Phân tích tổng hợp chất bằng quang phổ

Độ rộng khe hở (nm) Nồng độ kiểm tra(mg/L) Khoảng tuyến tính mg/L 324,8 327,4 216,5 222,6 249,2 224,4 244,2 0,7 0,7 0,2 0,2 0,7 0,2 0,7 4,0 8,0 20,0 50,0 300,0 650,0 1000,0 5,0 5,0 20,0 50,0 100,0 - - 6.9. Sắt (Fe) Ngọn lửa: Hỗn hợp Axetylen + không khí. Đèn catot rỗng hoặc đèn không điện cực Dung dịch chuẩn - Fe(NO3)3, 1000 mg/l theo Fe Chuẩn bị - Hòa tan 1,000 g Fe trong 50ml HNO3 sau đó định mức đến 1l bằng nước cất khử ion. Ion gây nhiễu bao gồm Co, Cu và Ni. Để giảm ảnh hưởng của các ion này cho thêm CaCl2 vào mẫu chuẩn và mẫu phân tích. Các điều kiện ghi phổ. Bước sóng (nm) Độ rộng khe hở (nm) Nồng độ kiểm tra(mg/L) Khoảng tuyến tính mg/L 248,3 252,3 248,8 302,1 296,7 246,3 305,9 346,6 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 6,0 8,0 9,0 20,0 40,0 65,0 100,0 500,0 6,0 10,0 10,0 10,0 20,0 20,0 - - 6.10. Thủy ngân (Hg) Ngọn lửa: Hỗn hợp Axetylen + không khí. Đèn catot rỗng hoặc đèn không điện cực 119 Dung dịch chuẩn - HgCl2 1000 mg/l theo Hg Chuẩn bị: Hòa tan 1,080 g HgO trong một thể tích tối thiểu HCl(1-1) sau đó định mức đến 1l bằng nước cất khử ion. Ion gây nhiễu là Co. Để giảm ảnh hưởng của các ion này cho thêm ascorbic axit, SnCl2 hay các chất có thể làm giảm sự hiện diện của Hg(I) hay Hg vào mẫu chuẩn và mẫu phân tích. Các điều kiện ghi phổ. Bước sóng (nm) Độ rộng khe hở (nm) Nồng độ kiểm tra(mg/L) Khoảng tuyến tính mg/L 253,7 0,7 200,0 300,0 6.11. Iridi (Ir) Ngọn lửa: Hỗn hợp Axetylen + không khí. Đèn catot rỗng hoặc đèn không điện cực Dung dịch chuẩn -(NH4)2IrCl6, 500 mg/l theo Ir Chuẩn bị ; Hòa tan 1,147g(NH4)2IrCl6 trong một thể tích tối thiểu HCl 1% sau đó định mức đến 1l bằng HCl 1%. Các điều kiện ghi phổ. Bước sóng (nm) Độ rộng khe hở (nm) Nồng độ kiểm tra(mg/L) Khoảng tuyến tính mg/L 264,0 266,5 285,0 237,3 250,3 254,4 351,4 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 12,0 13,0 15,0 18,0 22,0 29,0 91,0 - - - - - - - 6.12. Kali (K) Ngọn lửa: Hỗn hợp Axetylen + không khí. Đèn catot rỗng hoặc đèn không điện cực Dung dịch chuẩn - KCl 1000 mg/l theo K Chuẩn bị ; Hòa tan 1,907 g KCl trong nước cất khử ion sau đó định mức đến 1l bằng nước cất khử ion. 120 Giảm ảnh hưởng của các ion gây nhiễu bằng cách cho thêm muối của kim loại kiềm vào mẫu chuẩn và mẫu phân tích. Sự có mặt của các axit vô cơ với nồng độ lớn cũng có thể gây nhiễu. Các điều kiện ghi phổ. Bước sóng (nm) Độ rộng khe hở (nm) Nồng độ kiểm tra(mg/L) Khoảng tuyến tính mg/L 766,5 769,9 404,4 0,7/1,4 0,7/1,4 0,7 2,0 4,0 350,0 2,0 20,0 600,0 6.13. Lantan (La) Ngọn lửa: Hỗn hợp Axetylen + N2O. Đèn catot rỗng hoặc đèn không điện cực Dung dịch chuẩn – LaCl3, 50 mg/l theo La Chuẩn bị;Thấm ướt 0,5864g La2O3 với 50ml nước cất khử ion, thêm từ từ và cẩn thận 250ml HCl đậm đặc vào để hòa tan La2O3 sau đó định mức đến 1l bằng nước cất khử ion. Giảm ảnh hưởng của các ion gây nhiễu bằng cách cho thêm muối của kim loại kiềm vào mẫu chuẩn và mẫu phân tích. Các điều kiện ghi phổ. Bước sóng (nm) Độ rộng khe hở (nm) Nồng độ kiểm tra(mg/L) Khoảng tuyến tính mg/L 550,1 418,7 495,0 403,7 392,8 357,4 365,0 0,2/0,4 0,2 0,2/0,4 0,2 0,2 0,2 0,2 2,5 3,0 35,0 80,0 100,0 1000,0 9000,0 3,0 6,0 50,0 100,0 200,0 3000,0 - 6.14. Magie (Mg) Ngọn lửa: Hỗn hợp Axetylen + không khí. Đèn catot rỗng hoặc đèn không điện cực Dung dịch chuẩn - MgCl2 1000 mg/l theo Mg 121 Chuẩn bị; Hòa tan cẩn thận 1,000 g Mg trong một thể tích tối thiểu HCl sau đó định mức đến 1l bằng HCl 1%. Ion gây nhiễu là Al, Si, Ti, P. Để giảm ảnh hưởng của các ion này cho thêm LaCl2 1% vào mẫu chuẩn và mẫu phân tích. Các điều kiện ghi phổ. Bước sóng (nm) Độ rộng khe hở (nm) Nồng độ kiểm tra(mg/L) Khoảng tuyến tính mg/L 285,2 202,6 0,7 0,7 0,30 9,0 0,50 10,0 6.15. Mangan (Mn) Ngọn lửa: Hỗn hợp Axetylen + không khí. Đèn catot rỗng hoặc đèn không điện cực Dung dịch chuẩn - MnCl2 1000 mg/l theo Mn Chuẩn bị; Hòa tan 1,000 g Mn trong một thể tích tối thiểu HNO3 sau đó định mức đến 1l bằng HCl 1%. Ion gây nhiễu là Si. Để giảm ảnh hưởng của các ion này cho thêm CaCl2 0,2% vào mẫu chuẩn và mẫu phân tích. Các điều kiện ghi phổ. Bước sóng (nm) Độ rộng khe hở (nm) Nồng độ kiểm tra(mg/L) Khoảng tuyến tính mg/L 279,5 279,8 280,1 403,1 0,2 0,2 0,2 0,2 2,5 3,0 5,0 25,0 2,0 5,0 5,0 - 6.16. Molipden (Mo) Ngọn lửa: Hỗn hợp Axetylen + N2O. Đèn catot rỗng hoặc đèn không điện cực Dung dịch chuẩn -(NH4)6Mo7O24.4H2O 1000 mg/l theo Mo Chuẩn bị; Hòa tan 1,840 g(NH4)6Mo7O24.4H2O trong 1l NH4OH 1%. Ion gây nhiễu là Ca, Sr, Fe, SO42-. Để giảm ảnh hưởng của các ion này cho thêm AlCl3 0,5%, NH4Cl 2%, Na2SO4 0,1% vào mẫu chuẩn và mẫu phân tích. Các điều kiện ghi phổ. 122 Bước sóng (nm) Độ rộng khe hở (nm) Nồng độ kiểm tra(mg/L) Khoảng tuyến tính mg/L 313,3 317,0 319,4 390,3 315,8 320,9 311,2 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 30,0 50,0 65,0 150,0 150,0 350,0 850,0 40,0 50,0 65,0 - - - - 6.17. Natri (Na) Ngọn lửa: Hỗn hợp Axetylen + không khí. Đèn catot rỗng hoặc đèn không điện cực Dung dịch chuẩn - NaCl 1000 mg/l theo Na. Chuẩn bị; Hòa tan 2,542 g NaCl trong nước khử ion và định mức đến 1l bằng nước cất khử ion.(rất khó để chuẩn không bị nhiễm bẩn) Giảm ảnh hưởng của các ion gây nhiễu bằng cách cho thêm muối của kim loại kiềm vào mẫu chuẩn và mẫu phân tích. Sự có mặt của các axit vô cơ với nồng độ lớn cũng có thể gây nhiễu. Các điều kiện ghi phổ. Bước sóng (nm) Độ rộng khe hở (nm) Nồng độ kiểm tra(mg/L) Khoảng tuyến tính mg/L 589,0 330,0 0,2/0,4 0,7 0,50 80,0 1,0 - 6.18. Niken (Ni) Ngọn lửa: Hỗn hợp Axetylen + không khí. Đèn catot rỗng hoặc đèn không điện cực Dung dịch chuẩn - Ni(NO3)3 1000 mg/l theo Ni Chuẩn bị; Hòa tan 1,000 g Ni trong một thể tích tối thiểu HNO3 sau đó định mức đến 1l bằng HNO31%. 123 Ion gây nhiễu là Fe, Cr. Để giảm ảnh hưởng của các ion này bằng cách sử dụng ngọn lửa N2O + axetylen nhưng độ nhạy của Ni sẽ thấp hơn Các điều kiện ghi phổ. Bước sóng (nm) Độ rộng khe hở (nm) Nồng độ kiểm tra(mg/L) Khoảng tuyến tính mg/L 32,0 231,1 352,5 341,5 305,1 346,2 351,5 303,8 337,0 323,3 294,4 247,7 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 7,0 10,0 20,0 20,0 25,0 40,0 50,0 80,0 100,0 200,0 350,0 1500,0 10,0 15,0 25,0 25,0 25,0 40,0 - - - - - - 6.19. Photpho (P) Ngọn lửa: Hỗn hợp Axetylen + N2O. Đèn catot rỗng hoặc đèn không điện cực Dung dịch chuẩn -(NH4)2HPO4 50 mg/l theo P Chuẩn bị; Hòa tan 21,32 g(NH4)2HPO4 trong nước cất khử ion sau đó định mức đến 1000 ml bằng nước khử ion. Các điều kiện ghi phổ. Bước sóng (nm) Độ rộng khe hở (nm) Nồng độ kiểm tra(mg/L) Khoảng tuyến tính mg/L 213,6 214,9 0,2 0,2 14000,0 20000,0 14000,0 20000,0 6.20. Chì (Pb) Ngọn lửa: Hỗn hợp Axetylen + không khí. Đèn catot rỗng hoặc đèn không điện cực Dung dịch chuẩn - Pb(NO3)2 1000 mg/l theo Pb Chuẩn bị- Hòa tan 1,598 g Pb(NO3)2 trong HNO3 1% và định mức đến 1l bằng HNO31%. 124 Một lượng lớn các nguyên tố khác( Vd- 10,0mg/l Fe) có thể ảnh hưởng đến kết quả. Các điều kiện ghi phổ. Bước sóng (nm) Độ rộng khe hở (nm) Nồng độ kiểm tra(mg/L) Khoảng tuyến tính mg/L 283,3 217,0 205,3 202,2 261,4 368,3 364,0 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 20,0 9,0 250,0 350,0 500,0 1200,0 3000,0 20,0 20,0 - - - - - 6.21. Platin (Pt) Ngọn lửa: Hỗn hợp Axetylen + không khí. Đèn catot rỗng hoặc đèn không điện cực Dung dịch chuẩn - PtCl4 1000 mg/l Chuẩn bị - Hòa tan 1 g Pt trong một lượng tối thiểu nước cường toan, để bay hơi đến khô. Thêm vào 5ml HCl và 0,1g NaCl tiếp tục cho bay hơi đến khô. Hòa tan phần rắn thu được trong 20ml HCl và định mức đến 1l bằng nước cất khử ion. Ion gây nhiễu là Li, Na, K, Mg, Ca, Pb, Sr, Ba, Cr, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Ir, Pd, H2SO4, H3PO4, HClO4, HBr, NH4+, Zn và Hg. Để giảm ảnh hưởng của các ion này cho thêm 0,2% La trong HCl 1% vào mẫu chuẩn và mẫu phân tích. Các điều kiện ghi phổ. Bước sóng (nm) Độ rộng khe hở (nm) Nồng độ kiểm tra(mg/L) Khoảng tuyến tính mg/L 265,9 306,5 262,8 238,0 293,0 273,4 299,8 270,2 0,7 0,7 0,7 0,2 0,7 0,2 0,2 0,2 100,0 200,0 250,0 300,0 350,0 350,0 450,0 500,0 160,0 - - - - - - - 125 244,0 271,9 304,3 0,2 0,2 0,7 850,0 1200,0 1400,0 - - - 6.22. Selen (Se) Ngọn lửa: Hỗn hợp Axetylen + không khí. Đèn catot rỗng hoặc đèn không điện cực Dung dịch chuẩn - Se(NO3)6 1000 mg/l theo Se Chuẩn bị; Hòa tan 1,000 g Se trong một lượng tối thiểu HNO3 đậm đặc, để bay hơi đến khô. Thêm vào 2ml nước và cũng để bay hơi đến khô, tiến hành 2 hoặc 3 lần. Hòa tan trong HCl 10% và định mức đến 1l bằng HCl 10%. Các điều kiện ghi phổ. Bước sóng (nm) Độ rộng khe hở (nm) Nồng độ kiểm tra(mg/L) Khoảng tuyến tính mg/L 196,0 204,0 206,3 207,5 2,0 0,7 0,7 0,7 30,0 150,0 600,0 2000,0 200,0 - - - 6.23. Silic(Si) Ngọn lửa: Hỗn hợp Axetylen + N2O. Đèn catot rỗng hoặc đèn không điện cực Dung dịch chuẩn - 1000 mg/l theo Si Chuẩn bị ; Nóng chảy 0,2139g SiO2 với 2g Na2CO3 trong chén platin. Hòa tan phần nóng chảy với nước cất khử ion sau đó định mức đến 100ml bằng nước cất khử ion. Ion Si rất dễ kết tủa trong dung dịch axit, để giảm ảnh hưởng này cần thêm vào HF 1%. Các điều kiện ghi phổ. Bước sóng (nm) Độ rộng khe hở (nm) Nồng độ kiểm tra(mg/L) Khoảng tuyến tính mg/L 251,6 251,9 250,7 252,9 0,2 0,2 0,7 0,2 100,0 150,0 250,0 300,0 150,0 200,0 - - 126 252,4 221,7 221,1 220,8 288,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,7 350,0 350,0 650,0 1000,0 1500,0 - - - - - 6.24. Thiếc (Sn) Ngọn lửa: Hỗn hợp Axetylen + N2O. Đèn catot rỗng hoặc đèn không điện cực Dung dịch chuẩn - SnCl4 1000 mg/l theo Sn Chuẩn bị; Hòa tan 1,000 g Sn trong 100ml HCl đậm đặc và định mức đến 1l bằng nước cất khử ion. Dung dịch thiếc chuẩn nên chứa 10% HCl. Các điều kiện ghi phổ. Bước sóng (nm) Độ rộng khe hở (nm) Nồng độ kiểm tra(mg/L) Khoảng tuyến tính mg/L 268,3 224,6 235,5 270,7 303,4 219,9 300,9 233,5 254,7 266,1 0,7 0,2 0,7 0,7 0,7 0,2 0,7 0,7 0,7 0,7 150,0 80,0 100,0 200,0 200,0 350,0 400,0 450,0 450,0 1500,0 400,0 300,0 - - - - - - - - 6.25. Titan (Ti) Ngọn lửa: Hỗn hợp Axetylen + N2O. Đèn catot rỗng hoặc đèn không điện cực Dung dịch chuẩn - TiCl4 1000 mg/l theo Ti Chuẩn bị; Hòa tan 1,0 g Ti trong 100ml HCl(1 -1) sau đó làm lạnh và định mức đến 1l bằng HCl(1-1). Lưu ý - dung dịch Ti chuẩn nên chứa 10% HCl. Ion gây nhiễu là Al, Co, K, Mn, Na, Cu, Ca, Cr, Fe, Li, Mg, Mo, P, Cd, Sb, ZN, BA, Ni, Sn, Sr, Pb, V, F và NH4+. Để giảm ảnh hưởng của các ion này cho thêm muối của kim loại kiềm(KCl 0,1% hay nhiều hơn) vào mẫu chuẩn và mẫu phân tích. 127 Các điều kiện ghi phổ. Bước sóng (nm) Độ rộng khe hở (nm) Nồng độ kiểm Tra(mg/L) Khoảng tuyến tính mg/L 364,3 365,4 320,0 363,5 335,5 319,2 334,2 399,9 375,3 399,0 395,6 394,8 337,8 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 80,0 80,0 90,0 100,0 100,0 100,0 150,0 150,0 150,0 150,0 200,0 350,0 750,0 100,0 100,0 200,0 200,0 100,0 200,0 150,0 250,0 150,0 - - - - 6.26. Kẽm (Zn) Ngọn lửa: Hỗn hợp Axetylen + không khí. Đèn catot rỗng hoặc đèn không điện cực Dung dịch chuẩn - ZnCl2 500 mg/l theo Zn Chuẩn bị; Hòa tan 0,500 g Zn trong một thể tích tối thiểu HCl(1 -1) và định mức đến 1l bằng HCl(1-1). Các điều kiện ghi phổ. Bước sóng (nm) Độ rộng khe hở (nm) Nồng độ kiểm tra(mg/L) Khoảng tuyến tính mg/L 213,9 307,6 0,7 0,7 1,0 3500,0 1,0 - 7. Một số vạch AAS chuẩn của các nguyên tố Các nguyên tố kim loại chủ yếu đều có thể xác định bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử. Mỗi nguyên tố đều có các vạch chuẩn đặc trưng bảng dưới dây giới thiệu một số vạch phổ chuẩn của các nguyên tố Bảng 2.12. Một số vạch phổ chuẩn của các nguyên tố 128 Nguyên tố Vạch phổ(nm) Al 309,30 396,20 308,20 394,40 Cr 357,90 359,40 425,40 Cu 324,80 327,40 216,50 Fe 248,30 248,80 302,10 252,30 Sb 217,6 As 193,7 Ba 553,6 Be 234,9 Ag 328,1 Cr 357,9 Cr 452,4 Cr 428,9 Cu 324,7 327,4 217,9 218,2 Mg 285,2 202,5 Na 589,6 Ni 232,0 341,5 352,4 129 351,5 Pb 217,0 283,0 Si 251,6 235,5 Ti 364,3 Zn 398,8 Bi 223,1 B 249,7 Cd 228,8 Ca 422,7 Co 240,7 Ga 287,4 Ge 265,5 In 303,9 Ir 208,9 Li 670,8 La 550,0 Si 251,6 Sn 286,3 Th 432,6 Te 261,4 V 318,4 8. Thực hành phân tích hàm luợng kim loại phụ gia Ca, Ba, Zn trong dầu nhớt bôi trơn bằng phương pháp AAS Mục đích của bài thực hành này giúp học viên nắm được: - Các thao tác, vận hành trên máy đo phổ AAS một cách thành thạo. - Cách chuẩn bị mẫu phân tích thích tuỳ theo tính chất của mẫu. - Giải được các phổ đồ phân tích mẫu cụ thể. - Biết nhận xét đánh giá kết quả phân tích. 8.1 Các công việc chuẩn bị 130 8.1.1. Máy đo phổ AAS với các cấu hình sau - Bộ cấp nguồn tia 10. - Bộ phân nguyên tử hóa mẫu(ngọn lửa, lò grafit.). - Bộ tách ánh sáng đơn sắc. - Các loại đèn catốt rỗng cho từng nguyên tố. - Bộ phận nhận tín hiệu và khuếch đại tín hiệu –Detector. - Bộ phân xử lý tín hiệu. 8.1.2. Các loại dụng cụ và hoá chất nguồn lực cần thiết cho thí nghiệm - Cân phân tích. - Thiết bị chuẩn bị mẫu vô cơ hóa mẫu bằng phương pháp vi sóng - Tủ sáy chân không. - Bình đựng mẫu các loại. - Bình hút ẩm. - Dụng cụ thủy tinh, pipet vi lượng, bình định mức 10 ml, 20 ml, 50 ml. - Van giảm áp. - Dung môi cho từng bài cụ thể, xylen toluen, hexan. - Các mẫu dung dịch chuẩn chuẩn chứa kim loại khác nhau( Dung dịch vô cơ và các chất phức cơ kim). - Hóa chất tinh khiết dùng cho phân tích( kalixiclohexanbutyrat C10H15O2K, axit 2-etylhexanoic). - Axit nitric tinh khiết HNO3, axit clohydric HCl tinh khiết. - Khi axetylen tinh khiết, khí N2O tinh khiết. - Bộ lọc không khí. - Tài liệu tra cứu, tài liệu hướng dẫn thao tác vận hành của từng máy 8.2. Cách tiến hành thí nghiệm 8.2.1. Chuẩn bị mẫu phân tích a. Mẫu dạng lỏng Nếu là mẫu lỏng như nước mặt, nước ngầm. nước thải phải được xử lý sơ bô, qua hệ thống lọc các chất lơ lưởng và cặn để phân tích riêng sau đó mới đưa vào máy AAS. Dung dịch mẫu đuợc chuẩn bị như sau. Lấy một lượng nhất định dung dịch chuẩn với nồng độ đã biết trước(5-10 ml tùy theo tính toán khoảng nồng độ cần thiết) sau đó pha thêm dung môi để đạt đến vạch định mức trong bình định mức. Pha dung dịch chuẩn với nồng độ khác nhau trong khoảng tuyến tính cho phép và đo phổ AAS ở cùng một điều kiện tối ưu cho mẫu phân tích. 131 b. Các mẫu dầu nhớt trước khi phân tích được xử lý như sau: Lấy lượng mẫu 200 ml khuấy đều trong 5 phút sau đó cân mẫu chính xác và cho vào cốc thủy tinh cho thêm khoảng,3 ml dung dịch kalixiclohexabutyrat(%). Hòa lõang mẫu bằng dung môi xylen sao cho nông độ của các kim loại trong khoảng gới hạn nồng độ phát hiện được.Thường thêm khoảng 25 ml cho 0,1 g mẫu. Dung dịch muối hữu cơ kali 1 % được chuẩn bị như sau: Hòa tan 5,3 g xiclohexanbutyrat và 10 ml axit 2-Etyhexanoic trong 30 ml xylen, đun nóng cho tan hết hoàn toàn và định mức đến 100 ml bằng dung môi xylen. c. Mẫu dạng rắn Mẫu dạng rắn được vô cơ hóa bằng axit hoặc tách chiết bằng các dung môi thích hợp trên các thiết bị chuyên dụng. Các mẫu có nguồn gốc hữu cơ dầu khoáng được than hóa trước trên bếp điện sau đó mới nung trong lò nung ở nhiệt độ 500-600 oC để tro hóa hoàn toàn. Sau khi vô cơ hóa mẫu được hòa tàn trong dung dịch axit và định mức đến thể tích nhất định. 8.2.2. Đo phổ hấp thu nguyên tử của mẫu trên máy AAS a. Chuẩn bị thiết bị AAS - Xem xét tính trạng của máy, các đường điện, khí axetylen, N2O. - Bật máy vào chế độ làm việc. - Chọn các điều kiện tối ưu( tỷ lệ khí đốt N2O+axetylen dòng điện...). - Cài đặt các điều kiện phân tích theo hướng dẫn của từng máy. - Ổn định máy, ổn định nhiệt độ trong vòng 15 phút. b. Trình tự phân tích - Dựng đường chuẩn. - Pha chế dung dịch chất chất chuẩn chứa các nguyên tố cần xác định từ chất chuẩn phức cơ kim tương ứng với nồng độ khác nhau trong dung môi dựng đường chuẩn cho từng nguyên tố phân tích trên máy AAS ở điều kiện tối ưu tham khảo trong các hướng dẫn. - Đo phổ AAS của mẫu phân tích pha trong dung môi với tỷ lệ tương ứng như đối với chất chuẩn. - Ghi chép kết quả thể hiện trên máy tính. - Sau khi kết thúc các phép đo đưa máy về trạng thái ban đầu, sau đó khóa các đường khí và tắt máy. 8.3. Tính toán 132 Sau khi đã nhận được các số liệu kết quả trên máy. Nồng độ các nguyên tố cần xác định được tính toán theo công thức sau: Cho mẫu lỏng( mg/L) Me = ( )A C B C ( mg/L) Trong đó: A - nồng độ kim loại được xác định theo đường chuẩn mg/L. B - lượng dung môi pha loãng( ml) C - Định mức mẫu phân tích( ml) Hoặc công thức sau cho mẫu rắn (mg/kg) Me = .AV W Trong đó: V – Định mức mẫu( ml) W- Khối lượng mẫu(g) A. Nồng độ chất phân tích theo đường chuẩn mg/l Tính toán nồng độ nguyên tố trong mẫu phân tích bằng phương pháp lò Grafit theo công thức sau. ( )Z C B C (mg/L) Trong đó: C - định mức mẫu phân tích(ml) B - Thể tích dung môi pha loãng(ml) Z - Nồng độ nguyên tố theo đường chuẩn.(mg/L) Phiếu đánh giá thực hành xác định hàm luợng hydrocacbon trong phân đoạn dầu mỏ bằng phổ AAS Có thực hiện Không thực hiện Trình tự tiến hành hoạt động Đạt Không đạt Tiêu chuẩn hoạt động Kiểm tra tình trạng máy Chỉ dẫn an toàn Theo hướng dẫn qui định Các công việc chuẩn bị: dụng cụ, hóa chất, chất chuẩn … Theo yêu cầu kỹ thuật cho từng bài Chuẩn bị các phiếu theo dõi và đánh giá kết quả Theo hướng dẫn Thao tác mở máy và cài đặt các thông số theo yêu Đúng qui trình thao tác kỹ 133 cầu phân tích thuật Chờ các thông số ổn định và tiến hành đo phổ của các mẫu chuẩn, mẫu phân tích Đúng trình tự, kỹ thuật chính xác Theo dõi hoạt động của máy trong thời gian phân tích Ghi chép đầy đủ, điều chỉnh kịp thời Lặp lại phép phân tích khi cần thiết Ghi nhận xét Chờ ổn định và trả máy về lại trạng thái ban đầu Ghi nhận xét Kết thúc bài thực hành và tính toán kết quả Nộp phiếu báo cáo, bàn giao máy Bảng tổng kết thực hành phân tích Nguyên tố Vạch phổ đặc trưng Hàm luợng % Nhận xét bài thực hành và các chú thích các ký hiệu. Thảo luận kết quả thu được, viết báo cáo tổng kết. 9. Câu hỏi bài tập 9.1. Lý thuyết 1. Hãy nêu nguyên lý của phương pháp phổ hấp thu nguyên tử. 2. Mô tả các lọai đèn tạo tia đơn sắc. 3. Các bộ phân chính của máy AAS. 4. Nguyên lý hoạt động của đèn Catot rỗng. 5. Các yếu tố hóa học và vật lý ảnh hưởng đến phép đo phổ AAS. 9.2. Bài tập 1. Một máy đơn sắc cách tử 1180 rãnh / mm làm việc với điều kiện góc tới i=0. Hãy tính góc nhiễu xạ r để thu được tia đơn sắc λ = 300nm. Cho bậc m=1 2. Một máy AAS có sử dụng cách tử “kép”, tức là cho phép làm việc với 2 góc nghiêng(lựa chọn tùy thuộc vùng λ làm việc) có các tính nang sau: 134 - Vùng phổ làm việc: 189 – 860 nm - Cách tử n = 1800 rãnh / mm - Kích thước 64 mm x 72 mm - Góc nghiêng 1 cho λ1 = 236 nm, góc nghiêng 2 cho λ2 = 597 nm - Bậc nhiễu xạ làm việc m = 1 Hãy tính 1 và 2 ? Biết rằng máy đơn sắc của Model này lắp theo thiết kế luôn luôn thỏa điều kiện i = r và tia tới nằm cùng với tia nhiễu xạ ở một bên của pháp tuyến với cách tử(dấu +) 3. Một máy AAS có độ tán xạ dài nghịch đảo l D 1 = 1,6 nm/mm. Hãy ước lượng độ dài tiêu cự f ? Cho m = 1 135 BÀI 3. PHỔ NHIỄU XẠ TIA X (XRD) Mã bài. HD K3 Giới thiệu Phương pháp phổ Rơnghen là phương pháp vật lý rất hữu hiệu để nghiên cứu cấu trúc, thành phân pha của các tinh thể chất rắn. Cơ sở của phương pháp dựa trên hiện tượng bức xạ điện từ từ nguồn phát các tia âm cực (tia X) có khả năng xuyên qua một số tấm chắn thông thường làm đen phim, kính ảnh. Các nguồn phát tia âm cực có tính chất đặc biệt này gọi là những ống phát tia X được nhà khoa học Ronghen phát hiện và tạo ra từ những năm cuối của thế kỷ 19 có cấu tạo gồm có hai bộ phận chính là catôt và anốt.Chùm tia điện tử phát ra từ catốt sẽ được gia tốc do điện áp lớn ở anốt sẽ bay về anốt với vận tốc lớn có động năng lớn va đập vào anốt biến thành nhiệt năng và một phần được phát ra dưới dạng bức xạ tia 10. Việc ứng dụng phương pháp phổ Rơnghen ngày càng rộng rãi trong nhiễu lĩnh vực nghiên cứu khác nhau đã khẳng định vị trí quan trọng của phương pháp trong nghiên cứu khoa học cũng như trong phân tích cấu trúc pha tinh thể của các vật liệu rắn, các hỗn hợp oxit kim loại, các chất xúc tác rắn, các chất khoáng vô cơ, đất đá...Vì vậy việc tiếp thu được cơ sở lý thuyết của phương pháp và kỹ thuật thao tác vận hành máy móc thiết bị đo phổ Ronghen là rất quan trọng và cần thiết. Mục tiêu thực hiện Học xong bài này học viên sẽ có khả năng - Mô tả cơ sở của phương pháp phổ Rơnghen, máy đo phổ - Phân tích cấu trúc tinh thể của Zeolit bằng phổ XRD - Định tính và định lượng thành phần pha của zeolit - Thí nghiệm, thực hành đo trên máy trong phòng thí nghiệm. Nội dung chính 1. Cơ sở của phương pháp phổ Rơnghen 2. Phương trình nhiễu xạ Bragg-Vulf. 3. Ứng dụng phổ Rơnghen để phân tích thành phần pha của tinh thể 4. Định lượng thành phần pha. 5. Phân tích cấu trúc pha. 6. Một số phổ Rơnghen của vật liệu chất rắn. 1. Cơ sở của phương pháp Rơnghen 136 1.1.Một số khái niệm về vật liệu rắn và cấu trúc tinh thể học Cấu trúc của vật liệu rắn phụ thuộc vào sự sắp xếp các nguyên tử, ion hoặc các phân tử và lực liên kết giữa chúng. Vật liệu rắn có thể có cấu trúc tinh thể khi các nguyên tử hoặc ion sắp xếp một cách có trận tự trong một mẫu hình lặp lại trong không gian ba chiều. Vật liệu rắn được sinh ra trong tự nhiên hoặc được chế tạo bởi con người, có các tính chất đặc biệt về hóa học và vật lý. Việc chế tạo các loại vật liệu mới đang được phát triển rất nhanh nhằm đáp ứng được cho nhu cầu của khoa học kỹ thuật, do đó việc hiểu biết về cấu trúc và các tính chất của chúng là vô cùng quan trọng và cần thiết. Trong các nhóm vật liệu thì vật liệu kim loại và vật liệu gốm là hai đối tượng nghiên cứu chủ yếu của phương pháp Rơnghen. Vật liệu kim loại có cấu trúc tinh thể, trong đó các nguyên tử được sắp xếp một cách trật tự. Vật liệu gốm có thể có cấu trúc tinh thể hoặc không tinh thể hoặc hỗn hợp của cả hai cấu trúc trên. Vật liệu gốm là vật liệu vô cơ bao gồm nguyên tố kim loại và phi kim liên kết hóa học với nhau. 1.2. Cấu trúc và hằng số mạng hình học tinh thể 1.2.1.Mạng không gian và ô cơ sở Các nguyên tử hoặc ion nếu được sắp xếp một cách trật tự lặp đi lặp lại trong không gian ba chiều thì chúng tạo thành vật rắn cấu trúc tinh thể và được gọi là vật liệu tinh thể. Sự sắp xếp các nguyên tử trong vật rắn có thể được mô tả bằng một mạng lưới 3 chiều mà nút mạng là các nguyên tử (hoặc ion), và được gọi là ma trận điểm ba chiều vô hạn. Trong tinh thể lý tưởng tập hợp các nút mạng quanh bất kỳ một nút nào đã cho cũng giống như các nút mạng xung quanh. Như vậy mỗi mạng không gian có thể được mô tả bởi các vị trí nguyên tử xác định trong một ô đơn vị (ô cơ bản). Kích thước và hình dạng của ô đơn vị có thể được biểu diễn bằng 3 vectơ cơ sở a, b, c xuất phát từ 1 góc của ô đơn vị. Chiều dài của ba vectơ này và góc giữa chúng , , được gọi là hằng số mạng. 1.2.2. Mạng Bravais Các nhà tinh thể học đã đưa ra bảy kiểu ô đơn vị để xây dựng các mạng điểm của tinh thể. A.J.Bravais đã đưa ra 14 kiểu mạng tinh thể của chất rắn và 4 kiểu ô đơn vị: 137 - Đơn giản - Tâm khối - Tâm mặt - Tâm đáy Hình 3.1: Mạng không gian của tinh thể rắn lý tưởng, ô đơn vị và hằng số mạng Từ các kiểu ô đơn vị có thể phân lớp mạng không gian theo hệ tinh thể như sau: Bảng 3.1: Mạng không gian của hệ tinh thể Hệ tinh thể Đặc trưng hình