1.2.1.1. Phương pháp cực phổ
Phương pháp này dựa trên việc ứng dụng sự phân cực nồng độ sinh ra trong quá trình điện phân trên điện cực có bề mặt nhỏ. Dựa vào đường cong biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng trong quá trình điện phân vào thế đặt vào, có thể xác định định tính và định lượng chất cần phân tích với độ chính xác khá cao. Đường
biểu diễn cường độ dòng tại thời điểm xảy ra sự khử ion cần phân tích bị gãy đột ngột ở phía trên, tạo nên đường gọi là sóng cực phổ. Dựa vào vị trí của sóng đó, có thể xác định thành phần định tính của chất điện li, dựa vào chiều cao của sóng có thể xác định được hàm lượng của ion bị khử. Giới hạn định lượng của phương pháp cực phổ cổ điển là 10 - 5M. Để tăng độ nhạy của phương pháp này thì cần phải triệt tiêu dòng tụ điện hoặc cố gắng để hạn chế nó tới mức tối đa.
Các tác giả [23] đã sử dụng phương pháp cực phổ để xác định asen, selen và telu trong nền mẫu rắn, mẫu rắn đƣợc vô cơ hoá bằng hỗn hợp axit nitric, percloric và axit hydrofloric.
1.2.1.2. Phương pháp von - ampe hòa tan
Nguyên tắc của phương pháp: dựa trên việc điện phân kết tủa làm giàu chất cần phân tích lên bề mặt điện cực, sau đó ghi tín hiệu hoà tan của chất cần phân tích. Do kết hợp với việc làm giàu nên phương pháp cho độ nhạy khá cao. Các yếu tố ảnh hưởng đến phương pháp gồm: pH, thế điện phân, bản chất điện cực làm việc và nền dung dịch chất điện ly. Chất điện ly phù hợp nhất cho việc xác định Asen là HCl và HClO4.
Phương pháp von - ampe được sử dụng rộng rãi trong thực tiễn phân tích. Nó đƣợc dùng để xác định những chất có nồng độ 10-7 - 5.10-7 mol/l.
Các tác giả [21] đã sử dụng phương pháp này để xác định Asen trong nước tự nhiên và trong vật liệu sinh học.
1.2.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis (phương pháp trắc quang)
Phân tích trắc quang là phương pháp được sử dụng phổ biến nhất trong các phương pháp phân tích hóa lý. Phương pháp này giúp định lượng nhanh chóng với độ nhạy và độ chính xác khá cao, đồng thời là một phương pháp đơn giản, thông dụng. Một số phương pháp trắc quang xác định As như sau:
1.2.2.1. Phương pháp đo quang xác định Asen sau khi hấp thụ asin bằng hỗn hợp AgNO3 - PVA - C2H5OH
Mẫu chứa As(III) và As(V) được xử lý với KI, NaBH4 trong môi trường H2SO4 tạo thành asin:
NaBH4 + H+ + 3H2O → H3BO3 + K+ + 8H* (H* là hiđro mới sinh) 12H* + 2As3+ → 2AsH3 + 3H2
Khí asin mới sinh đƣợc hấp thụ vào hỗn hợp dung dịch AgNO3 - PVA - C2H5OH sẽ tạo thành Ag3As.3AgNO3:
AsH3 + 6AgNO3 → Ag3As.3AgNO3 + 3HNO3
Ban đầu asin được tạo thành do phản ứng trên nhưng sau đó lại bị nước phân hủy theo phản ứng: 2Ag3As.3AgNO3 + 3H2O → 12Ag + As2O3 + 6HNO3
Tuy nhiên, trong môi trường C2H5OH thì phản ứng này không xảy ra. Hợp chất Ag3As.3AgNO3 có màu vàng, trong môi trường axit HNO3 rất loãng nó có thể bền từ 1 - 2 ngày. Nó đƣợc giữ ổn định bởi C2H5OH và HNO3 và đƣợc phân tán đều trong dung dịch khi có mặt PVA. Tiến hành đo quang dung dịch này ở = 408nm, nhiệt độ từ 20 đến 300C, dung dịch hấp thụ PVA 0,1% và AgNO3 0,012M trong HNO3 4M, C2H5OH 960 theo tỷ lệ thể tích tương ứng là 1: 1: 2. Giới hạn định lượng As đạt 1,34g, giới hạn phát hiện As là 0,447g. Phương pháp này cho phép xác định tổng lƣợng vết Asen trong mẫu thực tế với độ nhạy và độ chọn lọc cao vì đã qua quá trình tách và làm giàu As bằng cách cất asin [10].
1.2.2.2. Phương pháp Xanh molipden
Điều kiện cần cho phương pháp xanh molipden là asen phải ở dạng asenat.
Tất cả các dạng Asen trong mẫu phân tích sẽ đƣợc chuyển về As(V) khi phản ứng với các chất có tính oxi hóa mạnh nhƣ axit nitric, trong điều kiện đun nóng. As(V) sinh ra sẽ phản ứng với amoni molipdic trong môi trường axit để tạo ra các dạng asenat có chứa axit molipdic dị đa.
H3AsO4 + 12(NH4)2MoO4 + 21HNO3
12(NH4)3[AsMo12O40] ↓vàng + 21NH4NO3
Sau đó, bị khử thành dạng xanh molipden bằng thiếc clorua, hydrazin, hoặc axit ascobic. Dung dịch tạo thành có khẳ năng hấp thụ ánh sáng trong khoảng bước sóng 840 - 860nm. Tuy nhiên, phương pháp này bị ảnh hưởng bởi phốt phát và silicat, để loại trừ ảnh hưởng ta nên hòa tan Asen ở dạng AsCl3 hoặc AsBr3. Phương pháp này thường sử dụng để xác định As trong quặng Ge, giới hạn xác định nồng độ As cho phép là 0,01 - 0,2 ppm [11, 24].
1.2.2.3. Phương pháp dùng thuốc thử bạc Đietyl đithiocacbamat (AgDDC) Nguyên tắc: Dùng hiđro mới sinh (Zn hạt trong HCl hoặc NaBH4) khử các hợp chất của Asen trong dung dịch thành AsH3, tiếp tục dẫn AsH3 vào ống hấp thụ chứa bạc đietyl đithiocacbamat trong pyridin hay clorofom để tạo phức màu đỏ, sau đó tiến hành đo độ hấp thụ quang ở bước sóng ở = 535nm. Cơ chế của phản ứng có thể đƣợc mô tả:
AsH3 + 6(C2H5)2NCSSAg → [(C2H5)2NCSS]3As + 6Ag + 3[(C2H5)2NCSSH]
Trong quá trình khử Asen thành AsH3 có thể xuất hiện các khí nhƣ: SbH3, H2S…. Các khí này cũng tác dụng với AgDDC dẫn đến sai số. Để loại trừ ảnh hưởng này người ta dẫn khí đi qua tháp làm sạch chứa bông thuỷ tinh tẩm Pb(CH3COO)2. Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi để xác định Asen trong nước ngầm, nước thải, quặng, than đá và hắc ín…. Độ nhạy của phương pháp là 0,01ppm [19].
1.2.3. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS [1, 2]
Nguyên tắc: Phương pháp phân tích dựa trên cơ sở đo phổ hấp thụ nguyên tử của một nguyên tố đƣợc gọi là phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (phép đo AAS).
Cơ sở lý thuyết của phép đo này là sự hấp thụ năng lƣợng (bức xạ đơn sắc) của nguyên tử tự do ở trong trạng thái hơi (khí) khi chiếu chùm tia bức xạ qua đám hơi của nguyên tố ấy trong môi trường hấp thụ [2, 8].
Muốn thực hiện phép đo AAS để xác định một nguyên tố trong một loại mẫu, cần phải tiến hành nhƣ sau:
+ Chuyển mẫu phân tích tạo thành dạng dung dịch đồng thể, + Hóa hơi dung dịch phân tích thành đám hơi của mẫu, + Nguyên tử hóa đám hơi,
+ Chiếu chùm vào đám hơi nguyên tử tự do để sinh phổ AAS, + Thu phổ AAS, phân giải, chọn một bước sóng để đo A , λ + Ghi lại kết quả đo A .λ
Hiện nay, hệ máy AAS đầy đủ gồm có: Phép đo ngọn lửa (F - AAS), phép đo không ngọn lửa (GF - AAS), phép đo hiđrua hóa (hóa hơi lạnh HVG - AAS), phép đo xác định mẫu rắn [2].
1.2.3.1. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử sử dụng kỹ thuật hyđrua hoá (HVG - AAS) [2, 8]
Nguyên tắc: Khử As(V) về As(III) bằng KI, axit ascorbic sau đó phản ứng với NaBH4 trong môi trường axit để tạo thành hợp chất AsH3 và được dẫn tới cuvet chữ T để nguyên tử hóa và đo phổ hấp thụ của Asen:
As(III) + NaBH4 + H+ → AsH3 t0C As(k)
Tác nhân khử có thể là KI trong môi trường HCl, KI với SnCl2 hoặc KI với axit ascorbic… Kỹ thuật này đã khắc phục đƣợc đáng kể nhƣợc điểm của sự mù hóa, nâng cao được độ nhạy do vậy phương pháp này được ứng dụng rất rộng rãi để xác định Asen.
Các tác giả [20] đã sử dụng phương pháp này để xác định asen và antimon trong sữa.
Các tác giả [13] đã nghiên cứu khả năng tách và xác định lƣợng vết As(III), As(V) trong mẫu nước bằng kỹ thuật chiết pha rắn và phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử hiđrua hóa (HVG - AAS).
Các tác giả [14] đã phân tích tổng hàm lượng As vô cơ trong mẫu nước ngầm ở Nam Tân, Nam Sách, Hải Dương bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử dùng kỹ thuật hiđrua hóa (HVG - AAS).
1.2.3.2. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF - AAS).
Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa là một trong những phương pháp đáng tin cậy và là kỹ thuật hiện đại để xác định lượng vết Asen và siêu vết các nguyên tố trong mẫu nước, đất và sinh học. Đó là phương pháp có độ nhạy cao với thời gian phân tích ngắn so với phương pháp ICP- MS thì giá thành thấp, thể tích mẫu đƣa vào mỗi lần từ 2-100l chính vì vậy mà tốn ít hoá chất, để xác định Asen không cần cần tách và làm giàu mẫu [2, 17].
Tác giả Jérôme Michon và cộng sự [22] đã sử dụng phương pháp này để xác định tổng lượng Asen vô cơ trong nước uống sử dụng chất cải biến là Pd(NO3)2 làm chất cải biến hoá học và phương pháp có giới hạn phát hiện là 0,26 g/l.