Chƣơng 1 : TỔNG QUAN
1.4. Phƣơng pháp xử lý mẫu phân tích xác định Cd và Pb
Để xác định hàm lượng Cd, Pb trong thảo dược, trước hết ta phải tiến hành xử lí 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 cơng 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 khơng tốt. Hiện nay có nhiều kỹ thuật xử lí mẫu phân tích, với đối tượng thảo dược thì hai kỹ thuật chính dùng để phá mẫu gồm kỹ thuật tro hóa ướt bằng acid đặc oxy hóa mạnh (phương pháp xử lý ướt) và kỹ thuật tro hóa khơ (phương pháp oxy hóa khơ).
1.4.1. Phƣơng pháp xử lý ƣớt (bằng axit đặc oxy hóa mạnh)
Nguyên tắc chung: dùng axit đặc có tính oxy hóa mạnh (HNO3, HClO4…) hay hỗn hợp các axit đặc có tính oxy hóa mạnh (HNO3 + HClO4) hoặc hỗn hợp một axit mạnh và một chất oxy hóa (HNO3 + H2O2)…để phân hủy hết chất hữu cơ và chuyển các kim loại ở dạng hữu cơ về dạng các ion trong dung dịch muối vơ cơ. Việc phân hủy có thể thực hiện trong hệ đóng kín (áp suất cao), hay trong hệ mở (áp suất thường). Lượng axit thường phải dùng gấp từ 10-15 lần lượng mẫu, tùy thuộc mỗi loại mẫu và cấu trúc vật lý hóa học của nó. Thời gian phân hủy mẫu trong các hệ hở, bình Kendan, ống nghiệm, cốc,...thường từ vài giờ đến hàng chục giờ, cũng tùy loại mẫu, bản chất của các chất, còn
nếu trong lị vi sóng hệ kín thì chỉ cần vài chục phút. Thường khi phân hủy xong phải đuổi hết axit dư trước khi định mức và tiến hành đo phổ.
1.4.1.1. Xử lý mẫu trong bình kendal (phá mẫu hệ hở)
Phương pháp này đơn giản, không cần dụng cụ phức tạp và cho kết quả khá chính xác.
Các axit được sử dụng trong phá mẫu hệ hở như: HF, HCl, H2SO4, HClO4…, tùy theo loại mẫu và ngun tố cần phân tích mà ta có quy trình phân tích phù hợp. Ví dụ như để xác định các nguyên tố dễ bay hơi như Hg thì cần khống chế nhiệt độ <1200C, để phá các mẫu chứa nhiều SiO2 cần cho thêm HF…
Tác giả Nguyễn Thị Thơm [33] trong khóa luận tốt nghiệp của mình cũng đã sử dụng phương pháp xử lý mẫu trong bình kendal để xác định hàm lượng Cd trong đồ chơi nhựa bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF-AAS).
Tác giả Đỗ Văn Hiệp [10] trong khóa luận tốt nghiệp của mình cũng đã sử dụng phương pháp xử lý mẫu trong bình kendal để xác định hàm lượng Cu và chì trong rau xanh bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS)
1.4.1.2. Xử lý mẫu trong lị vi sóng (phá mẫu hệ kín)
Hiện nay phổ biến nhất là kỹ thuật xử lý mẫu ướt với axit đặc trong lị vi sóng hệ kín do có nhiều ưu điểm như: thời gian xử lý mẫu ngắn, phá huỷ mẫu triệt để và khơng mất chất phân tích, hiệu suất xử lý mẫu cao.
Dưới tác dụng phá hủy và hoà tan các hạt (phần tử) mẫu của axit, năng lượng nhiệt cùng axit làm tan rã các hạt mẫu đồng thời do khuếch tán, đối lưu, chuyển động nhiệt và va chạm của các hạt mẫu với nhau làm chúng bị bào mòn dần, các tác nhân này tấn cơng và bào mịn dần các hạt mẫu từ bên ngồi vào, làm cho các hạt mẫu bị mịn dần và tan hết.
Ngồi ra, trong lị vi sóng cịn có sự phá vỡ từ trong lịng hạt mẫu do các phân tử nước hấp thụ năng lượng vi sóng và do có động năng lớn nên chúng chuyển động nhiệt
rất mạnh, làm căng và xé các hạt mẫu từ trong ra. Hơn nữa, do xử lý mẫu trong hệ kín nên áp suất cao sẽ làm nhiệt độ sôi cao hơn, đây là tác nhân phân huỷ mạnh nhất do vậy thúc đẩy quá trình phân huỷ mẫu từ bên trong ra và từ ngồi vào. Do đó, xử lý mẫu trong lị vi sóng chỉ cần thời gian rất ngắn 50 đến 90 phút và rất triệt để.
Tác giả Phạm Thị Thu Hà [6] trong luận văn thạc sỹ khoa học của mình cũng đã sử dụng phương pháp xử lý mẫu trong lị vi sóng để xác định hàm lượng Cd và Pb trong thảo dược và sản phẩm của nó bằng phép đo phổ hấp thụ nguyên tử.
Tác giả Cao Thị Mai hương [12] trong luận văn thạc sỹ khoa học của mình cũng đã sử dụng phương pháp xử lý mẫu trong lị vi sóng để xác định hàm lượng Cr trong rau xanh bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF-AAS).
Ưu – nhược điểm của kĩ thuật này là:
+ Hầu như không bị mất các chất phân tích, nhất là trong lị vi sóng.
+ Nhưng nếu xử lý trong các hệ hở thì thời gian phân hủy 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. Phƣơng 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 hóa mẫu, đốt cháy chất hữu cơ và đưa các kim loại về dạng oxyd hay muối của chúng. Cụ thể là: Cân lấy một lượng mẫu nhất định (5-10 gam) vào chén nung. Nung chất mẫu ở một nhiệt độ thích hợp, để đốt cháy hết các chất hữu cơ, và lấy bã vơ cơ cịn lại của mẫu là các oxit, các muối,…Sau đó hịa tan bã thu được này trong acid vô cơ, như HCl (1/1), HNO3 (1/2),…để chuyển các kim loại về dạng các ion trong dung dịch. Quyết định việc tro hóa ở đây là nhiệt độ nung và thời gian nung (nhiệt độ tro hóa và thời gian tro hóa) và các chất phụ gia thêm vào mẫu khi nung. Nhiệt độ tro hóa các chất hữu cơ thường được chọn thích hợp trong vùng từ 400-5500C, nó tùy theo mỗi loại mẫu và chất cần phân tích.
Tác giả Nguyễn Thị Thơm [33] trong khóa luận tốt nghiệp của mình cũng đã sử dụng phương pháp xử lý khô để xác định hàm lượng Cd trong đồ chơi nhựa bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF-AAS).
Tác giả Nguyễn Thị Châm [2] trong khóa luận tốt nghiệp của mình cũng đã sử dụng phương pháp xử lý khô để xác định hàm lượng Mn trong một số loại rau bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS).
Ưu – nhược điểm của kỹ thuật này là:
+ Tro hóa triệt để được mẫu, hết các chất hữu cơ,
+ Đơn giản, dễ thực hiện, quá trình xử lý khơng lâu như phương pháp ướt, + Không tốn nhiều axit tinh khiết cao và khơng có axit dư,
+ Hạn chế được sự nhiễm bẩn do dùng ít hóa chất, + Mẫu dung dịch thu được sẽ sạch và trong,
+ Nhưng hay bị mất một số nguyên tố như Cd, Pb, Zn,…nếu không dùng chất bảo vệ và chất chảy.