Quang Kế Ngọn Lửa: Lịch Sử Hình Thành – Ứng Dụng – Quang Kế Ngọn Lửa FP910

Phép đo quang kế ngọn lửa là một nhánh của quang phổ nguyên tử và nó là một loại quang phổ phát xạ được sử dụng rộng rãi để xác định nồng độ của một số ion kim loại như kali (K), natri (Na), canxi (Ca), liti (Li), xesi (Cs) và chất lỏng sinh học, v.v. trong phân tích hóa học vô cơ. Các ion kim loại được sử dụng trong quang phổ trong trắc quang đều ở dạng nguyên tử.

Quang kế ngọn lửa có thể hữu ích cho phân tích định tính và định lượng các nguyên tố. Bức xạ do quang kế phát ra là đặc trưng của từng kim loại. Do đó, với việc sử dụng quang kế ngọn lửa, chúng ta có thể xác định nguyên tố cụ thể có trong dung dịch mẫu.

Lịch Sử Hình Thành

Khi Robert Bunsen và trợ lý Peter Desaga phát minh ra ngọn lửa sạch từ đèn Bunsen của ông vào giữa thế kỷ 18, nó nhằm mục đích phân tích quang phổ hoặc quang phổ nguyên tử. Ngọn lửa không màu cho phép Bunsen phát hiện ra hai nguyên tố mới (caesium and rubidium), trong số nhiều đóng góp quan trọng khác của ông cho khoa học.

Sắc ký khí và Quang phổ đang tiết lộ các chi tiết cực kỳ tốt trong phân tích nhưng chúng là các quy trình tốn nhiều thời gian, quá sức và tốn kém cho nhiều ứng dụng hàng ngày trong phân tích liên tục hoặc thường xuyên. Chúng yêu cầu vật tư tiêu hao như cột sắc kí và mức độ bảo trì cao.

Đây là lúc lĩnh vực Quang phổ Phát xạ Ngọn lửa – Flame Emission Spectroscopy (FES) siêu hiệu quả, phổ biến hơn. Quá trình này có thể do con người hỗ trợ để kiểm tra không thường xuyên hoặc hoàn toàn tự động để giám sát quá trình liên tục.

Mục Đích Của Phép Đo Quang Phổ Kế Ngọn Lửa

Quang phổ kế ngọn lửa sử dụng máy quang phổ để cô lập và xác định số lượng các nguyên tố vô cơ, đặc biệt là trong môi trường sinh học, môi trường, sản xuất phân bón, chẳng hạn như bệnh viện và ngành công nghiệp thực phẩm. Bằng cách đưa một chất thử chưa biết qua chất mang trung tính/chất lỏng đã biết vào ngọn lửa không màu ổn định, ánh sáng quang phổ nhìn thấy đặc trưng được phát ra. Các vạch phổ của mỗi chất là duy nhất đối với chất đó và cường độ của mỗi vạch cho biết chính xác lượng chất có trong một mẫu nhất định.

Điều này cho phép xác định nhanh chóng các kim loại kiềm/kiềm thổ Nhóm I và Nhóm II bao gồm Natri, Kali, Liti, Bari và Canxi (và đôi khi là các kim loại khác, tùy thuộc vào quy trình và thiết bị).

Ví dụ, việc cô lập các kim loại này là rất quan trọng trong phân tích hóa học máu hoặc để phát hiện sự hiện diện và định lượng các chất dinh dưỡng trong các sản phẩm thực phẩm. Ngành dược thường sử dụng phép trắc quang ngọn lửa như một giai đoạn kiểm soát chất lượng sản phẩm của họ.

Quang Phổ Kế Ngọn Lửa Hoạt Động Như Thế Nào?

Nhiên liệu và không khí được trộn một cách có kiểm soát để tạo ra “ngọn lửa lý tưởng” như ý định của ngọn lửa đèn Bunsen trong khi được cấp nước cất nguyên tử hóa. Các mẫu kiểm soát khác nhau được giới thiệu để cho phép điều chỉnh máy về trạng thái “không” một cách chính xác nhất. Sau đó, mẫu thử nghiệm được đưa vào và kim loại hòa tan hoặc lơ lửng được phân tách bằng sức nóng của ngọn lửa (kích thích nhiệt) thành các nguyên tử ion rời rạc, sau đó di chuyển các electron hóa trị của chúng lên mức năng lượng cao hơn tiếp theo, nơi chúng không ổn định.

Điều này được gây ra bởi sự hấp thụ của các photon. Khi các nguyên tử phân rã về trạng thái năng lượng thấp hơn bình thường, chúng phát ra các photon, tạo ra màu đặc trưng cho nguyên tố đang được nghiên cứu. Ánh sáng có thể được phân tích bằng kỹ thuật hấp thụ hoặc kỹ thuật phát xạ, tùy thuộc vào nhu cầu và thiết kế thiết bị.

Thông thường, bạn sẽ thấy các màu trong chính ngọn lửa thực tế, chẳng hạn như màu tím đối với kali, màu lục đối với bari, màu đỏ đối với liti, màu vàng đối với natri, v.v. Nhân viên phòng thí nghiệm thường có thể nhìn thấy ngọn lửa và rất hữu ích khi theo dõi ngọn lửa để tìm sự bất thường.

Ưu điểm lớn nhất của phép trắc quang ngọn lửa là các mẫu có thành phần hỗn hợp sẽ tạo ra phổ kết hợp của tất cả các chất, sau đó có thể nhận ra từng chất riêng lẻ. Như đã nói trước đây, cường độ của từng tập hợp dòng cũng biểu thị nồng độ riêng của chúng. Hình ảnh phía trên chứa hai kim loại được hiển thị bên dưới nó sau khi các vạch phát xạ được tách ra.

Quang trắc ngọn lửa bằng quang phổ kế ngọn lửa nhanh và hiệu quả. Các thiết bị có thể được sử dụng với từng người kiểm tra để đánh giá nhanh hoặc có thể hoàn toàn tự động để kiểm tra liên tục các mẫu trong một quy trình, hạn chế sự cần thiết của con người.

Chúng cũng cực kỳ tiết kiệm để vận hành, chỉ cần nhiên liệu sạch, máy nén khí và chính thiết bị này. Yêu cầu bảo dưỡng thấp làm cho phép trắc quang ngọn lửa trở thành sự lựa chọn tuyệt vời cho nhu cầu phân tích.

Ứng Dụng Của Quang Kế Ngọn Lửa – Flame Photometer

Nói chung, quang kế ngọn lửa được sử dụng để phân tích hàm lượng natri, liti, kali hoặc canxi trong các mẫu nước. Cần nhấn mạnh rằng trên thực tế phương pháp này là một phương pháp để xác định nhanh lượng ion kim loại trong dung dịch. Trước khi áp dụng để phân tích nhiều loại vật liệu, người dùng vẫn cần chuẩn bị một lượng mẫu nhất định. Tuy nhiên, ưu điểm là do số lượng các nguồn gây nhiễu có thể có là nhỏ nên có thể sử dụng các quy trình chuẩn bị mẫu nói chung đơn giản hơn các quy trình thường sử dụng.

Lưu ý rằng trước khi áp dụng cho một vật liệu hoàn toàn mới, ta cần thực hiện khảo sát cẩn thận để xác định ảnh hưởng lớn có thể có của các ion và phân tử lạ hiện diện trên ánh sáng được sử dụng để phân tích. Ví dụ, người ta đã lưu ý rằng sự có mặt của hầu hết các muối và axit lạ trong dung dịch được phân tích natri, kali hoặc canxi có xu hướng làm giảm lượng ánh sáng do chúng phát ra.

Một số phân tử hữu cơ có xu hướng làm giảm lượng ánh sáng phát ra, trong khi những phân tử khác làm tăng lượng ánh sáng phát ra. Trong các trường hợp khác (như xác định canxi trong dung dịch chứa natri đáng kể), kết quả thu được cao do không có khả năng lọc bức xạ canxi hoàn toàn không có natri. Tuy nhiên, trong hầu hết các trường hợp, khi phân tích các dung dịch có nồng độ natri và kali thấp, độ chính xác của kết quả thu được bằng hoặc tốt hơn so với phương pháp hóa học, và tốc độ phân tích nhanh hơn.

Có lẽ ứng dụng đơn giản nhất và rõ ràng nhất là phân tích nhanh chóng hoặc liên tục các mẫu nước đối với natri, kali hoặc canxi, vì nói chung nồng độ của các kim loại này nằm trong phạm vi hữu ích nhất của quang kế mà không cần pha loãng. Cả hai công cụ ghi dữ liệu và chỉ báo tích hợp trong quang kế rất tiện ích cho quá trình sử dụng.

Trong nhiều năm, các nhà thiết kế hệ thống làm mềm nước cần một công cụ phân tích có thể chỉ ra trong một thời gian cực ngắn sự cạn kiệt của lớp zeolit và nếu có thể thì bắt đầu chu kỳ tái sinh. Vì hệ thống làm mềm nước hoạt động bằng cách đưa các ion natri vào nước theo tỷ lệ canxi và magiê đã loại bỏ, nên dấu hiệu đầu tiên cho thấy lớp zeolit cạn kiệt là mức natri giảm xuống.

Các phân tích nhanh về natri cho phép phát hiện điểm cạn kiệt này một cách dễ dàng. Nếu áp dụng máy đo quang ngọn lửa có bộ ghi dữ liệu, thì có thể sử dụng sự sụt giảm đột ngột mức natri đã ghi để kích hoạt các van cần thiết, chuyển chất ảnh hưởng đến lớp được tái sinh trước đó và để bắt đầu chu kỳ tái sinh cho lớp cạn kiệt liên kết.

Kiểu ứng dụng tương tự phù hợp để sử dụng trong việc xác định nồng độ natri trong nước “khử khoáng” bằng nhựa trao đổi ion tổng hợp.

Trong nhiều quy trình công nghiệp, nơi cần loại bỏ muối natri khỏi các sản phẩm kết tủa bằng cách rửa bằng nước, việc xác định nhanh hàm lượng natri của nước đầu vào và nước thải, hoặc một bản ghi liên tục, giúp kiểm soát chính xác chu trình rửa. Các dung dịch đậm đặc như nước muối hoặc nước biển thường phải được pha loãng trước khi phân tích.

Quang kế ngọn lửa có một vị trí nhất định trong phòng thí nghiệm phân tích chung, vì nó đơn giản hóa nhiều phép xác định thường tốn nhiều công sức. Trong số này có thể kể đến việc xác định natri hoặc kali với sự có mặt của chất kia, và xác định canxi với sự có mặt của magie.

Việc sử dụng thường xuyên và quan trọng đối với nhà nông học là kiến thức về hàm lượng kali và natri trong các mẫu đất. Quá trình chiết thích hợp hoặc các quy trình khác để đưa các muối này vào dung dịch từ lâu đã được sử dụng liên quan đến các quy trình tiêu chuẩn về hóa học đất. Trường hợp số lượng lớn mẫu đất phải được phân tích thường xuyên, thì quang kế ngọn lửa phải chứng minh được giá trị lớn. Liên quan đến các nghiên cứu về chuyển hóa và dinh dưỡng của đất, công cụ tương tự này có thể được sử dụng.

Một số ứng dụng thú vị nhất mà các thiết bị này đã được áp dụng liên quan đến việc phân tích các vật liệu sinh học. Trong nghiên cứu lâm sàng, quang kế ngọn lửa đã được sử dụng thành công để phân tích các vật liệu như máu toàn phần, huyết thanh, nước tiểu, dịch cơ thể và cặn mô.

Những phân tích này, thường vừa khó khăn vừa tốn thời gian do bản chất của các mẫu và kích thước nhỏ của các mẫu trung bình có sẵn, có thể dễ dàng được thực hiện. Để xác định natri trong huyết thanh, một mẫu nhỏ 0,1 ml có thể được phân tích thích hợp sau khi pha loãng theo hệ số từ 1 đến 100. Hàm lượng kali trong huyết thanh có thể được xác định trên mẫu 0,1 ml sau khi pha loãng thành 2,5 ml, nhưng mẫu 0,5 ml được ưu tiên hơn nhiều.

Thực tế, cộng với tốc độ mà các phân tích có thể được hoàn thành, làm cho một số nghiên cứu nhất định có thể thực hiện được cho đến nay là không thể. Do đó, trong phòng thí nghiệm lâm sàng, quang kế ngọn lửa đã chứng tỏ mình là một công cụ có giá trị nhất liên quan đến nghiên cứu về trao đổi chất, chẩn đoán nhanh và điều trị một số bệnh.

Quang Kế Ngọn Lửa FP910 – PG Instruments

FP910 là một Quang kế ngọn lửa kỹ thuật số, được điều khiển bằng vi xử lý, để xác định nhanh chóng và đơn giản Natri, Kali, Canxi, Bari và Liti trong một lần hút duy nhất. Thiết bị có Màn hình cảm ứng nhúng màu 7 inch cung cấp đồ họa màu như biểu đồ và dữ liệu hiệu chuẩn, kết quả phân tích đồng thời, lựa chọn các nguyên tố, tính toán tự động các hệ số đường cong, lựa chọn đơn vị nồng độ, v.v.

Máy có hai model là FP910-4 cho phép phân tích bốn nguyên tố Natri, Kali, Canxi và Liti; model FP910-5 có khả năng phân tích năm nguyên tố Natri, Kali, Canxi, Liti và Bari.

Giới hạn phát hiện

Công ty CP Thiết Bị Khoa học H2TECH – Là đơn vị cung cấp các thiết bị khoa học kỹ thuật hàng đầu tại Việt Nam. H2TECH là đối tác của nhiều trường học các viện nghiên cứu và các trung tâm thí nghiệm. Là một trong những nhà phân phối tại Việt Nam, với nhiều hãng nỗi tiếng khác nhau trên thế giới như PG Instruments, Jenway…. Nếu bạn đang có nhu cầu về các loại máy đo quang phổ hoặc thiết bị phòng thí nghiệm khác hãy liên hệ với H2TECH để được hỗ trợ cung cấp các thiết bị với mức giá hợp lý nhất.

CÔNG TY CP THIẾT BỊ KHOA HỌC H2TECH
Chuyên cung cấp các thiết bị phòng thí nghiệm – Thiết kế phòng lab
Chúng tôi hợp tác lâu dài dựa trên uy tín, chất lượng và hỗ trợ cho khách hàng một cách tốt nhất
Hotline: 0934.07.54.59
    028.2228.3019
Email: thietbi@h2tech.com.vn
       salesadmin@h2tech.com.vn
Website: https://h2tech.com.vn
https://thietbihoasinh.vn
https://thietbikhoahoch2tech.com