1.5.3 .Các phương pháp đo quang
3.2.Khảo sát các điều kiện nguyên tử hoá mẫu
Kĩ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa là quá trình nguyên tử hoá tức khắc trong thời gian rất ngắn nhờ năng lượng của dòng điện có công suất lớn và trong môi trường khí trơ. Quá trình nguyên tử hoá mẫu xảy ra theo bốn giai đoạn kế tiếp nhau:
- Giai đoạn sấy khô
- Giai đoạn tro hoá luyện mẫu
- Giai đoạn nguyên tử hoá mẫu để đo phổ hấp thụ nguyên tử và cuối cùng là giai đoạn làm sạch cuvet. Trong đó hai giai đoạn đầu là chuẩn bị cho giai đoạn nguyên tử hoá để đạt được kết quả tốt. Nhiệt độ trong cuvet graphit quyết định mọi sự diễn biến của quá trình nguyên tử hoá mẫu. Thường quá trình nguyên tử hoá xảy ra theo bốn giai đoạn kế tiếp, tổng thời gian là 60 – 80s.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
3.2.1. Nhiệt độ sấy khô mẫu
Đây là giai đoạn đầu tiên và rất cần thiết để đảm bảo cho dung môi hoà tan bay hơi nhẹ hoàn toàn, nhưng không bị bắn ra ngoài làm mất mẫu. Nhiệt độ và thời gian sấy khô của mỗi loại mẫu phụ thuộc vào bản chất của các chất ở trong mẫu và dung môi hoà tan nó. Nói chung nhiệt độ sấy khô phù hợp với đa số các mẫu vô cơ trong dung môi nước nằm trong khoảng từ 100 - 2500
C trong thời gian từ 20-40 giây với lượng mẫu được bơm vào cuvet nhỏ hơn 100µl. Việc tăng nhiệt độ sấy từ nhiệt độ phòng đến nhiệt độ sấy mong muốn cần phải được thực hiện từ từ, với tốc độ tăng nhiệt độ từ 5 - 8 o
C /giây là phù hợp. Vì vậy, chúng tôi thực hiện sấy khô mẫu làm hai giai đoạn:
- Giai đoạn 1: ở 1200C với thời gian là 20 giây. - Giai đoạn 2: ở 1500C với thời gian là 10 giây.
3.2.2. Khảo sát nhiệt độ tro hoá luyện mẫu
Đây là giai đoạn thứ hai của quá trình nguyên tử hoá mẫu, mục đích là để tro hoá đốt cháy các hợp chất hữu cơ và mùn có trong mẫu sau khi đã sấy khô. Đồng thời cũng là để nung luyện mẫu ở một nhiệt độ thuận lợi cho giai đoạn nguyên tử hoá tiếp theo đạt hiệu suất cao ổn định. Giai đoạn này có ảnh hưởng rất nhiều đến kết quả phân tích, nếu chọn nhiệt độ tro hoá không phù hợp thì một số hợp chất có thể bị phân huỷ và mất trong giai đoạn này. Lý thuyết và các kết quả thực nghiệm cho thấy tro hoá mẫu từ từ và ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ giới hạn thì phép đo luôn cho kết quả ổn định. Mỗi nguyên tố đều có một nhiệt độ tro hoá luyện mẫu giới hạn (nhỏ hơn 650 oC). Thực nghiệm cũng cho ta thấy tro hoá luyện mẫu ở nhiệt độ quá thấp so với nhiệt độ tro hoá tới hạn, thì mẫu chuẩn bị cho giai đoạn nguyên tử hoá sẽ không tốt, nếu tro hoá mẫu ở nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ đó thì cường độ vạch phổ giảm và không ổn định.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Ngoài yếu tố nhiệt độ thì tốc độ tăng nhiệt độ trong quá trình tro hoá cũng ảnh hưởng đến độ ổn định của cường độ vạch phổ. Tốc độ tăng nhiệt độ quá lớn làm cho bắn mẫu, tăng chậm nhiệt độ cho kết quả tốt hơn. Từ thực nghiệm cho thấy thời gian tro hoá luyện mẫu 20 – 25 giây với lượng mẫu đưa vào cuvet nhỏ hơn 100µl. Ở đây chúng tôi chọn tổng thời gian tro hoá luyện mẫu là 20 giây. Trong đó 10 giây dùng cho việc tăng nhiệt độ từ sấy đến nhiệt độ tro hoá, 10 giây giữ nhiệt độ không đổi để luyện mẫu.
Để chọn được nhiệt độ tro hoá phù hợp chúng tôi tiến hành khảo sát đối với dung dịch chuẩn As 8 ppb trong HNO3 2% có nền Mg(NO3)2 0.01%. Chọn tổng thời gian tro hoá luyện mẫu là 20 giây, tốc độ tăng nhiệt độ (Ram time) là 60- 100 độ/giây, kết quả lấy trung bình của ba lần đo được dẫn ra bảng 3.3.
Bảng 3.3. Kết quả khảo sát nhiệt độ tro hoá của Asen
Nhiệt độ (t0
C) 400 500 600 650 700
Abs-As 0,1118 0,1118 0,1118 0,1117 0,1116 Từ lý thuyết và thực nghiệm trên chúng tôi chọn nhiệt độ 6000C để tro hoá đo mẫu chè xanh đối với nguyên tố Asen.
3.2.3. Khảo sát nhiệt độ nguyên tử hoá mẫu
Đây là giai đoạn cuối cùng của quá trình nguyên tử hoá mẫu nhưng lại là giai đoạn quyết định cường độ của vạch phổ. Giai đoạn này thường thực hiện trong thời gian rất ngắn 3-5 giây. Nhưng tốc độ tăng nhiệt độ lại rất lớn để đạt ngay tức khắc đến nhiệt độ nguyên tử hoá mẫu và thực hiện phép đo cường độ vạch phổ. Nhiệt độ nguyên tử hoá của mỗi nguyên tố khác nhau là khác nhau. Để chọn được nhiệt độ nguyên tử hoá thích hợp chúng tôi tiến hành khảo sát với dung dịch chuẩn As 8 ppb trong HNO3 2% có nền Mg(NO3)2 0.01%, với
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
tốc độ tăng nhiệt độ từ 1500- 2500 0C là phù hợp. Kết quả thực nghiệm tính trung bình ba lần đo lặp lại được dẫn ra bảng 3.4
.
Bảng 3.4. Kết quả khảo sát nhiệt độ nguyên tử hoá mẫu
Nhiệt độ nguyên tử hoá (T0C)
1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500
Abs-As 0,1117 0,1117 0,1118 0,1120 0,1121 0,1120 0,1119 0,1119 Từ kết quả thu được bảng 3.4 ta thấy tại nhiệt độ 22000C thì độ hấp thụ lớn nhất, vì vậy chúng tôi chọn nhiệt độ 22000C để nguyên tử hoá mẫu cho phép đo Asen trong chè xanh.