Bảng 3.19 - Giới hạn hàm lượng các cation và anion

Trong phép đo AAS, việc định lượng một nguyên tố dựa vào phương trình cơ bản :

A_λ = K.C^b

Trong đó : A_λ : cường độ hấp thụ của vạch phổ tại bước sóng λ,

K : hằng số thực nghiệm,

C : nồng độ của nguyên tố trong dung dịch mẫu đo phổ

b : hằng số (0 < b ≤ 1).

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

A_λ = K.C

Khoảng nồng độ này gọi là khoảng tuyến tính của nguyên tố phân tích. Khoảng tuyến tính của mỗi nguyên tố ở mỗi vạch phổ khác nhau là khác nhau. Do đó, để xác định crom, phải tiến hành khảo sát tìm khoảng tuyên tính của phép đo GF- AAS với nguyên tố crom.

Chuẩn bị một dãy dung dịch chuẩn Cr từ 1,0ppb đến 20,0ppb trong môi trường HNO₃ 2%, (NH₄)H₂PO₄ 0,01% rồi đo phổ theo các điều kiện đã chọn. Kết quả được chỉ ra ở bảng 3.20 :

Bảng 3.20 - Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của crom

CCr (ppb)	1,0	2,0	4,0	5,0	8,0
AbsCr	0,056	0,120	0,229	0,250	0,464
RSD (%)	1,83	4,74	2,67	1,98	3,45
CCr (ppb)	10,0	12,0	14,0	16,0	18,0
AbsCr	0,585	0,701	0,816	0,8319	0,840
RSD (%)	1,91	2,21	3,94	4,25	3,23

Hình 3.5 - Khảo sát khoảng tuyến tính của crom

Từ kết quả thực nghiệm chỉ ra trong bảng 3.21 và hình 3.5 cho thấy khoảng nồng độ tuyến tính của Cr là 1,0ppb - 12ppb. Do đó , khi phân tích mẫu thực tế nếu hàm lượng Cr nằm ngoài khoảng tuyến tính thì phải pha loãng hoặc làm giàu mẫu.

Từ kết quả khảo sát xác định khoảng tuyến tính trong hình 3.5, sử dụng phần mềm Origin 7.5, chúng tôi lập đường chuẩn và phương trình đường chuẩn của Cr. Kết quả được chỉ ra trong hình 3.6:



Hình 3.6 - Đường chuẩn của crom

Kết quả tính toán theo phần mềm Origin 7.5 thu được như sau:

ΔA = t(0,95; 6) × S_A = 1,94 × 0,00377 =0,007

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

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

Abs_Cr = (-0,004 ± 0,007) + (0,058 ± 0,001) × C_Cr

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

C_Cr  : nồng độ Cr (ppb)

Từ phương trình hồi quy tìm được, khi mẫu định phân có tín hiệu phân tích Abs_Cr,0 thì có thể tính được nồng độ chưa biết C_Cr,0 theo công thức:

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

Trong đó:

S_Cr,0: độ lệch chuẩn ước đoán

Abs_Cr,0: giá trị thực nghiệm thu được khi phân tích mẫu có nồng độ C_Cr,0

n : số mẫu chuẩn dùng xây dựng đường chuẩn

m : số lần đo lặp của mẫu phân tích

Kết quả phân tích mẫu chưa biết sẽ được viết dưới dạng C_Cr,0 ± t × S_Cr,0 với bậc tự do n-2.

3.2. Kiểm tra hằng số trong phương trình hồi quy

Để kiểm tra sai số hệ thống của phương pháp cần so sánh hằng số A của phương trình hồi quy với giá trị 0.

Nếu xem A = 0, phương trình trở thành: Abs_Cr= B^’ × C_Cr

Các giá trị B^’ được tính theo bảng sau:

Ta có : Abs_Cr = (0,057 ± 1,94 × 0,001) × C_Cr

Abs = (0,057 ± 0,003) × C_Cr

Áp dụng công thức : và

Ta có bảng giá trị sau:

F_bảng ( 0,95; 5; 6) = 4,39.

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

3.3.3. Giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng

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

2. Giới hạn định lượng crom bằng phép đo GF-AAS theo đường chuẩn:

Để đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo ta dựng đường chuẩn, pha 3 mẫu có nồng độ ở điểm đầu, điểm giữa và điểm cuối của khoảng tuyến tính. Thực hiện đo mỗi mẫu 10 lần.

Sai số được tính theo công thức:

E_R=

Trong đó:

E_R : sai số phần trăm tương đối.

Abs_Cr,i : độ hấp thụ quang của Cr đo được.

Abs_Cr,t : độ hấp thụ quang của Cr tìm được theo đường chuẩn.

Độ lặp lại của phép đo được xác định theo các đại lượng S² và CV.

Các đại lượng này tính theo công thức :

CV=

Trong đó :

Abs_Cr,tb : độ hấp thụ quang trung bình của Cr.

n : số lần đo.

S : độ lệch chuẩn.

CV : hệ số biến động của phép đo.

Qua các thực nghiệm đã khảo sát, chúng tôi đã chọn các điều kiện tối ưu để xác định Cr bằng phép đo GF-AAS bằng hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử Model AA 6800 như sau:

• 
  Các thông số của thiết bị quang phổ:
  

• 
  Vạch phổ hấp thụ : 357,9nm;
  
• 
  Cường độ dòng đèn : 10mA
  
• 
  Độ rộng khe đo : 0,5nm;
  
• 
  Tốc độ dòng khí Ar : 0,1 lít/phút
  

• 
  Các thông số của lò graphit:
  
• 
  Nhiệt độ sấy mẫu:
  

Bước 2: 250⁰C trong 10 giây, nhiệt độ tăng tuyến tính theo thời gian;

• 
  Nhiệt độ tro hóa: 800⁰C trong 20 giây, tốc độ 200⁰C/s;
  
• 
  Nhiệt độ nguyên tử hóa: 2600⁰C trong 3 giây, tốc độ 2000⁰C/s;
  
• 
  Nhiệt độ làm sạch cuvet: 2700⁰C trong 3 giây.
  
• 
  Môi trường cho mẫu : HNO₃ 2%;
  
• 
  Chất cải biến hóa học : (NH₄)H₂PO₄ 0,01%;
  
• 
  Lượng mẫu đưa vào lò graphit : 20μl.
  
• 
  Khoảng tuyến tính Cr: 2,0ppb - 12ppb.
  
• 
  Giới hạn phát hiện Cr: 0,3ppb.
  
• 
  Giới hạn định lượng Cr: 0,9ppb.
  

Rau xanh: mẫu rau được lấy ở một số vùng ở Hà Nội gần khu công nghiệp, mà theo khảo sát của chúng tôi người dân thường lấy nước thải chảy qua cống, rãnh để tưới cho rau. Mẫu sau khi lấy về phân loại, rửa sạch, để khô ngoài không khí, phần thân rễ (“rau già”) và phần ngọn rau làm thức ăn (“rau non”) để riêng.

Mẫu rau sau khi đã để khô ngoài không khí, đem sấy khô ở 50⁰C, trong thời gian từ 4 đến 5 giờ, rồi nghiền thành bột mịn. Hàm lượng nước trong rau chiếm 87,8%.

Mẫu thân rễ (“rau già”) cũng đem sấy khô ở 50⁰C, nghiền thành bột mịn. Hàm lượng nước trong phần này chiếm 83,6%.

Các mẫu phân tích sau khi sấy khô ở 50⁰C được bảo quản trong bình hút ẩm.

3.5.2. Xử lý mẫu trong lò vi sóng

Mẫu được tiến hành xử lý theo phương pháp xử lý ướt bằng axit trong lò vi sóng như sau:

- Các mẫu rau: cân 0,2g mẫu khô (chính xác đến 0,0002g) cho vào ống Teflon, cho thêm 3ml HNO₃ đặc 65% và 2ml H₂O₂30%, đậy nắp, để qua đêm cho quá trình xảy ra từ từ ở ngoài trước khi đưa vào lò.

- Mẫu blank : cho 3ml HNO₃ đặc 65% và 2ml H₂O₂ 30%.

Sau khi đã chuẩn bị mẫu xong đặt vào lò vi sóng, thời gian quay trong 9 phút và đặt công suất lò mức trung bình rồi nhấn start (bắt đầu).

Mẫu sau khi phân hủy trong lò vi sóng được cô đuổi hết axit đến thành muối ẩm và định mức thành 25ml bằng dung dịch HNO₃ 2%. Đây là dung dịch mẫu phân tích crom.

Để đánh giá các nghiên cứu khảo sát trên, mỗi mẫu phân tích được tiến hành xử lý lặp 3 lần, giá trị hàm lượng là giá trị trung bình của 3 mẫu phá song song. Sau đó, chúng tôi tiến hành xác định hàm lượng Cr trong mẫu phân tích bằng phương pháp đường chuẩn và phương pháp thêm tiêu chuẩn.

Mẫu phân tích được xử lý trong lò vi sóng theo mục 3.5.2. Tiến hành đo phổ theo các điều kiện đã chọn ở mục 3.4. Kết quả được đưa ra trong bảng 3.22. Kết quả này là kết quả trung bình của 3 mẫu lặp, mỗi lần đo 3 lần.

So với phương pháp đường chuẩn, phương pháp thêm tiêu chuẩn có nhiều ưu điểm như: loại trừ được ảnh hưởng của nền mẫu, xác định lượng vết trong các nền phức tạp với độ chính xác cao mà vẫn có thể phân tích hàng loạt được[20]. Do đó, chúng tôi cũng sử dụng phương pháp này để xác định crom trong các mẫu rau.

Tính toán kết quả theo phương pháp thêm tiêu chuẩn.

Phương trình đường chuẩn có dạng Abs_Cr = A + B × C_Cr. Theo công thức tính:

Do đó, nồng độ chất phân tích được tính theo công thức rút ra ở biểu thức (1):

Khoảng tin cậy của nồng độ chất phân tích trong mẫu C_Cr,0 là C_Cr,0 ± t × S₀ với

Đường thêm tiêu chuẩn xác định crom trong các mẫu phân tích được đưa ra trong hình 3.7; 3.8; 3.9.