Tải bản đầy đủ

LVTN 2007 xác định hàm lượng pb trong nước ngầm bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
KHOA KHOA HỌC T ự NHIÊN & XÃ HỘI
HssH*

X Á C
S Ử Ô C

Đ I• N H

H À M

X G ẩ M

Q U A N G

P H Ổ

l . r i •i x i . P l >

B M


G

H Ấ P

P H Ư Ơ K G
T H U

1 K O K G
P H Á P

N G U Y Ê IS T Ử

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP HỆ ĐẠI HỌC CHÍNH QUY
Chuyên ngành: Hoá phân tích

Giáo viên hướng dẫn: TS. NGUYỄN đ ả n g đ ứ c
Sinh viên thực hiện : NGUYỄN t h ị t h u THUÝ
Lớp
____

1

1

: CN HOÁ K ã
___ Ấ
: L - - ------ -

đ ạ i h ọ c thái n g u ỵ ên
k h o ẩ HOC TỰ NHIẼN VẢ XẢ HỌỈ

thư v iện
Thái Nguyên tháng 5- 2007


m :< j'< € d J t ể j r

&m ocln cảm, ơn, cán t/u ềy
• 'JÍ/um ${ỉoc rĩư lAíẴiên & đCã yßöi
títê cúc /tan ũn Á n iên

cỗ -

QỀai ỉư>€ Pỉĩứũ •A ịịiiyền cù/Mỹ ¿oàn

en itc á Ổ í đ ã fao đ iều  iên ỹ iú ý i đ õ em

/ư>ìin l/ừ m Á đ ê là i n à y.
Œ>âc i l 'êi, em XÌM ỹ ử i Ũ!ì cảm ơn c/tđ n tívcm  n /ư íỉ tá i t/iầ ỵ y iá o 9 ĨP. jV ÿU tyên (Ềătup ® ức (ĩẵ ỉtư c tiêjf) tá n ũnÁ /uừỉnự dẫn , y ù íịt ctd em
h o n ỹ bu ốt <Ịwá tù n /i Mjpfùên cứu nà íưiàn UừmJt /tản lu ân Ităn n à y.
tim . cä n y own ỹ ử i /ờt cảm ơn tớ i c /ti -A íyttyễn 3 ÏU ¿fdcmíi /lÁ ò ttỹ
x é t n ỹỉdêm , ỉìtin y tâm Y tê d ư ịi/ic n y ■ ĩ/ư íi ■A'jÿU'tfên đ ã n id ê t ầ n /t đõ, nà c ỉủ ếả
y /lá i J\íỹw ụ ên f/tá n y 5



2007

kPk: vVỹtryễn -Jj/ ừ 3 ïu i -i/tiMf

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN

http://www.lrc-tnu.edu.vn


MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU............................................................................................................ 01

PHẦN THỨ NHẤT: TổNG QUAN LÝ THUYẾT
Chương I: MỘT s ố TÍNH CHẤT VÀ HỢP CHÂT CỦA CHÌ....................... 02
1.1. Tính chất hoá học củachì..........................................................................02
Iẵ2. Một số hợp chất quan trọng của chì....................................................... 03
1.2.1. Ôxít chì........................................................................................... 03
1.2.2. Hiđroxyt ch ì................................................................................... 04
1.2.3. Muối của Pb2+................................................................................. 04
Chương II TÁC ĐỘNG CỦA KIM LOẠI CHÌ Đ ối VỚI CON NGƯỜI VÀ
MÔI TRƯỜNG
11.1. ứng dụng của kim loại ch ì......................................................................06
II.2ẳ Vai trò sinh học của chì đối vói con người và sinh v ậ t.......................06
n ẵ3. Tác hại của ô nhiễm nước đối vói con người........................................07
II.4. Tiêu chuẩn Việt Nam về chất lượng nước............................................07
Chương IIIề CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHÌ......................................09
111.1. Phương pháp hoá h ọc............................................................................ 09
rn.1.1. Phương pháp thể tích...................................................................09
in .2. Các phương pháp phân tích công cụ ................................................... 10
111.2.1. Các phương pháp điện h o á.......................................................... 10
III.2.1ẳl ẾPhương pháp cực phổ cổ điển............................................. 10
m .2.1ằ2ẵ Phương pháp Vôn - Ampe hoà tan.....................................

1 1

111.2.2. Các phương pháp phổ.................................................................. 12
III.2ề2.1. Phương pháp phân tích trắc quang...................................... 12
m.2.2.2. Phương pháp phổ phát x ạ ................................................... 13

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN

http://www.lrc-tnu.edu.vn


in.2.2.3. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ................................. 13

PHẦN THƯ HAI: THỰC NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN KẾT QUẢ
Chương I: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u - THIẾT BỊ, DỤNG c ụ VÀ
HOÁ CHẤT.........................................................................................................21
I .lể Phương pháp nghiên cứu..........................................................................21
1.2. Thiết bị dụng cụ và hoá chất....................................................................21
1.2.1. Máy móc thiết bị và dụng cụ......................................................... 21
1.2.2. Hoá chất......................................................................................... 22
Chương II: THỰC NGHIỆM - KẾT QUẢ....................................................... 23
n . l ẵKhảo sát các điều kiện đo phổ GF-AAS của chì................................. 23
II. 1.1. Chọn vạch đ o ................................................................................ 23
II. 1.2. Khe đo của máy phổ hấp thụ nguyên tử ..................................... 24
II. 1.3. Khảo sát cường độ dòng đèn catốt rỗng..................................... 24
II. 1.4. Điều kiện nguyên tử hoá mẫu...................................................... 26
II. 1.5. Chọn các điều kiện đo khác......................................................... 28
11.2. Khảo sát các yếu tô ảnh hưởng đến phép đo GF-AAS.......................28
n.2.1ế Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ axit và loại axit......................28
11.2.2. Ảnh hưởng của chất nền...............................................................30
11.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của các cation và anion.............................. 31
n ẵ3. Phương pháp đường chuẩn đối với phép đo GF-AAS........................33
IIễ3.1. Khảo sát khoảng tuyến tính......................................................... 33
11.3.2. Xây dựng đồ thị đường chuẩn, giới hạn phát hiện, giới hạn
định lượng
35
11.3.3. Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo....................................36
II.4. Tổng kết các điều kiện đo phổ GF-AAS của P b ................................. 37

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN

http://www.lrc-tnu.edu.vn


Chương III: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CỦA Pb TRONG MỘT s ố MAU
NƯỚC NGẦM Ở THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN BẰNG PHƯƠNG PHÁP
GF-AAS ................... ........................................................................................... 39
in .l . Đối tượng và thời gian nghiên cứu....................................................... 39
III. 1.1. Đối tượng nghiên cứu..................................................................39
III. 1.2. Thời gian nghiên cứu...................................................................39
III. 1.3. Cách lấy và bảo quản mẫu.......................................................... 39
in.2. Kết quả phân tích................................................................................... 40
Kết luận.............................................................................................................. 43
Tài liệu tham khảo............................................................................................. 44

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN

http://www.lrc-tnu.edu.vn


DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH
Trang
I. DANH MỤC CÁC BẢNG (GỔM 15 BẢNG).
Bảng 1: Mức chất lượng nước bảo vệ đời sống thuỷ sinh.......................................07
Bảng 2:Vạch phổ đặc trưng của Pb..........................................................................23
Bảng 3: Khảo sát cường độ dòng đèn đối với Pb.................................................... 25
Bảng 4.1: Khảo sát ảnh hưởng của axit HC1........................................................... 29
Bảng 4.2: Khảo sát ảnh hưởng của axit HN03....................................................... 29
Bảng 5: Ảnh hưởng của cation Cu2+........................................................................ 31
Bảng : Ảnh hưởng của cation Ni2+......................................................................... 31
6

Bảng 7: Ảnh hưởng của cation Zn2+........................................................................ 32
Bảng : Ảnh hưởng của cation Mn2+....................................................................... 32
8

Bảng 9: Ảnh hưởng của tổng cation........................................................................ 32
Bảng 10: Ảnh hưởng của các anion......................................................................... 33
Bảng 11: Các nồng độ xây dựng đường chuẩn....................................................... 35
Bảng 12: Kết quả sai sô' và độ lặp lại của phép đo P b ............................................ 37
Bảng 13: Tổng kết các điều kiện đo phổ GF-AAS của P b .....................................38
Bảng 14: Địa điểm và vị trí các mẫu nước...............................................................40
Bảng 15: Hàm lượng chì trong các mẫu nước.........................................................41
II. DANH MỤC CÁC HÌNH (GỐM 7 HÌNH)
Hình 1: Hệ thống máy quang phổ hấp thụ AAS-6300......................................... 19
Hình 2: Hệ thống lò - cuvét Graphit để nguyên tử hoá mẫu...................................19
Hình 3a: Sơ đồ nguyên tắc cấu tạo hệ thống máy A A S.........................................20

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN

http://www.lrc-tnu.edu.vn


Hình 3b: Quá trình hấp thụ của nguyên tử ..............................................................20
Hình 3c: Đồ thị chuẩn của phương pháp đường chuẩn...........................................20
Hình 4: Pic của vạch phổ Pb ở 283,3 nm.................................................................24
Hình 5: Ảnh hưởng của cường độ dòng đèn đến độ hấp........................................25
Hình : Ảnh hưởng của axit HC1 và HN03 đến độ hấp thụ.................................. 29
6

Hình 7: Đồ thị đường chuẩn của Pb......................................................................... 35

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN

http://www.lrc-tnu.edu.vn


tự nhiên & Xã hội - Đại học TháLNguyên

___ I

MỞ ĐẦU
Nước đóng vai trò rất quan trọng đối với con người trong sinh hoạt cũng
như trong sản xuất. Mặc dù nước chiếm trữ lượng lớn và là nguồn tài nguyên vô
tận trên trái đất, nhung nước có thể sử dụng cho sản xuất và đặc biệt là nước sinh
hoạt của con người thì có hạn. Ở Việt Nam nói riêng và trên thế giới nói chung,
cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp, nông nghiệp, các phương tiện
giao thông vận tải thì tại các khu đô thị, khu dân cư nguồn nước ngầm lại bị khai
thác ngày càng cạn kiệt. Hiện nay, các nguồn nước ngầm có nguy cơ ô nhiễm rất
cao bởi các chất hữu cơ, vô cơ được thải ra từ nhiều nguồn khác nhau, nhất là các
kim loại nặng là những nguyên tố có tính độc hại cao như: Pb, Hg, As, Cd... Khi
xâm nhập vào cơ thể gây ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ của con người. Mặt khác,
dân số thế giới ngày càng tăng, nhu cầu về nước đòi hỏi ngày càng nhiều. Vì thế
vấn đề nước sạch ngày càng trở nên quan trọng và cấp thiết đối với mọi quốc gia
[21,22],
Thái Nguyên là một thành phố công nghiệp của cả nước, có rất nhiều các
nhà máy, xí nghiệp, bệnh viện, trường học...Vì thế các nguồn nước ngầm rất dễ
bị ô nhiễm bởi các kim loại nặng, các chất tẩy rửa hữu cơ và các chất dư lượng
thực vật.
Vì những lí do trên, chúng tôi đã quyết định chọn đề tài Xác định hàm
lượng chì trong nước ngầm ở thành phô Thái Nguyên bằng phương pháp
phổ hấp thụ nguyên tử'. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài như sau:
1. Nghiên cứu phương pháp xác GF-AAS định Pb trong nước
2. Khảo sát chọn các điều kiện phù hợp để đo phổ GF-AAS của Pb
3. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng và xây dựng đường chuẩn trong đo
xác định Pb.
4. ứng dụng phương pháp xác định hàm lượng Pb trong một số mẫu nước.
Qiauụễit &hì rỉhu. &huủ —lớp. (tử nhã n hóa. DC.
__________________________________________ __________________ ________________

1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN

http://www.lrc-tnu.edu.vn


Khoa Khoa học tự nhiên & Xã hội - Đại học Thái Nguyên

PHẦN THỨ NHẤT
TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
Chương I: MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA CHÌ VÀ HỢP CHẤT CỦA CHÌ
1.1. TÍNH CHẤT HOẢ HOC CỦA CHÌ m .
Ở điều kiện thường, Pb bị oxi hóa tạo thành lớp oxi màu xám xanh bao bọc
trên mặt, bảo vệ cho Pb không tiếp tục bị oxi hoá nữa.
Khi đun nóng Pb tương tác với oxi theo phản ứng:
2Pb + 0 = 2PbO
2

Kim loại Pb tương tác với halogen và nhiều kim loại khác:
Pb + X = PbX
2

2

Chì có thế điện cực âm, nên về nguyên tắc nó tan được trong các axit.
Nhưng thực tế Pb chỉ tương tác trên bề mặt với dung dịch HC1 và H S0 dưới
2

4

80% vì bị bao bọc bởi lớp muối khó tan (PbCl và PbS04) nhưng với dung dịch
2

đậm đặc hơn của các axit đó, Pb có thể tan vì muối khó tan là lớp bảo vệ đã
chuyển thành hợp chất dễ tan:
PbCl + 2HC1 = H PbCl
2

2

4

PbS0 + H S0 = Pb(HS0
4

2

4

4 ) 2

Với axit nitric, ở bất kì nồng độ nào Pb tương tác như một kim loại:
3Pb + 8HN03(loăng)= 3Pb(N0

3) 2

+ 2NO + 4H20

Khi có mặt oxi, Pb có thể tương tác với nước:
2Pb + H20 + 0 = 2Pb(OH
2

) 2

Và có thể tan trong axit axetic và các chất hữu cơ khác:
2Pb + CH COOH + 0 = 2Pb(CH COO + H20
4

3

Q t ự u ụ ĩ n 'd t í ị í7 / í«

2

3

) 2

— líỉp t ù n h â n h ó a D C ,

5ir««ạ 2

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN

http://www.lrc-tnu.edu.vn


lòa học tự nhiên & Xã hội - Đại học Thái Nguyên
Với dung dịch kiềm, Pb có tương tác khi đun nóng, giải phóng hiđro:
Pb + 2KOH + 2H20 = K [Pb(OH)4] + H2t
2

lon Pb2+ có khả năng tạo phức với một số thuốc thử hữu cơ như Đithizon
Điphênyl

Cacbaát;

1-

(2-

Pyridylazo)

-

Naphtol;

Amoni

pyrilodyn

đithiocacbamat (APDC)..., nhưng điển hình là với Đithizon ở pH = 8,5 - 9,5 tạo
phức đặc trưng màu đỏ gạch. Còn với EDTA, Pb2+ tạo phức bền ở pH = 10:
Pb2+ + H Y
2

PbY +2H+

2

2

1.2. MÔT SỔ HƠP CHẤT QUAN TRONG CỦA CHÌ I2L
/ ẽ . / ẳÔxit chì
2

PbO là chất rắn tồn tại dưới hai dạng: PbO - a màu đỏ và PbO - p màu
vàng.
PbO tan trong axit và kiềm mạnh, được điều chế bằng cách đốt Pb trong
trong không khí.
Các oxit Pb 0 và Pb 0 đều chứa Pb(II), Pb(IV), nên là oxit hỗn hợp.
2

3

3

4

Pb 0 tồn tại ở hai dạng tinh thể: dạng lập phương màu vàng - đỏ và dạng đơn tà
2

3

màu đen. Ở nhiệt độ 390 H-420°c nó mất bớt oxi biến thành Pb 0 4. Nó không tan
3

trong nước. Nó tác dụng với dung dịch kiềm nóng tạo nên P b02:
Pb 0 + 2KOH + H20 - í - > K [Pb(OH)4] + Pbơ
2

3

2

2

- Pb 0 được tạo ra khi nhiệt phân Pb0 ở khoảng 300°c hoặc đun nóng
2

3

2

một số muối Pb(II) trong không khí:
4PbC0 + 0
3

260V > 2 Pb 0 + 4C 0

2

2

3

2

- Pb,0 tồn tại ở dạng bột màu da cam, khi phản ứng với dung dịch loãng
4

HNO, hay H S 04:
2

Pb 0 + 4HN0 = 2Pb(N03) + P b0 + 2H20
3

4

3

2

Pb 0 + 2H S0 = 2PbS0 + P b0 + HzO
3

4

Q tạuụỉn w w

2

4

4

2

Q kuậ —lâp. eứ nhân, hóa DC1

ĩIranq. 3

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN

http://www.lrc-tnu.edu.vn


Khoa Khoa học tự nhiên & Xã hội - Đại học Thái Nguyên
Pb 0 ít tan trong nước, độc với người.
3

4

- P b0 là chất oxi hoá mạnh:
2

Pbơ + 4H+ + 2e = Pb2+ + H20

(E° = 1,46 V)

2

Nó tương tác với axit H S0 đậm đặc, giải phóng oxi, với axit HC1 giải
2

4

phóng clo:
2Pb0 + 2H S0 = 2PbS0 + 2H20 + 0
2

2

4

4

2

P b0 + 4HQ = PbCl + 2HjO + Cl
2

2

2

1.2.2. Hiđroxyt chì
Hiđroxyt chì Pb(OH

) 2

có màu trắng, khi đun nóng nó dễ mất nước biến

thành oxit PbO. Hiđroxyt chì có tính chất lưỡng tính vừa tan trong dung dịch axit,
vừa tan trong dung dịch kiềm. Nhưng tan trong kiềm dễ hơn tan trong axit.
Pb(OH +2HC1 = PbCl + 2H20
) 2

2

Pb(OH + 2KOH = K [Pb(OH)J
) 2

2

1.2.3. Muối của Pb2+
PbX (X = Cl, Br, I) là những chất rắn không màu, trừ Pbl màu vàng. Chì
2

dihalogenua tan ít trong nước lạnh nhưng tan nhiều trong nước nóng. Độ tan của
chúng giảm xuống từ Clorua đến Iodua. Các muối chì dihalogenua có thể kết hợp
với halogenua kim loại kiềm MX tạo nên những phức chất kiểu M(EX3) và
M(EX4). Sự tạo phức này giải thích khả năng dễ hoà tan của chì dihalogenua
trong dung dịch đậm đặc của axit halogenua hiđric và muối của chúng.
Pbl + 2 KI = K (PbI4)
2

2

PbCl + 2HC1 = H (PbCl4)
2

2

PbX có thể điều chế trực tiếp từ các nguyên tố hoặc bằng phản ứng trao
2

đổi ion trong dung dịch:

Q lụ u yễn £7/í/ẻ ỵĩlu i ?7huụ - tó p. e ủ Ii/id ti /ló a 3Ct

'Irtinụ 4

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN

http://www.lrc-tnu.edu.vn


^ K h o a ^ ^ o a h ọ c ^ n h iê n ^ ^ ã h ộ i^ Đ ạ ^ h ọ c ^ á i^ g u y ê ^ ^ ^ ^ ^ J j
Pb + Cl = PbCl
2

2

Pb2+ + 2C1 = PbCl

2

Pb(N0

3) 2

được điều chế bằng cách cho PbO hoặc kim loại Pb tác dụng trực

tiếp với HNO3.

Pb(N0

3) 2

là chất tan nhiều trong nước, được sử dụng như là chất để điều

chế các hợp chất chì khác. Khác với nhiều muối nitrat, Pb(N0

3) 2

không kết tinh

hoàn toàn trong nước, không tan trong axit HNO đặc.
3

PbS0 là tinh thể màu trắng khó tan trong nước và trong các dung dịch
4

axit.
PbS ở dạng tinh thể có màu đen, không tan trong nước và dung dịch axit
loãng, chỉ tan trong dung dịch HNO và HC1 đậm đặc:
3

3PbS + HNO = 3PbS0 + N O t + 4H20
8

3

4

8

PbS có thể điều chế trực tiếp từ nguyên tố hoặc cho khí H2S tương tác với
dung dịch muối tương ứng.

Q lạ u y ĩn <7 / 1/ ÍTiu i & tuuị. —lắp . e ử n h à n h á n

&runạ 5

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN

http://www.lrc-tnu.edu.vn


Khoa Khoa học tự nhiên & Xã hội - Đại học Thái Nguyên
Chương ỊỊễ-TẢC ĐỘNG CỦA KIM LOẠI CHÌ Đ ố i VỚI CON NGƯỜI VÀ

MÔI TRƯỜNG
II.l.

ỦNG DUNG CỦA KIM LOAI CHÌ fl9.201
Úng dụng lớn nhất của kim loại chì trong công nghiệp là được dùng trong sản

xuất ác quy. Ngoài ra chì còn được dùng làm vật hàn gắn, dây cáp điện, các ống dẫn
nước trong công nghiệp hoá học, dùng trang trí và được pha trộn trong nước men
gốm sứ. Những lượng lớn chì được dùng để điều chế những hợp kim quan trọng:
80% +10% Pb, hợp kim chữ in chứa 81% Pb, hợp kim ổ trục chứa 2% Pb. Chì hấp
thụ tốt tia phóng xạ và tia rơngen nên được dùng làm những tấm bảo vệ khi làm việc
với những tia đó. Một số muối của chì được pha vào thuốc nhuộm để làm tóc đen và
bóng hơn. PtX Q H ^ được pha vào xăng để tạo ra các gốc tự do
n.2ểVAI TRÒ SINH HOC CỦA CHÌ Đ ốĩ VỚĨ CON NGƯỜI VẢ SINH VẢT ri.211
Chì có mặt trong cơ thể người và sinh vật ở lượng vết. Chúng rất cần cho
sự sinh trưởng phát triển, nhưng nếu ở hàm lượng lớn thì sẽ ảnh hưởng xấu đến
sức khoẻ con người, sinh vật và chất lượng thực phẩm. Đặc biệt, chì là mối nguy
hại đối với trẻ em. Trẻ em có mức hấp thụ chì gấp 4 -5 lần người lớn. Mặt khác,
thời gian bán huỷ sinh học ở trẻ em cũng lâu hơn nhiều so với người lớn. Chì tích
đọng ở xương, trẻ em từ

6

tuổi trở xuống và phụ nữ có thai là những đối tượng

mẫn cảm với những ảnh hưởng nguy hại đến sức khoẻ do chì gây ra.
Chì cũng kìm hãm chuyển hoá canxi bằng cách trực tiếp hoặc gián tiếp
thông qua kìm hãm sự chuyển hoá vitamin D. Chì gày độc cả hệ thống thần kinh
trung ương lẫn thần kinh ngoại biên.
Chì tác dụng lên hệ thống enzim, nhất là enzim vận chuyển hydro. Khi bị
nhiễm độc chì, người bệnh có một số rối loạn cơ thể, trong đó chủ yếu là rối loạn
bộ phận tạo huyết (tuỷ xương). Tuỳ theo mức độ nhiễm độc có thể gây ra những
tai biến như đau bụng chì, đường viền đen burton ở lợi, đau khớp, viên thận, cao
huyết áp vĩnh viễn, liệt, tai biến não, nếu bị nặng có thể dẫn tới tử vong.
Q tựuụĩn

Ỡ7Í/Í ĩĩitu ậ - lóp, eử nhâ n hóa. J í Ị

cĩrunạ 6

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN

http://www.lrc-tnu.edu.vn


II.3. TÁC HAI CỦA Ồ NHIỄM NƯỚC ĐỐI VỚI CON NGƯỜI f3.19.251
Nước bị ô nhiễm ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ con người và sinh vật.
Chất độc trong cơ thể có thể làm ngộ độc hàng loạt hoặc làm cho bệnh lây truyền lan
rộng. Nguy hiểm nhất là các kim loại nặng trong nước như: Pb, Cd, As, Hg.. chúng
đi vào cơ thể gây ngộ độc mãn tính, giảm sự vận chuyển của oxi, giảm hồng cầu, kết
hợp vói các tế bào hình thành các hợp chất khó đào thải, ở liều lượng cao hơn chúng
gây bệnh ung thư, phá huỷ các chức năng bộ phận của cơ thể.
Ô nhiễm nước đem đến tổn thất lớn cho nghề hải sản nói chung. Nước bị ô
nhiễm làm cho tôm, cá chết hàng loạt. Nước ô nhiễm làm rối loạn cuộc sống của
cá, ví dụ hàm lượng DOD (oxi hoà tan) giảm, ảnh hưởng đến hô hấp của chúng
khiến chúng bị chết hoặc phát triển dị dạng.
Nước bị ô nhiễm còn ảnh hưởng không nhỏ tới giao thông vận tải và sản
xuất công nghiệp. Chúng ăn mòn làm phá huỷ các công trình xây dựng, các thiết
bị công nghiệp. Nước ô nhiễm còn làm xuống cấp, ảnh hưởng nghiêm trọng tới
các môi trường khác, ví dụ như môi trường đất (do thấm nước), môi trường không
khí (do quá trình bốc hơi nước), làm ảnh hưởng không nhỏ tới ngành du lịch,
hoạt động vui chơi giải trí của mọi người.
ỊỊA TIÊU CHUẨN VIẺT NAM VỀ CHẤT LƯƠNG NƯỚC BẢO VẺ ĐỜI SỐNG
THUỶ SINH T231
Bảng 1. Mức chất lượng nước bảo vệ đời sông thuỷ sinh
SST
1

Thông sô chất lượng
Oxi hoà tan

2

Nhiệt độ

3

BOD

4

2 0

°c

Đơn vị

Mức thông sô

mg/1

5

°c

Nhiệt độ tự nhiên
của thuỷ vực
<

mg

/1

Ghi chú
Trung bình ngày

1 0

Thuốc bảo vệ thực vật hữu cơ

MêA

< 0.008

Aldrin/diedrin

MễA

<0.014

B.H.C

MẽA

< 0.004

DDT

mễ A

<

0 . 0 1 0

Q lạuiịỉn &hi &hu &huij. —lóp. eií nhãn, hóa DLt

7

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN

http://www.lrc-tnu.edu.vn


Khoa Khoa học tự nhiên & Xã hội - Đại học Thái Nguyên
Thuốc bảo vệ thực vật
photpho hữu cơ
Paration
Malation

/Ug

Hoá chất trừ cỏ
2,4 D
2,4,5 T

mg
mg
mg

7

co

mg

8

pH

6.5-8.5

nh

<
< 1.33
< 1.49
< 0.93

5

6

2

/1

Ag

/1

ắ 0.400
ắ 0.320

Ag

/1

/1

/1

/1

< 0.45
< 0.16
< 1.80
<

/1

9

1 2

2 .2 0

3

mg

/1

pH = 6.5; t°c = 15
pH = . ; t°c = 15
pH = 6.5; t°c =
pH = . ; t°c =
8

0

8

0

2 0

2 0

Xyanua

mg

< 0.005

Đổng

mg

0.002 - 0.004

1 2

Asen

mg

<

0 .0 2

13

Crôm

mg

<

0 .0 2

Cadimi

mg

< 0.008-0.018

Tuỳ thuộc độ
cứng của nước

Chì

mg

0.002 - 0.007

Tuỳ thuộc độ
cứng của nước

16

Selen

mg

17

Thuỷ ngân (tổng số)

Ag

1 0

1 1

14
15

18

/1

/1

/1

/1

/1

/1

/1

/1

<

0 .0 0 1

< .
0

1

Không quan sát
thấy váng nhũ

Dầu mỡ

19

Phênol (tổng số)

mg

<

0 .0 2

2 0

Chất rắn hoà tan

mg

<

1 0 0 0

2 1

Chất rắn lơ lửng

mg

<

Chất rắn hoạt động bề mặt

mg

< 0.5

2 2

Tuỳ thuộc độ
cứng của nước

/1

/1

/1

/1

1 0 0

&HUựỊ.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN

http://www.lrc-tnu.edu.vn

8


Khoa Khoa học tự nhiên & Xã hội - Đại học Thái Nguyên

Chương IĨI: CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHÌ
III.ỊỂCẮC PHƯƠNG PHÁP HQẢ HOC [1.2.201
/ / / ẻI . / ề Phương pháp th ể tích
Đây là một trong những phương pháp phân tích hoá học hay được dùng để
xác định nhanh và đơn giản các chất. Tuy nhiên sai số của phương pháp này lớn
do dụng cụ đo, do thể tích của dung dịch chuẩn. Phương pháp này được sử dụng
khi hàm lượng chất xác định đủ lớn (> ÌO^M).
m . l ềl Ệl. Phương pháp chuẩn độ oxi hóa khử:
Để xác định chì bằng phương pháp oxi hoá khử ta tiến hành như sau:
Kết tủa hoàn toàn Pb(II) dưới dạng PbS04, sau đó hoà tan PbS0 trong hỗn
4

hợ p (H C H 3 C O O + N H 4C H 3C O O ), rồ i k ế t tủ a P b 2+ d ư ớ i d ạ n g

PbCr04. Hoà ta n k ế t

tủa PbCr0 bằng hỗn hợp (NaCl + HC1), cho sản phẩm phức của Pb2+ và
4

Na Cr04:
2

2PbCr04 + 2HC1 + 6NaCl = 2PbCl42- + Na2Cr20 7 + H20 + 4Na+
Chuẩn độ Na Cr 0 bằng dung dịch Fe2+chuẩn với chỉ thị diphenylamin.
2

2

7

Có thể dùng cách khác là: Sau khi hoà tan kết tủa PbCr0 bằng (NaCl +
4

HC1), cho lượng dư KI vào dung dịch để đẩy ra lượng I tương đương với Pb(II).
2

Dùng dung dịch chuẩn Na S
2

2 0 3

chuẩn độ lượng I giải phóng ra, chỉ thị là hồ tinh
2

bột. Phương pháp xác định được sử dụng khi nồng độ ion Pb2+ > 1 0 mg/1.
m ếl . l ễ2. Phương pháp chuẩn độ complexon
III.1.1.2.1. Chuẩn độ trực tiếp Pb2+ với chỉ thị E ĩ - 0 0
+ Nguyên tắc: Pb2+ tạo phưc bền với EDTA ở pH trung tính hoặc kiềm,
song cũng rất dễ thuỷ phân, do đó trước khi tăng pH ta cho Pb2+ tạo phức kém
bền với tactrat hoặc trietanolamin rồi mới tiến hành chuẩn độ.

Q lụuiịễn Q'hi Q hu ^ h u ặ - ló'ạ t ủ nhăn, hóa X ,

&r
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN

http://www.lrc-tnu.edu.vn


L

Khoa Khoa học tự nhiên & Xã hội - Đại học Thái Nguyên
+ Cách tiến hành: Lấy V(ml) dung dịch Pb2+ cần xác định vào bình nón cỡ

250 ml. Thêm nước cất, dung dịch KNaC H 0 IM. Lắc đều rồi thêm dung dịch
4

4

6

độm amoni và một ít chỉ thị ET-OO. Đun nóng nhẹ (khoảng 50°C) và tiến hành
chuẩn độ Pb2+ bằng dung dịch EDTA đã biết nồng độ.
III.1.1.2.2. Chuẩn độ ngược Pb2+bằng Zn2*
+ Nguyên tắc: Cho Pb2+ tác dụng với lượng dư chính xác EDTA đã biết
nồng độ ở pH = 10, sau đó chuẩn độ lượng dư EDTA bằng Zn2+ đã biết nồng độ
với chỉ thị ET-OO.
Pb2+ + H Y
2

<-> PbY2' + 2H+

2

H Y (dư) + Zn2+ <-> ZnY2- + 2H+
2

2

Znlnd + H Y
2

<-> ZnY + Hlnd

2

2

Đỏ nho

Xanh biếc

+ Cách tiến hành: Lấy V(ml) dung dịch Pb2+ cần xác định vào bình nón cỡ
250 ml. Thêm một lượng E D T A ^m l), dư so với lượng Pb2+, đã biết nồng độ.
Thêm dung dịch đệm amoni và một ít chỉ thị, lắc đều dung dịch có màu xanh.
Dùng dung dịch Zn2+ chuẩn độ cho tới khi dung dịch chuyển sang màu đỏ nho
thì ngừng chuẩn độ.
IIỊỆ . CÁC PHƯƠNG PHÁP PHẢN TÍCH CỐNG c u
2

III.2.1. Các phương pháp điện hoá

m ề2.1.1. Phương pháp cực phổ cổ điển [5].
Nguyên tắc: Đặt các thế khác nhau vào điện cực để khử các ion khác nhau
vì mỗi ion có một thế khử tương ứng xác định. Do đó qua thế khử của ion có thể
định tính được ion đó.
Nếu tăng dần thế của cực nhúng vào dung dịch chất cần xác định thì cường
độ dòng sẽ tăng đồng thời cho tới khi đạt đựơc thế khử của ion trong dung dịch.

Q lụ u q ễ n . £77ù Ç îh ii Ç JU uij. — l ở f l t ử n h ă n h ó a D í.

^

^

^

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN

^

—i— ^

—I
ÇJmnq. 10

http://www.lrc-tnu.edu.vn


Khoa Khoa học tự nhiên & Xã hội - Đại học Thái Nguyên
Trong các điểu kiện nhất định, cường độ dòng tỷ lệ thuận với nồng độ ion
khử. Dựa vào sự phụ thuộc của cường độ dòng vào nồng độ mà định lượng được
ion đó.
Để xác định chì bằng phương pháp này, người ta thường tiến hành trong
một số nền như: HC1, HC1 + KCNS, KC1...DO sự có mặt của dòng tụ điện nên
giới hạn nồng độ xác định theo phương pháp này mới chỉ đạt đến 10 M. Để
'5

khắc phục nhược điểm đó, người ta đã dùng nhiều phương pháp để làm tăng độ
nhạy như: Phương pháp chọn thời gian ghi, phương pháp cực phổ xung vi phân,
cực phổ dòng xoay chiều, cực phổ sóng vuông, nhưng độ nhạy cũng chỉ đạt tói

10'6- 10'7 M.
i n. 2.1.2ẳPhương pháp Vôn - Ampe hoà tan [5,7].
Phương pháp Vôn - Ampe hoà tan là một phương pháp có nhiều ưu điểm.
Nó khắc phục được hoàn toàn những khuyết điểm mà các phương pháp đã nêu
mắc phải, làm tăng độ nhạy lên 10 M. Uu điểm nổi bật của phương pháp này là
9

có độ nhạy cao, kỹ thuật phân tích đơn giản, độ chính xác cao và độ lặp lại cao,
tính chọn lọc tốt, có thể xác định đồng thời nhiều nguyên tố. Hơn nữa, phương
pháp này còn dễ tự động hoá, thời gian phân tích nhanh, lượng mẫu nhỏ.
Chì là nguyên tố có độ nhạy cao và dễ xác định bằng phương pháp Vôn Ampe hoà tan dòng điện xoay chiều. Trong khuôn khổ của phép phân tích quang
phổ, người ta đặt một thế xoay chiều cực cùng với xu thế một chiều. Thế xoay
chiều có tần số và biên độ không đổi 120mV trong suốt quá trình đo. Dạng thế
xoay chiều là hình sin, hình vuông hay răng cưa. Trước tiên người ta làm giàu ion
cần xác định trên điện cực chỉ thị bằng cách điện phân dung dịch ở thế không
đổi, ion cần xác định kết tủa trên điện cực dưới dạng kim loại kết tủa hoặc hợp
chất khó tan. Sau đó hoà tan kết tủa bằng cách phân cực tiếp tục (hoà tan catôt)
hoặc theo chiều ngược lại (hoà tan anôt). Khi đó dòng một chiều bị biến điệu
theo tần số xoay chiều đặt vào dòng đo được là dòng xoay chiều. Dòng xoay

Q lụ u ụ ỉn í7 /í/ xjhu £7h u ặ - lóp. tú ' Iilu ĩn h ó a DC,

ĩ7r
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN

http://www.lrc-tnu.edu.vn


Khoa Khoa học tự nhiên & Xã hội - Đại học Thái Nguyên

I

chiểu này không phân biệt với dòng anôt hay catôt, bởi pic hoà tan trong cực phổ
xoay chiều có dạng giống như pic của dòng catôt.
Phương pháp này sử dụng 2 loại điện cực chỉ thị: Cực thuỷ ngân tĩnh và
điện cực rắn. Phép cực phổ Vôn - Ampe trên điện cực thuỷ ngân tĩnh đã được
Backer đưa ra. Các công trình của Backer cho thấy điện cực thuỷ ngân tĩnh cho
phép nâng độ nhạy của phương pháp cực phổ lên 2 -3 bậc.
Tác giả Nguyễn Thị Ánh Hường trong luận văn tốt nghiệp đã sử dụng
phương pháp Vôn - Ampe hòa tan để xác định hàm lượng chì trong nước
thải của nhà máy pin - acqui Vĩnh Phú. Với các điều kiện thực nghiệm: nén
HCL 0.1M, thế điện phân -0.8V, thời gian điện phân 3 phút, dừng 30 giây,
tốc độ quét thế 40 mV/s, đưa về môi trường pH = 9 - 10.5, kết quả xác định
hàm lượng chì (0.01 - 0.004) (mg/1).
III.2.2. Các phương pháp phổ
m .2.2.1. Phương pháp phân tích trác quang [6,7,23].
Phương pháp trắc quang với thuốc thử Đithizon - diphenylthiocacbazon là thuốc thử hữu cơ có khả năng tạo phức càng cua với hàng loạt ion kim loại,
trong đó có chì. Phức chì dithizonat khó tan trong nước nhưng rất dễ tan trong
các dung môi hữu cơ như CHC1 hoặc CC14. Vì vậy người ta thường dùng phương
3

pháp chiết trắc quang để xác định chì. Trong C C I chì dithizonat có màu đỏ, cực
4

đại hấp thụ ở 520 nm.
Chì dithizonat được chiết chọn lọc và định lượng từ dung dịch nước có pH
= 8 - 9 , chứa lượng dư xianua là chất dùng để che nhiều kim loại khác có thể
cùng bị chiết với chì. Trong môi trường kể trên cùng bị chiết với chì chỉ có Ta,
Bi, Sn(II). Vì chỉ có Bi và Sn(II) có ảnh hưởng đến phép xác định, nên chúng cần
được tách trước bằng cách chiết Bi và Sn(II) trong môi trường axit.
Nếu trong nước chứa lượng đáng kể các chất hữu cơ, cần phải vô cơ hoá
chúng bằng HNO3 đặc, đem cô đến khô rồi làm ướt bã khô bằng HNO và hoà
3

Q lụ tiụ ĩn Í7/Ífể ơ /iu C ĩhm ị —ló p t ủ lU tân h ó a 3L t

£7ir«/iợ 12

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN

http://www.lrc-tnu.edu.vn


Khoa Khoa học tự nhiên & Xã hội - Đại học Thái Nguyên
tan bằng nước cất hai lần. Các chất oxi hoá cần được khử bằng hidrarin. Phương
pháp này cho phép xác đinh chì vói hàm lượng

0 . 1

-

1

mg/ .
1

m .2 ễ2.2. Phương pháp phổ phát xạ (AES) [5,14].
Trong điều kiện bình thường, nguyên tử tồn tại ở trạng thái cơ bản. Ở trạng
thái này nguyên tử không thu cũng không phát ra năng lượng, nhưng nếu bị kích
thích thì các điện tử hoá trị sẽ nhận năng lượng chuyển lên trạng thái có năng
lượng cao hơn (trạng thái kích thích). Trạng thái này không bền, nguyên tử chỉ
tồn tại trong một thời gian cực ngắn cỡ

1 0 '8

giây, nó luôn có xu hướng trở về

trạng thái ban đầu bền vững. Từ trạng thái kích thích trở về trạng thái ban đầu,
nguyên tử giải toả ra năng lượng mà nó đã hấp thụ dưới dạng bức xạ. Mỗi bức xạ
ứng với một bước sóng nhất đinh và gián đoạn, phổ được tạo thành gọi là phổ
phát xạ nguyên tử.
Phương pháp AES dựa trên sự xuất hiện phổ phát xạ của nguyên tử tự do của
nguyên tô' phân tích ở trạng thái khí khi có sự tương tác vói nguồn năng lượng phù
hợp. Nguồn năng lượng để kích thích phổ AES thường được dùng như: ngọn lửa
đèn khí, hồ quang điện, tia lửa điện, plasma cao tần cảm ứng (ICP), tia X.
Uu điểm của phương pháp AES là có độ nhạy rất cao từ n.10 - n.10A%
3

tốn ít mẫu, có thể phân tích hàng loạt nguyên tố trong cùng một mẫu. Vì vậy, đây
là phương pháp dùng để kiểm tra đánh giá hoá chất nguyên liệu tinh khiết, phân
tích lượng vết ion kim loại nặng trong nước, lương thực, thực phẩm. Tuy nhiên
phương pháp này chỉ cho biết thành phần nguyên tô' trong mẫu mà không chỉ ra
trạng thái liên kết của nó trong mẫu.
1H.2.2.3. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) [13].
U l.2 2 3 .1 .. Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử:
Trong điều kiện bình thường, nguyên tử không thu và cũng không phát ra
năng lượng dưới dạng bức xạ, nguyên tử tồn tại ở trạng thái cơ bản. Nhưng khi
nguyên tử ở trạng thái hơi tự do, nếu ta chiếu một chùm tia sáng có những bước
Q tụ u ạ ỉn . Q h ị Z J lu i C ĩliu iị - l í i p e ứ I i / t â t i / l ó a D C M

&rang. 13

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN

http://www.lrc-tnu.edu.vn


[

Khoa Khoa học tự nhiên & Xã hội - Đại học Thái Nguyên

sóng xác đinh vào đám hơi tự do đó thì các nguyên tử tự do sẽ hấp thụ các bức xạ
có bước sóng nhất định ứng đúng với tia bức 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 mức năng lượng cao
hơn trạng thái cơ bản. Đó là tính chất đặc trưng của nguyên tử ở trạng thái hơi.
Quá trình đó gọi là quá trình hấp thụ năng lượng của nguyên tử tự do ở trạng thái
hơi và tạo ra phổ của nguyên tử của nguyên tô' đó. Phổ sinh ra trong quá trình này
được gọi là phổ hấp thụ nguyên tử. Nguyên tử hoá mẫu là công việc quan trọng
nhất của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử. Mục đích của quá trình nguyên tử hoá
là tạo ra được đám hơi các nguyên tử tự do từ mẫu phân tích với hiệu xuất cao và
ổn định. Ta có thể nguyên tử hoá mẫu phân tích bằng kĩ thuật ngọn lửa (F-AAS
có độ nhạy cỡ 0,1 ppm) và kĩ thuật không ngọn lửa (GF- AAS có độ nhạy khoảng
0 ,1 -1 0 ng/mL).
a. K ĩ thuật nguyên tử hoá ngọn lửa (F-AAS)
Theo kĩ thuật này người ta dùng năng lượng nhiệt của ngọn lửa đèn khí để
hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu phân tích. Vì thế mọi quá trình sảy ra trong khi
nguyên tử hoá mẫu là phụ thuộc vào các đặc trưng và tính chất của ngọn lửa đèn
khí nhưng chủ yếu là nhiệt độ của ngọn lửa. Nó là yếu tố quyết định hiệu suất
nguyên tử hoá mẫu và mọi yếu tố khác ảnh hưởng đến nhiệt độ của ngọn lửa đèn
khí đều có thể ảnh hưởng lên kết quả của phương pháp phân tích.
Phương pháp này được sử dụng rất nhiều để xác định hàm lượng các kim
loại có trong các đối tượng khác nhau: rau xanh, chè, thực phẩm, nước...[3,8]
- TS Nguyễn Đăng Đức và các cộng sự trong đề tài cấp bộ đã xác định hàm
lượng các yếu tố gây ô nhiễm môi trường nước bằng phương pháp phổ hấp thụ
nguyên tử trong ngọn lửa (F-AAS) [3].
- Sinh viên TrươngVăn Khuyên trong luận văn tốt nghiệp đã xác định hàm
lượng kim loại Pb và Cd trong nước bằng phương pháp F-AAS [ ].
8

Q lạ u ìịĩit Ễ7/h‘ -7 / ih

- Itíp t ử id tù n h ó a DC,

rĩraiHẬ 14

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN

http://www.lrc-tnu.edu.vn


Khoa Khoa học tự nhiên & Xã hội - Đại học Thái Nguyên
b. K ĩ thuật nguyên tử hoá không ngọn lửa (GF-AAS)
Kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa ra đời sau kỹ thuật nguyên tử hoá
trong ngọn lửa. Nhưng kỹ thuật này được phát triển rất nhanh và hiện nay đang
được ứng dụng rất phổ biến. Vì kỹ thuật này cung cấp cho phép đo AAS có độ
nhạy cao (mức ppb); có thể gấp hàng nghìn lần phép đo trong ngọn lửa. Do đó
khi phân tích lượng vết các kim loại trong nhiều trường hợp không cần thiết phải
làm giàu sơ bộ các nguyên tô' cần xác định. Đặc biệt là khi xác định các nguyên
tố vi lượng trong loại mẫu sinh học, thực phẩm, y học...
ứng dụng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF-AAS)
tác giả Phạm Thị Thu Hà trong luận văn thạc sĩ khoa học đã xác định hàm lượng
Pb và Cd trong thảo dược [4].
/77.2.2.5.2. Cơ sở của phép phân tích phổ hấp thụ nguyên tử(AAS)
Cơ sở của phép phân tích phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) dựa vào mối quan
hệ giữa cường độ vạch phổ và nồng độ nguyên tố phân tích theo biểu thức:
A i= a . c b
(a: đuợc gọi là hằng số điều kiện; b là hằng số bản chất)
Có hai phương pháp định lượng theo phép đo phổ AAS đó là:
- Phương pháp đường chuẩn: Nguyên tắc của phương pháp này dựa vào
phương trình cơ bản của phép đo A^= a. c b và một dãy mẫu đầu (ít nhất là 3
mẫu), để dựng đường chuẩn và sau đó nhờ đường chuẩn này và giá trị

để xác

định nồng độ Cx của nguyên tố cần phân tích trong mẫu đo phổ.
- Phương pháp thêm: Nguyên tắc của phương pháp này là người ta dùng
ngay mẫu phân tích làm nền để chuẩn bị một dãy mẫu đầu, bằng cách lấy một
lượng mẫu phân tích nhất định của nguyên tố cần xác định theo từng bậc nồng độ
(theo cấp số cộng).

Q lụ u ụ ỉn

£7/i/ £7/fM (Jh u ụ - lÂft e ứ l i/là n /ló a

^ĩrang. 15

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN

http://www.lrc-tnu.edu.vn


Khoa Khoa học tự nhiên & Xã hội - Đại học Thái Nguyên
111.2.23.3. ưu điểm của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử
Có độ nhạy và độ chọn lọc cao, lượng mẫu ít, tốc độ phân tích nhanh. Trên
60 nguyên tố hoá học có thể xác định được bằng phương pháp này với độ nhạy từ
1CT* - 10'5. Nếu dùng kĩ thuật nguyên tử hoá không ngọn lửa, độ nhạy có thể đạt
tói n.10'7%. Vì vậy được sử dụng rộng rãi để xác định lượng vết các kim loại
trong nhiều đối tượng khác nhau như đối tượng mẫu y học, sinh học, nông nghiệp
và kiểm tra các chất có độ tinh khiết cao.
III.2.2.3.4. Nguyên tắc của phương pháp AAS.
Phương pháp phàn tích dựa trên cơ sở đo phổ hấp thụ nguyên tử của một
nguyên tố được gọi là phép đo phổ hấp thụ nguuyên tử (phép đo AAS). Vì thế
cần phải thực hiện các quá trình sau đây:
1. Chọn các điều kiện và một loạt các trang thiết bị phù hợp để chuyển
mẫu phân tích từ trạng thái ban đầu (rắn hay dung dịch) thành trạng thái hơi của
các nguyên tử tự do. Đó là quá trình hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu. Những trang
bị để thực hiện quá trình này gọi là hệ thống nguyên tử hoá mẫu. Nhờ đó chúng
ta có được đám hơi của các nguyên tử tự do của các nguyên tố trong mẫu phàn
tích. Đám hơi này chính là môi trường hấp thụ bức xạ và sinh ra phổ hấp thụ
nguyên tử.
2. Chiếu chùm tia sáng bức xạ đặc trưng của nguyên tố cần phân tích qua
đám hơi nguyên tử vừa điều chế được ở trên. Các nguyên tử của nguyên tố cần
xác định trong đám hơi đó sẽ hấp thụ những tia bức xạ nhất định và tạo ra phổ
hấp thụ của nó. Nguồn cung cấp chùm tia phát xạ của nguyên tố cần nghiên cứu
được gọi là nguồn bức xạ đơn sắc hay bức xạ cộng hưởng.
3. Hệ thống máy quang phổ thu chùm tia sáng, phân li và chọn phổ hấp thụ
của nguyên tố cần nghiên cứu để đo cường độ của nó. Trong giới hạn nhất định,
cường độ này phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ Cx của nguyên tố ở trong mẫu
phân tích theo phương trình:

I

Qlụuụễn &hi Qtui <uụ. - hĩp eửti/iân ítóa DCt

&ruiiạ 16

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN

http://www.lrc-tnu.edu.vn


I

Khoa Khoa học tự nhiên & Xã hội - Đại học Thái Nguyên
A .= K.L.Cb
Trong đó:

A Ằ.: Cường đô vach phổ hấp thu
K: Hằng số thực nghiệm

PẠ ! HỌC THÁI NSUỴÊN

KHOAKHOAHỌCTựNHIỀNVAXAHỌ[

L: Bề dày của môi trường hấp ¿hụ__ ___

____

C: Nồng độ của nguyên tố cần xác định ở trong mẫu phân tích,
b: Hằng sô' bản chất
II 1.2.2.3.5. Hệ trang bị của phép đo phổ AAS
Dựa theo nguyên tắc trên, hệ thống máy đo phổ hấp thụ nguyên tử phải
bao gồm các phần cơ bản:
1. Nguồn cấp chùm tia đơn sắc của các nguyên tố cần phân tích:
- Đèn catốt rỗng (Hollow Cathde Lamp: HCL)
- Đèn phóng điện không điện cực (Electrodeless Discharge Lamp: EDL).
- Đèn phát phổ liên tục đã biến điệu (Deuterium Hollow Cathode Lamp: D2).
2. Hệ thống trang bị hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu:
* Kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu bằng ngọn lửa đèn khí (Flame-AAS).Theo
kỹ thuật này người ta dùng năng lượng nhiệt của ngọn lửa đèn khí để nguyên tử
hoá mẫu. Nhiệt độ ngọn lửa chính là yếu tô' quyết định hiệu suất nguyên tử hoá
mẫu phân tích. Trong kỹ thuật này hệ thống bao gồm:
+ Bộ phận dẫn mẫu vào buồng aerosol hoá và thực hiện quá trình aerosol
h o á m ẫ u (tạ o th ể so l k h í)

+ Đèn nguyên tử hoá mẫu (Burner head) để đốt cháy hỗn hợp khí có chứa
mẫu ở thể huyền phù sol khí.
* Kỹ thuật nguyên tử hoá mẫu không ngọn lửa (Electro Thermal-AAS).
Theo kỹ thuật này người ta dùng năng lượng nhiệt của dòng điện rất cao (300 Q lạ u ạ ỉn £7/f/ắ £7/itt ỠÍÍIH// —lổ ft eù' Ii/iíĩn h ó a

& ranạ 17

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN

http://www.lrc-tnu.edu.vn


Khoa Khoa học tự nhiên & Xã hội - Đại học Thái Nguyên
500A) đốt nóng tức khắc cuvet Graphite chứa mẫu phân tích để thực hiện nguyên
tử hoá mẫu cho phép đo phổ AAS (hay thuyền Tantan). Quá trình nguyên tử hoá
diễn ra theo 3 giai đoạn chính, kế tiếp nhau: sấy khô, tro hoá luyện mẫu, nguyên
tử hoá mẫu để đo phổ và cuối cùng là làm sạch cuvet. Quá trình nguyên tử hoá
mẫu xảy ra trong môi trường khí trơ Argon hay Heli, hay Nitơ. Nhiệt độ trong
cuvet graphite (2000-3000°C) là yếu tố chính quyết định mọi diễn biến của quá
trình nguyên tử hoá mẫu. Kỹ thuật này có độ nhạy cao khoảng (0.1- lOng/mL),
lượng mẫu tốn ít (20 - 50 n L).
3. 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 phổ.
4. Hệ thống chỉ thị kết quả đo có nhiều cách khác nhau, từ đơn giản đến
phức tạp.
- 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 píc trên băng giấy.
- Trang bị hiện đại gồm: Hệ thống bơm mẫu tự động, máy tính và phần
mềm chuyên dụng điều khiển mọi quá trình làm việc của phép đo và xử lý, chỉ
thị kết quả đo ra màn hình.
Để xác định lượng vết Pb trong nước ngầm bằng phép đo phổ hấp thụ
nguyên tử, chúng tôi sử dụng hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử Model
AA - 6300 (hãng Shimadzu - Nhật của phòng xét nghiệm thuộc Trung tâm Y tế
dự phòng Thái Nguyên). Đi kèm có bình khí nén Axetilen và Argon tinh khiết.

Q lạ u tịều Q h Ị G lu i €7/i«ý - lóp. e ử tt/iâ n h ó a DCt

&KUUỊ. 18

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN

http://www.lrc-tnu.edu.vn


×

×