nghiên cứu phương pháp xác định hàm lượng chì trong rauxanh bằng máy quang phổ hấp thu nguyên tử ngọn lửa (f-aas)

“ Uu diém Bằng phương pháp này có thể phân tích định tính và định lượng hầu hết các ion vô cơ, hàng chục vạn các chất hữu cơ một cách nhanh chóng chính xác, rẻ tiền khi nồng độ của chún

NGHIEN CUU PHUONG PHAP XAC

BINH HAM LUOQNG CHI _TRONG RAU XANH _

BANG MAY QUANG PHO

HAP THU NGUYEN TU NGON LUA

(F-AAS)

CAN BO HUONG DAN HO TEN SINH VIEN

T.S Nguyễn Thị Hồng Nhân MSSV: 2041675

K.S Phạm Thị Trúc Loan Ngành CNHH - Khóa 30

Khoa Công Nghệ

2.1.5 Ứng dụng của chì trong đời sống

2.1.6 Chì và vòng tuần hoàn của chì trong tự nhiên

2.1.7 Các hợp chất vô cơ của chì

2.1.8 Ảnh hưởng của chì đến sức khỏe con người

2.3 Giới thiệu phương pháp phố hấp thu nguyên tử

2.3.1 Sự xuất hiện phố hấp thu nguyên tử

2.3.2 Nguyên tắc của phép đo AAS

2.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng trong phép đo AAS

2.3.4 Đối tượng và phạm vi ứng dụng của phép đo AAS

2.4 Giới thiệu máy quang phô hấp thu nguyên tử

PHAN THUC NGHIEM

3.1 Cơ sở lý thuyết của phép đo

3.2 Quy trình chung của các thí nghiệm

3.3 Hoạch định thí nghiệm

3.4 Hóa chất và dụng cụ

3.4.1 Hóa chất

3.4.2 Dụng cụ

3.5 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố xử lý mẫu đến kết quả đo

3.5.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ vô cơ hóa mẫu

3.5.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của phụ gia khi nung

3.5.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của lượng phụ gia khi nung

3.5.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng pH trong quá trình chiết làm

giàu mẫu

3.5.5 Thí nghiệm 5: Dựng đường chuẩn

3.6 Đề xuất phương pháp xác định hàm lượng chì trong rau xanh

3.7.3 Tính độ không đảm bảo đo

3.7.3.1 Độ không đảm bảo chuẩn của khối lượng

3.7.3.2 Độ không đảm bảo chuẩn của nồng độ dung dịch gốc

3.7.3.3 Độ không đảm bảo thê tích chuẩn liên hợp

3.7.3.4 Độ không đảm bảo của nồng độ dung dịch chuẩn làm việc

3.7.3.5 Độ không đảm bảo của nồng độ chất cần phân tích

trong dung dịch đo

3.7.3.6 Độ không đảm bảo của hàm lượng chất cần phân tích

trong mẫu

3.7.3.7 Độ không đảm bảo mở rộng của hàm lượng

3.7.3.8 Biêu diễn kết quả

3.8 Tiến hành phân tích các mẫu rau muống, rau nhút và rau ngỗ

tại các chợ ở thành phố Cần Thơ

3.8.1 Kết quả phân tích mẫu rau muống

3.8.2 Kết quả phân tích mẫu rau nhút

3.8.3 Kết quả phân tích mẫu rau ngồ

3.8.4 So sánh hàm lượng chì trong rau muống, rau nhút và rau ngôỗ

KẾT LUẬN & KIÊN NGHỊ

PHAN PHU LUC

Phụ lục 1: Độ không đảm bảo đo trong phân tích bằng kỹ thuật AAS 44 Phụ lục 2: Kết quả xử lý thống kê bằng phần mém Minitab 48 Phụ lục 3: Yêu cầu dụng cụ và hóa chất 53

1.1 Dat van dé

Ông bà xưa có câu: “Đới ăn rau, đau uống thuốc” Từ xưa đến nay, rau xanh luôn là món ăn dân dã, bình dị và thường xuyên có mặt trong hầu hết các bữa ăn của mỗi gia đình Việt Nam Rau xanh cung cấp cho chúng ta rất nhiều Vitamin và

khoáng chất cần thiết cho cơ thể Ngoài ra, còn có rất nhiều VỊ thuốc từ món ăn quen

thuộc này như: Rau giấp cá trị ho, đau họng, nỗi đẹn ở miệng: quế đất trị no hơi; rau

má có tác dụng làm mát gan, giải độc; V.V

Tuy nhiên gần đây, tình trạng nhiễm kim loại nặng trong rau xanh đang trở nên báo động và gây nhiều lo ngại cho mọi người Các kim loại nặng thường có trong

rau là : Pb, As, Cd, Cu, Zn, v.v Đặc biệt là hàm lượng chì trong rau thường vượt

chỉ tiêu cho phép.(Theo QÐ03/CP và 86/CP- quy định tạm thời về sản xuất rau an toàn,

hàm lượng chì cho phép là từ 0,5 — 1 mg/kg)

Mặc dù chì trong rau không gây ngộ độc cấp tính cho người Nhưng nếu sử dụng phải nguồn rau xanh có hàm lượng chì cao thì độc chất chì sẽ tích tụ dần trong

cơ thê và sẽ gây ảnh hưởng xâu đên sức khỏe

Với mong muốn có một phương pháp xác định hàm lượng chì chính xác trong rau xanh nhằm kiểm tra tính an toàn và đảm bảo nguồn rau xanh tốt cho mọi người

Em đã kết hợp với phòng Hóa lý của Trung tâm Kỹ thuật và Ứng dụng Công nghệ Cần Thơ thực hiện đề tài: “Nghiên cứu phương pháp xác định hàm lượng Chì trong rau xanh bằng máy quang phổ hấp thu nguyên tử ngọn lửa (F-AAS)”

1.2 Muc tiéu dé tai

Trong khuôn khổ của một luận văn tốt nghiệp đại học đề tài hướng tới mục tiêu:

e Nghiên cứu đề xuất quy trình xác định hàm lượng chì trong rau xanh bằng

máy quang phố hấp thu nguyên tử ngọn lửa (F-AAS), với hiệu suất trung bình của quy trình trên 90%

e Tiến hành phân tích một số mẫu rau muống, rau nhút và rau ngd tai cac cho

ở thành phó Cần Tho

eR II8iI818i15111f) liiiãi11101111107

f0iiXiiXiIsiiiI101TÌ fiiiItiiXiisiixifxiitiIiriitTiiTsiIxiiXiiSiiiiLTIEIITIX

2.1 Đại cương về chì

Chì được viết tắt là Pb (xuất phát từ tiếng Latin: Plumbum) và có số nguyên tử

khối là 82 Chì là một kim loại mềm, nặng, độc hại và dé tạo hình Chì có màu trắng

xanh khi mới cắt nhưng bắt đầu xin màu thành xám khí tiêp xúc với không khí

2.1.1 Tính chất nguyên tử [6, 7]

Khối lượng nguyên tử: 207,2 đ.v

Bán kính nguyên tử: 180 (154) pm

C4u hinh electron: [Xe]4f^5d'°6s”6p”

Trạng thái ox1 hóa: 4, 2 (lưỡng tính)

Cấu trúc tinh thể: Lập phương tâm mặt

Nhiệt bay hơi: 179,5 k]/mol

Nhiệt nóng chảy: 4,77 kJ/mol

Nhiệt dung riêng 128,61 J/(kg.°K)

Độ dẫn điện: 4,807,7 @'ˆ.m”'

Độ dẫn nhiệt: 28,9 W/(m.°K)

2.1.3 Tinh chất hóa học [1, 6, 7]

Phản ứng của chì với không khí: Bề mặt của chì luôn được bảo vệ bởi lớp oxit chì, nên trong điều kiện bình thường chì không phản ứng với không khí Nhưng khi tăng nhiệt độ lên 600-800°C thì chì phản ứng với oxi trong không khí tạo thành PbO

2Pb + O; —› 2PbO Phan ung cua chi voi halogen: Chi phản Ứng mạnh với E; và Cl; ở nhiệt độ phòng tạo thành PbF; và PbC1; Khi bị đun nóng hợp chất này sẽ phân hủy tạo thành chì kim loại và khí halogen

Pb+ Fạ —> PbF,

Pb + Cl, — PbCl, Phản ứng của chì với acid: Chì khó bị tắc dụng bởi HCI và H;SO¿ loãng Nhưng H;SO¿ đặc đun nóng tác dụng với chì cho PbSO¿ và khí SO¿ Vì các muối PbCl; và PbSO¿ là những muối khó tan nhưng với trong axit đậm đặc thì những muối này chuyển thành hợp chất tan (HạPbCl, Pb(HSO,);) Chì hòa tan trong HNO; tao thanh chi nitrat và khí NÓ:

Pb+ 3HNO;3 —> Pb(NOa); + NO; + 0,5H; + HạO

Pb + 2H;SO¿¿, nóng) —* PbSO, + SO; +H, + H,O

Phản ứng của chì với base: Trong dung dịch kiềm, khi đun nóng chì phản ứng giải phóng khí hydro

Pb + 2NaOH nøpg + 2H¿O — [Na;Pb(OH)„] + H;Ÿ

2.1.4 Độc tính của chì [1]

Chì và các hợp chất của chì đều độc, các hợp chat chi càng dễ hòa tan càng độc Ngay cả các muôi không tan của chì như cacbonat, sunfat khi vào đường tiêu hóa cũng bị các men và acid ở dạ dày hòa tan một phân và gây độc

Độc tính của kim loại chì với người lớn là:

e_ 1000mg hấp thụ vào cơ thể một lần sẽ gây tử vong

e_ 10mg một lần trong mỗi một ngày sẽ gây nhiễm độc nặng trong vài tuần e_ 1mg hàng ngày, sau nhiều ngày có thê gây nhiễm độc mãn tính

Các muối chì có liều độc với người lớn là:

e Chì axetat: lg

e Chi cacbonat: 2 - 4g

e_ Chì tetraetyl: nhỏ giọt 1/10ml trên da chuột cống sẽ gây chết trong vòng 18—

24 giờ

2.1.5 Ứng dụng của chì trong đời sống [1]

Chì là thành phần quan trọng tạo nên ắc quy sử dụng cho xe

Các hợp chất của chì được sử dụng như chất nhuộm trắng trong sơn

Các muối chì được sử dụng như thành phần màu và có tác dụng như một chất

chảy trong tráng men

Chì dùng làm các tắm ngăn để chống phóng xạ hạt nhân

2.1.6 Chì và vòng tuần hoàn của chì trong tự nhiên [3, 4]

Chì là một trong các kim loại có ảnh hưởng nhiều đến ô nhiễm môi trường Nó

có khả năng tích lũy lâu dài trong cơ thể và gây nhiễm độc tới người, động vật, thực vật trên cạn và thuỷ sinh qua dây chuyên thực phẩm

Những quặng chì quan trọng trong tự nhiên là: Pb§, PbCOs, PbSOa Giá tri trung bình của chì trong vỏ trái đất là 16 mg/Kg Trong sinh quyền, chì có trữ lượng gần 5000.10” tắn, trong đó có ít nhất 5% trong cơ thê sống 95% còn lại tỒn tại trong thực vật

Sơ đô đơn giản vòng tuân hoàn của chì trong môi trường:

Hình]: Vòng tuân hoàn của chì

Có thể nhận thấy 95% tổng lượng phát xạ các hợp chất của chì đi vào khí quyền là do hoạt động nhân tạo Còn các hoạt động núi lửa, bụi biến và thực vật chỉ

phát xạ một lượng chì không đáng kê Do hoạt động nhân tạo mà hàm lượng chì

trong khí quyền từ thời tiền sử là 0,6 ng/mỶ đã lên tới 3,7 ng/m” Ở đô thị hàm lượng

chi trong không khí lên tới 0,5 — 10 ug/m”, ở những nút giao thông có khi lên tới 30 ug/m” Nguyên nhân của hiện tượng này là do sử dụng xăng pha chì trong các động

cơ phương tiện giao thông

Thời gian lưu trung bình của các hợp chất vô cơ chì trong không khí là 14 ngày Do quá trình tích tụ và lắng đọng, các hợp chất này được giữ lại ở bề mặt trái

đất và đại dương

Trong thủy quyền, tồn tại các hợp chất chì Pb”* được hydrat hóa, các dạng

chứa chì ít hơn (0,01 mg/L) nước biển (0,03 mg/L) Trong nước cấp chảy qua các đường ống dẫn bằng chì có thê thẫy lượng chì trong nước lên tới 100 ug/L Các hợp chất chì ở dạng hòa tan hay huyền phù sẽ theo dòng cháy ra biển Một phần đáng kê các hợp chất chì đi vào cơ thể sống theo dây chuyên thực phẩm hoặc được giữ lại ở lớp trầm tích

Việc phát thải chì vào khí quyển do hoạt động nhân tạo chừng khoảng 440.10” tân/năm trong đó do sử dụng các nhiên liệu

2.1.7 Các hợp chất vô cơ của chì [1, 6]

PbO (massicot và litharge): ít hòa tan trong nước, dùng chế tạo chì axetat và chì cacbonat, chế tạo ắc quy (làm tắm cách, thẻ plaque)

Pb(OH);: chì hydrat, do kiềm và muối chì hòa tan tạo thành, là bột trắng, mất

nước & 130°C, ft tan trong nước

Pb;O,: minium chi Dun chi tt 300 — 400°C sẽ được minium, tức là PbO (massicot) bị oxi hóa Minium là bột đỏ, hầu như không tan trong nước Có thể bị phân huỷ khi đun nóng tạo thành protoxit chì PbO;, PbO va oxi

PbO;: chì bioxIt có màu nâu, là chất oxi hóa mạnh

PbS: chì sunfua trong thiên nhiên là gallen dùng chế tạo kim loại, sơn, verni

PbCl,: chi clorua là bột màu trăng, ít tan trong nước lạnh, nóng chảy ở 500°C

sẽ mất bớt Cl, thêm oxi thành oxi clorua màu vàng làm bột màu

PbSO¿: chì sunfat là bột màu trắng dùng để pha sơn

PbCrO;: chì Crommat là bột màu vàng, dùng làm sơn

2.1.8 Anh hưởng của chì đến sức khỏe con người [1]

Do độc tính của chì cao nên nó có thê gây tác hại cho toàn cơ thê, có thê tóm tắt như sau:

e_ Tác hại đến hệ thống tạo máu của cơ thể:

Ví dụ:

- Gây rối loạn tổng hợp hồng cau mau (Hemoglobin)

- Ảnh hưởng đến hình thái tế bào, làm giảm tuôi thọ hồng cầu và gây thiếu

mau

e Tác hại đến hệ thần kinh:

Gây bệnh não do chì (vật vã, dễ cáu giận, nhức đầu, mỏi cơ, hoang tưởng, mất

trí nhớ, co giật, hôn mê) Nếu khỏi để lại đi chứng teo vỏ não, tràn dịch não, ngu đần mất cảm giác

e Tác hại đến thận:

Gây tốn thương ống thận dẫn đến bệnh thận mãn tính không phục hồi

e Tác hại đến tiêu hóa:

Cơn đau bụng chì do táo bón, tăng copropophirin niệu, tăng hồng cầu hạt kiềm, thiếu máu

e Tác hại đến tim mạch:

Tăng huyết áp (không rõ do tác hại trực tiếp đến mạch máu hay do hậu quả ảnh

hưởng đến thận)

2.2 Các phương pháp xác định chì

Sự phân tích các chất có thể được tiến hành với mục đích xác định thành phần

định tính hoặc định lượng của chúng Để phù hợp với mục đích đó, người ta phân biệt phân tích định tính và định lượng

2.2.1 Cac phuong phap dinh tinh chi [2, 9]

e Dung dich chua Pb”* tác dụng với NaOH tạo thành Pb(OH), kết tủa màu trắng Kết tủa này tan trong NaOH dư

Phương trình phản ung:

Pb** + 2NaOH — Pb(OH);Ì + 2Na”

Pb(OH); + 2NaOHy —> Na;(PbO;) + 2H,O

e Dung dich chitra Pb”* téc dung voi dung dich KI tao thanh Pbl, 14 chat kết

tua, tinh thé màu vàng, tan trong nước sôi Để nguội kết tinh lai thành vảy màu vàng óng ánh

PbF† + SO,” — PbSO„k

Độ chọn lọc thấp, phương pháp này bị ảnh hưởng bởi các ion kim loại cũng

đồng thời tạo kết tủa với các gốc SO,”, CrO,” hay MoO,” như Ba”*, Ca**, Sr’,

Chỉ thực hiện được đối với những mẫu có nồng độ chì cao Ngưỡng phát hiện lớn

2Pb(CHaCOO); + K;Cr;O; + HO — 2PbCrO, + 2CH3;COOK + 2CH;COOH

2PbCrO, + 4HCl — 2PbCl, + H,Cr,O0, + HạO

H;Cr;O; + 6KI + 12HCI —› 2CrCl]a + 6KCI + 7HạO + 3l;

2Na2S203 +Ìạ— Na;S„Os + 2Nal

Chuẩn độ ngược Pb”” bằng Zn””: cho Pb” tác dụng với một lượng dư chính

xác EDTA đã biết nồng độ ở pH = 10 Sau đó chuẩn độ EDTA dư bằng Zn”” với chi thị là ET-00

Pb”' + HạY” = PbY~ + 2H*

H;Y7 (dư) + Zn” = ZnY” + 2H*

ZnInd (đỏ nho) + H;ạY7 =ZnY7 + HInd (xanh) s* u và nhược điểm

Ưu và nhược điểm của phương pháp này tương tự phương pháp thể tích

sóng 510m Từ cường độ màu đo được kết hợp với đường chuẩn suy ra nồng độ

chì trong dung dịch

“ Uu diém

Nông độ cực tiêu có thể phát hiện: 1ug/10ml dung dịch Độ chính xác và độ

nhạy cao Có thể phân tích chì ở hàm lượng vi lượng

Dithyzon trong chloroform cũng bị hấp thu ở bước sóng 510nm Vì vậy lượng

dư Dithyzon trong mẫu phân tích, mẫu chuẩn và mẫu trắng phải bằng nhau Điều

này rất khó thực hiện

2.2.2.5 Phương pháp cực phố [10]

$% Nguyên tắc

Phương pháp phân tích cực phổ ghi lại sự biến thiên của cường độ dòng theo

sự thay đổi thế áp vào hai điện cực trong quá trình điện phân trên điện cực chỉ thị giọt thủy ngân Thế của chì là -0,41V

Định lượng bằng phương pháp cực phố được dựa theo phương trình Ilkovic

Id = 605 *n*D'”* mf”*t!5* C

Trong đó Id: cường độ dòng giới hạn khuyếch tán

n: số e tham gia phản ứng điện cực

D: hệ số khuyếch tán (cm”/giây)

m: tốc độ chảy của thủy ngân (mg/giây)

t: chu kì rơi của giọt (giây)

C: nồng độ chất phân tích (M)

“ Uu diém

Bằng phương pháp này có thể phân tích định tính và định lượng hầu hết các

ion vô cơ, hàng chục vạn các chất hữu cơ một cách nhanh chóng chính xác, rẻ tiền

khi nồng độ của chúng trong khoảng 10” đến 10M

s%*_ Nhược điểm

Trên thực tế bao giờ cũng ghi được một dòng điện ngay cả khi ta đo những dung dịch không chứa chất điện hoạt Dòng tụ điện chính là nguyên nhân gây ra hiện tượng nghịch lý trên Bản chất của đòng tụ điện này không có liên quan đến phản ứng trao đổi điện tử mà do sự xuất hiện của lớp điện cực kép trên ranh giới

tiếp xúc giữa kim loại và dung dịch chất điện ly Đây là nguyên nhân làm cho

phương pháp này không đo được dung dịch có nồng độ nhỏ hơn 10°

2.2.2.6 Phương pháp phố hấp thu nguyên tử [5, 10]

$%* Nguyên tắc

Phương pháp phân tích này dựa trên cơ sở đo phố hấp thu nguyên tử của

nguyên tố chì Khi chiếu chùm tia bức xạ có bước sóng đơn sắc qua đám hơi

nguyên tử chì, các nguyên tử tự do chì sẽ hấp thu các tia xạ có bước sóng 217nm

So sánh cường độ tia xạ này trước và sau khi chiếu qua đám hơi nguyên tử chì tự do

sẽ tính được cường độ hấp thu tia xạ của các nguyên tử chì từ đó suy ra được nông

độ chì trong dung dịch theo định luật Lambert Beer

s%* Uu điểm

Phép đo phố hấp thu nguyên tử có độ nhạy và độ chọn lọc tương đối cao Đồng thời cũng do độ nhạy cao nên trong nhiều trường hợp không cần làm giàu mẫu khi phân tích Do đó tốn ít nguyên liệu mẫu, tốn ít thời gian và không cần dùng nhiều

hóa chất tinh khiết cao khi làm giàu mẫu Mặt khác cũng tránh được sự nhiễm ban

mẫu khi xử lý qua các giai đoạn phức tạp Đó cũng chính là một ưu điểm lớn của phép đo phố hấp thu nguyên tử Kết quả rất ôn định, sai số nhỏ

s*_ Nhược điểm

Nhược điểm chính của phương pháp này là chỉ cho chúng ta biết thành phần nguyên tố của chất trong mẫu phân tích, mà không chỉ ra được trạng thái liên kết

nguyên tố trong mẫu Vì thế nó chỉ là phương pháp phân tích thành phần hóa học

của nguyên tố mà thôi Mặt khác do có độ nhạy rất cao nên sự nhiễm bân ảnh hưởng rất lớn đến kết quả đo Hệ thống máy AAS phức tạp tinh vi và đắt tiền nên cần phải

có kỹ sư trình độ cao đê bảo dưỡng và chăm sóc máy

2.3 Giới thiệu phương pháp phố hấp thu nguyên tử [5]

2.3.1 Sự xuất hiện phố hấp thu nguyên tử

Như chúng ta đã biết, vật chất được cầu tạo bởi các nguyên tử và nguyên tử là phân tử cơ bản nhỏ nhất còn giữ được tính chất của nguyên tô hóa học Nguyên tử lại bao gồm hạt nhân nguyên tử ở giữa và các electron chuyển động xung quanh Trong điều kiện bình thường, nguyên tử không thu và cũng không phát ra năng lượng dưới dạng bức xạ Nhưng khi nguyên tử ở trạng thái hơi tự do, nếu ta chiếu một chùm tia sáng có bước sóng xác định vào đám hơi nguyên tử đó, thì nguyên tử

tự do sẽ hấp thu các bức xạ có bước sóng nhất định ứng đúng với những tia bức xạ

mà nó có thể phát ra được trong quá trình bức xạ của nó Quá trình đó gọi là quá trình hấp thu năng lượng của nguyên tử tự do ở trạng thái hơi và tạo ra phô nguyên

tử của nguyên tô đó Phô sinh ra trong quá trình này được gọi là phố hấp thu nguyên

tử

Nếu gọi năng lượng của tia sáng bị nguyên tử hấp thu là AE thì ta có:

AE = (En — E,) = hv

AE = h.c/A

Trong đó Eạ và Em là năng lượng của nguyên tử ở trạng thái co ban va trang thái kích thích; h là hằng số Plank; c là tốc độ của ánh sáng trong chân không: ^ là

độ dài sóng của vạch phô hấp thu

2.3.2 Nguyên tắc của phép đo AAS

Phương pháp phân tích dựa trên cơ sở đo phổ hấp thu nguyên tử của một nguyên tố được gọi là phép đo phố hấp thu nguyên tử (phép đo AAS) Cơ sở lý thuyết của phép đo này là sự hấp thu năng lượng (bức xạ đơn sắc) của nguyên tử tự

do ở trạng thái hơi khi chiếu chùm tia bức xạ qua đám hơi của nguyên tố ấy trong

môi trường hấp thu Vì thế muốn thực hiện được phép đo phổ hấp thu nguyên tử của một nguyên tô cân thực hiện các quá trình sau đây:

e Chọn các điều kiện và một loạt trang bị phù hợp đề chuyển mẫu phân tích từ trạng thái ban đầu (rắn hay dung dịch) thành trạng thái hơi của các nguyên tử

tự do Đó là quá trình hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu, những trang bị để thực hiện quá trình này được gọi là hệ thống nguyên tử hóa mẫu Nhờ đó chúng ta

có được đám hơi của các nguyên tử tự do của các nguyên tố trong mẫu phân

tích Đám hơi này chính là môi trường hấp thu bức xạ và sinh ra phố hấp thu

nguyên tử

e Chiếu chùm tia sáng bức xạ đặc trưng của nguyên tố cần phân tích qua đám hơi nguyên tử vừa điều chế được ở trên Các nguyên tử của nguyên tố cần xác

định trong đám hơi đó sẽ hấp thu những tia bức xạ nhất định và tạo ra phố

hấp thu của nó Ở đây, phần cường độ của chùm tia sáng đã bị một loại nguyên tử hấp thu là phụ thuộc vào nồng độ của nó trong môi trường hấp thu Nguồn cung cấp chùm tia sáng phát xạ của nguyên tố cần nghiên cứu được gọi là nguồn phát bức xạ đơn sắc hay bức xạ cộng hưởng

e Tiếp đó, nhờ một hệ thống máy quang phổ người ta thu toàn bộ chùm sáng, phân ly và chọn một vạch phố hấp thu của một nguyên tố cần nghiên cứu để

đo cường độ của nó Cường độ đó chính là tín hiệu hấp thu của vạch phô hấp

thu nguyên tử Trong một giới hạn nhất định của nồng độ C, giá trị cường độ

này là phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ C của nguyên tố ở trong mẫu phân

tích

2.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng trong phép đo AAS

Các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả phân tích trong phép đo phố hấp thu nguyên

tử rất đa dạng và phức tạp, có khi xuất hiện và cũng có khi không xuất hiện, có ảnh

hưởng hay không là tùy thuộc vào thành phần của mẫu phân tích và chất nền của

nó Có thể chia các yếu tố ảnh hưởng ra thành 6 nhóm như sau:

Nhóm 1: Các thông số của hệ máy đo phố Các thông số này cần được khảo sát

và chọn cho từng trường hợp cụ thể Thực hiện quá trình này chính là quá trình tối

ưu hóa các thông sô của máy đo cho một đôi tượng phân tích

Nhóm 2: Các điều kiện nguyên tử hóa mẫu Các yêu tô này thê hiện rất khác nhau tùy thuộc vào kỹ thuật được chọn để thực hiện quá trình nguyên tử hóa mẫu Nhóm 3: Kỹ thuật và phương pháp được chọn để xử lí mẫu Trong công việc này nếu làm không cần thận sẽ có thể làm mắt hay làm nhiễm bân thêm nguyên tố

phân tích vào mẫu Vì thế, với mỗi loại mẫu ta phải nghiên cứu và chọn một quy

trình xử lí phù hợp nhất để không làm mắt hay nhiễm bẫn mẫu

Nhóm 4: Các ảnh hưởng về phố như sự hấp thu nên, sự chen lẫn của các vạch phô và sự hấp thu của các hạt rắn

Nhóm 5: Ảnh hưởng của các yếu tố vật lí Độ nhớt và sức căng bề mặt của

dung dịch mẫu ảnh hưởng tới tốc độ dẫn mẫu do đó ảnh hưởng đến hiệu suất

aerosol hóa và từ đó mà ảnh hưởng đến kết quả phân tích

Nhóm 6: Các yếu tỗ hóa học Các yếu tố này rất đa dạng và phức tạp Các ảnh hưởng hóa học thường có thể dẫn đến kết quả theo bốn hướng sau:

e Làm giảm cường độ vạch phổ của nguyên tố phân tích do tạo thành các

hợp chất bền nhiệt khó hóa hơi

e Lam tang cường độ vạch phố do tạo thành các hợp chat dé hóa hơi và dé

nguyên tử hóa

e©_ Sự tăng cường vạch phô khi nguyên tố phân tích tồn tại trong nền của mẫu

là những hợp chất dễ hóa hơi

e©_ Sự giảm cường độ vạch phố khi nguyên tố phân tích tồn tại trong nền của

mẫu là những hợp chất bên nhiệt, khó hóa hơi

2.3.4 Đối tượng và phạm vỉ ứng dụng của phép đo AAS

Đối tượng chính của phương pháp phân tích theo phổ hấp thu nguyên tử là phân tích lượng nhỏ (lượng vết) các kim loại trong các mẫu khác nhau của các chất hữu cơ và vô cơ Với các trang bị và kỹ thuật hiện nay, bằng phương pháp này

người ta có thể định lượng được hầu hết các kim loại và một số á kim đến giới hạn

nồng độ cỡ ppm (microgam) bằng kỹ thuật F-AAS, và đến nồng độ ppb (nanogam) Trong khoảng 10 năm nay, phương pháp phân tích phố hấp thu nguyên tử đã được sử dụng khá phô biến để xác định các kim loại trong mẫu quặng đất, đá, nước khoáng, các mẫu y học, sinh học, các sản phẩm nông nghiệp, rau quả, thực phẩm nước uống, các nguyên tố vi lượng trong phân bón, trong thức ăn gia súc, v.v Ở nhiều nước trên thế giới, nhất là các nước phát triển, phương pháp hấp thu nguyên

tử đã trở thành một phương pháp tiêu chuẩn để định lượng nhiều kim loại Bên cạnh

các kim loại, một số á kim như: Si, P, S, Se, Te cũng được xác định bằng phương

pháp phân tích này Các nguyên tô như: C, C1, O, NÑ không được xác định trực tiếp

bằng phương pháp này vì vạch phân tích của các nguyên tố này thường nằm ngoài vùng phố của các máy quang phố hấp thu thông dụng (190 — 900 nm) Trong khi đó các vạch phố đặc trưng của C là 165 nm, O là 130,20 nm v.v Do đó muốn phân tích các nguyên tố này cần có bộ đơn sắc đặc biệt Cho đến nay, theo phương pháp phân tích trực tiếp có đối tượng chính là phân tích lượng vết của các kim loại Còn các anion, các á kim, các chất hữu cơ không có phố hấp thu nguyên tử do đó phải xác định gián tiếp thông qua một kim loại có vạch phố hấp thu nguyên tử nhạy nhờ

phản ứng hóa hoc trung gian có tính chất định lượng, như phán ứng tạo kết tủa không tan, đây kim loại, hòa tan kim loại v.v giữa kim loại đo phố và chất cần phân tích Đây là một đối tượng mới, đang được nghiên cứu và phát triển

2.4 Giới thiệu máy quang phố hấp thu nguyên tử [5, 10]

Ta có thể mô tả minh hoạ một hệ thống máy đo phổ hấp thu nguyên tử theo sơ

(EDL), hay nguồn phát xạ liên tục đã được biến điệu

Phan 2

Hệ thống nguyên tử hóa mẫu phân tích Hệ thống này được chế tạo theo hai

loại kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu Đó là kỹ thuật nguyên tử hóa bằng ngọn lửa đèn

khí (lúc này ta có phép đo E-AAS) và kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa (lúc này ta có phép do ETA-AAS)

Trong kỹ thuật nguyên tử hóa bằng ngọn lửa, hệ thống này bao gồm:

- Bộ phận dân mâu vào buông aerôsol hóa và thực hiện quá trình aerôsol hóa mẫu (tạo thể sol khi)

- Đèn để nguyên tử hóa mẫu (burner head) để đốt cháy hỗn hợp khí có chứa

mầu ở thê sol khí

Ngược lại trong kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa, người ta thường dùng một lò nung nhỏ bằng graphit (cuvet graphit) hay thuyền Tangtan (Ta) để nguyên tử

hóa mẫu nhờ nguồn năng lượng điện có hiệu điện thế thấp (nhỏ hơn 12V) nhưng nó

có cường độ dòng rất cao (50 — 800 A)

Phan 3

Là máy quang phổ, đó là bộ đơn sắc, có nhiệm vụ thu, phân ly và chọn tia sáng

(vạch phố) cần đo hướng vào nhân quang điện để phát tín hiệu hấp thu AAS của vạch phổ

Phần 4

Là hệ thống chỉ thị tín hiệu hấp thu của vạch phô (tức là cường độ của vạch phổ

hấp thu hay nồng độ nguyên tố phân tích) Hệ thống này thường là một

microcomputer hay microprocessor, và hệ thống phần mềm Loại trang bị này có

nhiệm vụ điều khiển quá trình đo và xử lý kết quá đo đạc, vẽ đồ thị, tính kết quả

nông độ của chât phân tích, v.v

iiIIfIiiIiiififiifiifiTfiTTiTTÌT ïiiIiiIiiirii Iiiiiiiiiiiiiiiriiriiii riiriiTiiYi/l ii PicLUCLUCLUCLON LOR LON LORCLUCLEC OMIM LORLORCIIL Hiiiiinlini

3.1 Cơ sở lý thuyết của phép đo

Hợp chất chì trong mẫu sau khi vô cơ hóa bằng cách nung ở nhiệt độ cao được

hòa tan trong acid HNO¿ Sau đó đun nhẹ đến khi còn muối âm rồi thêm 5ml HCI 2%, định mức bằng nước cất 2 lần Lắc đều và đem đo nồng độ chì trong dung dịch bằng máy quang phổ hấp thu nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) Với các thông số máy:

3.2 Quy trình chung của các thí nghiệm

Sơ đô chung của các thí nghiệm có thê mô tả như sau:

Cân a (gø), có thể thêm chuẩn

Thêm phụ gia | >| Vô cơ hóa khô |« Dun, rồi nung nhiệt độ cao

3.3 Hoach dinh thi nghiém

Để thực hiện mục tiêu của đề tài em đã tiến hành một số thí nghiệm sau:

% Thí nghiệm khảo sát trên chất chuẩn:

Thí nghiệm 1: Khảo sát nhiệt độ nung vô cơ hóa mâu

Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hướng của hai loai phy gia la Mg(NO3)2 5% va

HNO; (1 : 1) khi nung

Thí nghiệm 3: Khảo sát lượng phụ gia khi nung

Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của pH trong quá trình chiết làm giàu mau

Thí nghiệm 5: Dựng đường chuẩn

Thí nghiệm 6: Thi nghiệm tính độ thu hồi của phương pháp

s* Thí nghiệm khảo sát trên mâu môi trường tại các chợ ở thành phô Cần Thơ:

Thí nghiệm 7: Khảo sát mẫu rau muống

Thí nghiệm 8§: Khảo sát mẫu rau nhúit

Thí nghiệm 9: Khảo sát mẫu rau ngỗ

Các dụng cụ thủy tinh (bình định mức các loại, pIpet, .)

3.5 Kết quả khảo sat anh hướng của các yếu tố xử lý mẫu đến kết quả đo

3.5.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ vô cơ hóa mẫu đến nông

Mỗi cốc thêm 5 ml Mg(NO3), 5%, sau d6 đem đun trên bếp điện đến khô đen

rồi cho vào lò nung, nung trong 3 giờ (kế từ khi đạt nhiệt độ) Dé nguội, hòa tan tro