NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH NATRI HÀM LƯỢNG VẾT TRONG NƯỚC LỊ HƠI NHẰM KIỂM SỐT ĐỘ BỀN CÁC ỐNG QUÁ NHIỆT CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT. LUẬN VĂN THẠC SĨ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÙI HOÀNG NGUYÊN NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH NATRI HÀM LƯỢNG VẾT TRONG NƯỚC LÒ HƠI NHẰM KIỂM SOÁT ĐỘ BỀN CÁC ỐNG QUÁ NHIỆT CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT LUẬN VĂN TH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

BÙI HOÀNG NGUYÊN

NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH NATRI HÀM LƯỢNG VẾT TRONG NƯỚC LÒ HƠI NHẰM KIỂM SOÁT

ĐỘ BỀN CÁC ỐNG QUÁ NHIỆT CỦA NHÀ MÁY

LỌC DẦU DUNG QUẤT

LUẬN VĂN THẠC SĨ

KỸ THUẬT HÓA HỌC

Đà Nẵng – Năm 2019

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

BÙI HOÀNG NGUYÊN

NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH NATRI HÀM LƯỢNG VẾT TRONG NƯỚC LÒ HƠI NHẰM KIỂM SOÁT

ĐỘ BỀN CÁC ỐNG QUÁ NHIỆT CỦA NHÀ MÁY

LỌC DẦU DUNG QUẤT

Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học

NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH NATRI HÀM LƯỢNG VẾT TRONG NƯỚC LÒ HƠI NHẰM KIỂM SOÁT ĐỘ BỀN CÁC ỐNG QUÁ NHIỆT CỦA NHÀ MÁY

LỌC DẦU DUNG QUẤT

Học viên: Bùi Hoàng Nguyên Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học

Mã số: 8520301 Khóa: 35 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN

Tóm tắt - Lò hơi là thiết bị trong đó xảy ra quá trình đốt cháy nhiên liệu, nhiệt lượng tỏa ra sẽ biến

nước thành hơi, biến năng lượng của nhiên liệu thành nhiệt năng của dòng hơi Trong thiết bị lò hơi, bộ phận các ống quá nhiệt đặc biệt quan trọng, nếu trên bề mặt các ống quá nhiệt bị đóng cặn điều này gây tiềm ẩn mối nguy lớn đến thiết bị lò hơi Vì vậy cần đánh giá, kiểm soát chất lượng nước lò hơi, với các chỉ tiêu cần kiểm soát như: pH, silica, độ dẫn điện, tổng chất rắn hòa tan, photphat và một số kim loại như: sắt, đồng, natri… Trong đó natri là một nguyên tố đặc trưng ảnh hưởng đến quá trình tạo cặn trong các ống quá nhiệt Khi hàm lượng Na tăng cao trong nước lò hơi

sẽ tạo thành muối bám vào thành ống quá nhiệt nên dẫn đến ăn mòn ống Việc phân tích nguyên tố

Na hàm lượng vết rất phức tạp và khó thực hiện vì Na là một nguyên tố phổ biến, điều này sẽ gây nhiễu trong quá trình phân tích, dẫn đến sai số lớn cho phép phân tích

Từ khóa – Natri hàm lượng vết; ăn mòn ống quá nhiệt; Lò hơi; Ống quá nhiệt; Kiểm soát chất lượng

nước lò hơi

STUDY OF ANALYZING SODIUM TRACE IN WATER OF BOILER FOR CONTROLLING

OF SUPERHEATED TUBES STABILITY IN DUNG QUAT REFINERY

Abstract - A boiler is an equipment in which the combustion occurs, the radiant heat will turn

water into steam, turning the energy of the fuel into a thermal energy of the steam stream In the boiler equipment, the parts of the superheated tubes are especially important, if having scale on surface of superheated tubes, this creates a great potential of hazard for the boiler equipment Therefore, it is necessary to assess and control the quality of boiler water, with some indicators need to be controlled such as: pH, silica, conductivity, Total Dissolved Solids (TDS), phosphate and some metals such as iron, copper, sodium, In which sodium is a specific element influences the formation of deposits in superheated tubes When high Sodium content in boiler water will form salt that adheres to the wall of the superheated pipe, leading to corrosion The elemental analysis of trace Sodium content is complicated and difficult to implement because Sodium is a common element, this will cause interference during the analysis, leading to large errors for analysis

Key words - Trace Sodium content, Corrosion of superheated tubes; Boiler; Superheated tubes;

Quality control for water of boiler

Cơ sở khoa học và mục đích nghiên cứu 3 1.1

Cơ sở nghiên cứu 3 1.1.1

Mục đích nghiên cứu 3 1.1.2

Phương pháp nghiên cứu 4 1.2

Tổng quan về đề tài nghiên cứu 4 1.3

Ăn mòn và cáu cặn trong thiết bị lò hơi 5 1.4

Quá trình ăn mòn trong thiết bị lò hơi 5 1.4.1

Quá trình đóng cáu cặn trong thiết bị lò hơi 7 1.4.2

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 9

Cơ sở lý thuyết 9 2.1

Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử 9 2.1.1

Mối quan hệ giữa cường độ vạch phổ hấp thụ và nồng độ nguyên tố 10 2.1.2

Phương pháp phân tích hấp thụ nguyên tử và thiết bị AAS 12 2.1.3

Kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu không ngọn lửa 14 2.1.4

Nội dung nghiên cứu 19 2.2

Điều kiện thiết bị và dụng cụ 19 2.2.1

Chuẩn bị thiết bị vận hành 20 2.2.2

Chuẩn bị dung dịch Na chuẩn 21 2.2.3

Chuẩn bị mẫu lấy mẫu phân tích 22 2.2.4

Các bước vận hành thiết bị 22 2.2.5

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 33

Các thông số kỹ thuật của Nhà máy 33 3.1

Thông số kỹ thuật phân xưởng phụ trợ (Unit 40) 33 3.1.1

Thông số kỹ thuật phân xưởng Cracking xúc tác - RFCC (Unit 15) 34 3.1.2

Thông số kỹ thuật của phương pháp theo nhà sản xuất thiết bị 35 3.2

Thay đổi thông số kỹ thuật đưa đến thành công của giải pháp 37 3.3

Tổng hợp kết quả phân tích các mẫu của Nhà máy 39 3.4

Hiệu quả kinh tế 48 3.5

Tiết kiệm thời gian 48 3.5.1

Tiết kiệm chi phí 48 3.5.2

Ý nghĩa khoa học thực tiễn của đề tài 49 3.6

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 PHỤ LỤC

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao)

DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

AAS Atomic Absorption Spectrocopy (Quang phổ hấp thụ nguyên tử) ASTM American Standard Test Method (Phương pháp thử tiêu chuẩn Mỹ) BSR Công ty cổ phần lọc hóa dầu Bình Sơn

EDL Electronic Discharge Lamp (Đèn phóng điện không điện cực)

HCL Hollow Cathode Lamp (Đèn catốt rỗng)

TDS Total Dissolved Solids (Tổng chất rắn hòa tan)

3.2 Tổng hợp các tình trạng gặp phải trong quá trình thực hiện giải

pháp và kết quả thu được 37 3.3 Tổng hợp kết quả đo mẫu thực của nhà máy 38 3.4 Tổng hợp kết quả phân tích mẫu chuẩn 39 3.5 Tổng hợp kết quả Na tại điểm lấy mẫu 15-SC-15-101 39 3.6 Tổng hợp kết quả Na tại điểm lấy mẫu 15-SC-15-901 40 3.7 Tổng hợp kết quả Na tại điểm lấy mẫu 15-SC-15-902 42 3.8 Tổng hợp kết quả Na tại điểm lấy mẫu 4001A-SP2 45 3.9 Tổng hợp kết quả Na tại điểm lấy mẫu 4001B-SP2 45 3.10 Tổng hợp kết quả Na tại điểm lấy mẫu 4001C-SP2 46 3.11 Tổng hợp kết quả Na tại điểm lấy mẫu 4001D-SP2 47

MỞ ĐẦU

Lò hơi là thiết bị trong đó xảy ra quá trình đốt cháy nhiên liệu, nhiệt lượng tỏa

ra sẽ biến nước thành hơi, biến năng lượng của nhiên liệu thành nhiệt năng của dòng hơi

Lò hơi có mặt gần như trong tất cả các nhà máy, xí nghiệp, để sản xuất hơi nước phục vụ cho quá trình sản xuất điện năng của nhà máy, ngoài ra hơi nước còn dùng trong công nghệ như đun nóng, chưng cất dung dịch, cô đặt, sấy sản phẩm,… Thường là hơi bão hòa Áp suất hơi tương ứng với nhiệt độ bão hòa cần thiết cho quá trình công nghệ, nhiệt độ thường từ 110oC đến 180oC Loại lò hơi này được gọi là lò hơi công nghiệp, có áp suất hơi thấp

Trong các lò hơi dùng để sản xuất điện, hơi được sản xuất ra là hơi quá nhiệt, hơi quá nhiệt được sản xuất ra là nhờ các quá trình: Đun nóng nước đến sôi, sôi để biến nước thành hơi bão hòa và quá nhiệt hơi Công suất của lò hơi phụ thuộc vào lưu lượng, nhiệt độ và áp suất hơi Các giá trị này càng cao thì công suất lò càng lớn 0

Trong thiết bị lò hơi, bộ phận các ống quá nhiệt đặc biệt quan trọng, nếu trên bề mặt các ống quá nhiệt bị đóng cặn điều này gây tiềm ẩn lớn đến thiết bị lò hơi nói riêng và nhà máy nói chung Chính vì điều đó nhà máy cần đánh giá, kiểm soát thường xuyên chất lượng nước lò hơi, với các chỉ tiêu cần kiểm soát như: pH, silica, độ dẫn điện, TDS, photphat và một số kim loại như: sắt, đồng, natri… Trong đó natri là một nguyên tố đặc trưng ảnh hưởng đến quá trình tạo cặn trong các ống quá nhiệt Khi hàm lượng Na tăng cao trong nước lò hơi sẽ tạo thành muối bám vào thành ống quá nhiệt nên dẫn đến ăn mòn ống Do đó, hằng năm nhà máy lọc dầu Dung Quất (Nhà máy) cần gửi một số mẫu nước lò hơi của các phân xưởng đến các phòng thí nghiệm trên thế giới để đo natri (Na) hàm lượng vết (ppb) trong điều kiện phòng thí nghiệm Nhà máy chưa phát triển được phương pháp này Điều này gây khó khăn trong quá trình kiểm soát sản xuất và góp phần làm chi phí sản xuất tăng cao

Việc phân tích nguyên tố Na hàm lượng vết rất phức tạp và khó thực hiện bởi vì

Na là một nguyên tố rất phổ biến, điều này sẽ gây nhiễu trong quá trình phân tích, dẫn đến sai số lớn cho phép phân tích Ngoài ra, còn rất nhiều nhân tố ảnh hưởng trong quá trình phân tích như chất chuẩn, chất nền, thông số kỹ thuật tối ưu của thiết bị quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS-Graphite), dụng cụ pha chế [1]

Với nhu cầu cấp bách của việc kiểm soát chất lượng nguồn nước cung cấp cho các lò hơi phục vụ trong quá trình sản xuất và sản xuất điện của nhà máy, đảm bảo nhà máy vận hành an toàn và ổn định, đồng thời với mục đích nâng cao năng lực chuyên môn nhằm khẳng định vị thế cho nhân sự phòng thí nghiệm Công ty

Với những phân tích nêu trên, luận văn xin được lựa chọn trình bày đề tài:

“Nghiên cứu phân tích Natri hàm lượng vết trong nước lò hơi nhằm kiểm soát độ

bền các ống quá nhiệt của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất”

10 năm đi vào vận hành thương mại, cho tới nay, Nhà máy đã sản xuất được trên 60

cả nước Đây là nhà máy hiện đại, sử dụng hoàn toàn các công nghệ tiên tiến của thế giới Trong thời gian đầu khi đưa vào vận hành, Nhà máy đã phải thuê gần 200 chuyên gia nước ngoài hỗ trợ đội ngũ kỹ sư, công nhân trong công tác vận hành sản xuất

Theo thiết kế ban đầu, phòng thí nghiệm không thực hiện việc đo Na hàm lượng thấp (ppb) trong các mẫu nước lò hơi của phân xưởng Cracking xúc tác - RFCC, phân xưởng reforming xúc tác tuần hoàn liên tục - CCR và các phân xưởng điện hơi Do đó, hằng năm nhà máy lọc dầu Dung Quất cần phải gửi các mẫu này đến các phòng thí nghiệm trên thế giới để đo Na hàm lượng thấp (ppb) dùng để kiểm soát chất lượng nước cung cấp cho lò hơi Điều này làm tiêu tốn chi phí sản xuất kinh doanh lớn

Với nhiệm vụ đặt ra là cung cấp kết quả cho bộ phận vận hành nhà máy nhanh nhất có thể, nhằm đáp ứng được quá trình kiểm soát điều kiện vận hành, góp phần vận hành ổn định Nhà máy và giảm thiểu chi phí sản xuất Sau khi rà soát các thiết bị hiện

có trong phòng thí nghiệm, tác giả nhận thấy thiết bị quang phổ hấp thụ nguyên Graphit hiện có tại phòng Thí nghiệm của Nhà máy có khả năng và đặc tính kỹ thuật cao, có thể dùng để phân tích được Na hàm lượng thấp Đây cũng chính là lý do tiến hành nghiên cứu và phát triển phương pháp mới trên thiết bị quang phổ hấp thụ nguyên tử-Graphit để đáp ứng yêu cầu cấp bách này của Nhà máy

Mục đích nghiên cứu

1.1.2

 Nâng cao hiệu quả hoạt động sản suất kinh doanh cho Công ty BSR

 Đáp ứng kết quả kịp thời cho quá trình kiểm soát công nghệ trong quá trình vận hành Nhà máy

 Tối ưu hóa việc sử dụng trang thiết bị thí nghiệm để phát triển phương pháp mới

 Nâng cao khả năng làm chủ công nghệ, thiết bị cho cán bộ công nhân viên Ban Quản lý Chất lượng Công ty BSR …

Phương pháp nghiên cứu

1.2

Nghiên cứu được thực hiện trên nền tảng kết hợp phân tích lý thuyết và kiểm nghiệm bằng thực nghiệm Việc triển khai thực hiện dựa trên các cơ sở và phương pháp sau:

 Thu thập dữ liệu thực tế, phân tích và đối chiếu với điều kiện của thiết bị

 Xem xét các giới hạn về công nghệ đối chiếu với kỹ thuật của thiết bị Các giới hạn kỹ thuật công nghệ được xem xét từ số liệu thiết kế kết hợp với

quá trình vận hành thực tế

 Nghiên cứu các giải pháp khả thi phải đáp ứng các tiêu chí về mặt kỹ thuật, không vượt quá các giới hạn an toàn, các giới hạn thiết kế của thiết bị và hệ thống

 Đánh giá các yếu tố an toàn, rủi ro liên quan để xem xét khả năng triển khai

áp dụng giải pháp nghiên cứu vào thực tế sản xuất

 Nghiên cứu được tham khảo theo phương pháp thử tiêu chuẩn, ASTM

D6071

Từ các cơ sở và phương pháp nêu trên, tác giả đã thực hiện các công việc như

sau:

 Thiết lập, tối ưu hóa các thông số kỹ thuật của thiết bị AAS

 Xây dựng, tối ưu hóa các bước xây dựng đường chuẩn, phân tích mẫu trắng, phân tích mẫu thực

 Thực hiện đánh giá phương pháp thử bằng các kết quả thực nghiệm

Tổng quan về đề tài nghiên cứu

lò hơi của các phân xưởng đến các Phòng thí nghiệm trên thế giới để đo Na hàm lượng thấp (ppb) trong điều kiện phòng thí nghiệm BSR chưa phát triển được phương pháp này Điều này gây bất tiện trong quản lý sản xuất và góp phần làm chi phí sản xuất tăng cao

Việc phân tích nguyên tố Na hàm lượng thấp (ppb) rất phức tạp và khó thực hiện Vì khi đó tín hiệu rất thấp nên dễ gây nhiễu nền trong quá trình phân tích, dẫn đến sai số lớn cho phép phân tích Ngoài ra, còn rất nhiều nhân tố ảnh hưởng trong quá

trình phân tích như: điều kiện môi trường phòng phân tích, chất chuẩn, chất nền, các thông số kỹ thuật tối ưu của thiết bị AAS, dụng cụ pha chế,…

Với nhu cầu cấp bách của việc kiểm soát chất lượng nguồn nước cung cấp cho các lò hơi của Nhà máy, đảm bảo nhà máy vận hành an toàn và ổn định, đồng thời với mục đích nâng cao năng lực chuyên môn nhằm khẳng định vị thế cho nhân sự phòng thí nghiệm BSR, bằng sự nỗ lực và sau thời gian nghiên cứu để tối ưu hóa các thông số

kỹ thuật, tác giả đã xây dựng thành công phương pháp phân tích Na hàm lượng thấp (ppb)

Ăn mòn và cáu cặn trong thiết bị lò hơi

Hình 1.1 Buồng đốt thiết bị lò hơi

Trong thiết bị lò hơi thường xảy ra 2 loại ăn mòn:

 Ăn mòn do Oxy: Thường xảy ra trên các ống trao đổi nhiệt và khu vực cấp nước

 Ăn mòn do nồng độ pH thấp: Thường xảy ra trong hệ thống ngưng tụ của thiết bị lò hơi

Hình 1.2 Bộ phận quá nhiệt bên trong thiết bị lò hơi

Sự ăn mòn của một trong hai loại trên có thể dẫn đến hư hỏng các bộ phận bên trong hệ thống lò hơi Các hợp chất sinh ra do ăn mòn gây nghẽn nghẹt ảnh hưởng xấu đến trao đổi nhiệt và dẫn đến thất thoát nhiệt

Hình 1.3 Ăn mòn lỗ trên ống trao đổi nhiệt trong thiết bị lò hơi

Nguồn gốc và bản chất của ăn mòn là do sự hoạt động của oxy hòa tan trong nước cấp cho lò hơi, làm cho bề mặt kim loại không đồng nhất hoặc do nước trực tiếp tấn công Vấn đề ăn mòn trong lò hơi chủ yếu do phản ứng của kim loại với oxy hòa tan trong nước, ngoài ra còn có các tác nhân khác như điều kiện axit, các hóa chất gây

ăn mòn Do đó, điều cần thiết là phải kiểm soát lượng chất gây hại thay đổi trong nước cấp cho lò hơi mà không gây phá hủy lò Ăn mòn có thể xảy ra trong hệ thống nước cấp khi pH thấp và có sự hiện diện của oxy, cacbon dioxit

Các phản ứng xảy ra trong thiết bị lò hơi gây ăn mòn

ăn mòn nhanh hơn Ăn mòn trong hệ thống hơi và ngưng tụ thường là kết quả của việc tiếp xúc oxy và cacbon dioxit [1]

Quá trình đóng cáu cặn trong thiết bị lò hơi

1.4.2

Cáu cặn trong lò hơi thường do các tạp chất có trong nước kết tủa trên bề mặt

bộ phận trao đổi nhiệt hoặc các chất lơ lửng trong nước lắng trên bề mặt kim loại và dần dần bám cứng trên bề mặt kim loại Sự bay hơi trong lò làm tăng nồng độ các tạp chất Điều này gây trở ngại với việc trao đổi nhiệt và làm nóng cục bộ Dẫn đến quá nhiệt cục bộ Cáu cặn hình thành khi nồng độ các chất khoáng có trong nước vượt mức cho phép, do gặp nhiệt độ cao nên chúng bám trên bề mặt các ống trao đổi nhiệt Sự lắng đọng các tinh thể kết tủa trên thành lò hơi và bề mặt ống trao đổi nhiệt có thể gây nóng cục bộ, dẩn đến quá nhiệt cục bộ Giảm hiệu quả cấp nhiệt, gây nguy hiểm cho lò hơi và người sử dụng

Nhà máy có trường hợp các ống trao đổi nhiệt của thiết bị lò hơi ở phân xưởng RFCC bị đóng cáu cặn dẫn đến tình trạng nỗ các ống trao đổi nhiệt như hình bên dưới

Hình 1.4 Ống trao đổi nhiệt bên trong thiết bị lò hơi bị nỗ

Các tạp chất thông thường có trong nước cấp để hình thành cáu cặn bao gồm

Ca, Mg, Fe, Al và Si Cáu cặn là do sự hòa tan không hoàn toàn của muối trong lò hơi

hình thành các kết tủa không tan Nguyên nhân chính của cáu cặn là do sự hiện diện của muối Ca, Mg (cacbonat hoặc sunphat), ít hòa tan hơn khi nhiệt độ cao và ngược lại Hoặc khi Si có nồng độ cao liên quan đến độ kiềm của nước trong lò hơi

Các lớp cáu cặn nếu không được kiểm tra, giám sát thì lớp cặn này ngày càng cản trở trao đổi nhiệt, nó hoạt động như một chất cách nhiệt Thậm chí, khi lớp cặn dày bám lên sẽ gây quá nhiệt và vỡ ống Nói chung, cặn lò hơi làm giảm hiệu quả hoạt động, lò hơi ngừng hoạt động một cách đột ngột và tăng chi phí bảo dưỡng

Biện pháp chống cáu cặn là cung cấp loại nước đạt chất lượng tốt, thường xuyên kiểm tra, phân tích các chất và hợp chất gây cáu cặn trong nước khi cấp cho lò hơi Kỹ thuật được áp dụng chống cáu cặn đầu tiên đó là loại bỏ độ cứng cation, Ca và

Mg có trong nước cấp cho lò hơi, loại bỏ các chất khoáng hình thành cặn

CHƯƠNG 2 – NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Cơ sở lý thuyết

có thể xem nguyên tử là phần tử nhỏ nhất còn giữ được tính chất của một nguyên tố

Cấu tạo nguyên tử gồm một hạt nhân và các electron (điện tử) Các điện tử sắp xếp và phân bố trên các lớp quỹ đạo xung quanh hạt nhân từ trong ra ngoài Các điện

tử ở quỹ đạo ngoài cùng gọi là điện tử hóa trị

Hình 2.1 Cấu tạo nguyên tử

Trong điều kiện bình thường, các điện tử chuyển động trên các quỹ đạo ứng với mức năng lượng thấp nhất E0 Trạng thái này gọi là trạng thái cơ bản bền vững (nguyên tử không phát hoặc thu năng lượng)

Khi các nguyên tử ở dạng hơi và được cung cấp một năng lượng phù hợp dưới dạng bức xạ thì các điện tử của nguyên tử này sẽ hấp thu năng lượng và nhảy lên mức năng lượng cao hơn Lúc này nguyên tử đang ở trang thái kích thích Em

Nếu gọi năng lượng của tia sáng đã bị nguyên tử hấp thụ là E, thì chúng ta có:

Hình 2.2 Quá trình hấp thụ và phát xạ

Mối quan hệ giữa cường độ vạch phổ hấp thụ và nồng độ nguyên tố 2.1.2

Nghiên cứu sự phụ thuộc của cường độ một vạch phổ hấp thụ của một nguyên

tố vào nồng độ C của nguyên tố đó trong mẫu phân tích Theo lý thuyết và thực nghiệm trong một vùng nồng độ C nhỏ của chất phân tích, mối quan hệ giữa cường độ vạch phổ hấp thụ và nồng độ N của nguyên tố đó trong đám mây cũng tuân theo định luật Lambert-Beer Nếu chiếu một chùm sáng cường độ ban đầu là I0 qua đám mây nguyên tử tự do của nguyên tố phân tích nồng độ là N và bề dày L cm, thì ta có:

0

( ) 2 0

A RT

K0 là hệ số hấp thụ tại tâm của vạch phổ ứng với tần số0

A là nguyên tử lượng của nguyên tố hấp thụ bức xạ

R là hằng số khí

T là nhiệt độ của môi trường hấp thụ

Nếu gọi D là cường độ của vạch phổ hấp thụ nguyên tử, công thức tính D:

D = K.N

Trong đó K là hệ số thực nghiệm, nó phụ thuộc vào các yếu tố:

- Hệ số hấp thụ nguyên tử Kv

- Nhiệt độ của môi trường hấp thụ

- Bề dày của môi trường hấp thụ

Song công thức trên chưa cho ta mối quan hệ giữa cường độ vạch phổ và nồng

độ C của nguyên tố phân tích trong mẫu Tức là quan hệ giữa N và C Đây chính là quá trình hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu phân tích Nghiên cứu quá trình này, lý thuyết

và thực nghiệm chỉ ra rằng, mối quan hệ giữa nồng độ C và N trong mẫu phân tích được tính theo biểu thức sau :

N =Ka.CbTrong đó Ka là hằng số thực nghiệm, nó phụ thuộc vào tất cả các điều kiện hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu Còn b được gọi là hằng số bản chất, nó phụ thuộc vào từng vạch phổ của từng nguyên tố Đến đây, ta nhận thấy :

D=a.CbTrong đó a là hằng số

Như vậy mối quan hệ giữa cường độ vạch phổ hấp thu (D) và nồng độ nguyên

tố trong mẫu (C) được biểu diễn qua đồ thị sau :

Hình 2.3 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa D & C

Trên thực tế, mối quan hệ tuyến tính giữa D và C chỉ đúng trong một dải nồng

độ nhất định mà ta gọi là dải tuyến tính, ngoài dải này, mối quan hệ này không còn tuyến tính nữa và biểu thị bằng đoạn đường cong Không hẳn là định luật Lambert – Beer bị sai trong trường hợp này, mà còn do độ hấp thụ thu được trong dải này phụ thuộc phức tạp vào các điều kiện nguyên tử hóa, thành phần tính chất các chất có trong mẫu, hiện tượng ánh sáng lạc làm nhiễu đầu dò và nhiều vấn đề phức tạp khác gây nên Do vậy, việc xác định khoảng tuyến tính của nguyên tố cần phân tích, lựa chọn dạng đường chuẩn đúng rất quan trọng để có được kết quả phân tích tin cậy

Phương pháp phân tích hấp thụ nguyên tử và thiết bị AAS

2.1.3

Hình 2.4 Thiết bị quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS

Muốn thực hiện được phép đo phổ hấp thụ nguyên tử của một nguyên tố cần phải thực hiện các quá trình sau đây:

 Chọn các điều kiện và loại trang bị phù hợp để 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

 Chiếu chùm tia sáng có bức xạ đặc trưng của nguyên tố cần phân tích qua đám hơi nguyên tử vừa sinh ra Các nguyên tử ở trạng thái hơi sẽ hấp thụ những tia bức xạ nhất định và tạo ra phổ hấp thụ của nó Ở đây phần cường

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

 Tiếp đó, nhờ một hệ thống máy quang phổ, người ta thu toàn bộ chùm sáng, phân ly và chọn 1 vạch hấp thụ của nguyên tố cần nghiên cứu để đo cường độ của nó Cường độ đó chính là tín hiệu hấp thụ của vạch phổ hấp thụ nguyên tử Trong một thời gian nhất định của nồng độ C, giá trị cường

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

Ba quá trình trên chính là nguyên tắc của phép đo AAS Vì vậy, muốn thực hiện phép đo phổ hấp thụ nguyên tử hệ thống máy đo phổ hấp thụ phải bao gồm các phần

cơ bản sau :

 Phần 1: Nguồn phát tia cộng hưởng Đó chính là các đèn catôt rỗng (HCL – Hollow Cathode Lamp), các đèn phóng điện không điện cực (EDL – Electronic Discharge Lamp) hay nguồn phát bức xạ liên tục đã được biến điện

Hình 2.5 Nguồn phát tia cộng hưởng

 Phần 2: Hệ thống nguyên tử hóa mẫu Hệ thống này được chế tạo theo 2 loại kỹ thuật, đó là kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu bằng ngọn lửa đèn khí và

kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa

Hình 2.6 Hệ thống nguyên tử hóa

 Phần 3: Hệ thống đơn sắc Hệ thống này có nhiệm vụ thu, phân ly và chọn tia sáng (vạch phổ) cần đo hướng vào nhân quang điện để phát hiện tín hiệu hấp thụ AAS của vạch phổ

 Phần 4: Hệ thống đầu dò Là một loại dụng cụ quang học dùng để thu nhận

và phát hiện tín hiệu quang học theo hiệu ứng quang điện

Hình 2.7 Ống nhân quang điện

Kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu không ngọn lửa

2.1.4

Đặc điểm 2.1.4.1

Kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa ra đời sau kỹ thuật nguyên tử hóa trong ngọn lửa Nhưng kỹ thuật này được phát triển rất nhanh và hiện nay đang được ứng dụng rất phổ biến Vì kỹ thuật này cung cấp cho phép đo trên hệ thống thiết bị AAS có

độ nhạy rất cao (tính bằng đơn vị ppb), có khi gấp rất nhiều lần phép đo trong ngọn lửa Đây là ưu điểm chính của kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa Do đó, khi phân tích lượng vết các kim loại nhiều trường hợp không cần thiết phải làm giàu mẫu Đặc biệt là khi xác định các nguyên tố vi lượng trong các loại mẫu y học, sinh học và cũng như mẫu nước cung cấp cho các lò hơi

Tuy có độ nhạy cao, nhưng trong một số trường hợp độ ổn định của phép đo không ngọn lửa thường kém hơn phép đo trong ngọn lửa Ảnh hưởng của đường nền khi phân tích thường rất lớn Đó là đặc điểm và cũng là nhược điểm của phép đo này Song với sự phát triển của vật lý ngày nay và các kỹ thuật đo hiện đại, ngày nay người

ta có thể khắc phục được nhược điểm này không khó khăn lắm Vì thế các hệ thống máy đo phổ hấp thụ theo kỹ thuật không ngọn lửa của những năm 1980 luôn luôn có kèm theo hệ thống bổ chính nền và độ ổn định của nó cũng không kém các hệ thống của phép đo trong ngọn lửa và đảm bảo độ nhạy vào cỡ ppb

Phép đo không ngọn lửa chỉ sử dụng một lượng mẫu tương đối nhỏ khi phân tích Thông thường theo một số hãng sản xuất thiết bị, mỗi lần đo chỉ cần từ 20 ÷ 50 microlit Do đó chúng ta không cần chuẩn bị lượng mẫu phân tích nhiều Việc chuẩn

bị mẫu ít cũng dễ dàng và không tốn kém nhiều hóa chất, cũng như các dung môi tinh khiết đắt tiền

Nguyên tắc, kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa là quá trình nguyên tử hóa tức khắc trong khoản thời gian rất ngắn nhờ năng lượng của dòng điện công suất lớn trong môi trường khí trơ Quá trình nguyên tử hóa được thực hiện theo 3 giai đoạn liên tiếp nhau: Sấy khô mẫu  Tro hóa mẫu  Nguyên tử hóa mẫu để đo phổ hấp thụ và cuối cùng là làm sạch cuvet Trong đó 2 giai đoạn đầu là chuẩn bị cho giai đoạn nguyên tử hóa để đạt kết quả tốt nhất Nhiệt độ trong cuvet graphit là yếu tố chính

quyết định mọi sự diễn biến của quá trình nguyên tử hóa mẫu Vì vậy cần phải khảo sát và cài đặt nhiệt độ cho cuvet theo từng nguyên tố cần đo tướng ứng

Yêu cầu hệ thống nguyên tử hóa mẫu 2.1.4.2

Nếu muốn phép đo có độ nhạy cao và độ lặp lại tốt thì hệ thống nguyên tử hóa của thiết bị phải hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu phân tích với hiệu suất cao và ổn định

Phải cung cấp được năng lượng (nhiệt độ cao) đủ lớn và có thể điều chỉnh được

dễ dàng theo yêu cầu, để có thể nguyên tử hóa được nhiều loại mẫu và phân tích được nhiều nguyên tố Tiêu tốn mẫu phân tích ít

Cuvet chứa mẫu để nguyên tử hóa mẫu phải có độ tinh khiết cao Không làm nhiễm bẩn, không có phổ phụ gây nhiễu cho phép đo của nguyên tố cần phân tích

Hạn chế: có ít hay không có các quá trình phụ trong quá trình nguyên tử hóa mẫu thực hiện phép đo Nguyên tắc và các giai đoạn của quá trình nguyên tử hóa

Sấy khô mẫu: đây là giai đoạn đầu tiên của quá trình nguyên tử hóa mẫu Nó rất cần thiết để đảm bảo cho dung môi hòa tan mẫu bay hơi nhẹ nhàng và hoàn toàn nhưng không làm bẩn mẫu, mất mẫu Vì nếu không thực hiện sấy tốt mẫu sẽ bị bẩn sẽ làm sai lệch kết quả phân tích Để thực hiện quá trình sấy tốt, đối với mỗi loại mẫu cần phải tiến hành nghiên cứu, phát hiện và chọn nhiệt độ và thời gian sấy cho phù hợp Nhiệt độ và thời gian sấy khô của mỗi loại mẫu là phụ thuộc vào bản chất của các chất

ở trong mẫu và dung môi hòa tan nó Thực nghiệm cho thấy rằng, không nên sấy mẫu

ở nhiệt độ cao và sấy khô nhanh Nói chung, nhiệt độ sấy khô phù hợp đối với đa số các mẫu vô cơ trong dung môi nước nằm trong khoảng từ 100oC ÷ 150oC trong thời gian từ 25 ÷ 40 giây với lượng mẫu được bơm vào cuvet nhỏ hơn 100 microlit Tất nhiên quá trình sấy khô chậm ở nhiệt độ thấp bao giờ cũng cho kết quả ổn định Việc tăng nhiệt độ khi sấy, từ nhiệt độ phòng đến nhiệt độ sấy mong muốn cũng cần được thực hiện từ từ, với tốc độ tăng nhiệt độ từ 5oC ÷ 8oC trong 1 giây là phù hợp Đối với các mẫu có chứa các chất hữu cơ hay hòa tan trong dung môi hữu cơ, thường phải sấy

ở nhiệt độ thấp hơn và tốc độ tăng nhiệt độ phải chậm hơn dung môi nước Với loại mẫu này, nhiệt độ sấy thường là dưới 100oC

Tro hóa mẫu: Đây là giai đoạn thứ 2 của quá trình nguyên tử hóa mẫu Mục đích là để đốt cháy các hợp chất hữu cơ và các tạp chất có trong mẫu sau khi đã sấy khô Đây cũng là giai đoạn nung luyện ở một khoản nhiệt độ thuận lợi cho giai đoạn nguyên tử hóa tiếp theo để đạt được hiệu suất cao và ổn định Giai đoạn này có ảnh hưởng rất nhiều đến kết quả phân tích, nếu nhiệt độ tro hóa là quá cao thì một số hợp chất có thể bị phân hủy trong giai đoạn này Theo lý thuyết và các kết quả thực nghiệm xác nhận rằng, tro hóa mẫu từ từ và ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ giới hạn thì phép đo luôn cho kết quả ổn định, mỗi nguyên tố đều có một nhiệt độ tro hóa mẫu giới hạn

trong phép đo ETA – AAS Nhiệt độ tro hóa giới hạn là nhiệt độ mà sự tro hóa mẫu ở nhiệt độ đó nhỏ hơn nó thì cường độ vạch phổ hấp thụ là không đổi

Nguyên tử hóa mẫu: Đây là giai đoạn cuối cùng của quá trình nguyên tử hóa mẫu nhưng lại là giai đoạn quyết định cường độ của vạch phổ Song nó lại bị ảnh hưởng bởi hai giai đoạn trên Giai đoạn này được thực hiện trong thời gian rất ngắn thông thường từ 3 ÷ 6 giây rất ít khi lên đến 8 ÷ 10 giây Nhưng tốc độ tăng nhiệt độ lại rất lớn để đạt ngay tức khắc đến nhiệt độ nguyên tử hóa và thực hiện phép đo cường độ vạch phổ Tốc độ tăng nhiệt độ thường từ 1800 ÷ 2500oC/giây, thường ta sử dụng tốc độ tối đa mà thiết bị cho phép Nghiên cứu chi tiết giai đoạn này chúng ta nhận thấy rằng, nhiệt độ nguyên tử hóa của mỗi nguyên tố là rất khác nhau Đồng thời mỗi nguyên tố cũng có một nhiệt độ nguyên tử hóa giới hạn của nó Nhiệt độ này là phụ thuộc vào bản chất của mỗi nguyên tố và cũng phụ thuộc trong mức độ nhất định vào trạng thái và thành phần mẫu mà nó tồn tại, nhất là chất nền của mẫu (yếu tố matrix)

Các yếu tố ảnh hưởng 2.1.4.3

Cùng với các điều kiện sấy, tro hóa và nguyên tử hóa mẫu như đã trình bày ở trên, quá trình nguyên tử hóa theo kỹ thuật không ngọn lửa còn bị ảnh hưởng bởi một

số yếu tố khác Các yếu tố này ảnh hưởng khác nhau đối với mỗi nguyên tố và cũng có khi không gây ảnh hưởng

Yếu tố thứ nhất là môi trường khí trơ thực hiện quá trình nguyên tử hóa Khí trơ đang sử dụng cho thiết bị hiện nay tại Nhà máy hay dùng là Argon Nghĩa là quá trình nguyên tử hóa thực hiện trong môi trường không có ôxy Do đó không xuất hiện hợp chất bền nhiệt MeO, MeOX Nhưng bản chất, thành phần và tốc độ dẫn khí trơ vào trong cuvet graphit đều ảnh hưởng tới cường độ vạch phổ và nhiệt độ trong cuvet graphit

Trong các loại khí trơ thì Argon là tốt nhất sau đó đến Nitơ Đồng thời khi tăng tốc độ dẫn khí vào trong cuvet graphit thì cường độ vạch phổ luôn luôn giảm và mức giảm cũng khác nhau đối với mỗi nguyên tố Do đó trong phân tích, khi đo cường độ vạch phổ bắt buộc phải giữ cho tốc độ dẫn khí là không đổi hoặc có thể tắt khí môi trường trong giai đoạn nguyên tử hóa để đo cường độ vạch phổ

Yếu tố thứ hai là công suất đốt nóng cuvet graphit: Nhìn chung khi tăng công suất đốt nóng thì cường độ vạch phổ tăng theo nhưng sự phụ thuộc này cũng chỉ trong một giới hạn nhất định Khi công suất đốt nóng cuvet graphit 6KW Còn khi đốt nóng cuvet graphit ở công suất lớn hơn 7KW thì hầu như cường độ vạch phổ không tăng

Yếu tố thứ ba là tốc độ đốt nóng cuvet graphit: Tốc độ đốt nóng cuvet graphit và thời gian nguyên tử hóa là tỷ lệ nghịch với nhau Nếu đo diện tích của peak

thì yếu tố này hầu như không ảnh hưởng, nhưng nếu đo chiều cao của peak thì lại rất khác nhau

Yếu tố thứ tư là loại cuvet graphit dùng để nguyên tử hóa mẫu: Nghĩa là các loại nguyên liệu graphit dùng làm cuvetfv chauwkhác nhau cũng ảnh hưởng đến cường

độ vạch phổ và thời gian nguyên tử hóa mẫu

Các quá trình trong cuvet graphit 2.1.4.4

Hình 2.8 Các quá trình xảy ra trong ống cuvet graphit khi đo mẫu

Sấy khô dung môi: Đây là một quá trình vật lý đơn giản, xảy ra trong giai đoạn sấy mẫu của quá trình nguyên tử hóa mẫu bằng nhiệt độ là yếu tố quyết định của quá trình này Nhưng thành phần của mẫu, các chất hữu cơ và các tạp chất có mặt trong mẫu cũng bị ảnh hưởng đến quá trình này Sau khi dung môi bay hơi sẽ tồn động lại các hạt mẫu là mụi và bột mịn của các muối trong cuvet

Hình 2.9 Ống cuvet graphit

Sự tro hóa (đốt cháy) các chất hữu cơ và mùn Quá trình này xảy ra trong giai đoạn thứ hai của quá trình nguyên tử hóa Khi các chất hữu cơ bị tro hóa sẽ tạo ra các chất khí (CO, CO2, H2O) bay đi và để lại phần bã vô cơ của mẫu Đó là các muối hay các ôxit của mẫu Tiếp đó bã này được nung nóng, nóng chảy hay bị phân hủy phụ thuộc theo nhiệt độ tro hóa và tùy thuộc vào bản chất của hợp chất mẫu tồn tại trong

cuvet sau khi đã sấy khô Lúc này mẫu được nóng luyện thành thể nóng chảy đồng nhất Đồng thời ở đây cũng có sự phân hủy của một số muối không bền thành ôxit

Sự hóa hơi của các hợp phần mẫu ở dạng phân tử: Nếu nhiệt hóa hơi của các hợp phần trong mẫu nhỏ hơn nhiệt phân ly của chúng thì các hợp phần mẫu này sẽ hóa hơi ở dạng phân tử, sau đó chúng bị phân ly thành các nguyên tử tự do Đó là cơ chế của sự hóa hơi của các phân tử có áp suất hóa hơi cao và nhiệt độ hóa hơi thấp hơn nhiệt phân ly (Eh<Ea) Đại diện cho các hợp chất thuộc loại này là các oxit Sb2O3,

Ga2O3, các muối halogen của các kim loại như SbCl5, SnCl4,… Các muối acetat, clorat của kim loại,… Cơ chế diễn biến của các hợp chất này có thể minh họa theo 2 kiểu sơ

Riêng đối với AlCl3 ngoài quá trình chính theo cơ chế (a) thì còn có quá trình phụ sinh ra dạng AlO bền nhiệt như sau:

d) AlCl3(r,l)  AlO (k) + 3/2Cl2

e) AlO (k)  Al (k) + 1/2O2

Quá trình phụ này phụ thuộc vào sự có mặt của oxy và nhiệt độ của cuvet Ở nhiệt độ nhỏ hơn 2500oC thì quá trình (e) hầu như không xảy ra Vì thế nó làm mất nguyên tử tự do Al, qua đó làm giảm cường độ vạch phổ Do đó phải tìm cách ngăn cản không cho hình thành AlO, tức là phải hạn chế quá trình (d) xảy ra khi nguyên tử hóa mẫu Để khử bỏ quá trình (d), người ta phải nguyên tử hóa mẫu trong môi trường khí trơ, hay thêm vào mẫu những chất phụ gia phù hợp

Sự phân ly của các phân tử chất mẫu trước khi hóa hơi: Khuynh hướng này thường xảy ra đối với các phân tử có áp suất hóa hơi thấp và nhiệt phân ly nhỏ hơn nhiệt hóa hơi phân tử của chính nó (Eh>Ea) Các phân tử thuộc loại này, dưới tác dụng của nhiệt độ trong cuvet graphit, trước hết chúng bị phân ly thành các monoxit hoặc thành các nguyên tử ở trạng thái rắn hay lỏng, rồi sau đó mới được chuyển thành thể hơi theo các tính chất riêng của sản phẩm vừa được hình thành

Sự tạo thành hợp chất cacbua kim loại

Sự khử oxit kim loại bởi cacbon

Hình 2.10 Các giai đoạn xảy ra trong lò Graphit

Trang bị để nguyên tử hóa mẫu 2.1.4.5

Hệ thống trang bị để nguyên tử hóa mẫu theo kỹ thuật không ngọn lửa bao gồm:

 Bộ phận đựng mẫu để nguyên tử hóa: Đó chính là các loại cuvet graphit, cốc graphit, thuyền chứa mẫu hay là các loại filamen chứa mẫu Trong các loại này cuvet graphit hiện tại đang được dùng phổ biến nhất và tốt nhất là cuvet graphit đã được hoạt hóa nhiệt luyện toàn phần

 Nguồn năng lượng dùng để nung nóng đỏ cuvet và giá đỡ cuvet Phần này bao gồm các chương trình điều khiển theo bốn giai đoạn: sấy, tro hóa, nguyên tử hóa và làm sạch cuvet theo nguyên lý của phép đo và nguồn năng lượng có công suất cực đại là cỡ 3,5 KVA ÷ 7,5 KVA để cung cấp cho quá trình nguyên tử hóa mẫu Nó thường là nguồn năng lượng điện có dòng rất cao (thay đổi được từ 50A ÷ 600A) nhưng thế lại rất thấp (dưới 12V)

Nội dung nghiên cứu

- Đèn Cathode rỗng, dùng cho nguyên tố natri

- Lò graphit, loại có khả năng đạt được nhiệt độ để nguyên tử hóa các nguyên tố cần quan tâm Có độ nhạy cao khi nhiệt độ nguyên tử hóa nhanh

- Ống than chì, tương thích với thiết bị lò graphit

- Hệ thống lấy mẫu tự động tương thích với thiết bị lò graphit, được sử dụng để tăng độ chính xác khi tiêm hoặc hút mẫu vào ống than chì

- Micro pipet với đầu nhựa dùng một lần Kích cỡ từ 1 μL ÷ 100 μL

- Đợi hệ thống tự động kiểm tra và kết nối nếu các ô được đánh dấu “√” và sáng xanh thì quá trình kết nối thành công, cửa sổ trên tự động tắt, lúc này phần mềm

đã sẵn sàng cho điều khiển thiết bị Nếu các ô đánh dấu “x” và sáng đỏ thì quá trình kết nối không thành công, cần kiểm tra lại các điều kiện cho thiết bị

- Nhấp đôi vào biểu tượng để biết tình trạng kết nối Nếu kết

nối chưa thành công thì nhấp vào “Reconnect” để kết nối lại

Chuẩn bị dung dịch Na chuẩn [3]

2.2.3

- Điều chế dung dịch chuẩn 5 ppm: Hút 0.5ml dung dịch chuẩn Na có nồng độ 1000mg/l (hãng Merck) vào bình định mức 100ml, dùng nước deion định mức đến vạch, đậy nắp và lắc đều

- Điều chế dung dịch chuẩn có nồng độ 10 ppb: Hút 0.2ml dung dịch chuẩn 5 ppm vào bình định mức 100ml và dùng nước deion định mức đến vạch, đậy nắp

và lắc đều

- Chuẩn bị dung dịch chuẩn natri để dựng đường chuẩn phân tích trên thiết bị có nồng độ từ: 0.0, 1.0, 5.0, 10.0 ppb Bằng cách cài đặt pha loãng trên phần mềm điều khiển thiết bị từ dung dịch chuẩn natri có nồng độ 10 ppb

- Thực hiện zero đường chuẩn bằng không khí mà không cần tiêm chuẩn

- Cài đặt chương trình nhiệt độ (sấy khô / tro hóa / hóa hơi / nguyên tử hóa) theo hướng dẫn của nhà sản xuất thiết bị

- Lượng mẫu sử dụng từ 10 ÷ 100 μL, tùy thuộc vào kích thước ống than chì mà chọn thể tích mẫu sử dụng cho thích hợp, nồng độ có trong mẫu và giới hạn phát hiện cần mong muốn Sử dụng cùng một thể tích tiêm cho mẫu trắng, mẫu chuẩn và tất cả các mẫu cần đo

Bảng 2.1 Nhiệt độ và thời gian tham khảo cài đặt trên thiết bị

Các quá trình Nhiệt độ, o C Thời gian, giây (S)

Sấy khô 100 1 ÷ 3 S/μL

Nguyên tử hóa 2300 4.9

- Mẫu được lấy vào chai nhưa PP, PS, hoặc TFE Không sử dụng bình thủy tinh

và nhựa PE Các bình chứa được tráng rửa bằng nước siêu sạch

- Lắc đều chai mẫu trước khi lấy

- Tráng rửa cốc chứa mẫu nhiều lần bằng chính mẫu đo

- Mẫu được lấy trực tiếp vào cốc đo chứa mẫu cỡ lớn 7ml

Hình 2.12 Cốc chứa mẫu chuyên dụng cho thiết bị AAS-Graphit

 Chọn đèn cần phân tích  Nhấp chọn ở cột “On/Off”  Nhấp chọn ở cột

“Set Up” Sau khi đèn đạt năng lượng cần thiết, nhấp vào “Set Midscale”

để khởi động lại năng lượng

 Chờ đèn ổn định khoảng 15 phút

- Các bước tiến hành cài đặt phương pháp đo:

 Vào File  New  Method  Element  Chọn nguyên tố  OK

 Xuất hiện màn hình “Method Editor”

 Cửa sổ “Spectrometer”: Cài đặt tên phương pháp phân tích, chọn chế độ đo

“AA” hoặc “AA-BG”

 Nhấp chọn “Settings”: Cài đặt số lần đo lặp lại, thời gian chờ và thời gian

đo

 Cửa sổ “Sampler”: Cài đặt thể tích mẫu, thể tích pha loãng và vị trí dung

môi pha loãng trên khay chứa mẫu

 Cửa sổ “Calibration”: Cài đặt dạng đường chuẩn và đơn vị đo

 Nhấp chọn “Standard Concentrations”: Cài đặt nồng độ các điểm chuẩn

- Các bước tiến hành cài đặt mẫu đo:

 Vào File  New  Sample information: Cài đặt tên mẫu, đơn vị, vị trí trên khây chứa mẫu

- Các bước chỉnh đường quang và hiệu chỉnh độ hấp thụ:

 Nhấp vào biểu tượng “Continuous Graphics” , xuất hiện cửa sổ

 Nhấp vào “Auto Zero Graph” hai lần để đưa độ hấp thụ về 0

 Gạt thanh định vị sang trái

 Sử dụng các nút hiệu chỉnh lên-xuống để đạt độ hấp thụ nhỏ nhất

 Sử dụng các nút hiệu chỉnh ra-vào để đạt độ hấp thụ nhỏ nhất

 Tiếp tục lặp lại hai bước trên đến khi nào độ hấp thụ đạt nhỏ nhất và ổn định

 Gạt thanh định vị về vị trí ban đầu

 Dùng gương để kiểm tra đường quang truyền qua hệ thống cuvet hoàn toàn

- Hiệu chỉnh và kiểm tra hệ thống hút mẫu tự động:

 Hiệu chỉnh đầu kim hút cắm vào vị trí Cell rửa:

 Nhấp vào biểu tượng  Align Tip  Chọn “Set the depth of autosampler tip in the sampling cup” và “Use the rinse location”

 Bấm “Next” trên cửa sổ “Align Autosampler Tip Wizard”  Điều chỉnh đầu kim hút mẫu ngập vào Cell rửa

 Bấm “Finish” trên cửa sổ “Align Autosampler Tip Wizard” để lưu lại vị trí này

 Hiệu chỉnh đầu kim hút cắm vào vị trí Cell chứa mẫu:

 Nhấp vào biểu tượng  Align Tip  Chọn “Set the depth of autosampler tip in the sampling cup” và “Use a Sample Cup”

 Bấm “Next” trên cửa sổ “Align Autosampler Tip Wizard”  Điều chỉnh đầu kim hút mẫu ngập qua vạch bên trong sample cup

 Bấm “Finish” trên cửa sổ “Align Autosampler Tip Wizard” để lưu lại vị trí này

 Nhấp vào biểu tượng  Align Tip  Chọn “Check depth of autosample tip in the sampling cup”  Next Để kiểm tra lại

 Bấm “Finish” để kết thúc

 Hiệu chỉnh đầu kim hút cắm vào lỗ thuyền của ống graphit

 Nhấp vào biểu tượng  Align Tip  Chọn “Align the autosampler tip in the Graphite”

 Bấm “Next” trên cửa sổ “Align Autosampler Tip Wizard”  Điều chỉnh đầu kim hút mẫu cách đáy lỗ thuyền 1 đến 2mm (đúng bằng chiều cao một giọt mẫu đưa vào) Dùng gương để kiểm tra

 Bấm “Finish” trên cửa sổ “Align Autosampler Tip Wizard” để lưu lại vị trí này

 Nhấp vào biểu tượng  Align Tip  Chọn “Check autosampler tip aligment in the Graphite tube”  Next Để kiểm tra lại

 Bấm “Finish” để kết thúc

- Các bước tiến hành đo mẫu:

 Nhấp vào biểu tượng , xuất hiện cửa sổ

 Cửa sổ “Set Up”:

 Nhấp chọn vào cột “Sample Info File” để chọn “All Defined”

 Nhấp chọn vào “Use Sample Info”

 Nhấp vào “Open” trên ô “Results Data Set Name” để đặt tên lưu kết quả

đo

 Nhấp chọn OK

 Cửa sổ “Analyze”:

 Nhấp chọn vào “Rebuild List” để hiển thị các điểm chuẩn và mẫu cần đo

đã khai báo trước