CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
1.2. Phân tích định lượng kim loại nặng bằng kỹ thuật phân tích dịng chảy FIA
1.2.3.2. Detector điện hóa
Phân tích hịa tan điện hóa ln được cơng nhận là một công cụ tốt để phân tích lượng vết kim loại. Phương pháp này được đặc trưng bởi độ nhạy cao, dải tuyến tính rộng, thể tích nhỏ, đáp ứng nhanh, thiết bị tương đối đơn giản và giá thành hợp lý [27].
Nguyên tắc: Hàm lượng chất phân tích được phát hiện dựa trên những tính
chất điện hóa của chúng. Đối với detector điện hóa theo ngun tắc đo dịng theo thời gian (i-t), phát hiện điện hóa thường được thực hiện bằng cách kiểm soát thế điện cực làm việc tại một giá trị khơng đổi và giám sát dịng như là một hàm của thời gian. Vì vậy, đáp ứng dòng phản ánh nồng độ của các hợp chất này khi chúng đi qua bộ phát hiện. Qua bộ phát hiện của hệ thống phân tích dịng chảy thu được kết quả đỉnh dòng nhọn, theo đó, độ lớn của đỉnh dịng được sử dụng để tính tốn nồng độ của chất cần phân tích. Các đỉnh dòng được xếp chồng trên dịng nền khơng đổi (gây ra bởi phản ứng oxy hóa khử của dung dịch mang hoặc pha động). Dòng nền lớn (dự kiến là ở thế cao) làm tăng độ nhiễu (phụ thuộc vào tốc độ dịng chảy). Ngồi ra, phát hiện catot của chất khử bị cản trở bởi sự hiện diện ở lượng vết của oxy trong dung dịch chảy. Nhiễu nền bị ảnh hưởng mạnh bởi xung động của máy bơm [34]. Một số kỹ thuật điện hóa sử dụng phổ biến trong FIA được thể hiện trong bảng 1-3.
Bả ng 1-3. Một số kỹ thuật điện hóa thường được sử dụng trong hệ FIA
Kỹ thuật Nguyên tắc
Amperometry Đo dịng ở thế khơng đổi
Chronopotentionmetry
Phân tích hịa tan thế
Phép đo thế ứng với thời gian khi dịng khơng đổi
Conductimetry Làm mất hoạt tính của điện cực bằng
phép đo độ dẫn
Potentionmetry
Điện cực chọn lọc ion Điện cực oxy hóa khử
Transistor hiệu ứng trường chọn lọc ion (ISFET-Ion-Sensitive Field- Effect Transistor)
Đo thế
Voltammetry (Von – ampe)
Polarography
Hòa tan anot hoặc catot
Đo dòng ở thế thay đổi
Trong đó, von – ampe hịa tan anot (ASV) là một trong những phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất bởi vì nó cung cấp dải tuyến tính rộng, giới hạn phát hiện thấp, độ nhạy, độ chọn lọc cao, thiết bị đơn giản, giá thành tương đối thấp, có khả năng di động và phù hợp với khả năng tự động hóa.
Tuy nhiên, việc áp dụng ASV để xác định đồng thời nhiều chất phân tích [5, 13] trong các nền mẫu phức tạp rất khó thực hiện do xảy ra quá trình hấp phụ các thành phần ảnh hưởng lên bề mặt điện cực làm mất hoạt tính của điện cực dẫn đến kết quả không lặp lại. Hơn nữa, rất khó có thể phân tích mẫu đa thành phần do cực phổ phức tạp. Chọn lựa dung dịch hỗ trợ điện phân thích hợp có thể làm tăng hiệu
quả của kỹ thuật điện hóa khi phân tích đồng thời nhiều chất nhưng yêu cầu xử lý nhiều dữ liệu liên quan đến hoạt động điện hóa của kim loại trong những môi trường khác nhau, sự ảnh hưởng hóa học giữa từng yếu tố và thành phần mẫu, sự ảnh hưởng lẫn nhau giữa các ion có mặt, sự chồng chéo các đỉnh hoặc sự dịch chuyển đỉnh cũng như thời gian phân tích tối thiểu và hiệu quả phân tích.
Hệ thống FIA kết hợp với kỹ thuật điện hóa [8, 14, 17, 18, 21, 30] nâng cao hiệu quả của quá trình xử lý mẫu và thí nghiệm làm cho đáp ứng điện hóa được mơ tả chính xác và đầy đủ hơn, tránh bị nhiễm bẩn khi làm việc trong hệ kín, có thể phân tích đồng thời và hiển thị thông tin của nhiều chất cùng lúc và khả năng phân tích nhanh tại hiện trường bằng trực tuyến. Hơn nữa, các hệ thống dòng thu nhỏ có thể giảm thiểu lượng mẫu và thuốc thử cũng như tăng khả năng làm giàu mẫu.