Bài giảng phương pháp phân tích hiện đại trần thị huệ an

ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CÔNG CỤNguyên tắc chung: dựa trên việc đo cường độ của đại lượng vật lý có liên quan đến nồng độ của cấu tử cần phân tích cường độ màu, thế dung dịch,

Bài giảng

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HIỆN ĐẠI

Biên soạn: TS.GVC HOÀNG THỊ HUỆ AN

• Đo điện lượng

• Điện khối lượng

ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CÔNG CỤ

Nguyên tắc chung: dựa trên việc đo cường độ của đại lượng

vật lý có liên quan đến nồng độ của cấu tử cần phân tích

(cường độ màu, thế dung dịch,…)

ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CÔNG CỤ

 Ưu, nhược điểm

 Ưu: - Chính xác  độ tin cậy cao

- Độ nhạy cao  lượng mẫu phân tích nhỏ  phân tích cấu tử vi

Ứng dụng rộng rãi trong phân tích cấu tửvi lượnghay cấu tử vết(phân

tích thực phẩm, dược phẩm, môi trường, xét nghiệm y khoa, nghiên cứu

khoa học,…)

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CÔNG CỤ

 Phân loại các phương pháp phân tích công cụ :

 Phương pháp phân tích quang học: dựa trên sự tương tác giữa bức

xạ điện từ và vật chất (nguyên tử, phân tử)

Hai dạng tương tác chính : hấp thụ và phát xạ

 PP quang phổ hấp thụ(nguyên tử/phân tử)

 PP quang phổ phát xạ(nguyên tử/phân tử)

 Phân loại các phương pháp phân tích công cụ :

 Phương pháp phân tích điện hóa: ứng dụng các hiện

tượng điện hóa (liên quan đến sự trao đổi ion, electron

trên ranh giới điện cực – dung dịch).

 Phương pháp sắc ký: là phương pháp tách hỗn hợp

cấu tử phân tích dựa trên ái lực khác nhau của chúng với

hai pha không trộn lẫn (pha tĩnh, pha động)

Phần 1 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG HỌC

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV-Vis

(PP trắc quang – so màu)

 Nguyên tắc: dựa trên hiện tượng hấp thụ bức xạ

UV-Vis của các phân tử

 Sự hấp thụ bức xạ UV-Vis của các phân tử

Các kiểu chuyển dời electron cơ bản trong phân tử hợp chất hữu cơ

σ  σ*: < 190 nm (UV xa)

π  π* ~ 200 nm

n  σ*; n  π*: ~ 300 nm (UV gần)

h = E = E* - E0

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV-Vis

Quan hệ giữa sự hấp thụ bức xạ UV-Vis và màu sắc dung dịch

Màu sắc

sáng trắng

 Cơ sở lý thuyết của phương pháp đo quang UV-Vis

A  

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV-Vis

C = 1 đơn vị nồng độ ; l = 1 đơn vị chiều dài  A ≡ 

  : hệ số hấp thụ

Các yếu tố ảnh hưởng đến  :

- Bản chất phân tử chất hấp thụ (cấu trúc electron phân tử)

- Bước sóng của bức xạ bị hấp thụ (λ) : sự hấp thụ ánh sáng mang tínhchọn

[l]

[C]

Hệ số hấp thụ riêng l.g –1 cm –1

cm

g/l

Hệ số hấp thụ mol

l.mol –1 cm – 1 cm

mol/l

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV-Vis

A  

Quan hệ tuyến tính A – C là cơ sở lý thuyết của phương pháp

quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis

Phổ hấp thụ UV-Vis:  = f (λ)

• A = f (λ): Phổ hấp thụ UV-Vis đặc trưng cho cấu trúc phân tử

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV-Vis

 Các tính chất quan trọng của độ hấp thụ:

 Trước khi đo độ hấp thụ của một dung dịch (ADD) thường

dùng dd nền để hiệu chỉnh máysao cho ADD nền= 0

 Các lưu ý khi áp dụng phương pháp trắc quang – so màu:

- Dùng bức xạ đơn sắc (đo ở λ ≈ λmax)

- Dung dịch đo phải đồng nhất (trong suốt)

- Cuvet phải sạch (tráng rửa, lau chùi bằng MeOH)

- Chỉ định lượng trong khoảng tuyến tính A – C

- Chọn bề dày cuvet và nồng độ dd sao cho : A = 0,2 ÷ 0,8

- Điều kiện tạo phức màu (CR, pH), điều kiện đo (t0C, thời gian đo,

chất liệu và bề dày cuvet), thành phần nền (ion cản, ion trơ,…) của

mẫu phân tích và mẫu chuẩn phải như nhau

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV-Vis

 Thiết bị đo quang UV –Vis

 Phân loại thiết bị đo quang :

1/ Theo bản chất của bộ đơn sắc :

 Photometer (quang kế) : dùng kính lọc màu  bức

xạ kém đơn sắc

 Spectrophotometer (quang phổ kế) : dùng lăng

kính hay cách tử nhiễu xạ  bức xạ có độ đơn sắc cao (là loại máy thông dụng nhất hiện nay)

2/ Theo nguyên lý hoạt động (hay cấu tạo thiết bị)

 Máy 1 chùm sáng (single beam)

 Máy 2 chùm sáng (dual beam)

Sơ đồ máy đo quang 2 chùm sáng

Sơ đồ máy đo quang 1 chùm sáng

Spectrophotometer

DR 4000 (Hache, Đức)

Sơ đồ cấu tạo máy đo quang 1 chùm sáng

Visible Photometer

GENESYS 20 (Thermo, USA)

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV-Vis

 Các bộ phận cơ bản trong máy đo 1 chùm sáng:

- Bộ đơn sắc: kính lọc màu / lăng kính / cách tử nhiễu xạ

- Cuvet: thủy tinh (G) hay polymer : đo vùng Vis

thạch anh (Q) : đo vùng UV

- Tế bào quang điện

- Bộ khuếch đại tín hiệu

- Bộ ghi nhận tín hiệu

Đèn W

Đèn D

Các loại cuvet

CACH TỬ NHIỄU XẠ TẾ BÀO QUANG ĐIỆN

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV-Vis

 Mở máy

 Chọn đèn đo

 Chọn bước sóng

 Đợi 15 – 30 phút (tùy loại máy) cường độ ổn định

 Đưa cuvet chứa dung dịch nền vào ngăn chứa cuvet

 Các cách định lượng: dựa trên đl Lambert-Beer

 Nguyên tắc: Tính trực tiếp từ công thức :

( : tra cứu tài liệu ; l : bề dày cuvet)

hợp với điều kiện đo)

Tạo phức màu, đo quang các dung dịch trên (cùng điều kiện)

(C0, Cx: nồng độ X trong các dd đo quang)

 Ưu điểm: đơn giản

 Nhược điểm: có thể không đúng do

-Có sự sai lệch so với định luật Lambert – Beer nên pha dung dịch

chuẩn có C0≈ Cx

- Có sự khác biệt nhiều về thành phần nền của mẫu chuẩn và mẫu

phân tích

0 0

C A

c) Phương pháp đường chuẩn:

Dựng đường chuẩn (pp bình phương

tối thiểu): A = a.C + b



a

b A

C V

dd x

V

V C

x x

x quang

đo dd x

C A A

- Lấy Vxml dd phân tích vào 2 bình địnhmức

-Thêm Vsml dung dịch chuẩn (nồng độ

d) Phương pháp thêm :

 Phương pháp thêm chuẩn:

Dung dịch mẫu (chứa cấu tử phân tích X) : CX

Dung dịch chuẩn thêm được pha chế bằng cách thêm một lượng

chính xác cấu tử X (∆Cx) vào dung dịch phân tích :

C0= Cx+ ∆CxTạo phức màu, đo độ hấp thụ 2 dung dịch trong cùng điều kiện

 AX; A0

Ax= lCx

A0= lC0= l (Cx+ Cx)

x x

x

A A

A



0

 Phương pháp đường chuẩn thêm

Dung dịch phân tích (nồng độ C X )

Pha n mẫu chuẩn thêm (n = 5 – 8) :

C i = C x + ∆C i Tạo phức màu, đo A (cùng điều kiện) :

A 1 , A 2 , …, A n Dựng đường chuẩn thêm : A = a ∆C + b

Nồng độ thêm vào bình thứ i

Đo A : Ax, (A1, A2, …, An) Dựng đường chuẩn thêm :

A = a.∆C + b Nồng độ X trong dd đo :

Nồng độ X trong dd phân tích

t

i i V

C V

x

V

V C

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV-Vis

c) Phương pháp thêm chuẩn

e) Phân tích hỗn hợp nhiều cấu tử:

Hỗn hợp chứa 2 cấu tử :

M (λ max = λ 1 ) ; N (λ max = λ 2 )

Đo A lần lượt ở λ 1 và λ 2 :

Các hệ số được xác định nhờ các dung dịch chuẩn của M và N (II)

Giải hệ phương trình trên  C M ; C N

) ( 2 ) ( 2 ) ( 1 ) (

( ) ( 2 2

) ( ) ( 1 )

( ) ( 1 1

.

.

N N M

M

N N M

M

C C

A

C C

Ví dụ về quá trình xác định hàm lượng Cu trong quặng

bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử Néocuproine

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV-Vis

 Ứng dụng và giới hạn định lượng của phương pháp trắc

quang –so màu :

 Ứng dụng : rộng rãi trong phân tích

- Cho phép định lượng hầu hết ion vô cơ và một số hợp

chất hữu cơ với sai số khoảng 1- 5%

- Độ nhạy: khá cao (cỡ ppm)

- Chọn lọc (chọn thuốc thử tạo phức, hay chọn bước sóng

thích hợp để đo độ hấp thụ)

- Thao tác đơn giản, nhanh chóng; thiết bị tương đối rẻ tiền

 Khả năng ứng dụng: phân tích cấu tử vi lượng

-Cấu tử đa lượng : pha loãng mẫu;

- Cấu tử vết : làm giàu mẫu

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV-Vis

Bài tập 1.

Để xác định hàm lượng Fe trong một mẫu nước thải công nghiệp,

người ta lấy 10 ml nước thải, đem khử hoàn toàn Fe3+trong mẫu

về dạng Fe2+, sau đó tạo phức với o-phenanthroline rồi định mức

lên 50 ml Độ hấp thụ của dung dịch đo ở 510 nm (với cuvet 1 cm)

là 0,269

Tính hàm lượng Fe trong mẫu nước thải theo ppm, biết rằng kết

quả dựng đường chuẩn Fe2+bằng phương pháp này như sau:

0,725

4,00

0,5490,359

0,1800,000

A

3,002,00

1,000,00

CFe(ppm)

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV-Vis

,

0

0012,0A

0.00 2.00 4.00 6.00

Fe (ppm)

Bài tập 2

Lấy 5,00 ml một mẫu nước biển cho tạo phức với

Dithizone Phức Pb(II)-Dithizonat tạo thành được chiết sang

dung môi CCl4và định mức lên 25,00 ml cho giá trị độ hấp

thụ (đo ở 520 nm ; cuvet 1 cm) là 0,193.

Mặt khác, nếu thêm 1,00 ml dung dịch chuẩn Pb2+có

nồng độ 1560 ppb vào 5,00 ml mẫu nước biển phân tích,

sau đó cũng tạo phức màu, chiết và định mức lên 25,00 ml

như trên thì độ hấp thụ của dung dịch thu được là 0,419.

Tính ppb Pb2+ trong mẫu nước biển đã cho.

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV-Vis

Giải :

Đây là pp thêm  Dùng công thức :

Nồng độ thêm :

Nồng độ Pb2+ trong mẫu đo :

Nồng độ Pb2+ trong mẫu nước biển :

ppb

5

25 29 , 53)

x x

x

A A

A



0

ppb

25

1560 1







ppb C

A A

193 , 00

(AAS: Atomic Absorption Spectrophotometry)

 Nguyên tắc :dựa trên hiện tượng hấp thụ bức xạ của nguyên tử

 Định tính: dựa vào tần số bức xạ bị hấp thụ

 Định lượng:dựa vào quan hệ giữa cường độ hấp thụ (A) và nồng độ

nguyên tử trong mẫu đo (C):

Ảnh hưởng của nồng độ đến độ hấp thụ

trong phương pháp phân tích phổ AAS

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ

Hệ thống AAS

Sơ đồ cấu tạo thiết bị AAS

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ

* Đèn cathode rỗng (HCL: Hollow Cathode Lamp):

- catod rỗng (bằng kim loại cần đo hay hợp kim của

 Đèn cathod rỗng ( HDL: Hollow Cathode Lamb)

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ

- Đèn phóng điện không điện cực (EDL: Electrodless

Discharge Lamp)

- Đèn phát xạ liên tục (CS: Continous Source )

Đèn CS (phát xạ liên tục)

Đèn EDL ( Electrodless Discharge Lamp)

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ

Bộ điều biến (modulator; chopper):

Công dụng: loại trừ nhiễu nền

Tín hiệu điều chỉnh = Tín hiệu 2 - Tín hiệu 1

= (P + Pe) – Pe = P

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ

 Hệ thống nguyên tử hóa và các kỹ thuật AAS

– KỸ THUẬT NGUYÊN TỬ HÓA BẰNG NGỌN LỬA (FAAS):dùng

nhiệt năng sinh ra bởi phản ứng cháy giữa chất đốt và chất oxy hóa

nguyên tử hóa  2000 – 30000C

– KỸ THUẬT NGUYÊN TỬ HÓA KHÔNG NGỌN LỬA:

* Kỹ thuật ET-AAS (nguyên tử hóa nhiệt điện): thường dùng lò

graphite (GF-AAS)  nhiệt độ nguyên tử hóa 30000C  phân tích

các chất bền nhiệt

• Kỹ thuật CV-AAS (hóa hơi lạnh) phân tích nguyên tố dễ bay

hơi (Hg, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Se, Te, )

Gồm các bộ phận:

dịch đo thành sol khí nhờ một dòng khí áp suất cao

với chất oxy hóa (không khí, O2; N2O)

nhiệt lượng để nguyên tử hóa mẫu đo

 Hệ thống nguyên tử hóa bằng ngọn lửa (FAAS)

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ

HỆ THỐNG FAAS

2C2H2+ 3O2→ 4CO + 2H2O  2500 0 K (Air ~ 15 L/min; C2H2~ 2 L/min)

Dùng N2O thay cho air  3000 0 K  nguyên tử hóa hầu hết hợp chất

Fuel (acetylen, propan,…) + Oxydant (air, O 2 ; N 2 O)  heat

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ

Buồng phun sương

(Nebulizer)

Buồng phối trộn và đèn đốt

Buồng phun sương (nebulizer):

Dung dịch đo  aerosol (dùng dòng khí áp suất cao)

Buồng phối trộn:

Fuel + Oxydant

Đèn đốt:

nhiệt của ngọn lửa

 nguyên tử hóa mẫu

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ

QUÁ TRÌNH TẠO AEROSOL VÀ NGUYÊN TỬ HÓA MẪU

TRONG HỆ THỐNG FAAS

Ưu:

- Độ lặp lại tốt

- Dễ điều khiển quá trình nguyên tử hóa

Nhược:hiệu suất nguyên tử hóa kém  độ nhạy thấp

CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA LÒ GRAPHITE

Dòng: 50 – 600 A ; Thế : < 12V

 Nhiệt độ: ~ 3000 0 K

Quá trình nguyên tử hóa mẫu(chương trình nhiệt)

- Sấy khô (drying)

-Tro hóa (ashing)

- Nguyên tử hóa (atomizing)

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ

Graphite Furnace Tubes

1,0 Step

2 2500 7

0,0 Step

2 2200 6

0,0 Step

3 600

5

1,0 Step

10 600

4

1,0 Ramp

10 600

3

0,1 Ramp

10 250

2

0,1 Ramp

20 150

1

Flow rate Heat mode Time (s)

T ( o C) Chương trình nhiệt độ cho lò Graphite

20 L Lượng mẫu nạp

HNO32 % Môi trường dung dịch

High density graphite Loại cuvét

Argon Khí môi trường

Chế độ auto Chiều cao đầu đốt

1,0 nm Khe đo

10 mA (80%IMax) Cường độ dòng của đèn HCL của As

193,70 nm Vạch phổ phân tích arsen

Ví dụ: Điều kiện đo As bằng kỹ thuật GFAAS

 KỸ THUẬT HG-AAS và CV-AAS

 HG-AAS:Áp dụng cho các nguyên tố có thể tạo hydrur dễ bay hơi

khi phản ứng vói NaBH4trong môi trường acid:

IVA (Ge, Sn, Pb); VA ( As; Sb; Bi ); VIA (Se, Te)

 GeH 4 , SnH 4 , PbH 4 , AsH 3 , SbH 3 , BiH 3 , SeH 2 , TeH 2

 Dòng khí Ar dẫn khí hydrur đến cuvet thạch anh nung nóng để

nguyên tử hóa mẫu (~10000K)

 CV-AAS:Hg hóa hơi ở nhiệt độ thường

Hg 2+ + Sn 2+  Hg 0 + Sn 4+  Quart cell

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ

Bộ hydrur hóa kim loại (HG): kim loại + NaBH 4 + H  Hydrur kim loại  Quart cell

Bộ hóa hơi thủy ngân (CV): Hg 2+ + Sn 2+  Hg 0 + Sn 4+ Quart cell

5 sec Thời gian đo

2 – 3 mL/min Tôc độ dẫn thuốc thử (NaBH 4 , HCl 5 M)

5 – 6 mL/min Tôc độ dẫn mẫu

Air + C 2 H 2 (+ Ar) Khí ngọn lửa

Chế độ auto (5 - 6 mm) Chiều cao đầu đốt

1 nm Khe đo

10 mA (80% I Max) Cường độ dòng (đèn HCL của As)

As 193,70 nm Vạch phổ phân tích

Ví dụ: Điều kiện đo As bằng kỹ thuật HG-AAS

Phản ứng: 3 BH 4 ¯ + 3 H + + 4 H 3 AsO 3  3 H 3 BO 3 + 4 AsH 3 + 3 H 2 O

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ

 TỐI ƯU HÓA ĐIỀU KIỆN ĐỊNH LƯỢNG BẰNG PP AAS

Chọn phương pháp nguyên tử hóa mẫu:

F-AAS: nhanh; chính xác (vi lượng); độ nhạy không cao

ET-AAS:độ nhạy cao phân tích vết /vi lượng (lượng mẫu nhỏ)

CV-AAS:nguyên tố dễ bay hơi hay tạo hydrur dễ bay hơi

Chọn bước sóng phân tích và độ rộng vạch phổ :

Yêu cầu : độ nhạy cao nhất, vạch phổ ít bị cản trở nhất (phát xạ nền;

nguyên tố cản)

Chọn phương pháp xử lý mẫu phân tích

Mẫu rắn (vô cơ hóa bằng HNO3, H2SO4, HClO4)  hòa tan thành dung

dịch (có thể chiết – làm giàu):

(Nghiên cứu trong Chuyên đề “PP xử lý mẫu”)

Ví dụ: Bước sóng và nồng độ đặc trưng của Cu

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ

 Tối thiểu hóa ảnh hưởng quang phổ

* Chồng lấn vạch phổ phân tích và vạch phổ nguyên tố khác (cản)  chọn

bước sóng phân tích khác không bị cản trở 

• Sự hấp thụ và tán xạ phân tử (bởi hydroxid; oxid)  tăng độ hấp thụ của mẫu 

kết quả định lượng mắc sai số lớn

Cách loai trừ:

 Nền đã biết:

-Pha mẫu chuẩn và có nền giống mẫu phân tích; PT mẫu trắng  trừ nền

 Nền chưa biết:

-Tăng nhiệt độ ngọn lửa (flow rate: fuel – oxydant; thay đổi tỷ lệ fuel:

oxydant; thay đổi tổ hợp fuel – oxydant …);

- Hiệu chỉnh nền bằng đèn D2

- Định lượng bằng pp thêm

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ

 TỐI ƯU HÓA ĐIỀU KIỆN ĐỊNH LƯỢNG BẰNG PP AAS (tt)

 Tối thiểu hóa ảnh hưởng hóa học

 Dung môi: MIBK  tăng độ nhay

 Sự ion hóa: thêm dư KCl; CsCl

 Sự tạo hợp chất bền nhiệt: thêm EDTA; + LaCl3

 Chọn phương pháp định lượng :

 PP kẹp chuẩn

 Pp đường chuẩn

PP thêm chuẩn

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ

 TỐI ƯU HÓA ĐIỀU KIỆN ĐỊNH LƯỢNG BẰNG PP AAS (tt)

Một số dạng đường chuẩn AAS

Matrix đơn giản : Đường chuẩn (A – C tuyến tính)

Kẹp chuẩn (A – C không tuyến tính)

Matrix phức tạp: Phương pháp thêm (A – C tuyến tính)

1

A A

A A C

Phương pháp kẹp chuẩn ( Bracket standards )

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ

 Đánh giá phương pháp AAS

– Ứng dụng: định lượng KL mức vi lượng (FAAS);

vết và siêu vết (ET-AAS)

– Ưu điểm :

• Độ đúng :0,5 – 5% (điều kiện tối ưu)

• Độ chính xác:F-AAS cỡ 0,3 – 1%; ET-AAS: 1 – 5%

• Độ nhạy: Độ nhạy của kỹ thuật F-AAS bị ảnh hưởng nhiều bởi điều

kiện đo (tỷ số nhiên liệu:chất oxy hóa, tốc độ phun sương, chiều cao

của đèn đốt; dung môi)

• Độ chọn lọc: rất tốt  phân tích > 60 nguyên tố

• Thời gian :FAAS: 250 – 350 lần đo/giờ;

ET-AAS: 20 – 30 lần đo/giờ

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ

 Ứng dụng của phương pháp AAS

• Là công cụ mạnh để định tính, định lượng trực tiếp kim loại

(phương pháp tiêu chuẩn ) và một số phi kim

Vd: Xác định Hg, As, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn,…

• Định lượng gián tiếp một số anion (vd: Cl-, S2-, CN-, PO43-,…),

một số hợp chất hữu cơ (vd: hợp chất hữu cơ chứa Cl, N)

• Chủ yếu xác định hàm lượng nguyên tố tổng số

• Gần đây, phát triển hướng phân tích dạng nguyên tố

Vd: Xác định As (III), As (V) bằng kỹ thuật AAS-HPLC

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ

Giới thiệu về kỹ thuật phân tích dạng nguyên tố

(Speciation Analysis)

• Sự cần thiết phải phân tích dạng nguyên tố:

Khả năng hấp thụ và độc tính của nguyên tố khác nhau tùy theo

dạng tồn tại của nguyên tố đó

VD:

- Organo-tin compounds, including tributyltin, are far more toxic than

inorganic tin species

- Hexavalent chromium, Cr(VI), is a carcinogenic agent, while trivalent

chromium, Cr(III), is an essential element for humans

- Arsenic is extremely toxic in its inorganic forms but relatively

innocuous as arsenobetaine, a common arsenic species in fish

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ

Một số kỹ thuật ghép nối để phân tích dạng nguyên tố

(Several options for hyphenation )

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ

Sample: 1 µg/L (100 µL injection)

Column: 100 x 2.1 mm Alltima HP C18 (3 µm) HPLC;

Flow rate:0.2 mL/min; Mobile phase: 0.5% (v/v) L-cysteine).

Source : Cairns et al., Anal Chim Acta 622 (2008) 62-69

Phân tích dạng Hg trong nước biển bằng kỹ thuật HPLC-ICP-MS

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ

Tributyltin (TBT), Dibutyltin (DBT),

Tripropyltin (TPrT); Methylbutyltin (MBT)

Phân tích dạng Sn trong hỗn hợp bằng kỹ thuật GC-ICP-MS

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ PHÁT XẠ NGUYÊN TỬ

(AES: Atomic Emission Spectrometry )

• Nguyên tử hóa mẫu

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ PHÁT XẠ NGUYÊN TỬ

 Các loại thiết bị AES thông dụng

 Nguyên tử hóa và kích thích bằng ngọn lửa

F-AES: Flame Atomic Emission Spectrometer)

 Nguyên tử hóa và kích thích bằng nguồn plasma cao

tần cảm ứng (ICP):

ICP-OES (Inductively-Coupled Plasma Optical Emission

Spectrometer)

ICP-MS (Inductively-Coupled Plasma – Mass Spectrometer)

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ PHÁT XẠ NGUYÊN TỬ

SƠ ĐỒ CẤU TẠO THIẾT BỊ F-AES

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ PHÁT XẠ NGUYÊN TỬ

CẤU TẠO VÀ NHIỆT ĐỘ NGỌN LỬA ĐÈN KHÍ

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ PHÁT XẠ NGUYÊN TỬ

- Nhiệt độ ngọn lửa thấp  chỉ dùng phân tích kím loại kiềm (Li, Na, K, Rb,

Cs) và 1 vài kim loại kiềm thổ (Ca, Mg) với độ nhạy: 1 – 10 g/ml.

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ PHÁT XẠ NGUYÊN TỬ