Bài giảng phương pháp phân tích phổ nguyên tử AAS và AES nguyễn thị hoa mai

XÁC ĐỊNH VITAMIN B12 TRONG MỘT
SỐ DƯỢC PHẨM BẰNG PHƯƠNG
PHÁPCỰC PHỔ XUNG VI PHÂN

GVHD: GS.TS. Từ Vọng Nghi
GVHD: GS.TS. Từ Vọng Nghi


SV: Nguyễn Thị Thu Trang
SV: Nguyễn Thị Thu Trang


K49A hóa học
K49A hóa học
Phương pháp phân tích
Phương pháp phân tích


phổ nguyên tử - AAS và AES
phổ nguyên tử - AAS và AES
XÁC ĐỊNH CÁC KIM LOẠI TRONG NƯỚC BẰNG
PHƯƠNG PHÁP PHỔ NGUYÊN TỬ
;
;
G
G
iảng viên:
iảng viên:
Nguyễn Thị Hoa Mai
Nguyễn Thị Hoa Mai

Nội dung trình bày
Sự xuất hiện phổ
2
Mở đầu
1
Kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu
4
Đối tượng và phạm vi ứng dụng
5
Ứng dụng
6
Nguyên tắc của AAS và AES
3
Phần 1.Mở đầu
Phương pháp phân tích phổ nguyên tử gồm có:
-
Phổ phát xạ nguyên tử ( AES)
-
Phổ hấp thụ nguyên tử ( AAS)
-
Phổ huỳnh quang nguyên tử
PT quang phổ là tên gọi chung cho một hệ các pp
phân tích quang học dựa trên cơ sở ứng dụng
những tính chất quang học của nt, ion, pt và nhóm
nt như tính phát xạ, tính hấp thụ,
Phần 2: Sự xuất hiện phổ phát xạ và
phổ hấp thụ của nguyên tử

Nguyên tử(ttcb): có mức năng lượng thấp nhất và

bền vững nhất (ko thu, phát năng lượng)

Khi có một nguồn năng lượng từ bên ngoài (nhiệt,
điện, hóa) thì các nguyên tử ở trạng thái khí sẽ
hấp thụ năng lượng và chuyển lên trạng thái kích
thích và khi đó hình thành phổ hấp thụ nguyên
tử)

TTKT không bền(10
-8
s): Nguyên tử từ ttkt chuyển
về tt có mức nl thấp hơn (ttcb) và khi đó hình
thành phổ phát xạ nguyên tử
Phần 2. Sự xuất hiện phổ


−
-
−
-
−
E
∆
γ
h
γ
h
hấp thụ
phát xạ
(photon)

(photon)
Energy
~100% population
Emission Absorption
~0% population
∆E= (Em-E0) = hv =h
C/ƛ
Cường độ của vạch phổ hấp thụ
(phát xạ) nguyên tử:

Định luật Lambe Bear: I=I
0
e
–(K.N.L)

Hay A= logI
o
/I = 2.303 K. N. L
Trong đó: A: độ hấp thụ hay phát xạ
N: Nồng độ của mẫu (hơi)
L: Bề dày môi trường hấp thụ
K: hệ số thực nghiệm
Vậy A= K’ .C
b
(A tỉ lệ tuyến tính với nồng độ
mẫu khi b =1)
Hóa hơiNguyên tử
hoá mẫu
Nguồn năng lượng

1.Ngọn lửa đèn khí
2.Hồ quang điện
3.Tia lửa điện
4.ICP
Máy ghi phổ, thu, phân
ly,và ghi phổ bằng tế
bào nhân quang điện

Mẫu
Phần 3.Nguyên tắc phép đo
Trang bị phép đo
Nguồn
Hệ thống
nguyên
tử hóa
Bộ đơn
sắc
Bộ phát
hiện
Hệ điện
tử
Phần 4. Kỹ thuật nguyên tử hoá mẫu
KT Nguyên tử
hóa mẫu
Ngọn lửa (F-AAS)
(1700-3200
oc
)
Hồ quang điện
và tia điện

(3000-6000
0c
)
ICP
5000-10000
0c
Nguyên tử hoá bằng ngọn lửa
Nguyên tắc :
Dùng năng lượng nhiệt
của ngọn lửa đèn khí để
hóa hơi và nguyên tử
hóa (1700-3200
0c
)
Nguyên tử hoá bằng ngọn lửa

Sơ đồ mô phỏng phương pháp FAAS
Nguyên tử hoá không ngọn lửa (Hồ quang điện)
Đặc điểm

Ưu điểm
:
Độ nhạy cao(ppb)
Tốn ít mẫu (20µl – 50µl)
Quá trình nguyên tử hoá xảy ra tức khắc

Nhược điểm
: Độ ổn định kém do hiện tượng lưu lại mẫu trên bề
mặt cuvet
Ảnh hưởng phồ nền lớn

Nguyên tắc:

Dùng năng lượng nhiệt có điện thế thấp, có cường độ cao

Dụng cụ nguyên tử hoá mẫu: cuvet graphit, cốc
graphit,thuyền kim loại chịu nhiệt như Ta
Nguyên tử hoá không ngọn lửa
Các giai đoạn:

Sấy khô mẫu

Tro hóa

Nguyên tử hóa
Nguyên tử hoá không ngọn lửa
Cuvet Graphite:

Có thể sử dụng tới
khi hỏng nếu độ nhạy
và độ lặp lại của máy
không ảnh hưởng.

Sử dụng được
khoảng 2000 lần với
mẫu thường

Với mẫu có nồng độ
acid cao thì chỉ dùng đc
khoảng 300 lần


Thành phần và tốc độ của hỗn hợp khí đốt tạo ngọn lửa phải cố định


Tốc độ dẫn dung dịch mẫu vào hệ thống nguyên tử hoá phù hợp

Điều chỉnh độ cao đèn nguyên tử hoá mẫu, bề dày lớp hấp phụ

Độ nhớt của dung dịch mẫu: Mẫu phân tích và mẫu chuẩn cần
chuẩn bị trong cùng điều kiện, có thành phần hoá học, vật lý,chất
nền, độ axit, loại axit để có cùng độ nhớt)
Tối ưu hoá các điều kiện nguyên tử hoá mẫu
Phần 5: Đối tượng và phạm vi phép đo

Phân tích hầu hết các ion có nồng độ nhỏ trong các mẫu khác
nhau(cỡ ppp sai số không lớn hơn 15%)

Xác định các kim loại trong các mẫu quặng, đất, đá,nước,mẫu y
học, sinh học,sản phẩm vi lượng trong phân bón và thức ăn gia
súc

Phân tích phi kim ít dùng do hạn chế về trang thiết bị và độ
nhạy (tạo vùng tử ngoại xa)
Các yếu tố ảnh hưởng trong AAS

Các ảnh hưởng về phổ
Hấp thụ nền
Sự chen lấn vạch phổ
Sự hấp thụ các hạt rắn

Các yếu tố vật lý

Độ nhớt và sức căng bề mặt của dung dịch mẫu
Hiệu ứng lưu lại
Sự ion hóa của chất phân tích
Sự phát xạ của nguyên tố phân tích

Các yếu tố hóa học
Nồng độ axit trong dung dịch mẫu
Ảnh hưởng của cation trong mẫu
Ảnh hưởng của anion trong mẫu
Thành phần nền của mẫu
Ảnh hưởng của dung môi hữu cơ
Phần 6: Ứng Dụng

Phân tích Mg, Fe, Mn, Ca, Mg sử dụng phương pháp F-AAS.

Phân tích As sử dụng phương pháp HVG -AAS.

Phân tích kim loại nặng (Cu, Pb, Zn, Cd, Ni, Co, …) bằng
phương pháp GFA-AAS.

Phân tích Na, K, sử dụng phương pháp F-AES

Ứng Dụng phương pháp F-AAS

Phân tích Mg, Fe, Ca, Mg:
Nguyên tắc: Đo trực tiếp dung dịch chứa các ion này.
Thông số máy:
Các thông số
Mg Fe Na
Bước sóng (nm)

285,2 248,3 589
Dòng đèn (mA/omA)
8 12 0
Độ rộng khe (nm)
0,5 0,2 0,2
Chế độ đèn
BGC – D 2 BGC – D 2 Emission
Khí
C
2
H
2
- k.khí C
2
H
2
- k.khí C
2
H
2
- k.khí
Tốc độ dòng (l/p)
1,8 2,2 1,8
Burner head (mm)
7 9 7
Ứng dụng phương pháp F-AAS

Phân tích Asen:
Nguyên tắc: Đối với asen cần sử dụng bộ phận HVG để thực
hiện quá trình chuyển hóa asen(III) thành asin :

AsO
4
3-
+ 2I- + 2H+ = AsO
3
3-
+ I
2
+ H
2
O
3NaBH
4
+ 3HCl + 8As(III) + 9H
2
O = 3H
3
BO
3
+ 3NaCl +8AsH
3
Loại trừ ảnh hưởng NO
2
-
bằng cách thêm ASA vào :
Ứng Dụng phương pháp F-AES

Phân tích Na, K:
Nguyên tắc: Đo trực tiếp dung dịch chứa các ion này.
Thông số máy:

Các thông số
K Na
Bước sóng (nm)
248,3 589
Dòng đèn (mA/omA)
12 0
Độ rộng khe (nm)
0,2 0,2
Chế độ đèn
Emission Emission
Khí
C
2
H
2
- k.khí C
2
H
2
- k.khí
Tốc độ dòng (l/p)
2,2 1,8
Burner head (mm)
9 7
Ứng Dụng phương pháp GFA-AAS

Phân tích một số kim loại nặng : Cu, Pb, Zn, Cd,
Ni
Các thông số
Cd Cu Zn Ni Pb

Bước sóng (nm)
228,8 324,8 231,9 232 217
Dòng đèn
(mA/omA)
8 6
Độ rộng khe (nm)
0,5 0,5
Chế độ đèn
BGC – D 2 BGC – D 2
Tốc độ dòng (l/p)
1,8 1,8
Giới hạn phát hiện, khoảng xác định theo AAS
Ng. Tố
Vạch đo
(nm)
Khí Độ
nhạy
(µg/l
)
Giới hạn
phát
hiện
(µg/l)
Khoảng
xác định
(µg/l)
As
193,07 Ar-
Kk+axe
0,5 0,2 1-50

Fe
248,3 KK- C
2
H
2
0,1 0,02 0,2-20
Mg
285,2 KK-C
2
H
2
0,005 0,001 0,1-4
Na
589 KK- C
2
H
2
0,01 0,004 0,02-2
Cu
324,8 Nt 0,04 0,01 0,1-10
Pb
217 Nt 0,15 0,05 0,3-25
Cd
228,8 Nt 0,01 0,003 0,02-2
Zn
231,9 Nt 0,01 0,003 0,02-2
Ni
232 nt 0,07 0,02 0,2-15