3.4.1. Nguyên tắc chung
Nguyên tắc của kỹ thuật này là mẫu được phân huỷ trong chén hay cốc nung. Trước tiên người ta thực hiện xử lý ướt bằng một lượng nhỏ axit, và chất phụ gia, để phá vỡ sơ bộ cấu trúc ban đầu của các hợp chất mẫu và tạo điều kiện giữ một số nguyên tố cĩ thể bay hơi khi nung. Sau đĩ mới nung ở nhiệt độ thích hợp. Vì thế lượng axit dùng để xử lý thường chỉ bằng 1/4 hay 1/5 lượng cần dùng cho xử lý ướt. Sau đĩ nung sẽ nhanh hơn và quá trình xử lý sẽ triệt để hơn xử lý ướt, đồng thời lại hạn chế được sự mất của một số kim loại khi nung. Do đĩ đã tận dụng được ưu điểm của cả hai kỹ thuật xử lý ướt
và xử lý khơ, nhất là giảm bớt được các hố chất (axit hay kiềm tinh khiết cao) khi xử lý ướt, sau đĩ hồ tan tro mẫu sẽ thu được dung dịch mẫu trong, vì khơng cịn chất hữu cơ và sạch hơn tro hố ướt bình thường.
Các quá trình vật lý và hố học xảy ra khi xử lí là tương tự như trong xử lí ướt và khơ đã nêu ở trên, song ở đây là sự kết hợp cả hai kế tiếp nhau. Trong đĩ xử lý ướt ban đầu là để bảo vệ một số nguyên tố cho xử lí khơ tiếp theo khơng bị mất. Kỹ thuật này thích hợp với các mẫu cĩ nền (matrix) là chất hữu cơ, như rau quả, thực phẩm... xử lí để xác định các kim loại và một số phi kim. Những phịng thí nghiệm khơng cĩ thiết bị lị vi sĩng, thì đây là một cách tốt cho việc xử lý mẫu xác định các kim loại nặng trong các đối tượng mẫu sinh học, mẫu mơi trường và quặng đất đá.
3.4.2. Phương pháp tiến hành và một số ví dụ
Để sử dụng phương pháp này, trước tiên xử lý ướt sơ bộ, sau đĩ mới nung, nên tính chất và sự diễn biến của nĩ cũng tương tự như trong hai kỹ thuật đã nĩi ở trên. Chỉ cĩ khác là sau khi xử lý mẫu khơng phải đuổi lượng axit dư quá nhiều như trong xử lý ướt. Sau đây là vài ví dụ.
Ví dụ 1: Xử lý mẫu rau quả để xác định các kim loại (Na, K, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn)
Lấy 5.000 g mẫu đã nghiền mịn vào chén nung, thêm 5 mL HNO3 45% và 5 mL Mg(NO3)2 5%, trộn đều, rồi sấy, hay đun nhẹ trên bếp điện cho mẫu sơi và đến khi khơ thành than đen dịn. Sau đĩ đem nung lúc đầu ở 400 - 450 oC trong 3 giờ, rồi nâng lên 550oC, đến hết than đen. Hồ tan tro thu được trong 20 mL dung dịch HCl 1/1 và cĩ thêm 1 mL HNO3 65%, đun nĩng cho tan hồn tồn, làm bay hơi hết axit dư đến cịn muối ẩm, định mức bằng dung dịch HCl 2% thành 25 mL. Đây là dung dịch để xác định các nguyên tố đã nĩi trên (Na, K, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn).
47
Ví dụ 2: Xử lý mẫu sữa để xác định các kim loại (Na, K, Ca, Mg, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn)
Lấy 5.000 g mẫu vào chén nung, thêm 5 mL HNO3 45%, 2 mL H2SO4 98% và 5 mL Mg(NO3)2 5% (hay KNO3), trộn đều, để xử lý ướt sơ bộ sấy mẫu trên bếp điện hay trong tủ sấy cho đến khi khơ và thành than đen dịn. Sau đĩ nung ở 400 - 450oC trong 3 giờ, tiếp đĩ ở 550oC cho mẫu tro hố đến khi thấy bã khơng cịn đen. Hồ tan tro thu được trong 18 mL HCl 1/1và cĩ thêm 1.0 mL HNO3 65%, đun nĩng cho mẫu tan hồn tồn, đuổi hết axit dư đến cịn muối ẩm, và định mức thành 25 mL bằng axit HCl 2%. Đây là dung dịch mẫu để xác định các kim loại bằng các phương pháp UV-VIS, hay AAS, hay ICP- OES, hoặc ICP-MS.
Ví dụ 3: Xử lý mẫu tơm, cua, cá... để xác định các kim loại (Na, K, Ca, Mg, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn).
Lấy 5.00 gam mẫu vào chén thạch anh, thêm 8 mL H2SO4 75% và 3 mL Mg(NO3)2 5% , trộn đều, để xử lý ướt sơ bộ, ta sấy hay đun trên bếp điện cho mẫu sơi nhẹ và đun từ từ cho đến khơ và thành than đen. Sau đĩ đem nung 3 giờ đầu ở 400 - 450oC, và nung tiếp ở 550oC cho mẫu tro hố đến được bã khơng cịn đen. Hồ tan tro thu được trong 18 mL HCl 1/1 và cĩ thêm 1 mL HNO3 65%, đun nĩng cho mẫu tan hết, làm bay hơi hết axit dư đến cịn muối ẩm, định mức thành 25 mL bằng HCl 2%. Đây là dung dịch mẫu để xác định các kim loại nĩi trên bằng các phương pháp phổ UV-VIS, hay phổ AES, AAS hoặc ICP-OES.
3.4.3. Ưu nhược điểm
Các ưu của kỹ thuật này là tận dụng được các ưu điểm của kỹ thuật xử lý ướt và cả xử lý khơ, cụ thể là:
Sự tro hố triệt để, sau khi hồ tan tro cịn lại cĩ dung dịch mẫu trong
Khơng phải dùng nhiều axit tinh khiết cao tốn kém Thời gian xử lý nhanh hơn tro hố ướt
Khơng phải đuổi axit dư lâu, nên hạn chế được sự nhiễm bẩn Phù hợp cho nhiều loại mẫu khác nhau để xác định kim loại, ...
Kỹ thuật này được ứng dụng chủ yếu để xử lý mẫu cho phân tích các nguyên tố kim loại và một số anion vơ cơ, như Cl-. Br-, SO4-, PO4-,.. trong các loại mẫu sinh học, mẫu mơi trường, mẫu hữu cơ và vơ cơ. Khơng dùng được cho xử lý mẫu để xác định các chất hữu cơ. Trong các phịng thí nghiệm bình thường, khơng cĩ trang bị lị vi sĩng, thì cách xử lý này vẫn là một phương pháp thích hợp, đơn giản, mà vẫn đảm bảo cĩ được kết quả tốt.