Bài giảng Colorimetry

uang phổ kế • Chuyện gì xảy ra khi ta đưa giá trị về zero hay chọn “Read” mẫu? Sử dụng quang phổ kế • Hãy qua các bước cơ bản làm thế nào phân tích mẫu bằng quang phổ kế Các bước phân tích mẫu • Thu thập mẫu • Bảo quản và chuẩn bị • Tiến hành thí nghiệm • Sử dụng máy- Zero và Read • Làm thế nào biết kết quả chính xác hay không Thu thập mẫu • Phân tích tốt khi mẫu thu thập đúng cách • Thu mẫu đại diện theo đúng trình tự các bước quy định để chuẩn bị cho việc phân tích mẫu. Bảo quản mẫu • Cách bảo quản mẫu nếu mẫu được lưu trữ – Điều chỉnh pH – Thêm các chất bảo quản nếu cần – Nhiệt độ lưu trữ thích hợp Chuẩn bị mẫu • Các kĩ thuật chuẩn bị mẫu – Lọc – Pha loãng – Phá mẫu – Chưng cất Tiến hành thí nghiệm • Cho mẫu vào cuvet đo – Tráng rửa cuvet với mẫu sẽ phân tích trước khi cho đúng thể tích cần đo Tiến hành thí nghiệm • Cho thuốc thử vào mẫu và chất chỉ thị theo hướng dẫn Thuốc thử • Các loại đóng gói sẵn – Permachem foil pouches – AccuVac vials – Test ‘N Tube Plus – Test ‘N Tube Chức năng của các thuốc thử? Thuốc thử + mẫu Phức màu Thuốc thử bao gồm • Đệm pH cho mẫu đồng nhất • Tác nhân oxy hóa khử • Hợp chất che các chất cản trở • Hợp chất chỉ thị Tiến hành thí nghiệm • Thời gian phản ứng – Chờ cho mẫu phản ứng với thuốc thử và tạo màu trong một khoảng thời gian đưa ra theo chỉ dẫn cho mỗi chỉ tiêu phân tích Sử dụng thiết bị • Đưa về Zero – Mẫu trắng • Cuvet chứa mẫu không có thuốc thử hay – Thuốc thử trắng • Cuvet chứa nước khử ion có cho thuốc thử Zero thiết bị • Lau chùi sạch bên ngoài ống thí nghiệm, đặt vào máy và nhấn zero Đọc mẫu • Sau thời gian chờ phản ứng, lau ống thí nghiệm sạch, đặt vào máy và nhấn Read Làm thế nào quang phổ kế đọc mẫu? Quang phổ kế • Đo cường độ ánh sáng đi qua mẫu có màu • Chuyển đổi cường độ ánh sáng đo được thành nồng độ Quang phổ kế Trong trường hợp này, mẫu hấp thụ rất ít ánh sáng đi qua nó. Mẫu có nồng độ thấp Quang phổ kế Trong trường hợp này, hầu hết các ánh sáng tới bị hấp thụ. Nồng độ mẫu cao. Quang phổ kế • Sinh ra năng lượng ánh sáng • Chọn một bước sóng ánh sáng thích hợp • Truyền tia sáng qua mẫu • Đo sự thay đổi cường độ của ánh sáng • Chuyển đổi sự thay đổi cường độ sáng và hiển thị thành nồng độ Đèn Bộ lọc đơn sắc Thấu kính Mẫu Detector Sơ đồ của một quang phổ kế Nguồn sáng • Tạo ra nguồn ánh sáng – Đèn tungsen – Tạo ra ánh sáng trắng – tập hợp của tất cả ánh sáng màu Bộ phận lọc màu • Chuyển đổi ánh sáng trắng thành bước sóng ánh sáng đơn sắc phù hợp cho từng loại thí nghiệm – Lăng kính – Lưới nhiễu xạ – Đèn phát quang điốt Đơn sắc/Bộ phận lọc màu • Bước sóng nào là tối ưu? – Bước sóng mà tại đó mẫu hấp thụ hầu hết ánh sáng – Màu kết hợp Độ hấp thụ và and Complementary Colors Lựa chọn bước sóng • Làm thế nào Hach lựa chọn màu sắc tối ưu cho thí nghiệm? – Chọn bước sóng mà mẫu hấp thụ tối đa ánh sáng • Đo mẫu tại dãy bước sóng rộng • Xác định bước sóng có độ hấp thụ cao nhất Cuvet chứa mẫu • Khi bước sóng tối ưu đã được chọn, ánh sáng đi qua mẫu Cuvet chứa mẫu • Ánh sáng đi qua mẫu vì thế mẫu phải chứa trong cuvet sạch hoàn toàn – Sạch bên trong – axit hay thuốc thử – Sạch bên ngoài – vải xơ • Không bụi, dấu tay, trầy xước – Thể tích mẫu phù hợp Cuvet chứa mẫu • Mẫu được đo bằng cách so sánh cường độ màu với mẫu trắng – Phải nhất quán • Cùng loại cuvet cho mẫu trắng và mẫu phân tích Detector • Detector đo đạc lượng ánh sáng bị hấp thụ bởi mẫu – Chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện Bộ đọc của thiết bị • Chương trình phần mềm tính toán nồng độ từ sự đo đạc của detector bằng cách sử dụng đường cong hiệu chuẩn – Đường cong hiệu chuẩn chuyển độ hấp thu ánh sáng thành nồng độ 100 15.2 0.00 0.818 79.1 0.19 36.3 0.440 %T ABS CONC mg/L 0.00 0.10 0.83 1.55 (Absorbance = -log T) Sample Cell Detector Nồng độ ABS Làm thế nào biết kết quả đo được là chính xác? Dung dịch chuẩn • Dùng kiểm tra tính chính xác – Để tin tưởng vào kết quả đo đúng đắn – Tiết kiện thời gian và tiền bạc • Ngăn ngừa loại bỏ sản phẩm hoặc tốn hao hóa chất sử dụng – Chứng tỏ hoạt động của thiết bị với khách hàng và nhà kiểm soát Chứng minh độ chính xác bằng dung dịch chuẩn • Dung dịch chuẩn – Kiểm định kỹ thuật và tình trạng của thiết bị – “Tôi có thể thí nghiệm đúng?” Chứng minh độ chính xác bằng dung dịch chuẩn • Dung dịch chuẩn bổ sung (Khẳng định) – Tìm ra các chất cản trở hay các vấn đề khác – “Có phải thí nghiệm tương thích với mẫu?” Sử dụng dung dịch chuẩn thế nào? • Theo từng bước hướng dẫn sử dụng mà Hach cung cấp. Phép đo màu – Ghi nhớ • Phép đo màu là sự đo lường màu sắc. • Cường độ màu sắc liên quan đến nồng độ trong mẫu được dựa trên sự hiệu chuẩn của máy. • Trong một phép đo so sánh, tính nhất quán là yếu tố chính. Các sản phẩm dùng trong phép so màu Các sản phẩm dùng cho phép so màu • Đĩa màu, ống và Test Strips • Máy đo màu – Pocket Colorimeters – DR/800s • Máy quang phổ – DR/2800 – DR/5000 Đĩa, ống màu và Test Strips • Đặc tính – Dễ sử dụng – Giá thành thấp – Cầm tay – Đĩa quay màu tăng cường sự chuẩn xác trên ống màu hoặc test strips – Đĩa quay có độ phân chia nhỏ hơn ống hay test strip Máy so màu – Pocket Colorimeter II • Tính năng – Đo một thông số • 32 kiểu hiệu chuẩn trước • 9 kiểu bước sóng cùng chung đặc điểm – Bước sóng đơn, cố định, khác nhau tùy theo hiệu máy – Cầm tay, hoạt động bằng pin (4-AAA) – Đọc số và hiện thị – Chiều dài cell mẫu cho sóng đi qua – 1 cm & 2.5 cm Máy so màu – DR/800s • DR/820, 850, & 890 – 20, 50, hay 90 thông số – Tối đa 4 bước sóng đặc biệt • 420, 520, 560, & 610 nm – Cầm tay – hoạt động bằng pin (4-AA) – Chiều dài cell – 16 mm, 1 cm, 2.2 cm – Ghi dữ liệu – 99 điểm – Tải dữ liệu qua RS232 cổng IR Máy quang phổ – DR/2800 • 240 chương trình cài sẵn để test nước và & 50 User programs • Ghi dữ liệu – 500 điểm với thông tin về người sử dụng và nhận biết mẫu • Thang bước sóng: 340 – 900 nm • Nhiều kiểu cell – 13, 16, & 2.2 mm tròn – 10 mm & 2.2 x 2.2 cm vuông – 50 mm chữ nhật • Chương trình đọc mã vạch – TNT plus • Tải dữ liệu qua cổng USB • Có thể cầm tay và chạy máy bằng pin sạc Máy quang phổ – DR/2800 • Phân tích nước uống – Arsenic*, Chlorine*, Fluoride*, Lead*, Ozone, TOC, LR độ màu • Phân tích nước thải – COD*, Nutrients (NH3 *, NO3, Total Nitrogen, PO4 *), kim loại khác* • Phân tích nước công nghiệp – ULR Tests (Silica & độ cứng) * EPA chứng nhận phương pháp phân tích Máy quang phổ tử ngoại khả kiến – DR/5000 UV/VIS • Quét bước sóng • Ghi dữ liệu – 2000 điểm với thông tin mẫu và người sử dụng • Nhiều kiểu cell – 13, 16, & 2.2 mm tròn – 10 mm & 2.2 x 2.2 cm vuông – 20 mm & 50 mm chữ nhật • Thang bước sóng: 190 – 1100 nm • Chương trình đọc mã vạch – TNT plus • Tải dữ liệu qua cổng USB Máy quang phổ tử ngoại khả kiến – DR/5000 UV/VIS • Phân tích nước uống – Arsenic*, Chlorine*, Fluoride*, Lead*, Ozone, TOC, LR độ màu – THMs & UV Nitrate • Phân tích nước thải – COD*, Nutrients (NH3 *, NO3, Total Nitrogen, PO4 *), kim loại* • Phân tích nước công nghiệp – ULR Tests (Silica & độ cứng) * Denotes EPA approved methods So màu – Ghi nhớ • Phép so màu là đo lường màu sắc. • Cường độ màu liên quan đến nồng độ mẫu dựa trên sự hiệu chuẩn của máy. • Trong phép so sánh, tính nhất quán là quan trọng nhất. COLORIMETRY