I- BỨC XẠ, TIA PHÓNG XẠ; C1 C6 – CATÔT A– ANÔT.
1.4.1.1Phương trình cơ bản của phép đo
Trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử, mối quan hệ giữa cường độ của một vạch phổ và nồng độ của nó trong môi trường hấp thụ cũng tuân theo định luật hấp thụ quang Lambert-Beer. Nghĩa là nếu chiếu chùm tia sáng đơn sắc có cường độ I0 đi qua một môi trường chứa một loại nguyên tử tự do nồng độ N và có bề dày L cm thì mối quan hệ giữa Io và phân cường độ ánh sáng I đi qua môi trường đó được tính theo công thức :
0
lgI K N L'. .
I =
Ở đây đại lượng lg(I0/I) chính là năng lượng của tia sáng đã bị mất đi do sự hấp thụ của các nguyên tử tự do trong môi trường đó. Như vậy nó chính là cường độ của vạch phổ hấp thụ và chúng ta có :
'. .
Dλ =K N L
Công thức này cho chúng ta biết mối quan hệ giữa cường độ của một vạch phổ hấp thụ và nồng độ của nguyên tố ở trạng thái hơi trong môi trường hấp thụ. Nhưng nó chưa cho biết mối quan hệ giữa cường độ vạch phổ và nồng độ của nguyên tố trong mẫu phân tích. Như vậy, nếu gọi nồng độ của nguyên tố ở trong mẫu phân tích là C thì chúng ta cần phải tìm mối quan hệ giữa C và N và rồi từ đó sẽ suy ra được mối quan hệ giữa C và D. Mà từ nồng độ C trong dung dịch chuyển thành nồng độ N ở trạng thái
khí, là có được bởi quá trình hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu phân tích. Nghiên cứu vấn đề này, nhiều kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng, mối quan hệ của sự chuyển hóa giữa C và N là rất phức tạp và nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố như :
-Bản chất của nguyên tố phân tích, trạng thái liên kết. -Tính chất của hợp chất mà các nguyên tố đó tồn tại.
-Thành phần vật lý và hóa học của mẫu phân tích, đặc biệt là chất nền. -Các điều kiện để thực hiện quá trình nguyên tử hóa mẫu.
Tuy phức tạp nhưng từ những kết quả thực nghiệm và trong một phạm vi nhất định của nồng độ C của nguyên tố cần nghiên cứu ở trong mẫu phân tích một cách tổng quát, thì mối quan hệ giữa C và N được xác định theo công thức :
N=k.Cb
Trong đó k là một hằng số thực nghiệm.
Còn b là một hằng số, được gọi là hằng số bản chất, nó phụ thuộc vào nồng độ C, tính chất hấp thụ phổ của mỗi nguyên tố và từng vạch phổ của nguyên tố đó. Hằng số b có giá trị bằng hoặc nhỏ hơn 1. Khi nồng độ C của nguyên tố phân tích là nhỏ thì b luôn luôn bằng 1. Khi C tăng thì b nhỏ dần theo giá trị 1 và tiến tới 0, tất nhiên không bao giờ bằng 0. Như thế với mỗi vạch phổ của một nguyên tố phân tích, chúng ta luôn luôn có một giá trị nồng độ C0 mà với mọi giá trị :
Cx<C0 thì b luôn luôn bằng 1, lúc này D phụ thuộc tuyến tính vào C.
Cx>C0 thì b luôn luôn nhỏ hơn 1, lúc này D không phụ thuộc tuyến tính vào C. Tổng quát : . b
Dλ =a C
Đây chính là phương trình cơ sở của phương pháp phân tích định lượng dựa theo việc đo AAS của một nguyên tố để xác định nồng độ (hàm lượng) của nó và mối quan hệ này được minh họa trong hình sau :
Hình 1.9 : Dạng (a) bình thường, Dạng (b) lý tưởng, Dạng (c) đặc biệt
Nếu b=1 thì mối quan hệ giữa D và C tuyến tính theo phương trình có dạng y=ax. Khi đó đường biểu mối quan hệ này là một đường thẳng đi qua gốc tọa độ. Nhưng thực nghiệm cho thấy rằng trường hợp này chỉ xảy ra trong vùng nồng độ nhỏ. Đây là trường hợp lý tưởng, nó chỉ có được đối với một số vạch phổ không nhạy của một vài nguyên tố như Fe, Ni, Si. Phổ biến nhất là trường hợp (b). Trường hợp (c) là một dạng phức tạp, trong trường hợp này quan hệ giữa D và C không tuyến tính trong bất kỳ vùng nồng độ nào. Song chỉ rất ít vạch phổ, đặc biệt là các vạch phổ nhạy và có khả năng tự đảo lớn mới tuân theo quy luật này. Trong phân tích nếu gặp trường hợp này cần phải hết sức chú ý khi lập đường chuẩn. Nghĩa là phải dùng nhiều mẫu đầu có nồng độ gần nhau để dựng đường chuẩn và chỉ có như thế chúng ta mới xác định chính xác vị trí của đường chuẩn, vạch phổ Na-589nm là đại diện cho trường hợp này.