Phổ hấp thụ nguyên tử

Định nghĩa:  Phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) là 1 kỹ thuật phân tích để đo nồng độ, hàm lượng các nguyên tố.  AAS rất nhạy, có thể đo được dưới 1 phần tỷ của 1gam trong 1 mẫu.  AAS sử dụng bước sóng ánh sáng được hấp thụ đặc biệt bởi 1 nguyên tố Nguyên lý: Khi chiếu một chùm bức xạ điện từ tác động lên khối vật chất thì sự hấp thụ của khối vật chất đó phụ thuộc vào bản chất của nó, như vậy đo lượng tia bức xạ bị hấp thụ ta có thể xác định được tính chất của vật liệu.

doc12 trang | Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 1954 | Lượt tải: 2download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Phổ hấp thụ nguyên tử, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ Định nghĩa: Phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) là 1 kỹ thuật phân tích để đo nồng độ, hàm lượng các nguyên tố. AAS rất nhạy, có thể đo được dưới 1 phần tỷ của 1gam trong 1 mẫu. AAS sử dụng bước sóng ánh sáng được hấp thụ đặc biệt bởi 1 nguyên tố Nguyên lý: Khi chiếu một chùm bức xạ điện từ tác động lên khối vật chất thì sự hấp thụ của khối vật chất đó phụ thuộc vào bản chất của nó, như vậy đo lượng tia bức xạ bị hấp thụ ta có thể xác định được tính chất của vật liệu. Khi ¸nh s¸ng t­¬ng t¸c víi c¸c ph©n tö khÝ x¶y ra ba qu¸ tr×nh kh¸c nhau (nh­ h×nh bªn): qu¸ tr×nh hÊp thô, qu¸ tr×nh ph¸t x¹ tù ph¸t, qu¸ tr×nh ph¸t x¹ kÝch thÝch. §èi víi phæ hÊp thô chóng ta chØ xÐt hai qu¸ tr×nh: hÊp thô vµ ph¸t x¹ tù ph¸t. Phæ hÊp thô øng dông tèt nhÊt ®èi víi nh÷ng nguyªn tö hoÆc nh÷ng ph©n tö nhá. §èi víi c¸c ph©n tö lín chóng ta ph¶i dïng tíi phæ Raman hoÆc phæ hÊp thô hång ngo¹i. Eexcited - Eground = h¦ ; ¦ = (Eexcited - Eground) / h ; víi l = c/¦ suy ra:      l  = hc/ (Eexcited - Eground) B­íc sãng (λ) cña ¸nh s¸ng hÊp thô phô thuéc vµo c¶ tr¹ng th¸i c¬ b¶n vµ tr¹ng th¸i kÝch thÝch cña nguyªn tè. C­êng ®é chïm bøc x¹ t­¬ng øng víi b­íc sãng sÏ cho th«ng tin vÒ ®Þnh l­îng nguyªn tè. Ph­¬ng ph¸p phæ hÊp thô nguyªn tö dùa vµo kh¶ n¨ng hÊp thô chän läc c¸c bøc x¹ céng h­ëng cña c¸c nguyªn tö ë tr¹ng th¸i tù do. §èi víi mçi lo¹i nguyªn tö, bøc x¹ céng h­ëng cã b­íc sãng x¸c ®Þnh. Th«ng th­êng, khi hÊp thô bøc x¹ céng h­ëng, nguyªn tö sÏ chuyÓn tõ tr¹ng th¸i øng víi møc n¨ng l­îng c¬ b¶n sang møc n¨ng l­îng gÇn møc n¨ng l­îng c¬ b¶n nhÊt mµ ng­êi ta th­êng gäi lµ b­íc nh¶y céng h­ëng. Trong ph­¬ng ph¸p nµy, c¸c nguyªn tö tù do ®­îc t¹o ra khi ta phun dung dÞch ph©n tÝch ë tr¹ng th¸i aerozon vµo ngän ®Ìn khÝ, chÊt nghiªn cøu bÞ nhiÖt ph©n vµ t¹o c¸c nguyªn tö tù do. §a sè c¸c nguyªn tö ®­îc t¹o thµnh ë tr¹ng th¸i c¬ b¶n. Trong ®iÒu kiÖn ®ã, nÕu ta h­íng vµo ngän löa mét chïm bøc x¹ ®iÖn tõ cã tÇn sè b»ng tÇn sè céng h­ëng, c¸c nguyªn tö tù do cã thÓ hÊp thô c¸c bøc x¹ céng h­ëng nµy vµ lµm gi¶m c­êng ®é cña chïm bøc x¹ ®iÖn tõ. §©y lµ c¬ së vËt lÝ cña ph­¬ng ph¸p hÊp thô nguyªn tö. Sù t¹o thµnh phæ hÊp thô nguyªn tö gåm hai qu¸ tr×nh: qu¸ tr×nh nguyªn tö ho¸ vµ sù hÊp thô bøc x¹ céng h­ëng. Qu¸ tr×nh nguyªn tö ho¸: §Ó tiÕn hµnh ph©n tÝch c¸c chÊt theo ph­¬ng ph¸p hÊp thô nguyªn tö, ta ph¶i biÕn chÊt nghiªn cøu tõ tr¹ng th¸i tËp hîp sang tr¹ng th¸i nguyªn tö tù do. Ngän löa lµ mét trong nh÷ng ph­¬ng tiÖn c¬ b¶n ®Ó thùc hiÖn qu¸ tr×nh nguyªn tö ho¸. Gi¶ sö kim lo¹i nghiªn cøu Me trong dung dÞch hîp chÊt MeX ®­îc phun vµo ngän löa ®Ìn khÝ ë d¹ng aerozon, qu¸ tr×nh nhiÖt ph©n MeX sÏ x¶y ra: MeX ---> Me + X Bªn c¹nh qu¸ tr×nh nµy còng cã thÓ x¶y ra c¸c qu¸ tr×nh kh¸c nh­ qu¸ tr×nh t¹o hîp chÊt lo¹i MeO, MeOH, MeH lµm gi¶m nång ®é nguyªn tö Me. §Ó gi¶m qu¸ tr×nh t¹o hîp chÊt chøa oxy cña Me, ng­êi ta ph¶i t¹o ®iÒu kiÖn ®Ó bÇu khÝ cã tÝnh khö m¹nh. §ång thêi, ®Ó gi¶m qu¸ tr×nh i«n ho¸ nguyªn tö cã thÓ lµm gi¶m ®é nh¹y cña ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch, ng­êi ta ph¶i ®­a vµo trong dung dÞch ph©n tÝch chÊt dÔ bÞ i«n ho¸ ®Ó t¨ng nÒn ®iÖn tö trong bÇu khÝ. Sù hÊp thô bøc x¹ céng h­ëng: Khi h­íng mét chïm bøc x¹ ®iÖn tõ cã tÇn sè ®óng b»ng tÇn sè céng h­ëng cña nguyªn tè Me, hiÖn t­îng hÊp thô céng h­ëng x¶y ra, nguyªn tö Me chuyÓn lªn møc kÝch thÝch gÇn nhÊt: Me + hν ---> Me* Ng­êi ta ®· chøng minh ®­îc r»ng ë nhiÖt ®é cña c¸c ngän ®Ìn khÝ (T £ 3000 0C) ®èi víi nhiÒu nguyªn tö, nång ®é c¸c nguyªn tö bÞ kÝch thÝch lµ kh«ng ®¸ng kÓ(1-2% so víi nång ®é chung cña c¸c nguyªn tö) vµ Ýt bÞ thay ®æi theo nhiÖt ®é. Do ®ã, trong phæ hÊp thô nguyªn tö, sè nguyªn tö cã kh¶ n¨ng hÊp thô bøc x¹ céng h­ëng thùc tÕ b»ng sè nguyªn tö chung cña nguyªn tè cÇn x¸c ®Þnh vµ Ýt bÞ ¶nh h­ëng bëi nhiÖt ®é ngän löa. Nh­ vËy, ph­¬ng ph¸p phæ hÊp thô nguyªn tö cho kÕt qu¶ ph©n tÝch chÝnh x¸c, ®é nh¹y cao. §èi víi mét sè nguyªn tè, ph­¬ng ph¸p hÊp thô nguyªn tö cã thÓ x¸c ®Þnh ®Õn nång ®é 0.1 – 0.005mg/l víi ®é chÝnh x¸c tõ 1 – 4%. Máy hấp thụ nguyên tử M¸y hÊp thô nguyªn tö cã bèn khèi chÝnh: 1_ Nguån bøc x¹ 2_ ThiÕt bÞ nguyªn tö ho¸ 3_ M¸y ph¸t tia ®¬n s¾c 4_ ThiÕt bÞ ghi phæ Nguån bøc x¹ céng h­ëng Trong ph­¬ng ph¸p hÊp thô nguyªn tö, nguån ph¸t bøc x¹ céng h­ëng th­êng lµ c¸c nguån ph¸t cã ®é æn ®Þnh cao nh­ c¸c ®Ìn catèt rçng hay c¸c ®Ìn cao tÇn h×nh cÇu ph¸t c¸c phæ hång ngo¹i hoÆc tia löa cña nguyªn tè x¸c ®Þnh. C¸c nguån nµy ph¶i ph¸t c¸c v¹ch phæ hÑp cã ®é chãi s¸ng cao vµ c­êng ®é ph¶i rÊt æn ®Þnh. Trong sè c¸c lo¹i nguån trªn, ®Ìn catèt rçng lµ lo¹i nguån ®­îc sö dông phæ biÕn. §Ìn catèt rçng cã d¹ng bãng thuû tinh h×nh trô, ®­êng kÝnh 3 -5cm, cã cöa sæ b»ng th¹ch anh hoÆc thuû tinh. Catèt cña ®Ìn ®­îc chÕ t¹o b»ng kim lo¹i d­íi d¹ng èng h×nh trô hoÆc d¹ng chiÕc cèc nhá. Anèt ®­îc chÕ t¹o b»ng thanh kim lo¹i. C¶ hai cùc ®Æt trong bãng thuû tinh chøa khÝ tr¬ (argon hay neon) víi ¸p suÊt kh«ng lín (0.2 – 2 mPa). §Ìn catèt rçng ®­îc nu«i b»ng dßng ®iÖn n¾n, ®iÖn ¸p 300 ®Õn 500 V cã ®é æn ®Þnh cao. Dßng phãng cña ®Ìn th­êng lµ vµi mA. Catèt cña ®Ìn ®­îc chÕ t¹o tõ kim lo¹i, hîp kim khã nãng ch¶y cã chøa vµi nguyªn tè cÇn x¸c ®Þnh. ThiÕt bÞ nguyªn tö ho¸. Ph­¬ng ph¸p nguyªn tö ho¸ phæ biÕn nhÊt lµ ph­¬ng ph¸p ph©n huû nhiÖt, mÉu ®­îc nung nãng ®Õn mét nhiÖt ®é mµ t¹i ®ã, ph©n tö bÞ ph©n tÝch thµnh c¸c nguyªn tö tù do. §Ó nguyªn tö ho¸, ng­êi ta th­êng dïng hai ph­¬ng ph¸p: nguyªn tö ho¸ b»ng ngän löa vµ nguyªn tö ho¸ b»ng lß ®iÖn. a. Nguyªn tö ho¸ b»ng ngän löa: §©y lµ ph­¬ng ph¸p phæ biÕn vµ l©u ®êi nhÊt. ThiÕt bÞ dïng ®Ó ph¸t ngän löa ®¬n gi¶n, ho¹t ®éng kh¸ tin cËy. Tuy nhiªn, n¨ng l­îng nguån kh«ng cao nªn chØ kÝch thÝch ®­îc c¸c nguyªn tè dÔ kÝch thÝch. NhiÖt ®é cña ngän ®Ìn khÝ phô thuéc vµo thµnh phÇn cña hçn hîp khÝ ch¸y. Ngän ®Ìn khÝ th­êng cã thÓ cho nhiÖt ®é kho¶ng 900 0C. Hçn hîp H2 – kh«ng khÝ cho nhiÖt ®é 2100 0C, hçn hîp H2 – O2 cho nhiÖt ®é 2800 0C, hçn hîp axetilen – oxy cho nhiÖt ®é gÇn 3000 0C. Ng­êi ta cßn dïng c¸c hçn hîp khÝ kh¸c nh­ hçn hîp N2O – C2H2. ChÊt nghiªn cøu th­êng ®­îc ®­a vµo d­íi d¹ng dung dÞch. Dung dÞch ®­îc ®­a vµo ngän löa b»ng thiÕt bÞ t¹o aerosol ®Æc biÖt. Aerosol ®­îc t¹o thµnh trong buång trén khÝ. Aerosol t¹o thµnh vµ khÝ ch¸y sÏ ®i tíi ®Çu ®èt. §Çu ®èt th­êng ë d¹ng khe dµi 10cm, réng 0.38 mm ®Õn 0.6 mm, lµm tõ nh«m hoÆc thÐp kh«ng gØ. §Ó ng¨n ngän löa kh«ng bÞ ch¸y ng­îc l¹i vµ næ trong buång trén, tèc ®é dßng hçn hîp nhiªn liÖu – chÊt oxy ho¸ ®i qua cöa ®èt ®­îc ®iÒu khiÓn vµ th­êng lín h¬n tèc ®é b¾t löa cña hçn hîp vµ lÇn. Nguån kÝch thÝch ngän löa cã n¨ng l­îng kh«ng cao nªn th­êng ®­îc dïng ®Ó ph©n tÝch c¸c nguyªn tè dÔ kÝch thÝch nh­ kim lo¹i kiÒm, kiÒm thæ, Cu. Nh­îc ®iÓm cña ph­¬ng ph¸p nguyªn tö ho¸ b»ng ngän löa lµ tØ lÖ nguyªn tö hãa trªn toµn bé mÉu kh«ng cao, chØ kho¶ng 10%, 90% l­îng mÉu cßn l¹i ®i theo r·nh tho¸t ra ngoµi. Do ®ã, hiÖu qu¶ nguyªn tö ho¸ thÊp, ®é nh¹y ph©n tÝch kh«ng cao. b. Nguyªn tö ho¸ b»ng lß graphit: Lo¹i lß èng graphit th­êng cã thµnh máng dµi tõ 9 – 30 mm, ®­êng kÝnh trong 4-5mm. Hai ®Çu lß ®­îc kÑp chÆt vµo hai tiÕp ®iÓm graphit dµy, ch¾c. §Ó lß khái bÞ ch¸y, ng­êi ta lu«n thæi quanh lß mét dßng khÝ argon, dßng khÝ nµy còng ng¨n sù thÊt tho¸t cña l­îng mÉu ®· bay h¬i khái buång nguyªn tö ho¸. Toµn bé lß ®­îc ®Æt trong bao l¹nh, lµm l¹nh b»ng dßng n­íc. Dung dÞch mÉu ®­îc ®­a vµo lß b»ng micropipet víi l­îng 5 ®Õn 10μl qua lç më ë gi÷a lß. Sau khi sÊy mÉu, lß ®­îc ®èt nãng ®Õn 3000K. Khi ®ã, b· th« cña mÉu ®­îc bay h¬i vµ h¬i mÉu chøa ®Çy èng lß. Bøc x¹ ®iÖn tõ cã b­íc sãng thÝch hîp ®­îc chiÕu qua èng vµ sÏ bÞ hÊp thô. NhiÖt ®é cu¶ lß graphit ®­îc ®iÒu khiÓn b»ng thiÕt bÞ ®iÖn tö theo ch­¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn chän tr­íc. Qu¸ tr×nh nung ®­îc thùc hiÖn qua 3 giai ®o¹n: -> Giai ®o¹n sÊy: nhiÖt ®é sÊy kho¶ng 100 0C, n­íc vµ dung m«i trong mÉu bay h¬i hoµn toµn. -> Giai ®o¹n tro ho¸: nhiÖt ®é trong lß tõ 400 0C ®Õn 1000 0C, c¸c chÊt h÷u c¬ bÞ ph©n huû vµ bay h¬i. -> Giai ®o¹n nguyªn t­ ho¸: nhiÖt ®é lß tõ 1400 0C tíi 3000 0C, c¸c hîp chÊt chøa kim lo¹i bÞ nguyªn tö ho¸. Ch­¬ng tr×nh ho¸ nhiÖt ®é lß graphit t,s 0C 1000 3000 2000 Qu¸ tr×nh nung nãng ®­îc thùc hiÖn d­íi ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é, thêi gian, tèc ®é t¨ng nhiÖt phï hîp víi lo¹i nguyªn tè vµ thµnh phÇn mÉu cÇn x¸c ®Þnh. HÖ ®¬n s¾c kÕ Trong ph­¬ng ph¸p hÊp thô nguyªn tö, ng­êi ta th­êng dïng hÖ ®¬n s¾c kÕ sö dông c¸ch tö nhiÔu x¹ lµm phÇn tö t¸n s¾c. Khe vµo nhËn ¸nh s¸ng tõ phÝa ngän löa, khe ra cã l¾p tÕ bµo quang ®iÖn hoÆc ®Ìn nh©n quang ®iÖn cïng mét sè thiÕt bÞ ghi tÝn hiÖu ph©n tÝch. C¸ch tö nhiÔu x¹ ph¼ng truyÒn qua lµ c¸c b¶n ph¼ng th¹ch anh hoÆc thuû tinh, mÆt sau cã phñ mét líp nh«m máng. Trªn bÒ mÆt nh«m cã v¹ch c¸c v¹ch song song t¹o thµnh hÖ thèng khe. Sè khe trong c¸ch tö cã thÓ tõ hµng tr¨m ®Õn hµng ngh×n trªn 1 mm chiÒu dµi, c¸ch tö th­êng ®­îc chÕ t¹o theo chuÈn: 300, 600, 1200, 1800… trªn 1 mm. C¸c c¸ch tö nhiÔu x¹ ph¶n x¹ ®­îc chÕ t¹o b»ng c¸ch c¾t c¸c v¹ch song song trªn c¸c mÆt ph¼ng hoÆc mÆt cong kim lo¹i. §é t¸n s¾c cña c¸ch tö sÏ cµng lín nÕu sè v¹ch trªn 1mm cµng lín. HÖ ®¬n s¾c kÕ Nguyªn lý lµm viÖc cña c¸ch tö nhiÔu x¹: dùa vµo viÖc ph©n ly ¸nh s¸ng thµnh quang phæ dùa vµo hiÖn t­îng nhiÔu x¹ ¸nh s¸ng qua hÖ thèng khe kÕt hîp víi hiÖn t­îng giao thoa ¸nh s¸ng. §iÒu kiÖn ®Ó cã cùc ®¹i nhiÔu x¹ lµ: ∆ = mλ = dsinφ trong ®ã: ∆: hiÖu quang tr×nh cña hai tia kÕ tiÕp nhau λ: b­íc sãng cña bøc x¹ truyÒn qua khe φ: gãc lÖch cña chïm tia lã so víi ph¸p tuyÕn cña m¹ng (gãc nhiÔu x¹) d: kho¶ng c¸ch gi÷a hai khe kÕ tiÕp (chu kú c¸ch tö) m: sè nguyªn (bËc cña quang phæ) Nh­ vËy gãc nhiÔu x¹ phô thuéc vµo b­íc sãng λ, ®©y lµ nguyªn lÝ cho viÖc dïng c¸c c¸ch tö nhiÔu x¹ lµm phÇn tö t¸n s¾c. Trong c¸c m¸y quang phæ, nÕu dïng l¨ng kÝnh, ®é t¸n s¾c gi¶m khi b­íc sãng λ t¨ng. Khi dïng c¸ch tö nhiÔu x¹, ®é t¸n s¾c cña m¸y hÇu nh­ kh«ng ®æi theo λ. ChÊt l­îng cña m¸y cßn ®­îc ®¸nh gi¸ b»ng n¨ng suÊt ph©n gi¶i R cña m¸y, ®ã lµ kh¶ n¨ng ph©n biÖt hai v¹ch phæ cã b­íc sãng gÇn nhau nhÊt ghi ®­îc trªn m¸y ®o. R = trong ®ã: λ: miÒn phæ quan s¸t ∆λ: hiÖu sè b­íc sãng cña hai v¹ch phæ gÇn nhau cã thÓ ph©n biÖt ®­îc khi ghi trªn m¸y. Cã thÓ dïng c¸c hÖ quang phæ bÊt kú nµo ®Ó lµm bé ®¬n s¾c kÕ, miÔn lµ chóng cã khe ra vµ ph¶i cã ®é t¸n s¾c ®ñ lín vµ ®Òu trong vïng phæ vµ ®ñ s¸ng. ThiÕt bÞ ghi phæ. Cathode Cùc ph¸t Anode ViÖc ghi nhËn phæ ®­îc thùc hiÖn b»ng c¸c thiÕt bÞ quang ®iÖn: tÕ bµo quang ®iÖn hoÆc ®Ìn nh©n quang ®iÖn tö. TÕ bµo quang ®iÖn cho phÐp biÕn ®æi n¨ng l­îng ¸nh s¸ng thµnh n¨ng l­îng ®iÖn dùa vµo hiÖu øng quang ®iÖn tö. §Ìn nh©n quang ®iÖn tö ghi nhËn ¸nh s¸ng víi ®é nh¹y cao h¬n so víi tÕ bµo quang ®iÖn. C¸c nh©n quang ®iÖn tö ho¹t ®éng theo hiÖu øng quang ®iÖn ngoµi vµ hiÖu øng ph¸t quang ®iÖn tö thø cÊp. C¸c ®iÖn cùc ®­îc bè trÝ ®Ó ®ãn dßng ®iÖn tö s¬ cÊp r¬i trªn emitor (cùc ph¸t) ®Çu tiªn ®Ó g©y sù ph¸t x¹ ®iÖn tö thø cÊp tõ emitor thø hai, c¸ ®iÖn tö nµy l¹i h­íng vÌ c¸c emitor tiÕp sau. Sù khuÕch ®¹i tu©n theo ®Þnh luËt cÊp sè nh©n: I = I0.σm trong ®ã: I: c­êng ®é dßng ra cña m¸y I0: c­êng ®é dßng ra ban ®Çu σ: hÖ sè ph¸t x¹ ®iÖn tö thø cÊp m: sè lÇn khuÕch ®¹i èng nh©n quang Nh©n quang ®iÖn tö cho hÖ sè khuÕch ®¹i 105 ®Õn 106 lÇn. Dßng quang ®iÖn nhËn ®­îc tõ tÕ bµo quang ®iÖn hoÆc nh©n quang ®iÖn tö ®­îc khuÕch ®¹i ®Ó cã thÓ ®o ®­îc b»ng c¸c m¸y chØ thÞ b»ng kim hoÆc mµy ghi trªn b¨ng giÊy. Ngµy nay, trong c¸c m¸y hiÖn ®¹i, c¸c tÝn hiÖu ph©n tÝch th­êng ®­îc m· ho¸, th«ng qua kÜ thuËt sè, ghÐp nèi víi m¸y vi tÝnh. Th«ng qua kÜ thuËt sè vµ m¸y tÝnh, ng­êi ta cã thÓ nhËn ®­îc kÕt qu¶ ph©n tÝch ngay trong qu¸ tr×nh ghi phæ. KÕt qu¶ ph©n tÝch nhËn ®­îc cã thÓ d­íi d¹ng ®å thÞ, hµm l­îng chÊt nghiªn cøu víi c¸c th«ng tin vÒ ®é chÝnh x¸c, ®é tin cËy. §iÒu kiÖn ph©n tÝch. ThiÕt bÞ ph©n tÝch ph¶i ®­îc ®Æt trong ®iÒu kiÖn ph©n tÝch tèi ­u ®Ó thu ®­îc kÕt qu¶ ®o tèt nhÊt. Tuú thuéc vµo nguyªn tè cÇn ph©n tÝch vµ thµnh phÇn cña mÉu mµ ®iÒu kiÖn tèi ­u cã thÓ kh¸c nhau. V¹ch phæ ph©n tÝch: Bøc x¹ ph¸t ra tõ ®Ìn catèt rçng chøa mét lo¹t c¸c nhãm phæ phøc t¹p cña c¸c nguyªn tè trong thµnh phÇn cña catèt vµ cña khÝ trong ®Ìn. C¸c nguyªn tö ë tr¹ng th¸i tù do hÊp thô chän läc mét sè v¹ch phæ nhÊt ®Þnh. ViÖc chän v¹ch phæ (b­íc sãng) nµo ®èi víi nguyªn tè cÇn x¸c ®Þnh ph¶i ®¶m b¶o ®é nh¹y lµ lín nhÊt. ViÖc chän v¹ch phæ cßn phô thuéc vµo kho¶ng nång ®é cña nguyªn tè tromg mÉu. §é réng cña khe vµo: §é réng cña khe vµo cã thÓ thay ®æi ®èi víi tõng nguyªn tè ph©n tÝch vµ tõng lo¹i ngän löa ®Ó ®¶m b¶o sù hÊp thô bøc x¹ lµ lín nhÊt. Dßng ®iÖn cña ®Ìn catèt rçng: NÕu ®iÒu kiÖn ho¹t ®éng cña ®Ìn catot rçng kh«ng ®óng, c¸c v¹ch phæ sÏ bÞ më réng, lµm gi¶m ®é nh¹y hÊp thô, hoÆc kÕt qu¶ ®o thu ®­îc bÞ nhiÔu. Do ®ã, c­êng ®é dßng ®iÖn cña ®Ìn ®ù¬c x¸c ®Þnh dùa vµo ba yÕu tè: ®é chãi cña ®Ìn, ®é nh¹y hÊp thô vµ tuæi thä cña ®Ìn. Nh÷ng ®iÒu kiÖn ®èi víi ngän löa. Chän lo¹i ngän löa: Trong ph­¬ng ph¸p hÊp thô nguyªn tö, ng­êi ta dïng chñ yÕu ba lo¹i ngän löa: kh«ng khÝ – C2H2, kh«ng khÝ – H2, N2O – C2H2. Nh÷ng ngän löa nµy kh¸c nhau vÒ nhiÖt ®é, tÝnh khö vµ c¸c ®Æc tÝnh truyÒn quang. Tuú vµo nguyªn tè cÇn ph©n tÝch vµ tÝnh chÊt cña mÉu mµ cÇn lùa chän lo¹i ngän löa nµo tèi ­u. -> Ngän löa kh«ng khÝ – C2H2 §©y lµ lo¹i phæ biÕn nhÊt, dïng ®Ó ph©n tÝch kho¶ng 30 nguyªn tè kh¸c nhau. -> Ngän löa N2O – C2H2 Ngän löa nµy cho nhiÖt ®é cao nhÊt. C¸c nguyªn tè nh­ Al, V, Ti,…, kÕt hîp m¹nh víi oxy trong ngän löa kh«ng khÝ – C2H2 vµ mét sè ngän löa kh¸c cã nhiÖt ®é thÊp h¬n lµm gi¶m sè l­îng c¸c nguyªn tö tù do, g©y khã kh¨n cho viÖc ph©n tÝch. Trong ngän löa N2O – C2H2, c¸c nguyªn tö nguyªn tè nµy khã kÕt hîp víi oxy t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho ph©n tÝch. -> Ngän löa kh«ng khÝ – H2 Ngän löa hydro chØ cÊp bøc x¹ cña ®Ìn catot ë vïng sãng ng¾n. Khi ®ã, sù nhiÔu trong qu¸ tr×nh ®o gi¶m ®i. Ngän löa nµy thÝch hîp víi c¸c nguyªn tè ¸, Se, Zn, Pb, Sn. Tû lÖ pha tréng khÝ nhiªn liÖu vµ chÊt oxy hãa: Tû lÖ pha trén khÝ ¶nh h­ëng ®Õn nhiÖt ®é ngän löa vµ m«i tr­êng ph©n tÝch nªn cã ¶nh h­ëng lín ®Õn ®iÒu kiÖn ph©n tÝch. Ngän löa qu¸ giµu hay qu¸ nghÌo khÝ nhiªn liÖu ®Òu dÉn ®Õn sù bÊt æn ®Þnh. ViÖc chän tû lÖ pha trén khÝ tèi ­u tuú thuéc vµo môc ®Ých ph©n tÝch. VÞ trÝ tia bøc x¹ chiÕu vµo ngän löa: Sù ph©n bè c¸c nguyªn tö ë tr¹ng th¸i c¬ b¶n trong ngän löa kh«ng ®ång nhÊt tuú theo tõng nguyªn tè, ®ång thêi còng phô thuéc vµo tû lÖ pha trén khÝ. Do ®é nh¹y hÊp thô thay ®æi theo vÞ trÝ chïm bøc x¹ chiÕu vµo ngän löa nªn cÞ trÝ cña ®Çu ®èt ph¶ai ®­îc ®Æt ®Ó chïm bøc x¹ ®i qua vÞ trÝ tèi ­u. Nh÷ng ®iÒu kiÖn ®èi víi lß graphit. Lß graphit thùc hiÖn qu¸ tr×nh nguyªn tö ho¸ theo ba giai ®o¹n: giai ®o¹n sÊy, giai ®o¹n tro ho¸ vµ giai ®o¹n nguyªn tö hãa. Giai ®o¹n sÊy: NhiÖt ®é vµ thêi gian sÊy phô thuéc vµo läai vµ hµm l­îng dung m«i dïng cho viÖc ph©n tÝch. §èi víi c¸c mÉu chøa n­íc, nhiÖt ®é biÕn ®æi tõ 600C ®Õn 150 0C, víi mÉu chøa dung m«i h÷u c¬, nhiÖt ®é tõ 50 0C tíi 1000C. Thêi gian sÊy th­êng lµ 1sec/1μl. NhiÖt ®é vµ thêi gian sÊy ph¶i ®­îc ®iÒu chØnh ®Ó qu¸ tr×nh bay h¬i dung m«i diÔn ra hoµn toµn. NÕu qu¸ tr×nh sÊy kh«ng triÖt ®Ó, ë giai ®o¹n tiÕp theo sÏ xuÊt hiÖn nh÷ng tiÕng sñi vµ khãi bay ra ë khe trªn lß graphit. Tèc ®é t¨ng nhiÖt ph¶i ®iÒu chØnh thÝch hîp ®Ó mÉu kh«ng bÞ sñi bät. NÕu bÞ sñi bät, mét phÇn mÉu sÏ bay ra khái cöa n¹p vµ ph©n t¸n kh«ng ®Òu trong èng, lµm gi¶m ®é chÝnh x¸c vµ ®é nh¹y. Giai ®o¹n tro ho¸: NÕu trong giai ®o¹n nguyªn tö hãa, c¸c chÊt h÷u c¬ hoÆc c¸c muèi h÷u c¬ cßn sãt l¹i sÏ lµm ¶nh h­ëng ®Õn kÕt qu¶ ph©n tÝch. Do ®ã, cÇn lo¹i bá triÖt ®Ó c¸c chÊt h÷u c¬ nµy trong giai ®o¹n tro ho¸ b»ng c¸ch n©ng cao nhiÖt ®é. Tuy nhiªn, nÕu nhiÖt ®é t¨ng qu¸ cao sÏ x¶y ra hiÖn t­îng bay h¬i kim lo¹i cÇn ph©n tÝch vµ còng ¶nh h­ëng ®Õn ®é chÝnh x¸c cña kÕt qu¶ ph©n tÝch. Do ®ã cÇn kiÓm tra tr­íc nhiÖt ®é bèc h¬i cña kim lo¹i ®Ó x¸c ®Þnh giíi h¹n nhiÖt ®é cña giai ®o¹n tro ho¸. Thêi gian tro ho¸ phô thuéc vµo lo¹i muèi vµ hîp chÊt h÷u c¬ cã trong mÉu, vµ th­êng tõ 30sec ®Õn 60sec. Giai ®o¹n nguyªn tö ho¸: NhiÖt ®é giai ®o¹n nµy th­êng h¬i cao h¬n nhiÖt ®é nguyªn tö ho¸ cña kim lo¹i cÇn ph©n tÝch. ViÖc gi¶m c­êng ®é cña bøc x¹ céng h­ëng do hiÖn t­îng hÊp thô céng h­ëng cña c¸c nguyªn tö chÊt nghiªn cøu tu©n theo ®Þnh luËt Bouger-Lambert-Beer. Theo ®Þnh luËt nµy, mËt ®é quang A cña ¸nh s¸ng sau khi x¶y ra qu¸ tr×nh hÊp thô tû lÖ víi nång ®é nguyªn tè nghiªn cøu cã trong mÉu. A= log=KlC K: hÖ sè hÊp thô l: chiÒu dµi líp hÊp thô ¸nh s¸ng(chiÒu dµi ngän löa) C: nång ®é nguyªn tè nghiªn cøu trong mÉu. øng dông ®Þnh luËt nµy ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc nång ®é chÊt nghiªn cøu theo mét trong c¸c ph­¬ng ph¸p: ®å thÞ chuÈn, ph­¬ng ph¸p thªm hoÆc tÝnh to¸n trùc tiÕp. Ph­¬ng ph¸p ®å thÞ chuÈn Theo ph­¬ng ph¸p nµy, ng­êi ta ®o mËt ®é quang theo nång ®é ®· biÕt cña mét sè dung dÞch chuÈn theo thø tù tõ thÊp ®Õn cao, dùng ®å thÞ A=f(C). §å thÞ nµy th­êng lµ tuyÕn tÝnh trong mét kho¶ng nång ®é nhÊt ®Þnh. Dùa vµo ®å thÞ nµy ta cã thÓ x¸c ®Þnh nång ®é Cx trong ®èi t­îng nghiªn cøu. C A Ax Cx Ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n. Ph­¬ng ph¸p nµy øng dông cho tr­êng hîp ph­¬ng tr×nh A=KlC ®­îc tu©n theo t­¬ng ®èi chÆt, Ýt nhÊt trong mét kho¶ng nång ®é nµo ®ã cña mÉu nghiªn cøu. Trong ph­¬ng ph¸p nµy ng­êi ta x¸c ®Þnh Kl b»ng c¸ch ®o mËt ®é quang theo mét sè mÉu chuÈn cã nång ®é biÕt tr­íc vµ tÝnh Kl=A/C. Víi dung dÞch cÇn x¸c ®Þnh, ta ®o Ax, tõ ®ã x¸c ®Þnh Cx=Ax/Kl. Ph­¬ng ph¸p thªm. Ph­¬ng ph¸p thªm còng ®­îc øng dông cho c¸c chÊt ph©n tÝch mµ ph­¬ng tr×nh A=KlC ®­îc tu©n theo chÆt chÏ. Trong ph­¬ng ph¸p nµy, tr­íc hÕt ta ®o Ax cña mÉu nghiªn cøu. Sau ®ã thªm vµo mÉu ph©n tÝch mét thÓ tÝch dung dÞch cña nguyªn tè nghiªn cøu ®Ó ®¹t nång ®é Cch vµ ®o Ax+ch sau khi thªm dung dÞch chuÈn ®Ó ®¹t Cch. Nh­ vËy: Ax = KlCx Vµ Ac+ch = Kl(Cx + Cch) Tõ ®ã: Cx = Cch 1 sè øng dông cña AAS Ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch phæ hÊp thô nguyªn tö ®­îc øng dông ®Ó ph©n tÝch thµnh phÇn ®Þnh lù¬ng c¸c nguyªn tè, ®Æc biÖt víi c¸c chÊt cã nång ®é rÊt thÊp trong mÉu ph©n tÝch. Víi ph­¬ng ph¸p hÊp thô nguyªn tö, ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc h¬n 70 nguyªn tè ( K, Na, Mg, Ca, Ni, V, Pb, Ag, Hg, Cd, Au,…) trong c¸c mÉu hîp chÊt kh¸c nhau. Cã thÓ ¸p dông ph­¬ng ph¸p hÊp thô nguyªn tö ®Ó x¸c ®Þnh c¸c nguyªn tè trong c¸c mÉu n­íc, c¸c s¶n phÈm hîp kim, c¸c s¶n phÈm hãa chÊt v« c¬, quÆng, hîp chÊt silicat, c¸c ®èi t­îng sinh häc vµ trong c¸c vËt liÖu, ho¸ chÊt h÷u c¬, dÇu má. AAS có thể dùng trong y học, phân tích kim loại ở trong các chất lỏng sinh học như máu và nước tiểu. AAS có thể xác định lượng xúc tác (kim loại) cần sử dụng trong quá trình sản xuất dược phẩm. Trong công nghiệp , AAS được sử dụng rộng rãi để kiểm tra các nguyên tố chính được thay thế và các chất độc(như trong bê tông , thành phần chính là Ca, mức Pb đo được cần phải thấp do nó rất độc ). AAS xác định được hàm lượng kim loại như vàng ở trong đá , từ đó thấy dược mỏ nào có giá trị để có thể chiêt tách vàng từ đá… Có thể phân tích chính xác hàm lượng của các nguyên tố độc hại như Á, Hg , Bs và nguyên tố vi lượng như Se trong các dạng mẫu : nước , thực phẩm, mẫu nông sản , dược , mỹ phẩm, hóa chất, muẫ sinh học và trong các môi trường khác… Hệ đo phổ hấp thụ nguyên tử
Tài liệu liên quan