Issuu

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

11. 12. 13.

H Ư

TR ẦN

10.

10 00

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu MailBox : tuhoahocqn@hotmail.com

ẠO

5. 6.

U Y

Trình bày nguyên tắc của phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử? (T2) Nêu công thức và giải thích các đại lượng trong biểu thức định lượng rút gọn trong phương pháp AAS? (T2) Nêu các trang bị cần thiết trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử? (T3) Trong phương pháp AAS, kỹ thuật nguyên tử hóa dùng ngọn lửa là gì? Kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa là gì? (T3) Nêu yêu cầu và nhiệm vụ của ngọn lửa đèn khí trong phương pháp AAS? (T3) Trình bày các bước tối ưu hóa các điều kiện cho phép đo không ngọn lửa trong phương pháp AAS? (T4) Nêu định nghĩa, ảnh hưởng và cách loại trừ hiệu ứng lưu lại trong phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử? (T4) Trình bày tóm tắt ảnh hưởng của các yếu tố hóa học trong phương pháp phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử? (T5) Trình bày nguyên tắc, cách tiến hành và vẽ đồ thị phương pháp đường chuẩn trong phân tích phổ hấp thụ nguyên tử? (T6) Trình bày nguyên tắc, cách tiến hành và tính kết quả phương pháp thêm một mẫu chuẩn trong AAS? (T6) Nêu nguyên tắc của phép đo phổ phát xạ nguyên tử? (T7) Trình bày đặc điểm của nguồn nhiệt Plasma cao tần cảm ứng ICP? (T7) Hiện tượng tự đảo trong phổ phát xạ nguyên tử là gì? Nêu ảnh hưởng và cách loại trừ hiện

1. 2.

MÔN: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG HỌC HIỆN ĐẠI

xạ nguyên tử? (T11)

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

tượng tự đảo? (T7) 14. Nêu nguyên nhân xuất hiện, ảnh hưởng và cách loại trừ bức xạ nền trong phổ phát xạ? (T8) 15. Để phân tích định tính một chất trong phổ phát xạ nguyên tử người ta lựa chọn số lượng và điều kiện vạch phổ như thế nào? (T8) 16. Nêu nguyên tắc và cách phân tích định tính một chất bằng phương pháp phổ chuẩn? (T9) 17. Thế nào là độ nhạy tương đối và độ nhạy tuyệt đối trong phương pháp phổ phát xạ nguyên tử? Cho ví dụ? Trong thực tế người ta thường dùng độ nhạy loại nào? Vì sao? (T9) 18. Nêu nguyên tắc, cách tiến hành và đặc điểm phương pháp so sánh khi phân tích bán định lượng trong phân tích phổ phát xạ nguyên tử? (T10) 19. Nêu cách tiến hành, vẽ đồ thị phương pháp thêm nhiều mẫu chuẩn trong phân tích phổ phát

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

ẠO

U Y

- Chọn các điều kiện và một 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 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 thụ những tia bức xạ nhất định và tạo ra phổ hấp thụ của nó. Nguồn cung cấp chùm tia sáng phát xạ của nguyên tố cần nghiên cứu gọi là nguồn phát 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 li và chọn một vạch phổ 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.

Câu 1: Trình bày nguyên tắc của phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu MailBox : tuhoahocqn@hotmail.com

Câu 2: Công thức và gthích các đại lượng trong biểu thức định lượng rút gọn trong AAS?

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Câu 3: Các trang bị cần thiết trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử:

10 00

TR ẦN

H Ư

Câu 4: Kỹ thuật nguyên tử hóa dùng ngọn lửa và không ngọn lửa trong AAS - KT nguyên tử hóa dùng ngọn lửa là KT dùng năng lượng nhiệt của ngọn lửa đèn khí để hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu phân tích. Mọi quá trình xảy ra trong khi nguyên tử hóa mẫu phụ thuộc vào các đặc trưng và tính chất của ngọn lửa đèn khí, nhưng chủ yếu là nhiệt độ của ngọn lửa. - KT nguyên tử hóa không ngọn lửa là quá trình nguyên tử hóa tức khắc trong thời gian rất ngắn nhờ năng lượng của dòng điện công suất lớn và trong môi trường khí trơ. Quá trình nguyên tử hóa xảy ra theo ba giai đoạn kế tiếp nhau: sấy khô, tro hóa luyện mẫu, nguyên tử hóa để đo phổ hấp thụ và cuối cùng là làm sạch cuvet.

Câu 5: Nêu yêu cầu và nhiệm vụ của ngọn lửa đèn khí trong phương pháp AAS - Ngọn lửa đèn khí phải làm nóng đều được mẫu phân tích, hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu phân tích với hiệu suất cao, bảo đảm cho phép phân tích đạt độ chính xác và độ nhạy cao. - Năng lượng (nhiệt độ) của ngọn lửa phải đủ lớn và có thể điều chỉnh được tùy theo từng mục đích phân tích mỗi nguyên tố, đảm bảo ổn định theo thời gian, có thể lặp lại trong các lần phân tích tiếp theo. - Ngọn lửa phải thuần khiết, nghĩa là không sinh ra các vạch phổ phụ hay tạo ra phổ nền quá lớn quấy rối phép đo. Quá trình Ion hóa và phát xạ phải không đáng kể vì quá trình này làm mất các nguyên tử tự do tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử. - Ngọn lửa phải có bề dày đủ lớn để có được lớp hấp thụ đủ dầy làm tăng độ nhạy của phép đo. Đồng thời bề dày của lớp hấp thụ lại có thể thay đổi được khi cần thiết, để đo ở nồng độ lớn. - Tiêu tốn ít mẫu phân tích: Để tạo ra ngọn lửa, người ta có thể đốt cháy nhiều hỗn hợp khí khác nhau, bao gồm một khí oxy hóa và một khí cháy, trong các đèn khí thích hợp. Phổ biến là ngọn lửa của đèn khí được đốt bằng hỗn hợp khí: (axetylen và không khí nén) hay ngọn lửa của đèn khí (N2O và axetylen), hay (hydro và axetylen).

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu MailBox : tuhoahocqn@hotmail.com

ẠO

U Y

- Phần 1: Nguồn phát tia phát xạ cộng hưởng của nguyên tố phân tích (vạch phổ phát xạ đặc trưng của nguyên tố cần phân tích), để chiếu vào môi trường hấp thụ chứa các nguyên tử tự do của nguyên tố. Đó là các đèn canh rỗng (HCL), các đèn phóng điện không điện cực (EDL), hay nguồn phát bức xạ liên tục đã được biến điệu. - Phần 2. Hệ thống nguyên tử hóa mẫu phân tích. Hệ thống này được chế tạo theo hai loại kĩ thuật nguyên tử hóa mẫu là kĩ thuật nguyên tử hóa bằng ngọn lửa đèn khí (F-AAS) và kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa ( ETA-AAS). - Phần 3. Hệ thống máy quang phổ hấp thụ, nó là bộ đơn sắc, có nhiệm vụ thu, phân li 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 chỉ thị tín hiệu hấp thụ của vạch phổ (tức là cường độ của vạch phổ hấp thụ hay nồng độ nguyên tố phân tích).

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

ẠO

U Y

Câu 6: Các bước tối ưu hóa các điều kiện cho phép đo không ngọn lửa trong AAS - Thời gian, nhiệt độ nung nóng cuvet của các giai đoạn sấy mẫu, tro hóa luyện mẫu và nguyên tử hóa để đo cường độ vạch phổ. - Khí môi trường cho quá trình nguyên tử hóa mẫu thường là khí trơ như argon (Ar), nito (Ni), heli (He). Trong phân tích, khi đo cường độ vạch phổ bắt buộc phải giữ tốc độ dẫn khí môi trường không đổi hoặc có thể tắt khí môi trường trong gđ nguyên tử hóa - Công suất, tốc độ đốt nóng cuvet graphit để nguyên tử hóa mẫu; - Điều kiện làm sạch cuvet graphit; - Lượng mẫu và cách đưa vào cuvet để nguyên tử hóa cho phép đo:  Chất nền của mẫu pt và các mẫu chuẩn cần phải được pha chế và chuẩn cho đồng nhất.  Loại axit pha chế mẫu và làm môi trường cho dung dịch mẫu chuẩn và mẫu phân tích.  Ngoài ra một số yếu tố cần xem xét như: Các ảnh hưởng về phổ, ảnh hưởng về vật lí, ảnh hưởng hóa học của các Cation và Anion có trong mẫu; ảnh hưởng của thành phần nền của mẫu…

H Ư

TR ẦN

10 00

+ Làm sạch cuvet sau mỗi lần nguyên tử hóa mẫu, để làm bay hơi hết các chất còn lại trong cuvet. Thực hiện ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ nguyên tử hóa nguyên tố phân tích;

+ Dùng các loại cuvet được chế tạo từ các loại graphit đã được hoạt hóa toàn phần, có bề mặt chắc và mịn;

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu MailBox : tuhoahocqn@hotmail.com

Câu 7: ĐN, ảnh hưởng và cách loại trừ hiệu ứng lưu lại trong pt quang phổ hấp thụ nguyên tử - Định nghĩa: Hiệu ứng lưu lại là hiện tượng khi nguyên tử hóa mẫu để đo cường độ vạch phổ thì một lượng nhỏ của một số nguyên tố phân tích khó bay hơi không bị nguyên tử hóa và bị lưu lại trên bề mặt cuvet. - Ảnh hưởng: Khi tiến hành nguyên tử hóa để đo cường độ vạch phổ thì một lượng nhỏ của nguyên tố pt bị lưu lại trên bề mặt cuvet ở những lần nguyên tử hóa trước đó cũng bị nguyên tử hóa theo tạo ra số nguyên tử tự do tăng làm tăng cường độ của vạch phổ và dẫn đến làm sai lệch kq phân tích. - Cách loại trừ:

-L

Í-

+ Khi phân tích nên đo các mẫu có nồng độ nhỏ trước;

ÁN

+ Thêm vào mẫu những chất đệm có nồng độ phù hợp;

IỄ N

ÀN

+Tráng bề mặt trong của cuvet graphit bằng một lớp các hợp chất bền nhiệt.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

H Ư

TR ẦN

10 00

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu MailBox : tuhoahocqn@hotmail.com

ẠO

U Y

Câu 8: Ảnh hưởng của các yếu tố hóa học trong pppt quang phổ hấp thụ nguyên tử - Nồng độ axit và loại axit: a/h đến cường độ vạch phổ thông qua tốc độ dẫn mẫu, k/năng hóa hơi và ng.tử hóa của mẫu. - A/h bản chất axit: A/h này thường gắn liền với loai anion của axit. Các axit càng khó bay hơi và bền to thì càng làm giảm cường độ vạch phổ h.thụ của ng.tố pt. + Thứ tự các axit làm giảm cường độ vạch phổ: HClO4 <HCl <HNO3 <H2SO4 < H3SO4 <HF. - A/h nồng độ axit: tăng nồng độ axit sẽ làm tăng sự a/h. Vì vậy trong AAS thường dùng axit HCl, HNO3 1÷2% ( chúng gây a/h ko đáng kể <5%). - A/h của các cation: gồm 7 loại: + Loại 1: Khi C > C2 không ảnh hưởng; + Loại 2: ảnh hường cực đại ở C1 ; + Loại 3: Giảm liên tục theo đường cong lồi; + Loại 4: Khi C < C2 không ảnh hường; + Loại 5: Giảm theo đường cong lõm; + Loại 6: Khi C > C2 không ảnh hường nữa; + Loại 7: Giảm liên tục tuyến tính, khi C tăng. - A/h của anion:a/h này a/h đến cường độ vạch phổ tương tự a/h các loại axit. Chỉ có ClO4- và CH3COO- gây hiệu ứng dương. Các anion khác gây hiệu ứng âm theo tt Cl− < NO3− < CO3− < SO−4 < F− < PO 34− < SIO 32- Thành phần nền của mẫu (gọi là matric effect): mẫu có chứa các ng.tố nền ở dạng các hợp chất bền nhiệt, khó bay hơi và khó ng.tử hóa. Các nền này khử cường độ vạch phổ ng.tố pt làm giảm độ nhạy của pp p.tích, gây khó khăn cản trở qt hóa hơi và ng.tử hóa các ng.tố pt. - A/h của d.môi hữu cơ: sự có mặt của dung môi hữu cơ trộn lẫn với nước trong dd mẫu phân tích, hay mẫu phân tích hòa tan trong dung môi hữu cơ thường làm tăng cường độ của vạch phổ hấp thụ nguyên tử của nhiều nguyên tố lên nhiều lần

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Câu 9: NTắc, cách tiến hành và vẽ đồ thị pp đường chuẩn trong pt phổ hấp thụ nguyên tử 

Cách tiến hành và vẽ đthị: - Bước 1: chuẩn bị một dẫy mẫu đầu (thông thường là 5 mẫu đầu) trong cùng một điều kiện. có nồng độ của nguyên tố X cần xác định là C1, C2, C3, C4, C5 - Bước 2: chọn các điều kiện phù hợp và đo cường độ của một vạch phổ hấp thụ Chất phân tích C0 C1 C2 C3 C4 C5 các chất khác ( nền, môi trường) như nhau trong tất cả các mẫu Đo Aλ A0 A1 A2 A3 A4 A5

H Ư TR ẦN

Câu 10: NTắc, cách tiến hành và tính kết quả phương pháp thêm một mẫu chuẩn trong AAS:

10 00

 Khi có mẫu chuẩn

- NT: Trong những trường hợp đơn giản, chúng ta không cần pha một dẫy chuẩn để dựng đồ thị chuẩn, mà có thể tính ngay giá trị Cx nhờ một mẫu chuẩn Ctc của chất phân tích. - Cách TH và tính kết quả: Chuẩn bị 1 mẫu chuẩn và mẫu phân tích trong đk là như nhau. Sau đó tiến hành đo vạch phổ Aλ Với mẫu phân tích: Ax = a.Cx (a) Với mẫu đầu: Atc = a.Ctc (b)

-L

Í-

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu MailBox : tuhoahocqn@hotmail.com

Bước 3: dựng đường chuẩn Trên hệ tọa độ A - C theo các điểm có tọa độ (C1A1), (C2A2), (C3A3), (C4A4), (C5A5) ta sẽ dựng được một đường biểu thị mối quan hệ A C. Đó chính là đường chuẩn của phương pháp này

ẠO

U Y



Nguyên tắc của pp này là dựa vào phương trình cơ bản của phép đo A - K.C và một dẫy mẫu đầu (ít nhất là ba mẫu đầu) để dựng một đường chuẩn và sau đó nhờ đường chuẩn này và giá trị Ax để xác định nồng độ Cx của nguyên tố cần phân tích trong mẫu đo phổ, rồi từ đó tính được nồng độ của nó trong mẫu phân tích.

AX .Ctc Atc

ÁN

Do đó đem (a) chia cho (b) tính được nồng độ Cx: Cx =

ÀN

 Khi không có mẫu chuẩn

IỄ N

- NT: dùng ngay 1 mẫu pt làm nền để chuẩn bị một mẫu pt và 1 mẫu thêm chuẩn theo pp thêm và tính ngay giá trị Cx nhờ một lượng chuẩn ∆C1 của chất phân tích được thêm vào. - Cách tiến hành và tính kết quả: Với mẫu pt không thêm chuẩn: Ax = a.Cx (a) Với mẫu đầu pt có thêm chuẩn: Atch= a.(Cx + ∆C1) (b) Chia (a) cho (b) chúng ta có: Cx = [Ax/(Atch-Ax)]. ∆C1

Lưu ý là nồng độ thêm vào ∆C1và các giá trị Cx phải nằm trong vùng tuyến tính của phương pháp.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Câu 11: Nguyên tắc của phép đo phổ phát xạ nguyên tử: - Mẫu phân tích cần được chuyển thành hơi (khí) của nguyên tử hay ion tự do trong môi trường kích thích. Đó là quá trình hóa hơi và nguyên tử hòa mẫu. Sau đó dùng nguồn năng lượng phù hợp để kích thích đám hơi đó để chúng phát xạ. Đấy là quá trình kích thích phổ của mẫu.

H N

- Đánh giá phổ đã ghi về mặt định tính và định lượng theo những yêu cầu đã đặt ra.

- Thu, phân li và ghi toàn bộ phổ phát xạ của vật mẫu nhờ máy quang phổ.

U Y

Câu 12: Đặc điểm của nguồn nhiệt Plasma cao tần cảm ứng ICP

- Nguồn năng lượng này có nhiệt độ cao (từ 5000 – 10000OC) nên hóa hơi và nguyên tử hóa được hết mọi trạng thái của vật liệu mẫu với hiệu suất cao. Với plasma này phổ phát xạ của ion là chủ yếu.

H Ư

- ICP là nguồn kích thích phổ không những có độ nhạy cao, mà còn có độ ổn định cao. Nên sai số rất nhỏ < 10% ở trong vùng nồng độ từ n.10-3- n.10-5%.

TR ẦN

- Tuy có nhiệt độ cao nhưng sự kích thích phổ phát xạ rất êm dịu. PP đạt độ ổn định cao và sai số nhỏ.

- Định lượng được đồng thời nhiều nguyên tố một lúc, nên tốc độ phân tích rất cao (từ 40 - 120 mẫu/giờ). Mặt khác, vùng tuyến tính của phương pháp định lượng là rất rộng (từ 1 - 10.000 lần).

10 00

- Rất ít xuất hiện ảnh hưởng của chất nền (matrix effect).

Khái niệm: Ở trạng thái hơi trong plasma, hiện tượng một nguyên tử có khả năng hấp thụ tia bức xạ do chính một nguyên tử khác cùng loại của chúng phát ra được gọi là hiện tượng tự hấp thụ (hay tự đảo). Ảnh hưởng: Hiện tượng này thường xảy ra mạnh và chủ yếu đối với các vạch cộng hưởng, vạch cuối cùng của phổ phát xạ của một nguyên tố, và ở nồng độ càng lớn, thì hiện tượng này xảy ra càng mạnh. Làm cho cường độ vạch phổ phát xạ I không phụ thuộc tuyến tính vào C, dẫn đến làm sai lệch kết quả pt. Cách loại trừ: trong phân tích không nên xác định một nguyên tố ở vùng nồng độ đã bắt đầu xuất hiện hiện tượng tự đảo, tức là nằm ngoài vùng tuyến tính, phải pha loãng mẫu để có kết quả chính xác hơn.

IỄ N

ÀN

ÁN

Í-

Câu 13: Hiện tượng tự đảo? ảnh hưởng và cách loại trừ hiện tượng tự đảo:

-L

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu MailBox : tuhoahocqn@hotmail.com

ẠO

- ICP (Inductivity Coupled Plasma) là nguồn năng lượng kích thích phổ phát xạ đảm bảo cho phép phân tích có độ nhạy rất cao. Có thể đạt từ n.10-4: n.106% (0,1 - 5)

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Câu 14: Nguyên nhân xuất hiện, a/h và cách loại trừ bức xạ nền trong phổ phát xạ -

H Ư

Câu 15: Để phân tích định tính một chất trong phổ phát xạ nguyên tử người ta lựa chọn số lượng và điều kiện vạch phổ như thế nào?

Những vạch phổ này phải rõ ràng và không trùng lẫn với các vạch của nguyên tố khác, nhất là nguyên tố nồng độ lớn. Nó phải là những vạch phổ nhạy, để có thể phát hiện được các nguyên tố trong máu với nồng độ nhỏ (phân tích lượng vết). Việc chọn các vạch phổ chứng minh cho một nguyên tố phải xuất phát từ nguồn năng lượng đã dùng để kích thích phổ của mẫu phân tích, vì trong nguồn kích thích có năng lượng thấp thì phổ của nguyên tử là chủ yếu và vạch nguyên tử của nó thường là những vạch nhạy. Ngược lại, trong nguồn kích thích giầu năng lượng (ICP) thì phổ của Ion là chủ yếu. Cho nên phải tùy thuộc vào nguồn năng lượng đã dùng để kích thích phổ mà chọn vạch chứng minh là vạch nguyên tử hay vạch Ion cho phù hợp. Phải căn cứ vào máy quang phổ có thể thu, phân li và ghi được trong vùng sóng nào mà chọn vạch chứng minh cho một nguyên tố nhất định.

10 00

TR ẦN

Để phát hiện một nguyên tố đạt kết quả chính xác và chắc chắn, người ta phải chọn ít nhất hai vạch chứng minh khi quan sát phổ của mẫu phân tích. Các vạch phổ này phải thỏa mãn một số điều kiện sau đây:

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu MailBox : tuhoahocqn@hotmail.com

ẠO

U Y

  

Nguyên nhân xh: Sự phát sáng của hạt vật rắn được đốt nóng đỏ trong plasma. Tác dụng của ánh sáng trắng. Sự bức xạ của điện tử trong plasma nhiệt độ cao. Do điện cực bị đốt nóng sáng và phát xạ (vật rắn phát sáng ở nhiệt độ cao). Ảnh hưởng: phổ nền thường quá mạnh, đặc biệt là trong vùng khả kiến và khi dùng hồ quang. Lúc này nó che lấp mất vạch phổ của nguyên tố phân tích, nhất là ở nồng độ nhỏ. Cách loại trừ: Để loại trừ bức xạ nền có thể áp dụng nhiều biện pháp khác nhau. Ví dụ với nguyên nhân thứ nhất, dùng màn chắn trước khe sáng không cho ánh sáng do hai đầu điện cực được đốt nóng đỏ chiếu vào khe máy quang phổ. Hoặc có thể thêm chất phụ gia vào mẫu phân tích để khử bớt một phần cường độ nền, làm cho nền của phổ không quá đen. Nhưng tốt nhất là kích thích phổ trong môi trường khí trơ Ar (argon) hay hỗn hợp của khí trơ Ar và oxy theo những tỉ lệ phù hợp. Biện pháp này loại trừ được cả phổ nền và phổ xám của nhóm CN và phổ phân tử H2O, mặt khác lại còn tăng được cường độ vạch phổ, nghĩa là tăng được độ nhạy của phương pháp phân tích.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Câu 16: Nguyên tắc và cách phân tích định tính một chất bằng phương pháp phổ chuẩn -

U Y

Nguyên tắc: Phổ chuẩn hay còn gọi là bản atlas phổ là các bảng vạch phổ của Fe theo một máy quang phổ nhất định. Nó được xem như là một thang độ dài sóng phục vụ cho việc đánh dấu vị trí các vạch phổ đặc trưng của các nguyên tố. Cách pt định tính một chất: muốn định tính một mẫu nào đó, ta cần phải ghi phổ của Fe và kề đó là ghi phổ của mẫu phân tích. Sau đó nhờ máy chiếu phổ và bản atlas có thể nhận biết được trong mẫu phân tích có chứa những nguyên tố nào theo các vạch phổ đặc trưng của từng nguyên tố, bằng cách đem phổ của Fe trên kính ảnh làm trùng với phổ của Fe trên bản atlas. Định tính bao giờ cũng phải ghi phổ theo từng cặp, một phổ của Fe và kề đó là phổ của mẫu phân tích, nghĩa là có bao nhiêu mẫu phân tích thì có bấy nhiêu cặp phổ tương ứng.

Độ nhạy tuyệt đối (độ nhạy k.lượng) là lượng gam nhỏ nhất của một nguyên tố cần phải đưa vào kích thích phổ trong plasma để phát hiện được ít nhất hai vạch phổ đặc trưng của nguyên tố ấy trong một điều kiện nhất định đã chọn.

H Ư

10 00

Độ nhạy tương đối (độ nhạy nồng độ) là nồng độ nhỏ nhất của một nguyên tố phải có ở trong mẫu phân tích để còn có thể phát hiện được ít nhất hai vạch phổ đặc trưng của nó, trong các điều kiện thực nghiệm nhất định đã chọn.

TR ẦN

VD: Trong plasma hồ quang để kích thích phổ ng.tố Pb phải có 0,000007 g Pb, ng.tố Al phải có 0,0000055 g Al. Các giá trị (lượng gam) 0,000007 g và 0,0000055 g được gọi là độ nhạy tuyệt đối của Pb và Al trong phép phân tích đó

VD: Để phát hiện được hai vạch phổ đặc trưng của các nguyên tố sau trong nguồn hồ quang, phải có:

Í-

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu MailBox : tuhoahocqn@hotmail.com

ẠO

Câu 17: Độ nhạy tương đối và độ nhạy tuyệt đối trong pp phổ phát xạ nguyên tử? Cho ví dụ? Trong thực tế người ta thường dùng độ nhạy loại nào? Vì sao?

ÁN

-L

+ Pb với nồng độ trong mẫu là ≥0,0008 % + Al với nồng độ trong mẫu là ≥0,0004 % + Cu với nồng độ trong mẫu là ≥0,0005 %

ÀN

Các giá trị 0,0008; 0,0004; 0,0005 % được gọi là độ nhạy tương đối của Pb, Al và Cu trong phép phân tích Trong thực tế hay dùng khái niệm độ nhạy tương đối và chỉ đôi khi cần thiết mới dùng khái niệm độ nhạy tuyệt đối, vì dùng khái niệm độ nhạy tương đối chúng ta dễ so sánh độ nhạy của các nguyên tố với nhau hơn.

IỄ N

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Câu 18: Nguyên tắc, cách tiến hành và đặc điểm phương pháp so sánh khi phân tích bán định lượng trong phân tích phổ phát xạ nguyên tử: -

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu MailBox : tuhoahocqn@hotmail.com

ẠO

U Y

Nguyên tắc của phương pháp: nồng độ tỉ lệ với cường độ vạch phổ, cường độ bằng nhau thì nòng độ như nhau Cách tiến hành:  Chuẩn bị dãy mẫu đầu có nông độ :C1, C2,...,C6 và mẫu pt Cx trong cùng đk;  Ghi phổ của dãy mẫu đầu và mẫu pt trong cùng đk;  Bố trí theo thứ tự: C1, C2,...,C6;  Chọn 1 vạch pt của ng.tố X và so sánh cường độ trên tất cả các nồng độ;  Nếu S hay I của vạch phổ pt nằm giữa độ đen của vạch đó ở nồng độ C2 và C3 thì C2<Cx<C3. Đặc điểm: Phương pháp này đơn giản, dễ thực hiện. Nhưng mỗi khi phân tích một mẫu lại phải ghi phổ của một dãy mẫu đầu, gây tốn nhiều mẫu chuẩn, điện cực và mất thì giờ. Phương pháp này thường được ứng dụng phân tích các mẫu dung dịch. Ví dụ, xác định kim loại trong nước khoáng, nước tự nhiên.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Câu 19: Nêu cách tiến hành, vẽ đồ thị phương pháp thêm nhiều mẫu chuẩn trong phân tích phổ phát xạ nguyên tử CB một dãy mẫu đầu bằng cách lấy một lượng chính xác mẫu phân tích và thêm vào đó những lượng phù hợp và theo từng bậc của nguyên tố X. Dãy chuẩn của pp thêm: C1

Chất PT X

X thêm vào

∆C1

∆C2

∆C3

∆C4

∆C5

Hay đo Sλ

TP I4

I5 S5

H Ư

Ghi phổ của dãy mẫu đó theo những điều kiện phù hợp, chọn một cặp vạch để đo độ đen S hay giá trị cường độ Ic tương ứng; Từ ∆C và giá trị Iλ đo được, dựng đường chuẩn Iλ-∆C. Nếu đo theo độ đen ∆S thì dùng công thức sau để chuyển các giá trị ∆S thành Iλ: γ.log.I = ∆S Sau đó cũng dựng đc Iλ ∆C. Đc dựng được là 1 đường thẳng cắt trục tung tại điểm có tọa độ (Ix ,Cx)

10 00

TR ẦN

∆C1, ∆C2, ∆C3, ∆C4 là nồng độ dược thêm vào của nguyên tố phân tích X dưới dạng một hợp chất có dạng liên kết phù hợp như trong mẫu phân tích và theo cấp số cộng.

Í-

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu MailBox : tuhoahocqn@hotmail.com

Đo được Iλ

ẠO

Như nhau tất cả

Chất khác

U Y

Chất

-L

Muốn xác định Cx có 2 cách:

IỄ N

ÀN

ÁN

 kéo dài đường chuẩn đó ở phía nồng độ nhỏ, đường chuẩn này sẽ cắt trục hoành tại một điểm Cx.. Đó chính là giá trị nồng độ Cx cần tìm  Ta cũng có thể xác định Cx theo cách khác, từ gốc toạ độ kẻ đường // với đường chuẩn, từ giá trị IX kẻ đường // trục hoành; hai đường này cắt nhau tại điểm B. Từ B kẻ đường vuông góc với trục hoành, cắt trục hoành tại Cx =>giá trị nồng độ Cx cần tìm.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

ời nói đầu, đây chỉ là tài liệu tích góp lại từ giáo trình của thầy Đông, và một số nguồn khác kèm theo sự cảm nhận của bản thân. Do đó, kiến thức có thể không chính xác hoặc cách diễn đạt không rõ ràng. Vì vậy, nếu có sai sót nào thì mọi người cũng bỏ qua và trao đổi với nhau để quá trình học được tốt hơn (^^).

U Y

1 Phổ hấp thu phân tử ( trắc quang) 1.1 Nguyên tắc:

ẠO

H Ư

TR ẦN

Nguyên tắc phổ hấp thu a) Hiện tượng hấp thu là gì ? Khi chiếu chùm bức xạ qua một vật mẫu, cường độ của bức xạ truyền qua mẫu ( tia ló ) bị suy giảm. Quá trình của sự suy giảm đó gọi làhiện tượng hấp thu. Bức xạ bị hấp thu đó gọi là phổ hấp thu phân tử Phổ hấp thu tương tác với điện tử hóa trị của chất phân tích kích thích điện tử lên trạng thái kích thích Yêu cầu: Phổ hấp thu phải có năng lượng đúng bằngsự chênh lệch năng lượng giữa trạng thái cơ bản ( trạng thái có mức năng lượng thấp nhất) của điện tử hóa trịvà trạng thái kích thích ( trạng thái có mức năng lượng năng lượng cao hơn). Tuy nhiên, dù ở trạng thái cơ bản hay trạng thái kích thích đầu tiên, electron hóa trị không chỉ tồn tại ở 1 mức năng lượng mà tồn tại ở nhiều mức năng lượng khác nhau rất nhỏdo sự dao động của electron hóa trị. Do đó chất phân tích không chỉ hấp thu 1 phổ duy nhất mà là nhiều phổ có mức năng lượng chênh nhau rất nhỏ hay còn gọi là phổ đám Kết quả là kết quả phân tích là sự hấp thụ max ở 1 khoảng bức sóng nhất định ( đỉnh của đồ thị sự hấp thụ theo bức sóng không nhọn) Phổ hấp thụ hoạt động trong khoảng (190-1100nm) + 190-400nm: vùng tử ngoại UV ( Ultra violet) + 400-800nm: vùng ánh sáng khả kiến (visible) + 800-1100nm: vùng cận hồng ngoại ( near inferared) b) Các mức chuyển năng lượng của e hóa trị trong vân đạo điện tử Các mức chuyển của e hóa trị gồm: ߪ ->ߪ ∗ ( ⋋ max < 150nm, hợp chất alkan), ߪ ->ߨ ∗( Hợp chất carbonyl ⋋ max< 150nm) , ߨ ->ߨ ∗ ( hợp chất chưa no, 200<⋋ max<600 nm), n ->ߪ ∗ ( hợp chất có nguyên tử có đôi điện tử tự do N,S,O 150<⋋ max<250nm) , n ->ߨ ∗ ( hợp chất có nối đôi dị nguyên tử C nối đôi N,S,O,.. 200<⋋ max<600 ) Sự chuyển mức ߪ ->ߪ ∗ + Luôn luôn có bước chuyển ߪ ->ߪ ∗

10 00

1.2.1

1.2 Màu sắc và phổ hấp thu

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu MailBox : tuhoahocqn@hotmail.com

Là phương pháp phân tích định lượng dựa trên phổ hấp thu phân tử Dựa trên tương tác giữa sóng điện từ và vật chất Quy tắc: Chiếu 1 chùm bức xạ vào vật thể hấp thể hấp thu, dựa vào phần ánh sáng bị hấp thu bởi vật chất => Hàm lượng của chất đó Phân tích được tới hàm lượng vết (~ 10-7)

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

H Ư

TR ẦN

10 00

Lý thuyết màu a) Các khái niệm cơ bản: Ánh sáng tự nhiên bao gồm 1 dãy bức xạ liên tục có bước sóng từ 400-760 nm, trong đó bước sóng 470 có cường độ phát xạ cực đại, tổ hợp tất cả các bước sóng trên gây cho ta cảm giác ánh sáng tự nhiên không màu. Trong khi đó, từng vùng hẹp của bước sóng gây các cảm giác màu khác nhau đặc trưng cho bước sóng đó goi là màu phổ Khi ta lấy bớt một màu phổ của ánh sáng tự nhiên ( hay 1 bước sóng bị hấp thu) thì ánh sáng này trở nên có màu, ta gọi màu đó là màu bổ sung Do đó khi tái hợp màu phổ và màu bổ sung thì ta được ánh sáng không màu

1.2.2

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu MailBox : tuhoahocqn@hotmail.com

ẠO

U Y

+ Đòi hỏi 1 năng lượng lớn => quá trình chuyển vị nằm trên vùng tử ngoại Sự chuyển mức n ->ߪ ∗ + Đối với các nguyên tử có đôi điện tử không liên kết O,N,S + Đòi hỏi năng lượng không lớn lắm => xảy ra trong vùng tử ngoại gần + Nhưng lại khó chuyển do => cường độ hấp thụ không cao =>chiều cao của phổ thấp Sự chuyển mức n ->ߨ ∗ ( quan trọng) + Xảy ra với nguyên tử chứa điện tử không liên kết và liên kết bi + Có cường độ hấp thu thấp + Bản chất của dung môi có ảnh hưởng đến bước sóng hấp thu vì nó tác động đến liên kết trong phân tử Sự chuyển mức ߨ ->ߨ ∗ ( rất quan trọng) + Trong hợp chất có liên kết bi + Có cường độ hấp thụ cao trong khoảng bước sóng khảo sát ( thuận lợi ) + Khoảng bước sóng hấp thu nằm trong khoảng UV/Vis ( thuận lợi) + Độ dài của bước sóng hấp thu phụ thuộc vào độ dài của bước sóng liên hợp ( phần quy tắc màu sẽ rõ ) + Nguyên tắc về dung môi: bản chất của dung môi phải không hấp thụ hoặc hấp thụ ít bức xạ ở điều kiện làm việc + Nếu cấu trúc phân tử càng phân cực càng dễ chuyển sang trạng thái kích thích, màu càng đậm ( quy tắc màu phần sau ) + Liên kết bi càng nhiều điện tử thì sự chênh lệch năng lương giữa mức năng lượng cao nhất đã nạp đầy của vân đạo phân tử ( HOMO) và mức năng lượng thấp nhất của vân đạo còn trống ( LUMO ) càng nhỏ => bước sóng càng dài. Hệ quả : Thường chuyển các chất phân tích thành các hợp chất có bước chuyển bi lên bi* để có sự chuyển mức thuận lợi trong vùng UV/Vis => thường thêm các hợp chất hữu cơ,….

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Hệ quả: Có thể sử dụng màu bổ sung để dự đoán màu phổ dựa trên quy tắc màu Thứ tự 1 2 3 4

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Bước sóng 400-435 435-480 480-490 490-500

Màu phổ Tím Chàm Chàm lục Lục chàm

Màu bổ sung Vàng lục Vàng Cam Đỏ

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Đỏ tía Tím Chàm Chàm lục Lục vàng Lục

Lục Vàng lục Vàng Cam Đỏ Đỏ

500-560 560-580 580-596 595-605 605-730 730-760

U Y

Đô đậm nhạt của màu sắc phụ thuộc vào cường độ của bức xạ ở bước sóng tương ứng Cần phân biệt giữa màu của chất hấp thu và màu của chất phát xạ: + Một vật phát xạ năng lượng thì màu của nó bằng bước sóng mà nó phát ra: màu pháo bông, màu vàng của đèn hơi Natri,…. b) Nguyên lý chuyển màu Để có sự chuyển màu thì sự chuyển dời mức năng lượng của HOMO và LUMO phải tương ứng với vùng nhìn thấy. Ở đây ta xét bước chuyển bi lên bi*. Để năng lượng của sư chuyển điện tử nằm trong vùng nhìn thấy thì độ linh động của điện tử bi phải đủ lớn để hấp thu bước sóng vừa đủ lớn trong vùng nhìn thấy. Độ linh động càng cao => bước sóng hấp thu càng dài => màu dung dịch chuyển từ vàng -> cam -> đỏ -> chàm -> lục Các yếu tố ảnh hưởng đến độ linh động của điện tử bi đều ảnh hưởng đến màu của chất thấy được. + Không gian cộng hưởng của điện tử bi càng dài ra thì độ linh động của điện tử bi tăng. Do đó, các hợp chất có màu trong dung dịch yêu cầu mạch liên hợp vừa đủ dài nên đa phần là các hợp chất hữu cơ Các chỉ thị màu thường là các hợp chất hữu có cấu trúc cồng kềnh có hệ thống bi liên hợp.

TR ẦN

10 00

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu MailBox : tuhoahocqn@hotmail.com

ẠO

5 6 7 8 9 10

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

+ Các nhóm thế ở đầu mút mạch liên hợp ảnh hưởng trực tiếp đến độ linh động của điện tử bi trong không gian liên hợp.

-L

Í-

. Đối với nhóm nhận điện tử( Carbonyl, Carboxylic,..): sự linh động của điện tử bi tăng khi tính hút điện tử của nhóm được tăng cường.

ÁN

. Đối với nhóm cho điện tử ( hydroxyl, aryl,…): Sự linh động của điện tử bi tăng khi tính đẩy điện tử của nhóm được tăng cường.

IỄ N

ÀN

Do đó ta thấy sự đổi màu của chất chỉ thị màu khi thay đổi pH liên quan trực tiếp đến sự thay đổi cấu trúc của nhóm thế của chất chỉ thị do phản ứng trao đổi proton H+ dẫn đến sự thay đổi tính hút hoặc đẩy điện tử => Sự đổi màu • Phần này khó nên chỉ dừng lại ở mức biết

1.3 Nguyên tắc thiết bị đo quang 1.3.1 -

Nguyên tắc Dựa trên hiện tượng hấp thụ. Chiếu bức xạ qua một mẫu phân tích sự suy giảm của cường độ bức xạ tương đương với sự hấp thu của mẫu. Mẫu cần đo thường pha loãng ở nồng độ thấp ?

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

U Y

+ Khi mẫu ở nồng độ cao, có thể xảy ra sự tương tác giữa mẫu với curvet,sự kết tủa, hiện tượng đime hóa, trime hóa,… Ngoài ra sự ảnh hưởng của các hiện tượng khúc xạ, nhiễu xạ, tán xạ trở nên có nghĩa làm sai lệch kết quả phân tích. Ngoài ra một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến kết quả phân tích là ảnh hưởng của stray radian + Stray radian là bất kì bức xạ nào tiên đến đầu dò ( detector) mà không theo đường truyền quang từ nguồn đến đầu dò, có thể do sự không hoàn hảo của thiết bị hoặc 1 số nguyên nhân khác. Khi ở nồng độ cao, sự ảnh hưởng của stray radian trở nên quan trọng và ảnh hưởng trực tiếp đến kết qả phân tích làm giảm độ hấp thu ( độ lệch âm), do ở nồng độ cao cường độ bức xạ của tia ló rất nhỏ và dễ dàng bị nhiễu do các stray radian.

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

H Ư

Định luật Lambert Beer Độ truyền qua T ( Transmittance): là tỉ lệ giữa cường độ bức xạ qua mẫu(IT) và cường độ bức xạ qua blank ( I0): T =

୍୘ ୍଴

10 00

ூ

Độ hấp thu ( Mật độ quang ): A = Logூ଴ = ߳.l.C với: + l: là chiều dày curvet ( cm ) + ߳: Hệ số hấp thu ( L/(mg.cm)) / Hệ số hấp thu phân tử (L/(mol.cm)) + C: nồng độ dung dịch ( mg/L hay ppm, mol/L) Nói thêm về ppm ( part per million): có nghĩa là 1 phần của chất đó trên 1 triệu phần chất đang xét, ở đây đơn vị ppm có thể qui đổi về nhiều đơn vị khác nhau như (ߤg/mL , ߤg/g, ߤmol/L,…) tùy thuộc vào mục đích mình muốn khảo sát mà qui đổi về các đơn vị khác nhau, nhưng phải đảm bảo đơn vị của tử số trên mẫu số là 10^-6 theo SI Ý nghĩa của đại lượng ߳ : + Đặc trưng cho bước chuyển điện tử từ dưới lên: bước chuyển càng dễ ߳ càng lớn + Đặc trưng cho độ nhạy của phương pháp: ߳ càng lớn hấp thu càng mạnh ߳ phụ thuộc vào : +Bản chất của chất phân tích +Bước sóng làm việc + Trong phân tích trắc quang ߳ thường trong khoảng 103 – 7.104

TR ẦN

1.3.2 -

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu MailBox : tuhoahocqn@hotmail.com

ẠO

+ Khi mẫu ở nồng độ quá thấp, các cân bằng trong dung dịch có thể dịch chuyển theo chiều bất lợi làm thay đổi nồng độ của chất phân tích ( Vd: sự dịch chuyển cân bằng của phức,…). Có mẫu curvet so sánh ( blank): là mẫu chứa cùng 1 môi trườngvới mẫu phân tích nhưng nồng độ của chất phân tích xem như bằng 0 Sơ đồ cơ bản của một thiết bị đo phổ phân tử : Nguồn( Source) => Bộ chọn sóng (wavelength selector) =>Mẫu(Sample) => Đầu dò(selector) => Bộ xử lý tín hiệu( Signal processor).

1.4 Các phương pháp xác định nồng độ dựa trên định luật Lambert Beer

1.4.1 -

Xác định trực tiếp Dùng dung dịch chuẩn của chất nghiên cứu để xác định ߳ Dùng trong trường hợp ߳ không tra được

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

୅୶

Khi sử dụng 1 chuẩn : Cx = .Cc ୅ୡ

Khi sử dụng 2 dd chuẩn (bracket): Cx = C1 + ୅ଶି୅ଵ .(Ax – A1)

Phương pháp so sánh Dựa trên tỉ lệ độ hấp thụ giữa dung dịch chuẩn và dung dịch so sánh mà suy ra nồng độ chất phân tích

1.4.2 -

Hạn chế: đòi hỏi dd chuẩn phải thật sự chính xác

େଶିେଵ

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

ẠO

Phương pháp đường chuẩn Dựa vào dạng của phương trình Lambert Beer mà ta dựng đường thẳng tuyến tính A theo C dựa trên các dung dịch chuẩn. Có độ chính xác cao do sử dụng nhiều dung dịch chuẩn Điều kiên: + Cần có từ 5 dung dịch chuẩn trở lên + Khoảng nồng độ của dung dịch chuẩn phải phù hợp sao cho đường tuyến tính vẫn thẳng và tuân theo định luật Lambert Beer Từ phương trình hồi qui tuyến tính ta suy ra nồng độ của chất phân tích dựa vào độ hấp thu đo được Thuận lợi: phân tích được nhiều mẫu phân tích trong 1 thời gian ngắn ( năng suất làm việc cao). Ngoài ra việc xây dựng đường chuẩn còn dùng để khảo sát sự ảnh hưởng ở các nồng độ khác nhau. Hạn chế: Các điều kiện về môi trường của chất phân tích và mẫu cần giống nhau: Tương tác ion, nhiệt độ,….

TR ẦN

Í-

-L

Phương pháp thêm chuẩn Sử dụng khi chất phân tích và dung dịch chuẩn hành xử không giống nhau Nền mẫu không hấp thụ Nguyên tắc: Pha 1 dãy dung dịch chuẩn cũng chính dung dịch phân tích thêm những lượng chính xác dung dịch chuẩn Cx + Cs1, Cx + Cs2,…. Ít nhất là 3 dd và 1 dd so sánh . Dựng đồ thị A theo Csi. Từ đó suy ra nồng độ của dung dịch phân tích là giao điểm giữa đường thẳng và trục hoành ( Cs = 0 ) Điều kiện khoảng khảo sát phải thẳng và tuân theo định luật Lambert Beer. Ưu điểm: bài trừ được ảnh hưởng của nền mẫu Bất lợi : phải xây dựng nhiều đường chuẩn khi phân tích nhiều mẫu.

IỄ N

ÀN

1.4.4 -

ÁN

10 00

H Ư

1.4.3 -

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu MailBox : tuhoahocqn@hotmail.com

U Y

+ chọn 2 dung dịch chuẩn sao cho C1<Cx<C2 và khoảng C1 – C2 càng nhỏ càng tốt ( dựa vào màu dung dịch + Khi sử dụng 2 dd chuẩn kết quả có độ chính xác cao hơn do trong 1 khoảng nhỏ định luật Lambert Beer ít bị sai lệch. Có hiệu quả khi phân tích ít mẫu. Khi phân tích nhiều mẫu phương pháp này khá tốn kém và mất nhiều thời gian (*)

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

ẠO

H Ư

TR ẦN

Nếu dung dịch gồm nhiều chất đều có khả năng hấp thu bức xạ làm việc thì độ hấp thu được tính : A = l(߳1.C1 + ߳2.C2) Xét dung dịch chỉ còn chất phân tích và dung môi hấp thu : A = Ax + Adm. Để hạn chế tối đa sự ảnh hưởng của dung môi ta chọn dung môi sao cho có ߳ max ở một bước sóng cách xa bước sóng làm việc. Ứng dụng: Phân tích cùng lúc hỗn hợp 2 chất phân tích có ߳ max khác nhau ở 2 bước sóng khác nhau, ví dụ phân tích hh Fe và Cu.

10 00

1.6 Tính cộng của mật độ quang

1.7 Nghiên cứu các phản ứng dùng trong phân tích trắc quang

Do đặc tính vốn có của mẫu không thuận lợi cho quá trình phân tích như: nhiễu nền, chồng phổ, ….. Ta thường sẽ dụng các phản ứng hóa học để giảm ảnh hưởng của nền mẫu cũng như thay đổi cấu trúc hóa học của chất => Thay đổi vùng bước sóng, tương tác các chất. Trong PTTQ đôi tượng phân tích thường là các kim loại nên các phản ứng sử dụng thường là các phản ứng tạo phức: + Phản ứng tạo phức phải có hằng số bền đủ lớn => đảm bảo ion KL đi vào trong phức 1 cách gần như hoàn toàn + Phức chất cần phải có ߳ lớn để thuận lợi cho quá trình hấp thụ + Phức chất phải có thành phần xác định: quá trình tạo phức đôi khi phức chất không ở cùng 1 công thức biểu diễn do các phức với kl thường có số phối trí lớn ( số lượng ligand lớn) ngoài ra sự cạnh tranh của các ion trong môi trường làm việc cũng làm thay đổi cấu trúc của chất => Cần phải tạo phức có thành phần xác định Các bước tiến hành: + Quét phổ tìm bước sóng max + Tìm thứ tự thêm thuốc thử, thời gian, nhiệt độ phản ứng ( tìm điều kiện phản ứng tốt nhất )

IỄ N

ÀN

ÁN

Í-

-L

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu MailBox : tuhoahocqn@hotmail.com

U Y

Mức độ đơn sắc của ánh sáng đến: mặc dù bức xạ đã được truyền qua bộ lọc sóng, nhưng không thể tách chiết ra được ánh sáng hoàn toàn đơn sắc và một số yêu cầu khác,do đó việc sử dụng ánh sáng đa sắc khiến cho độ lệch âm so với định luật Beer Nồng độ dung dịch: như đã nói ở trên, ở những nồng độ quá cao hoặc quá thấp đếu gây ảnh hưởng đến kết quả: + Ơ nồng độ cao: Có thể có sự đime hóa , trime hóa, sự kết tủa dạng keo => Làm tăng hiện tượng tán xạ nhiễu xạ, thay đổi ߳. Hiện tượng stray radian + Ở nồng độ thấp cân bằng của phức chất có thể bị dịch chuyển theo chiều phân ly phức chất => thay đổi nồng độ Ảnh hưởng của pH dung dịch : một số hợp chất có cân bằng trong dung dịch như các axit, bazo yếu, sự phân ly của các chất trong nước tạo ra các axit,bazo liên hợp tương ứng có hệ số hấp thu hoàn toàn khác => Thay đổi sự hấp thu Lực ion: Các hợp chất có cấu trúc phân cực có tương tác tĩnh điện với nhau dó đó ảnh hưởng đến đến sự linh động của điện tử => thay đổi hệ số hấp thu.

1.5 Các nguyên nhân làm sai lệch đinh luật Lambert beer

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

+ Tìm khoảng pH phù hợp ( do mỗi phức kim loại chỉ tồn tại ổn định ở 1 khoảng pH cố định ) + Tìm lượng thuốc thử phù hợp: việc thêm dư hay thiếu lượng thuốc thử có thể làm cho quá trình tạo phức với các nguyên tố khác xảy ra + Dựng đường chuẩn A theo Cc. Các loại máy phân tích trắc quang thường dùng ( nguồn phổ thường là đèn hơi wonfram hoặc H2) + máy 1 chùm tia ( single beam) : tự xem cấu tạo + máy 2 chùm tia ( double beam) : tự xem cấu tạo Ưu điểm lớn nhất của máy 2 chùm tia so với 1 chùm tia là khảo sát cả mẫu và blank ở cùng 1 điều kiện làm việc => độ ổn định cao

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu MailBox : tuhoahocqn@hotmail.com

ẠO

U Y

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

2 Phổ nguyên tử

Vừa có tính chất sóng vừa có tính chất hạt. Là 1 dòng mang năng lượng gọi là photon Các đặc trưng của bức xạ điện từ: + Biên độ + chu kỳ , tần số : do nguồn phát xạ quyết định + Vận tốc, bước sóng : Phụ thuộc vào môi trường lan truyền + Công sức bức xạ: chùm bức xạ chiếu trong 1 đvị thời gian, tỷ lệ với bình phương biên độ sóng + Cường độ bức xạ: công suất bức xạ trong 1 đvị góc khối

Tương tác bức xạ điện từ - vật chất

Ở đây, ta nghiên cứu chủ yếu 2 loại tương tác cơ bản là phát xạ và hấp thụ + Hiện tượng phát xạ: là sự giải phóng năng lượng của vật chất khi điện tử ở trạng thái có mức năng lượng cao về trạng thái có mức năng lượng thấp hơn + Hiện tượng hấp thu: Là sự chuyển mức năng lượng từ thấp hơn lên trạng thái có mức năng lượng cao hơn của điện tử khi nhận một mức năng lượng tương thích + Năng lượng của sự phát xạ đúng bằng năng lượng của sự hấp thu ở cùng 1 mức chuyển năng lượng a) Quá trình hấp thu nguyên tử Là phổ hấp thu của nguyên tử ở trạng thái hơi, không có liên kết hóa học Là sự dịch chuyển của điện tử hóa trị của nguyên tử ở trạng thái cơ bản lên mức năng lượng cao hơn ( các orbital hóa trị cao hơn ) khi hấp thu 1 bước sóng thích hợp b) Quá trình phát xạ nguyên tử Là phổ phát xạ của nguyên tử ở trạng thái hơi Là phổ vạch : nhọn, đối xứng

10 00

TR ẦN

H Ư

2.2

2.3 Các đặc tính của phổ nguyên tử

Í-

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu MailBox : tuhoahocqn@hotmail.com

ẠO

U Y

2.1 Các đặc tính cơ bản của bức xạ điện từ

Bước sóng của bức xạ phát ra đặc trưng cho từng nguyên tố Một nguyên tố có nhiều bức chuyển dời điện tử => có nhiều bức sóng đặc trưng Điều kiện tiên quyết : Cung cấp 1 năng lượng nhiệt đủ lớn để bẻ gãy có liên kết hóa học, để trở thành cái nguyên tử tự do a) Phổ phát xạ ( AES, ICP- OES): - Đo cường độ bức xạ phát ra tại các bước sóng đặc trưng - + Tính đặc trưng dùng trong phân tính định tính ( dùng nhiều vạch ) - + Sự ổn định: dùng trong phân tích định lượng b) Phổ hấp thu (AAS): - Đo sự suy giảm của cường độ bức xạ => sự hấp thu - Dùng trong phân tính định tính - Dùng nguồn bức xạđặc trưng - Không có sự chồng chập bước sóng

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

** Mở rộng:

+ Trong phương pháp phân tích trắc quang bộ lọc sóng phải đặt trước mẫu do phân tử gồm các liên kết hóa học khác nhau có thể ở bước sóng này và không bằng ở bước sóng khác do đó phải chọn loc bước sóng qua mẫu

+ Các nguồn bức xạ có thể đặc trưng hoặc không những chắc chắn là không đơn sắc

2.4 Các nguồn bức xạ

TR ẦN

10 00

Đèn cathode rỗng Là nguồn bức xạ vạch rất mạnh Bao gồm các đèn đơn nguyên tố và đa nguyên tố Cấu tạo: Gồm ồng hình trụ rỗng làm bằng chính KL phân tích có độ tinh khiết cao chứa khi trơ Ne hay Ar ở áp suất thấp Cửa sổ truyền (quartz window) với các bức xạ có ích phát ra từ đèn với : + Thủy tinh ( bước sóng từ 300-860 nm) + Thạch anh ( 190-860 nm) Anode làm bằng wonfram có khả năng chịu nhiệt tố Nguyên lý: Khi dòng điện chạy qua làm ion khí trơ trở thành ion dương đập vào thành cathode với năng lượng vừa đủ cho nguyên tử kim loại bị đánh bật ra thành khí nguyên tử. Sau đó khí nguyên tử va chạm với các dòng electron năng lượng cao bị đẩy lên trạng thái kích thích, trạng thái này không bền nhanh chóng chuyển về trạng thái cơ bản phát xạ 1 dòng năng lượng đúng bằng năng lượng của chất phân tích hấp thu. Đặc tính: + Có tuổi thọ nhất định ( ~ 5000mAh) + Cường độ phát xạ càng cao => càng ít nhiễu nền ( hạn chế được stray radian) nhưng tuổi thọ ngắn hơn, ngoài ra vạch phổ bành rộng hơn => Độ nhạy kém hơn khoảng tuyến tính hẹp hơn. + Hiện tượng tự hấp thu: Khi cường độ phát xạ cao, số nguyên tự kim loại bị đánh bật ra quá nhiều trong 1 khoảng thời gian khiến cho sự che lấp lẫn nhau dẫn tới những nguyên tử chưa bị kích hoạt hấp thu năng lượng phát xạ của nguyên tử ở trạng thái kích hoạt. + Theo thời gian cương độ của đèn yếu dần do khí trơ mất dần và cathode bị ăn mòn. + Đèn đơn nguyên tố cho độ nhạy, độ bền, độ ổn định hơn đèn đa nguyên tố. Do sự hoạt động của đèn đa nguyên tố là sự phối hợp của nhiều kim loại khác nhau theo 1 tỷ lệ nhất

2.4.1 -

H Ư

Bức xạ vạch : đèn cathode rỗng, đặc trưng cho từng nguyên tố Bức xạ liên tục: + Đèn D2 : dùng để hiệu chỉnh nền + Đèn Xenon

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu MailBox : tuhoahocqn@hotmail.com

ẠO

U Y

+ Đối với phổ nguyên tử nguồn bức xạ sử dụng là nguồn đặc trưng và nguyên tử chỉ hấp thu đúng bước sóng đặc trưng của nódo đó không cần đặt bộ lọc sóng ở trước mẫu. Việc đặt bộ lọc sóng ở sau mẫu để tín hiệu đến đầu đo ( detector) được tốt hơn, ngoài ra do việc nguyên tử hóa( atomization) ở nhiệt độ cao nên phát ra rất nhiều phổ nhiễu do đó phải lọc sóng sau mẫu

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

H Ư

TR ẦN

Đèn phổ liên tục (D2, Xe) Là nguồn phát xạ phổ liên tục Ưu điểm: +Dễ chế tạo, rẻ tiền, độ bền tương đối cao. +Cho phép đo nhiều nguyên tố trong cùng 1 mẫu mà không cần phải thay nguồn + Khoảng tuyến tính rộng, không có hiện tượng tự hấp thụ Khuyết điểm: độ đơn sắc, độ nhạy tương đối thấp Mục đích: +Máy đo tín hiệu cần nguồn tín hiệu đặc trưng ( Bức xạ đặc trưng) do đó cần nguồn tách quang phổ + Cường độ chùm bức xạ phải đủ lớn, đủ cao tại bước sóng cần đo + Nếu độ đơn sắc quá cao sẽ làm giảm cường độ của bước sóng đi khá nhiều gây nhiều hiện tượng phức tạp. Tạo độ phân giải phù hợp Thông thường độ phân giải cần thiết cho các phương pháp phụ thuộc vào nguồn phổ: phổ phân tử ~ đèn cathode < nguồn phổ liên tục: + Đối với phổ phân tử: đặc trưng của phổ phân tử là phổ đám hay 1 dải phổ, do đó sự yêu cầu về mức độ đơn sắc của bức xạ là không cao => độ phân giải cần thiết thấp + Đối với phổ của đèn cathode : là nguồn bức xạ đặc trưng nên có độ đơn sắc tốt do đó yêu cầu phân giải không cao lắm, có thể dùng làm nguồn thay thế các nguồn khác + Đối với các nguồn phổ liên tục: hiển nhiên nguồn bức xạ bao gồm nguồn nhiều bức xạ có bức sóng khác nhau, do đó cần độ phân giải cao Thiết bị thường dùng để phân giải bức xạ là monochromator: Cơ sở: dựa trên hiện tượng phân tách ánh sáng khi ánh sáng đi qua cách tử Cấu tạo: gồm 2 khe (1 khe vào và 1 khe ra ), 2 gương cầu lõm, và một cách tử phản xạ( thành phần quan trọng) có góc quay thay đổi được

10 00

2.5 Hệ thống phân tách quang phổ

2.4.3 -

IỄ N

ÁN

ÀN

-L

Í-

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu MailBox : tuhoahocqn@hotmail.com

ẠO

U Y

Đèn phóng điện phi cực Gồm 1 lượng nhỏ kim loại hay muối của nguyên tố phân tích đặt trong 1 bầu thạch anh hàn kín, có chứa khí trơ ở áp suất thấp Nguyên lý làm việc: tương tự với đèn Cathode nguồn điện cung cấp công làm hóa hơi kim loại hoặc muối kim loại, phát ra bức xạ Đặc tính : + Cường độ bức xạ rất cao + Giới hạn phát hiện thấp hơn + Khoảng tuyến tính tốt hơn

2.4.2 -

định bao gồm các peak khác nhau và cường độ như nhau => độ nhạy giảm, độ ổn định giảm Các thông số trên đèn: + Tên nguyên tố, bước sóng, bề rộng khe, dòng điện khuyến nghị, dòng điện cực đại. + Cường độ vạch phổ và độ nhạy thường không đi đôi với nhau.

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

+ Năng suất phân giải:

⋋௧௕ ∆⋋

= n.N với n là bậc nhiễu xạ còn N là số rãnh của cách tử. Ở

Nguyên lý: khi ánh sáng từ nguồn qua monochromator sẽ bị phân tách thành 1 bức xạ có bước sóng mong muốn. Do đó sự yêu cầu về độ phân giải cần được xem xét Ở đây ta xét 2 yếu tố chính ảnh hưởng trực tiếp đến sự phân giải của cách tử là : Năng suất cách tử và bề rộng khe

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

ẠO

H Ư

TR ẦN

2.6 Detector ( đầu dò)

Í-

-L

10 00

Hoạt động theo cơ chế chuyển quang năng thành điện năng a) Nhân quang điện Là 1 đầu dò đơn kênh chỉ đo 1 bước sóng Hoạt động dựa trên hiệu ứng quang điện: Khi 1 photon đập vào thành kim loại sẽ bật ra 1 electron tương ứng Ở đây ta sử dụng dụng cụ để khuếch đại dòng electron gọi là dynode: Khi 1 e bật ra nó sẽ va chạm với 1 dynode làm bậc ra thêm các e khác, sao mỗi dynode vận tốc của dòng electrontăng lên nên quá trình này rất nhanh Thông thường độ khuếch đại của nhân quang đại là 1 photon ~ 106e Vật liệu sử dụng là các vật liệu bán dẫn Thông thường ta chọn vật liệu là Ga-As có độ nhạy cao trong khoảng bước sóng 200800nm ( cũng là phạm vi hoạt động của phổ nguyên tử) b) Detector bán dẫn Là 1 đầu dò nhiều kênh cho phép đo đồng thời nhiều bước sóng Khoảng làm việc từ 160-750 nm Mỗi kênh tương ứng với 1 bước sóng Thuận lợi : đo được nhiều bước sóng trong cùng 1 lúc, thường dùng trong phổ phát xạ Bất lợi: có độ phân giải thấp

IỄ N

ÀN

ÁN

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu MailBox : tuhoahocqn@hotmail.com

U Y

đây ta thấy nếu ứng với bậc nhiễu xạ bậc 1 thì số rãnh N càng lớn thì ∆ ⋋càng nhỏ khả năng phân giải càng cao + Bề rộng khe: bề rộng khe cho phép bước sóng đi qua khe, nếu bề rộng khe quá lớn, bước sóng qua khe sẽ gồm những bước sóng khác đi cùng khiến cho tín hiệu bị nhiễu. Nhưng nếu bề rộng khe quá nhỏ thì khiến cho cường độ của bức xạ giảm đi đáng kể kéo theo những hiện tượng không tốt. Có 2 loại cách tử thường dùng là Echelette và Echelle Điểm khác nhau cơ bản của 2 cách tử này là mặt phẳng nhiễu xạ, góc quay, và bậc nhiễu xạ: + Bậc nhiễu xạ của cách tử Echelle thường từ 10-100 điều này gây nên sự bất lợi do có có sự chồng chập của các bức xạ ở các bậc khác nhau, do đó thường kết hợp với lăng kính để tách các bức xạ ở bậc mong muốn. + Ngoài ra cách tử Echelle tăng cường độ của dòng bức xạ lên 1 cách đáng kể

** Nhiễu và tỷ số tín hiệu nhiễu -

S/N được xem là thức đo hiệu năng của hệ thông Khi S/N > 3 thì tín hiệu mới sử dụng được

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

3 Sự nguyên tử hóa trong quang phổ nguyên tử Sơ đồ cơ bản của quá trình nguyên tử hóa : Bơm mẫu =>Sự desolvat hóa => Sự hóa hơi nguyên tử =>Sư nguyên tử hóa

Nguyên tắc: bơm mẫu (dung dịch ) qua 1 dòng khí áp suất cao để chuyển sang trạng thái hạt sương rắn (aerosol) a) Bơm mẫu liên tục Điều kiện yêu cầu : + Phun sương: mẫu dạng lỏng ( nếu chất phân tích là chất rắn hoặc khí phải hòa tan vào dung dịch) + Hạt sương phải mịn ( d < 10ߤ݉) + Hệ thống phải phun đều đặn, ổn định + Tính chất vật lý của dung dịch mẫu không ảnh hưởng nhiều ( độ nhớt, tỷ trọng,...) b) Sự chuyển mẫu gián đoạn + Không phun sương + Mẫu ở dạng lỏng, bùn sệt hoặc rắn

H Ư

3.2 Quá trình nguyên tử hóa

TR ẦN

Bao gồm các giai đoạn xảy ra liên tiếp ở những nhiệt độ khác nhau: sự desolvat hóa (100-200 độ) => sự nóng chảy mạng tinh thể ( Các muối kim loại thường không tồn tại đơn lẻ mà tồn tại ở dạng tinh thể) ( ~1000oc) => sự hóa hơi phân tử => sự nguyên tử hóa ( quá trình bẻ gãy liên kết tạo đơn nguyên tử ) Các yếu tố ảnh hưởng đến cả quá trình: + Cấu trúc của hệ thống phun sương: nếu hệ thống phun sương làm việc hiệu quả thì kích cỡ hạt sương sẽ đạt yêu cầu nhiều hơn =>Hiệu suất phun tốt ( số hạt sương phù hợp được phun ra ) + Thành phần dung dịch mẫu: nếu dung dịch quá đặc thì hạt sương phun ra thường lớn => hiệu suất phun thấp. Ngoài ra các tính chất vật lý của dung dịch cũng ảnh hưởng + Nhiệt độ: nhiệt độ ảnh hưởng quan trọng đến quá trình nguyên tử hóa do là nguồn cung cấp năng lượng: • Nếu nhiệt độ thấp: nguồn cung cấp năng lượng không đủ lớn, quá trình nguyên tử hóa xảy ra không hoàn toàn => hiệu suất thấp • Nếu nhiệt độ quá cao: Sự dư thừa năng lượng dẫn đến các quá trình khác xảy ra như sự ion hóa nguyên tử( thường thêm đệm electron) , các phản ứng hóa học xảy ra tạo các oxit, hidroxit kim loại,...

10 00

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu MailBox : tuhoahocqn@hotmail.com

ẠO

U Y

3.1 Qui trình chuyển mẫu

4 Các kĩ thuậtđo dựa trên phổ hấp thu nguyên tử 4.1 Nguyên tử hóa bằng ngọn lửa -

Nguồn năng lượng là nhiệt của quá trình đốt cháy các khí nhiên liệu như : C2H2 Giới hạn phát hiện : ppm-ppb => kém nhạy Phân tích được gần 70 nguyên tố

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

Đ N

H Ư

TR ẦN

Í-

Nguồn nhiệt sinh ra dựa trên sự di chuyển của dòng điện qua điện trở tuân theo định luật Jun-lenxo Phân tích được gần 50 nguyên tố Giới hạn phát hiện: ppb-ppt => rất nhạy Nạp mẫu gián đoạn ( 5-20 ߤ‫ܮ‬/lần) Tốn rất ít mẫu (20-100 ߤ‫ܮ‬/nguyên tố ) Dạng mẫu: lỏng, rắn, TDS cao ~ 20% do mẫu nạp trực tiếp vào hệ thống Có thể điều khiển chính xác nhiệt độ cho từng nguyên tố ( ưu điểm nổi bật) Tuy nhiên: + Nhiễu nền rất lớn => Cần hiệu chỉnh nền + Tốn thời gian ( vài phút ) => Năng suất kém + Khó vận hành, đòi hỏi kỹ năng cao Ứng dụng: dùng để phân tích hàm lượng vết/ siêu vết kim loại Cấu tạo của lò graphite + Nguồn cấp công suất lớn : 220V 3,5-7,5 Kva + Nguồn đốt : DC, 50-600A ,12 V + Quy trình nhiệt điện của lò : • Dying( 80-120oC) : Xảy ra quá trình loại bỏ dung môi và các chất rắn cặn khác • Ashing ( 400-1400oC) : Xảy quá trình hóa hơi mẫu đồng thời ở nhiệt độ này các hợp chất hữu cơ hầu hết chuyển về CO2 và H2O • Atomisation ( 1600-2600oC): quá trình nguyên tử hóa xảy ra • Clean out

10 00

4.2 Nguyên tử hóa bằng lò graphite

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu MailBox : tuhoahocqn@hotmail.com

ẠO

Dạng mẫu lỏng yêu cầu TDS ( total dissovle solid) thấp < 2% do quá trình nạp mẫu liên tục phun sương nên yêu cầu kích thước hạt trong dung dich nhỏ Tốn nhiều mẫu (5-10mL/nguyên tố) do hiệu suất của quá trình phun sương thấp Thời gian đo: vài chục giây Năng suất phân tích ( khả năng phân tích mẫu trên một đơn vị thời gian) tương đối kém Không thể điều chỉnh nhiệt độ theo ý muốn Tuy nhiên, ưu điểm lớn nhất của phương pháp là dễ vận hành không cần kĩ năng cao Nguồn nhiệt sử dụng: + C2H2/không khí => nhiệt độ khoảng2100-2400oC, yêu cầu curvet : 10cm ( tăng thời gian của quá trình ủ nhiệt) + C2H2/N2O => nhiệt độ khoảng 2600-2800oC ( do lượng Oxi nhiều hơn), yêu cầu curvet: 5cm ( nhiệt độ cao thời gian ử nhiệt không cần quá lâu ) • Lưu ý : Không dùng ngọn lửa C2H2 với Oxi dù lượng nhiệt tỏa ra nhiều hơn do sẽ gây nổ ngay lập tức

U Y

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

+ Phần lớn thời gian của quá trình là dying và ashing do đó không thể chuyển mẫu liên tục.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

U Y

Thông thường các chất phân tích thường tồn tại ở nhiều dạng hợp chất trong dung dịch, do đó việc nguyên tử hóa ( cắt đứt liên kết) gặp nhiều khó khăn do năng lượng liên kết là khác nhau trong những hợp chất khác nhau Do đó, việc chuyển kim loại về cùng 1 hợp chất duy nhất sẽ thuận lợi hơn cho quá trình nguyên tử hóa Làm đơn giản hóa mẫu phân tích ( chỉ có hợp chất hydride) => rất ít nhiễu nền Do sự hydride hóa xảy ra không dễ dàng ở hầu hết kim loại nên phương pháp chỉ đặc trưng cho một vài nguyên tố : As , Sb, Bi, Te, Se, Ge, Sn Giới hạn phát hiện ppt-ppb ( tùy nguyên tố ) => rất nhạy Nạp mẫu gián đoạn hoặc liên tục. Tốn nhiều mẫu (5-10 mL/nguyên tố ) Sự nguyên tử hóa trong ống thạch anh ở nhiệt đô thấp 700-900oC Hệ thống, cơ chế tạo Hydride hóa ( cơ chế gốc tự do ) : xem thêm

ẠO

TR ẦN

H Ư

Đặc trưng duy nhất cho nguyên tố Hg ( có thể tồn tại dạng hơi ở nhiệt độ thường ) Nguyên lý: sử dụng phản ứng hóa học để để khử Hg(II) => Hgo( thường dùng SnCl2(rẻ tiền),NaBH4 ) => sự nguyên tử ngay ở nhiệt độ thường Giới hạn phát hiện ppt – ppb => rất nhạy Dạng mẫu lỏng ,TDS có thể cao (20%) Rất ít nhiễu nền Hệ thống hóa hơi lạnh kiểu gián đoạn : lên mạng xem kĩ Sử dụng bẫy vàng để bẫy thủy ngân làm tăng độ nhạy của peak + Nguyên lý bẫy vàng: khi ở nhiệt độ thường Au tạo hỗn hống ( hợp chất thủy ngân với kim loại ) với Hg và chỉ bẫy duy nhất Hg. Khi nung hỗn hợp lên ở nhiệt độ cao (~600oC) hỗn hống bị phân hủy, giải phóng Hg + Mục đích: Do lượng thủy ngân sinh ra là không liên tục nên cần giữ thủy ngân lại và giải phóng cùng lúc để tăng độ nhạy của tín hiệu

10 00

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu MailBox : tuhoahocqn@hotmail.com

4.4 Kĩ thuật nguyên tử hóa hơi lạnh -

4.3 Tạo Hydride và nguyên tử hóa hydride ( nguyên tử hóa gián tiếp )

Nguyên lý: Dựa trên hiện tượng phát xạ. Khi nguyên tử được cung cấp 1 lượng năng lượng vừa đủ thì điện tử hóa trị của nguyên tử chuyển lên trạng thái có mức năng lượng cao, trạng thái này không bền nhanh chóng chuyển về mức năng lượng thấp hơn và giải phóng năng lượngđặc trưng cho từng nguyên tố Phổ đo được của quá trình phát xạ trên gọi là phổ phát xạ nguyên tử Quá trình kích hoạt nguyên tử lên trạng thái kích thích: + Bằng nhiệt + Va chạm giữa các hạt với nhau Khó kiểm soát nhiệt độ

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

5 Phổ phát xạ nguyên tử

5.1 Kĩ thuật ngọn lửa -

Các thiết bị, qui trình tương đương với phương pháp hấp thu nguyên tử bằng ngọn lửa Nhiệt độ thấp => phù hợp với các kim loại kiềm

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Độ nhạy thấp Phổ phát xạ đơn giản => Yêu cầu độ phân giải của hệ tách phổ không cần cao

U Y

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu MailBox : tuhoahocqn@hotmail.com

ẠO

Cung cấp nhiệt độ rất cao ~8000k Độ nhạy cao, giới hạn phát hiện thấp Phân tích đa nguyên tố ( nguồn nhiệt cung cấp rất lớn ) Cần độ phân giải hệ thống là rất cao ( do ở nhiệt độ rất cao hầu hết các nguyên tố đều với xạ với cường độ tương đối lớn => sự chồng phổ rất cao ) Cấu tạo nguồn phóng cao tần ICP : đọc thêm

5.2 Phổ phát xạ cảm ứng cao tần ICP

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial