Nguyên Nhân Xuất Hiện Bọt Khí Trong Cuvet Và Cách Xử Lý Khi Phân Tích Nước Bằng Hach

Nguyên Nhân Xuất Hiện Bọt Khí Trong Cuvet Và Cách Xử Lý Khi Phân Tích Nước Bằng Hach

Trong quá trình phân tích nước bằng máy quang phổ UV-Vis, một chi tiết rất nhỏ nhưng có thể ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả đo là bọt khí trong cuvet.

Bọt khí có thể xuất hiện sau khi rót mẫu, sau khi thêm thuốc thử, trong quá trình lắc hoặc đảo cuvet, hoặc do khí hòa tan trong mẫu thoát ra khi nhiệt độ thay đổi. Nếu bọt nằm trong vùng đường truyền ánh sáng, kết quả đo có thể bị dao động hoặc sai lệch. Hach nhiều lần yêu cầu người dùng kiểm tra và loại bỏ bọt khí trước khi đưa cuvet vào máy; một số phương pháp của Hach còn chỉ rõ rằng bọt trong đường quang có thể gây kết quả sai.

Vậy tại sao cuvet lại xuất hiện bọt khí? Làm thế nào để nhận biết và xử lý đúng cách?

Bọt khí trong cuvet ảnh hưởng đến phép đo như thế nào?

Máy quang phổ hoạt động dựa trên việc đo lượng ánh sáng truyền qua mẫu hoặc bị mẫu hấp thụ.

Có thể hình dung đơn giản:

Mô hình đường truyền quang học:
Nguồn sáng ➔ Cuvet ➔ Mẫu ➔ Detector
Khi cuvet chứa dung dịch đồng nhất, đường truyền ánh sáng đi qua mẫu tương đối ổn định.

Nhưng nếu xuất hiện bọt khí trong vùng đo:
Nguồn sáng ➔ Cuvet ➔ Mẫu + Bọt khí ➔ Detector

Bọt khí tạo ra một vùng có tính chất quang học khác với dung dịch và có thể làm thay đổi đường truyền ánh sáng. Agilent lưu ý rằng bọt khí có thể cản trở ánh sáng đi qua cuvet và mẫu, gây ra các đỉnh hoặc bất thường trong phép đo UV-Vis.

Hach cũng nêu rõ trong hướng dẫn sử dụng spectrophotometer rằng bọt khí bị giữ lại trong cuvet có thể gây false readings – kết quả đọc sai.

Vì vậy, khi kết quả bất thường, bọt khí là một trong những yếu tố đầu tiên cần kiểm tra.

Nguyên nhân phổ biến khiến cuvet xuất hiện bọt khí

2.1. Rót mẫu quá nhanh

Đây là nguyên nhân rất phổ biến. Khi dung dịch được đổ mạnh vào cuvet, dòng chất lỏng tạo ra nhiễu loạn và có thể cuốn không khí vào trong mẫu.

Bọt thường xuất hiện:

Trên thành cuvet.
Ở đáy cuvet.
Trong lòng dung dịch.
Ngay tại khu vực đường truyền ánh sáng.

Hach khuyến nghị đưa mẫu vào cuvet từ từ để tránh hình thành bọt khí trên thành cuvet và trong mẫu.

Cách hạn chế rót mẫu tạo bọt: Thay vì: Rót nhanh từ độ cao ➔ nhiều bọt
Nên: Đưa đầu pipette gần thành cuvet ➔ nhả pipette chậm ➔ để dung dịch chảy nhẹ xuống thành.

Pipette tạo bọt khi hút hoặc nhả mẫu

Không chỉ tốc độ rót, kỹ thuật pipetting cũng có thể là nguyên nhân. Nếu:

Hút mẫu quá nhanh.
Nhả mẫu quá mạnh.
Đầu tip nằm quá cao.
Có không khí trong tip.
Mẫu có độ nhớt cao.

thì bọt khí dễ hình thành. Một số tài liệu UV-Vis khuyến nghị sử dụng kỹ thuật pipetting phù hợp và kiểm tra bọt khí tại chính vùng đo trước khi tiến hành phép đo.

Với mẫu có độ nhớt cao: Mẫu đặc hoặc nhớt có thể giữ bọt lâu hơn. Khi đó nên đặc biệt chú ý tốc độ pipette và thao tác trộn mẫu.

Lắc cuvet quá mạnh

Thêm thuốc thử thường đi kèm bước trộn mẫu. Tuy nhiên, cách trộn mẫu phụ thuộc vào từng phương pháp phân tích.

Có phương pháp Hach yêu cầu lắc để hòa tan thuốc thử, nhưng cũng có phương pháp yêu cầu chỉ xoay/đảo nhẹ vì lắc mạnh có thể tạo bọt.

Ví dụ, trong một phương pháp Hach, tài liệu yêu cầu không lắc vì thao tác lắc có thể tạo bọt khí và ảnh hưởng kết quả. Trong một phương pháp khác, Hach yêu cầu lắc mẫu trong khoảng thời gian nhất định, sau đó đảo chậm để loại bỏ bọt khí trước khi đo.

Nguyên tắc quan trọng: Không áp dụng một cách trộn mẫu cho tất cả phương pháp Hach. Hãy tuân thủ đúng hướng dẫn của method đang sử dụng.

Thuốc thử tạo khí trong quá trình phản ứng

Một số phép phân tích yêu cầu:

Thêm thuốc thử ➔ Lắc hoặc đảo ➔ Chờ phản ứng ➔ Đo màu

Trong quá trình này, phản ứng hóa học hoặc việc hòa tan thuốc thử có thể làm xuất hiện bọt. Ngoài ra, thao tác mở gói thuốc thử hoặc thêm thuốc thử dạng bột vào dung dịch cũng có thể tạo ra các vùng khí nhỏ.

Vì vậy, sau khi hoàn tất thời gian phản ứng, cần kiểm tra cuvet trước khi đo. Một số phương pháp Hach yêu cầu trực tiếp làm sạch cuvet và loại bỏ bọt khí trước khi READ.

Khí hòa tan trong mẫu thoát ra ngoài

Không phải tất cả bọt khí đều do pipette hoặc thao tác của kỹ thuật viên. Nước có thể chứa khí hòa tan. Khi điều kiện nhiệt độ hoặc áp suất thay đổi, một phần khí có thể thoát ra tạo thành các bong bóng nhỏ.

Đặc biệt, khi mẫu được làm nóng, độ tan của khí có thể giảm và bọt dễ hình thành hơn. Agilent lưu ý rằng bọt có thể tích tụ khi nhiệt độ tăng do khí hòa tan có độ tan thấp hơn ở nhiệt độ cao.

Điều này có thể gặp trong những phương pháp:

Có gia nhiệt.
Có phản ứng tỏa nhiệt.
Mẫu và thuốc thử có nhiệt độ khác nhau.
Mẫu được chuyển từ môi trường lạnh sang môi trường ấm.

Mẫu vừa được lắc hoặc trộn chưa kịp ổn định

Sau khi lắc mạnh, lượng khí nhỏ có thể phân tán trong toàn bộ dung dịch. Nếu đưa cuvet vào máy ngay lập tức, những bọt khí này có thể vẫn đang di chuyển qua vùng đo.

Đây là nguyên nhân khiến kết quả đôi khi dao động: Lần 1 (bọt nằm ngoài đường quang), Lần 2 (bọt đi qua đường quang), Lần 3 (bọt biến mất). Kết quả có thể khác nhau dù cùng một mẫu.

Đối với những trường hợp cần loại khí, Hach khuyến nghị để mẫu đứng trong vài phút, sau đó đảo nhẹ; trong một số trường hợp có thể sử dụng chân không hoặc bể siêu âm để khử khí theo yêu cầu của ứng dụng.

Mẫu có chất hoạt động bề mặt dễ giữ bọt

Một số mẫu có thành phần làm giảm sức căng bề mặt của nước, khiến bọt khó vỡ hơn. Ví dụ có thể gặp trong:

Nước thải công nghiệp.
Mẫu chứa chất tẩy rửa.
Mẫu chứa chất hữu cơ.
Một số quy trình sản xuất.

Trong những trường hợp này, chỉ cần thao tác hơi mạnh cũng có thể tạo nhiều bọt và bọt tồn tại lâu. Nếu mẫu liên tục xuất hiện bọt, cần xem xét cả đặc tính hóa học của mẫu, không chỉ thao tác của người phân tích.

Bọt bám trên thành cuvet nguy hiểm hơn bọt ở phía trên

Không phải mọi bọt khí đều ảnh hưởng như nhau. Điều cần đặc biệt quan tâm là Bọt nằm trong đường truyền ánh sáng.

Đây là vị trí quan trọng nhất vì nó trực tiếp can thiệp vào tín hiệu quang học.

Một phương pháp Hach dành cho phân tích amoni nêu rõ rằng không được có bọt khí trong đường quang, đặc biệt là phần thấp của cuvet. Nếu bọt bám vào thành cuvet, Hach hướng dẫn có thể nhẹ nhàng lắc hoặc gõ cuvet để loại bỏ.

Do đó, đừng chỉ nhìn phần trên của cuvet. Hãy kiểm tra toàn bộ vùng mà tia sáng sẽ đi qua.

Làm thế nào để phát hiện bọt khí trong cuvet?

Kiểm tra bằng mắt thường: Đưa cuvet ra trước nguồn sáng và quan sát.

Các khu vực cần kiểm tra:

Thành cuvet và đáy cuvet.
Các góc cuvet.
Khu vực đường truyền ánh sáng.
Bọt nhỏ bám trên thành.

Nếu nhìn thấy một hoặc nhiều bọt trong vùng đo, nên xử lý trước khi đưa cuvet vào máy. Đối với một số phương pháp Hach, việc kiểm tra bọt được yêu cầu trực tiếp trong quy trình chuẩn bị mẫu.

Cách loại bỏ bọt khí khỏi cuvet

Có nhiều phương pháp, nhưng cần lựa chọn dựa trên loại mẫu và phương pháp phân tích:

Cách 1: Gõ nhẹ cuvet

Đây là cách đơn giản trong nhiều trường hợp: Giữ cuvet ở phần phía trên ➔ Gõ hoặc chạm rất nhẹ phần đáy ➔ Quan sát bọt khí ➔ Chờ bọt nổi lên ➔ Kiểm tra lại vùng đường quang. Một số phương pháp Hach hướng dẫn trực tiếp thao tác ‘tap the cell to remove air bubbles’ trước khi Zero hoặc Read.

Cách 2: Đảo nhẹ cuvet

Với một số phương pháp, có thể đảo nhẹ cuvet để bọt di chuyển lên trên. Hach có những phương pháp yêu cầu mẫu được đảo nhẹ sau bước trộn để loại bỏ bọt khí. Tuy nhiên, không nên đảo hoặc lắc theo thói quen nếu phương pháp không cho phép.

Cách 3: Để mẫu đứng yên

Nếu bọt rất nhỏ và mẫu cho phép, có thể để cuvet đứng yên trong một khoảng thời gian phù hợp để bọt tự nổi lên. Hach khuyến nghị trong một số trường hợp khử khí rằng mẫu có thể được để yên vài phút trước khi đo.

Cách 4: Khử khí mẫu

Với các trường hợp nghiêm trọng, có thể cần: Vacuum, Ultrasonic bath, Degassing kit, hoặc các phương pháp khử khí được quy định riêng. Hach liệt kê các phương pháp này trong tài liệu hướng dẫn loại bỏ bọt khí khỏi mẫu. Tuy nhiên, cần thận trọng vì việc gia nhiệt, siêu âm hoặc xử lý mẫu không đúng cách có thể làm thay đổi tính chất mẫu, chẳng hạn như độ đục.

Cách lấy mẫu vào cuvet để hạn chế bọt

Một quy trình đơn giản gồm 11 bước giúp giảm đáng kể bọt khí:

Chuẩn bị cuvet sạch.
Dùng pipette phù hợp.
Đưa đầu pipette gần thành cuvet.
Nhả mẫu từ từ.
Không tạo dòng chảy quá mạnh.
Nếu phương pháp yêu cầu trộn, thực hiện đúng cách được hướng dẫn.
Đợi thời gian phản ứng theo method.
Kiểm tra bọt tại đường quang.
Loại bỏ bọt nếu cần.
Lau sạch bên ngoài cuvet.
Đưa cuvet vào máy.

Đừng nhầm bọt khí với cặn hoặc hạt trong mẫu

Khi quan sát cuvet, đôi khi rất khó phân biệt bọt khí với hạt rắn, cặn hoặc kết tủa.

Hiện tượng	Đặc điểm thường gặp
Bọt khí	Hình tròn, phản xạ ánh sáng, có thể di chuyển
Cặn	Hình dạng không đều, thường chìm hoặc lơ lửng
Kết tủa	Có thể tăng dần sau phản ứng
Bụi trên cuvet	Bám cố định trên bề mặt
Vết nước	Dạng màng/vệt trên thành

Bọt khí và cuvet bẩn có thể gây hiện tượng tương tự

Một nguyên nhân khác khiến phép đo không ổn định là cuvet bị bẩn.

Cuvet bẩn ➔ tán xạ/hấp thụ ánh sáng
Bọt khí ➔ thay đổi đường truyền ánh sáng

Cả hai đều có thể dẫn đến kết quả bất thường. Vì vậy trước khi đo nên thực hiện: Kiểm tra bọt + Kiểm tra cuvet + Lau bên ngoài.

Hach yêu cầu làm sạch bên ngoài cuvet trước khi đặt vào cell compartment trong các quy trình phân tích của hãng.

Bọt khí trong cuvet Hach TNT/LCK

Đối với các phương pháp dùng cuvet/phial của Hach như TNTplus hoặc LCK, việc tuân thủ đúng trình tự chuẩn bị mẫu đặc biệt quan trọng:

Quy trình chuẩn cho cuvet Hach TNT/LCK: Thêm mẫu ➔ Thêm thuốc thử ➔ Đậy cuvet ➔ Trộn ➔ Chờ phản ứng ➔ Làm sạch ➔ Đo

Không nên tự thay đổi: Cách lắc, Số lần đảo, Thời gian phản ứng, Nhiệt độ, Thể tích mẫu chỉ với mục đích loại bọt.

Một phương pháp Hach cụ thể có thể yêu cầu lắc mạnh để hòa tan thuốc thử, trong khi phương pháp khác lại yêu cầu tránh lắc vì dễ tạo bọt. Method của Hach luôn là căn cứ ưu tiên.

Hach có giải pháp hạn chế bọt trong hệ thống sipper

Đối với các phép đo sử dụng flow cell/sipper, bọt không chỉ xuất hiện trong cuvet mà còn có thể xuất hiện trong tubing hoặc cell.

Hach cung cấp SIP10 Sipper System cho DR3900/DR4900. Hach mô tả hệ thống có dòng chảy ổn định và thiết kế giúp hạn chế việc bọt khí bị giữ lại trong tubing hoặc cell.

Điều này đặc biệt đáng chú ý trong các phòng thí nghiệm có: Số lượng mẫu lớn, Phép đo lặp lại nhiều lần, Đo mẫu theo dòng chảy, Nhu cầu giảm thao tác thủ công.

Nếu đã loại bỏ bọt nhưng kết quả vẫn bất thường?

Khi không còn bọt nhưng kết quả vẫn dao động, không nên kết luận ngay rằng máy bị lỗi. Có thể kiểm tra theo thứ tự:

Cuvet: Có sạch không? Có trầy không?
Mẫu: Có đồng nhất không? Có cặn hoặc độ đục không?
Thuốc thử: Có đúng loại không? Còn hạn không?
Thao tác: Có đúng method không?
Thời gian phản ứng: Đã đủ chưa?
Nhiệt độ: Có đúng yêu cầu không?
Máy: Buồng đo, cell holder và hệ thống quang học có sạch không?

Chỉ sau khi kiểm tra những yếu tố trên mới nên đi sâu vào việc đánh giá thiết bị.

Checklist kiểm tra bọt khí trước khi đo

Phòng thí nghiệm có thể sử dụng checklist đơn giản trước khi tiến hành phép đo:

Hạng mục	Kiểm tra
Cuvet	Sạch
Mặt quang học	Không có dấu vân tay
Mẫu	Đồng nhất
Bọt khí	Không có trong đường quang
Cặn	Không bất thường
Thuốc thử	Đúng method
Thời gian phản ứng	Đúng yêu cầu
Nhiệt độ	Đúng yêu cầu
Bên ngoài cuvet	Khô, sạch
Vị trí cuvet	Đúng hướng

Những lỗi thường gặp khi xử lý bọt khí

Rót mẫu quá nhanh ➔ Tạo bọt ngay từ đầu.
Lắc cuvet quá mạnh ➔ Bọt phân tán trong toàn bộ mẫu.
Đưa cuvet vào máy ngay sau khi trộn ➔ Bọt chưa kịp thoát khỏi đường quang.
Chỉ kiểm tra phần trên của cuvet ➔ Bỏ sót bọt ở vùng đo.
Gõ cuvet quá mạnh ➔ Có thể làm đổ mẫu hoặc tạo thêm bọt.
Tự ý gia nhiệt mẫu ➔ Có thể làm thay đổi mẫu và không phù hợp với phương pháp.
Tự thay đổi quy trình Hach ➔ Có thể làm sai điều kiện phản ứng và ảnh hưởng kết quả.

5 nguyên tắc quan trọng cần nhớ
Bọt khí không chỉ là vấn đề về hình thức: Nếu nằm trong đường truyền ánh sáng, bọt có thể ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả đo.
Rót mẫu chậm: Đây là một trong những cách đơn giản nhất để hạn chế bọt.
Luôn kiểm tra bọt trước khi READ: Đặc biệt là vùng thấp của cuvet – nơi nằm trên đường quang trong nhiều thiết kế.
Không phải phương pháp nào cũng trộn mẫu giống nhau: Có method yêu cầu lắc, có method yêu cầu đảo nhẹ hoặc tránh lắc.
Xử lý bọt phải dựa trên method và loại mẫu: Trong trường hợp cần khử khí, Hach đề cập đến các phương pháp như để yên, vacuum hoặc ultrasonic tùy trường hợp.

Kết luận

Bọt khí trong cuvet là một lỗi tưởng nhỏ nhưng có thể ảnh hưởng đáng kể đến phép đo quang phổ.

Các nguyên nhân thường gặp bao gồm: Rót mẫu quá nhanh, Pipetting tạo bọt, Lắc hoặc trộn mẫu không đúng cách, Thuốc thử tạo bọt trong quá trình phản ứng, Khí hòa tan thoát ra khi nhiệt độ thay đổi, Mẫu có đặc tính dễ giữ bọt, Bọt chưa kịp thoát trước khi đo.

Đối với thiết bị và phương pháp Hach, nguyên tắc quan trọng là kiểm tra cuvet và loại bỏ bọt trong đường quang trước khi Zero/Read. Hach có những method yêu cầu gõ nhẹ cuvet hoặc đảo để loại bỏ bọt, nhưng cũng có method cảnh báo không lắc vì thao tác này có thể tạo bọt và gây ảnh hưởng đến kết quả. Vì vậy, cần tuân thủ đúng phương pháp đang sử dụng thay vì áp dụng một quy trình chung cho tất cả phép thử.

Thói quen làm việc hiệu quả: Rót chậm ➔ Trộn đúng method ➔ Kiểm tra bọt ➔ Làm sạch cuvet ➔ Kiểm tra lại đường quang ➔ Đo.

Với các phòng thí nghiệm sử dụng Hach DR6000, DR3900, DR1900, TNTplus, LCK hoặc các hệ thống sipper, việc kiểm soát bọt khí nên được đưa vào quy trình kiểm soát chất lượng để giảm kết quả bất thường và hạn chế phải thực hiện lại phép thử.

Liên hệ tư vấn thiết bị và giải pháp phân tích nước Hach

Nếu doanh nghiệp đang sử dụng máy quang phổ Hach DR6000, DR3900, DR1900, cuvet, thuốc thử TNTplus/LCK, hệ thống SIP10 hoặc cần tư vấn giải pháp phân tích và kiểm soát chất lượng nước, hãy liên hệ Đông Nam Lab.

ĐÔNG NAM LAB
📞 Hotline: 0986 316 960
🌐 Website: www.dongnamlab.com
📧 Email: info@dongnamlab.com.vn
📍 Văn phòng: Số 23/30 Đường C1, Phường Tân Bình, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam

Đông Nam Lab cung cấp các giải pháp và thiết bị phục vụ phân tích, quan trắc và kiểm soát chất lượng nước, phục vụ cho phòng thí nghiệm, nhà máy nước, hệ thống xử lý nước thải và các ứng dụng sản xuất công nghiệp.

Đăng nhập