quang phổ hấp thu nguyên tử

MỤC LỤC

HÌNH


LỜI NÓI ĐẦU
AAS là phương pháp phân tích dựa trên sự hấp thụ tia cực tím hay tia khả
kiến bởi các nguyên tử tự do ở trạng thái khí. Đây là một phương pháp tương đối
đơn giản và được sử dụng rộng rãi nhất trong các phương pháp quang phổ
nguyên tử, dùng để phân tích thực phẩm nhiều năm nay. Nó đang dần được thay
thế bằng cách kết hợp với phổ plasma (ICP) hoặc plasma-mass. Hai loại tác
nhân nguyên tử hoá thường được dùng trong AAS là ngọn lửa và nhiệt điện.
Ở nước ta phương pháp AAS cũng được chú ý và phát triển trong những
năm gần đây, đặc biệt trong các trường học, viện nghiên cứu cũng được trang bị
thiết bị này để phục vụ cho nghiên cứu, giảng dạy và học tập.
Hiện nay trong thực phẩm, phương pháp này là một trong những công cụ đắc
lực để xác định hàm lượng kim loại và các nguyên tố trong thực phẩm.

QUANG PHỔ HẤP THU NGUYÊN TỬ
2


1. CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THU NGUYÊN TỬ

1.1. Nguyên tắc
Trong điều kiện bình thường nguyên tử không thu và cũng không phát ra
năng lượng dưới dạng các bức xạ. Lúc này nguyên tử tồn tại ở trạng thái cơ bản.
Đó là trạng thái bền vững và nghèo năng lượng nhất của nguyên tử. Nhưng khi
nguyên tử ở trạng thái hơi tự do, nếu ta chiếu một chùm tia sáng có bức xạ sóng
(tần số) xác định vào đám hơi nguyên tử đó thì các nguyên tử đó sẽ hấp thu các
bức xạ có bước sóng nhất định ứng đúng với những tia phát xạ mà nó có thể

phát ra được trong quá trình phát xạ của nó.
Lúc này nguyên tử đã nhận năng lượng của các tia bức xạ chiếu vào nó và
nó chuyển lên trạng thái kích thích có năng lương cao hơn trạng thái cơ bản. Đó
là tính chất đặc trưng của nguyên tử ở trạng thái hơi. Quá trình đó được gọi là
quá trình hấp thu năng lượng của nguyên tử tự do ở trạng thái hơi và tạo ra phổ
nguyên tử của nguyên tố đó. Phổ sinh ra trong quá trình này gọi là phổ hấp thụ
nguyên tử.
Quá trình nguyên tử hoá mẫu
Nguyên tử hoá mẫu phân tích là một công việc hết sức quan trọng trong
phép đo quang phổ hấp thu nguyên tử, bởi vì chỉ có các nguyên tử tự do ở trạng
thái hơi mới có thể cho phổ hấp thu nguyên tử, nghĩa là số nguyên tử tự do ở
trạng thái hơi là yếu tố quyết định cường độ vạch phổ hấp thụ.
1.2.

Mục đích của quá trình này là tạo ra đám hơi của các nguyên tử tự do từ
mẫu phân tích với hiệu suất cao và ổn định để phép đo đạt kết quả chính xác và
có độ lặp lại cao. Đáp ứng mục đích đó, để nguyên tử hoá mẫu phân tích người
ta thường dùng hai phương pháp. Thứ nhất là phương pháp AAS bằng ngọn lửa.
Kỹ thuật này ra đời đầu tiên cùng với sự ra đời của phép đo hấp thụ nguyên tử.
Nhưng kỹ thuật này có độ nhạy không cao, thường là trong vùng 0.05 – 1 ppm.
Sau đó là phương pháp AAS bằng nhiệt điện. Kỹ thuật này ra đời sau nhưng có
độ nhạy cao và hiện nay được ứng dụng nhiều hơn.

2. NGUYÊN TẮC CỦA PHƯƠNG PHÁP AAS BẰNG NGỌN LỬA

Trong phương pháp AAS bằng ngọn lửa, hệ thống phun sương – đèn khí
được sử dụng để biến dung dung trong mẫu thành hơi nguyên tử. Lưu ý rằng
3

mẫu phải được pha thành dạng dung dịch (thường là dung dịch nước) trước khi
được phân tích bằng phương pháp AAS sử dụng ngọn lửa. Dung dịch mẫu sẽ
được phun sương (phân tán thành những giọt nhỏ trộn với khí cháy và khí oxi
hoá, rồi bị đốt trong ngọn lửa do quá trình oxi hoá của khí cháy và khí oxi hoá.
Các nguyên tử và ion được tạo ra trong ngọn lửa cũng như các hợp chất cần
phân tích sẽ bị phân huỷ ở nhiệt độ cao.
Nhiệt độ của ngọn lửa rất quan trọng vì nó không chỉ ảnh hưởng đến hiệu
suất chuyển đổi các hợp chất thành các nguyên tử và ion mà còn ảnh hưởng đến
sự phân bố giữa các nguyên tử và ion trong ngọn lửa. Các nguyên tử và ion của
cùng một nguyên tố tạo ra quang phổ khác nhau vì vậy chúng hấp thụ bức xạ
của các bước sóng khác nhau. Cần chọn nhiệt độ ngọn lửa thích hợp sao cho tối
đa hóa quá trình nguyên tử hoá và giảm thiểu quá trình ion hóa bởi vì bức xạ
phát ra từ đèn chỉ dành riêng cho nguyên tử tương ứng, không dành cho ion.
Điều này có nghĩa là hiệu quả hấp thu sẽ giảm khi các nguyên tử trở thành ion
hóa. Khi tăng nhiệt độ ngọn lửa thì cả quá trình nguyên tử hoá và ion hoá đều
tăng, vì vậy việc lựa chọn ngọn lửa tối ưu không phải là một vấn đề đơn giản.
Đặc điểm của ngọn lửa có thể được điều chỉnh bằng cách lựa chọn khí oxy
hóa và khí cháy hoặc bằng cách điều chỉnh các tỷ lệ khí oxy hóa / khí cháy. Việc
kết hợp không khí nén - acetylen và oxit nitơ -acetylene thường phổ biến nhất.
Ngoài ra, có thể thêm cesium là nguyên tố có năng lượng ion hoá thấp giúp ngăn
chặn sự ion hóa của các nguyên tố khác trong mẫu.
Khi mẫu được nguyên tử hoá trong ngọn lửa, hàm lượng nguyên tử trong
mẫu được đo bằng cách xác định sự suy yếu của một chùm bức xạ đi qua ngọn
lửa. Để đo một nguyên tố cụ thể, các nguồn bức xạ được chọn sao cho bức xạ
phát ra có chứa một dòng phát xạ tương ứng với dòng có cường độ mạnh nhất
trong quang phổ nguyên tử của nguyên tố được đo. Điều này được thực hiện
bằng cách chế tạo đèn sao cho cực âm làm bằng nguyên tố cần xác định. Như
vậy, các bức xạ phát ra từ đèn là phổ phát xạ của nguyên tố này. Dòng bức xạ
cần phân tích sẽ qua bộ đơn sắc, sau đó chỉ có những bức xạ có chiều rộng dải
hẹp mới có thể đi đến máy dò. Thông thường thì một trong những dòng quang

phổ mạnh nhất sẽ được lựa chọn. Ví dụ đối với bộ đơn sắc natri chỉ có những
bức xạ có bước sóng 589 nm mới có thể ra khỏi bộ đơn sắc rồi chuyền đến máy
dò.

4


Lưu ý rằng cường độ của bức xạ từ ngọn lửa nhỏ hơn cường độ của bức
xạ từ nguồn. Điều này là do các nguyên tử mẫu trong ngọn lửa hấp thụ một số
bức xạ. Cũng lưu ý rằng chiều rộng của dòng bức xạ từ nguồn hẹp hơn so với
chiều rộng dòng bức xạ tương ứng trong quang phổ hấp thụ. Điều này là do
nhiệt độ cao của ngọn lửa làm tăng chiều rộng dòng bức xạ.
Lượng bức xạ được mẫu hấp thụ tuân theo định luật Beer:
A = log(Io/I) = abc
Trong đó:
A : Độ hấp thu
Io : Cường độ bức xạ tới ngọn lửa
I : Cường độ bức xạ khi ra khỏi ngọn lửa
a : Sự hấp thụ mol
b : Chiều dài đường đi qua ngọn lửa
c : Nồng độ các nguyên tử trong ngọn lửa.
Rõ ràng, sự hấp thụ có liên quan trực tiếp đến nồng độ của các nguyên tử
trong ngọn lửa.

Hình : Sơ đồ biểu diễn hệ thống AAS hai chùm tia
3. NGUYÊN TẮC CỦA PHƯƠNG PHÁP AAS BẰNG NHIỆT ĐIỆN
5


Phương pháp AAS bằng nhiệt điện giống hệt với phương pháp AAS bằng

ngọn lửa ngoại trừ quá trình nguyên tử hoá. Nguyên tử hoá nhiệt điện sẽ đốt
mẫu ở nhiệt độ lên đến 2000 – 3000 oC, tạo ra sự bay hơi và nguyên tử hoá. Điều
này được thực hiện trong ống hoặc cốc được đặt ngay đường truyền ánh sáng
của thiết bị để mà độ hấp thu được xác định trong không gian trực tiếp trên bề
mặt mẫu, nơi mà mẫu được đốt nóng. Những ưu điểm của phương pháp AAS
nhiệt điện là có thể chứa các mẫu nhỏ hơn so với phương pháp AAS bằng ngọn
lửa và giới hạn dò thấp hơn. Nhược điểm là chi phí của lò điện nhiệt cao, thông
lượng mẫu thấp hơn, hoạt động khó khăn hơn, và độ chính xác thấp hơn. Ngoài
ra, còn chịu ảnh hưởng nhiều của nhiễu nền.
4. THIẾT BỊ CỦA PHƯƠNG PHÁP AAS
Máy đo quang phổ hấp thu nguyên tử bao gồm các thành phần sau:
+ Nguồn bức xạ: đèn catot rỗng (HCL) hoặc đèn phóng điện không điện cực
(EDL).
+Thiết bị nguyên tử hoá: thường là một hệ thống máy phun sương – đèn khí
hoặc một lò nhiệt điện.
+ Bộ đơn sắc, thường là phổ tử ngoại – khả kiến (UV-Vis).
+ Máy dò, một ống nhân quang (PMT) hoặc máy dò trạng thái rắn (SSD).
+ Máy tính.
Hiện nay thiết bị hai chùm tia khá phổ biến, nguồn sáng từ đèn được phân
chia thành hai chùm: chùm mẫu và chùm đối chứng. Chùm đối chứng được
chuyền xung quanh buồng mẫu (ngọn lửa hoặc lò) và hội tụ lại trước khi đi vào
bộ đơn sắc. Các thiết bị điện tử được thiết kế để tạo ra tỉ số của chùm đối chứng
và chùm mẫu. Bằng cách này, sẽ loại bỏ được sự biến động của nguồn bức xạ và
máy dò, năng suất tín hiệu ổn định hơn.
4.1. Nguồn bức xạ
Các nguồn bức xạ trong quang phổ hấp thụ nguyên tử có thể là một HCL
hoặc một EDL.
Đèn catot rỗng bao gồm một ống rỗng chứa đầy argon hoặc neon, một
anot làm bằng vonfram, và một catot làm bằng kim loại của nguyên tố cần phân
tích. Khi điện áp tác động lên các điện cực, đèn sẽ phát ra bức xạ đặc trưng của

kim loại ở catot; nếu catot được làm bằng sắt, một phổ sắt được phát ra. Khi
6


bức xạ này đi qua ngọn lửa chứa mẫu, các nguyên tử sắt trong ngọn lửa sẽ hấp
thụ bức xạ này bởi vì bức xạ này có chứa năng lượng bức xạ của chính nguyên
tử sắt.
Điều này nhắc chúng ta nhớ rằng trong một quá trình chuyển đổi điện tử
diễn ra, thu hoặc phát năng lượng, năng lượng của một photon phát ra chính là
năng lượng hấp thu của photon đó. Tất nhiên, điều này có nghĩa là cần sử dụng
các loại đèn khác nhau cho mỗi nguyên tố cần phân tích (có một vài loại đèn đa
nguyên tố có catot được làm từ nhiều hơn một nguyên tố). HCLs có khoảng 60
nguyên tố kim loại có được từ nguồn thương mại, có thể được sử dụng để phân
tích cường độ hấp thu nguyên tử của gần 60 nguyên tố. Một số nhà sản xuất hiện
nay đang đề xuất đèn phóng điện không điện cực cho các nguyên tố dễ bay hơi
hơn như asen, thủy ngân, và cađimi. Giống như HCLs, EDLs bao gồm một tàu
thủy tinh rỗng có chứa khí trơ và nguyên tố cần phân tích. Tuy nhiên, việc
phóng điện được tạo ra bởi một cuộn dây máy phát tần số vô tuyến chứ không
phải là một dòng điện.

Hình : Cấu tạo đèn catot rỗng
Bức xạ đi đến bộ đơn sắc gồm hai nguồn: tia bức xạ từ đèn HCL hoặc
EDL sau khi được chiếu qua hơi nguyên tử và bức xạ nguyên tử trong ngọn lửa.
Các thiết bị được thiết kế để phân biệt riêng hai nguồn này hoặc bằng cách điều
khiển các đèn sao cho đầu ra dao động ở một tần số không đổi hoặc đặt bộ phận
điều biến vuông góc với đường ánh sáng giữa nguồn và ngọn lửa.
Bộ phận điều biến là một đĩa phân khúc. Các đĩa được quay ở một tốc độ
không đổi sao cho chùm ánh sáng đến ngọn lửa bật hoặc tắt đều đặn. Ngọn lửa
cũng tạo ra bức xạ nhưng bức xạ của ngọn lửa liên tục. Vì vậy, các bức xạ
chuyền đến máy dò bao gồm các tín hiệu xen kẽ và tín hiệu liên tục. Thiết bị

điện tử sẽ loại trừ đi các tín hiệu liên tục và chỉ gửi các tín hiệu xen kẽ tới thiết
bị truy xuất. Điều này giúp loại bỏ dòng phát xạ từ các nguyên tố trong ngọn lửa
đến tín hiệu cuối cùng.

7


4.2. Hệ thống nguyên tử hoá
Một số hệ thống nguyên tử hoá được sử dụng trong AAS: Bao gồm các hệ
thống sử dụng kỹ thuật nguyên tử hóa bằng ngọn lửa, bằng nhiệt điện, kỹ thuật
hơi lạnh cho thủy ngân và hóa hơi hydride.
 Hệ thống nguyên tử hoá bằng ngọn lửa gồm một ống phun và một đèn

khí.
− Các ống phun được thiết kế để chuyển dung dịch mẫu thành thể các hạt

nhỏ như sương hay aerosol: Nhờ ống mao dẫn và dòng khí mang mà dung
dịch mẫu được dẫn vào buồng aerosol hóa. Buồng này có chứa vách ngăn,
loại bỏ các giọt lớn hơn, chỉ để lại những hạt sương rất nhỏ. Chỉ có
khoảng 1% mẫu được trộn đều với khí đốt và được dẫn đến ngọn lửa. Các
giọt lớn rớt xuống đáy của buồng aerosol hoá và được thu nhận như chất
thải.
− Đầu của đèn khí chứa một khe hẹp và dài tạo ra một ngọn lửa có thể dài

tới 5-10 cm. Giúp tạo ra một đường truyền dài, làm tăng độ nhạy của phép
đo.
Đặc điểm của ngọn lửa có thể được thao tác bằng cách điều chỉnh tỷ lệ khí
oxy hóa / khí cháy hay bằng việc lựa chọn khí oxy hóa và khí cháy. Không khí
nén - acetylen và oxit nitơ - axetylen là hỗn hợp khí đốt thường được sử dụng
nhất. Có ba loại lửa:

(1) Ngọn lửa thu được từ cân bằng hóa học: Ngọn lửa này được sinh ra từ

việc cân bằng hoá học giữa khí oxi hoá và khí cháy sao cho khí cháy được
đốt cháy hoàn toàn và khí oxi hoá phải được tiêu thụ hết . Ngọn lửa này
đặc trưng bởi rìa vàng.
(2) Ngọn lửa tạo ra quá trình oxi hoá. Ngọn lửa này được sản xuất từ một hỗn
hợp nghèo khí cháy. Đó là ngọn lửa nóng nhất và có màu xanh rõ ràng.
(3) Ngọn lửa tạo ra từ quá trình khử. Ngọn lửa này được sản xuất từ một hỗn
hợp giàu khí cháy. Đó là một ngọn lửa có nhiệt độ tương đối thấp và có màu
vàng.
Các nhà phân tích nên tuân theo các hướng dẫn để sử dụng các loại lửa
thích hợp cho mỗi nguyên tố. Hệ thống nguyên tử hoá bằng ngọn lửa có lợi thế
8


là ổn định và dễ sử dụng. Tuy nhiên, độ nhạy tương đối thấp vì nhiều mẫu không
được đưa đến ngọn lửa và thời gian mẫu ở trong ngọn lửa thì ngắn.
 Hệ thống nguyên tử hoá bằng nhiệt điện thường có ống graphite hình trụ

nối với một nguồn cung cấp năng lượng điện. Chúng thường được gọi là
lò graphite. Các mẫu được đưa vào ống thông qua một lỗ nhỏ bằng cách
sử dụng một ống tiêm đo vi (thể tích mẫu bình thường nằm trong khoảng
0,5 - 10 ml). Trong thời gian hoạt động, hệ thống chứa đầy khí trơ để ngăn
cho ống khỏi cháy và đuổi không khí từ nơi chứa mẫu. Các ống được đốt
nóng bằng điện. Thông qua một sự gia tăng nhiệt độ từng bước, đầu tiên
sấy khô, sau đó là tro hoá mẫu, và cuối cùng nhiệt độ được tăng lên nhanh
chóng 2,000-3,0000C để nhanh chóng bốc hơi nước và nguyên tử hoá
mẫu.
 Kỹ thuật hơi lạnh chỉ áp dụng đối với thủy ngân, vì thủy ngân là nguyên

tố khoáng chỉ có thể tồn tại các nguyên tử tự do ở trạng thái khí ở nhiệt độ
phòng. Trong kỹ thuật này, các hợp chất thủy ngân trong một mẫu được
biến đổi thành nguyên tố thuỷ ngân do tác động của thiếc clorua, một tác
nhân khử mạnh. Sau đó, dòng khí hoặc argon mang nguyên tố thuỷ ngân
vào một tế bào hấp thụ và hấp thụ nguyên tử được đo giống như phương
pháp ion hóa ngọn lửa hệ thống nhiệt điện. Phương pháp này có ưu điểm
là độ nhạy rất cao bởi vì tất cả các thủy ngân trong mẫu có thể được
chuyển cho các tế bào hấp thu và đo.
 Trong kỹ thuật hoá hơi hydride, hidrua bay hơi được hình thành từ phản

ứng của các mẫu với Sodium Bohiđrua. Các hydrua sau đó cũng được đưa
vào một tế bào hấp thụ và nung để phân hủy chúng thành các nguyên tử tự
do. Sau đó, các phép đo hấp thụ nguyên tử được thực hiện theo cách thức
giống như với các kỹ thuật nguyên tử hoá khác. Cũng giống với các kỹ
thuật hơi lạnh thuỷ ngân, kỹ thuật này có độ nhạy cao vì ít thất thoát mẫu.
Tuy nhiên, kỹ thuật này được giới hạn bởi chỉ tương đối ít các nguyên tố
có khả năng tạo thành hiđrua dễ bay hơi. Chúng bao gồm As, Pb, Sn, Bi,
Sb, Te, Ge, và Se.
4.3. Bộ đơn sắc
Bộ đơn sắc được đặt trong đường dẫn quang học giữa ngọn lửa hoặc lò và
máy dò. Mục đích của nó là để phân ly chùm tia phát xạ cộng hưởng của nguyên
tố cần phân tích được phát ra từ đèn sau khi qua môi trường hấp thụ, để chỉ có
9


bức xạ của bước sóng mong muốn mới được đưa đến máy dò. Thông thường,
hay sử dụng loại đơn sắc lưới.
4.4. Máy dò
Hai loại máy dò được sử dụng trong quang phổ kế AA là ống nhân quang
và thiết bị dò trạng thái rắn. Máy sẽ phát hiện và chuyển đổi năng lượng bức xạ

thành tín hiệu điện. Tín hiệu này có thể sử dụng để tạo ra thông tin truy xuất
tương tự hoặc kỹ thuật số. Các thiết bị hiện đại được kết nối với máy tính để thu
thập dữ liệu, thao tác và lưu trữ.

5. PHƯƠNG THỨC CHUNG CHO KỸ THUẬT PHÂN TÍCH HẤP THU

NGUYÊN TỬ
Trong khi thiết kế cơ bản của các thiết bị trong phương pháp quang phổ
hấp thu nguyên tử giống nhau, thì cách vận hành có sự đa dạng hơn tuỳ vào thiết
bị. Vì thế, nên xem kỹ hướng dẫn sử dụng về phương thức hoạt động của thiết bị
từ nhà sản xuất trước khi sử dụng thiết bị. Hầu hết các hướng dẫn sử dụng có
các phương thức vận hành chi tiết của các thiết bị cũng như các bảng niêm yết
điều kiện tiêu chuẩn (yêu cầuvề bước sóng và chiều rộng khe, nhiễu và các bước
để tránh chúng, đặc điểm ngọn lửa, khoảng tuyến tính, và gợi ý cho việc chuẩn
bị mẫu chuẩn) cho mỗi nguyên tố.
Hãy chắc chắn phải chú ý đến biện pháp phòng ngừa an toàn theo khuyến
cáo của nhà sản xuất. ACETY LEN LÀ KHÍ NỔ nên cần phải chú ý đặc biệt để
tránh các vụ nổ nguy hiểm.
5.1. Sự vận hành của các thiết bị trong phương pháp AAS bằng ngọn lửa
1. Xoay núm điều khiển dòng điện vào đèn về vị trí off.
2. Cài đặt đèn trong khoang đèn theo đúng yêu cầu.
3. Bật nguồn điện chính và nguồn điện của đèn. Điều chỉnh dòng điện qua đèn
theo đúng yêu cầu ghi trên nhãn.
4. Lựa chọn khe hẹp và bước sóng theo yêu cầu và chỉnh chùm ánh sáng bằng hệ
thống quang học.
5. Đốt cháy ngọn lửa và điều chỉnh tỉ lệ dòng khí oxi hoá và khí cháy.
10


6. Hút nước cất.

7. Hút mẫu phân tích và mẫu chuẩn.
8. Hút nước cất.
9. Tắt máy.

Hình : Đồ thị mối quan hệ của nồng độ và cường độ hấp thu cho thấy sự phi
tuyến tuyến ở một nồng độ nhất định
5.2. Hiệu chuẩn
Theo định luật Beer, sự hấp thụ có liên quan trực tiếp đến nồng độ. Tuy
nhiên, đồ thị của độ hấp thụ và nồng độ sẽ đi chệch khỏi tuyến tính khi nồng độ
vượt quá một mức nhất định.
Vì vậy, luôn cần thiết để hiệu chỉnh các thiết bị sử dụng các mẫu chuẩn
thích hợp gần giống với mẫu. Điều này có thể được thực hiện bằng cách chạy
một loạt các mẫu chuẩn và vẽ đồ thị của sự hấp thụ so với nồng độ. Cũng có một
số thiết bị hiện đại được lập trình để đọc nồng độ của các đơn vị.
5.2.1. Chọn mẫu chuẩn
Bước đầu tiên trong hiệu chuẩn là chọn nồng độ và lượng mẫu chuẩn sử
dụng. Tốt nhất là sử dụng các mẫu chuẩn có ít nhất 99,999% nguyên chất khi
chuẩn bị các mẫu chuẩn đa nguyên tố. Khi hoạt động trong phạm vi tuyến tính,
chỉ có một mẫu chuẩn là cần thiết. Khoảng tuyến tính có thể được xác định bằng
cách chạy một loạt các mẫu chuẩn có sự gia tăng nồng độ và lập đồ thị của
cường độ hấp thụ so với nồng độ. Tờ hướng dẫn hoạt động phải có các giá trị
cho các phạm vi tuyến tính.
11


Nồng độ của mẫu chuẩn phải cao hơn nồng độ cao nhất của mẫu phân
tích. Nếu phạm vi nồng độ vượt quá phạm vi tuyến tính, nhiều mẫu chuẩn phải
được sử dụng hoặc phải pha loãng mẫu phân tích. Một lần nữa cần lưu ý, nồng
độ cao nhất của mẫu chuẩn nên cao hơn nồng độ cao nhất của mẫu phân tích.
5.2.2. Kiểm tra độ nhạy

Bởi vì nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của thiết bị.
Chúng ta nên kiểm tra độ nhạy của thiết bị bằng cách sử dụng mẫu chuẩn đã biết
nồng độ rồi đo độ hấp thu sau đó so sánh với giá trị ghi trên tờ hướng dẫn vận
hành của thiết bị. Ví dụ như hướng dẫn vận hành của hãng PerkinElmer: 5mg/ml
dung dịch sắt sẽ có cường độ hấp thu là 0.2. Nếu kết quả đo lệch đáng kể so với
số liệu này, nên điều chỉnh lại cho thích hợp (ví dụ như điều chỉnh lửa, điều
chỉnh đèn,..).
6. CÁC LOẠI NHIỄU TRONG PHƯƠNG PHÁP AAS
Trong bất kỳ kỹ thuật phân tích nào, việc quan tâm đến các loại nhiễu là
rất quan trọng. Kỹ thuật quang phổ hấp thu nguyên tử cũng bị các loại nhiễu tác
động, gây ảnh hưởng đến kết quả. Có hai nguyên nhân chính cho điều này là:
Thứ nhất, như đã đề cập trước đó, một dòng phát xạ hẹp duy nhất được sử
dụng để đo.
Thứ hai, đây là những kỹ thuật tương đối; Đó là, kết quả định lượng cho
một mẫu cần phân tích có thể được xác định thông qua việc so sánh với mẫu
chuẩn có nồng độ đã biết.
Nếu có những vấn đề do ảnh hưởng của nền, sẽ được khắc phục bằng
cách sử dụng nền chuẩn hoặc bằng cách sử dụng phương pháp bổ sung.
Sau đây là một cuộc thảo luận ngắn gọn về các vấn đề nhiễu phổ biến
trong AAS. Hai loại nhiễu đang gặp phải trong AAS: nhiễu quang phổ và nhiễu
không quang phổ
6.1. Nhiễu quang phổ
6.1.1. Sự hấp thu của bức xạ nguồn
Nguyên tố khác có thể hấp thu bước sóng của dải quang phổ được sử
dụng. Hiện tượng rất hiếm xảy ra vì dòng phát xạ từ HCLs rất hẹp mà chỉ có
những nguyên tố cần phân tích là có khả năng hấp thụ bức xạ. Ví dụ: sự nhiễu
của sắt trong việc xác định kẽm. Kẽm có một dòng phát xạ tại bước sóng
213,856 nm, chồng lên dòng phát xạ của sắt tại 213,859 nm. Vấn đề có thể được
12

giải quyết bằng cách chọn dòng phát xạ thay thế hoặc bằng cách thu hẹp chiều
rộng khe đơn sắc.
6.1.2. Sự hấp thu nền của bức xạ nguồn
Một số hạt không được nguyên tử hoá có thể phân tán bức xạ nguồn, do
đó làm giảm cường độ bức xạ đến detector. Vấn đề này có thể được khắc phục
bằng cách tăng nhiệt độ ngọn lửa cao hơn để đảm bảo quá trình nguyên tử hoá
mẫu diễn ra hoàn toàn. Một số thiết bị được trang bị các hệ thống điều chỉnh nền
tự động.
6.2. Nhiễu không quang phổ
6.2.1. Nhiễu Transport
Nhiễu Transport xảy ra khi một yếu tố nào đó trong dung dịch mẫu làm
ảnh hưởng đến tốc độ thổi khí, xông, hoặc sự vận chuyển vào ngọn lửa. Nhiễu
Transport hiếm xảy ra với các dụng cụ lò graphite nhưng có thể gây ra sai số
đáng kể trong phương pháp AAS bằng ngọn lửa. Các yếu tố như độ nhớt, sức
căng bề mặt, áp suất hơi, và mật độ của dung dịch mẫu có thể ảnh hưởng đến tốc
độ vận chuyển mẫu vào ngọn lửa. Nhiễu Transport thường có thể được khắc
phục bằng cách điều chỉnh các tính chất vật lý của mẫu và mẫu chuẩn gần giống
nhau. Ví dụ, sử dụng các dung môi cho các mẫu và mẫu chuẩn, hoặc thêm một
lượng thích hợp các chất nhiễu trong mẫu (ví dụ, đường) vào mẫu chuẩn. Các
phương pháp bổ sung cũng có thể được sử dụng để khắc phục nhiễu Transport.
6.2.2. Nhiễu do chất tan bay hơi
Nhiễu nền là kết quả của việc giảm hoặc tăng tín hiệu phát xạ do sự khác
biệt thành phần của mẫu và mẫu chuẩn. Hấp thụ nguyên tử bằng ngọn lửa dễ bị
nhiễu do chất tan bay hơi, đó là những thay đổi trong chiều ngang của chất phân
tích do các chất nền. Ví dụ: sự hấp thụ và phát xạ ngọn lửa của các nguyên tố
kiềm bị giảm bởi hàm lượng cao của nhôm và phốt pho. Nhiễu hóa học xảy ra
trong ngọn lửa khi xác định canxi trong nền có sự biến đổi nồng độ phosphate.
Phosphate làm giảm số lượng của các nguyên tử canxi tự do trong ngọn lửa bằng
cách chuyển đổi calcium photphate thành calcium pyrophotphate, mà không bị

phân huỷ bởi ngọn lửa.
6.2.3. Nhiễu do quá trình I-on hoá
Quá trình Ion hóa của nguyên tử chất phân tích trong ngọn lửa có thể gây
nhiễu đáng kể. Yếu tố dễ bị ion hóa (EIE) như K, Na, Li, Cs, tạo ra những thay
đổi lớn trong cường độ phát xạ của ngọn lửa. (Dòng hấp thu và phát xạ của các
nguyên tử và ion của cùng một nguyên tố thì khác nhau và phương pháp quang
phổ hấp thu nguyên tử được điều chỉnh để đo sự hấp thu nguyên tử, không đo
13


hấp thu ion. Vì vậy, bất kỳ yếu tố nào làm giảm nồng độ của các nguyên tử trong
ngọn lửa sẽ làm giảm độ hấp thu). Phương trình cân bằng của sự ion hóa các
nguyên tử:
M  M + + e−
Quá trình Ion hóa tăng lên cùng với sự tăng nhiệt độ ngọn lửa và thường
không ảnh hưởng trong phương pháp AAS sử dụng ngọn lửa không khí nén axetylen vì nhiệt độ không đủ cao. Nhưng nó ảnh hưởng trong phương pháp
AAS sử dụng ngọn lửa oxit nitơ-axetylen với các yếu tố có tiềm năng ion hóa là
7,5 eV hoặc ít hơn. Quá trình Ion hóa sẽ bị ức chế bởi sự hiện diện của EIE. Ví
dụ khi ion hóa kali, nó sẽ làm tăng nồng độ của các điện tử trong ngọn lửa và
làm dịch chuyển cân bằng sang bên trái. Thuốc thử thêm vào để làm giảm ion
hóa được gọi là chất triệt ion hóa.

KẾT LUẬN
Phân tích thực phẩm là một lĩnh vực quan trọng trong chế biến thực phẩm,
ngày nay công nghệ tăng cao, nhu cầu người tiêu dùng đòi hỏi các nhà sản xuất
phải đáp ứng về nhu cầu chất lượng thực phẩm mà không gây hại cho sức khoẻ
người tiêu dùng. Phương pháp AAS giúp ta xác định hàm lượng đồng sắt, kẽm,
asen có trong rau, quả, hàm lượng Pb trong thuỷ sản. Xác định được hàm lượng
và độc tính của kim loại. Bởi thế phương pháp này cần được phát triển và ứng
dụng rộng rãi hơn để bảo vệ sức khoẻ của mọi người.

14


TÀI LIỆU THAM KHẢO
S. Suzanne Nielsen, Food analysis, Purdue University West Lafayette In USA.

15