CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH NHIỆT
6. Phép đo phổ plasma cảm ứng tổ hợp - khối phổ
Bằng cách chiết các nguyên tử từ plasm a lạnh thì có thể khai thác độ nhạy và độ chọn lọc của phổ k ế khối lượng. Hình 16.2 cho ta sơ đồ của hệ thong ICP - MS.
Đèn ICP nằm ngang được đặt tiếp với lỗ hổng nước lạnh đê ở nón mẫu. M ẫu đầu tiên ở áp su ất khí quyển được gạn xuống dưói qua nón niken nước lạnh qua miệng nhỏ vào vùng áp suất thấp dần cho đến khi các ion của mẫu đi vào phổ kê khối lượng.
Bình thường thì phô’ k ế khôi lượng qua drupole được sử dụng, nhưng th iết bị tiêu điểm (tập trung) kép cũng được dùng.
Cả hai mô hình hoạt động đều được sử dụng. Hoặc phổ k ế khối
Áp suất
~ 0 ,0001 m bar V an trượt
Nón gạn
Hình 16.2. Sơ dồ của hệ thống ICP - MS [36]
lượng có thể cố định để chọn tỉ sô' — riêng và giám sát ion đơn e
hay phổ khôi lượng có thể được quét để nhận được một bức tran h đầv đủ của tấ t cả tỉ số’ — và các ion. Vì đèn ICP có thể
e
tạo ra các ion cũng như các nguyên tử từ mẫu. nó tạo ra nguồn có sẵn cho phổ kế khối lượng. Vấn để nảy sinh có liên quan đến sự gâv cản trở lẫn nhau.
— Cản trở đồng khối xảv ra ở chỗ các nguvên tô khác nhau
, - m m
tạo ra các ion có cùng tí số — . ví dụ, ớ — = 40 có Ca và Ar, cá
e ' e
hai nguyên tô này có các ion phong phú có 40K. ở — = 58 có e
38Ni, 58Fe cản trở lẫn nhau.
— Cản trở nhiều nguyên tô' xảy ra khi các phần tử phân tử hoặc các ion tích điện gấp hai xảv ra ở cùng tỉ số — như một
e
ion phân tích. Ví dụ 32s 160 và 31p 140 ‘H*, cả hai cản trở với 46Ti và 40A r1GO cản trở 56Fe.
— Ảnh hưởng của nền (phông) có thể xảv ra khi muối thừa hoặc các chất rắn không bav hơi.
Một số cản trở này có thê được làm khác biệt bàng cách sử dụng kĩ th u ậ t pin phản ứng: chất khí như heli được thém vào đe bằng các phản ứng phân tử thì các ion cản trở có thể bién thành các phần tử không còn cản trở nữa hoặc được làm khác biệt bằng cách lọc đa cực.
Độ nhạy nhìn chung là rấ t cao đối với một sô' lớn nguyên tô.
thường là 10 lần hav nhạv hơn độ nhạv của ICP — AES vì ICP - MS có thể được quét trên một vùng khôi lượng rộng mỗi
528
nguyên tô được xác định đồng thời. Ngoài ra, các đồng vị được tách ra sao cho thay đổi được tỉ sô" đồng vị tạo ra từ các nguồn hoạt động phóng xạ hay các nguồn khác, hoặc cần cho xác định tuổi thọ địa chất, có th ể đo được chính xác. Nếu sự cản trở xảy ra thì các đồng vị xen n h au (có th ể thấy được) được dùng cho phép phân tích định lượng.
7. ứng dụng
Với ICP - AES th ì có cản trở nhỏ từ sự ion hoá do có thừa electron, ở nhiệt độ cao có thể đảm bảo là sự cản trở sẽ nhỏ hơn từ các phần tử phân tử hoặc từ nền (matrix). Vì rằn g số lớn các vạch phát xạ cơ bản đã được kích thích thì vạch xen phủ có thể hiếm xảy ra. Hình 16.3 chỉ ra sự p h át xạ đồng thời của một sô"
các vạch cơ bản từ m ẫu. T rên 70 nguyên tô”, cả kim loại và phi kim có thể xác định được.
Trong bảng 16.1 có đư a ra chi tiế t các giới h ạ n p h á t h iện của các kĩ th u ậ t q u a n g phổ nguyên tử khác n h au .
Cd 226, 502
ICP — AES cho được khoảng tuyến tính rộng của sự ghi nhận. Ví dụ. đốì vối chì thì khoảng tuyến tính kéo dài từ 0,01 đến lOppm.
T h ủ v n g â n tro n g nước th ả i có th ể xác định được bằng IC P — MS. sử dụng đồng vị thủy ngân dễ kiếm /0i Hg. Vì chì từ các nguồn khác nhau có thể có th àn h phần khác nhau.
ICP — MS có th ể sử dụng để xác định nguồn của sự nhiễm bẩn môi trường. Việc nghiên cứu xác định hàm lượng vết và các phép đo các đồng vị sau khi tách sắc kí các phán tử cũng cho thấy giá trị của ICP - MS.
Bảng 16.1. Các giới hạn phát hiện của phép đo phổ phát xạ nguyên tử(ppb (ịigll))
Nguyên tố
Ngọn lửa
(FAES) IC P -A E S IC P -M S
AI 10 4 0.1
Ba 1 0,1 0.02
Be - 0.06 0,1
Cu 10 0,9 0.03
Mn 10 0.4 0.04
p - 30 20
Pb 100 20 0.02
Zn 10 1 0.08
5 3 0