Xác định crom trong mẫu sinh học bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
----------------------------

BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT
AAS

Atomic absorption spectrophotometry
( Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử)

AbsCr

Absorbance of chromium
( Độ hấp thụ quang của crom)

BG

Background signal (blank signal)
( Tín hiệu đường nền )

CAO THỊ MAI HƢƠNG
ĐỀ TÀI:

XÁC ĐỊNH CROM TRONG MẪU SINH HỌC BẰNG
PHƢƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ KHÔNG
NGỌN LỬA

CV

Coefficient variation
(Hệ số biến động)

ER

Relative error
( Sai số tương đối)

F - AAS

Flame atomic absorption spectrophotometry
( Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kỹ thuật ngọn lửa )

F - AES

Chuyên ngành: Hóa phân tích
Mã số: 60 44 29

Flame atomic emission spectrophotometry
( Phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử kỹ thuật ngọn lửa)

GF - AAS

Graphite furnace atomic absorption spectrophotometry
( Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kỹ thuật không ngọn lửa)

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

ETA-AAS

Electro Thermal Atomizers Atomic Absorption Spectrocopy
(Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kỹ thuật không ngọn lửa)

IAEA-CRM

International Atomic Energy Agency-Certified Reference Materials
(Mẫu chuẩn)

HPLC

High Performance Liquid Chromatography
( Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao)

HCL

Hà Nội - 2011

Hollow cathode lamp
( Đèn catot rỗng )


HMDE

Hanging mercury drop electrode
( Điện cực giọt thủy ngân treo)

ICP - MS

Inductively coupled plasma mass spectrometry
( Phương pháp khối phổ plasma cao tần cảm ứng )

LOD

LOQ

ppm

RSD

Bảng 3.2 - Khảo sát chọn cường độ dòng đèn HCL
Bảng 3.3 - Khảo sát độ rộng khe đo
Bảng 3.4 - Khảo sát nhiệt độ tro hoá mẫu

Limit of quantitortion

Bảng 3.5 - Khảo sát nhiệt độ nguyên tử hoá mẫu
Bảng 3.6 - Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ axit HNO3

part per billion

Bảng 3.7 - Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ axit HCl

( Phần tỷ )

Bảng 3.8 - Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ axit H2SO4

part per million

Bảng 3.9 - Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ axit CH3COOH

( Phần triệu)

Bảng 3.10 - Khảo sát ảnh hưởng của các chất cải biến hóa học

Relative standard deviation

Sum of square
( Tổng các bình phương)

UV - Vis

Bảng 3.1 - Khảo sát chọn vạch đo phổ của Crom

(Giới hạn phát hiện )

(Độ lệch chuẩn tương đối)
SS

Bảng 1.1- Hàm lượng Cd, Cr, Pb trong đất trồng rau

Limit of detection

( Giới hạn định lượng )
ppb

DANH MỤC BẢNG

Ultraviolet - Visible spectrophotometry
(Phương pháp quang phổ tử ngoại - khả kiến )

Bảng 3.11 - Khảo sát nồng độ của (NH4)H2PO4
Bảng 3.12 - Khảo sát thành phần các nguyên tố có trong rau

Bảng 3.13- Khảo sát ảnh hưởng của các kim loại kiềm thổ
Bảng 3.14 - Khảo sát ảnh hưởng của các cation kim loại hóa trị III
Bảng 3.15 - Khảo sát ảnh hưởng của các cation kim loại nặng hóa trị II
Bảng 3.16 - Khảo sát ảnh hưởng của tổng các cation kim loại
Bảng 3.17 - Khảo sát ảnh hưởng của các anion
Bảng 3.18 - Khảo sát ảnh hưởng của tổng các cation và anion
Bảng 3.19 - Giới hạn hàm lượng các cation và anion
Bảng 3.20 - Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của Crom
Bảng 3.21 - Kết quả sai số và độ lặp lại của phép đo
Bảng 3.22- Kết quả phân tích bằng phương pháp đường chuẩn
Bảng 3.23 - Kết quả phân tích bằng phương pháp thêm chuẩn


Bảng 3.24 - Kết quả so sánh giữa phương pháp đường chuẩn và thêm chuẩn
Bảng 3.25 - Kết quả so sánh giữa phương pháp GF-AAS và ICP-MS
Bảng 3.26 - Hiệu suất thu hồi Cr lượng thêm chuẩn
Bảng 3.27 - Hiệu suất thu hồi Cr theo mẫu chuẩn
Bảng 3.28 - Kết quả phân tích của hai mẫu rau bằng phương pháp đường chuẩn

DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1 - Hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử Model AA 6800
Hình 2.2 - Bộ phận nguyên tử hoá chứa cuvet graphit
Hình 2.3 - Bộ phận lấy mẫu tự động ASC - 6100
Hình 3.4 - Đồ thị khảo sát nhiệt độ nguyên tử hóa của crom
Hình 3.5 - Khảo sát khoảng tuyến tính của crom
Hình 3.6 - Đường chuẩn của crom
Hình 3.7 - Đồ thị thêm chuẩn xác định crom trong mẫu rau cải bắp cải non
Hình 3.8 - Đồ thị thêm chuẩn xác định crom trong mẫu rau cải cúc
Hình 3.9 - Đồ thị thêm chuẩn xác định crom trong mẫu rau cần

5


Chƣơng 1 - TỔNG QUAN

MỞ ĐẦU
Xã hội ngày một phát triển, nhu cầu của con người ngày càng cao. Sự tăng trưởng
mạnh của nền kinh tế đã đưa nhu cầu của con người từ mong muốn “ăn no, mặc đủ” lên “ăn
ngon, mặc đẹp”. Vì thế nhu cầu về thực phẩm sạch, đảm bảo sức khỏe đã trở thành nhu cầu
thiết yếu, cấp bách và được xã hội quan tâm hàng đầu. Ở nước ta, sự bùng nổ dân số cùng

1.1. Giới thiệu chung về nguyên tố Crom.[18]
Crom là một nguyên tố thuộc phân nhóm VIB, chu kỳ 4 trong bảng hệ thống tuần
hoàn, có cấu hình lớp electron ngoài cùng: 3d5 4s1.
Crom được ký hiệu là Cr, số thứ tự nguyên tử là 24, nguyên tử lượng Crom là 51,996

với tốc độ đô thị hoá, công nghiệp hoá nhanh chóng đã tạo ra một sức ép lớn tới môi trường

đvC, Crom có số oxi hoá đặc trưng nhất là +3 và kém đặc trưng hơn là +6. Ngoài ra, trong

sống Việt Nam . Vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm đối với nông sản nhất là rau xanh đang

hợp chất Crom còn có các số oxi hoá: +1; +2; +4; +5.

được cả xã hội quan tâm.
Rau xanh là nguồn thực phẩm cần thiết và quan trọng không thể thiếu được trong
mỗi bữa ăn hàng ngày, là nguồn cung cấp vitamin, khoáng chất, vi lượng, chất xơ, cho cơ
thể con người không thể thay thế được. Ngoài ra, rau còn được dùng như một loại thuốc
chữa các bệnh thông thường: nước rau má giúp giải nhiệt, rau ngải cứu giúp an thai, rau
diếp cá dùng để hạ sốt, rau muống giúp cầm máu. Tuy nhiên, hiện nay nhiều khu vực trồng

rau đang có nguy cơ bị ô nhiễm do chất thải của các nhà máy, xí nghiệp cùng với việc sử
dụng phân bón một cách thiếu khoa học dẫn đến một số loại rau có thể bị nhiễm các kim
loại nặng, có ảnh hưởng đến sức khoẻ con người. Các nguyên tố thuộc nhóm kim loại nặng
như Cr, Pb, Cd gây độc hại đối với cơ thể con người tuỳ thuộc vào hàm lượng của chúng.
Một số khác như Cu, Fe, Zn là những nguyên tố vi lượng cần thiết cho cơ thể con người.
Tuy nhiên khi hàm lượng của chúng vượt quá ngưỡng cho phép chúng bắt đầu gây độc.

Trữ lượng trong thiên nhiên của Crom là 6.10-3 % tổng số nguyên tử trong vỏ trái đất,
nghĩa là tương đối phổ biến. Khoáng vật chính của Crom là sắt cromit Fe(CrO2)2.
Crom được sử dụng trong luyện kim, trong mạ điện hoặc trong nhuộm màu, thuộc
da… Các hợp chất cromat thường thêm vào nước mặn để ức chế sự ăn mòn kim loại.
Trong nước tự nhiên, Cr3+ tồn tại ở dạng Cr(OH)2+, Cr (OH)  , còn Cr(IV) tồn tại ở
dạng CrO 24  , và Cr2 O 72  . Người ta cho rằng Cr3+ tạo phức bền với các amin và nó được
bám vào các khoáng sét. Crom được coi là không cần thiết cho cây trồng nhưng lại là
nguyên tố cần thiết cho động vật.
Crom kim loại được điều chế bằng các phương pháp nhiệt nhôm, dùng bột nhôm khử
Crom(III) oxit.

Thời gian gần đây, vấn đề rau sạch đang là vấn đề nóng bỏng được nhiều cơ quan môi
trường và Xã hội quan tâm: Theo báo Lao Động số 288 Ngày 12/12/2008 thì Trung bình
33km2 mới có 1 điểm bán rau an toàn. Theo Chi cục Bảo vệ thực vật Hà Nội, đến thời điểm

Cr2O3 + 2Al = 2Cr + Al2O3
Crom thu được chứa 97,99% Cr và tạp chất sắt.

này, sản lượng rau an toàn của toàn thành phố hàng năm chỉ đáp ứng được gần 14% nhu cầu

1.2.Tính chất của Cr [ 9]

rau xanh của người dân thủ đô. Như thế, việc điều tra, đánh giá chất lượng rau sạch trở nên

1.2.1. Tính chất vật lý:

vô cùng cấp thiết. Một trong các chỉ tiêu dùng để đánh giá độ an toàn của thực phẩm nói
chung và rau sạch nói riêng là chỉ tiêu về hàm lượng các kim loại nặng.

Về mặt lý học, crom thể hiện rõ rệt tính chất kim loại. Nó là kim loại màu trắng bạc
có ánh kim, dẫn điện và nhiệt tốt. Crom tinh khiết dễ chế hoá cơ học nhưng khi lẫn tạp chất

Nhằm mục đích phục vụ sức khỏe con người và bảo vệ môi trường, nhằm đóng góp

thì trở nên cứng và giòn. Vì vậy, kim loại Crom kỹ thuật rất cứng. Việc đưa crom vào thép

cho chương trình nhà nước về nghiên cứu và điều tra điều kiện dinh dưỡng của người Việt

làm tăng độ cứng, độ bền nhiệt, độ bền ăn mòn, và độ bền hoá chất của các loại thép đặc

nam, trong bản luận văn này chúng tôi nghiên cứu việc sử dụng phương pháp phổ hấp thụ

biệt. Thép dụng cụ chứa 3% ÷ 4% Cr, thép không rỉ chứa 18% ÷ 25% Cr.

nguyên tử không ngọn lửa (GF-AAS) để phân tích (xác định) lượng vết crom trong mẫu
sinh học.

Một số hằng số vật lý quan trọng của Cr:


6

Nhiệt độ nóng chảy (Tnc): 1890oC

7




Nhiệt độ sôi

(Ts): 3390oC

4CrCl2 + 4HCl + O2 = 4CrCl3 + 2H2O



Thế điện cực

(Eo): -0,91V

Muối Cr(II) ít bị thuỷ phân E Cr 3 / Cr 2 = - 0,41 (V), các muối tan được trong nước



Độ âm điện theo paoling: 1,6



Bán kính nguyên tử

: 1,27 Ao



Năng lượng iôn hoá

: 6,77 eV

cho iôn hiđrat hoá [Cr(H2O)6]2+ có màu xanh lam.
1.2.3.2. Hợp chất Cr(III)
Các hợp chất của Cr(III) bền hơn hợp chất của Cr(II) và có nhiều ứng dụng thực tế.
a. Cr(III) oxit:

1.2.2. Tính chất hoá học:
Crom là chất khử giống như Al, trên bề mặt được bao phủ màng oxit mỏng, bền với

Là hợp chất bền nhất của crom, nó nóng chảy ở 2265oC và sôi ở 3027oC. Cr2O3 trơ

không khí. Crom không phản ứng trực tiếp với H2, ở điều kiện thường không phản ứng với

về mặt hoá học, nhất là sau khi đã nung nóng, nó không tan trong nước, dung dịch axit và

O2 nhưng khi đốt cháy trong không khí tạo thành Cr2O3

dung dịch kiềm. Tính lưỡng tính của Cr2O3 chỉ thể hiện khi nấu chảy với kiềm hay Kali

4Cr(rắn) + 3O2 = 2Cr2O3

ΔH = - 1141 KJ/mol

Tuy nhiên ở nhiệt độ cao, Crom phản ứng với nhóm Halogen. Thế điện cực tiêu
chuẩn của Crom E oCr 2 / Cr = - 0,91 (V). Crôm khử được H+ trong các dung dịch HCl,

hiđrô sunfat.
Cr2O3 + 2KOH = 2KCrO2 + H2O
Cr2O3 + 6KHSO4 = Cr2(SO4)3 + 3K2SO4 + 3H2O
b. Cr(III) hiđroxit:

H2SO4 loãng, nóng giải phóng H2.
Cr + 2H+ = Cr2+ + H2
Crom bị thụ động trong axit HNO3 và H2SO4 đặc nguội. Crom không tác dụng với
nước do có lớp oxit bảo vệ. Crom tan được trong dung dịch kiềm.

Cr(OH)3 có tính chất giống với nhôm hiđrôxit, nó là kết tủa nhầy, màu lục nhạt,
không tan trong nước và là chất lưỡng tính. Khi mới điều chế Cr(III) hiđroxit tan dễ dàng
trong axit và dung dịch kiềm.
Cr(OH)3 + 3H3O+ = [Cr(H2O)6]3+

Cr + NaOH + H2O = NaCrO2 + 3/2 H2
Crom tác dụng với muối của những kim loại có thế tiêu chuẩn cao hơn tạo thành

Cr(OH)3 + OH  + nH2O = Cr (OH) 4 (H 2 O) 2 



Tất cả những ion này được gọi chung là hiđroxo Cromit, nó luôn kém bền, khi đun

muối Cr(II)
Cr + Cu2+ = Cr2+ + Cu

nóng trong dung dịch đã phân huỷ tạo thành kết tủa Cr(OH)3. Sở dĩ như vậy là vì Cr(OH)3
có tính axit yếu hơn Al(OH)3.

1.2.3. Các hợp chất của Crom

Cr(III) hiđrôxit tan không đáng kể trong dung dịch NH3 nhưng tan dễ dàng trong

1.2.3.1. Hợp chất Cr(II)

amoniac lỏng tạo thành phức hecxanano.

Các hợp chất của Cr(II) đều có tính khử như CrO ở 1000oC bị khí H2 khử thành crom

Cr(OH)3 + 6NH3 = [Cr(NH3)6](OH)3

kim loại.
Còn Crom(II) hiđroxit thể hiện tính khử mạnh hơn
2Cr(OH)2 + O2 (kk) = 2Cr(OH)3

c. Muối Crom(III):
Người ta đã biết được nhiều muối Crom(III) nhưng muối này độc với người. Nhiều
muối Crom(II) cũng có cấu tạo và tính chất giống với muối nhôm(III). Bởi vì các ion

Và dễ bị oxi hoá thành Cr (III). Ví dụ:

8

9


Cr3+(0,57Ao) và Al3+(0,61Ao) có kích thước gần nhau. Dung dịch muối Crom(III) có màu

dicromic (H2Cr2O7) có màu da cam, màu của axit đậm dần tới màu đỏ khi số nguyên tử Cr

tím ở nhiệt độ thường, nhưng có màu lục khi đun nóng, màu tía đỏ là màu đặc trưng của ion

trong phân tử tăng.

3+

[Cr(H2O)6]

Do vậy khi các dung dịch axit trên tác dụng với dung dịch kiềm, nó có thể tạo nên

Muối Crom (III) có tính thuận từ, rất bền trong không khí khô và bị thuỷ phân mạnh
hơn muối Cr(II). Trong môi trường axit, ion Cr3+ có thể bị khử đến Cr2+ bởi kẽm, nhưng
trong môi trường kiềm nó có thể bị H2O2, PbO2, nước clo, nước brôm oxi hoá đến Cromat.

các muối cromat, dicromat, tricromat…
Muối cromat có màu vàng còn muối đicromat có màu da cam, các chất này là những
chất oxi hoá mạnh, tính chất này thể hiện rõ trong môi trường axit:

2CrCl3 + 10KOH + 3H2O2 = 2K2CrO4 + 6KCl + 8H2O
Do có bán kính bé và điện tích lớn, ion Cr

3+

là một trong những chất tạo phức mạnh

nhất, nó có thể tạo nên phức bền với hầu hết phối tử đã biết. Tuy nhiên, độ bền của các phức
chất Cr(III) còn tuỳ thuộc vào bản chất của phối tử và cấu hình của phức chất.
Trong dung dịch, Cr(III) clorua có thể kết hợp với clorua kim loại kiềm tạo nên phức

chất màu đỏ hồng.
CrCl3 + 3KCl = K3[CrCl6]
Vì trạng thái oxi hoá trung gian, ion Cr3+ vừa có tính chất oxi hoá (trong môi trường
axit), vừa có tính khử (trong môi trường bazơ).
Người ta đã biết nhiều các phức số phối tử hai, ba, bốn nhân của Cr(III), trong đó có
thể có các phân tử trung hòa NH3, - NH2, − CH2 – CH2 – NH2, hoặc gốc axit SO 24  , C 2 O 24 
, SeO 24  , CH 3COO  ...

2CrO 24  + 16H+ + 6e = 2Cr3+ + 8H2O
Muối cromat và đicromat thường gặp là: Na2CrO4, K2CrO4, PbCrO4, NiCrO4,
ZnCrO4, K2Cr2O7, Na2Cr2O7, và (NH4)Cr2O7. Trong đó các muối PbCrO4, NiCrO4 và
ZnCrO4 được dùng nhiều trong công nghiệp, chất màu, sơn, mạ…
Trong nước thải mạ điện, Cr (VI) có mặt ở dạng anion như Cromat ( CrO 24  ),
đicromat ( Cr2 O 72  ) và tricromat ( HCrO 4 ). Tuỳ thuộc vào pH và nồng độ crom mà Cr (VI)
tồn tại với hằng số cân bằng sau:
H2CrO4 = H+ + HCrO4-

K1 = 0,18

(pK1 = 6,15)

HCrO4- = H+ + CrO42-

K2 = 3,2.10-7

(pK2 = 5,65)

K3 = 33,3

(pK3 = 14,56)

-

2-

2HCrO4 = Cr2O7 + H2O

1.3. Độc tính của Crom [ 9 ]
Với đặc tính lý hóa của Crom (bền ở nhiệt độ cao, khó oxi hóa, cứng và tạo màu

1.2.3.3. Hợp chất Cr(VI)
Các hợp chất Cr(VI) có tính oxi hoá mạnh, là nguyên nhân và tác hại của Crom đối
với cơ thể.

tốt)nên nó ngày càng được sử dụng rộng rãi. Kết quả nghiên cứu cho thấy Cr(VI) chỉ một
liều lượng nhỏ cũng là nguyên nhân gây tác hại nghề nghiệp. Crom là kim loại được xếp
vào nhóm có khả năng gây bệnh ung thư. Crom tồn tại ở hai dạng số oxi hóa chính là +3 và

Crom(VI) oxit (CrO3) là chất oxi hoá mạnh, nó oxi hoá được I2, S, P, CO, C, HBr…
và nhiều chất hữu cơ khác, phản ứng thường gây nổ.
Là anhiđrit axit, CrO3 dễ tan trong nước và dễ kết hợp với nước tạo thành axit, là axit
cromic (H2CrO4) và axit poli cromic (H2Cr2O7, H2Cr2O10, H2Cr4O13).
Axit cromic và axit policromic là những axit rất độc với người, không bền, chỉ tồn tại
trong dung dịch nước. Dung dịch axit cromic (H2CrO4) có màu vàng, dung dịch axit

10

+6, trong đó Cr(VI) độc hơn nhiều so với Cr(III). Nồng độ Crom trong nước sinh hoạt
thường phải thấp hơn 0,05mg/l theo tiêu chuẩn của tổ chức y tế thế giới[9].
a. Đối với cơ thể người

Crom(VI) hấp thu qua dạ dày, ruột nhiều hơn Crom (III) và có thể thấm qua màng tế
bào, Cr(VI) dễ gây viêm loét da, xuất hiện mụn cơm, viêm gan, thủng vách ngăn giữa hai lá
mía, ung thu phổi...

11


Crom xâm nhập vào cơ thể theo ba con đường : hô hấp, tiêu hóa và tiếp xúc trực tiếp.

Nếu ngâm trứng cá trong nước ở nồng độ Crom là 3,9 mmol/l, pH= 7,8 thì làm tăng

Qua nghiên cứu người ta thấy Crom có vai trò sinh học như chuyển hóa glucozơ, nhưng với

sự kết dính của những tế bào tiết ra chất nhầy, giữ nguyên nồng độ thay đổi pH= 6,3 tỷ lệ

hàm lượng lớn có thể làm kết tủa Protein, các axit nucleic và ức chế hệ thống men. Dù xâm

mắc bệnh tuỷ sống của cá tăng, mang và vây cá khô hơn, khả năng chịu rét kém hơn. Như

nhập vào cơ thể theo bất kỳ đường nào Crom cũng hòa tan vào máu ở nồng độ 0,001mg/l

vậy tại pH= 7,8 tỷ lệ tử vong và mắc bệnh tuỷ sống là không đáng kể so với tại pH=6,3[9].

sau đó chuyển vào hồng cầu và hòa tan vào hồng cầu nhanh 10-20 lần, từ hồng cầu Crom

Thực hiện các thí nghiệm trên thực vật cũng nhận thấy Crom gây ảnh hưởng đối với

chuyển vào các tổ chức phủ tạng, được giữ lại ở phổi, xương, thận, gan, phần còn lại chuyển

quá trình phát triển như gây bệnh vàng lá đối với lúa.

qua nước tiểu.

Do những ảnh hưởng xấu của Crom đối với môi trường và gây tác hại đến cuộc sống

Crom chủ yếu gây ra các bệnh ngoài da như loét da, loét thủng vách ngăn mũi, viêm

của con người, động thực vật, nên tổ chức y tế thế giới (WHO) đã quy định hàm lượng cho

da tiếp xúc... khi con người làm các công việc phải tiếp xúc,hít thở với Crom hoặc các hợp

phép của Crom (VI) trong nước uống là 0,005 mg/l [9]. Trong khi đó, giới hạn tối đa cho

chất của Crom. Crom còn kích thích niêm mạc sinh ngứa mũi, hắt hơi, chảy nước mũi, nước

phép của crom trong thực phẩm là 1,3μg/g [48].

mắt, niêm mạc mũi bị sưng đỏ và có tia máu, về sau có thể thủng vành mũi. Nhiễm độc
Crom có thể gây mụn, mụn cơm, viêm gan, viên thận, ung thư phổi, đau răng, tiêu hoá kém.
Khi Crom xâm nhập qua đường hô hấp dễ dẫn đến bệnh viêm yết hầu, viêm phế quản
do niêm mạc bị kích thích. Khi da tiếp xúc trực tiếp với dung dịch Crom (VI) dễ bị nổi
phồng và loét sâu, có thể bị loét đến xương, nhiễm độc Crom lâu năm có thể bị ung thư
phổi, ung thư gan.
Crom (VI) là tác nhân oxi hoá mạnh gây độc cao đối với con người và động vật.

1.4. Các phƣơng pháp xác định crom
Hiện nay, có rất nhiều phương pháp khác nhau để có thể xác định crom, tùy thuộc
vào đối tượng phân tích, tùy thuộc vào hàm lượng của crom trong các đối tượng khác nhau
mà có thể lựa chọn phương pháp phân tích phù hợp. Sau đây là một số phương pháp xác
định crom [11].

1.4.1. Phƣơng pháp phân tích hóa học
Nhóm các phương pháp này dùng để xác định hàm lượng lớn (đa lượng) của các

Những công việc có thể gây nhiễm độc Crom như: luyện kim, sản xuất nến sáp, thuốc
nhuộm, chất tẩy rửa, thuốc nổ, pháo, diêm, xi măng, đồ gốm, bột màu, thuỷ tinh, chế tạo ắc

chất, thông thường lớn hơn 0,05%, tức là mức độ miligram. Các trang thiết bị và dụng cụ

quy, mạ kẽm, mạ điện và mạ Crom.

cho các phương pháp này là đơn giản và không đắt tiền.

Tóm lại, hàm lượng lớn các kim loại nặng nói chung và Crom nói riêng nếu bị phơi

1.4.1.1. Phƣơng pháp phân tích trọng lƣợng

nhiễm đều ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ con người. Chính vì vậy việc xác định hàm

Phương pháp phân tích trọng lượng có độ chính xác tới 0,1% [11]. Phương pháp này

lượng Crom trong thực phẩm là cần thiết đối với con người. Từ đó có biện pháp xử lý thích

dựa trên cơ sở hòa tan mẫu chứa nguyên tố cần xác định trong dung môi thích hợp, thêm

hợp đảm bảo có thực phẩm sạch cho con người.

lượng thuốc thử gấp 1,5 lần để kết tủa nguyên tố cần xác định, sau đó rửa rồi sấy, nung đến

b. Đối với động, thực vật

khối lượng không đổi. Từ lượng cân kết tủa thu được sẽ tính được hàm lượng của chất phân

Người ta khảo sát sự sống của cá chép bằng cách ngâm trứng cá sau khi thụ tinh vào
trong nước có chứa ion Cr6+ ở nồng độ 3,9 - 9,6 mmol/l với pH=7,8 nhận thấy Crom không

tích.
Crom được xác định dưới dạng kết tủa cromat chì, cromat thủy ngân, cromat bari, và

ảnh hưởng đến tỷ lệ nở trứng và tỷ lệ mắc bệnh tuỷ sống của cá. Nhưng ở nồng độ 9,6

Cr2O3, nhưng thực tế thường dùng là kết tủa baricromat (BaCrO4).

mmol/l tại pH=6,3 thì giảm tỷ lệ trứng và tăng tỷ lệ tử vong.

1.4.1.2. Phƣơng pháp phân tích thể tích

12

13


Phân tích thể tích là phương pháp phân tích định lượng dựa trên việc đo thể tích dung

Trong phương pháp phân tích này, người ta dùng điện cực giọt thuỷ ngân rơi là điện

dịch chuẩn (đã biết chính xác nồng độ) cần dùng để phản ứng vừa đủ với chất cần xác định

cực làm việc. Để định lượng các chất có hoạt tính cực phổ, người ta thường dùng hai

có trong dung dịch phân tích.

phương pháp : phương pháp đường chuẩn và phương pháp thêm chuẩn.

Phương pháp này được sử dụng rộng rãi để xác định crom khi hàm lượng lớn. Phép
chuẩn độ Cr6+ bằng Fe2+ là phương pháp thể tích được sử dụng rộng rãi nhất :
Nguyên tắc: Dựa trên sự đo thể tích dung dịch thuốc thử đã biết nồng độ chính xác
(dung dịch chuẩn) được thêm vào dung dịch chất định phân để tác dụng đủ toàn bộ lượng

Phương pháp này có khá nhiều ưu điểm : cho phép xác định cả chất vô cơ và hữu cơ
với nồng độ 10-5 - 10-6 M. Sai số của phương pháp thường là 2 - 3% với nồng độ 10-3 - 10-4
M, là 5% với nồng độ 10-5M (ở điều kiện nhiệt độ không đổi ).
Thành Trinh Thục [23] và các cộng sự đã ứng dụng phương pháp cực phổ xác định

chất định phân đó. Thời điểm thêm lượng thuốc thử tác dụng với toàn bộ chất định phân gọi

các nguyên tố Cr, Zn, Pb, Cd, Cu trong một số loại thực phẩm và đất trồng trong môi trường

là điểm tương đương. Để nhận biết điểm tương đương, người ta dùng các chất gây ra hiện

đệm axetat với hệ 3 điện cực : điện cực thuỷ ngân treo HMDE, điện cực so sánh Ag/AgCl,

tượng có thể quan sát bằng mắt gọi là chất chỉ thị.

điện cực phụ Pt.

Crom (VI) có thể xác định bằng cách chuẩn độ bằng dung dịch Fe(II) với chất chỉ thị

Tuy nhiên, phương pháp này cũng có những hạn chế như ảnh hưởng của dòng tụ

điphenylamin, trong phản ứng chuẩn độ này người ta dùng H3PO4 để che Fe(III). Phản ứng

điện, dòng cực đại ...

chuẩn độ là:

1.4.2.1.2. Phƣơng pháp Von - Ampe hoà tan

Cr2 O 72 

2+

+

3+

3+

+ 6Fe + 14H = 2Cr + 6Fe + 7H2O

Ngoài ra Crom (VI) có thể xác định bằng phương pháp chuẩn độ Iôt, dựa vào phương
trình phản ứng: Cr2 O 72  + 6 I  + 14H+ = 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O
Sau đó chuẩn lượng I2 tạo thành bằng dung dịch Na2S2O3 với chỉ thị hồ tinh bột.
Phản ứng chuẩn độ như sau:

Về bản chất, phương pháp Von - Ampe hoà tan cũng giống như phương pháp cực
phổ là dựa trên việc đo cường độ dòng để xác định nồng độ các chất trong dung dịch.
Nguyên tắc gồm hai bước :
Bước 1 : Điện phân làm giàu chất cần phân tích trên bề mặt điện cực làm việc trong
khoảng thời gian xác định, tại thế điện cực xác định.
Bước 2 : Hoà tan kết tủa đã được làm giàu bằng cách phân cực ngược điện cực làm

I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6.
1.4.2. Các phƣơng pháp phân tích công cụ

việc, đo và ghi dòng hoà tan. Trên đường Von - Ampe hoà tan xuất hiện pic của nguyên tố
cần phân tích. Chiều cao pic là một hàm của nồng độ.

1.4.2.1. Phƣơng pháp phân tích điện hóa [10]

M.Esteban [46] và các cộng sự đã nghiên cứu sử dụng phương pháp Von - Ampe để
xác định lượng vết các kim loại Cr, As, Hg, Cd, trên điện cực giọt thủy ngân (SMDE và

1.4.2.1.1. Phƣơng pháp cực phổ
Nguyên tắc: Người ta thay đổi liên tục và tuyến tính điện áp vào 2 cực để khử các
kim loại, do mỗi kim loại có thế khử khác nhau. Thông qua chiều cao của đường cong Von Ampe có thể định lượng được ion kim loại trong dung dịch ghi cực phổ. Vì dòng giới hạn
Igh ở các điều kiện xác định tỉ lệ thuận với nồng độ ion trong dung dịch ghi cực phổ theo
phương trình :
I = k.C

14

HMDE). Người ta đã kết hợp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) ngọn lửa hoặc lò graphit và
phương pháp Von - Ampe xác định crom. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử xác định
crom tổng và phương pháp von - ampe có khả năng phân biệt giữa Cr(tổng) và Cr(VI).
Phương pháp này có giới hạn phát hiện là 5,2 ng/l, cho phép xác định Cr(VI) trong khoảng
nồng độ từ 35μg/l đến 2mg/l .
Tác giả Lê Lan Anh [1] và các cộng sự đã phân tích kim loại nặng Cr, Cd, Pb trong
lương thực, thực phẩm bằng phương pháp Von - Ampe hoà tan trên điện cực màng thuỷ

15

ngân và đưa ra nhận xét : phương pháp này có khả năng định lượng chính xác một số kim

axit acetic-boric axit-axit orthophosphoric (pH= 6,6) 0,04; nhiệt độ của phản ứng là 500C.

loại nặng là độc tố có độ nhạy, độ chính xác và tính chọn lọc cao.

Độ lệch chuẩn tương đối 2,9- 5,8%.[26]

Dương Thị Tú Anh, [3] và các cộng sự đã nghiên cứu xác định một số dạng tồn tại
của crom trong nước thải công nghiệp bằng phương pháp von - ampe hòa tan với hàm lượng
crom(μg/l) = 1,751 ± 0,038.

F.Heford [38] và các cộng sự đã nghiên cứu xác định Cr trong mẫu thực phẩm bằng
phương pháp trắc quang tại bước sóng 370nm.
Tác giả Nguyễn Thị Thanh Hoa [9] đã xác định crom bằng phương pháp trắc quang

Phương pháp Von - Ampe hoà tan có thể xác định được cả những chất không bị khử
-6

-8

dùng thuốc thử DPC có độ nhạy cao và kết quả thu được khá chính xác ở điều kiện tối ưu

(hoặc oxi hoá) trên điện cực với độ nhạy khá cao 10 - 10 M. Tuy nhiên, phương pháp này

của phép đo là 1ml Cr(VI) 2,5.10-4 M, 1ml H2SO4, 2ml DPC 0,25% định mức 25 ml và đo

cũng có nhược điểm : độ nhạy bị hạn chế bởi dòng dư...

cuvet 50 mm với kính lọc ở bước sóng λ =542nm.

1.4.2.2. Nhóm các phƣơng pháp phân tích quang học
1.4.2.2.1. Phƣơng pháp phân tích quang phổ hấp thụ phân tử (UV - Vis)
Phương pháp phân tích phổ hấp thụ phân tử ( phổ electron hay phổ UV - Vis) dựa
trên việc đo phổ UV- Vis của những chất có khả năng hấp thụ năng lượng chùm sáng để tạo
ra phổ hấp thụ phân tử và những chất không có phổ UV - Vis thì cho tác dụng với thuốc thử

Nguyễn Văn Ly[15] và các cộng sự đã nghiên cứu xác định Cr(VI) bằng phương
pháp trắc quang - động học xúc trong các loại mẫu nước thải công nghiệp với hàm lượng
Cr(VI) từ 10- 100μg/l. Giới hạn phát hiện của phép đo là 3,6ng/ml và giới hạn định lượng là
10,8ng/ml.
Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử đơn giản, tiện lợi, độ nhạy tương đối cao

thích hợp tạo ra hợp chất phức bền có khả năng hấp thụ tia bức xạ và cho phổ UV- Vis

nên được sử dụng phổ biến để xác định các kim loại lượng nhỏ. Tuy nhiên, nhược điểm của

nhạy. Phương pháp này cho phép xác định nồng độ chất ở khoảng 10-5M đến 10-7M, là một

phương pháp này là không chọn lọc, một thuốc thử có thể tạo phức với nhiều ion.

phương pháp được sử dụng khá phổ biến.

1.4.2.2.2. Phƣơng pháp quang phổ phát xạ nguyên tử (AES)[14]

Để xác định Cr bằng phương pháp phổ hấp thụ phân tử, người ta cho Crom (VI) tác

Trong điều kiện bình thường, nguyên tử không thu và cũng không phát ra năng

dụng với thuốc thử Diphenyl cacbazit (DPC) để tạo phức màu đỏ tía trong môi trường axit

lượng, nhưng nếu cung cấp năng lượng cho nguyên tử thì các nguyên tử sẽ chuyển lên trạng

H2SO4.

thái kích thích. Trạng thái này không bền, nguyên tử chỉ tồn tại trong một thời gian cực

2Cr2 O 72  + H 4 L + 8H+ → Cr3 (HL ) 2 + Cr3+ + H2O + 8H2O
(đỏ da cam)

(đỏ tía)
6+

Các tác giả [8] cho rằng phức tạo thành của Cr với thuốc thử DPC trong môi trường
axit có độ hấp thụ cực đại ở bước sóng λmax = 540 nm (ε = 34200).
Giới hạn phát hiện của phép đo là 0,04ppm.
Angelina M.Stoyanva xác định Cr(VI) bằng phương pháp trắc quang - xúc tác.
Phương pháp này chủ yếu dựa trên hiệu ứng xúc tác của Cr(VI) đến phản ứng oxi hóa axit
sunfanilic(SA) bởi H2O2 khi có mặt của p-Aminobenzoic axit( PABA). Sau đó đo độ hấp

ngắn 10-8s, chúng có xu hướng trở về trạng thái ban đầu bền vững và giải phóng ra năng
lượng mà nó đã hấp thu dưới dạng bức xạ quang học. Bức xạ này chính là phổ phát xạ của
nguyên tử. Các nguồn kích thích phổ phát xạ là ngọn lửa đèn khí, hồ quang điện dòng xoay
chiều và một chiều, tia lửa điện, plasma cao tần cảm ứng(ICP)
Để phân tích một chất bằng phương pháp phổ phát xạ nguyên tử ta phải thực hiện các
bước sau:
- Trước hết phải dùng một nguồn năng lượng phù hợp để chuyển chất cần xác định X
thành hơi nguyên tử ( quá trình nguyên tử hóa mẫu).

- Tiếp theo dùng năng lượng kích thích nguyên tử để tạo ra bức xạ nguyên tử.

thụ quang tại bước sóng 360nm sau khi cho thuốc thử 15 phút. Tác giả đã tìm điều kiện tối
ưu là nồng độ axit 4,0.10-3M, nồng độ H2O2 0,57 M; 1,0.10-3M PABA và dung dịch đệm

16

17


- Dùng một hệ thống máy quang học (lăng kính hay cách tử) để phân ly chùm sáng
bức xạ thành các tia đơn sắc, ứng với mỗi tia đơn sắc là một vạch phổ, vì thế mà phổ này
được gọi là phổ phát xạ (phổ vạch của nguyên tử).

pháp phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF-AAS) có độ nhạy cao hơn
kĩ thuật ngọn lửa 50 - 1000 lần; cỡ 0,1 - 1ppb và sai số không vượt quá 15%.
Thực tế cho thấy phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử có nhiều ưu việt như: độ nhạy,

- Dựa vào vị trí các vạch phổ ta có thể phân tích định tính được các nguyên tố có

độ chính xác cao, lượng mẫu tiêu thụ ít, tốc độ phân tích nhanh. Với ưu điểm này, AAS

trong mẫu phân tích. Nếu đo cường độ vạch phổ thì ta có thể xác định được hàm lượng

được thế giới dùng làm phương pháp tiêu chuẩn để xác định lượng nhỏ và lượng vết các

nguyên tố cần phân tích.

kim loại trong nhiều đối tượng khác nhau như mẫu y học, sinh học và kiểm tra các hóa chất

- Đặc biệt sự ra đời của nguồn năng lượng plasma cao tần cảm ứng (ICP) được ứng
dụng trong phép phân tích AES từ khoảng 20 năm trở lại đây cho hiệu quả cao. Ngày nay,
phổ phát xạ ICP là một công cụ phân tích phục vụ đắc lực cho nghiên cứu và sản xuất với
độ ổn định và độ nhạy cao.

có độ tinh khiết cao.
Đã có nhiều công trình nghiên cứu và ứng dụng phương pháp GF-AAS xác định các
kim loại nặng trong nhiều đối tượng khác nhau.
Lê Lan Anh [2] và các cộng sự nghiên cứu phân tích các dạng Cr, Cd, Pb trong đất

Alan H. Sterm, [25]và các cộng sự đã nghiên cứu xác định Cr trong mẫu nước tiểu
bằng phương pháp ICP-AES với giới hạn phát hiện là khoảng 0,06g/l.

trồng bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử. Hàm lượng Cd, Cr, Pb trong đất trồng rau
tại ba điểm nghiên cứu được ghi ở bảng sau:

Phương pháp bay hơi nhiệt - phát xạ nguyên tử cảm ứng cao tần plasma (ETA-ICP-

Bảng 1.1- Hàm lượng Cd, Cr, Pb trong đất trồng rau

AES) xác định Cr(III) và Cr(VI) dựa vào sự khác nhau giữa 2 phản ứng tạo phức vòng càng

Hàm
lượng
(ppm)
Cr
Pb
Cd

của Cr(III) và Cr(VI) với Acetylacetone [60]. Cr(III) tạo phức vòng càng với Acetylacetone

được tách ra và sau đó xác định bằng phương pháp bay hơi nhiệt- phát xạ nguyên tử cảm
ứng cao tần plasma (ETV-ICP-AES). Cr(VI) phản ứng tạo phức vòng càng với polytetrafluoroethylene (PTFE), sau đó được xác định bằng phương pháp trên. Giới hạn phát hiện

Đất ruộng
Cầu Diễn

Đất ruộng
Đông Anh

Đất ruộng
Thanh Liệt

0,387
0,682
0,082

0,587
1,123
0,103

0,787
0,872
0,095

của Cr(III) và Cr(VI) lần lượt 0,56 ng/ml và 1,4 ng/ml, độ lệch chuẩn tương đối là 2,5% và
M.J.Lagarda, [47] và các cộng sự đã ứng dụng phương pháp GF-AAS xác định crom

4,8%.
1.4.2.2.3. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)[14]
Khi chiếu một chùm tia sáng có bước sóng xác định ứng đúng với tia phát xạ nhạy

của nguyên tố cần nghiên cứu vào đám hơi nguyên tử tự do thì các nguyên tử tự do sẽ hấp
thụ năng lượng của các tia chiếu vào và tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử của nó. Đo phổ này sẽ
xác định được nguyên tố cần phân tích. Trong phương pháp phân tích quang phổ hấp thụ
nguyên tử thì quá trình chuyển hóa chất cần xác định thành hơi nguyên tử (quá trình nguyên
tử hóa mẫu) là quan trọng nhất. Tùy thuộc vào kỹ thuật nguyên tử hóa mà ta có các phương

trong nước tiểu của một số bệnh nhân với giới hạn phát hiện là 0,2 ppb và giới hạn xác định
là 1 ppb.
Muhammad Farooq, [48] và các cộng sự đã ứng dụng phương pháp phổ hấp thụ
nguyên tử xác định lượng vết các nguyên tố Cr, Pb, Cu, Zn, Cd trong mẫu rau ( rau bina, rau
diếp, rau mùi, bắp cải, súp lơ). Hàm lượng Cr tìm được trong mẫu rau bina : 0,217mg/kg;
rau diếp : 0,369mg/kg; rau mùi : 0,434mg/kg; bắp cải :0,336 mg/kg và súp lơ : 0,546 mg/kg.
J.C.Amiard [ 38] và các cộng sự đã ứng dụng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử

pháp phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử với độ nhạy khác nhau. Với kỹ thuật nguyên tử

xác định lượng vết các nguyên tố Ag, Cd, Cr, Cu, Ni,... trong mẫu sinh học (hào, tôm, cua).

hóa mẫu phân tích bằng kĩ thuật ngọn lửa, ta có phương pháp phân tích quang phổ hấp thụ

Hàm lượng Cr tìm được trong mẫu hào : 0,69 mg/kg; mẫu tôm: 2,4 mg/kg; mẫu cua:

nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) có độ nhạy cỡ 0,1ppm; Với kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu phân

4,5mg/kg.

tích trong cuvet graphit nhờ năng lượng nhiệt của dòng điện có công suất lớn, ta có phương

18

19


Elendinez, [31] và các cộng sự đã xác định Cr trong các mẫu thực phẩm ở Tây Ban

khác nhau đặc biệt là trong các lĩnh vực phân tích vết và siêu vết phục vụ nghiên cứu sản

Nha : hải sản, ngũ cốc, rau xanh, dầu oliu và sữa bằng phương pháp GF-AAS sau khi mẫu

xuất vật liệu bán dẫn, vật liệu hạt nhân, nghiên cứu địa chất và môi trường...

được phân hủy trong môi trường axit HNO3 65% (Merck). Hàm lượng Crom dao động giữa

1.4.3. Các phƣơng pháp sắc ký [10,17]

0,004 ÷ 0,0079mg/g trong hải sản (tươi sống), từ 0,007 đến 0,456 mg/g trong ngũ cốc và rau
quả (tươi), từ 0,625 mg/g đến dưới giới hạn phát hiện trong sữa.
Claude Veillon, [29] và các cộng sự nghiên cứu xác định Cr trong mẫu sinh học:
huyết thanh, huyết tương, nước tiểu bằng ba phương pháp : phương pháp phân tích kích
hoạt neutron(NAA), khối phổ (MS) và phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF-AAS).
Giới hạn phát hiện của Crom là: LOD = 0,1ppb (GF-AAS).
U.Tinggi,[56]và các cộng sự đã ứng dụng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử xác
định Mn và Cr trong mẫu thực phẩm.

Sắc ký 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 thu 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, chúng di chuyển với tốc độ khác nhau và tách ra khỏi nhau.
1.4.3.1. Phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC)
Sắc ký 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 ký hấp thụ, sắc ký phân bố nhưng
do tốc độ phát triển nhanh của phương pháp, các chất nhồi khác nhau ngày càng được cải

J.Medina [39] và các cộng sự đã xác định Hg, Cd, Cr, Pb trong sinh vật biển bằng

tiến, hiệu quả tách của cột cũng ngày càng được nâng cao. Sắc ký lỏng hiệu năng cao bao

phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa. Với giới hạn phát hiện là 0,1 ppb và

gồm nhiều phương pháp có đặc thù riêng, đó là sắc ký lỏng pha liên kết, sắc ký phân bố

giới hạn định lượng là 0,9 ppb.

lỏng - lỏng, sắc ký trao đổi ion lỏng - rắn và sắc ký hấp thụ lỏng - rắn.

1.4.2.2.4. Phƣơng pháp phổ khối plasma cao tần cảm ứng ICP-MS[13]
Khi dẫn mẫu phân tích vào ngọn lửa plasma, trong điều kiện nhiệt độ cao của
plasma, các chất có trong mẫu khi đó sẽ bị hóa hơi, nguyên tử hóa và ion hóa tạo thành ion
dương có điện tích +1 và các electron tự do. Thu và dẫn dòng ion đó vào thiết bị phân giải

Các tác giả Yoanna Shaofen Wang và Konghwa Chin đã tiến hành chiết đồng thời
Cr(III) và Cr(VI) dựa trên phản ứng của chúng với amoni pyrrolidinedithiocarbamat. Sau đó
xác định Cr(III) và Cr(VI) bằng phương pháp HPLC với detector UV-Vis.[59]
Các tác giả khác [49] đã tiến hành tách các dạng Cr(III) và Cr(VI) khi làm giàu trên

phổ để phân chia chúng theo số khối (m/z) sẽ tạo ra phổ khối của nguyên tử chất cần phân

mạng lưới polisilicat. Các tác giả đã tìm được điều kiện pH, lượng chất hấp thu, tốc độ dòng

tích. Sau đó, đánh giá định tính và định lượng phổ thu được.

chảy để có thể tách định lượng Cr(III) và Cr(VI). Các tác giả đã nhận thấy Cr(III) bị hấp thu

Tác giả Peter Heitland và Helmut D.Koster [50] ứng dụng phương pháp ICP-MS để

chọn lọc trên cột được cố định trên mạng lưới polisilicat. Hệ số làm giàu đối với Cr(III) là

xác định lượng vết 30 nguyên tố Cu, Cr, Pb, Zn, Cd ... trong mẫu nước tiểu của trẻ em và

20 lần. Sau khi tách, Cr(III) và Cr(VI) được xác định bằng phương pháp khối phổ plasma

người trưởng thành.

cao tần cảm ứng (ICP - MS). Hàm lượng Cr(III) tìm được là 11,5ng/g.

Francesco Cubadda, [36] và các cộng sự đã nghiên cứu xác định crom trong mẫu
thực phẩm bằng phương pháp ICP-MS.

Cũng bằng phương pháp HPLC/ICP-MS Kenneth R.Neubauer cùng các cộng sự đã
xác định đồng thời Arsenic và Chromium trong nước biển[41].

El bieta Skrzydlewska [30] và các cộng sự đã ứng dụng phương pháp ICP-MS để xác
định Cr, Cd, Pb trong mẫu thực phẩm.

Y. Martínez-Bravo [58] và các cộng sự đã kết hợp phương pháp HPLC và phương
pháp ICP-MS để xác định As, Se, Cr(VI) trong nước.

Kỹ thuật phân tích ICP-MS là một trong những kỹ thuật phân tích hiện đại. Kỹ thuật

Tuy nhiên, khi sử dụng một phương pháp phân tích nào đó người ta phải tính đến

này được nghiên cứu và phát triển rất mạnh trong những năm gần đây. Với nhiều ưu điểm

hiệu quả và tính kinh tế của phương pháp đó. Các phương pháp như hấp thụ và phát xạ

vượt trội, kỹ thuật ICP-MS được ứng dụng rất rộng rãi trong phân tích rất nhiều đối tượng

nguyên tử, phương pháp điện hóa, phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao, FIA, ... tuy cho

20

21


kết quả phân tích có độ chính xác cao nhưng cần những trang thiết bị đắt tiền mà không phải

biết. Lượng Cr(III) giải hấp ở dạng Cr(VI) và được xác định bằng phương pháp trắc quang

phòng thí nghiệm nào cũng có được.

với thuốc thử DPC.

1.4.3.2. Phƣơng pháp sắc ký trao đổi ion

1.5. Phƣơng pháp xử lý mẫu phân tích [12]

Quá trình trao đổi trên cột được thực hiện gián đoạn qua 4 giai đoạn
- Giai đoạn 1: Hoạt hóa cột nhựa: Trong giai đoạn này đầu tiên các vật liệu hấp thu

Xử lý mẫu phân tích là quá trình hòa tan và phân hủy cấu trúc ban đầu của mẫu phân

tích, giải phóng và chuyển các chất cần xác định về dạng đồng thể phù hợp với phép đo đã

được hoạt hóa bằng cách cho dung môi thích hợp chảy qua. Nhiệm vụ của dung môi làm

chọn để xác định hàm lượng của chất mong muốn. Mọi sai sót trong giai đoạn này đều là

sonvat hóa các nhóm chức và bề mặt vật liệu hấp thu đồng thời loại bỏ không khí nếu có

nguyên nhân tạo ra sai số cho kết quả phân tích như làm mất chất phân tích hay nhiễm bẩn

mặt trong cột. Để cột nhựa hấp thu hoàn toàn và hiệu suất thu hồi cao thì không để cột bị

thêm vào.

khô. Khi cột bị khô nên tiến hành hoạt hóa lại từ đầu. Trong quá trình hoạt hóa cột, nếu cần
thiết có thể bước làm sạch cột để loại bỏ các tạp chất.
- Giai đoạn 2: Hấp thu: Ở giai đoạn này mẫu phân tích được chảy qua cột với tốc độ
thích hợp. Chất cần phân tích được giữ lại trên cột còn các chất khác đi ra khỏi cột.
- Giai đoạn 3: Rửa cột: Đây là bước loại bỏ các chất gây ảnh hưởng, trong khi vẫn
giữ được chất cần phân tích hấp thu trên cột.
- Giai đoạn 4: Rửa giải: Đây là bước giải hấp chất bị hấp thu ra khỏi cột bằng dung

Một số các kỹ thuật đã và đang được sử dụng trong phân tích như: kỹ thuật vô cơ hóa
ướt (xử lý ướt), kỹ thuật vô cơ hóa khô (xử lý khô), kỹ thuật vô cơ hóa khô và ướt kết hợp,
các kỹ thuật chiết (chiết thông thường, chiết pha rắn, pha khí, siêu âm), các kỹ thuật sắc ký,
các kỹ thuật chưng cất (chưng cất thông thường, chưng cất lôi cuốn, chưng cất áp suất thấp),
kỹ thuật thăng hoa lấy chất phân tích . . . Song dù loại nào cũng cần phải đảm bảo yêu cầu
của phân tích. Đó là:
- Đáp ứng yêu cầu của mức độ phân tích và cấp hàm lượng.

môi thích hợp. Nếu như trong quá trình hấp thu người ta phải lựa chọn nhựa sao cho ái lực

- Phù hợp với mỗi loại mẫu, càng đơn giản thì càng tốt.

chiết với chất cần phân tích mạnh hơn dung dịch mẫu thì trong bước này phải lựa chọn dung

- Không làm mất cũng như làm nhiễm bẩn chất phân tích.

môi mà chất phân tích có ái lực với dung môi mạnh hơn với vật liệu hấp thụ, hoặc các chất

- Tính hiệu quả và độ lặp lại cao, có thể thực hiện cho hàng loạt . . .

có khả năng phá vỡ tương tác giữa chất định phân và vật liệu hấp thu.
Tác giả M.teresa Siles Cordero và các cộng sự đã nghiên cứu tách Cr(III) và Cr(VI)
bằng phương pháp sắc ký trao đổi ion trong mẫu nước thải. Sau khi tách, Cr(III) và Cr(VI)

Tùy thuộc vào các điều kiện trang thiết bị, tùy thuộc vào đối tượng phân tích, tùy
thuộc vào mục tiêu phân tích mà ta có thể lựa chọn các loại trang thiết bị và phương pháp
xử lý mẫu cho phù hợp.

được xác định bằng phương pháp GF-AAS, với giới hạn phát hiện là 0,14 ng/ml(Cr(III)) và
0,08 ng/ml (Cr(VI)). Khoảng tuyến tính tương ứng là 0,3 – 6 ng/ml và 0,4 – 8 ng/ml cho
Cr(III) và Cr(VI)[49].
Các tác giả Filik H. [34] đã tách và làm giàu Crom(III) trên nhựa Amberlite XAD-2
với 5-palmitoyl-8-hydnoxyquinoline(oxim), thu được giới hạn phát hiện và giới hạn định
lượng là 9,30 và 30,1nmol/l. Lượng Crom tổng được xác định bằng cách khử Cr(VI) về
Cr(III) bằng H2O2 trong môi trường axit, sau đó cho hấp thu trên nhựa và giải hấp được hàm
lượng Crom tổng. Lượng Cr(VI) được xác định lấy lượng Crom tổng trừ đi lượng Cr(III) đã
Chƣơng 2 - ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

22

23


 Nghiên cứu lựa chọn chất cải biến hóa học thích hợp để tạo nền ổn định quá trình tro

2.1. Đối tƣợng và mục tiêu nghiên cứu

hóa và nguyên tử hóa mẫu, loại trừ ảnh hưởng của nền mẫu với nguyên tố crom

2.1.1 Đối tƣợng
Rau xanh là nguồn thực phẩm cần thiết và quan trọng không thể thiếu được trong
mỗi bữa ăn hàng ngày, là nguồn cung cấp vitamin, khoáng chất, vi lượng, chất xơ, ... không
thể thay thế được cho cơ thể con người. Ngoài ra, rau còn được dùng như một loại thuốc
chữa các bệnh thông thường: nước rau má giúp giải nhiệt, rau ngải cứu giúp an thai, rau
diếp cá dùng để hạ sốt, rau muống giúp cầm máu. Nhưng hiện nay do nhiều nguyên nhân

 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến phép xác định crom bằng phương pháp quang
phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF-AAS).
 Khảo sát khoảng tuyến tính và xây dựng đường chuẩn.
 Xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phép đo.

khác nhau mà chủ yếu là việc sử dụng phân bón hoá học, thuốc bảo vệ thực vật, thuốc trừ

 Đánh giá sai số và độ lặp lại của phương pháp.

sâu, diệt cỏ, tưới rau bằng nước thải của các nhà máy, khu công nghiệp đã dẫn đến sự ô

 Khảo sát điều kiện xử lý mẫu trong lò vi sóng.

nhiễm nguồn đất, nguồn nước và bầu khí quyển. Do đó rau xanh có thể bị nhiễm một số kim
loại nặng như Cr, Sb, Pb, Hg, Mn, As... và các vi sinh vật gây bệnh. Nếu con người sử dụng

 Ứng dụng phương pháp xác định crom trong một số mẫu thực.

phải sẽ bị ngộ độc có thể gây ra những căn bệnh hiểm nghèo như ung thư sẽ dẫn đến tử

2.2. Giới thiệu về kỹ thật xử lý mẫu trong lò vi sóng [20]

vong.

2.2.1. Nguyên tắc và bản chất
Để đảm bảo an toàn thực phẩm thì việc kiểm tra đánh giá và khống chế hàm lượng

các kim loại nặng trong sản phẩm là rất cần thiết. Nhằm đóng góp vào việc đánh giá chất
lượng một loại thực phẩm, bảo vệ sức khỏe con người, trong nghiên cứu này, chúng tôi
nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích xác định hàm lượng một trong các kim loại độc hại
trong mẫu rau, đó là crom(Cr).

Kỹ thuật xử lý mẫu trong lò vi sóng bản chất là kỹ thuật phân hủy ướt bằng axit hoặc
hỗn hợp axit trong áp suất.
Nguyên tắc: dùng axit mạnh đặc, nóng có tính oxi hóa mạnh hay hỗn hợp các axit
hoặc hỗn hợp của axit đặc và một chất oxi hóa mạnh ... để phân hủy mẫu trong lò vi sóng.
2.2.2. Cơ chế và các tác nhân phân hủy mẫu

Có nhiều phương pháp để xác định hàm lượng các kim loại. Tùy thuộc vào hàm
lượng chất phân tích mà có thể sử dụng các phương pháp khác nhau. Vì hàm lượng kim loại
nặng trong thực phẩm rất nhỏ chỉ cỡ ppb nên việc áp dụng phương pháp phổ hấp thụ nguyên
tử không ngọn lửa (GF- AAS) rất phù hợp với đối tượng này. Mặt khác phương pháp phân

tích quang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa cho phép xác định lượng vết với độ chính
xác cao, kết quả phân tích ổn định, độ nhạy có thể đạt tới cỡ 0,1ppb; tốn ít mẫu và sai số
nhỏ (<15%), có thể tiến hành phân tích hàng loạt nên chúng tôi sử dụng phương pháp này.
2.1.2 Các nội dung nghiên cứu

Dưới tác dụng của axit và chất oxi hóa, các hạt (phần tử) mẫu bị phá hủy và hòa tan.
Bên cạnh đó, tác nhân năng lượng nhiệt làm tan rã các hạt mẫu cùng với axit.
Sự khuếch tán đối lưu, chuyển động nhiệt làm tan rã các hạt mẫu và làm cho chúng
bị bào mòn dần.
Các tác nhân này tấn công và bào mòn dần các hạt mẫu từ ngoài vào, làm cho các hạt
mẫu bị bào mòn dần, bé dần rồi tan hết.
Ngoài ra, dưới tác dụng của năng lượng vi sóng, các phân tử nước hấp thu năng

 Khảo sát và chọn các điều kiện phân tích crom phù hợp như: vạch đo phổ nhạy của

lượng vi sóng và chúng có động năng rất lớn nên chuyển động nhiệt rất mạnh, làm căng xé

crom, khe đo của máy phổ hấp thụ nguyên tử, cường độ dòng đèn catot rỗng, nhiệt

các hạt mẫu từ trong ra. Thêm vào đó lại là hệ kín nên có áp suất cao làm cho nhiệt độ sôi

độ sấy mẫu, nhiệt độ tro hóa, luyện mẫu và nhiệt độ nguyên tử hóa mẫu.

cao hơn, thúc đẩy quá trình phân hủy mẫu rất nhanh từ trong ra và từ ngoài vào. Vì vậy,
mẫu được xử lý nhanh mà rất triệt để.

24

25

- Thu và ghi lại kết quả đo của cường độ vạch phổ hấp thụ.

2.3. Giới thiệu về phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GFAAS)[14,20]

2.3.2. Hệ trang bị của phép đo AAS

2.3.1. Nguyên tắc của phƣơng pháp

Dựa vào nguyên tắc của phép đo, hệ thống trang thiết bị của máy phổ hấp thụ nguyên

Khi nguyên tử tồn tại tự do ở thể khí và ở trạng thái cơ bản, nguyên tử không thu hay

tử gồm các phần sau:

phát năng lượng. Song khi được kích thích bằng một chùm ánh sáng đơn sắc có năng lượng

Phần I : Nguồn phát chùm tia bức xạ đơn sắc của nguyên tố cần phân tích

phù hợp, có bước sóng λ trùng với vạch phổ phát xạ đặc trưng của nguyên tố đó, thì chúng

- Đèn catot rỗng (Hollow Cathode Lamp - HCL)

sẽ hấp thụ năng lượng của tia sáng và sinh ra phổ hấp thụ nguyên tử của nó.

- Đèn phóng điện không điện cực (Electrodeless Discharge Lamp - EDL).

Trên cơ sở sự xuất hiện của phổ hấp thụ nguyên tử, chúng ta thấy phổ hấp thụ
nguyên tử chỉ được sinh ra khi nguyên tử tồn tại ở trạng thái khí tự do và ở mức năng lượng

- Đèn phát phổ liên tục đã biến điệu (D2 - Lamp hay Xe - Lamp).

cơ bản. Vì thế, muốn thực hiện được phép đo phổ hấp thụ nguyên tử của một nguyên tố, cần

Phần II : Hệ thống nguyên tử hoá mẫu phân tích

thực hiện các quá trình sau:

Kỹ thuật nguyên tử hoá không ngọn lửa: so với kỹ thuật nguyên tử hoá mẫu bằng

- Chuyển mẫu phân tích từ trạng thái ban đầu (rắn, dung dịch) thành trạng thái hơi.
Đó là quá trình hóa hơi mẫu.

ngọn lửa đèn khí, kỹ thuật này ra đời sau cùng với phép đo phổ hấp thụ nguyên tử không
ngọn lửa ( GF-AAS), nhưng lại có độ nhạy rất cao đạt đến 0,1ppb và hiện nay đang được

- Nguyên tử hóa đám hơi đó, phân li các phân tử, tạo ra đám hơi nguyên tử tự do của

ứng dụng rất phổ biến. Kỹ thuật nguyên tử hoá mẫu không ngọn lửa là quá trình nguyên tử

các nguyên tố cần phân tích trong mẫu để chúng có khả năng hấp thụ bức xạ đơn sắc. Đám

hoá mẫu tức khắc cuvet graphit chứa mẫu phân tích trong thời gian rất ngắn nhờ nguồn năng

hơi này là môi trường hấp thụ bức xạ sinh phổ AAS. Đây là giai đoạn quan trọng nhất và

lượng của dòng điện có cường độ dòng rất cao (từ 50 đến 600A) và thế thấp (dưới 12V)

quyết định đến kết quả của phép đo AAS.

trong môi trường khí trơ. Quá trình nguyên tử hoá xảy ra theo các giai đoạn kế tiếp nhau:

- Chiếu chùm sáng có bước sóng phù hợp với nguyên tố cần phân tích vào đám hơi
nguyên tử đó. Khi đó, nguyên tử cần xác định trong đám hơi đó sẽ hấp thụ bức xạ, tạo ra
phổ hấp thụ của nó.

sấy khô, tro hoá luyện mẫu, nguyên tử hoá để đo phổ hấp thụ và cuối cùng là làm sạch
cuvet. Trong đó hai giai đoạn đầu là chuẩn bị cho giai đoạn nguyên tử hoá đạt kết quả tốt. Ở
giai đoạn nguyên tử hoá mẫu, dưới tác dụng của nguồn năng lượng này, cuvet chứa mẫu
phân tích sẽ được nung đỏ ngay tức khắc, mẫu sẽ được hoá hơi và nguyên tử hoá để tạo ra

- Nhờ một hệ thống máy quang phổ, người ta thu toàn bộ chùm sáng sau khi đi qua

các nguyên tử tự do ở trạng thái hơi có khả năng hấp thụ tia bức xạ đơn sắc tạo ra phổ hấp

môi trường hấp thụ, phân ly chúng thành phổ và chọn một vạch phổ nhạy của nguyên tố cần

thụ nguyên tử của nó. Kỹ thuật này có độ hấp thụ bức xạ đơn sắc tạo ra phổ hấp thụ nguyên

phân tích để hướng vào khe đo cường độ của nó. Cường độ đó chính là tín hiệu hấp thụ của

tử của nó. Kỹ thuật này có độ nhạy rất cao, gấp hàng trăm có khi đến hàng nghìn lần phép

vạch phổ hấp thụ nguyên tử. Trong một giới hạn nhất định của nồng độ, giá trị cường độ

đo trong ngọn lửa mà lượng mẫu tiêu tốn ít ( mỗi lần 20- 50μL) .

này phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ C của nguyên tố cần phân tích theo phương trình :
Aλ = k.C

Phần III: Hệ quang học và detector dùng để thu, phân ly toàn bộ phổ của mẫu và
chọn vạch phổ hấp thụ cần đo hướng vào nhân quang điện để phát tín hiệu hấp thụ của vạch

Trong đó: Aλ : cường độ của vạch phổ hấp thụ,

phổ.
Phần IV: Hệ thống hiển thị kết quả đo theo nhiều cách khác nhau, từ đơn giản đến

k : hằng số thực nghiệm,
C : nồng độ nguyên tố cần phân tích trong mẫu đo phổ.

26

phức tạp:

27


- Trang bị đơn giản gồm: các điện kế chỉ năng lượng hấp thụ của vạch phổ, các máy
tự ghi để ghi lại cường độ vạch phổ dưới dạng các pic trên băng giấy.
- Trang bị hiện đại gồm: hệ thống bơm mẫu tự động (Auto Sampler), máy tính và
phần mềm chuyên dụng điều khiển mọi quá trình làm việc của phép đo và xử lý, chỉ hiện thị
kết quả đo màn hình. Tuy nhiên, loại trang bị này đắt tiền hơn.
Phương pháp phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử đã và đang được sử dụng rộng
rãi trong nhiều ngành khoa học bởi nó có nhiều tính năng ưu việt:
- Độ nhạy và độ chọn lọc cao.
- Không cần làm giàu nguyên tố cần xác định.
- Các thao tác thực hiện đơn giản, dễ làm, có thể xác định đồng thời hay liên tiếp
nhiều nguyên tố trong một mẫu. Các kết quả phân tích ổn định, sai số nhỏ (sai số không quá
15%).

2.4. Trang thiết bị, dụng cụ và hoá chất
2.4.1. Trang thiết bị
.
Để phục vụ cho quá trình xử lý mẫu sinh học, chúng tôi sử dụng lò vi sóng Q45
Envioprep (Canada). Các thông số đặt vào lò có ba chế độ điều khiển theo công suất, theo

Hình 2.1 - Hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử Model AA 6800

chương trình nhiệt độ, theo chương trình áp suất với áp suất tối đa có thể đặt vào là 200psi,
nhiệt độ tối đa là 2000C, công suất tối đa khuyến cáo là 80% công suất của máy (1500).
Để xác định lượng vết Cr bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử không
ngọn lửa (GF-AAS), chúng tôi sử dụng hệ thống máy quang phổ hấp thụ và phát xạ nguyên
tử Model AA 6800 (hãng Shimadzu, Nhật). Nguồn tạo tia đơn sắc là đèn catot rỗng (HCL),
lấy mẫu tự động ASC-6100 (hãng Shimadzu, Nhật), khí trơ được dùng là khí Ar (tinh khiết
99,99%)

28

29


Hình 2.2 - Bộ phận nguyên tử hoá chứa cuvet graphit

- Lọ đựng mẫu : 15, 50, 100 (ml).
Chƣơng 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1.Tối ƣu hóa các điều kiện xác định Crom bằng phƣơng pháp GF-AAS
Đối với một quá trình phân tích muốn đạt kết quả tốt thì việc nghiên cứu tối ưu hóa
các thông số đo phù hợp với phép phân tích định lượng một nguyên tố hóa học là một công
việc hết sức cần thiết và quan trọng trong kỹ thuật AAS.
Qua khảo sát sơ bộ, chúng tôi chọn những điều kiện sau để tiến hành tối ưu hóa các

thông số máy và khảo sát các yếu tố ảnh hưởng:
Dung dịch Cr: 5,0 ppb trong HNO3 2%, chất cải biến hóa học (NH4)H2PO4 0,01% .
Thể tích mẫu hút mỗi lần: 20μl
Chế độ đo: đo độ hấp thụ quang tính theo chiều cao pic
3.1.1. Khảo sát chọn vạch đo
Mỗi nguyên tử của một nguyên tố hóa học chỉ có thể hấp thụ được bức xạ có bước
sóng đúng bằng bước sóng nó phát ra trong quá trình phát xạ. Phổ hấp thụ của nguyên tố là

Hình 2.3 - Bộ phận lấy mẫu tự động ASC - 6100

phổ vạch. Với một nguyên tố, những vạch phổ khác nhau thì độ hấp thụ khác nhau. Việc

2.4.2. Hoá chất và dụng cụ

chọn vạch đo không chỉ có ý nghĩa để tìm được vạch phổ có độ hấp thụ cao nhất mà còn

2.4.2.1. Hoá chất

phải phù hợp với mục đích nghiên cứu và tránh được vạch phổ của các nguyên tố khác gây

- Axit đặc HNO3 65%, HCl 37%, H2SO4 98%, CH3COOH 100% tinh khiết phân tích
(pA), Meck.

Crom có các vạch phổ dặc trưng là : 357,9nm và 359,3nm; 360,5nm.

- Dung dịch H2O2 pA 30%
- Các dung dịch :

ảnh hưởng.

(NH4)H2PO4 pA 0,1%;
Mg(NO3)2

pA 0,1%;

Pd(NO3)2

pA 0,1%;

Ni(NO3)2

pA 0,1%.

- Dung dịch chuẩn Cr(VI) cho AAS, Meck 1000mg/l.
- Dung dịch gốc các cation kim loại để nghiên cứu ảnh hưởng.
2.4.2.2. Dụng cụ
- Bình định mức : 10, 25, 50, 100 (ml).

Kết quả khảo sát các vạch phổ đặc trưng của crom đối với dung dịch crom có nồng
độ 5,0ppb trong HNO3 2%, (NH4)H2PO4 0,01% được trình bày trong bảng 3.1:
Bảng 3.1 - Khảo sát chọn vạch đo phổ của crom
Vạch phổ
(nm)

Abs- lần 1

Abs - lần 2

Abs-lần 3

Abs- TB

RSD(%)

357,9

0,2530

0,2784

0,2705

0,2673

2,70

359,3

0,2069

0,2102

0,2030

0,2076

4,87

360,5

0,1194

0,1169

0,1006

0,1123

5,04

- Pipet : 1, 2, 5, 10 (ml); pipet tự động : 100- 5000μL.
- Cốc thuỷ tinh chịu nhiệt 100(ml), ống đong.

30

31


Kết quả khảo sát cho thấy tại vạch phổ Cr 357,9nm có độ chính xác và độ lặp lại cao

Từ kết quả thực nghiệm ở bảng 3.2 cho thấy cường độ dòng đèn HCL bằng 10

nhất. Do đó, chúng tôi chọn vạch đo phổ của Cr là 357,9nm làm vạch phân tích.

mA (50% Imax) cho kết quả độ nhạy và độ ổn định cao. Do đó, chúng tôi chọn cường độ

3.1.2. Khảo sát chọn cƣờng độ dòng đèn catot rỗng (HCL)

dòng đèn HCL là 10mA.

Độ hấp thụ của vạch phổ nguyên tố phân tích phụ thuộc nhiều vào cường độ chùm tia

3.1.3. Khảo sát chọn độ rộng khe đo (slit width)

do đèn HCL phát ra. Ta có thể thay đổi cường độ chùm tia phát xạ thông qua việc thay đổi

Chùm tia phát xạ cộng hưởng của nguyên tố phân tích phát ra từ đèn catốt rỗng, sau

cường độ dòng điện làm việc của đèn. Khi cường độ của dòng đèn HCL thấp, phép phân

khi đi qua môi trường hấp thụ sẽ được hướng vào khe đo của hệ thống đơn sắc. Trong hệ

tích sẽ có độ nhạy cao nhưng độ ổn định kém. Ngược lại, khi cường độ dòng đèn cao thì độ

thống này, chùm tia sáng được chuẩn trực và phân ly, sau đó chỉ một vạch phổ cần đo

nhạy giảm, độ ổn định cao. Mỗi đèn HCL đều có dòng điện giới hạn cực đại (Imax) riêng

hướng vào khe đo của bộ đơn sắc. Vạch phổ này tác dụng lên nhân quang điện sinh ra tín

được ghi trên vỏ đèn. Lý thuyết và thực nghiệm cho thấy, sử dụng đèn với cường độ từ

hiệu của cường độ vạch phổ hấp thụ. Do đó, khe đo phải được chọn phù hợp cho từng vạch

40%- 90% cường độ cực đại là tốt nhất.

phổ sao cho tín hiệu đủ nhạy, đạt độ ổn định cao và lấy được toàn bộ pic phổ, loại bỏ được

Do đó, phải chọn một giá trị cường độ dòng đèn tối ưu và duy trì trong suốt quá trình

sự chen lấn vạch phổ của các nguyên tố khác ở hai bên vạch phổ nghiến cứu.
Đối với máy phổ hấp thụ nguyên tử Model AA 6800, chúng tôi khảo sát các khe đo

thực nghiệm .
Với đèn HCL của Cr có Imax = 20mA, chúng tôi khảo sát cường độ dòng điện qua đèn
có giá trị từ 40% đến 90% giá trị của Imax với dung dịch Cr 5,0ppb trong HNO3 2%,
(NH4)H2PO4 0,01%. Kết quả khảo sát cường độ dòng đèn catốt rỗng được đưa ra ở trong

là: 0,2; 0,5; và 1,0; 2,0 (nm)
Kết quả khảo sát độ rộng khe đo với dung dịch Cr 5,0 ppb trong HNO3 2%
(NH4)H2PO4 0,01%, được đưa ra trong bảng 3.3:

bảng 3.2.

Bảng 3.3 - Khảo sát độ rộng khe đo
Bảng 3.2 - Khảo sát chọn cƣờng độ dòng đèn HCL

Khe đo

Cường độ
dòng đèn
I(mA)

Abs-lần 1

Abs- lần 2

Abs- lần 3

Abs- TB

RSD(%)

40%Imax

0,2853

0,2517

0,2528

0,2627

6,78

50%Imax

0,2676

0,2634

0,2638

0,2616

2,68

60%Imax

0,2550

0,2532

0,2310

0,2464

5,42

70%Imax

0,2612

0,2753

0,2557

0,2674

3,69

80%Imax

0,2353

0,2630

0,2466

0,2483

5,61

90%Imax

0,2499

0,2345

0,2494

0,2446

3,57

Abs-lần 1

Abs- lần 2

Abs- lần 3

Abs- TB

RSD(%)

0,2

0,2483

0,2536

0,2413

0,2477

9,06

0,5

0,2612

0,2656

0,2753

0,2674

2,71

1,0

0,2279

0,2244

0,2106

0,2210

4,14

2,0

0,1969

0,1991

0,1858

0,1939

3,67

(nm)

Qua kết quả khảo sát trong bảng 3.3 cho thấy, với độ rộng khe đo là 0,5 nm thì độ
hấp thụ quang của Cr là lớn và ổn định. Khi đó, 100% diện tích pic của Cr nằm trong
khoảng xác định của khe đo. Do đó, chúng tôi chọn độ rộng khe đo là 0,5nm cho phép xác
định Cr.

32

33


3.1.4. Khảo sát các điều kiện nguyên tử hoá mẫu
Nguyên tử hoá mẫu là quá trình quan trọng nhất trong phép đo AAS, thực hiện không

Kết quả khảo sát nhiệt độ tro hoá với mẫu Cr 5,0ppb trong HNO3 2%, (NH4)H2PO4
0,01% được đưa ra trong bảng 3.4:

tốt quá trình này sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả của phép đo.
Quá trình nguyên tử hóa của kỹ thuật nguyên tử hoá không ngọn lửa xảy ra theo các
giai đoạn sau : sấy mẫu, tro hoá luyện mẫu, nguyên tử hoá để đo độ hấp thụ, ngoài ra sau

Bảng 3.4 - Khảo sát nhiệt độ tro hoá mẫu
Nhiệt độ (0C)

500

600

700

800

1000

AbsCr

0,247

0,262

0,269

0,275

0,271

các giai đoạn này là làm sạch cuvet. Hai giai đoạn đầu là chuẩn bị cho giai đoạn nguyên tử
hoá đạt kết quả tốt.

Từ kết quả thực nghiệm, chúng tôi chọn nhiệt độ tro hoá của Cr là 8000C trong thời

3.1.4.1. Khảo sát nhiệt độ sấy

gian 20 giây, tốc độ tăng nhiệt độ là 2000C/giây

Đây là giai đoạn đầu tiên của quá trình nguyên tử hoá mẫu. Nó rất cần thiết để đảm
bảo cho dung môi hoà tan mẫu bay hơi nhẹ nhàng và hoàn toàn, nhưng không làm bắn, mất
mẫu. Nhiệt độ và thời gian sấy khô của mỗi loại mẫu phụ thuộc vào bản chất của các chất ở
trong mẫu và dung môi hoà tan của nó. Nói chung nhiệt độ sấy khô phù hợp đối với đa số
các mẫu vô cơ trong dung môi nước từ khoảng 1000C đến 1500C, trong thời gian 25 trong
40 giây, với lượng mẫu bơm vào nhỏ hơn 100μl. Việc tăng nhiệt độ sấy ở nhiệt độ phòng
đến nhiệt độ sấy mong muốn cần được thực hiện từ từ, với tốc độ gia nhiệt từ 50C/ giây ,
đến 80C/giây là phù hợp, chúng tôi thực hiện quá trình sấy qua ba bước :
Bước 1: Nhiệt độ1500C trong 20 giây, nhiệt độ tăng tuyến tính theo thời gian;
Bước 2: Nhiệt độ 2500C trong 10 giây, nhiệt độ tăng tuyến tính theo thời gian;
3.1.4.2. Khảo sát nhiệt độ tro hoá luyện mẫu
Đây là giai đoạn thứ hai của quá trình nguyên tử hoá mẫu. Mục đích của giai đoạn

3.1.4.3. Khảo sát nhiệt độ nguyên tử hoá mẫu
Đây là giai đoạn cuối cùng của quá trình nguyên tử hoá mẫu nhưng lại là giai đoạn
quyết định cường độ của vạch phổ. Giai đoạn này được thực hiện trong thời gian rất ngắn
(3- 5 giây) nhưng tốc độ tăng nhiệt độ lại rất lớn (18000C - 28000C/giây) để đạt ngay tức
khắc đến nhiệt độ nguyên tử hoá và thực hiện phép đo cường độ vạch phổ. Nhiệt độ nguyên
tử hoá của mỗi nguyên tố là rất khác nhau, đồng thời mỗi nguyên tố cũng có nhiệt độ
nguyên tử hoá tới hạn của nó. Khi nguyên tử hóa mẫu ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ nhiệt độ
tới hạn, độ hấp thụ của vạch phổ không tăng thêm mà kết quả đo thường không ổn định và

nhanh hỏng cuvet.
Kết quả khảo sát nhiệt độ nguyên tử hoá mẫu Cr 5,0ppb trong HNO3 2%,
(NH4)H2PO4 0,01% được đưa ra ở bảng 3.5 và hình 3.4:
Bảng 3.5 - Khảo sát nhiệt độ nguyên tử hoá mẫu

này là để tro hoá (đốt cháy) các hợp chất hữu cơ và mùn có trong mẫu sau khi đã sấy khô,
0

đồng thời nung luyện mẫu ở một nhiệt độ thuận lợi cho giai đoạn nguyên tử hoá đạt hiệu

Nhiệt độ ( C)

1600

1800

2000

2100

2300

suất cao và ổn định. Nếu chọn nhiệt độ tro hoá quá cao, một số hợp chất có thể bị phân huỷ

AbsCr

0,189

0,217

0,226

0,235

0,251

0

mất trong giai đoạn này. Mỗi nguyên tố đều có nhiệt độ tro hoá tới hạn, nếu tro hoá mẫu ở

Nhiệt độ ( C)

2400

2500

2600

2700

2800

nhiệt độ cao hơn thì có thể làm mất chất phân tích do đó độ hấp thụ quang giảm và không

AbsCr

0,264

0,261

0,272

0,255

0,252

ổn định. Tuy nhiên, cũng không nên tro hoá ở nhiệt độ quá thấp so với nhiệt độ giới hạn, vì
như thế sẽ không tốt cho giai đoạn nguyên tử hoá tiếp theo.
Thực nghiệm chỉ ra rằng, chỉ nên tro hoá mẫu ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ giới hạn
từ 30 - 500C hoặc cao nhất là đúng nhiệt độ giới hạn.

34

35


Kết quả khảo sát độ hấp thụ quang của dung dịch Cr 5,0ppb; (NH4)H2PO4 0,01%
trong các loại axit HNO3, HCl, H2SO4, CH3COOH có các nồng độ từ 0 - 3% được trình bày

0.3

trong bảng 3.6 , bảng 3.7, bảng 3.8, bảng 3.9:

Abs(Cr)

0.25

Bảng 3.6 - Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ axit HNO3

0.2

0.15

Nồng độ

0.1

HNO3(%)

0.05
0
0

500

1000

1500

2000

2500

3000

nhiệt độ ( C)

Hình 3.4 - Đồ thị khảo sát nhiệt độ nguyên tử hóa của crom

Abs-lần 1

Abs- lần 2

Abs- lần 3

Abs- TB

RSD(%)

0

0,225

0,268

0,255

0,249

8,97

0,5

0,259

0,247

0,256

0,254

3,19

1,0

0,265

0,257

0,254

0,256

2,89

2,0

0,272

0,263

0,269

0,268

1,73

3,0

0,258

0,259

0,233

0,250

5,92

Bảng 3.7 - Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ axit HCl

Dựa vào đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào nhiệt độ nguyên tử
hóa của Cr, chúng tôi nhận thấy tại nhiệt độ 26000C, giá trị độ hấp thụ quang là lớn nhất. Do

Nồng độ

Abs - lần 1

Abs - lần 2

Abs - lần 3

Abs - TB

RSD(%)

0

0,225

0,268

0,255

0,249

8,97

Ngoài ba giai đoạn chính trên còn có giai đoạn phụ: làm sạch và làm nguội cuvet.

0,5

0,224

0,216

0,213

0,2218

2,46

Mặc dù là giai đoạn phụ của chu trình nguyên tử hoá nhưng giai đoạn này lại rất cần cho

1,0

0,231

0,230

0,222

0,228

2,39

việc đo mẫu tiếp theo để đảm bảo kết quả phân tích tốt cho tất cả các mẫu. Mục đích của

2,0

0,242

0,246

0,240

0,243

1,24

giai đoạn này là loại hết các chất còn lại trong cuvet và đưa cuvet về nhiệt độ phòng để bơm

3,0

0,229

0,243

0,237

0,236

3,09

0

đó, chúng tôi chọn nhiệt độ nguyên tử hóa của Cr là 2600 C trong thời gian 3 giây, tốc độ
tăng nhiệt 20000C/s.

HCl (%)

0

mẫu kế tiếp. Chúng tôi chọn nhiệt độ làm sạch cuvet với Cr là 2700 C trong thời gian 3
giây.

Bảng 3.8 - Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ axit H2SO4
Nồng độ

3.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến phép đo

H2SO4 (%)

Abs - lần 1

Abs - lần 2

Abs - lần 3

Abs - TB

RSD(%)

0

0,225

0,268

0,255

0,249

8,97

0,5

0,197

0,198

0,201

0,199

1,04

trường axit để tránh hiện tượng thuỷ phân của kim loại hay tạo thành một số hợp chất khó

1,0

0,195

0,191

0,207

0,198

4,17

tan khác. Nồng độ axit và các loại axit có trong mẫu cũng có thể gây ảnh hưởng đến cường

2,0

0,216

0,212

0,202

0,210

3,59

độ vạch phổ của nguyên tố phân tích thông qua khả năng hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu.

3,0

0,193

0,191

0,190

0,192

0,81

3.2.1. Khảo sát ảnh hƣởng của axit và nồng độ axit
Nói chung, trong phép đo GF-AAS, mẫu phân tích ở dạng dung dịch và trong môi

Ảnh hưởng này thường gắn liền với các loại anion của axit. Axit càng khó bay hơi càng làm
giảm nhiều cường độ vạch phổ hấp thụ. Trong quá trình xử lý mẫu có sử dụng axit HNO3
nên chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của loại axit này.

36

37


- Nhóm các chất có khả năng kết hợp với nguyên tố cần phân tích thành các hợp chất

Bảng 3.9 - Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ axit CH3COOH
Nồng độ

khó bay hơi hơn, làm cho các quá trình tro hoá và nguyên tử hoá có thể tiến hành ở nhiệt độ
Abs - lần 1

Abs - lần 2

Abs - lần 3

Abs - TB

RSD(%)

0

0,255

0,268

0,255

0,249

8,97

0,5

0,286

0,217

0,214

0,265

12,2

Ngoài ra ta có thể kết hợp 2 loại trên để tăng khả năng loại nền, tăng nhiệt độ nguyên

1,0

0,232

0,195

0,246

0,224

13,4

tử hoá, như vậy sẽ thu được kết quả tốt hơn. Ví dụ có thể dùng hỗn hợp Mg(NO3)2 và

2,0

0,273

0,224

0,255

0,251

8,40

NH4NO3 ...

3,0

0,235

0,251

0,299

0,243

3,32

CH3COOH(%)

cao hơn nhiệt độ tro hoá hơi của nền mẫu. Các chất điển hình thuộc nhóm này là: Pd(NO3)2,
Mg(NO3)2 và (NH4)H2PO4... [20].

Trong phép đo phổ của Cr, để chọn được chất cải biến hóa học phù hợp, chúng tôi
tiến hành khảo sát dung dịch Cr 5,0ppb trong HNO3 2% với 4 loại chất cải biến hóa học

Từ các kết quả thực nghiệm cho thấy, chúng ta có thể sử dụng axit HNO3 2% hoặc

Pd(NO3)2, (NH4)H2PO4, Mg(NO3)2 , Ni(NO3)2. Kết quả khảo sát được ghi trong bảng 3.10.
Bảng 3.10 - Khảo sát ảnh hƣởng của các chất cải biến hóa học

HCl 2% cho phép phân tích Cr, vì trong nền của các axit này, độ hấp thụ quang của Cr cao
và ổn định nhất. Tuy nhiên trong quá trình xử lý mẫu dùng axit HNO3 để phá mẫu, vì vậy

Chất cải biến

Không có

Pd(NO3)2

(NH4)H2PO4

Mg(NO3)2

Ni(NO3)2

hóa học

chất cải biến

0,01%

0,01%

0,01%

0,01%

Abs - lần 1

0,262

0,302

0,271

0,267

0,256

Kỹ thuật nguyên tử hoá không ngọn lửa làm cho độ nhạy phát hiện của phương pháp

Abs - lần 2

0,251

0,301

0,275

0,268

0,257

hấp thụ nguyên tử tăng lên rất nhiều nhờ hiệu suất nguyên tử hoá cao nhưng ảnh hưởng của

Abs - lần 3

0,265

0,332

0,273

0,259

0,269

nền mẫu đến độ hấp thụ quang của nguyên tố phân tích là rất lớn, nhất là trong các nền phức

Abs - TB

0,259

0,312

0,273

0,264

0,260

chúng tôi chọn axit HNO3 2% làm môi trường cho mẫu phân tích.
3.2.2. Khảo sát chất cải biến hoá học (chemical modifier)

tạp. Nếu trong mẫu có chứa các hợp chất bền nhiệt, khó bay hơi, khó nguyên tử hoá thì sẽ

BG

0,015

0,013

0,008

0,012

0,016

gây khó khăn, cản trở cho quá trình hoá hơi và nguyên tử hoá các nguyên tố cần phân tích,

Abs/BG

17,267

24,000

34,125

22,000

16,292

dẫn đến làm giảm độ ổn định và giảm độ nhạy. Vì vậy, muốn có được kết quả có độ chính

RSD(%)

4,59

3,22

1,73

2,16

3,83

xác cao, ta phải tìm cách giảm hoặc loại trừ sự ảnh hưởng của nền mẫu. Để làm việc đó,
người ta có thể tăng nhiệt độ nguyên tử hoá mẫu hoặc thêm vào mẫu phân tích các chất cải
biến hoá học. Tuy nhiên, tăng nhiệt độ nguyên tử hoá cũng chỉ có một giới hạn nhất định.
Do đó, thêm các chất cải biến hoá học được ứng dụng rộng rãi hơn để loại trừ ảnh hưởng
của nền mẫu đối với nguyên tố cần xác định khi định lượng trực tiếp nguyên tố này. Đây
chính là điểm ưu việt của kỹ thuật nguyên tử hoá không ngọn lửa trong phương pháp phổ
hấp thụ nguyên tử. Có hai nhóm chất cải biến hoá học:
- Nhóm các chất khi thêm vào sẽ tạo với các cấu tử nền những dạng dễ bay hơi, cho
phép loại những thành phần ảnh hưởng chính của nền ra khỏi mẫu trước giai đoạn nguyên

Từ các kết quả thực nghiệm, ta thấy :
Khi có mặt chất cải biến hóa học thì độ hấp thụ quang của Cr tăng lên so với khi
không có mặt chất cải biến hóa học, tín hiệu thu được ổn định hơn, tín hiệu đường nền giảm.
Tỷ lệ tín hiệu giữa độ hấp thụ quang của Cr (AbsCr) với tín hiệu đường nền (BG) khi
có mặt chất cải biến hóa học (NH4)H2PO4 là lớn nhất.
Do đó, chúng tôi chọn (NH4)H2PO4 làm chất cải biến hóa học. Để chọn được nồng
độ (NH4)H2PO4 thích hợp, chúng tôi khảo sát dung dịch Cr 5,0ppb trong HNO3 2% với
(NH4)H2PO4 ở các nồng độ khác nhau. Kết quả khảo sát được chỉ ra trong bảng 3.11.

tử hoá của nguyên tố phân tích. Nhóm này gồm các chất: NH4NO3, NH4CH3COO... [20]

38

39


- Nhóm các anion : Cl-, SO4 2-.

Bảng 3.11 - Khảo sát nồng độ của (NH4)H2PO4

Nồng độ

0

0,01

0,02

0,03

0,05

0,1

Abs - lần 1

0,262

0,271

0,261

0,259

0,285

0,266

Abs - lần 2

0,251

0,275

0,262

0,256

0,281

0,269

Abs - lần 3

0,265

0,273

0,254

0,258

0,267

0,254

Abs - TB

0,259

0,273

0,259

0,258

0,277

0,263

BG

0,015

0,008

0,011

0,013

0,012

0,018

RSD(%)

4,59

1,73

2,89

3,45

7,68

4,59

(NH4)H2PO4 (%)

3.2.3.1. Khảo sát ảnh hƣởng của các cation
3.2.3.1.1. Khảo sát ảnh hƣởng của các kim loại kiềm thổ
Mẫu nghiên cứu là dung dịch Cr 5,0ppb trong HNO3 2%, (NH4)H2PO4 0,01% với các
kim loại kiềm thổ có nồng độ khác nhau:
-Ca : 0 - 8ppm
-Mg : 0 - 4ppm
Kết quả được chỉ ra trong bảng 3.13.
Bảng 3.13- Khảo sát ảnh hƣởng của các kim loại kiềm thổ

Qua kết quả thực nghiệm cho thấy : nồng độ (NH4)H2PO4 phù hợp đối với Cr trong
mẫu phân tích là 0,01%. Vì vậy, chúng tôi chọn (NH4)H2PO4 0,01% làm chất cải biến hóa
học cho phép định lượng Cr.
3.2.3. Khảo sát ảnh hƣởng của các cation và anion
Trong dung dịch phân tích, ngoài nguyên tố cần phân tích còn có nhiều nguyên tố

Mẫu

C0

C1

C2

C3

C4

Ca (ppm)

0

2

4

6

8

AbsCr

0,267

0,269

0,275

0,278

0,283

ER

-

2,35

3,46

4,52

3,61

khác tồn tại dưới dạng cation hay anion hòa tan. Các ion này có thể làm tăng, làm giảm hoặc

Mg (ppm)

0

1

2

3

4

cũng có thể không gây ảnh hưởng đến độ hấp thụ quang của Cr. Vì vậy, phải khảo sát từng

AbsCr

0,265

0,274

0,282

0,291

0,273

cation, từng nhóm cation và nhóm anion, nếu có ảnh hưởng thì phải loại trừ. Kết quả khảo

ER

-

1,25

2,71

3,79

2,55

sát bán định lượng thành phần các nguyên tố có mặt trong một số mẫu rau bằng phương
pháp ICP-MS được chỉ ra trong bảng 3.12.

Mg, sự có mặt của các kim loại kiềm thổ Ca, Mg đều không ảnh hưởng đến độ hấp thụ

Bảng 3.12 - Khảo sát thành phần các nguyên tố có trong rau
Nguyên tố

Hàm lượng

STT

1

Ca

5ppm

2

Mg

2ppm

3

Al

125ppb

STT

Nhận xét : Trong khoảng nồng độ từ 0ppm đến 8ppm với Ca, từ 0ppm đến 4ppm với

Nguyên tố

Hàm lượng

4

Fe

554ppb

5

Cu

13ppb

6

Mn

61ppb

Dựa trên kết quả khảo sát bán định lượng, chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng
của các cation có bước sóng gần với bước sóng của crom xem có gây ảnh hưởng đến độ hấp

quang của Cr ( sai số nhỏ hơn 10%).
3.2.3.1.2. Khảo sát ảnh hƣởng của các cation kim loại hóa trị III
Mẫu nghiên cứu là dung dịch Cr 5,00ppb trong HNO3 2%, (NH4)H2PO4 0,01% với
nồng độ của các kim loại hóa trị III khác nhau:
- Al : 0 - 150ppb.
- Fe : 0 - 500ppb.

Kết quả được chỉ ra trong bảng 3.14.
Bảng 3.14 - Khảo sát ảnh hƣởng của các cation kim loại hóa trị III

thụ quang của Cr hay không và các anion thuộc các nhóm sau:
- Nhóm kim loại kiềm thổ: Ca, Mg.

Mẫu

C0

C1

C2

C3

C4

- Nhóm kim loại hóa trị III : Al, Fe.

Al (ppb)

0

50

100

120

150

- Nhóm kim loại nặng hóa trị II: Cu, Mn.

Fe(ppb)

0

200

300

400

500

40

41


AbsCr

0,275

0,261

0,254

0,286

0,299

Cu (ppb)

ER

-

3,26

4,51

2,68

1,78

Mn (ppb)

0

40

60

80

100

AbsCr

0,277

0,273

0,276

0,283

0,275

ER

-

2,37

3,75

4,61

2,24

Nhận xét : Trong khoảng nồng độ từ 0ppb đến 150ppb với Al, từ 0ppb đến 500ppb
với Fe, sự có mặt của các cation hóa trị III đều không làm ảnh hưởng đến độ hấp thụ quang
của Cr ( sai số nhỏ hơn 10%).

0

5

10

15

20

Nhận xét : Theo kết quả khảo sát cho thấy, trong các điều kiện đã chọn, sự có mặt
của các cation đều không ảnh hưởng đến độ hấp thụ quang của Cr ( sai số nhỏ hơn 10%)

3.2.3.1.3. Khảo sát ảnh hƣởng của các cation kim loại nặng hóa trị II
Mẫu nghiên cứu là dung dịch Cr 5,0ppb trong HNO3 2%, (NH4)H2PO4 0,01% với

3.2.3.2. Khảo sát ảnh hƣởng của các anion

nồng độ của các cation kim loại nặng hóa trị II khác nhau:

Mẫu nghiên cứu là dung dịch 5,0ppb trong HNO3 2%, (NH4)H2PO4 0,01% với nồng
độ của các anion khác nhau :

- Cu : 0 - 20ppb.
- Mn : 0 - 100ppb.

-Cl-

Kết quả được chỉ ra trong bảng 3.15.

: 0 - 200ppm.
2-

-SO4 : 0 - 20ppm.

Bảng 3.15 - Khảo sát ảnh hƣởng của các cation kim loại nặng hóa trị II
Mẫu

C0

C1

C2

C3

C4

Cu (ppb)

0

5

10

15

20

Mn (ppb)

0

40

60

80

100

AbsCr

0,276

0,271

0,282

0,273

0,278

ER

-

1,43

0,85

0,73

2,95

Nhận xét : Trong khoảng nồng độ từ 0ppb đến 20ppb với Cu, từ 0ppb đến 100ppb
với Mn, sự có mặt của các kim loại nặng hóa trị II đều không ảnh hưởng đến độ hấp thụ
quang của Cr ( sai số nhỏ hơn 10%).

Kết quả được chỉ ra trong bảng 3.17.
Bảng 3.17 - Khảo sát ảnh hƣởng của các anion
Mẫu
Cl (ppm)

SO42-(ppm)
AbsCr
ER

3.2.3.1.4. Khảo sát ảnh hƣởng của tổng các cation

C1

C2

C3

C4

0

50

100

150

200

0

5

10

15

20

0,292

0,279

0,281

0,275

0,269

-

1,24

5,45

2,71

3,26

Nhận xét : Trong khoảng nồng độ từ 0ppm đến 200ppm với Cl- và nồng độ từ 0pppm

Mẫu nghiên cứu là dung dịch Cr 5,0ppb trong HNO3 2%, (NH4)H2PO4 0,01 % với
nồng độ của các cation kim loại thay đổi được chỉ ra ở bảng 16.

đến 20ppm với SO42-, sự có mặt của các anion Cl-, SO42- đều không ảnh hưởng đến độ hấp
thụ quang của Cr (sai số nhỏ hơn 10%).

Bảng 3.16 - Khảo sát ảnh hƣởng của tổng các cation kim loại

3.2.3.3. Khảo sát ảnh hƣởng của tổng các cation và anion

Mẫu

C0

C1

C2

C3

C4

Ca (ppm)

0

2

4

6

8

Mg (ppm)

0

1

2

3

4

Al (ppb)

0

50

100

120

150

Fe (ppb)

0

200

300

400

500

42

C0



Mẫu nghiên cứu là dung dịch Cr 5,0ppb trong HNO3 2%, (NH4)H2PO4 0,01% với
nồng độ của các cation và anion thay đổi được chỉ ra trong bảng 3.18.

43

Trong đó :

Bảng 3.18 - Khảo sát ảnh hƣởng của tổng các cation và anion

Aλ

:

cường độ hấp thụ của vạch phổ tại bước sóng λ,

K

:

hằng số thực nghiệm,

C

:

b

:

Mẫu

C0

C1

C2

C3

C4

Ca (ppm)

0

2

4

6

8

Mg (ppm)

0

1

2

3

4

Al (ppb)

0

50

100

120

150

Fe (ppb)

0

200

300

400

500

Cu (ppb)

0

5

10

15

20

Aλ = K.C

Mn (ppb)

0

40

60

80

100

Khoảng nồng độ này gọi là khoảng tuyến tính của nguyên tố phân tích. Khoảng tuyến

Cl  (ppm)

0

50

100

150

200

tính của mỗi nguyên tố ở mỗi vạch phổ khác nhau là khác nhau. Do đó, để xác định crom,

AbsCr

0
0,285

5
0,272

10
0,275

15
0,283

20
0,294

ER

-

4,81

1,29

2,37

3,78

SO42-(ppm)

Nhận xét : Từ kết quả khảo sát trên, ta có giới hạn nồng độ không làm ảnh hưởng tới

STT

Nguyên tố

Hàm lượng

1

Ca

≤ 8ppm

2

Mg

≤ 4ppm

3

Al

≤ 150ppb

4

Fe

≤ 500ppb

5

Cu

≤ 20ppb

6

Mn

≤ 100ppb

7

-

≤ 200ppm

2-

≤ 20ppm

8

Cl

SO4

hằng số (0 < b ≤ 1).

Trong một khoảng nồng độ nhất định và nhỏ thì b = 1. Khi đó, mối quan hệ giữa Aλ
và C là tuyến tính.

phải tiến hành khảo sát tìm khoảng tuyên tính của phép đo GF- AAS với nguyên tố crom.
Chuẩn bị một dãy dung dịch chuẩn Cr từ 1,0ppb đến 20,0ppb trong môi trường
HNO3 2%, (NH4)H2PO4 0,01% rồi đo phổ theo các điều kiện đã chọn. Kết quả được chỉ ra ở
bảng 3.20 :

phép đo của các kim loại có trong mẫu được đưa ra trong bảng 3.19 dưới đây :
Bảng 3.19 - Giới hạn hàm lƣợng các cation và anion

nồng độ của nguyên tố trong dung dịch mẫu đo phổ

Bảng 3.20 - Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của crom
CCr (ppb)

1,0

2,0

4,0

5,0

8,0

AbsCr

0,056

0,120

0,229

0,250

0,464

RSD (%)

1,83

4,74

2,67

1,98

3,45

CCr (ppb)

10,0

12,0

14,0

16,0

18,0

AbsCr

0,585

0,701

0,816

0,8319

0,840

RSD (%)

1,91

2,21

3,94

4,25

3,23

3.3. Phƣơng pháp đƣờng chuẩn đối với phép đo GF- AAS
3.3.1. Khảo sát khoảng tuyến tính và xây dựng đƣờng chuẩn
Trong phép đo AAS, việc định lượng một nguyên tố dựa vào phương trình cơ bản :
Aλ = K.Cb

44

45


Kết quả tính toán theo phần mềm Origin 7.5 thu được như sau:
ΔA = t(0,95; 6) × SA = 1,94 × 0,00377 =0,007
Abs

0.9
0.8

ΔB = t(0,95; 6) × SB = 1,94 × 0,00053 =0,001

0.7

Phương trình hồi quy đầy đủ của đường chuẩn có dạng Y = A + B × X như sau :

0.6
0.5

AbsCr = (-0,004 ± 0,007) + (0,058 ± 0,001) × CCr

0.4

Trong đó : AbsCr : độ hấp thụ quang của Cr ở λ = 357,9nm.

0.3

CCr

: nồng độ Cr (ppb)

0.2

Tính nồng độ chất phân tích dựa trên đường chuẩn

0.1

Ccr(ppb)

Từ phương trình hồi quy tìm được, khi mẫu định phân có tín hiệu phân tích AbsCr,0

0
0

5

10

15

20

thì có thể tính được nồng độ chưa biết CCr,0 theo công thức:
CCr ,0 =

Hình 3.5 - Khảo sát khoảng tuyến tính của crom
Từ kết quả thực nghiệm chỉ ra trong bảng 3.21 và hình 3.5 cho thấy khoảng nồng độ

Abs Cr ,0  A
B

Theo quy luật lan truyền sai số, độ lệch chuẩn của nồng độ CCr được tính như sau:

tuyến tính của Cr là 1,0ppb - 12ppb. Do đó , khi phân tích mẫu thực tế nếu hàm lượng Cr
nằm ngoài khoảng tuyến tính thì phải pha loãng hoặc làm giàu mẫu.

S Cr ,0 

Từ kết quả khảo sát xác định khoảng tuyến tính trong hình 3.5, sử dụng phần mềm
Origin 7.5, chúng tôi lập đường chuẩn và phương trình đường chuẩn của Cr. Kết quả được

S Abs / C
B






Abs Cr ,0  Abs Cr
1 1
 
n m B2
 CCr,0  CCr



2

2

Trong đó:

chỉ ra trong hình 3.6:
SCr,0: độ lệch chuẩn ước đoán
AbsCr,0: giá trị thực nghiệm thu được khi phân tích mẫu có nồng độ CCr,0

AbsCr

0.8
0.7

n

: số mẫu chuẩn dùng xây dựng đường chuẩn

m

: số lần đo lặp của mẫu phân tích

Pt duong chuan:Y = A + B x X

0.6

Thong so Gia tri Sai so
------------------------------------------------A
-0.00367 0.00377
B
0.05859 5.30562E-4
-------------------------------------------------

0.5
0.4
0.3

R
SD
N
P
------------------------------------------------0.9998 0.00533
7
<0.0001
--------------------------------------------------

0.2
0.1

CCr (ppb)

0.0
0

2

4

6

8

10

12

Hình 3.6 - Đƣờng chuẩn của crom

46

Kết quả phân tích mẫu chưa biết sẽ được viết dưới dạng CCr,0 ± t × SCr,0 với bậc tự do
n-2.
3.2. Kiểm tra hằng số trong phƣơng trình hồi quy
Để kiểm tra sai số hệ thống của phương pháp cần so sánh hằng số A của phương
trình hồi quy với giá trị 0.
Nếu xem A = 0, phương trình trở thành: AbsCr= B’ × CCr

47

Các giá trị B’ được tính theo bảng sau:

3.3.3. Giới hạn phát hiện, giới hạn định lƣợng

CCr

1,0

2,0

4,0

5,0

8,0

10,0

12,0

AbsCr

0,056

0,120

0,229

0,250

0,464

0,585

0,701

0,056

0,060

0,057

0,050

0,058

0,059

0,058

’

B

1. Giới hạn phát hiện crom bằng phép đo GF-AAS theo đường chuẩn:
LOD =

Các giá trị liên quan đến hệ số là:

3  S Abs 3 0,0053

=
= 0,3ppb
B
0,058

2. Giới hạn định lượng crom bằng phép đo GF-AAS theo đường chuẩn:
10  S Abs 10  0,0053
=
= 0,9ppb
0,058
B

Mean

Trung bình

0,057

Standard Error

Độ sai chuẩn

0,001

Standard Deviation

Độ lệch chuẩn

0,003

Sample Variance

Phương sai mẫu

0,001

Để đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo ta dựng đường chuẩn, pha 3 mẫu có

Sum

Tổng

0,398

nồng độ ở điểm đầu, điểm giữa và điểm cuối của khoảng tuyến tính. Thực hiện đo mỗi mẫu

Nếu A  0 không có nghĩa thống kê ở mức tin cậy 95%, phương trình hồi quy có





dạng: AbsCr = B '  t  S B  CCr
'

LOQ =

3.3.4. Sai số và độ lặp lại của phép đo

10 lần.

Sai số được tính theo công thức:

Ta có : AbsCr = (0,057 ± 1,94 × 0,001) × CCr

ER=

Abs Cr,i  Abs Cr,t
Abs Cr,t

Abs = (0,057 ± 0,003) × CCr
Áp dụng công thức : SS   Abs Cr,i  A  B  CCr,i  và S 2 

SS
n2



'

2

 100

Trong đó:
ER : sai số phần trăm tương đối.
AbsCr,i : độ hấp thụ quang của Cr đo được.

SS '   Abs Cr,i  B '  CCr,i



2

và S 2 

SS
n3

AbsCr,t : độ hấp thụ quang của Cr tìm được theo đường chuẩn.
Độ lặp lại của phép đo được xác định theo các đại lượng S2 và CV.

Ta có bảng giá trị sau:
Hàm

Tổng các bình phương

Bậc tự do

Phương sai

AbsCr =A + B×CCr

SS = 1,543.10-3

6

S2 = 2,57.10-4

AbsCr =B’ ×CCr

SS’= 0,51.10-4

5

S’2 = 1,02.10-5

Có Ftính 

S '2 1,02.10 5

 0,04 (F - chuẩn Fisher)
S 2 2,57.10 4

Các đại lượng này tính theo công thức :
S2=

CV=

 Abs

 Abs Cr ,tb 

2

Cr ,i

n 1

S
 100

Abs Cr ,tb

Fbảng ( 0,95; 5; 6) = 4,39.
Như vậy, Ftính< Fbảng (0,95; 5; 6) có nghĩa là sự khác nhau giữa giá trị A và 0 không
có ý nghĩa thống kê. Điều này nghĩa là: phương pháp không mắc sai số hệ thống.

48

49