pho phat xa nguyen tu

Phổ nguyên tử Atomic Spectrometric Methods

Atomic Spectrometric Methods 

Sự hấp thu của nguyên tử 4d 5s 4p 3d 4s

N

M

3p 3s

L

2p 2s

K

1s

11Na:

Atomic Spectrometric Methods 

1s2 2s2 2p6 3s1

Nguyên tắc - Trạng thái cơ  bản M0 (nhiều)

Nguồn cung cấp năng lượng

Mẫu

- Trạng thái kíc kích thích M*(ít) - Trạng thái ion M n+ (rất ít

phát xạ M* - M0(-h) + bức xạ (đèn catho athode de lõm)

h

hấp thu M0 – M* (+h)

Atomic Spectrometric Methods 

Quang phổ phát xạ nguyên tử -h

detector

tín hiệu đo

cường độ detector tín hiệu đo bức xạ giảm đi Quang phổ hấp thu nguyên tử

Flame Emission Spectrometry (FES)

Atomic Spectrometric Methods 

Sự nguyên tử hóa (Atomization)

Atomic Spectrometric Methods 

Flame atomizers

Fuels and Oxidants Used for Combustion

Atomic Spectrometric Methods 

Flame Emission Spectrometry (FES)

Atomic Spectrometric Methods 

The Boltzmann Distribution

 N e  N o



ge g0

e

 ( E e  E o

) / kT 

 N e The relative population of excited-state  N o The relative population of groundstate g e and  g o The statistical weights of the excited and ground states, respectively

T   E 

k 

Atomic Spectrometric Methods 

The absolute temperature The energies of the two states The Boltzmann constant, k = 1,381 x 10 –16 erg/K

The Boltzmann Distribution

Atomic Spectrometric Methods 

Flame Emission Spectrometry (FES)

Ca0, Ca0*, Ca+ : atom in its ground, excited or ionized states

Atomic Spectrometric Methods 

Atomic Absorption Spectrophotometry (AAS)

Atomic Spectrometric Methods 

Hollow cathode lamp

Atomic Spectrometric Methods 

Electrothermal Atomizer Graphite furnace Graphite furnace: 1-3 cm in length and 3-8 mm in diameter

Diagram of an electrothermal analyzer Atomic Spectrometric Methods 

Graphite furnace*  

Sample volume (5-10 µL) Atomizer (3 stages):   



desolvation (to = 110 0C) ashing (to = 350 - 1200 0C) atomization (to = 2000 – 3000 0C)

Sensitivitive : 1000 folds higher than flame atomization

Atomic Spectrometric Methods 

Atomic Absorption Detection Limits for Selected Elements

Atomic Spectrometric Methods 

Intrumentation Flame Emission Spectrometry

- Atomizer - Monochromator - Detector Atomic Spectrometric Methods 

Flame Absorption Spectrometry

- Hollow-cathode lamp - Atomizer - Monochromator - Detector

ICP – MS and ICP-OES ICP-MS: Inductively coupled plasma mass spectrometry ICP-OES: Inductively coupled plasma optical emission spectra Plasma (to: 6000 – 10 000 oK) Nguyên tử hóa hầu hết các nguyên tố trong bảng tuần hoàn nguyên tố

Atomic Spectrometric Methods 

ICP-OES

Atomic Spectrometric Methods 

ICP-MS

Atomic Spectrometric Methods 

Ứng dụng*  

Qualitative Quatitative   

Selecting the wavelenth and split width Minimizine spectral interferences Minimizing chemical interferences

Atomic Spectrometric Methods 

Selecting the wavelength and slit width*

Characteristic Concentrations: nồng độ chất phân tích ứng với A = 0.00436 (T = 99%)

Atomic Spectrometric Methods 

Minimizing chemical interferences Nonvolative compounds containing the analyte Ví dụ: Phân tích Ca2+ : 5 ppm Ca2+ (A= 0.5); 5 ppm Ca2+ + 100 ppm Al3+ (A = 0.14); 5 ppm Ca2+ + 500 ppm PO43- (A = 0.38)

Al-Ca-O oxide Ca3 (PO4)2

Gia tăng nhiệt độ ngọn lửa Thay đổi tỉ  lệ fuel-to-oxidant của ngọn lửa Thêm tác nhân phóng thích (releasing agent) hay tác nhân bảo vệ (protecting agent) Atomic Spectrometric Methods 

Minimizing chemical interferences Releasing agent – a reagent whose reaction with an interferant is more favorable than the interferant’s reaction with the analyte Ví dụ: Phân tích Ca2+ : 5 ppm Ca2+ (A= 0.5);

Al-Ca-O oxide

5 ppm Ca2+ + 100 ppm Al3+ (A = 0,14) 5 ppm Ca2+ + 100 ppm Al3+ + 2000 ppm SrCl2 (A = 0.48) 5 ppm Ca 2+ + 2000 ppm SrCl2 (A = 0,49)

Atomic Spectrometric Methods 

Minimizing chemical interferences Protecting agent – a reagent that reacts with the analyte, preventing it from transforming into a nonanalyzable form Ví dụ: Phân tích Ca2+ : 5 ppm Ca2+ (A= 0.5); 5 ppm Ca2+ + 500 ppm PO43- (A = 0.38)

Ca3 (PO4)2

5 ppm Ca 2+ + 500 ppm PO43- + 1% EDTA (A = 0,52) 5 ppm Ca 2+ + 1% EDTA (A = 0,55)

Atomic Spectrometric Methods 

Ionization interferences  M   M 



e



Ionization suppressor: K or Ce

Atomic Spectrometric Methods 

Minimizing spectral interference Sample’s matrix (wavelength < 300 nm) Gia tăng nhiệt độ ngọn lửa Thay đổi thành phần ngọn lửa Thêm chuẩn vào mẫu

Atomic Spectrometric Methods 

Sample Preparing*

Ví dụ

Atomic Spectrometric Methods 

Sample Preparing – Example* Determination of Cu and Zn in tissue samples

Atomic Spectrometric Methods 

Quantitative - Example Determination of Cu and Zn in tissue samples

Atomic Spectrometric Methods 

Quantitative … Determination of Cu and Zn in tissue samples  A   0.0002

 0.0661 ( ppm Cu )

r  0.9999

 g Cu /

g FFDT   0,35110 

3

 5

11,23 10 3

(0.351  g / mL)(5 mL) 0.01123

Atomic Spectrometric Methods 

1

 156  g Cu /

g FFDT 

Các yếu tố ảnh hư ởng đ ộ phát xạ và đ ộ hấp thu nguyên tử ngọn lửa     

Ảnh hưởng của dung môi Ảnh hưởng của dạng anion liên kết Ảnh hưởng của sự ion hóa Ảnh hưởng của sự cộng hưởng Hiện tượng tự hấp thu

Atomic Spectrometric Methods