Ở điều kiện bình thường nguyên tử khơng thu và cũng khơng phát năng lượng. Nhưng khi nguyên tử tồn tại ở trạng thái tự do, bị kích thích bằng chùm tia đơn sắc cĩ năng lượng và bước sĩng phù hợp (được tạo bởi một loại đèn riêng cho từng nguyên tố kim loại) thì chúng sẽ hấp thụ năng lượng của bức xạ đĩ và sinh ra một loại phổ là phổ hấp thụ nguyên tử của nguyên tố đĩ.
Về nguyên tắc, kỹ thuật nguyên tử hĩa khơng ngọn lửa là quá trình nguyên tử hĩa tức khắc trong thời gian rất ngắn nhờ năng lượng của dịng điện cơng suất lớn và trong mơi trường khí trơ. Quá trình nguyên tử hĩa diễn ra theo các giai đoạn kế tiếp nhau: Sấy khơ mẫu, tro hĩa luyện mẫu, nguyên tử hĩa mẫu để đo phổ hấp thụ và cuối cùng là làm sạch cuvet. Trong đĩ hai giai đoạn đầu là chuẩn bị cho giai đoạn nguyên tử hĩa để đạt kết quả tốt. Nhiệt độ trong cuvet graphit là yếu tố chính quyết định mọi sự diễn biến của quá trình nguyên tử hĩa mẫu.
Do đĩ, muốn thực hiện phép đo phổ hấp thụ nguyên tử của một nguyên tố cần thực hiện các quá trình sau:
1. Chọn các điều kiện và loại trang bị phù hợp để chuyển mẫu phân tích từ trạng thái ban đầu (rắn hay dung dịch) thành trạng thái hơi của các nguyên tử tự do.
2. Chiếu chùm tia bức xạ đặc trưng của nguyên tố cần phân tích qua đám hơi nguyên tử tự do vừa tạo ở trên. Các nguyên tử của nguyên tố cần xác định trong đám hơi sẽ hấp thụ những tia bức xạ nhất định và tạo ra phổ hấp thụ của nĩ.
3. Nhờ hệ thống máy quang phổ người ta thu tồn bộ chùm sáng, phân ly và chọn một vạch phổ hấp thụ của nguyên tố cần phân tích để đo cường độ của nĩ. Cường độ đĩ chính là tín hiệu hấp thụ. Trong một giới hạn nhất định của nồng độ [C], giá trị cường độ này phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ [C] của nguyên tố ở trong mẫu phân tích. Theo định luật Buger – Lamber – Beer: Khi chùm sáng đơn sắc cĩ cường độ I0 được chiếu vào mơi trường hấp thụ cĩ độ dài l (cm) chứa N0 nguyên tử, sau khi ra khỏi mơi trường cịn lại cường độ I, thì cường độ của một vạch phổ hấp thụ là:
D = log (I0/I) = 2,303Kg.l.N0 (a) Trong đĩ: - D là cường độ hấp thụ của một vạch phổ.
- Kg là hằng số, được gọi là hệ số hấp thụ, phụ thuộc l. Số nguyên tử N0 cĩ quan hệ với nồng độ [C] của nguyên tố trong mẫu theo biểu thức:
N0 = ki.Cb (b)
Với ki là hằng số thực nghiệm, phụ thuộc vào tất cả các điều kiện hĩa hơi và nguyên tử hĩa mẫu nhất định đối với một hệ thống máy AAS và với các điều kiện đã chọn cho mỗi phép đo.
Bb: là hằng số bản chất được quyết định bởi bản chất mỗi loại nguyên tử và nồng độ của nĩ trong mẫu. Trong mọi điều kiện ta đều cĩ:
0 < b ≤ 1 Từ (a) và (b) suy ra: D = a.Cb (c)
Đây là phương trình cơ sở của phép định lượng các nguyên tố theo phổ hấp thụ nguyên tử. Đường quan hệ D – C theo phương trình (c) cĩ hai miền ứng với b = 1 và b < 1. Khi b = 1 quan hệ D – C là tuyến tính, trong phân tích người ta sử dụng đoạn này làm đường chuẩn, nồng độ chất nghiên cứu cần nằm trong khoảng này [11].
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM