CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
1.5. Các phương pháp định lượng
Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử là phương pháp xác định nồng độ hay hàm lượng của một hay nhiều nguyên tố trong cùng một mẫu phân tích bằng cách đo độ hấp thụ bức xạ bởi nguyên tử tự do của nguyên tố đó được hóa 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.
Để xác định nồng độ (hàm lượng) của một nguyên tố trong mẫu phân tích người ta thường thực hiện theo các phương pháp sau đây:
- Phương pháp đường chuẩn - Phương pháp thêm tiêu chuẩn - Phương pháp đồ thị không đổi - Phương pháp dùng một mẫu chuẩn
1.5.1. Phương pháp đường chuẩn
Nguyên tắc của phương pháp này là dựa vào phương trình cơ bản của phép đo A= K*C và một dãy mẫu đầu (ít nhất là ba mẫu đầu) để dựng một đường chuẩn và sau đó nhờ đường chuẩn này và giá trị Ax để xác định nồng độ Cx của nguyên tố cần phân tích trong mẫu đo phổ, rồi từ đó tính được nồng độ của nó trong mẫu phân tích.
Cách tiến hành: Chuẩn bị một dãy mẫu đầu (thông thường là 3 mẫu) có nồng
độ của nguyên tố X cần xác định là C1, C2, C3,.. và các mẫu phân tích có nồng độ là
Cx1, Cx2, Cx3… Sau đó chọn các điều kiện phù hợp và đo cường độ của một vạch
phổ hấp thụ của nguyên tố phân tích ta thu được giá trị cường độ hấp thụ tương ứng là A1, A2, A3 và lập đồ thị chuẩn: A = kC + B.
Đồ thị chuẩn có dạng:
Hình 1.4. Đồ thị chuẩn của phương pháp đường chuẩn
Ưu điểm: Phương pháp này đơn giản dễ thực hiện và rất thích hợp với việc phân tích hàng loạt mẫu của cùng một nguyên tố.
Nhược điểm: Trong nhiều trường hợp chúng ta không thể chuẩn bị được một dãy mẫu đầu thỏa mãn các điều kiện đã quy định cho phương pháp này nên không xác định được chính xác vị trí của đường chuẩn. Nghĩa là khi mẫu phân tích có thành phần phức tạp và chúng ta chưa biết chính xác thì không thể chuẩn bị được một dãy mẫu đầu đúng đắn nên sẽ bị ảnh hưởng của nền, thành phần của mẫu.
1.5.2. Phương pháp thêm tiêu chuẩn
Nguyên tắc của phương pháp này là dùng ngay mẫu phân tích làm nền để chuẩn bị một dãy mẫu đầu, bằng cách lấy một lượng mẫu phân tích nhất định và gia thêm vào đó những lượng nhất định của nguyên tố cần phân tích theo từng bậc nồng độ (theo cấp số cộng) như bảng sau:
Bảng 1.4. Dãy chuẩn của phương pháp thêm chuẩn
C0 C1 C2 C3 C4 C5
Lượng mẫu phân
tích Cx Cx Cx Cx Cx Cx Lượng mẫu thêm vào 0 ∆C1 ∆C2 ∆C3 ∆C4 ∆C5 Chất khác Các chất khác là như nhau A đo được A0 A1 A2 A3 A4 A5
Sau đó chọn các điều kiện thí nghiệm phù hợp và một vạch phổ đặc trưng của nguyên tố phân tích, tiến hành ghi đo độ hấp thụ của vạch phổ đó theo tất cả dãy mẫu đầu. Dựng một đường chuẩn theo hệ tọa độ A - ∆C. Đó chính là đường chuẩn của phương pháp thêm tiêu chuẩn và xác định Cx bằng cách ngoại suy từ đồ thị.
Hình 1.5. Đồ thị chuẩn của phương pháp thêm tiêu chuẩn
Ưu điểm: Quá trình chuẩn bị mẫu dễ dàng, không cần nhiều hóa chất tinh khiết cao để chuẩn bị mẫu đầu nhân tạo. Mặt khác loại trừ được hoàn toàn ảnh hưởng về thành phần của mẫu cũng như cấu trúc vật lý của các chất tạo thành mẫu. Hạn chế được nhiều sai số phân tích gây ra bởi những yếu tố gây nhiễu do sự khác nhau về thành phần vật lý và hóa học của mẫu và chất chuẩn. Phương pháp này được sử dụng rất nhiều trong phân tích lượng vết các nguyên tố kim loại trong các
mẫu khác nhau, đặc biệt là các loại mẫu có thành phần vật lý, hóa học phức tạp, các mẫu quặng, đa kim.
1.5.3. Phương pháp đồ thị không đổi
Nguyên tắc của phương pháp này là muốn xác định một nguyên tố nào đó, trước hết phải xây dựng một đường chuẩn như trong phương pháp đường chuẩn. Đường chuẩn này được gọi là đường chuẩn cố định và được dùng lâu dài. Như vậy
muốn xác định nồng độ Cx chưa biết ta phải chuyển các giá trị Ax1 tương ứng đó về
giá trị Ax0 của đường chuẩn cố định để xác định Cx.
Ưu điểm: Phù hợp với phép phân tích hàng loạt mẫu từ ngày này qua ngày khác. Vì trong mỗi ngày phân tích chúng ta không phải ghi phổ lại của toàn bộ dãy mẫu đầu nên tiết kiệm được thời gian, mẫu chuẩn.
Nhược điểm: Có hạn chế như phương pháp đường chuẩn.
1.5.4. Phương pháp dùng một mẫu chuẩn
Khi có mẫu chuẩn: Ta chỉ cần đo A1 mẫu chuẩn của mẫu phân tích đã biết có nồng độ C1 và Ax của chất phân tích. Sau đó tính Cx của chất phân tích.
Nghĩa là chúng ta có: Với mẫu phân tích : Ax = a.Cx
Với mẫu đầu : A1 = a.C1 => Cx = Ax.C1/ A1
Khi không có mẫu chuẩn: Ta tiến hành tương tự như phương pháp thêm tiêu
chuẩn, chỉ khác không cần pha một dãy chuẩn. Nhưng có một điều cần chú ý là ∆C1