CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ SẮT TRONG NƯỚC NGẦM

LỜI NÓI ĐẦU Nước là nhu cầu tất yếu của mọi sinh vật. Không có nước cuộc sống trên trái đất không thể tồn tại được. Hàng ngày trung bình mọi người cần từ 3-10 lít đáp ứng cho nhu cầu ăn uống và sinh hoạt hằng ngày. Lượng nước này phần lớn được lấy từ nguồn nước ngầm với hàm lượng sắt và mangan tương đối cao. Kết quả làm cho sức khoẻ của người dân suy giảm nghiêm trọng và hư hại thiết bị sinh hoạt và làm thức ăn mất ngon. Một vấn đề nữa chúng ta muốn nói đến đó là nước ta phần lớn dân số sống ở vùng nông thôn, nơi mà nước cấp được xử lý chưa đến với họ đặt biệt là người dân sống ở miền núi. Cùng với sự phát triển của công nghiệp, khoa học và công nghệ đã đưa yêu cầu chất lượng cuộc sống của con người lên cao hơn và yêu cầu sử dụng nước cũng vậy. Nói thì vậy nhưng nước ta số người dân sử dụng nước sinh hoạt được xử lý trong hộ gia dình rất ít và gần như chưa có đây là vấn đề quan trọng cần được quan tâm. Nhằm nâng cao chất lượng nước sinh hoạt cho người dân ở nông thôn và không quá tốn kém về kinh tế, đây là lý do chúng làm đề tài “xây dựng mô hình khí Mn và Fe trong nước ngầm dùng tấm cascade sử dụng trong hộ gia đình”. MỤC LỤC Trang PHẦN 1 : ĐẶT VẤN ĐỀ 4 Chương 1 : TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM 5 1. Nguồn nước ngầm 5 2. Thành phần nước ngầm 5 3. Ảnh hưởng của nước ngầm đến sức khỏe 6 Chương 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ SẮT TRONG NƯỚC NGẦM 7 1. Các phương pháp khử sắt trong nước ngầm 7 1.1. Phương pháp oxy hóa sắt 8 1.2. Phương pháp khử sắt bằng quá trình oxy hóa 8 1.3. Khử sắt bằng hóa chất 9 2. Một số thiết bị khử sắt 11 2.1. Làm thoáng đơn giản trên bề mặt bể lọc 11 2.2. Tháp làm thoáng tự nhiên 11 2.3. Tháp làm thoáng cưỡng bức 11 3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khử sắt 13 PHẦN 2 : GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 14 Chương 1 : MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 15 Chương 2 : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 1. Phương pháp xác định kim loại bằng máy quang phổ UV-VIS 16 2. Các phương pháp xác định lượng bằng phương pháp trắc quang 18 3. Hóa chất và thiết bị 19 3.1. Thiết bị 19 3.2. Hóa chất 20 4. Xây dựng đường chuẩn 21 5. Tiến hành nghiên cứu hiệu quả xử lý 23 PHẦN 3 : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 32 1. Kết luận 33 2. Kiến nghị 33 Tài liệu tham khảo 34

LỜI NÓI ĐẦU

Nước là nhu cầu tất yếu của mọi sinh vật Không có nước cuộc sống trên trái đất không thể tồn tại được Hàng ngày trung bình mọi người cần từ 3-10 lít đáp ứng cho nhu cầu ăn uống và sinh hoạt hằng ngày Lượng nước này phần lớn được lấy từ nguồn nước ngầm với hàm lượng sắt và mangan tương đối cao Kết quả làm cho sức khoẻ của người dân suy giảm nghiêm trọng và hư hại thiết bị sinh hoạt và làm thức ăn mất ngon Một vấn đề nữa chúng ta muốn nói đến đó là nước ta phần lớn dân số sống ở vùng nông thôn, nơi mà nước cấp được xử lý chưa đến với họ đặt biệt

là người dân sống ở miền núi Cùng với sự phát triển của công nghiệp, khoa học và công nghệ đã đưa yêu cầu chất lượng cuộc sống của con người lên cao hơn và yêu cầu sử dụng nước cũng vậy Nói thì vậy nhưng nước ta số người dân sử dụng nước sinh hoạt được xử lý trong hộ gia dình rất ít và gần như chưa có đây là vấn đề quan trọng cần được quan tâm Nhằm nâng cao chất lượng nước sinh hoạt cho người dân ở nông thôn và không quá tốn kém về kinh tế, đây là lý do chúng làm đề tài

“xây dựng mô hình khí Mn và Fe trong nước ngầm dùng tấm cascade sử dụng trong

hộ gia đình”

MỤC LỤC

Trang

PHẦN 1 : ĐẶT VẤN ĐỀ 4

Chương 1 : TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM 5

1 Nguồn nước ngầm 5

2 Thành phần nước ngầm 5

3 Ảnh hưởng của nước ngầm đến sức khỏe 6

Chương 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ SẮT TRONG NƯỚC NGẦM 7

1 Các phương pháp khử sắt trong nước ngầm 7

1.1 Phương pháp oxy hóa sắt 8

1.2 Phương pháp khử sắt bằng quá trình oxy hóa 8

1.3 Khử sắt bằng hóa chất 9

2 Một số thiết bị khử sắt 11

2.1 Làm thoáng đơn giản trên bề mặt bể lọc 11

2.2 Tháp làm thoáng tự nhiên 11

2.3 Tháp làm thoáng cưỡng bức 11

3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khử sắt 13

PHẦN 2 : GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 14

Chương 1 : MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 15

Chương 2 : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16

1 Phương pháp xác định kim loại bằng máy quang phổ UV-VIS 16

2 Các phương pháp xác định lượng bằng phương pháp trắc quang 18

3 Hóa chất và thiết bị 19

3.1 Thiết bị 19

3.2 Hóa chất 20

4 Xây dựng đường chuẩn 21

5 Tiến hành nghiên cứu hiệu quả xử lý 23

PHẦN 3 : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 32

1 Kết luận 33

2 Kiến nghị 33

Tài liệu tham khảo 34

ĐẶT VẤN ĐỀ

PHẦN

1

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM

1 Nguồn nước ngầm

Nước ngầm tạo thành bởi nước mưa trên mặt đất, thấm qua các lớp đất, được lọc sạch và giữ lại trong các lớp đất chứa nước Lớp đất giữ nước thường là cát ,sỏi, cuội hoặc lẫn lộn các thứ trên với các cỡ hạt và thành phần khác nhau.Lớp đất cản nước thường là đất sét, đất thịt…Ngoài ra nước ngầm có thể còn do nước thấm từ đáy, thành sông hoặc hồ tạo ra

Có hai loại nước ngầm:

• Nước ngầm không áp: thường là nước ngầm mạch nông ở độ sâu từ 3 đến 10 met Loại này thường bị nhiễm bẩn nhiều, trữ lượng ít và chịu ảnh hưởng trực tiếp của thời tiết

• Nước ngầm có áp: thường là nước ngầm mạch sâu trên 20m chất lượng nước tốt hơn, trữ lượng nước tương đối phong phú

Đôi khi nước ngầm còn gọi là nước mạch từ các sườn núi hoặc thung lũng chảy

lộ thiên ra ngoài mặt đất đó là do các kẽ nứt thông với các lớp đất chứa nước gây ra Nước ngầm có ưu điểm là rất trong sạch hàm lượng cặn nhỏ, ít vi trùng,xử lý đơn giản,vì vậy nước ngầm thường được ưu tiên chọn làm nước sinh hoạt Ở nước

ta nước ngầm tương đối phong phú và được sử dụng hầu hết trong cả nước

2.Thành phần nước ngầm

Thành phần chất lượng của nước ngầm phụ thuộc vào nguồn gốc của nước

ngầm, cấu trúc địa tầng của khu vực và chiều sâu địa tầng nơi khai thác nước Ở các khu vực được bảo vệ tốt, ít có nguồn thải gây nhiễm bẩn , dựa theo thành phần nước ngầm thì nước ngầm cũng có 2 loại khác nhau

Nước ngầm hiếu khí:

Thông thường nước có oxy có chất lượng tốt Trong nước có oxy sẽ không có các chất khử như H2S ,CH4, NH4

Tóm lại trong nước ngầm có chứa các anion và các cation chủ yếu là Na+, Ca2+,

Mg2+, Fe2+, NH4+ và các anion chủ yếu là HCO3-, SO42-, Cl- , cần chú ý là tổng đương lượng các anion bằng tổng đương lượng các cation

Nồng độ các tạp chất chứa trong nước ngầm phụ thuộc vào vị trí địa lý của nguồn nước, thành phần các tầng đất đá trong khu vực, độ hòa tan của các tạp chất trong nước, sự có mặt của các chất dễ bị ph6n hủy bằng sinh hóa trong đất đá

Nước ngầm cũng có thể bị nhiễm bẩn do các hoạt động của con người, như phân bón, chất thải hóa học, nước thải sinh hoạt và công nghiệp, hóa chất bảo vệ thực vật… Các nguồn nước thường chứa hàm lượng lớn chất bẩn hữu cơ NH4+, PO43- cũng như các loài vi sinh vật gây bệnh Xử lý nước ngầm nhiễm bẩn là công việc khá khó khăn để đạt các chỉ tiêu chất lượng nước sạch

3 Ảnh hưởng của nước ngầm đến sức khỏe

Nước có hàm lượng sắt cao, làm cho nước có mùi tanh và có màu vàng, gây ảnh hưởng không tốt đến chất lượng nước ăn uống sinh hoạt và sản xuất Do đó, khi mà nước có hàm lượng sắt cao hơn giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn thì chúng ta phải tiến hành khử sắt

Khi dùng nước uống nhiễm phèn lâu ngày, chất sắt trong phèn có thể tích tụ lại

ở gan, gây xơ gan và ung thư gan Sắt thừa cũng có thể dẫn đến các bệnh về tim, khớp và thần kinh Bệnh nhân nhiễm sắt thường có sắc mặt sạm đen hơn nhiều so với trước

Ở nước ta, do có nhiều nguồn nước uống nhiễm phèn, nguy cơ ung thư và xơ gan do ngộ độc sắt là khá lớn

Chương 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ SẮT TRONG

NƯỚC NGẦM

1 Các phương pháp khử sắt trong nước ngầm

Trong nước ngầm sắt thường tồn tại ở dạng ion, sắt có hoá trị 2 (Fe 2+) là thành phần của các muối hoà tan như: Fe(HCO3)2; FeSO4…hàm lượng sắt có trong các nguồn nước ngầm thường cao và phân bố không đồng đều trong các lớp trầm tích dưới đất sâu Nước có hàm lượng sắt cao, làm cho nước có mùi tanh và có màu vàng, gây ảnh hưởng không tốt đến chất l ượng nước ăn uống sinh hoạt và sản xuất

Do đó, khi mà nước có hàm lượng sắt cao hơn giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn thì chúng ta phải tiến hành khử sắt

Các hợp chất vô cơ của ion sắt hoá trị II

Các hợp chất vô cơ của ion sắt hoá trị II:

- FeS, Fe(OH)2, FeCO3, Fe(HCO3)2, FeSO4, v.v…

- Các hợp chất vô cơ của ion sắt hoá trị III: Fe(OH)3, FeCl3 …trong đó

Fe(OH)3 là chất keo tụ, dễ dàng lắng đọng trong các bể lắng v à bể lọc Vì thế các hợp chất vô cơ của sắt hoà tan trong nước hoàn toàn có thể xử lý bằng phương pháp lý học: làm thoáng lấy oxy của không khí để oxy hoá sắt hoá trị II th ành sắt hoá trị III và cho quá trình thuỷ phân, keo tụ Fe(OH)3 xảy ra hoàn toàn trong các bể lắng, bể lọc tiếp xúc v à các bể lọc

Các phức chất vô cơ của ion sắt với silicat, photphat FeSiO(OH)3)

- Các phức chất hữu cơ của ion sắt với axit humic, funvic,…

- Các ion sắt hoà tan Fe(OH)+, Fe(OH)3 tồn tại tuỳ thuộc vào giá trị thế oxy hoá khử và pH của môi trường

- Các loại phức chất và hỗn hợp các ion hoà tan của sắt không thể khử bằng ph ương pháp lý học thông thường, mà phải kết hợp với phương pháp hoá học Muốn khử sắt ở dạng này phải cho thêm vào nước các chất oxy hoá như: Cl-, KMnO4, Ozone, đã phá vỡ liên kết và oxy hoá ion sắt thành ion hoá trị III hoặc cho vào nước các chất keo tụ FeCl 3 , Al(SO4)3 và kiềm hoá để có giá

trị pH thích hợp cho quá tr ình đồng keo tụ các loại keo sắt và phèn xảy ra triệt để trong các bể lắng, bể lọc tiếp xúc và bể lọc trong.

1.1 Phương pháp oxy hoá sắt

Nguyên lý của phương pháp này là oxy hoá (II) thành s ắt (III) và tách chúng ra khỏi nước dưới dạng hyđroxyt sắt (III) Trong nước ngầm, sắt (II) bicacbonat là một muối không bền, nó dễ d àng thuỷ phân thành sắt (II) hyđroxyt theo phản ứng:

Fe(HCO)3)2 + 2H2O → Fe(OH)2 + 2H2CO3 Nếu trong nước có oxy hoà tan, sắt (II) hyđroxyt sẽ bị oxy hoá th ành sắt (III) hyđroxyt theo phản ứng:

4Fe(OH)2 + 2H2O + O2  4Fe(OH)3 ↓ Sắt (III) hyđroxyt trong n ước kết tủa thành bông cặn màu vàng và có thể tách ra khỏi nước một cách dễ dàng nhờ quá trình lắng lọc

Kết hợp các phản ứng tr ên ta có phản ứng chung của quá trình oxy hoá sắt như sau:

4Fe2+ + 8HCO3 + O2 + H2O → 4Fe(OH)3 + 8H+ + 8HCO3Nước ngầm thường không chứa ôxy hoà tan hoặc có hàm lượng ôxy hoà tan rất thấp Để tăng nồng độ ôxy hoà tan trong nước ngầm, biện pháp đ ơn giản nhất là làm thoáng Hiệu quả của bước làm thoáng được xác định theo nhu cầu ôxy cho quá trình khử sắt

1.2 Phương pháp khử sắt bằng quá trình ôxy hoá

Làm thoáng đơn giản bề mặt lọc

Nước cần khử sắt được làm thoáng bằng dàn phun mưa ngay trên bề mặt lọc Chiều cao giàn phun thường lấy cao khoảng 0,7m, lỗ phun có đường kính từ 5-7mm, lưu lượng tưới vào khoảng 10 m3/m2.h Lượng ôxy hoà tan trong nước sau khi làm thoáng ở nhiệt độ 250C lấy bằng 40% lượng ôxy hoà tan bão hoà (ở 250C lượng ôxy bão hoà bằng 8,1 mg/l)

Làm thoáng bằng giàn mưa tự nhiên

Nước cần làm thoáng được tưới lên giàn làm thoáng một bặc hay nhiều bậc với các sàn rải xỉ hoặc tre gỗ.

Lưu lượng tưới và chiều cao tháp cũng lấy nh ư trường hợp trên Lượng ôxy hoà tan sau làm thoáng bằng 55% lượng ôxy hoà tan bão hoà Hàm l ượng CO2 sau làm thoáng giảm 50%

Làm thoáng cưỡng bức

Cũng có thể dùng tháp làm thoáng cưỡng bức với lưu lượng tưới từ 30 đến 40

m3/h Lượng không khí tiếpxúc lấy từ 4 đến 6 m3 cho 1m3 nước Lượng ôxy hoà tan sau làm thoáng b ằng 70% hàm lượng ôxy hoà tan bão hoà.Hàm lượng CO2 sau làm thoáng giảm 75%

1.3 Khử sắt bằng hoá chất

Khi trong nước nguồn có hàm lượng tạp chất hữu cơ cao, các chất hữu cơ sẽ tạo ra dạng keo bảo vệ các ion sắt, như vậy muốn khử sắt phải phá vỡ được màng hữu cơ bảo vệ bằng tác dụng của các chất ôxy hoá mạnh Đối vớinước ngầm, khi làm lượng sắt quá cao đồng thời tồn tại cả H 2S thì lượng ôxy thu được nhờ làm thoáng không

đủ để ôxy hoá hết H2S và sắt, trong trường hợp này cần phải dùng đến hoá chất để khử sắt

Biện pháp khử sắt bằng vôi

Khi cho vôi vào nước, độ pH của nước tăng lên Ở điều kiện giàu ion OH-, các ion Fe2+ thuỷ phân nhanh chóng thành Fe(OH)2 và lắng xuống một phần, thế ôxy hoá khử tiêu chuẩn của hệ Fe(OH)2/Fe(OH)3 giảm xuống, do đó sắt (II) dễ dàng chuyển hoá thành sắt (III) Sắt (III) hyđroxyt kết tụ th ành bông cặn, lắng trong bể lắng và

có thể dễ dàng tách ra khỏi nước

Phương pháp này có thể áp dụng cho cả nước mặt và nước ngầm Nhược điểm của phương pháp này là phải dùng đến các thiết bị pha chế cồng kềnh, quản lý phức tạp, cho nên thường kết hợp khử sắt với quá trình xử lý khác như xử lý ổn định nước bằng kiềm, làm mềm nước bằng vôi kết hợp với sôđa

Biện pháp khử sắt bằng Clo

Quá trình khử sắt bằng clo được thực hiện nhờ phản ứng sau:

2Fe(HCO3)2 + Cl2 + Ca(HCO3)2 + 6H2O → 2Fe(OH)3CaCl2 + 6H+ + 6HCO3

Biện pháp khử sắt bằng Kali Permanganat (KMnO 4)

Khi dùng KMnO4 để khử sắt, qua trình xảy ra rất nhanh vì cặn mangan (IV)

hyđroxyt vừa được tạo thành sẽ là nhân tố xúc tác cho quá trình khử Phản ứng xảy

ra theo phương trình sau:

5Fe2+ + MnO4 + 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O

Biện pháp khử sắt bằng cách lọc qua lớp vật liệu đặc biệt

Các vật liệu đặc biệt có khả năng xúc tác, đẩy nhanh quá trình ôxy hoá khử Fe2+thành Fe3+ và giữ lại trong tầng lọc Quá trình diễn ra rẩt nhanh chóng v à có hiệu quả cao Cát đen là một trong những chất có đặc tính như thế

Biện pháp khử sắt bằng phương pháp trao đổi ion

Phương pháp trao đổi ion được sử dụng khi kết hợp với quá trình khử cứng Khi sử dụng thiết bị trao đổi ion để khử sắt, nước ngầm không được tiếp xúc với không khí

vì Fe3+ sẽ làm giảm khả năng trao đổi của các ionic Chỉ có hiệu quả khi khử nước ngầm có hàm lượng sắt thấp

Biện pháp khử sắt bằng phương pháp vi sinh

Một số loại vi sinh có khả năng ôxy hoá sắt trong điều kiện mà quá trình ôxy hoá hoá học xảy ra rất khó khăn Chúng ta cấy các mầm khuẩn sắt trong lớp cáy lọc của

bể lọc, thông qua hoạt động của các vi khuẩn sắt được loại ra khỏi nước Thường sử dụng thiết bị bể lọc chậm để khử sắt

2 Một số thiết bị khử sắt

2.1 Làm Thoáng Đơn Giản Trên Bề Mặt Bể Lọc

Người ta dùng giàn ống khoan lỗ phun mưa trên bề mặt lọc, lỗ phun có đường kính

5 đến 7 mm, tia nước dùng áp lực phun lên với độ cao 0,5 đến 0,6m Lưu lượng phun vào khoảng 10m3/m2.h Làm thoáng trực tiếp trên bề mặt bể lọc chỉ nên áp dụng khi nước nguồn có hàm lượng sắt thấp và không phải khử CO2

2.2 Tháp Làm Thoáng Tự Nhiên

Sử dụng tháp làm thoáng tự nhiên (giàn mưa) khi cần làm giàu ôxy kết hợp với khử khí CO2 Do khả năng trao đổi của O2 lớn hơn CO2 nên tháp được thiết kế cho

trường hợp khử CO2 Giàn mưa cho khả năng thu được lượng oxy hoà tan bằng 55% lượng oxy bão hoà và có khả năng khử được 75 – 80% lượng CO2 có trong nước nhưng lượng CO2 còn lạisau khi làm thoáng không xuống thấp hơn 5 – 6 mg/l

2.3 Tháp Làm Thoáng Cưỡng Bức

Cấu tạo của tháp làm thoáng cưỡng bức cũng gần giống như tháp làm thoáng tự nhiên, ở đây chỉ khác là không khí được đưa vào tháp cưỡng bức bằng quạt gió Không khí đi ngược chiều với chiều rơi của các tia nước Lưu lượng tưới thường lấy từ 30 đến 40 m3/m2h Lượng không khí cấp vào từ 4 đến 6 m3 cho 1 m3 nước cần làm thoáng

Bể Lắng Tiếp Xúc

Bể lắng tiếp xúc có chức năng giữ nước lại sau quá trình làm thoáng trong một thời gian đã để quá trình ôxy hoá và thuỷ phân sắt diễn ra hoàn toàn, đồng thời tách một phần cặn nặng trước khi chuyển sang bể lọc Trong thực tế thường lấy thời gian lưu của nước từ 30 đến 45 phút Bể lắng tiếp xúc có thể được thiết kế như bể lắng đứng và thường đặt ngay dưới giàn làm thoáng

Bể lọc tiếp xúc hay bể lọc sơ bộ được áp dụng khi hàm lượng sắt trong nước nguồn cao hoặc cần khử đồng thời cả mangan Bể lọc tiếp xúc có cấu tạo như các bể lọc thông thường với lớp vật liệu lọc bằng sỏi, than antraxit, sành, sứ, … có kích thước hạt lớn Tốc độ lọc thường khống chế trong khoảng 15 đến 20 m/h

Bể Lọc Cặn Sắt

Để lọc sạch nước có chứa cặn sắt, sử dụng các bể lọc nhanh thông thường Do khác với bể lọc cặn bẩn bình thường ở chỗ quá trình ôxy hoá và thuỷ phân sắt còn tiếp tục xảy ra trong lớp vật liệu lọc, nên ngay từ đầu chu kỳ lọc, cặn đã bám sẵn trong lớp vật liệu lọc và độ chứa cặn của lớp vật liệu lọc sẽ cao hơn

Vì vậy, vật liệu lọc có thể lấy cấp phối hạt lớn hơn, đường kính trung bình hạt từ 0,9 đến 1,3 mm, bề dày lớp vật liệu lọc 1,0 đến 1,2 m, tốc độ lọc lấy từ 5 đến 10 m/h

Do cặn sắt bám chắc nên phải rửa lọc bằng nước và khí kết hợp, lưu lượng nước rửa

thực tế thường dùng từ 10 đến 12 l/m2.s Nếu sử dụng bể lọc hai lớp gốm antraxit và cát thạch anh thì hiệu quả xử lý sẽ cao hơn.

3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khử sắt

Tốc độ phản ứng của quá trình oxy hoá và thuỷ phân Fe2+ thành Fe3+ tuỳ thuộc vào lượng oxy hoà tan trong nước và nhiệt độ trong nước, pH trong nước Tốc độ phản ứng tăng khi nồng độ oxy hoà tan trong nước tăng lên

GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

Chương 1: MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

PHẦN

2 2

Nghiên cứu thiết kế mô hình xử lý sắt và mangan trong nước ngầm dùng trong hộ gia đình.

Chương 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1 Phương pháp xác định kim loại bằng máy quang phổ UV-VIS

Việc nghiên cứu đặc tính các phần tử hóa học nhờ các phổ hấp thụ điện tử vùng

UV và Vis được ứng ụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của khoa học và được phát triển, bắt đầu từ việc nghiên cứu tính chất lượng tử của các phần tử không bền trong các lớp trên của bầu khí quyển cho đến việc xác định số nguyên tử cơ bản có trong phân tử vitamin B12

Người ta dùng phép đo phổ trắc quang trong các vùng phổ UV và Vis để phân tích định tính và phân tích định lượng

Trong phần lớn các phép xác định định lượng thì người ta dùng phép phân tích phổ trắc quang vùng phổ UV, Vis để nghiên cứu các mẫu lỏng Tuy nhiên phương pháp này cũng được áp dụng ở mức độ như mẫu lỏng cho các mẫu hơi và mẫu rắn Trạng thái pha của mẫu đóng một vai trò quan trọng do ảnh hưởng đến bản chất các sự chuyển quan sát được trong các phổ hấp thụ vùng UV và Vis

Các ưu điểm của phép đo phổ trắc quang

Phép đo phổ trắc quang phân tử trong vùng tử ngoại và khả kiến là một phương pháp phân tích có một số ưu điểm đáng kể

Trước hết, phương pháp này có độ nhạy cao, thường có thể xác định, định lượng các nồng độ nhỏ hơn 10-7M ưu điểm này có ý nghĩa trong hai lĩnh vực ứng dụng.Thứ nhất là lĩnh vực phân tích vết, phép đo phổ trắc quang trong vùng phổ tử ngoại và khả kiến cho phép tiến hành phép đo định lượng các vi cấu tử của mẫu có hàm lượng cỡ 1 ppm về khối lượng

Trong lĩnh vực thứ hai vi phân tích có thể xác định lượng các câu 1 tử chính trong mẫu có kích thước rất nhỏ

So với các phương pháp chuẩn độ và trọng lượng truyền thống thì phép đo phổ trắc quang là một phương pháp phân tích thực hiện được nhanh hơn thuận lợi hơn.Nhờ có phần lớn các máy quang phổ hiện đại mà có thể tiến hành phép phân tích từ 5 đến 10 mẫu trong một phút Ngoài ra dễ dàng tự động hóa phương pháp đo phổ trắc quang, bắt đầu từ việc đưa mẫu vào cho đến việc tính nồng độ một số cấu tử trong mẫu.

Cuối cùng, phương pháp đo phổ trắc quang còn cung cấp các số liệu phân tích cho thông báo cơ bản về cấu trúc phân tử và về bản chất liên kết hóa học Thực tế thì những nghiên cứu như vậy là một nguồn các tri thức hiện đại của chúng ta về các tính chất lượng tử của vật chất

Các phép đo phổ trắc quang và nguyên tắc hoạt động

Bây giờ ta xét thiết bị cơ bản và cơ sở có tính phương pháp của phép đo phổ trắc quang trong các vùng phổ tử ngoại và khả kiến Vì rằng ở đây ta xét hiện tượng hấp thụ nên các phép xác định định lượng dựa trên định luật Lambert – Beer Các đòi hỏi về thiết bị được xác định bằng các điều kiện đã nêu trước đây

Để xác định độ truyền quang (trong 100%) của dung dịch chưa biết, chỉ cần đặt cuvet với dung dịch trên đường đi của nguồn sáng và ghi lại các chỉ số của dụng cụ ghi khi nắp mở

Người ta chiếu cuvet chứa mẫu bằng bức xạ đã tách ra có bước sóng phù hợp bức xạ đi qua cuvet chứa mẫu chiếu đến đêtectơ (nhân quang điện hay phoxođiot), đến lượt, đitectơ sẽ bức xạ thành một tín hiệu điện tỉ lệ để đo Để bảo vệ đitectơ khỏi bức xạ và từ người ta dùng nắp đậy

Bất kỳ lần nào đặt hay lấy cuvet ra khỏi máy đo phổ trắc quang thì cần hạ nắp đậy để tránh làm hỏng đitectơ quang

Sai số trong phép đo quang phổ trắc quang

Ta xét tất cả các nguyên nhân có thể gây ra sai số cho phép tính trắc quang phân tử trong vùng tử ngoại và khả kiến Có một số nguồn gốc sai số trong phép đo phổ trắc quang Trong số đó có một số sai số xuất hiện do sự lệch khỏi định luật Bia, một số khác có lien quan đến các đặc tính cấu trúc thiết bị của phép đo phổ trắc