Phép đo phổ hấp thụ nguyên tử tuy có tính chọn lọc cao song nó vẫn chịu ảnh hưởng của một số yếu tố của ảnh hưởng vật lý và ảnh hưởng hóa học.
Ảnh hưởng vật lý bao gồm :
- Độ nhớt và sức căng bề mặt dung dịch mẫu - Sự chen lấn và trùng vạch phổ
- Các quá trình ion hóa
- Sự phát xạ của các nguyên tử tự do trong môi trường hấp thụ - Sự hấp thụ nền và hấp thụ không chọn lọc
- Hiệu ứng lưu lại
Nhưng ảnh hưởng này được khắc phục bằng cách chọn các điều kiện cơ bản của các phép đo thích hợp (mục 3.1.1 và mục 3.1.2).
Ảnh hưởng hóa học :
Ảnh hưởng hóa học rất đa dạng và phức tạp. Nó xuất hiện cũng rất khác nhau trong mỗi trường hợp cụ thể và cũng nhiều trường hợp không xuất hiện. Các ảnh hưởng hóa học thường dẫn đến kết quả theo 4 hướng sau đây:
- Làm giảm cường độ của vạch phổ của nguyên tố phân tích do sự tạo thành các hợp chất bền nhiệt, khó hóa hơi, khó nguyên tử hóa, ví dụ như ảnh hưởng của các ion silicat, sunfat, photphat, florua…
- Làm tăng cường độ của vạch phổ do sự tạo thành hợp chất dễ bay hơi, dễ nguyên tử hóa do hạn chế được ảnh hưởng của sự ion hóa và kích thích phổ phát xạ của nguyên tố phân tích. Đó chính là tác dụng của một số hợp chất, chủ yếu là muối halogen của kim loại kiềm thổ hay lantan clorua.
- Sự tăng cường độ vạch phổ khi nguyên tố phân tích tồn tại trong nền của mẫu là những hợp chất dễ hóa hơi. Lúc đó các chất nền này có tác dụng như là một chất mang nguyên tố phân tích và làm cho nó được hóa hơi với hiệu suất cao.
- Sự giảm cường độ của vạch phổ khi nguyên tố phân tích tồn tại trong nền của mẫu là những hợp chất bền nhiệt, khó hóa hơi. Lúc này các nguyên tố nền kìm hãm sự hóa hơi của nguyên tố phân tích. Các chất bền nhiệt thường là hợp chất của nhôm, đất hiếm…
Trong phần này chúng tôi trình bày các kết quả kiểm tra về các ảnh hưởng hóa học tới phép đo phổ hấp thụ các nguyên tử các nguyên tố kẽm trong cùng một dung dịch mẫu.
3.1.5.1. Khảo sát ảnh hưởng của axit và nồng độ axit
Trong phép đo GF-AAS, mẫu đo ở dạng dung dịch và trong môi trường axit, việc axit hóa là rất cần thiết để tránh việc tạo phức hiđroxo của các ion kim loại mà ta tiến hành khảo sát. Tuy vậy, nồng độ axit và loại axit trong mẫu cũng có thể ảnh hưởng cường độ vạch phổ hấp thụ của nguyên tố.
Nói chung các loại axit dễ bay hơi gây ảnh hưởng nhỏ, các loại axit khó bay hơi và bền nhiệt gây ảnh hưởng lớn hơn. Axit càng khó bay hơi thì càng làm giảm cường độ phổ hấp thụ. Các axit làm giảm cường độ vạch phổ hấp
thụ của nguyên tố cần phân tích theo thứ tự: HClO4 < HCl < HNO3 < H2SO4 <
H3PO4 < HF.
Do đó, cần tiến hành kiểm tra ảnh hưởng của một số loại axit có thể dùng để hòa tan mẫu và tạo môi trường axit như: HCl, HNO3, H2SO4 lên cường độ vạch phổ hấp thụ của kẽm trên nguyên tắc giữ cố định ion kim loại nhưng pha trong các dung dịch axit có nồng độ biến thiên và khảo sát độ hấp thụ của chúng.
Chúng tôi tiến hành kiểm tra ảnh hưởng của các axit dùng để hoà tan mẫu và tạo môi trường axit là HCl, HNO3, H2SO4 lên cường độ vạch hấp thụ của kẽm trên nguyên tắc giữ cố định ion kim loại nhưng pha trong các dung dịch axit có nồng độ biến thiên từ 0,5 – 4% và khảo sát độ hấp thụ của nguyên tố kẽm ở nồng độ 1,0 ppb từ dung dịch chuẩn gốc. Các kết quả được chỉ ra ở bảng 3.6, và được biểu diễn trong hình 3.1
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của các loại axit và nồng độ axit tới phép đo Zn
axit HNO3 H2SO4 HCl
C% Abs RSD% Abs RSD % Abs RSD%
0,5% 0,1631 4,21 0,1628 6,32 0,1621 2,28
1% 0,1634 2,60 0,1631 4,56 0,1630 3,43
2% 0,1654 2,36 0,1627 3,67 0,1637 1,52
3% 0,1633 2,52 0,1632 3,18 0,1627 3,34
4% 0,1632 3,72 0,1628 2,28 0,1625 5,68
0 1 2 3 4 5 0.161
0.162 0.163 0.164 0.165 0.166
Abs
Conc (%)
HNO3 H2SO4 HCl
Hình 3.1. Đồ thị ảnh hưởng của các loại axit và nồng độ axit tới phép đo Zn Từ kết quả thu được, chúng tôi thấy nồng độ axit không ảnh hưởng nhiều đến độ hấp thụ khi và sử dụng HNO3 2 % thì phép đo có độ nhạy và ổn định cao. Chúng tôi sử dụng HNO3 2 % như chất axit hóa trung bình làm dung dịch nền cho việc xác định kẽm để giảm lượng HNO3 dùng cho quá trình và tránh các kim loại khác tồn tại trong mẫu bị phá hủy và ảnh hưởng quá trình phân tích.
3.1.5.2. Nghiên cứu ảnh hưởng các cation và anion
Dung dịch mẫu phân tích ngoài nguyên tố cần xác định thường còn chứa các nguyên tố khác, tồn tại dưới các dạng cation và anion tan trong dung dịch. Các ion này có mặt trong mẫu phân tích có thể làm tăng, giảm hoặc không gây ảnh hưởng đến cường độ hấp thụ của nguyên tố cần xác định. Khi có ảnh hưởng thì ảnh hưởng của các ion cũng rất khác nhau trong từng trường hợp cụ thể.
Chúng tôi pha dung dịch kẽm 1,0 ppb từ dung dịch chuẩn 1000ppm bằng dung môi HNO3 2% và dung dịch kẽm 1,0 ppb có thêm các kim loại khác là
đồng, sắt, niken, mangan, crom… với nồng độ là 10ppb và 15ppb. Sau đó tiến hành đo phổ hấp thụ nguyên tử GF-ASS được kết quả trình bày trong bảng 3.7.
Bảng 3.7. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của các nguyên tố khác tới phổ hấp thụ nguyên tử GF-AAS của nguyên tố kẽm
Mẫu số 0 1 2
CFe3+ (ppb) 0 10 15
CNi2+ (ppb) 0 10 15
CCr3+ (ppb) 0 10 15
CCu2+ (ppb) 0 10 15
CMn2+ (ppb) 0 10 15
AZn 0,1698 0,1682 0,1691
RSD ( %) 0 3,82 2,44
Từ kết quả khảo sát chúng tôi thấy sự có mặt của các nguyên tố khác có ảnh hưởng không đáng kể tới phép xác định kẽm. Do đó, có thể dùng phương pháp này để phân tích mẫu nước thực tế lấy từ môi trường.
Phép đo GF-AAS thường sử dụng HCl, HNO3 làm môi trường. Vì HCl và HNO3 gây ảnh hưởng nhỏ nhất trong vùng nồng độ nhỏ. Trong mẫu nước, anion có mặt chủ yếu là Cl-, còn CO32-, SO42- thì đa số tồn tại ở các muối ít tan nên đã được loại ra trong quá trình lọc và axit hóa bằng HNO3. Trong quá trình phá mẫu hoặc thêm chuẩn có sử dụng axit HNO3 nên có thêm anion NO3-. Với nồng độ vừa phải, các anion trên không gây ảnh hưởng tới việc đo mẫu.