Luận văn Tách, làm giầu, xác định lượng vết pb và cd trong một số đối tượng bằng kỹ thuật chiết pha rắn và phương pháp quang phổ

có thể dùng H+ của axit mạnh hoặc dùng các cation mạnh hơn (ví dụ rửa giải Na+ dùng dung dịch K+), nếu là trao đổi anion thì dùng OH- hoặc các anion khác. 1.4.3.3. Các kỹ thuật trong SPE * Kỹ thuật ở điều kiện tĩnh: Gồm 3 bước chính - Phân bố chất tan giữa hai pha rắn- lỏng, cho một lượng pha rắn vào một thể tích xác định dung dịch mẫu cần phân tích, điều chỉnh môi trường phù hợp. Sau đó lắc hay khuấy trong một thời gian xác định. - Tách hai pha rắn - lỏng: Bằng cách lọc hay ly tâm - Giải hấp chất phân tích ra khỏi pha rắn * Kỹ thuật SPE ở điều kiện động Vật liệu pha rắn (pha tĩnh) được nạp vào các cột (được cố định hai đầu) hoặc vật liệu được cố định trong các mạng lưới rồi ép thành các đĩa màng mỏng và được cố định trong các ống nhỏ, cột nhỏ. Dung dịch phân tích chảy qua cột liên tục và trong quá trình đó chất phân tích bị hấp thu lên pha tĩnh. * Các bước chính trong kỹ thuật SPE bao gồm: - Hoạt hóa cột chất hấp thu (pha rắn) bằng cách thường cho dung môi thích hợp chảy qua cột chiết để thấm ướt các hạt pha rắn, hoạt hóa các nhóm chức, đuổi bọt khí, rửa sạch pha tĩnh, lấp đầy dung môi vào các khoảng trống. Sau khi hoạt hóa, pha rắn cần được ngâm trong dung môi. - Hấp thu: mẫu phân tích chảy qua cột với tốc độ phù hợp, chất phân tích được giữ lại còn các chất khác đi ra khỏi cột. Cơ chế lưu giữ có thể là lực Van Der Waals, liên kết hydro, lưỡng cực- lưỡng cực, trao đổi ion, tạo phức vòng càng …Một số chất lạ khác cũng bị hấp thu cùng với chất phân tích. - Rửa cột: tiến hành rửa cột bằng dung môi nhằm loại bỏ các chất lạ bị hấp thu cùng với chất phân tích. - Rửa giải: dùng dung môi với thể tích phù hợp để rửa giải chất phân tích ra khỏi cột (hệ số làm giàu càng cao thì lượng dung môi rửa càng ít). Dung dịch rửa giải phải có ái lực với chất phân tích mạnh hơn so với pha tĩnh. Sau đó, xác định bằng các phương pháp đã lựa chọn. Bảng 3: Giới thiệu một số vật liệu pha tĩnh trong SPE Vật liệu Cấu trúc Cơ chế C- 18 -(CH2)17CH3 Pha đảo C- 8 -(CH2)7CH3 - C- 2 -CH2-CH3 - Xiclohexyl -(CH2)2- cyclohexyl - Phenyl -(CH2)3- phenyl - Cacbon - Polime đồng trùng hợp Polystyren - Polime đồng trùng hợp Acrylic ester - Cyano -(CH2)3- CN Pha thường Amino -(CH2)3- NH2 Phathuờng+tr.đổi ion Diol -(CH2)3OCH2-CH(OH)- CH2(OH) - Silicagel -SiOH - Florisil MgSiO3 - Cacboxylic axit -CH2- COOH Trao đổi ion Aromatic sunfonic -(CH2)3- Phenyl- SO3H - 1.4.3.4. Ưu điểm của phương pháp chiết pha rắn so với chiết lỏng- lỏng So với chiết lỏng- lỏng thì SPE có ưu điểm hơn: - Đây là phương pháp tiến hành nhanh hơn, thao tác đơn giản - Tốn ít dung môi hơn. Đặc biệt trong chiết lỏng- lỏng còn sử dụng lượng lớn dung môi đắt tiền, lại độc hại gây ô nhiễm môi trường. - Yêu cầu tách đơn giản hơn - Hệ số làm giàu cao hơn Chiết pha rắn là một kỹ thuật chiết mới ra đời, kỹ thuật này được ứng dụng nhiều trong phân tích lượng vết, siêu vết và dạng tồn tại các ion kim loại trong các đối tượng khác nhau. Các tác giả [37] đã nạp nhựa Amberlit XAD-16 vào các cột SPE thuỷ tinh dài 100 mm, cao 25 mm để tách, làm giàu các ion kim loại trong nước hồ ( Cu, Pb, Cd, Cr, Ni…). Sau đó giải hấp bằng HCl 1M trong axeton. XAD-16 là sản phẩm Amberlite dạng Polystyren, có khả năng chịu mài mòn tốt, có độ bền, độ xốp cao, độ phân cực thấp và quan trọng hơn là nó có diện tích bề mặt riêng lớn (800 m2/g) phù hợp để hấp thu kim loại nặng. Các tác giả [38] đã rất thành công khi sử dụng nhựa Chromosorb 102 ( sản phẩm đồng trùng hợp styrendivinylbenzen ) với diện tích bề mặt 300- 400 m2/g, kích thước hạt 80- 100 mesh để nhồi cột thực hiện tách các kim loại Cu, Pb, Cd, Co, Ni trong các sản phẩm sữa, sođa đóng gói. Azeredo [23] đã tạo cột SPE với chất mang là silica phủ 8-hydroxylquinolin để tách, làm giàu Cu2+, Zn2+ và sau đó xác định chúng bằng phương pháp phổ nguyên tử không ngọn lửa. Để xác định Cu trong nước các tác giả [39] đã tiến hành làm giàu Cu trên cột tách nạp cacbon hoạt tính sau khi tạo phức với 1- Nitrosol-2- Naphtol hoặc Hexametylen dithiocacbamat. Rửa giải Cu ra khỏi pha tĩnh bằng HCl 2M trong axeton. Còn Bortolli, Gerotto, Marchiori, Mariconti, Palonta, Tronco [25] thì thực hiện tách, làm giàu Cd, Cu, Co.... theo phương pháp SPE bằng cách cho các ion kim loại tạo phức với Đietylđithiocacbamat rồi hấp thu lên pha tĩnh C-18. Rửa giải chúng bởi metanol rồi xác định theo phương pháp ICP- MS và ETA-AAS. Phương pháp chiết pha rắn được sử dụng không chỉ để tách, làm giàu các nguyên tố ở dạng tổng mà còn được sử dụng để xác định các trạng thái liên kết hoá trị khác nhau của cùng một nguyên tố [24]. Tác giả H. Tel, Y. Altas và M. S Taner [28] đã sử dụng cột nhồi có chứa TiO2 để tách riêng Cr(III) và Cr(VI) ra khỏi nhau rồi xác định từng dạng bằng phếp đo phổ nguyên tử. Trong khoảng pH=2, Cr (VI) hấp phụ tốt lên TiO2 (hơn 99%) trong khi Cr (III) hầu như không hấp phụ (nhỏ hơn 1%) và như vậy Cr (VI) bị giữ lại trên cột chiết còn Cr (III) đi ra khỏi cột. Trong những năm gần đây, chiết pha rắn là một kỹ thuật được ứng dụng phổ biến ở nhiều phòng thí nghiệm. Mặt khác nhờ nhờ công nghệ hiện đại, việc biến tính các vật liệu hấp thu cổ điển đã tổng hợp ra nhiều pha rắn có các tính năng ưu việt, làm cho phương pháp chiết pha rắn ngày càng hiệu quả hơn. Chương 2: Hóa chất và dụng cụ 2.1. Dụng cụ và máy móc Dụng cụ và máy móc sử dụng bao gồm: - Máy đo pH 211 HANNA - Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AA-400 - Cân phân tích, cân kỹ thuật - Máy nước cất 2 lần - Bếp điện, tủ hút, tủ sấy - Các cột nhựa SPE - Pipet các loại: 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2; 5; 10 ml - Cốc thủy tinh chịu nhiệt loại: 100; 250; 500; 1000 ml - Bình định mức các loại: 10; 25; 50; 100; 500; 1000 ml 2.2. Hóa chất sử dụng. Tất cả hóa chất sử dụng đều dùng hóa chất Merck: - Dung dịch chuẩn Cd2+ 1000 ppm trong HNO3 2% - Dung dịch chuẩn Pb2+ 1000 ppm trong HNO3 2% - Thuốc thử: Cân 0,10 gam Ammoniumpryrrolydinedithiocacbamate (APDC), pha hòa tan bằng nước cất hai lần thành 100 ml được dung dịch 0,1%. - Các dung dịch axit HNO3; HCl; CH3COOH 10%, đều được tính toán pha từ các dung dịch đặc ban đầu HNO3 65%; HCl 36%; CH3COOH 99%. - Dung dịch NH4Cl; CH3COONH4; CH3COONa nồng độ 10%: Cân mỗi muối với khối lượng tương ứng là 10,0 gam, sau đó hòa tan chúng bằng 90 ml nước cất hai lần. - Dung dịch NaOH 1M: Cân 4 gam NaOH dạng viên trên cân kỹ thuật, hòa tan bằng nước cất hai lần, chuyển vào bình định mức 100 ml, sau đó định mức đến vạch. - Dung dịch CH3COOH 1M: Dùng pipet lấy 5,7 ml dung dịch CH3COOH 99 %, pha định mức trong bình 100 ml. - Dung dịch KH2PO4 0,1 M: Cân 1,3608 gam KH2PO4 tinh thể trên cân phân tích, hoà tan trong bình định mức 100 ml sau đó định mức đến vạch. - Dung môi hữu cơ Axeton - Các dung dịch Na+; K+; Mg2+; Ca2+; Zn2+; Ni2+; Fe3+; Cr3+…. đều được chuẩn bị từ các loại hoá chất tinh khiết. - Nhựa Amberlite XAD-7 của hãng Merck. 2.3. Chuẩn bị cột chiết pha rắn * Nhựa Amberlite XAD-7 thuộc loại chất hấp phụ polyme có cấu trúc và cách chế tạo tương tự như các loại nhựa trao đổi ion, nhưng không chứa các nhóm chức trao đổi ion. Polyme này thường có dạng cầu không tan trong nước, tuỳ thuộc vào bản chất vật liệu polyme, vào điều kiện tổng hợp mà chất hấp phụ polyme có độ phân cực, độ xốp, diện tích bề mặt …khác nhau. Sự tương tác hấp phụ trên chất hấp phụ polyme gồm: Tương tác Vande- Waals và các tương tác đặc thù kỵ nước như cầu liên kết hyđro, tương tác lưỡng cực- lưỡng cực. * Nhựa Amberlite XAD-7 là Polymetaacrylat, có bề mặt phân cực trung bình, có độ xốp 55%, có khối lượng riêng ở trạng thái ướt là 1,05 g/ml, có diện tích bề mặt là 450 m2/g. Được ứng dụng để tách và làm giàu các kim loại nặng …trong mẫu nước và các mẫu môi trường. * Cân 0,5- 1 gam nhựa XAD-7 được ngâm trong nước cất 2 lần trong nhiều giờ, sau đó cho lên cột và được rửa bằng: - 100 ml dung dịch HNO3 1M - 100 ml dung dịch NaOH 1M - Nước cất 2 lần đến pH= 6-7 (Theo giấy chỉ thị) - 30 ml Axeton đặc - Nước cất 2 lần, để khô ngoài không khí. * Nhựa XAD-7 dạng sạch được nạp lên các cột nhựa mini (V=1ml) đã được làm sạch và khô được sử dụng làm cột chiết pha rắn. Cột được nhồi với 70 mg nhựa XAD-7. Một lượng bông thuỷ tinh được đặt ở đáy để tránh làm mất các hạt nhựa. Sau mỗi lần sử dụng nhựa trong cột được làm sạch bằng nước và dung dịch đệm phù hợp. Sau đó được ngâm trong nước cất cho đến khi sử dụng lần sau. CHƯƠNG 3: Kết quả thực nghiệm và thảo luận 3.1. Khảo sát các điều kiện tối ưu của phép đo phổ F-AAS 3.1.1. Khảo sát các điều kiện đo phổ: Để đảm bảo cho phép đo phổ đạt hiệu quả thì phải chọn được những thông số tối ưu nhất. Dưới đây chúng tôi tiến hành khảo sát và chọn các điều kiện mà bất kỳ phép đo nào cũng thực hiện. 3.1.1.1. Chọn vạch đo Quá trình sinh phổ AAS là do những nguyên tử ở trạng thái hơi bị kích thích bởi nguồn sáng phát tia phát xạ. Các nguyên tố đó có khả năng hấp thụ bức xạ có bước sóng nhất định, ứng đúng với tia mà nó phát ra. Tuy nhiên quá trình hấp thụ này không xảy ra với tất cả các vạch phổ mà chỉ với vạch phổ nhạy, đặc trưng . Theo một số tài liệu thì vạch phổ đặc trưng của Pb; Cd như sau: Bảng 4: Độ nhạy tương ứng với bước sóng của Pb; Cd Pb Cd l(nm) Độ nhạy(ppm) l(nm) Độ nhạy(ppm) 217,0 0,08 228,8 0,03 283,3 0,2 226,5 < LOD 216,4 3,2 326,1 < LOD 368,3 8 Vì đối tượng phân tích ở mức vi lượng nên cần đo ở những vạch có độ nhạy cao. Nên chọn bước sóng để đo phổ theo bảng sau: Bảng 5: Lựa chọn bước sóng để đo phổ F-AAS của Pb; Cd Nguyên tố l(nm) Pb 217,0 Cd 228,8 3.1.1.2. Khe đo Khe đo ảnh hưởng trực tiếp đến tín hiệu hấp thụ của nguyên tố phân tích. Với các nguyên tố Pb, Cd chọn khe đo là 0,5 nm. Với khe đo này tín hiệu pic đủ nhạy, độ ổn định cao, 100% diện tích pic của vạch phổ sẽ nằm trong khe đo. 3.1.1.3. Cường độ đèn catot rỗng (đèn HCL) Đèn catot rỗng có nhiệm vụ chỉ phát ra những tia phát xạ nhạy của nguyên tố phân tích. Cường độ dòng điện làm việc của đèn HCL có liên quan chặt chẽ đến việc sinh ra chùm phát xạ và phải được đặt sao cho nó có độ nhạy và độ ổn định cao. Thông thường cường độ đèn HCL sử dụng nằm trong khoảng 60- 80% cường độ cực đại ghi trên thân đèn (Imax). Không nên đặt đèn ở giá trị cường độ Imax vì ở giá trị đó đèn làm việc không ổn định, độ nhạy cũng như độ lặp lại kém và rất dễ hỏng. Vì những lý do trên, chúng tôi chọn cường độ dòng đèn làm việc tương ứng với các nguyên tố như sau: Với Pb chọn cường độ đèn là 8 mA. Với Cd chọn cường độ đèn là 2,5 mA. 3.1.2. Khảo sát các điều kiện nguyên tử hóa mẫu 3.1.2.1. Chiều cao đèn nguyên tử hóa Chiều cao đèn nguyên tử hóa cũng là một trong những yếu tố quyết định đến độ nhạy, độ chính xác của phép đo. Vì vậy trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử người ta phải chọn chiều cao của đèn nguyên tử hóa mẫu sao cho nguồn đơn sắc phải chiếu vào phần trung tâm ngọn lửa nguyên tử hóa mẫu. Để khảo sát chiều cao đèn nguyên tử hóa, chúng tôi tiến hành như sau: Pha vào các bình định mức 50 ml dung dịch của các nguyên tố Pb; Cd với nồng độ tương ứng là 4ppm; 1ppm (Trong nền HNO3 + CH3COONH4). Thay đổi chiều cao đèn nguyên tử hóa, ghi sự phụ thuộc của độ hấp thụ (Abs) vào chiều cao đèn. Kết quả thu được như sau: Bảng 6: ảnh hưởng của chiều cao đèn NTH đến phép đo phổ F-AAS Nguyên tố Chiều cao đèn NTH (mm) 5 6 7 8 9 Abs-Pb Lần 1 0,0774 0,0794 0,0791 0,0766 0,0763 Lần 2 0,0770 0,0796 0,0790 0,0763 0,0761 Lần 3 0,0775 0,0798 0,0796 0,0762 0,0765 TB 0,0773 0,0796 0,0792 0,0764 0,0763 Abs-Cd Lần 1 0,1487 0,1502 0,1510 0,1527 0,1518 Lần 2 0,1480 0,1501 0,1513 0,1538 0,1523 Lần 3 0,1483 0,1502 0,1517 0,1515 0,1532 TB 0,1483 0,1502 0,1513 0,1527 0,1524 Kết quả trên cho thấy tại chiều cao đèn tương ứng 6 mm với Pb và Cd thì tín hiệu hấp thụ cao, ổn định và lặp lại tốt nên chúng tôi chọn các giá trị đó. 3.1.2.2 Khảo sát thành phần khí cháy Thành phần và tốc độ của hỗn hợp khí đốt tạo ra ngọn lửa là yếu tố quyết định đến giai đoạn nguyên tử hóa mẫu, ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả phép đo. Muốn kết quả chính xác thì phải khảo sát thành phần khí nhằm chọn được nhiệt độ phù hợp. Trong phép đo F-AAS chúng tôi sử dụng hỗn hợp: Không khí + Axetilen trong đó thành phần của không khí được giữ cố định 469 l/h. Vì vậy để khảo sát thành phần khí cháy chúng tôi chỉ thay đổi tốc độ của dòng khí Axetilen. Chuẩn bị dung dịch của Pb2+; Cd2+ giống phần trên. Thay đổi tốc độ dòng khí Axetilen đồng thời ghi lại độ hấp thụ quang. Kết quả thu được như sau: Bảng 7: ảnh hưởng của tốc độ khí cháy đến phép đo phổ F-AAS Nguyên tố Tốc độ khí cháy l/h 55 60 65 70 75 80 Abs-Pb Lần 1 0,0761 0,0780 0,0784 0,0785 0,0780 0,0794 Lần 2 0,0769 0,0789 0,0788 0,0788 0,0789 0,0781 Lần 3 0,0762 0,0783 0,0786 0,0780 0,0781 0,0780 TB 0,0764 0,0784 0,0786 0,0784 0,0783 0,0785 Abs-Cd Lần 1 0,1424 0,1505 0,1513 0,1515 0,1502 0,1521 Lần 2 0,1522 0,1501 0,1517 0,1526 0,1540 0,1504 Lần 3 0,1563 0,1507 0,1515 0,1542 0,1536 0,1542 TB 0,1503 0,1504 0,1515 0,1528 0,1526 0,1522 Từ bảng trên cho thấy với tốc độ dòng khí Axetilen là 65 l/h với Pb và Cd thu được độ hấp thụ quang cao và ổn định nhất nên chọn tốc độ này cho các phép đo sau. 3.1.3 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng khác Trong phép đo phổ AAS có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng, nhưng gây ảnh hưởng nhiều nhất là các yếu tố hóa học, ảnh hưởng của chúng rất đa dạng và phức tạp. Các ảnh hưởng của yếu tố hóa học có thể dẫn đến những hướng sau: Giảm tín hiệu phổ của nguyên tố phân tích do tạo thành hợp chất bền nhiệt khó hóa hơi và khó nguyên tử hóa mẫu. Tăng cường độ tín hiệu phổ do tạo thành hợp chất dễ hóa hơi và dễ nguyên tử hóa, hay hạn chế được ảnh hưởng của sự ion hóa và sự kích thích phổ phát xạ của nguyên tố phân tích. Tăng cường độ tín hiệu phổ khi nguyên tố phân tích tồn tại trong nền của mẫu là những hợp chất dễ hóa hơi. Lúc đó, các chất nền này có tác dụng như là một chất mang cho sự hóa hơi của nguyên tố phân tích và làm cho nó được hóa hơi với hiệu suất cao hơn. Giảm cường độ tín hiệu phổ khi nguyên tố phân tích nằm trong nền mẫu là những hợp chất bền nhiệt, khó hóa hơi. Lúc này các nguyên tố nền kìm hãm sự hóa hơi của nguyên tố phân tích và làm cho nó được hóa hơi với hiệu suất cao hơn. Chính vì những lý do trên mà việc khảo sát nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố hóa học đến phép đo là rất cần thiết. 3.1.3.1 ảnh hưởng của nồng độ axit và loại axit trong dung dịch mẫu Nồng độ cũng như loại axit trong dung dịch mẫu luôn ảnh hưởng đến cường độ vạch phổ của nguyên tố phân tích. Axit càng khó bay hơi thì càng làm giảm cường độ vạch phổ vì có thể tạo thành những hợp chất bền nhiệt với nguyên tố có mặt trong mẫu, còn các axit dễ bay hơi ảnh hưởng không đáng kể và đôi khi còn làm tăng tín hiệu phổ. Vì thế, trong quá trình xử lý mẫu người ta thường dùng axit dễ bay hơi như HCl; HNO3….Do vậy, chúng tôi chỉ khảo sát ảnh hưởng của một số loại axit dễ bay hơi đến phép đo phổ. Bảng 8: ảnh hưởng của một số loại axit đến tín hiệu phổ F-AAS Nguyên tố Nồng độ HCl (%) 0 1 2 3 4 5 Abs-Pb Lần1 0,0751 0,0770 0,0784 0,0773 0,0762 0,0760 Lần 2 0,0757 0,0771 0,0783 0,0776 0,0767 0,0764 Lần 3 0,0754 0,0773 0,0782 0,0771 0,0764 0,0761 TB 0,0754 0,0771 0,0783 0,0773 0,0764 0,0762 Abs- Cd Lần 1 0,1383 0,1496 0,1503 0,1500 0,1492 0,1481 Lần 2 0,1385 0,1493 0,1506 0,1202 0,1494 0,1490 Lần 3 0,1382 0,1495 0,1503 0,1509 0,1500 0,1484 TB 0,1383 0,1495 0,1504 0,1503 0,1495 0,1485 Nguyên tố Nồng độ HNO3 (%) 0 1 2 3 4 5 Abs- Pb Lần 1 0,0750 0,0774 0,0791 0,0784 0,0789 0,0788 Lần 2 0,0757 0,0773 0,0793 0,0782 0,0782 0,0786 Lần 3 0,0754 0,0770 0,0793 0,0780 0,0779 0,0792 TB 0,0754 0,0772 0,0792 0,0782 0,0783 0,0788 Abs- Cd Lần 1 0,1380 0,1501 0,1512 0,1511 0,1507 0,1508 Lần 2 0,1382 0,1509 0,1514 0,1509 0,1505 0,1503 Lần 3 0,1389 0,1510 0,1516 0,1526 0,1501 0,1502 TB 0,1384 0,1507 0,1514 0,1515 0,1504 0,1504 Nguyên tố Nồng độ CH3COOH (%) 0 1 2 3 4 5 Abs- Pb Lần 1 0,0756 0,0779 0,0781 0,0780 0,0775 0,0773 Lần 2 0,0750 0,0782 0,0786 0,0779 0,0771 0,0772 Lần 3 0,0759 0,0786 0,0783 0,0785 0,0774 0,0770 TB 0,0755 0,0782 0,0783 0,0781 0,0773 0,0771 Abs- Cd Lần 1 0,1389 0,1485 0,1509 0,1490 0,1480 0,1486 Lần 2 0,1380 0,1491 0,1510 0,1497 0,1471 0,1480 Lân 3 0,1381 0,1477 0,1508 0,1485 0,1463 0,1420 TB 0,1383 0,1484 0,1509 0,1490 0,1471 0,1462 Dựa vào bảng số liệu, chúng tôi thấy: Khi có mặt của các axit trên thì tín hiệu đo ( Độ hấp thụ quang) đều cao hơn khi không có, và giá trị Abs đạt cao nhất, ổn định nhất với nền axit HNO3 2% cho cả hai nguyên tố phân tích. Vì vậy, trong thành phần nền của mẫu đo phổ chúng tôi chọn axit HNO3 2%. 3.1.3.2 ảnh hưởng của nền muối Nền của mẫu trong phép đo F-AAS thường làm giảm cường độ vạch phổ của nguyên tố phân tích do tồn tại hợp chất bền nhiệt trong môi trường hấp thụ. Vì thế hiệu suất hóa hơi, nguyên tử hóa không cao. Để giảm bớt yếu tố này, người ta thường đưa vào mẫu những chất phụ gia phù hợp nhằm ngăn cản sự hình thành các hợp chất bền nhiệt. Trên cơ sở đó, chúng tôi tiến hành khảo sát với một số nền muối như: NH4Cl; CH3COONH4; CH3COONa vì chúng dễ hóa hơi và có khả năng loại được hợp chất bền nhiệt. Nồng độ Pb2+; Cd2+ trong các thí nghiệm khảo sát tương ứng là 4; 1 ppm, còn nồng độ các nền phụ gia được tăng dần. Kết quả thu được như sau: *Nền NH4Cl Bảng 9: ảnh hưởng của nền NH4Cl đến tín hiệu đo phổ F-AAS Nguyên tố Nồng độ nền NH4Cl (%) 0 1 2 3 4 5 Abs- Pb Lần 1 0,0759 0,0781 0,0784 0,0790 0,0784 0,0786 Lần 2 0,0764 0,0779 0,0786 0,0789 0,0781 0,0790 Lần 3 0,0766 0,0782 0,0788 0,0788 0,0777 0,0781 TB 0,0763 0,0781 0,0786 0,0789 0,0781 0,0785 Abs- Cd Lần 1 0,1481 0,1501 0,1506 0,1493 0,1508 0,1427 Lần 2 0,1468 0,1509 0,1509 0,1480 0,1511 0,1483 Lần 3 0,1442 0,1512 0,1503 0,1439 0,1584 0,1436 TB 0,1464 0,1507 0,1506 0,1471 0,1534 0,1448 *Nền CH3COONa Bảng 10: ảnh hưởng của nền CH3COONa đến tín hiệu đo phổ F-AAS Nguyên tố Nồng độ nền CH3COONa (%) 0 1 2 3 4 5 Abs- Pb Lần 1 0,0760 0,0770 0,0782 0,0762 0,0770 0,0771 Lần 2 0,0766 0,0762 0,0786 0,0775 0,0776 0,0775 Lần 3 0,0764 0,0769 0,0785 0,0768 0,0778 0,0780 TB 0,0763 0,0767 0,0784 0,0768 0,0774 0,0775 Abs- Cd Lần 1 0,1492 0,1520 0,1505 0,1496 0,1502 0,1496 Lần 2 0,1447 0,1503 0,1508 0,1480 0,1518 0,1501 Lần 3 0,1480 0,1526 0,1512 0,1495 0,1526 0,1514 TB 0,1473 0,1516 0,1508 0,1490 0,1515 0,1504 * Nền CH3COONH4 Bảng 11: ảnh hưởng của nền CH3COONH4 đến tín hiệu phổ F-AAS Nguyên tố Nồng độ nền CH3COONH4 (%) 0 1 2 3 4 5 Abs- Pb Lần 1 0,0760 0,0792 0,0789 0,0789 0,0785 0,0777 Lần 2 0,0768 0,0790 0,0780 0,0790 0,0782 0,0775 Lần 3 0,0765 0,0799 0,0782 0,0789 0,0780 0,0772 TB 0,0771 0,0794 0,0784 0,0789 0,0782 0,0774 Abs- Cd Lần 1 0,1403 0,1510 0,1511 0,1492 0,1492 0,1495 Lần 2 0,1419 0,1516 0,1500 0,1502 0,1409 0,1482 Lần 3 0,1429 0,1514 0,1501 0,1500 0,1476 0,1490 TB 0,1417 0,1513 0,1504 0,1498 0,1459 0,1489 Từ số liệu ở ba bảng trên chúng tôi nhận thấy: Khi có mặt các chất nền thì tín hiệu phổ thu được cao hơn khi không có chất nền. Tuy nhiên với nền CH3COONH4 thì cho tín hiệu phổ nhạy hơn, ổn định hơn nhất là tại giá trị nồng độ 1%. Vì thế chúng tôi lựa chọn nồng độ nền muối trong mẫu là CH3COONH4 1%. 3.1.3.3. ảnh hưởng của các ion có trong mẫu Trong mẫu phân tích, ngoài các ion cần quan tâm (Pb2+; Cd2+) thì còn có rất nhiều ion khác. Các ion này có thể ảnh hưởng đến phép đo phổ, hoặc không gây ảnh hưởng đến phép đo phổ. Tuy nhiên để biết một cách chính xác thì chúng tôi tiến hành khảo sát chúng. 3.1.3.3.1. ảnh hưởng của cation Để khảo ảnh hưởng của cation, chúng tôi tiến hành khảo sát theo từng nhóm nguyên tố như sau: - Nhóm kim loại kiềm - Nhóm kim loại kiềm thổ - Nhóm kim loại nặng nhóm II, III - Một số anion - Tổng các cation và anion Trong đó nồng độ của Pb2+; Cd2+ được giữ không đổi (giống như các thí nghiệm trên). Các ion khảo sát được cho vào mẫu với nồng độ tăng dần. Kết quả được trình bày trong các bảng sau (Chú ý: Giá trị độ hấp thụ quang Abs là giá trị trung bình của ba lần đo lặp lại). * ảnh hưởng của nhóm kim loại kiềm Bảng 12: ảnh hưởng của nhóm kim loại kiềm đến tín hiệu phổ F-AAS Nồng độ (ppm) Na+ 0 50 100 200 500 1000 K+ 0 50 100 200 500 1000 Abs- Pb 0,0761 0,0766 0,0768 0,0773 0,0788 0,0782 Abs- Cd 0,1515 0,1517 0,1508 0,1510 0,1527 0,1503 * ảnh hưởng của nhóm kim loại kiềm thổ Bảng 13: ảnh hưởng của nhóm kim loại kiềm thổ đến tín hiệu phổ F-AAS Nồng độ (ppm) Mg2+ 0 50 100 200 500 1000 Ca2+ 0 50 100 200 500 1000 Ba2+ 0 50 100 200 500 1000 Abs- Pb 0,0791 0,0792 0,0796 0,0795 0,0798 0,0796 Abs- Cd 0,1515 0,1513 0,1525 0,1523 0,1508 0,1503 * ảnh hưởng của một số kim loại nặng nhóm II Bảng 14: ảnh hưởng của một số kim loại nặng nhóm II đến tín hiệu phổ-FAAS Nồng độ (ppm) Mn2+ 0 10 20 50 80 100 Ni2+ 0 10 20 50 80 100 Zn2+ 0 10 20 50 80 100 Abs- Pb 0,0762 0,0770 0,0762 0,0776 0,0787 0,0788 Abs- Cd 0,1513 0,1530 0,1512 0,15108 0,1518 0,1500 *ảnh hưởng kim loại nặng nhóm III Bảng 15: ảnh hưởng của kim loại nặng nhóm III đến tín hiệu phổ F-AAS Nồng độ (ppm) Al3+ 0 10 20 50 80 100 Fe3+ 0 10 20 50 80 100 Cr3+ 0 10 20 50 80 100 Abs- Pb 0,0762 0,0774 0,0785 0,0783 0,0794 0,0786 Abs- Cd 0,1513 0,1510 0,1528 0,1504 0,1506 0,1502 Từ số liệu ở các bảng trên, chúng tôi thấy các nhóm cation kim loại (với nồng độ đã khảo sát) đều không ảnh hưởng đến phép xác định Pb và Cd. * ảnh hưởng của tổng cation Bảng 16: ảnh hưởng của tổng cation đến tín hiệu phổ F-AAS Nồng độ (ppm) Na+ 0 50 100 200 500 1000 K+ 0 50 100 200 500 1000 Mg2+ 0 50 100 200 500 1000 Ca2+ 0 50 100 200 500 1000 Ba2+ 0 50 100 200 500 1000 Mn2+ 0 10 20 50 80 100 Ni2+ 0 10 20 50 80 100 Zn2+ 0 10 20 50 80 100 Al3+ 0 10 20 50 80 100 Fe3+ 0 10 20 50 80 100 Cr3+ 0 10 20 50 80 100 Abs- Pb 0,0761 0,0772 0,0785 0,0790 0,0780 0,0792 Abs- Cd 0,1514 0,1512 0,1521 0,1515 0,1526 0,1523 Nhận xét: Khi có mặt tổng các cation thì cũng không ảnh hưởng đến phép đo. 3.1.3.3.2. ảnh hưởng của anion Trong mẫu phân tích, ngoài các cation ra thì còn có các anion. Tùy từng hàm lượng và từng đối tượng mẫu mà chúng có hay không gây ảnh hưởng. Phần thực nghiệm này chúng tôi không khảo sát ảnh hưởng của Cl- và NO3-, vì đã khảo sát ảnh hưởng của axit HCl, HNO3 ở trên. Chúng tôi chỉ khảo sát anion SO42-; H2PO4-. Mẫu thí nghiệm pha với nồng độ Pb2+ là 4 ppm; Cd2+ là1 ppm trong nền HNO3 2% + CH3COONH41%. Ghi sự phụ thuộc của Abs vào nồng độ của các anion ta có kết quả: Bảng 17: ảnh hưởng của ion SO42- đến tín hiệu phổ F-AAS Nồng độ (ppm) SO42- 0 50 100 150 200 500 Abs- Pb 0,0763 0,0778 0,0761 0,0778 0,0782 0,0781 Abs- Cd 0,1514 0,1522 0,1511 0,1519 0,1507 0,1506 Bảng 18: ảnh hưởng của ion H2PO4- đến tín hiệu phổ F-AAS Nồng độ (ppm) H2PO 0 50 100 150 200 500 Abs- Pb 0,0763 0,0779 0,0760 0,0777 0,0771 0,0782 Abs- Cd 0,1514 0,1506 0,1512 0,1509 0,1528 0,1507 Bảng 19: ảnh hưởng của tổng anion đến tín hiệu phổ F-AAS Nồng độ (ppm) SO 0 50 100 150 200 500 H2PO 0 50 100 150 200 500 Abs- Pb 0,0763 0,0767 0,0766 0,0779 0,0776 0,0787 Abs- Cd 0,1514 0,1553 0,1509 0,1522 0,1514 0,1505 Nhận xét: Với kết quả trên thì các anion khảo sát tương ứng với nồng độ đã chọn không ảnh hưởng đến độ hấp thụ quang của Pb và Cd. 3.1.3.3.3 ảnh hưởng của tổng cation và anion Nhằm đánh giá một cách tổng quát chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của tổng các ion đến độ hấp thụ Abs của Pb và Cd. Bảng 20: ảnh hưởng của tổng ion đến tín hiệu phổ F-AAS Nồng độ (ppm) Na+ 0 50 100 200 500 1000 K+ 0 50 100 200 500 1000 Mg2+ 0 50 100 200 500 1000 Ca2+ 0 50 100 200 500 1000 Ba2+ 0 50 100 200 500 1000 Mn2+ 0 10 20 50 80 100 Ni2+ 0 10 20 50 80 100 Zn2+ 0 10 20 50 80 100 Al3+ 0 10 20 50 80 100 Fe3+ 0 10 20 50 80 100 Cr3+ 0 10 20 50 80 100 SO 0 50 100 150 200 500 H2PO 0 50 100 150 200 500 Abs- Pb 0,0762 0,0762 0,0770 0,0777 0,0778 0,0784 Abs- Cd 0,1514 0,1528 0,1513 0,1519 0,1513 0,1509 Các kết quả trên chứng tỏ rằng: Các ion trong vùng nồng độ khảo sát không ảnh hưởng đến phép xác định Pb và Cd. Hơn nữa, trong mẫu thực tế thì hàm lượng của các ion trên nhỏ hơn hàm lượng khảo sát rất nhiều nên có thể khẳng định chắc chắn là chúng không ảnh hưởng. Đây cũng chính là một ưu điểm nổi bật của phép đo F-AAS so với phương pháp khác. Qua thực nghiệm trên, chúng tôi có tổng kết các điều kiện tối ưu để đo phổ của Pb và Cd như sau: Bảng 21: Tổng kết các điều kiện đo phổ AAS xác định Pb và Cd Điều kiện đo Nguyên tố Pb Cd Vạch đo (nm)