Chương 2. ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG PHỔ
3.1. Ứng dụng của phép đo phổ phát xạ nguyên tử AES
Phương pháp phân tích quang phổ phát xạ nguyên tử ngày nay giữ vai trò quan trọng trong hóa học phân tích. Bằng phương pháp này người ta có thể xác định định tính, bán định lượng và định lượng được hơn năm chục kim loại và gần một chục nguyên tố á kim trong các đối tượng mẫu khác nhau (vô cơ và hữu cơ).
Phương pháp phân tích này đã trở thành công cụ phân tích nguyên tố đắc lực trong nhiều lĩnh vực, nhất là sau khi có nguồn kích thích ICP.
- Phân tích quang phổ phát xạ trong ngành hóa và công nghiệp hóa học. Nó là công cụ để các nhà hóa học xác định thành phần định tính và định lượng của nhiều chất, kiểm tra độ tinh khiết của các hóa phẩm, nguyên liệu và đánh giá chất lượng của chúng. Nó cũng là một phương pháp để xác định các đồng vị phóng xạ và nghiên cứu cấu trúc nguyên tử.
- Phân tích quang phổ phát xạ nguyên tử trong địa chất. Ngay từ khi mới ra đời, phương pháp này đã được các nhà địa chất sử dụng phân tích các mẫu quặng phục vụ cho công việc thăm dò địa chất và tìm tài nguyên khoáng sản.
- Phân tích quang phổ phát xạ trong luyện kim. Nó có thể là công cụ giúp các nhà luyện kim xác định ngay được thành phần của các chất đang nóng chảy trong lò luyện kim, qua đó mà họ có thể điều chỉnh nguyên liệu đưa vào để chế tạo được những hợp kim có thành phần mong muốn, kiểm tra thành phần, kiểm tra nguyên liệu.
- Phân tích quang phổ phát xạ trong tiêu chuẩn học. Giúp chúng ta tìm hiểu được thành phần hóa học của các hành tinh xung quanh trái đất. Bằng phương pháp phổ phát xạ và kết hợp với một số kính thiên văn, các nhà thiên văn có thể quan sát được thành phần của các nguyên tố hóa học của các hành tinh khác như Mặt Trăng, các vì sao.
- Phân tích quang phổ phát xạ trong nông nghiệp, y và sinh học. Đây là những ngành khoa học sử dụng phương pháp này đem lại nhiều kết quả rực rỡ, đặc biệt là trong việc nghiên cứu thổ nhưỡng, nghiên cứu các nguyên tố vi lượng trong đất trồng, trong cây trồng, trong phân bón của nông nghiệp, hay nghiên cứu thành phần thức ăn phục vụ chăn nuôi, phân tích nguyên tố vi lượng trong máu, serum, nước tiểu, phục vụ chữa bệnh.
- Phân tích quang phổ trong các lĩnh vực khác. Ngoài những lĩnh vực đã nêu, phương pháp phân tích quang phổ phát xạ nguyên tử còn được một số ngành khác sử dụng như là một công cụ phân tích. Ví dụ như trong ngành dược để kiểm tra một số kim loại độc hại trong các dược phẩm (Pb, Cu, Zn, Hg,...). Ngành nghiên cứu cổ
sử, công an, toà án, ngoại thương... Ngày nay, phổ phát xạ ICP còn là một loại công cụ phục vụ đắc lực cho công việc nghiên cứu và sản xuất vật liệu khoa học, như vật liệu từ, ván dẫn, vật liệu công nghiệp điện tử cao cấp. Nó rất phù hợp để xác định các nguyên tố đất hiếm, cả định tính và định lượng, từ lượng lớn đến lượng nhỏ trong các loại mẫu khác nhau.
3.1.2.Ứng dụng phân tích định tính bằng AES
Nguyên tắc của phân tích định tính theo phổ phát xạ là dựa trên cơ sở khi bị kích thích trong những điều kiện
nhất định, mỗi nguyên tử của một nguyên tố thường phát ra một số vạch phổ phát xạ đặc trưng riêng cho nó mà không có ở nguyên tố khác. Vì vậy khi quan sát được các vạch phổ đặc trưng của nó trong phổ thu được của mẫu phân trên kính ảnh hay trên băng giấy, thì ta có thể kết luận nguyên tố đó có mặt trong
cậy cao, thì chúng ta phải tìm thấy ít nhất là hai vạch đặc trưng của nó trong phổ
của mẫu. Với các máy có độ phân giải cao thì việc đánh giá định tính là dễ và khó nhầm lẫn. Bảng 3.1 là một số vạch phổ phát xạ đặc trưng của một nguyên tố trong phổ hồ quang và phổ ICP.
Bảng 3.1. Một số vạch phát xạ đặc trưng của các nguyên tố đó.
Nguyên tố Vạch phổ (nm) Cường độ Thế kích thích (eV)
Ag
328,068 338,289 520,907
5500R 2800R 100R
3,78 3,66 6,04
Al
308,216 309,271 396,153
320R 650R 900R
4,02 4,10 3,14
Ba
455,404 493,409 553,555
6500R 2000R 650R
7,93 7,72 3,24
Fe
248,328 358,120 371,994 373,487
280R 600R 600R 700
4,99 4,32 3,32 4,18
Mn
279,482 279,827 280,106 403,076
800R 650R 400R 2000R
5,89 6,10 5,90 3,10