CHƯƠNG 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 Khảo sát các thông số trên hệ ICP-OES và hệ hydride
Trong giai đoạn khảo sát này, tín hiệu được ghi nhận ở cả hai bước sóng
188.980 nm và 193.696 nm. Đây là hai vạch nhạy nhất của arsen trong phổ phát xạ
plasma ghép cặp cảm ứng.

3.1.1 Khảo sát tốc độ dòng bổ trợ
Dùng chuẩn As(III) 10 μg/L để khảo sát dòng bổ trợ. Ở ba tốc độ dòng được
khảo sát là 0.75 L/phút, 1.5 L/phút, 2.25 L/phút, tín hiệu đạt cao nhất ở tốc độ 0.75
L/phút. Càng tăng tốc độ dòng lên, tín hiệu thu được càng giảm. Điều này có thể do
lượng khí Ar tăng lên đã pha loãng chất phân tích trong khí plasma làm giảm cường
độ phát xạ.
Khảo sát dòng bổ trợ
300
350
400
450
500
550
0.5 1 1.5 2 2.5
Tốc độ dòng (L/phút)
Int. (c/s)
193.696 nm
188.980 nm

Hình 3.1 - Đồ thị khảo sát dòng bổ trợ

3.1.2 Khảo sát tốc độ dòng plasma
Dòng plasma là dòng khí có nhiệm vụ làm mát thành thạch anh của đuốc ICP.
Khảo sát dòng plasma ở các tốc độ khác nhau, kết quả từ đồ thị cho thấy tín hiệu

650
100 150 200 250
Áp suất (kPa)
Int. (c/s)
193.696 nm
188.980 nm

Hình 3.3 - Đồ thị khảo sát áp suất dòng tạo sương

3.1.4 Nguồn cấp tần số vô tuyến (RF)
Khảo sát nguồn cấp tần số vô tuyến từ 1 đến 1.5 kW, nhận thấy công suất càng
tăng thì cường độ phát xạ cũng tăng theo. Đồ thị khảo sát nguồn cấp RF được thể
hiện ở hình sau:
Khảo sát nguồn cấp RF
200
400
600
800
1000
0.8 1 1.2 1.4 1.6
Công suất (kW)
Int. (c/s)
193.696 nm
188.980 nm

Hình 3.4 - Đồ thị khảo sát nguồn cấp RF
Trong hệ ICP-OES, sự ổn định của plasma, cường độ đường nền, tỉ lệ tín
hiệu/nhiễu bị ảnh hưởng từ sự cài đặt nguồn cấp RF. Thông thường, nguồn cấp RF
được cài đặt trong khoảng từ 1.00 – 1.30 kW. Nếu mẫu ở dạng dung dịch hữu cơ,
chúng ta có thể tăng công suất cài đặt từ 1.20 – 1.45 kW. Cần lưu ý rằng, khi dùng

3
AsO
3
(aq) + BH
4
-
(aq) + H
+
(aq) → AsH
3
(g) + H
2
(g) + H
3
BO
3
(aq)
Cường độ phát xạ tăng đáng kể khi nồng độ HCl tăng từ 1 đến 5 M. Ở nồng độ
HCl cao hơn, tín hiệu tăng rất ít. Để giảm thiểu sự hao mòn thiết bị và tiêu tốn hóa
chất, nồng độ HCl 5 M được chọn để thực hiện các thí nghiệm về sau.

3.1.6 Khảo sát nồng độ NaBH
4

Việc tối ưu hóa nồng độ NaBH
4
được thực hiện trong khoảng nồng độ từ 0.2%
đến 1.0 % trong 0.5 % (w/v) NaOH.
Kết quả thu được cao nhất khi nồng độ NaBH
4

Nồng độ lý
thuyết (μg/L)
Lần 1 Lần 2 Lần 3 TB
Nồng độ
thực tế (μg/L)
H (%)
1 148.65 147.64 150.53 148.94 0.90 89.72
5 667.97 667.13 681.51 672.20 4.83 96.65
10 1307.09 1286.68 1285.77 1293.18 9.50 95.03
20 2566.83 2583.28 2549.22 256 6.44 19.08 95.40
30 3798.29 3823.05 3846.63 3822.66 28.53 95.09
50 5626.59 5743.86 5580.02 5650.16 42.27 84.54

Đường chuẩn As(V) đến 30
μ
g/L
y = 126.54x + 30.338
R
2
= 0.9999
0
1000
2000
3000
4000
5000
01020304
Nồng độ (
μ
g/L)


Trong khoảng nồng độ từ 5 đến 30 μg/L, hiệu suất khử As(V) về As(III) đạt
trên 95%. Ở đây, chúng tôi không khảo sát nồng độ khử KI/acid ascorbic vì nồng độ
khử là nồng độ phần trăm, lớn hơn rất nhiều so với nồng độ chất cần khử (ở nồng
độ 10
-9
). Từ đồ thị hai đường chuẩn trên, nhận thấy độ tuyến tính khá tốt, KI/acid
ascorbic 5% được dùng làm chất khử khá ổn định trong khoảng nồng độ từ 1 đến 50
μg/L. Ở nồng độ 50 μg/L, hiệu suất khử thấp hơn. Tuy nhiên, kết quả này thấp
không hẳn là do hiệu suất khử thấp. Nguyên nhân có thể khi nồng độ mẫu tăng thì
độ nhớt và sức căng bề mặt của mẫu cũng tăng, ảnh hưởng đến hiệu suất của quá
trình đưa mẫu vào trong plasma [6].

Bảng 3.2 - Tóm tắt các điều kiện thí nghiệm trên hệ ICP-OES kết hợp hydride
TT Nội dung Thông số
1. Thiết bị Varian 720-ES kết hợp VGA
2. Tốc độ dòng bổ trợ 0.75 L/phút
3. Tốc độ dòng plasma 13.5 L/phút
4. Áp suất dòng tạo sương 140 kPa
5. Nguồn cấp RF 1.3 kW
6. Bước sóng phân tích 188.980 nm
7. Nồng độ HCl 5 M
8. Nồng độ NaBH
4
0.6 % trong 0.5 % NaOH (m/v)
9. Nồng độ KI/ Acid ascorbic 5 % (m/v)

3.2 Khảo sát qui trình phân tích arsen tổng
3.2.1 Khảo sát điều kiện khử As (V) về As(III) bằng KI/Acid ascorbic
Trong một số tạp chí nghiên cứu qui trình phân tích arsen, hầu hết quá trình

và ở 50
0
C trong một giờ là gần bằng nhau (trên 95%). Ở những nồng độ khác nhau,
hiệu suất khử không thay đổi nhiều. Acid ascorbic thêm vào có tác dụng ngăn cản
sự oxy hóa I
-
thành I
2
bởi oxy không khí hay Fe
3+
. Tuy nhiên, khi khử ở nhiệt độ
cao hơn, hiệu suất khử vượt quá 100%, dung dịch đem đi phân tích có màu vàng
nhạt. Có thể giải thích hiện tượng này như sau:

AsO
4
3-

+

2 I
-

+ 2 H
+
→ AsO
3
3-
+ I
2

, mất tác dụng phản ứng với I
2
sinh ra I
-
làm lượng I
2

dư trong dung dịch tăng lên. Khi phân tích bằng phổ phát xạ nguyên tử, lượng I
2
dư
có thể phát ra những vạch cộng hưởng gây cản nhiễu phổ ảnh hưởng đến quá trình
phân tích arsen làm kết quả sai số dương [33].

3.2.2 Thể tích H
2
SO
4
phá mẫu
Trong mẫu hải sản chứa hàm lượng lớn arsenobetaine, do đó cần thiết phải
khảo sát lượng acid phá mẫu để quá trình vô cơ hóa mẫu xảy ra hoàn toàn.
Ngoài việc dùng HNO
3
đậm đặc phá mẫu như các phương pháp phá mẫu ướt
khác, H
2
SO
4
cũng được thêm vào để tăng cường độ oxy hóa và nhiệt độ phá mẫu.
Lượng acid sulfuric nên được dùng ở mức thấp nhất vừa đủ để oxy hóa mẫu hoàn
toàn. Thay đổi lượng acid H

3 1.1093 45.857 48.70
4 1.0483 63.598 75.22
5 1.0216 60.2 23 72.56
6 1.1380 56.409 60.45

Thực hiện tương tự thí nghiệm như trên, thay mẫu cá thu bằng mẫu mực tươi,
kết quả thu được như sau :
Bảng 3.5 - Khảo sát thể tích H
2
SO
4
phá mẫu mực tươi
Thể tích
H
2
SO
4

(mL)
Khối lượng
mẫu (g)
Int. (c/s)
Hàm lượng As
(μg/kg)
1 1.0961 82.916 76.56
2 1.1730 77.312 65.97
3 1.1956 76.246 63.68
4 1.1071 56.576 48.03
5 1.0207 59.399 55.32
6 1.1913 74.789 62.48

hướng trục mà chúng tôi dùng phân tích arsen đặc biệt bị ảnh hưởng khi tiếp xúc
với dung dịch chứa nồng độ acid lớn. Đó là lý do chúng tôi dùng acid sulfuric ở
mức thấp nhất trong quá trình phá mẫu.[18]

3.2.3 Thể tích dung dịch đem khử
Từ các kết quả phân tích arsen tổng qua các thí nghiệm khảo sát trên cho thấy
hàm lượng arsen khá thấp. Thông thường kết quả này dao động trong khoảng từ
0.99 – 3.6 mg/kg [14] tùy loài hải sản. Chúng tôi nhận thấy theo qui trình trên, sau
khi phá mẫu bằng bộ phá mẫu Tecator, lọc mẫu và định mức đến 25 mL, lượng mẫu
đem đi khử là 5 mL. Để phần mẫu phân tích đại diện cho lượng mẫu rắn ban đầu đã
được đồng nhất, chúng tôi quyết định dùng toàn bộ lượng mẫu đem đi khử. Qui
trình khử lúc này như sau:
- Sau khi phá mẫu trên bộ Tecator, để nguội mẫu trong ống phá mẫu. Thêm 5
mL HCl đậm đặc, 5 mL KI/Acid ascorbic, để yên một giờ. Lọc mẫu cho vào bình
định mức 100 mL, định mức bằng nước cất.

Bảng 3.6 - Kết quả phân tích hàm lượng arsen tổng
Int. (c/s)
m (g)
Lần 1 Lần 2 Lần 3 TB
Arsen tổng (μg/kg)
1.1925 1972.99 1988.12 1962.74 1974.62 1544.06
0.9779 1936.95 2125.59 1880.54 1981.03 1500.81
0.9719 2132.06 1949.81 2146.13 2076.00 1583.57
(15.4±1.0)*10
2

(P=0.95)

3.2.4 Hiệu suất thu hồi arsen tổng

82.9 ± 2.2

Bảng 3.8 -Hiệu suất phân hủy AB trên mẫu
m (g) Int. (c/s)
As trong mẫu
và chuẩn
(μg/kg)
As trong
mẫu
(μg/kg)
Nồng độ
chuẩn DMA
(μg/kg)
Hiệu
suất (%)
Hiệu suất
TB (%)
1.1844 3098.51 2445.03 1089.16 82.84
1.1181 2938.65 2455.85 1153.74 79.14
1.0927 2956.47 2528.24 1180.56 83.47
1.0642 2858.06 2509.18 1212.18 79.72
1.0529 2868.26 2545.20
1542.81
1225.19 81.81
81.4 ± 2.4

Theo một số tài liệu tham khảo, khi phá mẫu bằng HNO
3
đậm đặc, ngoại trừ
DMA và MMA chuyển trực tiếp về dạng As(V), các dạng arsen hữu cơ khác sẽ

As(V) - - -
29
± 1
100
± 2

MA
100
± 1
82
± 2
41
± 5

- -
MA
As(V) -
18
± 2
59
± 1
100
± 1
100
± 2

AB
95
± 5
17

± 1
76
± 2

AC
60
± 5
2
± 1

- - -
TMAO
23
± 12
94
± 3
97
± 4
91
± 2
21
± 5

TETRA
4.5
± 2
4
± 1
3
± 1

As(V) - - -
4
± 1
82
± 5

TETRA
100
± 2
100
± 5
100
± 1
98
± 3
3
± 1

TMAO - - -
2
± 1
27
± 2

DMA - - - -
5
± 2

TETRA
As(V) - - - -