hấp thụ nguyên tử, chùm tia phát xạ cộng hưởng của nguyên tố cần nghiên cứu được phát ra từ đèn catot rỗng, sau khi đi qua môi trường hấp thụ, sẽ được hướng vào khe đo của máy, được trực chuẩn, được phân ly và sau đó chỉ một vạch phổ cần đo được chọn và hướng vào khe đo để tác dụng vào nhân quang điện để phát hiện và xác định cường độ của vạch phổ Do vậy, khe đo

của máy phải được chọn chính xác, phù hợp với từng vạch phổ, có độ lặp lại cao trong mỗi phép đo và lấy được hết độ rộng của vạch phổ

Đối với vạch phổ hấp thụ của đồng, crom, niken khe đo phù hợp là 0,5nm Ở điều kiện này, 100% diện tích pic của vạch phổ sẽ nằm trong khe đo

2.2.1.4 Khảo sát chiều cao của đèn nguyên tử hoá mẫu

Cấu tạo ngọn lửa khí gồm 3 thành phần chính: phần tối, phần trung tâm và đuôi ngọn lửa Trong đó phần trung tâm có nhiệt độ cao nhất và thường không có màu hoặc màu lam rất nhạt Trong phần này, hỗn hợp khí được đốt cháy tốt nhất, các phản ứng thứ cấp ở mức độ tối thiểu, quá trình hoá hơi, nguyên tử hoá mẫu có hiệu suất cao và ổn định Do đó, trong phép đo F-AAS người ta phải cho chùm tia bức xạ đi qua phần này Điều đó được thực hiện bằng cách chỉnh và chọn chiều cao đầu đốt (vị trí chùm tia là cố định) sao cho phù hợp với từng nguyên tố cần xác định

Với máy Thermon (Anh) có bộ phận điều chỉnh tự động chiều cao đầu đốt Chúng tôi đã tiến hành khảo sát sự hấp thụ của đồng, crom, niken trong các dung dịch Cu2+

nồng độ 1 ppm, Cr3+ 4 ppm và Ni2+ 2 ppm Kết quả được trình bày ở bảng 2.7, kết quả này là giá trị trung bình của 3lần đo và có trừ đi mẫu trắng

Bảng2.7: Sự phụ thuộc phổ hấp thụ nguyên tử vào chiều cao đầu đốt

Qua kết quả khảo sát chiều cao của đầu đốt phù hợp (ổn định và có độ hấp thụ cao ) cho phép đo phổ hấp thụ nguyên tử của đồng là 8mm, của crom và niken là 7mm

2.2.1.5 Khảo sát lưu lượng khí axetilen

Nhiệt độ ngọn lửa phụ thuộc vào tỉ lệ hỗn hợp khí (tỉ lệ không khí/ axetilen) Trên hệ thống máy Thermon (Anh), lưu lượng không khí nén được giữ ở 15 (lit/phút) để tối ưu hoá quá trình tạo thể sol khí Do đó lưu lượng khí axetilen sẽ được thay đổi để khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ ngọn lửa tới sự hấp thụ của các nguyên tố, từ đó chọn ra lưu lượng khí axetilen phù hợp Kết quả được trình bày ở bảng sau

Bảng 2.8: Ảnh hưởng của tốc độ khí axetilen đến độ hấp thụ đồng

Lưu lượng khí C2H2 (lit/phút)

Bảng 2.10: Ảnh hưởng của tốc độ khí axetilen đến độ hấp thụ niken

Lưu lượng khí C2H2 (lit/phút)

2.2.1.6 Tốc độ dẫn mẫu

Tốc độ dẫn mẫu cũng ảnh hưởng tới cường độ vạch phổ cần đo đối với hệ thống máy nhất định Tốc độ dẫn mẫu chỉ phụ thuộc vào độ nhớt của dung dịch Trên máy Thermon (Anh), chúng tôi sử dụng hệ thống bơm mẫu tự động (ASC), dung dịch mẫu được hút với thể tích 20 l cho một lần đo Đây là tốc độ dẫn mẫu được chọn phù hợp với hầu hết các dung dịch thông thường có nồng độ muối không cao

2.2.2 Ảnh hưởng các loại axit và nồng độ axit

Trong phép đo F-AAS, mẫu đo ở dạng dung dịch và trong môi trường axit Nồng độ axit trong dung dịch luôn luôn có ảnh hưởng đến cường độ vạch phổ của các nguyên tố phân tích thông qua tốc độ dẫn mẫu, khả năng hoá hơi và nguyên tử hóa các chất mẫu

Nói chung các loại axit dễ bay hơi gây ảnh hưởng nhỏ, các loại axit khó bay hơi và bền nhiệt gây ảnh hưởng lớn hơn Các axit làm giảm cường độ vạch phổ hấp thụ của nguyên tố cần phân tích theo thứ tự: HClO4 < HCl < HNO3 < H2SO4 < H3PO4 < HF

Chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của một số loại axit có thể dùng để hoà tan mẫu và tạo môi trường axit như: HCl, HNO3, H2SO4 lên cường độ vạch hấp thụ của đồng, crom, niken trên nguyên tắc giữ cố định nồng độ ion kim loại nhưng pha trong các dung dịch axit có nồng độ biến thiên và khảo sát độ hấp thụ của nguyên tố đồng, crom, niken ở nồng độ tương ứng là 1 ppm, 4 ppm, 2 ppm từ dung dịch chuẩn gốc Kết quả được trình bày ở bảng sau, kết quả này là giá trị trung bình của 3lần đo và có trừ đi mẫu trắng

2.2.2.1Khảo sát ảnh hưởng của axit đối với đồng

Bảng 2.11: Kết quả độ hấp thụ trung bình của đồng trong dung dịch các axit ở các nồng độ khác nhau

Nồng độ axit(%) Độ hấp thụ Cu

2+ 1ppm

Hình2.1: Độ hấp thụ trung bình của đồng trong các dung dịch axit ở các nồng độ khác nhau

Theo kết quả khảo sát ở trên, chúng tôi đã chọn nồng độ các axit mà tại các nồng độ đó, độ hấp thụ của đồng cao và ổn định (có độ lặp tốt ), tức ít bị ảnh hưởng bởi

nồng độ axit

 Với axit HCl chọn nồng độ 1%

 Với axit H2SO4 chọn nồng độ 2,5%

 Với axit HNO3 chọn nồng độ 2%

Tiếp theo, chúng tôi sẽ khảo sát để chọn ra trong các loại axit đó một loại axit mà ít ảnh hưởng nhất tới độ hấp thụ của đồng Bằng cách pha các dung dịch đó ở nồng độ biến thiên của ionCu(II) trong các nồng độ axit đã chọn Kết quả được trình bày trong bảng sau

Bảng 2.12: Độ hấp thụ của nồng đồng trong các axit tối ưu

Hình2.2: Sự phụ thuộc của nồng độ đồng vào các axit

Axit tối ưu nhất được chọn đảm bảo cho độ hấp thụ nguyên tố cao và có độ lặp tốt (ứng với đồ thị thẳng và có độ dốc cao) Vì vậy, chúng tôi chọn axit HNO3 2% là môi trường tốt nhất cho phép đo đồng

2.2.2.2.Khảo sát ảnh hưởng của axit đối với crom

Bảng 2.13: Kết quả độ hấp thụ trung bình của crom trong dung dịch các axit ở các nồng độ khác nhau

Hình2.3: Độ hấp thụ trung bình của crom trong các dung dịch axit ở các nồng độ khác nhau

Qua kết quả khảo sát ở trên, chúng tôi đã chọn nồng độ các axit mà tại các nồng độ đó, độ hấp thụ của crom ổn định (có độ lặp tốt ), tức ít bị ảnh hưởng bởi nồng độ axit

 Với axit HCl chọn nồng độ 1%

 Với axit H2SO4 chọn nồng độ 3%

 Với axit HNO3 chọn nồng độ 2%

Tiếp theo, chúng tôi sẽ khảo sát để chọn ra trong các loại axit đó một loại axit mà ít ảnh hưởng nhất tới độ hấp thụ của crom Bằng cách pha các dung dịch đó ở nồng độ biến thiên của ion Cr(III) trong các nồng độ axit đã chọn Kết quả được trình bày trong bảng sau

Bảng 2.14: Độ hấp thụ của nồng độ crom trong các axit tối ưu

Hình2.4: Sự phụ thuộc của nồng độ crom vào các axit

Axit tối ưu nhất được chọn đảm bảo cho độ hấp thụ nguyên tố cao và có độ lặp tốt (ứng với đồ thị thẳng và có độ dốc cao) Vì vậy, chúng tôi chọn axit HNO3 2% là môi trường tốt nhất cho phép đo crom

2.2.2.3Khảo sát ảnh hưởng của axit đối với niken

Bảng2.15: Kết quả độ hấp thụ trung bình của Ni trong các dung dịch axit ở các nồng độ khác nhau

Hình2.5: Độ hấp thụ trung bình của niken trong các dung dịch axit ở các nồng độ khác nhau

Qua kết quả khảo sát ở trên, chúng tôi đã chọn nồng độ các axit mà tại các nồng độ đó, độ hấp thụ của đồng ổn định (có độ lặp tốt ), tức ít bị ảnh hưởng bởi nồng độ axit

 Với axit HCl chọn nồng độ 2%

 Với axit H2SO4 chọn nồng độ 2%

 Với axit HNO3 chọn nồng độ 2%

Tiếp theo, chúng tôi sẽ khảo sát để chọn ra trong các loại axit đó một loại axit mà ít ảnh hưởng nhất tới độ hấp thụ của đồng Bằng cách pha các dung dịch đó ở nồng độ biến thiên của ion Ni(II) trong các nồng độ axit đã chọn Kết quả được trình bày trong bảng sau:

Bảng2.16: Độ hấp thụ của nồng độ niken trong các axit tối ưu

C- NiA

Hình2.6: Sự phụ thuộccủa nồng độ niken vào các axit

Axit tối ưu nhất được chọn đảm bảo cho độ hấp thụ nguyên tố cao và có độ lặp tốt (ứng với đồ thị thẳng và có độ dốc cao) Vì vậy, chúng tôi chọn axit HNO3 2% là môi trường tốt nhất cho phép đo niken

2.2.3 .Khảo sát thành phần nền của mẫu

Trong một số trường hợp, các mẫu có chứa các nguyên tố nền dưới dạng

các chất bền nhiệt Các chất này gây khó khăn, cản trở quá trình hoá hơi nguyên tử hoá mẫu, từ đó làm giảm độ nhạy của phương pháp phân tích và cường độ vạch phổ Để loại trừ ảnh hưởng của yếu tố này người ta có thể dùng nhiều biện pháp khác nhau

+ Tăng nhiệt độ nguyên tử hoá mẫu

+ Thêm vào mẫu các chất phụ gia có nồng độ phù hợp để ngăn cản sự xuất hiện các hợp chất bền nhiệt

+ Tách bỏ hai nguyên tố nền khi hai biện pháp trên không đạt hiệu quả Tất nhiên biện pháp này là hữu hạn

Trong ba biện pháp này thì biện pháp thứ nhất chỉ được thực hiện trong một chừng mực nhất định do sự hạn chế của trang thiết bị, bản chất của khí đốt Do đó chuyển sang các chất nền khác, đây là một biện pháp được dùng khá phổ biến trong phép đo AAS để loại trừ ảnh hưởng của các chất nền mẫu Tuy nhiên đối với từng kĩ thuật đo mà đưa thêm vào các chất phụ gia khác nhau

Trên cơ sở lý thuyết của phép đo chúng tôi tiến hành khảo sát với chất nền CH3COONa( NaAc), và CH3COONH4 (NH4Ac) có nồng độ biến thiên từ 1-3% đối với dung dịch Cu 1 ppm, Cr 4 ppm, Ni 2 ppm trong HNO3 2% Kết quả được chỉ ra ở bảng sau:

Bảng 2.17 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thành phần nền

Abs Sai số Abs Sai số Abs Sai số

CH3COONH4 1% 0,1058 0,2 0,1186 0,3 0,1253 0,3 CH3COONH4 2% 0,0954 0,4 0,1080 0,4 0,1052 0,4 CH3COONH4 3% 0,0552 0,5 0,0881 0,4 0,1128 0,7 CH3COONa 1% 0,0553 0,5 0,0773 0,6 0,1010 0,4 CH3COONa 2% 0,0556 0,3 0,0576 0,8 0,0805 0,3 CH3COONa 3% 0,0356 0,9 0,0478 1,1 0,1002 0,8

Qua kết quả khảo sát ta thấy nền CH3COONH4 1% cho cường độ hấp thụ cao nhất và ổn định nhất hay hệ số biến động nhỏ nhất Do đó, chúng tôi chọn nền CH3COONH4 1% để tiến hành đo đồng, crom, niken

Nền CH3COONH4 có tác dụng loại bỏ sự hình thành các chất bền nhiệt, nhưng lại không có tác dụng loại bỏ ảnh hưởng của mốt số cation và anion, vì vậy để cho kết quả phân tích tốt nhất cần có thêm phụ gia khác nữa Thực tế trong phép đo F-AAS, các chất phụ gia thêm vào thường là LaCl3, SrCl2, LiCl, KCl, và AlCl3 Ở đây LaCl3 được sử dụng rộng rãi nhất, các chất còn lại chỉ cho một số trường hợp riêng biệt Vì vậy chúng tôi chọn LaCl3 là chất phụ gia thêm vào, tuy nhiên LaCl3có nhiệt độ hoá hơi cao do đó nếu nồng độ LaCl3 trong mẫu mà lớn thì nhiệt độ của ngọn lửa không đủ để hoá hơi mẫu Vi thế cần phải khảo sát nồng độ nền LaCl3 sao cho phù hợp nhất Do đó chúng tôi tiến hành khảo sát đối với dung dịch Cu 1 ppm,

Cr 4 ppm, Ni 2 sppm trong HNO3 2% và CH3COONH4 1% Kết quả thu được như trong bảng 2.18

Bảng 2.18 Khảo sát nồng độ chất phụ gia( LaCl3)

Nồng độ LaCl3(%)

2.2.4 Khảo sát ảnh hưởng của các cation

Một trong những yếu tố ảnh hưởng hóa học quan trọng trong phép đo phổ AAS đó là ảnh hưởng của các cation

Trong đối tượng phân tích của chúng tôi ( Rau xanh) thường có chứa rất nhiều cation khác nhau, trong đó các cation có hàm lượng lớn như K+

,Na+ , Ca2+Ba2+,Mg 2+ ….Do các cation có mặt trong mẫu phân tích có thể gây ra hiệu ứng phức tạp đối với cường độ vạch phổ của nguyên tố phân tích, vì vậy chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của các cation có trong mẫu đối với cường độ vạch phổ của đồng, crom, niken

Để thuận tiện cho việc khảo sát, chúng tôi tiến hành xem xét ảnh hưởng của từng nhóm cation đối với dung dịch Cu 1 ppm, Cr 4 ppm, Ni 2 ppm trong HNO32%, CH3COONH4 1%, LaCl3 1%, đó là các nhóm sau:

Nhóm cation kim loại kiềm: K+,Na+

Nhóm cation kim loại kiềm thổ: Ca 2+,Mg 2+, Ba2+, Sr2+ Nhóm cation kim loại nặng hoá trị II: Mn2+

, Zn2+, Cd2+, Pb2+ Nhóm kim loại hoá trị III: Al3+

, Fe3+

Các kết quả khảo sát được chỉ ra dưới bảng sau:

Bảng 2.19 Ảnh hưởng của nồng độ cation kim loại kiềm

Bảng 2.20 Ảnh hưởng của nồng độ cation kim loại kiềm thổ

Bảng 2.21 Ảnh hưởng của nồng độ cation kim loại nặng hoá tri II

Bảng 2.22 Ảnh hưởng của nồng độ cation kim loại nặng hoá trị III

Abs - Cr 0,1258 0,1234 0,1139 0,1127 0,1112 Abs - Ni 0,3250 0,3213 0,3216 0,32219 0,3206

Abs - Cr 0,1258 0,1254 0,1240 0,1238 0,1242 Abs - Ni 0,3250 0,3208 0,3164 0,3168 0,3187

- Các cation Pb2+, Cd2+ với nồng độ nhỏ hơn 20 ppm ( tỉ lệ Pb2+/Ni2+, Cd2+/ Ni2+ ≤ 10 ), và với Fe3+ nồng độ nhỏ hơn 40 ppm (Fe3+/Ni2 ≤ 20) không gây ảnh hưởng tới phép đo Ni

- Giải thích:

- Với cation của các kim loại Na ( = 589,00 nm), K ( = 766,50 nm) Ca (= 422,70 nm), Ba( = 553,60nm), Sr( = 460,70nm) , Mg ( = 285,20 nm), và Mn ( = 279,50 nm), vì bước sóng hấp thụ cực đại của các nguyên tố này cách xa bước sóng hấp thụ cực đại của Cu ( = 324,80 nm), Cr( = 357,8nm), Ni( = 231,6nm) nên chúng không gây ảnh hưởng tới phép đo phổ hấp thụ nguyên tử của Cu, Cr, Ni Với các ion của các nguyên tố Pb ( = 217,00 nm), Cd( = 228,80 nm) , Mn ( = 279,50 nm), và Fe( = 248,30nm) gây ảnh hưởng khi nồng độ của chúng lớn hơn của Ni, và với Al (= 309,30 nm) gây ảnh hưởng khi nồng độ lớn hơn Cu, Cr Vì