’NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CÁC KIM LOẠI NẶNG ĐỒNG, CHÌ, CADIMI TRONG NƯỚC BỀ MẶT SÔNG NHUỆ BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ DÙNG NGỌN LỬA (FAAS)

MỞ ĐẦU
Sông Nhuệ là con sông đào được hình thành từ thời Pháp thuộc nhằm
phân lũ sông Hồng, bảo vệ thành phố Hà Nội, có vai trò đặc biệt quan trọng
trong phát triển kinh tế, xã hội vùng đồng bằng sông Hồng. Điểm bắt đầu của
sông là cống Liên Mạc, lấy nước từ sông Hồng trong địa phận huyện Từ Liêm
(thành phố Hà Nội) và kết thúc là cống Phủ Lý khi hợp lưu vào sông Đáy gần
thành phố Phủ Lý (tỉnh Hà Nam). Sông chảy qua các quận, huyện thị trấn gồm
quận Cầu Giấy, Hà Đông, huyện Thanh Trì, Hoài Đức, Thường Tín, Thanh
Oai, Phú Xuyên và cuối cùng đổ vào sông Đáy ở khu vực thành phố Phủ Lý.
Diện tích lưu vực sông Nhuệ khoảng 1.075km 2 (phần bị các đê bao bọc). Ngoài
ra, nối sông Nhuệ với sông Đáy còn có các sông nhỏ như sông La Khê (chảy
qua thành phố Hà Đông), sông Tô Lịch, sông Duy Tiên, sông Ngoại Độ…
Trước đây nhiệm vụ chính của sông Nhuệ là thoát lũ cho sông Hồng mùa mưa
lũ. Nhưng từ khi có thủy điện sông Đà thì nhiệm vụ này không còn. Ngày nay
sông Nhuệ giữ vai trò cung cấp nước tưới cho 81.148 ha đất canh tác, nước tiêu
cho 107.530 ha lưu vực, và thoát nước thải của các khu công nghiệp, làng nghề,
nông nghiệp, bệnh viện, sinh hoạt…
Hiện nay sông Nhuệ đang bị bồi lắng và ô nhiễm rất nặng đặc biệt là về
mùa cạn do nước thải công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt từ các thành phố
Hà Nội (một phần do nối với sông Tô Lịch gần Văn Điển), Hà Đông và ảnh
hưởng rất nhiều tới sức khỏe của những người dân sống trong lưu vực của nó.
Đã có nhiều cảnh báo về sự ô nhiễm trầm trọng của sông Nhuệ.LƯỢNG nước
thải vào sông nhuệ với hàm lượng DO hầu như không còn nữa đã biến con
sông này thành “ sông chết” vì tôm cá không thể sinh sống ở mức độ đó .Vào
mùa khô dòng sông cạn kiệt ,trơ đáy bùn nên nhiều khúc sông không khác gì
bãi rác lô thiên

1


Hình ảnh cá dọn bể chết hàng loạt trên sông Nhuệ

Chính vì những lý do trên chúng tôi đã lựa chọn đề tài:
‘’NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CÁC KIM LOẠI
NẶNG ĐỒNG, CHÌ, CADIMI TRONG NƯỚC BỀ MẶT SÔNG NHUỆ
BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ DÙNG NGỌN
LỬA (F-AAS)’’
Để thực hiện đề tài này chúng tôi tập trung giải quyết các nhiệm vụ sau:
1. Tổng quan tài liệu về các nguyên tố đồng, chì, cadimi.
2. Kiểm tra các điều kiện tối ưu xác định hàm lượng đồng, chì, cadimi
bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử dùng ngọn lửa.
3. Xây dựng đường chuẩn xác định các nguyên tố đồng, chì, cadimi.
4.đánh giá được độ tin cậy của quy trình nghiên cứu
5. ứng dụng các nghiên cứu ở trên để xác định hàm lượng đồng ,chì và
cacđimi trong mẫu nước trên sông nhuệ Lấy mẫu
6. dùng phương pháp thống kê đánh giá độ chính xác ,độ đúng của kết
quả đã đạt được.
Do thời gian có hạn nên luận văn không tránh khỏi những thiếu sót mong
nhận được sự đóng góp của các thầy cô và các bạn đồng nghiệp.

2


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.Giới thiệu chung về các nguyên tố đồng, chì, cadimi [8,9,16]
Đồng, cadimi, chì đều là các kim loại nặng khá phổ biến trên trái đất.
Trong bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleep chúng có số thứ tự lần lượt là 29,
48, 82, là các nguyên tố thuộc nhóm I B, IIB , IVA của các chu kỳ 4, 5, 6.
Quặng đồng thường ở dạng sunfua (chủ yếu) và không sunfua như :
Cancopirit

(CuFeS2),

Cancozin

(CuS2),

Bozit

(Cu5FeS4),

Crozocola

(CuS2O3.nH2O), Malachit [Cu(OH)2CO3], Cuprit (Cu2O), Fenozit (CuO),
Tetrahedrit (Cu8Sb2O7), đồng chiếm khoảng 10-2 (%) khối lượng vỏ trái đất, vào
khoảng 3,6.10-3(%) tổng số nguyên tử. Đồng có 11 đồng vị 58Cu đến 68Cu chủ
yếu là đồng vị thiên nhiên : 63Cu(69,1%), 65Cu(30,9%) còn lại là các đồng vị
phóng xạ, trong đó ít bền nhất là 58Cu (t1/2=3s), bền nhất là 67Cu (t1/2=2,21 ngày).
Cadimi do Friedrich Stromeyer (1778-1838) người Đức phát hiện ra năm
1817 khi điều chế ZnO từ ZnCO3. Khoáng vật chứa cadimi là Grenokit (CdS),
thường tồn tại lượng nhỏ trong quặng kẽm Sphalerit (ZnS) hoặc trong quặng
thủy ngân xinaba thần sa (HgS), tồn tại trong quặng đa kim với chì và đồng.
Cadimi chiếm khoảng 10-5(%) khối lượng vỏ trái đất ứng với 7,6.10 -6(%) tổng
số nguyên tử. Cadimi có 19 đồng vị, 8 trong số đó là bền như :
112

114

Cd (28,86%),

Cd (24,07%) và 110Cd (t1/2= 470 ngày) là đồng vị phóng xạ bền nhất.

Chì trong tự nhiên có mặt trong 170 khoáng vật chủ yếu : Galen (PbS),

Cerndute (PbCO3), Anglesite (PbSO4) và Pyromorphite [Pb5Cl(PO4)3], chiếm
khoảng 1,6.10-3(%) khối lượng vỏ trái đất, khoảng 1,0.10-4(%) tổng số nguyên tử.
Chì có 18 đồng vị trong đó có 4 đồng vị bền :

208

Pb (52,3%), 207Pb (22,6%), 206Pb

(23,6%), 204Pb (1,48%). Đồng vị phóng xạ bền nhất là 202Pb (t1/2=3,0.105 năm).

3


1.2.Tính chất vật lý, hóa học của đồng, chì, cadimi [4,8,9,10,11,14,17]
1.2.1.Tính chất vật lý
Ở dạng nguyên chất đồng là kim loại có màu đỏ đặc trưng (dạng tấm),
màu đỏ gạch (dạng vụn), sáng, dẻo dai, dễ dát mỏng và dễ kéo sợi, dẫn nhiệt,
dẫn điện tốt (chỉ sau bạc). Dễ tạo hợp kim với bạc, vàng và các kim loại khác,
tạo được hỗn hống với thủy ngân.
Chì nguyên chất là kim loại có màu xám thẫm, khối lượng riêng lớn
(11,34 g/cm3) do có cấu trúc tinh thể mạng lập phương.
Cadimi là kim loại màu trắng bạc, mềm, dễ nóng chảy,dễ rèn, dễ dát
mỏng, dễ cán sợi, dễ tạo hợp kim với kẽm và các kim loại khác, tạo được hỗn
hống với thủy ngân.
Bảng 1.1: Tóm tắt một số đặc điểm đặc trưng của đồng, chì, cadimi.
Đặc điểm
Số thứ tự
Khối lượng nguyên tử

Lớp vỏ electron
Bán kính nguyên tử(A0)
Khối lượng riêng (g/cm3)
Nhiệt độ nóng chảy (0C)
Nhiệt độ sôi (0C)
Độ dẫn điện (Hg=1)
Năng lượng ion hóa (eV)

Cu
29
63,546
3d104s1
1,28
8,94
1083
2543
5,7
7,44

Pb
82
207,200
6s26p2
1,75
11,34
327
1737
4,6
7,42

Cd
48
112,411
4d105s2
1,56
8,63
321
767
1,3
8,99

I1

19,56

15,03

16,90

35,48

31,93

37,47

I2
I3

1.2.2.Tính chất hóa học cơ bản của đồng, chì, cadimi
Ở điều kiện thường, các kim loại này đều bền với không khí và nước do có

lớp oxit bảo vệ:

4


2Cu + O2 + 2H2O → 2Cu(OH)2
Cu(OH)2 + Cu → Cu2O + H2O
2Pb + O2 → 2PbO
2Cd + O2 →2 CdO
Khi đun nóng toàn bộ chì và cadimi tạo thành các oxit hóa trị II tương ứng. Ở
130 →2000C đồng cháy tạo ra đồng (I) oxit (Cu2O màu đỏ gạch). Ở nhiệt độ
cao hơn, đồng cháy tạo ra đồng II oxit (CuO màu đen), phản ứng cho ngọn lửa
màu xanh lục.
Khi có mặt oxi, chì có thể tương tác với nước:
2Pb + O2 + 2H2O → 2Pb(OH)2
Tuy cadimi bền với nước ở nhiệt độ thường nhưng ở nhiệt độ cao nó khử được
nước:
Cd + H2O → CdO +H2
Các kim loại này không dễ dàng phản ứng với các axit loãng, đặc biệt là đồng,
đồng tan tốt trong HNO3 , H2SO4 đặc nóng nhưng phản ứng rất chậm với HCl
đặc do
2Cu + 4HCl → 2H[CuCl2] + H2↑
Cadimi có thể phản ứng với các axit HCl, H2SO4 loãng:
Cd + 2HCl → CdCl2 + H2
Chì tan trong HCl, H2SO4 đặc do:
PbCl2 + 2HCl → H2PbCl4
PbSO4 + H2SO4→ Pb(HSO4)2
Chì không phản ứng với HF, H2SO4 đặc nguội, nó chỉ tương tác ở bề mặt với
HCl loãng và H2SO4 (C<80%) do bề mặt bị bao phủ bởi lớp muối khó tan
PbCl2, PbSO4 nhưng lại tan tốt trong HNO3, H2SO4 đặc nóng .

Chì còn có khả năng phản ứng với các bazo tạo plombit:
Pb + 2KOH + 2H2O → K2[Pb(OH)4] + H2↑
Đồng phản ứng với xianua của kim loại kiềm:
5


Cu + 4KCN + 2H2O → K2[Cu(CN)4] + 2KOH + H2
Về khả năng tạo phức:
+ Đồng: Cu2+ có thể tạo phức với các ion halogen, amoniac, xianua tạo các
dạng phức [CuX3] -, [CuX4]

2-

, [Cu(NH3)4]

2+

, phản ứng với feroxianua

Cu2[Fe(CN)6], EDTA, dithizon, dimetylglioxim, 1-(2-pyridylazo)-2-naphtol
+ Cadimi: Cd2+ có thể tạo phức với ion halogen, amoniac (chủ yếu ở dạng
[Cd(NH3)4]2+), với SCN-,CN- ([Cd(SCN)4]2-, [Cd(CN)4]2-), EDTA, dithizon,
dimetylgloxim, 1-(2-pyridylazo)-2-naphtol
+ Chì: Pb2+ tạo được các phức tương đối bền với axetat, tatrat, xitrat, thiosunfat,
xianua, EDTA, dithizon, dimetylgloxim, 1-(2-pyridylazo)-2-naphtol.
1.2.3.Một số hợp chất quan trọng của đồng, chì, cadimi
1.2.3.1.Oxit
- Đồng có các mức oxi hóa +1, +2, +3 được thể hiện trong các oxit Cu 2O,
CuO, Cu2O3 trong đó Cu2O rất bền với nhiệt, ít tan trong nước nhưng tan trong
các dung dịch kiềm đặc. CuO bột màu đen, khó bị phân hủy ở nhiệt độ thường,

khó nóng chảy, không tan trong nước nhưng tan dễ trong dung dịch axit, dung
dịch amoniac do tạo muối và phức amoniacat bền. Cu2O3 rất kém bền.
-Chì oxit (PbO) là chất rắn tồn tại ở hai dạng α-PbO màu đỏ và β-PbO
màu vàng. Ở nhiệt độ cao hơn (500 oC) sẽ chuyển thành oxit bậc cao hơn Pb 3O4
tan trong dung dịch axit và dung dịch kiềm đặc.
-Cadimi oxit (CdO) là chất rắn có nhiệt độ nóng chảy cao (1813 oC), có
thể thăng hoa, không phân hủy khi đun nóng, có màu biến đổi từ vàng đến nâu
tùy thuộc vào nhiệt độ. CdO không tan trong nước và dung dịch kiềm, tan trong
axit và kiềm nóng chảy.
1.2.3.2.Hidroxit
Các hidroxit của các kim loại này được điều chế qua phản ứng
M2+ + 2OH- → M(OH)2
6


-Đồng hidroxit (Cu(OH)2) là chất kết tủa màu xanh, không tan trong
nước nhưng tan trong axit, dung dịch NH3, dung dịch kiềm đặc 40% đun nóng.
Cu(OH)2 + 2HCl → CuCl2 + 2H2O
Cu(OH)2 + 2NaOH → Na2[Cu(OH)4]
Cu(OH)2 + 4NH3 → [Cu(NH3)4](OH)2
-Chì hidroxit (Pb(OH)2) là chất kết tủa màu trắng, không tan trong nước,
khi đun nóng bị phân hủy tạo PbO, có tính lưỡng tính:
Pb(OH)2 + 2HNO3 → Pb(NO3)2 + 2H2O
Pb(OH)2 + 2NaOH → Na2[Pb(OH)4]
-Cadimi hidroxit (Cd(OH)2) là chất kết tủa màu trắng, không thể hiện rõ
tính lưỡng tính, dễ tan trong axit, dung dịch NH 3 còn trong kiềm đặc khi đun
sôi lâu mới tạo cadimat:
Cd(OH)2 + 2NaOH → Na2CdO2 +2H2O
1.2.3.3.Muối
-Muối của đồng: Phần lớn các muối của đồng (II) được kết tinh từ dung

dịch thường ở dạng hidrat dễ tan trong nước, có màu xanh lam, dễ bị thủy phân.
CuCl2 dễ tan trong nước, rượu, ete, axeton, tạo phức với các ion halogen của
kim loại kiềm. CuSO4 khan màu trắng, hút ẩm mạnh tạo CuSO4.5H2O màu
xanh lục. Dung dịch CuSO4 tác dụng với muối sunfat kim loại kiềm hoặc
amoni tạo muối kép M2SO4.CuSO4.6H2O.
-Muối của chì: PbX2 (X: Cl, Br, I) là những chất rắn không màu (trừ PbI 2
màu vàng) ít tan trong nước lạnh nhưng tan nhiều trong nước nóng, độ tan giảm
dần từ PbCl2 đến PbI2. Các muối halogen của chì tác dụng trực tiếp với halogenua
kim loại kiềm tạo phức bền M2PbX4. Pb(NO3)2 tinh thể màu trắng, tan nhiều trong
nước, khi đun nóng bị phân hủy tạo PbO. PbSO4 màu trắng, ít tan trong nước, tan
trong dung dịch kiềm tao plombit va trong dung dịch ammoniac của amoniaxetat.
PbS màu đen, không tan trong nước và các axit loãng.

7


-Muối của cadimi: CdX2 (X: halogen) dễ tan trong nước. CdSO4, CdCO3
là các chất kết tủa màu trắng, ít tan trong nước. CdCO 3 thường bị bẩn bởi
CdCO3.Cd(OH)2. CdS có màu vàng chanh (môi trường kiềm) và màu vàng đỏ
(môi trường axit).
1.2.4.Ứng dụng
- Đồng là kim loại quan trọng trong công nghiệp và kỹ thuật. Hơn 50%
lượng đồng khai thác hàng năm được dùng làm dây dẫn điện, 30% chế tạo hợp
kim. Các hợp kim của đồng có ứng dụng rộng rãi. Hợp kim với Cd làm tăng độ
bền, không làm giảm độ dẫn điện nên làm dây dẫn điện tốt. hợp kim với Sn, Al,
Pb, Be (bronzo) có độ bền cơ học cao, tính đàn hồi tốt dùng chế tạo các chi tiết
động cơ máy bay, tàu thủy, tuocbin, lò xo cao cấp…
-Chì: ứng dụng lớn nhất của chì là dùng trong công nghiệp sản xuất
acquy, ngoài ra chì được dùng chế tạo que hàn, trang trí và pha trộn trong nước
men gốm sứ, muối của chì dùng tạo chất nhuộm trắng trong sơn, chì dùng làm

chất ổn định trong nhựa PVC ,làm tấm ngăn chống phóng xạ hạt nhân…
-Cadimi: gần một nửa lượng cadimi hàng năm trên thế giới được dùng để
mạ thép vì độ bền đẹp hơn mạ kẽm, tạo chất màu trong sơn.

113

Cd có khả năng

bắt notron tốt nên dùng làm thanh điều chỉnh notron trong lò phản ứng nguyên
tử. Cd dùng chế tạo các tế bào quang điện nhạy với tia tử ngoại, vì thế nó được
dùng trong các thiết bị đo điện (pin chuẩn Weston). Cd còn làm xúc tác cho các
phản ứng hữu cơ. CdSO4 dùng làm thuốc diệt nấm….
1.2.5.Hoạt tính sinh hóa của đồng, chì, cadimi
-Đồng: là một trong những thành phần cấu tạo nên enzim, protein quan
trọng của cơ thể, đồng tham gia vào nhiều chức năng sinh trưởng. Hợp chất của
đồng tham gia vào quá trình tổng hợp hemoglobin, photpholipit và hoocmon.
Trong cơ thể người tổng hàm lượng đồng khoảng 8-120 mg, tích lũy chủ yếu ở
gan và não. Trong hồng cầu chứa khoảng 100µg Cu/100ml. Đồng liên kết với
suproxit dismutat bảo vệ các tế bào trước sự tấn công của của các gốc tự do.
8


Chế độ cung cấp đồng phù hợp và an toàn là 2mg/người.ngày. Nếu cơ thể thiếu
đồng sẽ ảnh hưởng tới sức khỏe (thiếu máu). Với trẻ em ở độ tuổi bú sữa có thể
gây thiếu máu nặng và thiếu bạch cầu. Trẻ em mắc bệnh suy nhược nhiệt đới
thiếu đồng sẽ làm mất sắc tố ở lông và tóc. Hàm lượng đồng trong huyết thanh
có liên quan tới bệnh dạ dày, sơ hóa túi mật, thận hư. Thừa đồng gây mất khả
năng đọc, đánh vần khó ở trẻ em và các bệnh di truyền về cơ chế chuyển hóa,
bệnh Wilson. Thực vật nhiễm độc đồng gây bệnh xoăn lá, cằn cỗi, giảm sự sinh
trưởng. Động vật thân mềm vỏ cứng sống trong nước, sự nhiễm bẩn nước với

hàm lượng CuSO4 10-8-10-7g/l làm giảm hoạt động đóng mở của vỏ từ 10-15%,
khi hàm lượng lên đên 10-3g/l chúng bị tê liệt hoặc chết. Hàm lượng đồng trong
nước sinh hoạt cho phép là ≤1mg/l (TCVN 5002-2003)
-Chì: cũng như đồng, chì quan trọng đối với sự sinh trưởng và phát triển
của người và sinh vật.Tác dụng hóa sinh của chì là chì gây ức chế một số
enzym quan trọng của quá trình tổng hợp máu dẫn đến không tạo được hồng
cầu. Ví dụ chì ức chế một sản phẩm trung gian trong quá trình tạo hồng cầu là
axit delta amino levulinic-nó là chất quan trọng để tổng hợp photphobilinogen.
Khi hàm lượng chì trong máu khoảng 0,3ppm thì nó ngăn cản quá trình sử
dụng oxi để oxi hóa glucozo cung cấp năng lượng cho hoạt động sống, do đó
cơ thể mệt mỏi. Ở nồng độ cao hơn (>0,8ppm) có thể gây nên thiếu máu do
thiếu hemoglobin. Hàm lượng chì trong máu khoảng 0,5-0,8ppm gây ra sự rối
loạn chức năng của thận và phá hủy não. Xương là nơi tàng trữ, tích tụ chì
trong cơ thể, ở đó chì tương tác với photpho trong xương rồi truyền vào các mô
mềm của cơ thể và thể hiện độc tính của nó. Theo WHO trong nước uống hàm
lượng chì cho phép là ≤0,01 mg/l (theo TCVN 6096-2004).
Các chất chống độc tính của chì là các hóa chất có khả năng tạo phức
vòng tan với chì (II). Ví dụ dung dịch phức vòng của canxi có thể dùng để giải
bớt chì vì phức vòng của chì bền hơn phức vòng của canxi, chì (II) sẽ thế chỗ
của canxi trong phức vòng. Kết quả là phức vòng của chì (II) được tạo thành và
9


đào thải ra ngoài qua nước tiểu. Các hóa chất dùng giải độc chì là: EDTA, 2,3
dimercapt, propanol, penicillamin…chúng tạo với chì các phức vòng tan được
trong nước.
-Cadimi: có mặt trong cơ thể người ở dạng vết. Cadimi rất cần cho sự
sinh trưởng và phát triển của con người, sinh vật. Tuy nhiên lượng lớn ảnh
hưởng tới sức khỏe con người, sinh vật và chất lượng thực phẩm. Cadimi thâm
nhập vào cơ thể con người chủ yếu từ hô hấp và thức ăn bị nhiễm cadimi, tích

lũy ở thận, phá hủy tủy xương. Cadimi gây rối loạn sự hoạt động của một số
enzim, tăng huyết áp, ung thư phổi, thủng vách ngăn mũi… Cơ chế gây hại của
nó là liên kết với protein tạo ra metallotionein trong thận, khi hàm lượng đủ lớn
có thể thế chỗ Zn2+ trong các enzim quan trọng và gây bệnh. Theo tiêu chuẩn
WHO hàm lượng cadimi cho phép trong nước uống ≤0.005mg/l. Ở nước ta là
≤0.01mg/l (TCVN 5942-1995).
1.3.Các phương pháp xác định hàm lượng đồng, chì, cadimi [1,4,5,6,9]
Ngày nay để xác định hàm lượng Cu, Pb, Cd người ta có thể sử dụng
nhiều phương pháp khác nhau như phương pháp khối lượng, thể tích, điện hoá
và phương pháp phổ phân tử UV - VIS , phương pháp sắc ký lỏng cao áp,
phương pháp phổ phát xạ và phổ hấp thụ nguyên tử. Sau đây là một số phương
pháp xác định chúng:
1.3.1.Các phương pháp phân tích hóa học
1.3.1.1.Phương pháp phân tích trọng lượng
Quy trình phân tích bằng phương pháp này được bắt đầu từ việc cân chính
xác một lượng mẫu cần phân tích (nếu mẫu ở trạng thái rắn) rồi chuyển mẫu về
dạng dung dịch. Nếu mẫu ban đầu ở trạng thái dung dịch thì chỉ cần lấy một thể
tích chính xác rồi kết tủa chất cần phân tích dưới dạng hợp chất khó tan. Sau đó,
tiến hành lọc rửa kết tủa, sấy khô tới khối lượng không đổi. Từ khối lượng không
đổi, người ta tính được hàm lượng chất cần phân tích trong mẫu.
Chúng ta có thể xác định Cu, Pb, Cd dưới dạng sau:
10


-Cu xác định dưới dạng kết tủa CuS
-Pb xác định dưới dạng kết tủa PbSO4 hoặc PbCrO4
-Cd xác định dưới dạng kết tủa CdS, CdSO4 hoặc CdNH4PO4.
Phương pháp này dễ mắc sai số trong quá trình cân và thời gian phân tích
kéo dài. Mặt khác phải khống chế được khoảng pH để giữ bền các kết tủa, để
kết tủa được kim loại cần phân tích phải loại trừ các nguyên tố cùng kết tủa với

thuốc thử. Vì những hạn chế trên, phương pháp này chỉ được sử dụng khi xác
định một lượng lớn chất phân tích.
1.3.1.2.Phương pháp phân tích thể tích.
Đây là phương pháp phổ biến trong các phương pháp phân tích hóa học để
xác định nhanh, đơn giản các cation cũng như các anion. Tuy nhiên, phương pháp
có độ chọn lọc thấp và nhiều sai số: hoặc dụng cụ (sai số cơ bản), hoặc do dung
dịch chuẩn, hoặc do kỹ năng…Giới hạn tin cậy của phương pháp khoảng 10-3M.
Phương pháp này có độ chính xác cao nhưng không cho phép xác định
lượng vết các nguyên tố.
 Với đồng
Có thể xác định theo 2 cách là chuẩn độ tạo phức và chuẩn độ oxi hóa khử.
-Chuẩn độ tạo phức: chuẩn độ bằng dung dịch EDTA đã biết nồng độ,
đệm amoni, pH=8, chỉ thị murenxit. Phản ứng chuẩn độ kết thúc khi dung dịch
chuyển từ màu vàng (cỏ úa) sang màu tím hoa cà.
Trước chuẩn độ
Cu2+ + 4NH3

Cu(NH3)42+ (xanh thẫm)

Cu(NH3)42+ + H4In-

Cu(H2In)- (vàng) + 2NH4+ + 2NH3

Trong quá trình chuẩn độ
Cu(NH3)42+ + H2YM3 +

CuY2- + 2NH4+ + 2NH3

Cu(H2In)- (vàng) + H2Y-

11

CuY2- + H3In2- (tím) + M4+


-Chuẩn độ oxi hóa-khử khử Cu2+ về Cu+ bằng dung dịch iotua trong môi trường
pH=4-5, chuẩn độ iot sinh ra bằng dung dịch natrithiosunfat chỉ thị hồ tinh bột
2Cu2+ + 5I-

2CuI + I3-

I3- + 2S2O32-

S4O62- + 3I-

Các nguyên tố Fe, Sb, Nb, V, Mo… ảnh hưởng đến phép xác định này .
Để che Fe, Mo dùng lượng nhỏ NaF, NH 4F. Khi mẫu chứa nhiều Fe, V thì phải
tách đồng dưới dạng sunfua. Khi mẫu có mặt Mn hàm lượng lớn thêm 1-2 ml
H2SO4 đặc trước khi trung hòa mẫu bằng NH 3. Chỉ thị hồ tinh bột cho vào gần
cuối quá trình chuẩn độ tránh hiện tượng hấp phụ I2 trên hồ tinh bột.
 Với chì:
Dùng chuẩn độ tạo phức với EDTA theo những cách sau
- Chuẩn độ trực tiếp Pb2+ bằng EDTA chỉ thị eriocrom đen T, môi trường
trung tính hoặc kiềm yếu. Pb2+ dễ bị thủy phân, do đó trước khi chuẩn đọ cho
Pb2+ tạo phức kém bền với tactrat hoặc trietnolamin. Dung dịch chuyển từ đỏ
sang xanh.
-Chuẩn độ thay thế : do βPbY2- > βZnY2- trong môi trường đệm amoni nên
Pb2+ sẽ đẩy Zn2+ ra khỏi ZnY2-. Chuẩn độ Zn2+ bằng EDTA chỉ thị eriocrom đen
T
Pb2+ + ZnY2Zn2+ + H2In

PbY2- + Zn2+
ZnIn + 2H+

Phản ứng chuẩn độ
Zn2+ + H2Y2-

ZnY2- + 2H+

ZnIn (đỏ nho) + H2Y2 Với Cadimi :

12

ZnY2- + H2In (xanh biếc)


Dùng chuẩn độ tạo phức với EDTA ở pH=5, chỉ thị xylen da cam (H 6F),
dung dịch đệm urotrophin. Phản ứng chuẩn độ kết thúc khi dung dịch chuyển
từ màu đỏ sang màu vàng.
Trước chuẩn độ :
H4F2- (vàng) + Cd2+
Phản ứng chuẩn độ : Cd2+ + H2Y2-

H4FCd (đỏ)

CdY2- + 2H+

H4FCd (đỏ) + H2Y2-

Cd2+ + H6F (vàng)

Giới hạn phát hiện của phương pháp này là 10 -3-10-5 mol/l, sai số nhỏ nhưng độ
chọn lọc thấp.
1.3.2.Nhóm phương pháp phân tích công cụ.
1.3.2.1.Các phương pháp điện hóa
Các phương pháp phân tích điện hóa là những phương pháp dựa trên việc
ứng dụng các hiện tượng, quy luật có liên quan tới các phản ứng điện hóa xảy
ra trên ranh giới tiếp xúc giữa các điện cực nhúng trong dung dịch phân tích
hoặc liên quan tới các tính chất điện hóa của dung dịch phân tích tạo nên môi
trường giữa các điện cực. Các phương pháp này được chia làm hai nhóm:
Nhóm các phương pháp ứng dụng các tính chất điện hóa của dung dịch
phân tích như tính dẫn điện, độ trở kháng… Nhóm phương pháp này cổ điển,
có độ nhạy thấp, tính chọn lọc kém.
Nhóm thứ hai rất quan trọng bao gồm các phương pháp dựa trên phản
ứng điện hóa, trong đó phương pháp von-ampe hòa tan và cực phổ cổ điển
được ứng dụng rộng rãi nhất.
1.3.2.1.1.Phương pháp cực phổ
Là phương pháp dựa trên sự khử các ion kim loại xảy ra trên điện cực ở
các thế khác nhau (catot Hg và trên catot khác). Nhờ việc theo dõi sự biến đổi
giữa cường độ dòng điện và thế trong quá trình điện phân khi chất phân tích
chuyển đến điện cực chỉ bằng khuyếch tán. Và tín hiệu thu được (cường độ
13


dòng điện phân) sẽ cho tín hiệu phân tích định lượng vì cường độ dòng có quan
hệ với nồng độ chất phản ứng ở điện cực.
Có thể dùng dung môi nước hoặc khác nước. Khoảng tối ưu của nồng độ
cho phép đo cực phổ là 10-2 ÷10-4 M. Thể tích có thể tiến hành phân tích dung
dịch là 1÷2ml, thậm chí trong một giọt dung dịch (ứng với sự xác định lượng
chất từ một vài miligam tới vài nanogam). Sai số tương đối từ 2 ÷ 3% (so với

các phương pháp khác). Nói chung đây là phương pháp có thể dùng rộng rãi
xác định định tính và định lượng nhiều chất với độ nhạy, độ chính xác, độ chọn
lọc cao một cách nhanh chóng, kinh tế.
Khi tiến hành phương pháp cực phổ định lượng dùng điện cực giọt Hg ta
cần rất chú ý tới các yếu tố: nền cực phổ (chất điện ly trơ), nhiệt độ của dung
dịch, hằng số mao quản của điện cực (chiều cao và tiết diện), dùng khí trơ để
đuổi oxi, dùng chất hoạt động bề mặt (gielatin)...
1.3.2.1.2.Phương pháp von-ampe hòa tan
Đây là phương pháp phân tích điện hoá dựa trên hai kỹ thuật phân tích
chất điện phân ở thế giám sát và quét von-ampe hoà tan ngược chiều.
Ưu điểm nổi bật nhất của phương pháp này là có độ nhậy cao (10 -8 ÷10-6
M ), xác định được nhiều kim loại. Với kỹ thuật hiện đại ngày nay, phương
pháp này có khả năng phát hiện các nguyên tố đến 10 -9M với sai số khoảng
5÷15%. Nhưng nhược điểm của phương pháp này là quy trình phân tích phức
tạp đòi hỏi người thực hiện phải có kiến thức tương đối sâu về phân tích điện
hoá mới xử lý được đúng từng loại mẫu, đối với từng nguyên tố khác nhau.
Nguyên tắc của phương pháp này gồm 3 giai đoạn:
+ Điện phân làm giàu chất phân tích lên bề mặt của điện cực hoạt động
(có thể là cực giọt Hg tĩnh hoặc cực rắn đĩa quay).
+ Ngừng khuấy hoặc ngừng quay cực 15÷20 giây để đưa hệ từ trạng thái
động đến trạng thái tĩnh.

14


+ Hoà tan kết tủa đã được làm giàu trên điện cực hoạt động bằng cách
phân cực ngược và ghi dòng von-ampe hoà tan. Trong những điều kiện thích
hợp, nồng độ của chất cần xác định sẽ tỷ lệ với chiều cao của pic thu được. Dựa
vào pic chuẩn và pic thu được sẽ xác định được nồng độ các chất.
1.3.2.2.Phương pháp quang học

1.3.2.2.1.Phương pháp trắc quang
Phương pháp này dựa vào việc đo độ hấp thụ năng lượng ánh sáng của
một chất xác định ở một vùng phổ nhất định. Trong phương pháp này các chất
cần phân tích được chuyển thành các hợp chất có khả năng hấp thụ các năng
lượng ánh sáng (các phức màu).
1.3.2.2.2.Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử AES
Đối tượng của phương pháp này là phân tích lượng nhỏ và vết các kim
loại trong các mẫu khác nhau. Ngày nay người ta có thể phân tích hàng trăm
chất vô cơ, hữu cơ bằng phổ phát xạ. Ngày nay kỹ thuật phổ phát xạ hiện đại ra
đời với những trang thiết bị hiện đại và những nguồn kích thích phổ mới (ICP )
người ta có thể đạt độ nhạy từ 10 -5 đến 10

–6

% đối với nhiều nguyên tố mà

không phải làm giàu mẫu phân tích. Cần chú ý đến các yếu tố ảnh hưởng như
độ nhớt dung dịch, sự phát xạ của nền, sự chen lấn vạch phổ, sự ion hóa các
nguyên tố lạ. Để có thể hạn chế chúng làm giảm sai số người ta thêm vào dung
dịch các chất có thế kích thích phát xạ nhỏ hơn thế phát xạ của nguyên tố phân
tích, hoặc thêm vào dung dịch các phụ gia có thế ion hóa nhỏ hơn thế ion hóa
của nguyên tố phân tích.
1.3.2.2.3.Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (Atomic Absorption
Spectrophotometry- AAS )
AAS là một trong những phương pháp hiện đại, được áp dụng phổ biến
trong các phòng thí nghiệm phân tích trên thế giới. Phương pháp này xác định
được hầu hết các kim loại trong mọi loại mẫu sau khi đã chuyển hoá chúng về
dạng dung dịch.
15

Mối quan hệ giữa cường độ vạch phổ hấp thụ Aλ và nồng độ chất phân
tích Cx được thể hiện qua phương trình:

A λ = a.C bx
Khi b=1 thì sự phụ thuộc giữa A λ và Cx là tuyến tính. Vì thế khi mẫu có
cường độ Aλ nằm trong đường chuẩn, người ta sẽ tìm được nồng độ Cx của nó.
AAS là một phương pháp phân tích lượng vết chính xác tới hàm lượng
cỡ ppm.
Để phân tích hàm lượng đồng, chì, cadimi trong các đối tượng nghiên
cứu, người ta vẫn phải làm giàu hàm lượng của nguyên tố này lên nhiều lần. Vì
quá trình làm giàu rất dễ bị nhiễm bẩn, nên để hạn chế nhược điểm này, kỹ
thuật nguyên tử hoá không ngọn lửa ra đời cho phép xác định chính xác tới
hàm lượng ppb. Do đó, có thể bỏ qua giai đoạn làm giàu mẫu.
1.3.2.3.Các phương pháp sắc kí
Sắc kí là quá trình tách dựa trên sự phân bố liên tục các cấu tử chất phân
tích lên hai pha: một pha thường đứng yên, có khả năng hấp phụ các chất phân
tích gọi là pha tĩnh, một pha di chuyển qua pha tĩnh gọi là pha động. Do các cấu
tử chất phân tích có ái lực khác nhau với pha tĩnh và pha động nên chúng di
chuyển với tốc độ khác nhau và tách khỏi nhau.
Các phương pháp sắc kí được sử dụng rộng rãi trong phân tích định
lượng để tách và làm giàu các cấu tử riêng biệt từ những hỗn hợp phức tạp của
các chất vô cơ và hữu cơ.
1.3.2.3.1.Phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao
Sắc kí lỏng có lịch sử phát triển sớm, ban đầu phương pháp thực hiện ở
áp suất thường vì chất nhồi có kích thước lớn. Cơ chế tách là sắc kí hấp phụ,
sắc kí phân bố nhưng do tốc độ phát triển nhanh của phương pháp, các chất
nhồi khác nhau ngày càng được cải tiến, hiệu quả tách của cột cũng ngày càng
được nâng cao. Sắc kí lỏng hiệu năng cao bao gồm nhiều phương pháp có đặc
16

thù riêng, đó là sắc kí lỏng pha liên kết, sắc kí phân bố lỏng-lỏng, sắc kí trao
đổi ion lỏng-rắn ...
Các tác giả Joseph J.Topping và Wiliam A.MacCrehan đã làm giàu và
xác định Cadimi trong nước bằng cột sắc kí pha đảo và phổ hấp thụ nguyên tử.
Nhờ khả năng tách và xác định đồng thời trên hệ thống sắc kí lỏng hiệu
năng cao, có thể tách và xác định đồng thời lượng vết Pb, Hg, Cd sau khi làm
giàu trên cột các ion kim loại trên với thuốc thử tetra (4-bromophenyl)porphyrin (T4BPP) trên cột chiết pha rắn Xterra

TM

RP18 (cột 5 µm,

3,9x20mm). Sau đó phân tích lượng vết các phức chất tạo thành trên cột phân
tích TMRP18 (cột 5 µm, 3,9x150mm).
1.3.2.3.2.Phương pháp sắc kí điện di mao quản
Dưới tác dụng của lực điện trường từ nguồn thế cao được đặt vào hai đầu
cột tách (ống mao quản) trong môi trường chất điện li và chất đệm thích hợp,
các phần tử chất tan ion khác nhau sẽ di chuyển khác nhau và tách ra khỏi
nhau. Cơ chế chính của sự di chuyển các ion trong ống mao quản là do tác
dụng nhất định của lực điện trường và tính chất của dòng điện di thẩm thấu.
Cột tách được nhồi hay tẩm các loại pha tĩnh loại pha thường hay pha ngược
nhưng có đường kính nhỏ trong vùng 30-150µm, vì thế lượng mẫu nạp vào ống
mao quản rất nhỏ, chỉ khoảng 5-20nL cho một lần tách. Sau khi tách các chất
phân tích được phát hiện bằng các loại detector: UV, UV-VIS, huỳnh quang, đo
độ dẫn điện. Ví dụ: xác định chì trong nước bọt sử dụng phương pháp điện di
mao quản động học mixen. Đo độ hấp thụ quang của phức ở bước sóng 205 nm
trong dung môi acetonitrin. Phép đo tuyến tính đến 400ppb và có giới hạn phát
hiện là 11,4ppb.

17


CHƯƠNG 2:
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1.Mục đích của đề tài
Công nghiệp hoá, hiện đại hoá đã đưa đến cuộc sống tốt đẹp hơn cho
người dân Việt Nam. Nhưng đi kèm với nó là vấn đề ô nhiễm môi trường, đặc
biệt là môi trường nước. Hiện nay nước trên các sông hồ đã và đang lâm vào
tình trạng ô nhiễm ở những mức độ khác nhau.Theo quy luật, thực vật, động
vật sống trong nước như: rong, tảo, rau, hến , tôm, trai …khi sống trong môi
trường ô nhiễm sẽ hấp thụ những chất độc hại và có thể thành nguồn gây độc
hại đối với con người khi chúng ta sử dụng chúng làm nguồn thức ăn. Để đánh
giá được mức độ ô nhiễm của nước cần phải khảo sát rất nhiều yếu tố như pH,
DO, COD, BOD5, các chỉ tiêu Nito, Photpho, kim loại nặng, chỉ tiêu vi sinh…
Và chỉ tiêu kim loại nặng là một trong những chỉ tiêu quan trọng, đáng lưu tâm
do có thể gây tác hại ở mức độ cao và lâu dài của chúng như đồng, chì, cadimi,
thuỷ ngân, asen...Trong khoá luận này chúng tôi chọn đồng, chì, cadimi để
nghiên cứu và xác định nồng độ của chúng trong các mẫu nước mà chúng tôi
lấy được ở sông Nhuệ (Hà Nội) đoạn từ cống Liên Mạc đến hà đông . Việc
khảo sát chúng bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử trong ngọn lửa trực
tiếp (F-AAS) sẽ góp phần đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường sống ở đó.
2.2.Nội dung và phương pháp nghiên cứu [5, 6, 9]
2.2.1.Sự xuất hiện của phổ hấp thụ nguyên tử
Nguyên tử là hạt cơ bản gồm hạt nhân và các electron chuyển động xung
quanh hạt nhân. Ở điều kiện thường, các electron chuyển động trên những quỹ
đạo có năng lượng thấp nhất, khi đó nguyên tử ở trạng thái bền vững nhất vì nó
không thu hay phát năng lượng dưới dạng bức xạ. Nhưng khi ta chiếu một
18

chùm tia đơn sắc có năng lượng phù hợp vào đám hơi nguyên tử ở trạng thái tự
do thì nguyên tử tự do sẽ hấp thu những bức xạ có bước sóng đúng bằng bước
sóng mà nó phát ra trong quá trình phát xạ. Sau khi đã nhận năng lượng kích
thích, nguyên tử chuyển lên trạng thái có mức năng lượng cao hơn gọi là trạng
thái kích thích. Quá trình đó gọi là quá trình hấp thụ năng lượng của nguyên tử.
Phổ được sinh ra trong quá trình này gọi là phổ hấp thụ năng lượng của nguyên
tử (AAS).
2.2.2.Nguyên tắc của phương pháp
Phép đo phổ hấp thụ nguyên tử dựa trên cở sở nguyên tử ở trạng thái hơi
có khả năng hấp thụ các bức xạ có bước sóng nhất định mà nó có thể phát ra
trong quá trình phát xạ khi chiếu một chùm tia sáng có bước sóng nhất định vào
đám hơi nguyên tử đó. Muốn thực hiện các phép đo phổ ta cần thực hiện các
quá trình sau:
Chuyển mẫu phân tích thành trạng thái hơi của các nguyên tử tự do (quá
trình nguyên tử hoá mẫu). Đây là việc rất quan trọng của phép đo vì chỉ có các
nguyên tử ở trạng thái tự do ở trạng thái hơi mới có khả năng cho phổ hấp thụ
nguyên tử. Số nguyên tử tự do ở trạng thái hơi là yếu tố quyết định cường độ
vạch phổ. Quá trình nguyên tử hoá mẫu tốt hay không tốt đều ảnh hưởng tới kết
quả phân tích. Có hai kỹ thuật nguyên tử hoá mẫu là kỹ thuật nguyên tử hoá
trong ngọn lửa (F-AAS) và kỹ thuật nguyên tử hoá mẫu không ngọn lửa (ETAAAS). Nguyên tắc chung là dùng nhiệt độ cao để hoá hơi và nguyên tử hoá
mẫu phân tích.
Sau đó chiếu chùm sáng phát xạ của nguyên tố cần phân tích từ nguồn
bức xạ vào đám hơi nguyên tử đó để chúng hấp thụ những bức xạ đơn sắc nhạy
hay bức xạ cộng hưởng có bước sóng nhất định ứng đúng với tia phát xạ nhạy
của chúng. Nguồn phát xạ chùm tia đơn sắc có thể là đèn catot rỗng HCL, các
đèn phóng điện không điện cực (EDL) hay nguồn phát xạ liên tục đã được biến

19

điệu. Ở đây, cường độ bức xạ bị hấp thụ tỷ lệ với số nguyên tử tự do có trong
môi trường hấp thụ theo công thức:
I =I0.e-KλNI (1.1)
Trong đó:
Io là cường độ của chùm sáng đơn sắc và đi vào môi trường hấp thụ
I là cường độ của chùm sáng đơn sắc và đi ra khỏi môi trường hấp thụ
N là tổng số nguyên tử tự do có trong môi trường hấp thụ (trong một đơn
vị thể tích)
Kλ là hệ số hấp thụ đặc trưng cho từng loại nguyên tử
l là chiều dài của môi trường hấp thụ (const)
Tiếp đó nhờ hệ thống máy quang phổ người ta thu được toàn bộ chùm
sáng, phân ly và chọn một vạch phổ hấp thụ nguyên tử cần phân tích để đo
cường độ của nó. Cường độ đó chính là tín hiệu hấp thụ của vạch phổ hấp thụ
nguyên tử.
Nếu Aλ là mật độ quang của chùm bức xạ có cường độ Io, sau khi đi qua
môi trường hấp thụ còn lại là I, ta có:
Aλ = lg(I0/I) = 2,303.Kλ .N.l (1.2)
hay Aλ = k .N
với k = 2,303.Kλ .l
Giữa N và nồng độ C của nguyên tố trong dung dịch phân tích có quan hệ
với nhau. Nhiều thực nghiệm cho thấy trong một giới hạn nhất định của nồng
độ C thì:
N = ka .Cb (1.3)
Trong đó:
ka là hằng số thực nghiệm, phụ thuộc vào tất cả các điều kiện hoá hơi
và nguyên tử hoá mẫu và được tình theo công thức:
K a = 3.1021.

F.W.S.n R o
Q.T.n T

20


F: tốc độ dẫn mẫu
W: hiệu suất hóa hơi
S: hiệu suất nguyên tử hóa
n R o : số phân tử khí ở nhiệt độ ban đầu

n T : số phân tử khí ở nhiệt độ T của ngọn lửa nguyên tử hóa
Q: tốc độ của dòng khí mang mẫu vào buồng aerosol hóa (lit/phút)
b là hằng số bản chất phụ thuộc vào từng vạch phổ của từng nguyên tố

( 0〈b〈1)
Từ (1.2) và (1.3) ta có:
Aλ = a .Cb (1.4)
Trong đó :
a = k.Ka là hằng số thực nghiệm
với b = 1 thì quan hệ A, C là tuyến tính: Aλ = a.C (1.5)
phương trình (1.4) được coi là phương trình cơ sở của phép đo định lượng các
nguyên tố theo phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử .
Nói chung, phương pháp này ngoài cho độ nhạy và độ chọn lọc rất cao
còn có một số điểm mạnh khác như: khả năng phân tích với số lượng lớn các
nguyên tố hoá học khác nhau. Ngoài các nguyên tử kim loại còn có thể phân
tích được một số á kim (S, Cl…), một số hợp chất hữu cơ, lượng mẫu tốn ít,
thời gian nhanh, đơn giản, dùng hiệu quả đối với nhiều lĩnh vực như y học,
dược học, sinh học, phân tích môi trường, phân tích địa chất… đặc biệt là
lượng vết các kim loại.

2.2.3.Phép định lượng của phương pháp
Sự phụ thuộc của cường độ vạch phổ hấp thụ nguyên tử của một nguyên
tố vào nồng độ của nguyên tố đó trong dung dịch mẫu phân tích được nghiên
cứu thấy rằng, trong một khoảng nồng độ C nhất định của nguyên tố trong mẫu

21


phân tích cường độ vạch phổ hấp thụ và số nguyên tử N của nguyên tố đó trong
đám hơi nguyên tử tuân theo định luật Lambe-Bia:
A = k.N.l
Trong đó:
A là cường độ hấp thụ của vạch phổ
k là hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường hấp thụ
và hệ số hấp thụ nguyên tử của nguyên tố.
l là bề dày lớp hấp thụ (cm)
N là số nguyên tử của nguyên tố trong đám hơi nguyên tử .
Nếu gọi C là nồng độ của nguyên tố phân tích có trong mẫu đem đo phổ
thì mối quan hệ giữa N và C được biểu diễn:
N = ka .Cb .
Trong đó:
b gọi là hằng số bản chất, nó phụ thuộc vào nồng độ C, tính chất
hấp thụ nguyên tử của nguyên tố đó.
ka là hằng số thực nghiệm, phụ thuộc vào tất cả các điều kiện hoá
hơi và nguyên tử hoá mẫu.
Như vậy, ta có phương trình cơ sở của phép định lượng các nguyên tố theo
phổ hấp thụ nguyên tử của nó là:
Aλ = a .Cb
a = k.ka gọi là hằng số thực nghiệm phụ thuộc vào tất cả các điều kiện
thực nghiệm để hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu. Đường biểu diễn mối quan hệ

được chỉ ra trong hình 2.1

22


A
0.45
0.4
0.35
0.3
b<1

0.25
0.2
0.15
b=1

0.1
0.05

C
0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Hình 2.1: Quan hệ giữa A và C
Khi xác định hàm lượng các chất trong mẫu phân tích theo đồ thị chuẩn,
chỉ nên dùng trong khoảng nồng độ tuyến tính tức b = 1 phương trình phụ
thuộc trở thành : A = a.C
2.2.4.Ưu nhược điểm của phương pháp
2.2.4.1.Ưu điểm
Phép đo phổ hấp thụ nguyên tử có độ nhạy và độ chọn lọc tương đối cao.
Gần 60 nguyên tố có thể được xác định bằng phương pháp này với độ nhạy từ

1.10 −4 ÷ 1.10 −5 % . Đặc biệt nếu sử dụng kỹ thuật nguyên tử hoá mẫu không
ngọn lửa có thể đạt tới độ nhạy 10 −7 g/L. Vì vậy, đây là phương pháp được dùng
trong nhiều lĩnh vực để xác định lượng vết kim loại. Đặc biệt là trong phân tích
các nguyên tố vi lượng, trong các đối tượng mẫu y học, sinh học, nông nghiệp,
kiểm tra hoá chất có độ tinh khiết cao.
Đồng thời cũng do có độ nhạy cao nên trong nhiều trường hợp không
phải làm giàu nguyên tố cần xác định trước khi phân tích nên tốn ít nguyên liệu
23

mẫu, tốn ít thời gian, không phải dùng nhiều hoá chất tinh khiết cao khi làm
giàu mẫu. Mặt khác, phương pháp gồm những động tác thực hiện nhẹ nhàng,
các kết quả phân tích có thể lưu giữ lại. Ngoài ra có thể xác định đồng thời hay
liên tiếp nhiều nguyên tố trong một mẫu. Các kết quả rất ổn định sai số nhỏ
(không quá 15%) với vùng nồng độ cỡ 1÷ 2 ppm. Hơn nữa với sự ghép nối với
máy tính cá nhân và các phần mềm nên quá trình đo và xử lý kết quả nhanh dễ
dàng và lưu lại được đường chuẩn cho các lần sau.
2.2.3.2.Nhược điểm
Một số hạn chế và nhược điểm của phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử
có thể kể tới như:
- Hệ thống máy AAS tương đối đắt tiền, vì vậy nhiều cơ sở không đủ
điều kiện để xây dựng phòng thí nghiệm và mua sắm máy móc.
- Cũng do phép đo có độ nhạy cao nên sự nhiễm bẩn rất có ý nghĩa đối
với kết quả phân tích hàm lượng vết. Đòi hỏi dụng cụ phải sạch sẽ, hoá chất có
độ tinh khiết cao.
- Mặt khác, trang thiết bị máy móc là khá tinh vi, phức tạp nên cần tới sự
am hiểu, thành thạo vận hành cũng như bảo dưỡng máy của cán bộ làm phân tích .
- Một nhược điểm chính của phương pháp phân tích này là chỉ cho ta biết
thành phần nguyên tố mà không chỉ ra trạng thái liên kết của nguyên tố đó
trong mẫu phân tích.
2.2.5.Nội dung và phương pháp nghiên cứu
Với phương pháp F-AAS đối với mỗi loại máy đo của các hãng sản xuất
khác nhau khi sử dụng để phân tích đều cho kết quả tốt ở những điều kiện thí
nghiệm khác nhau. Chúng tôi dùng máy quang phổ Shimadzu 6300 của Nhật
bản. Trên cơ sở kế thừa các kết quả nghiên cứu trong các luận văn đã làm về
khảo sát các điều kiện tối ưu và xây dựng đường chuẩn để xác định hàm lượng
đồng, chì, cadimi chúng tôi tiến hành kiểm tra lại đường chuẩn của chúng. Sau
đó tiến hành đo các mẫu và đánh giá kết quả đó.
24

2.3.Hóa chất , dụng cụ và thiết bị máy móc
2.3.1.Dụng cụ
Bình định mức các loại: 25ml, 50ml, 1000ml.
Cốc thuỷ tinh chịu nhiệt loại: 1000ml.
Pipet các loại: 0,1ml; 0,2ml; 0,5ml; 5ml; 10ml.
Các dụng cụ phụ trợ khác như: cân phân tích có độ chính xác tới
0.0001(g), bếp điện, tủ hốt…
2.3.2.Thiết bị máy móc
Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử Shimadzu 6300 của Nhật bản
Nguyên tắc cấu tạo của hệ thống máy đo phổ hấp thụ nguyên tử dùng
ngọn lửa được mô tả ở hình 2.2.
Máy nước cất hai lần
Máy đo pH Preicisa pH 90
1

HCl

3

4

2

bộ phát hiện

C2H2
KK

Mẫu đo

Thải

Hình 2.3.2 : Sơ đồ hệ thống máy hấp thụ nguyên tử
(máy Shimadzu 6300- Nhật bản)

25