Tài liệu giảng môn kỹ thuật xử lý mẫu phân tích hóa
1/46
XỬ LÝ MẪU TRONG PHÂN TÍCH HÓA THỰC PHẨM Xử lý mẫu trong phân tích thực phẩm là khâu hết sức quan trọng, một
trong những yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả phân tích.
Tuỳ từng đối tượng mẫu, tuỳ từng chỉ tiêu phân tích mà phải có cách xử lý
khác nhau.
1. Yêu cầu chung của các kỹ thuật xử lý mẫu phân tích
1.1. Xử lý mẫu là gì
- Xử lý mẫu là quá trình hoà tan (dissolution) và phân huỷ (digestion), phá
huỷ cấu trúc mẫu ban đầu lấy từ đối tượng cần phân tích, để giải phóng và
chuyển các chất cần xác định về một dạng đồng thể phù hợp (ví dụ dạng
dung dịch) cho một phép đo đã chọn để xác định hàm lượng của chất mà
chúng ta mong muốn.
Ví dụ hòa tan mẫu hợp kim Al trong axit HNO
3
45% để được dung dịch xác
định Al và các tạp kim loại trong hợp kim Al.
- Xử lý mẫu có hai quá trình xẩy ra đồng thời là:
• Phá huỷ cấu trúc ban đầu của chất mẫu (digestion of Sample Matrix),
• Hòa tan giải phóng chất cần xác định về dạng dung dịch đồng thể.
1.2. Tại sao phải xử lý mẫu phân tích.
- Để đưa các chất cần xác định về một trạng thái thích hợp cho phép đo, theo
phương pháp phân tích đã chọn.
- Các kết quả phân tích phải phản ánh và đại diện đúng cho đối tượng cần
nghiên cứu, theo dõi.
- Với bất kỳ một phương pháp xác định, mỗi chất phân tích chỉ có thể được
xác định chính xác khi nó tồn tại ở một trạng thái nhất định và đồng nhất
+ Hàm lượng của chất cần xác định ở mức nào trong mẫu.
Tài liệu giảng môn kỹ thuật xử lý mẫu phân tích hóa
3/46
Trên cơ sở các yếu tố đó chúng ta chọn cách xử lý phù hợp cho chất phân
tích.
Ngày nay các kỹ thuật xử lý mẫu phân tích đã và đang được dùng đó là:
• Kỹ thuật vô cơ hoá khô (xử lý khô),
• Kỹ thuật vô cơ hoá ướt (xử lý ướt).
• Kỹ thuật vô cơ hoá khô- ướt kết hợp,
• Các kỹ thuật chiết (lỏng-lỏng, chiết rắn-lỏng, chiết rắn-khí, ),
• Các kỹ thuật sắc ký, v.v.
Tuy nhiên trong quá trình lấy mẫu một số đối tượng cần phải xử lý sơ bộ
ngay trước khi mang mẫu về phòng thí nghiệm.
2. Kỹ thuật vô cơ hóa ướt (xử lý ướt)
2.1. Vô cơ hóa ướt bằng axit mạnh đặc nóng
2.1.1. Nguyên tắc và bản chất
Nguyên tắc chung
• Dùng axit mạnh đặc và nóng (ví dụ HCl, H
2
SO
4
), hay axit mạnh, đặc và
nóng có tính ôxy hoá mạnh (HNO
3
, HClO
4
), hoặc hỗn hợp 2 axit ( HNO
3
+
Trong cách xử lý ướt người ta thường dùng các loại dung dịch axit đặc và có
tính oxy hoá mạnh, song tất nhiên chọn loại axit nào là tuỳ thuộc vào bản
chất của chất nền (matrix) của mẫu và chất phân tích tồn tại trong mẫu đó,
ví dụ:
+ Dùng 1 axit đặc: HCl, HF, H
3
PO
4
, H
2
SO
4
,
+ Dùng 1 axit có tính oxy hoá: HNO
3
, H
2
SO
4
, HClO
4
,
+ Hỗn hợp 2 axit: Cường thuỷ, (HCl+HNO
3
),(HNO
3
+H
2
SO
4
O
2
),
+ Hỗn hợp 2 axit và 1 chất oxy hoá mạnh (HNO
3
+ H
2
SO
4
+ KMnO
4
),
+ Dung dịch muối có pH nhất định (KCl 1M, pH=5, NH
4
Ac 1M pH-6, ).
Nhiệt độ dung dịch phân huỷ mẫu
Nhiệt độ sôi của hỗn hợp mẫu khi xử lý mẫu là phụ thuộc vào nhiệt độ sôi
của dung dịch axit dùng để phân huỷ mẫu. Khi cần nhiệt độ sôi cao thì phải
dùng axit có nhiệt độ sôi cao (bảng 2.1). Trong các hệ kín áp suất cao sẽ tạo
ra nhiệt độ sôi cao, tuỳ thuộc vào loại axit dùng để phân huỷ mẫu.
Bảng 2.1. Nhiệt độ sôi của các dung dịch axit đặc
Với axit đơn
:
Axit HCl HNO
3
H
2
SO
121
280
213
203
120V
ới
h
ỗn hợp axit:
Lo
ại hỗn hợp của
Th
à
nh ph
ần (V/V)
Nhiệt độ sôi
o
C
C
+ H
2
SO
4
):
3/2
150
-
155
(HNO
3
+ H
2
SO
4
+ HclO
4
):
4/2/2
137
-
140
(HF+ H
2
2.1.2. Các kiểu vô cơ hóa ướt
Việc xử lý mẫu theo phương pháp ướt, có thể được thực hiện trong các trang
bị và dụng cụ khác nhau, tuỳ thuộc phòng thí nghiệm có loại nào, ví dụ:
Trong điều kiện thường:
+ Xử lý trong cốc thuỷ tinh, khi đun nóng trên bếp điện hay nồi cách thuỷ.
+ Xử lý trong bình Kendan thường khi đun nóng
+ Xử lý trong bình Kendan có ống sinh hàn hồi lưu dung môi, v.v.
Trong hộp kín. Mẫu để trong hộp kín, thêm dung dịch axit để phân
huỷ mẫu, đậy kín, sau đó thực hiện phân huỷ bằng cách:
+ Sấy trong tủ sấy, trên bếp cát, hoặc trong lò nung ở nhiệt độ thích hợp.
+ Ngâm hay luộc hộp mẫu trong nồi nước sôi, hay trong dầu sôi, v.v.
Xử lý mẫu trong lò vi sóng (trong hệ kín và hở), như:
a/ Trong các hệ lò vi sóng đơn giản và điều khiển bằng tay:
+ Hệ bình mẫu hở,
+ Hệ bình mẫu đóng kín (có áp suất cao),
Tài liệu giảng môn kỹ thuật xử lý mẫu phân tích hóa
6/46
b/ Trong các hệ nhiều bình và hoạt động theo chương trình:
+ Hệ bình mẫu hở có khống chế nhiệt độ.
+ Hệ bình mẫu đóng kín (áp suất cao), có khống chế nhiệt độ, áp suất, v.v.
Trong các kiểu xử lý ướt này, hiện nay kỹ thuật xử lý ướt với axit đặc có
tính oxy hoá mạnh trong bình kendan và trong lò vi sóng hệ kín đang được
dùng nhiều nhất. Với các nước phát triển, phổ biến hiện nay là cách xử lý
trong lò vi sóng, vì nó triệt để, nhanh và lại không lo ngại mất chất phân
tích.
2.1.3. Cơ chế và các tác nhân phân huỷ mẫu
2.1.3.1. Cơ chế của sự phân huỷ mẫu
Trong điều kiện thường của hệ hở, thì tác nhân phân huỷ mẫu là:
+ Tác dụng phá huỷ và hoà tan các hạt (phần tử) mẫu của axit,
• Tạo ra hợp chất dễ bay hơi, làm mất đi các anion trong phân tử chất mẫu,
làm mẫu bị phân huỷ tạo ra các hợp chất tan trong dung dịch.
• Sự tạo thành các hợp chất hay muối phức tan trong dung dịch.
• Có thể tách chất phân tích ra khỏi mẫu ban đầu ở dạng kết tủa không tan và
nhờ đó người ta tách được các chất phân tích và làm giầu chúng.
Như vậy trong trong quá trình xử lý mẫu ở đây cũng có thể có các phản ứng
hoá học xẩy ra, như phản ứng oxy hoá khử, phản ứng thuỷ phân, phản ứng
tạo phức, phản ứng hoà tan, phản ứng kết tủa, v.v. của các phần tử chất mẫu
với các axit dùng để phân huỷ mẫu và các chất có trong mẫu với nhau.
Trong đó quá trình nào là chính hay phụ là được quyết định bởi thành phần,
chất nền, bản chất của chất mẫu và các loại axit dùng để phân huỷ và hoà tan
mẫu.
2.1.4. Ví dụ theo cách xử lý ướt
♦ Ví dụ 1: Xử lý mẫu rau quả bằng hỗn hợp 2 axit (HNO
3
+ H
2
O
2
), trong
bình Kendan, để xác định các kim loại nặng (Cd, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn).
Lấy 5,00 g. mẫu đã nghiền mịn và trộn đều vào bình Kendan, thêm 60 mL
Tài liệu giảng môn kỹ thuật xử lý mẫu phân tích hóa
8/46
HNO
3
65%, 5 mL H
2
O
sẽ bít đi đến 1/3. Thời gian xử lý chỉ trong 40 - 50 phút. Còn xử lý như trên
trong hệ hở bình thường, thì phải mất từ 4-8 giờ, mà lại không triệt để bằng
xử lý trong lò vi sóng.
2.1.5. Các ưu nhược điểm và ứng dụng
Các ưu và nhược điểm chính của kỹ thuật này là:
+ Hầu như không bị mất các chất phân tích, nhất là trong lò vi sóng,
+ Nhưng thời gian phân huỷ mẫu rất dài, trong điều kiện thường,
+ Tốn nhiều axit đặc tinh khiết cao, nhất là trong các hệ hở,
+ Dễ bị nhiễm bẩn khi xử lý trong hệ hở, do môi trường hay axit dùng,
+ Phải đuổi axit dư lâu, nên dễ bị nhiễm bẩn, bụi vào mẫu, v.v.
Ứng dụng chủ yếu của kỹ thuật xử lý ướt này là để xử lý mẫu:
♦ Xác định các kim loại và một số phi kim, hay anion vô cơ, như Cl
-
. Br
-
, I
-
,
AsO
4
3-
, SO
4
2-
, PO
4
3-
, SiO
3
2
+ Các chất của mẫu tương tác với kiềm tạo ra các sản phẩm tan được,
+ Có thể sinh ra các khí bay ra, giúp sự tan của mẫu tốt hơn,
+ Có thể tạo ra các hợp chất bền ít phân li và tan trong dung dịch,
+ Tạo ra các sản phẩm kết tủa míi khác của chất phân tích để tách nó ra khỏi
mẫu ban đầu.
2.2.2. Các cách hoà tan và dung dịch hoà tan
Chất phân huỷ: Theo kỹ thuật xử lý ướt này chúng ta có thể dùng các dung
dịch của các chất sau đây để xử lý mẫu:
• Dung dịch kiềm đặc (20-25 % NaOH, hay KOH),
• Dung dịch kiềm đặc nóng có chất ôxy hoá mạnh (NaOH + Na
2
O
2
),
Tài liệu giảng môn kỹ thuật xử lý mẫu phân tích hóa
10/46
• Hỗn hợp kiềm đặc nóng có chất khử (KOH+NaHSO
3
),
• Hỗn hợp kiềm mạnh và một muối (NaOH + NaHCO
3
), (KOH+Na
2
CO
3
),
• Hỗn hợp kiềm, một muối và peroxit (KOH+ NaHCO
3
+ H
10 mL NaOH 10%, đun sôi để hoà tan mẫu. Cơ chế ở đây là: Chuyển trạng
thái tinh thể rắn ôxit sang ion tan trong dung dịch là muối NaAlO
2
và khí
hydro theo phản ứng:
Al
2
O
3
+ NaOH → H
2
+ NaAlO
2
+ H
2
O
2.2.4. Các ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng
Tài liệu giảng môn kỹ thuật xử lý mẫu phân tích hóa
11/46
Kỹ thuật xử lý ướt trong dung dịch kiềm đặc nóng cũng có ưu điểm là hầu
như không làm mất các chất phân tích, nhất là các nguyên tố có hợp chất dễ
bay hơi và các nguyên tố và các matrix của mẫu dễ tan trong kiềm.
Nhưng cách này có một nhược điểm lon là tốn rất nhiều kiềm tinh khiết cao,
thường phải dùng gấp từ 10 – 15 lượng mẫu, khả năng gây nhiễm bẩn dễ xẩy
ra. Lượng kiềm dư nhiều, sau khi xử lý xong thường phải loại hết, nhưng rất
khó, chỉ bằng cách trung hoà bằng axit, song lại làm loãng mẫu và dễ dàng
nhiễm bẩn, mất thời gian cô đặc mẫu. Đây là một công việc rất khó khăn và
mất nhiều thì giờ và cũng lại hay làm nhiễm bẩn mẫu. Đây chính là một
nhược điểm lín của kỹ thuật này.
axit phù hợp, thì mới chuyển được các chất cần phân tích trong tro mẫu vào
Tài liệu giảng môn kỹ thuật xử lý mẫu phân tích hóa
12/46
dạng dung dịch, để sau đó xác định nó theo một phương pháp đã chọn. Khi
nung các chất hữu cơ của mẫu sẽ bị đốt cháy thành CO
2
và nước.
3.1.2. Nhiệt độ nung: Nhiệt độ nung xử lý mẫu thường trong vùng 450 -750
o
C, tuỳ thuộc vào mỗi loại mẫu (chất nền và cấu trúc của nó) và các chất cần
phân tích và đó là yếu tố quyết định. Nhưng phải đảm bảo đốt cháy được hết
các chất hữu cơ và không làm mất chất phân tích. Ví dụ khi nung xử lý các
mẫu rau quả và thực phẩm ở nhiệt độ từ 500 –550
o
C, để xác định các kim
loại nặng, các kim loại kiềm và kiềm thổ. Song nếu không có chất phụ gia
bảo vệ thì thường các nguyên tố Cd, Pb, Zn, có thể bị mất từ 10 - 15%, mà
chúng ta không khống chế được. Nhiệt độ nung thường phụ thuộc vào:
+ Bản chất của chất mẫu và chất phân tích,
+ Cấu trúc, dạng liên kết, loại hợp của các chất trong mẫu,
3.1.3. Thời gian nung: Có thể từ 5 – 12 giờ, hoacj tuỳ thuộc vào:
+ Môĩ loại chất mẫu,
+ Mỗi chất phân tích,
+ Cấu trúc, dạng liên kết, loại hợp của các chất trong mẫu,
3.1.4. Các loại chất phụ trợ (phụ gia)
+ Kỹ thuật tro hoá khô thường được dùng cho các mẫu hữu cơ, xử lý để xác
định các kim loại, và các mẫu quặng vô cơ có cấu trúc bền vững rất khó tan
trong các axit mạnh. Việc tro hoá cũng có thể được thực hiện khi có thêm
chất phụ gia, chất bảo vệ hay chất chảy. Các chất bảo vệ và chất chảy
,
+ Hỗn hợp axit và muối: (Mg(NO
3
)
2
+ HNO
3
), (HNO
3
+ H
2
SO
4
),
+ Hỗn hợp kiềm và muối: (KOH + NaHCO
3
), (KOH+ Na
2
SO
4
),
Tài liệu giảng môn kỹ thuật xử lý mẫu phân tích hóa
13/46
+ Hỗn hợp muối và peroxit: (KHCO
3
+ Na
2
O
2
Các chất phụ gia này có hai tác dụng:
+ Bảo vệ các chất phân tích không bị mất,
+ Góp phần làm cho mẫu được phân huỷ nhanh và triệt để hơn,
3.1.5. Các quá trình xẩy ra: Trong quá trình nung xử lý mẫu có thể có
nhiều quá trình vật lý và hoá học xẩy ra, tuỳ theo bản chất, thành phần của
mỗi loại mẫu và chất phụ gia được thêm vào, đó là các quá trình:
+ Trước tiên làm bay hơi mất nước hấp thụ và nước kết tính trong chất mẫu,
+ Sự tro hoá, đốt cháy các chất mùn và các chất hữu cơ của mẫu,
+ Phá vỡ cấu trúc ban đầu của chất mẫu,
+ Chuyển dạng các hợp chất phức tạp của chất mẫu về dạng đơn giản hơn,
+ Quá trình oxy hoá khử thay đổi hoá trị của nguyên tố trong các chất mẫu,
+ Giải phóng ra một số khí, như CO, CO
2
, SO
2
,
+ Có một số tương tác hoá học của các chất với nhau, tương tác với chất phụ
gia thêm vào, tạo ra các chất lúc đầu không có.
Tất cả các quá trình đó đều góp phần làm tan vỡ cấu trúc ban đầu của các hạt
mẫu tạo ra tro bã mẫu, để sau đó hoà tan chất phân tích vào dung dịch axit.
Bảng 2.2 sau đây là vài ví dụ về sự nung một số mẫu phân tích trong điều
kiện có phụ gia và không có phụ gia.
Đó là những quá trình có thể xẩy ra, tất nhiên là đa dạng và phức tạp, nó xẩy
ra như thế nào là tuỳ thuộc vào các yếu tố sau đây:
• Thành phần, chất nền và trạng thái liên kết của chất mẫu và chất phân tích,
• Các chất phụ gia, chất chẩy và chất bảo vệ thêm vào mẫu,
Tài liệu giảng môn kỹ thuật xử lý mẫu phân tích hóa
14/46
• Các điều kiện nung, trong đó nhiệt độ là yếu tố chính, sau đó là môi trường
SiO
3
+K
2
SiO
3
+H
2
O
Quặng Silicat
KOH+Na
2
O
2
500-600
Na
2
SiO
3
+K
2
SiO
3
+H
2
O+MeX
Quặng Ferrit 550-600 FeO+Fe
2
2
O
3
+CO
2
+HF+H
2
O +Me
n
X
m
Tài liệu giảng môn kỹ thuật xử lý mẫu phân tích hóa
15/46
Nhựa đường 550-650 Me
x
O
y
+CO
2
+SO
2
+H
2
O+Me
n
X
m
O
y
+CO
2
+H
2
O+ K
x
X
y
+NO
Rau quả 500-550 Me
x
O
y
+CO
2
+H
2
O+Me
n
X
m
Chất hữu cơ 500-600 Me
x
O
y
+ CO
15%) khi nung. Cách này thích hợp cho xác định các kim loại kiềm, kiềm
thổ và Fe, Mn, Ni.
Tài liệu giảng môn kỹ thuật xử lý mẫu phân tích hóa
16/46
+ Theo cách này, thông thường một số nguyên tố trong mẫu sẽ có thể bị mất
khi nung, như Cd (10-15%), Cu (7-12%), Pb (15-20%), Và hàm lượng mất
bị mất đi này lại không kiểm soát và không khống chế được trong quá trình
nung. Sự mất này càng nhiều khi nung mẫu ở nhiệt độ càng cao, hay thời
gian nung càng lâu. Như ví dụ 1 ở trên, nếu nung mẫu ở nhiệt độ 550
o
C, Cd,
và Pb sẽ mất từ 12-10%, khi ở 600
o
C, thì Cd và Pb sẽ mất đến 18-20%, v.v.
Đó là vấn đề cần phải chú ý.
3.4. Tro hoá khô có phụ gia và chất bảo vệ
Tro hoá khô có phụ gia và chất bảo vệ cũng là quá trình xử lý mẫu sơ
bộ nhờ tác dụng của nhiệt độ thích hợp (500-600
o
C ), có thêm tương tác hỗ
trợ của chất phụ gia để hạn chế sự mất một số nguyên tố như cách nung
không phụ gia ở trên. Các chất phụ gia thường là các chất chảy, muối kiềm,
axit đặc để phá vỡ cấu trúc tinh thể dạng ban đầu của mẫu phân tích, để
chuyển nó sang một dạng khác dễ hoà tan tiếp bằng axit.
Khi có chất chảy và chất phụ gia nhiệt độ nung thường thấp hơn khi không
có chất chảy, thời gian ngắn hơn, song lại triệt để hơn, mà lại không mất
chất phân tích. Nhất là các mẫu có cấu trúc bền, chịu nhiệt, hay mẫu matrix
hữu cơ, thì tác dụng của chất bảo vệ là rất quan trọng. Như hai ví dụ trên,
nhưng khi xử lý có chất bảo vệ, thì không bị mất một số nguyên tố phân tích
+ Thao tác và cách làm đơn giản,
+ Không phải dùng nhiều axit đặc tinh khiết cao đắt tiền,
+ Xử lý được triệt để, nhất là các mẫu nền hữu cơ.
+ Đốt cháy hết các chất hữu cơ, vì thế làm dung dịch mẫu thu được sạch,
+ Nhưng có nhược điểm là có thể mất một số chất dễ bay hơi, ví dụ như Cd,
Pb, Zn, Sn, Sb, v.v. nếu không có chất phụ gia và chất bảo vệ.
Bảng 2.3. So sánh kết quả tro hoá ướt và khô
Tài liệu giảng môn kỹ thuật xử lý mẫu phân tích hóa
18/46
Ng
tố
C
X
ppm
Cách tro hoá
Ph
ụ gia
Bảo vệ
Nh.đ
ộ
o
C
%
tìm
SO
4
HNO
3
Mg(NO
3
)
2
Mg(Ac)
2
450
550
650
450
550
650
450
550
650
450
550
650
450
550
650
97-100
+H
2
SO
4
HNO
3
+H
2
SO
4
+K
2
Cr
2
O
7
Khô:
Không 450
550
78-80
90-94
92-94
0
0
Tài liệu giảng môn kỹ thuật xử lý mẫu phân tích hóa
19/46
Zn
2
SO
4
Mg(NO
3
)
2
550
550
550
550
97-100
94-102
96-100
87-96
93-97
97-100
98-99
As
10
Ướt:
HNO
3
+HClO
4
HNO
550
550
550
550
96-98
97-99
91-98
80-88
80-84
90-96
92-99
Cu
10
Ướt:
HNO
3
+HClO
4
HNO
3
+HClO
4
+H
2
SO
4
HNO
95-97
97-99
Cd
10
Ướt:
HNO
3
+HClO
4
HNO
3
+HClO
4
+H
2
SO
4
HNO
3
+H
2
SO
4
Khô:
Không
HNO
HNO
3
+HClO
4
HNO
3
+HClO
4
+H
2
SO
4
HNO
3
+H
2
SO
4
Khô:
Không
HNO
3
H
2
SO
4
+H
2
SO
4
HNO
3
+H
2
SO
4
Khô
Không
HNO
3
H
2
SO
4
Mg(NO
3
)
2
550
550
550
SO
4
Khô:
Không
HNO
3
H
2
SO
4
Mg(NO
3
)
2
550
550
550
550
96-100
98-100
97-100
94-98
96-99
97-100
98-100
Ag
2
SO
4
Mg(NO
3
)
2
550
550
550
550
95-98
97-99
97-99
93-99
87-98
97-99
97-100
Tài liệu giảng môn kỹ thuật xử lý mẫu phân tích hóa
21/46
Mẫu thí nghiệm ở bảng trên: Là các loại:
+ Khoai lang và khoai tây.
+ Rau muống, rau cải, bắp cải và xu hào.
+ Bột gạo và bột ngô.
+ Thịt các loại và cá.
4. Kỹ thuật vô cơ hoá khô-ướt kết hợp
Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn). Lấy 5,000 g. mẫu đã nghiền mịn vào chén
nung, thêm 5 mL HNO
3
45% và 5 mL Mg(NO
3
)
2
5%, trộn đều, rồi sấy, hay
đun nhẹ trên bếp điện cho mẫu sôi và đến khi khô thành than đen dòn. Sau
đó đem nung lúc đầu ở 400-450
o
C trong 3 giờ, rồi nâng lên 550
o
C, đến hết
than đen. Hoà tan tro thu được trong 20 mL dung dịch HCl 1/1 và có thêm 1
mL HNO
3
65%, đun nóng cho tan, làm bay hơi hết axit dư đến còn muối ẩm,
định mức bằng dung dịch HCl 2% thành 25 mL. Đây là dung dịch để xác
định các nguyên tố đã nói trên (Na, K, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb,
Zn).
♦ Ví dụ 2: Xử lý mẫu sữa để xác định các kim loại (Na, K, Ca, Mg, Cd,
Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn). Lấy 5,000 g mẫu vào chén nung, thêm 5
mL HNO
3
45%, 2 mL H
2
SO
4
98% và 5 mL Mg(NO
)
2
5% , trộn đều, để xử
lý ướt sơ bộ, ta sấy hay đun trên bếp điện cho mẫu sôi nhẹ và đun từ từ cho
đến khô và thành than đen. Sau đó đem nung 3 giờ đầu ở 400-450
o
C, và
nung tiếp ở 550
o
C cho mẫu tro hoá đến được bã không còn đen. Hoà tan tro
thu được trong 18 mL HCl 1/1 và có thêm 1,0 mL HNO
3
65%, đun nóng cho
mẫu tan hết, làm bay hơi hết axit dư đến còn muối ẩm, định mức thành 25
mL bằng HCl 2%. Đây là dung dịch mẫu để xác định các kim loại nói trên
bằng các phương pháp phổ UV-VIS, hay phổ AES, AAS hoặc ICP-OES.
Các ví dụ khác áp dụng phương pháp xử lí này có thể xem thêm ở trong
chương 3 và 4 ở phần II.
4.3. Các ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng
♦ Các ưu và nhược điểm của kỹ thuật này là tận dụng được các ưu điểm của
kỹ thuật xử lý ướt và cả xử lý khô, cụ thể là:
+ Hạn chế được sự mất của một số chất phân tích dễ bay hơi,
+ Sự tro hoá triệt để, sau khi hoà tan tro còn lại có dung dịch mẫu trong,
+ Không phải dùng nhiều axit tinh khiết cao tốn kém,
+ Thời gian xử lý nhanh hơn tro hoá ướt,
+ Không phải đuổi axit dư lâu, nên hạn chế được sự nhiễm bẩn,
+ Phù hợp cho nhiều loại mẫu khác nhau để xác định kim loại, v.v.
♦ Cách này được ứng dụng chủ yếu để xử lý mẫu cho phân tích các nguyên
tố kim loại và một số aniôn vô cơ, như Cl
1-
fb
= C
x
(A)/ C
x
(B)
Trong đó:
+ C
x
(A) là nồng độ chất X trong pha A (dung môi A, pha Benzen);
+ Còn C
x
(B) là nồng độ của chất X trong pha B (dung môi B, pha nước).
♦ Như vậy nếu như hệ số phân bố K
fb
> 99/1, thì coi như chất X đã chuyển
gần hết vào pha A. Đó là một điều kiện của quá trình chiết để lấy chất phân
tích và tách chúng ra khỏi chất nền (matrix) của mẫu ban đầu, chuyển chất
cần phân tích vào dung môi chiết. Sau đó xác định chúng trong dung môi
này. Thông thường người ta chiết chất phân tích từ pha nước vào pha hữu cơ
không tan vào nước. Hai pha này tạo thành hệ chiết (hệ pha), ví dụ hệ pha:
(Benzen/ H
2
O), (CCl
4
/ H
2
O), (CHCl
3
/ H
Phải chọn môi trường axit, pH, loại axit thích hợp,
Phải thực hiện trong nhiệt độ phù hợp và giữ không đổi trong cả quá trình.
Phải lắc hay trộn đều mạnh để quá trình chiết xẩy ra được tốt.
5.2. Các kiểu chiết dùng trong xử lý mẫu phân tích
5.2.1. Kỹ thuật chiết lỏng-lỏng
Copyright: Tài liệu đại học ©