1. Trang chủ >
  2. Khoa Học Tự Nhiên >
  3. Hóa học - Dầu khí >

Định nghĩa về chiết Phƣơng pháp xử lí các kết quả phân tích Dụng cụ

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (927.42 KB, 111 trang )


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http:www.lrc-tnu.edu.vn
15
+ Nồng độ thuốc thử : Nồng độ thuốc thử tối ưu là nồng độ tại đó có
mật độ quang đạt giá trị cực đại. Để tìm nồng độ thuốc thử tối ưu ta cần căn cứ vào cấu trúc của thuốc thử và cấu trúc của phức để lấy lượng thuốc thử
thích hợp. Đối với phức bền thì lượng thuốc thử dư thường từ 2 đến 4 lần nồng độ ion kim loại. Đối với các phức kém bền thì lượng dư thuốc thử lớn
hơn từ 10 đến 1000 lần so với nồng độ ion kim loại.

1.6.2.4. Lực ion


Trong khi nghiên cứu định lượng về phức ta thường tiền hành ở một lực ion hằng định, để làm được điều này ta dùng muối trơ mà anion không tạo phức
hoặc tạo phức yếu như: KCl, NaCl, KNO
3
… Khi lực ion thay đổi mật độ quang cũng có thể thay đổi tuy nhiên sự thay đổi này là khơng đáng kể.
Ngồi ra người ta còn nghiên cứu một số điều kiện tối ưu khác như: nhiệt độ tối ưu, môi trường ion…
1.7. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHIẾT PHỨC ĐA LIGAN [12], [13], [14]

1.7.1. Định nghĩa về chiết


Giả sử một chất A tan được trong hai dung môi không trộn lẫn ví dụ trong dung môi nước và dung mơi hữu cơ. Khi đó chất A sẽ phân bố giữa hai
dung mơi đó và một cân bằng được thiết lập:
n o
A A
ƒ
Với o : dung môi hữu cơ; n: dung môi nước. Sự chuyển chất tan từ dung môi này sang dung môi khác không trộn lẫn gọi là sự chiết.
Chiết là quá trình phân bố chất tan giữa hai pha lỏng không trộn lẫn với nhau. Một trong hai pha thường là pha nước, pha thứ hai là dung môi hữu cơ.
1.7.2. Các đặc trƣng của q trình chiết 1.7.2.1. Định luật phân bố
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http:www.lrc-tnu.edu.vn
16 Xét cân bằng của chất A giữa pha nước và pha hữu cơ:
n o
A A
ƒ
Theo sự biến đổi năng lượng tự do Gibbs:
n A
A n
A A
a a
RT G
a RT
a RT
G G
ln ln
ln 
 
 
 

Khi đạt trạng thái cân bằng thì:
ln
P n
A A
n A
A
K e
a a
S RT
G a
a G
G RT
 
 
 
 



Với K
P
là hằng số phân bố nhiệt động. Để thuận tiện cho việc tính toán ta thay hoạt độ bằng nồng độ khi dung dịch là rất loãng
, điều này hoàn toàn phù hợp khi phân tích các chất ở hàm lượng thấp khi đó ta có hằng số phân
bố gần đúng:
 [ ]
[ ]
P n
A K
A
Đó là cơng thức của định luật phân bố. K
P
là hằng số phân bố giữa hai pha nước và pha hữu cơ.
Từ ta thấy K
P
chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ mà không phụ thuộc vào tổng nồng độ của chất A. Định luật phân bố trên chỉ đúng khi A ở trong hai
pha đều cùng một dạng. Tuy nhiên trên thực tế chất phân bố thường tham gia vào những phản ứng hóa học với những hợp phần của dung môi nên
thường tồn tại ở nhiều dạng khác nhau. Ví dụ chiết một axit hữu cơ HA từ pha nước bằng một dung môi hữu cơ thì vấn đề đặt ra là bao nhiêu phần
axit còn lại trong pha nước sau khi chiết? Hằng số phân bố
P n
[A] K
[A] 
không trả lời được câu hỏi này vì trong nước, HA có thể bị phân li nên dạng tồn tại của HA là HA và A
-
.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http:www.lrc-tnu.edu.vn
17 Như vậy, người ta đưa ra một đại lượng mới để giải quyết vấn đề này,
đó là hệ số phân bố D.

1.7.2.2. Hệ số phân bố D


Nếu A ở trong dung mơi ở các dạng khác nhau thì hệ số phân bố D là tỉ số giữa tổng nồng độ các dạng của nguyên tố trong pha hữu cơ và tổng nồng
độ các dạng trong pha nước:
 

n
[A] D
[A]
1.1 Trong dung môi hữu cơ là dung môi trơ hay hằng số điện mơi nhỏ thì
chất tan trong dung mơi đó sẽ chỉ ở dạng phân tử chứ khơng ở dạng các ion.

1.7.2.3. Hằng số chiết K


ex
Tổng quát một cân bằng phân bố giữa hai dung môi chiết bằng dung môi hữu cơ:
 
 
n n
o no
ex
M nHR
MR nH
K ƒ
Tức là một số chất tan được trong dung mơi này còn một số chất khác tan được trong dung mơi kia thì hằng số chiết K
ex
:
n n0
ex n
n n
[MR ].[H ]
K [M ].[HR]
 
 1.2
Hằng số chiết đặc trưng cho khả năng tách một chất từ pha nước sang pha hữu cơ.

1.7.2.4. Độ chiết R hiệu suất chiết, phần trăm chiết


Theo định nghĩa độ chiết R của một quá trình chiết được tính bằng tỉ số giữa lượng chất chiết vào pha hữu cơ với lượng chất trong pha nước ban đầu:
hc bd
Q R
Q 
hoặc
hc bd
Q R
.100 Q

1.3 Trong đó:
Q
hc
: lượng chất A đã chiết vào pha hữu cơ.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http:www.lrc-tnu.edu.vn
18 Q

: lượng chất A trong dung dịch nước ban đầu. Q
hc
= [A]
hc
. V
hc
1.4 Q

= C
A
. V
n
= [A]
hc
. V
hc
+ [A]
n .
V
n.
1.5 Với: C
A
: nồng độ chất A đã chiết vào pha hữu cơ. [A]
hc
; [A]
n
: nồng độ cân bằng của A trong pha hữu cơ và trong pha nước. V
hc
; V
n
: thể tích pha hữu cơ và pha nước khi thực hiện q trình chiết.
Thay các cơng thức 1.4 và 1.5 vào cơng thức 1.3 ta có:
hc hc
hc hc
n n
V .[A] R
.100 [A] .V
[A] .V 

1.6 Chia cả tử và mẫu của biểu thức 1.6 cho

hc hc
n n
[A ] V . A ;
D [A]
ta có:
 
1n 20
D R
.100 V
D V
1.7
Thơng thường q trình chiết được xem là hoàn toàn khi phần trăm chiết R đạt 99 hay 99,9, nghĩa là khi chỉ còn lại một lượng nhỏ chất chiết
trong pha nước. D phụ thuộc vào điều kiện chiết, do đó R phụ thuộc vào điều kiện chiết.
Để xác định hiệu suất chiết R ta có thể tiến hành theo 2 cách sau:
Cách 1: Tiến hành đo quang của phức trong nước trước khi chiết ta
được giá trị ∆A
1
. Dùng một thể tích dung môi xác định để chiết phức, đo mật độ quang của pha nước sau khi chiết ta được giá trị ∆A
2
. Khi đó hiệu suất chiết được tính theo công thức:
1 2
1
A A
R .100
A 
  

Cách 2: Tiến hành thí nghiệm sau:
TN1: Dùng Vml dung môi hữu cơ để chiết 1 lần dung dịch phức, đo mật độ quang của dung dịch chiết phức sau 1 lần ta được ∆A
1
.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http:www.lrc-tnu.edu.vn
19 TN2: Dùng Vml dung môi hữu cơ chia làm n phần và chiết n lần
dung dịch phức, sau đó tập hợp dịch chiết lại rồi đo mật độ quang của dịch chiết phức n lần ta được ∆A
n
. Giả sử chiết n lần là hồn tồn thì phần trăm chiết được tính theo cơng thức:
1 n
A R
.100 A
 

1.7.2.5. Xác định số lần chiết p và hiệu suất chiết R


p
tƣơng ƣ́ng
Sau lần chiết thứ nhất ta có: Q

= C
A
. V
n
= [A
1
]
hc
. V
hc
+ [A
1
]
n .
V
n.
1.8 Chỉ số 1 ở A chỉ lần chiết thứ nhất , với

1 hc 1 n
[A ] D
[A ]
1.9 Thay biểu thức 1.9 vào công thức 1.8 nên ta có
Q

= C
A
. V
n
= D[A
1
]
n
. V
hc
+ [A
1
]
n .
V
n.
Suy ra
 
 
A n
A 1 n
hc hc
n n
C .V C
[A ] V
DV V
D. 1
V
Tương tự cho lần chiết thứ 2 ta có
 
 
 
 
 
1 n A
2 n 2
hc hc
n n
[A ] C
[A ] V
V D
1 D.
1 V
V
Tương tự cho lần chiết thứ p thì lượng chất A còn lại là

 
 
 
 
 
p 1 n A
p n p
hc hc
n n
[A ]
C [A ]
V V
D 1
D. 1
V V
1.10
Từ công thức trên ta có th ể tính được số lần chiết p để đạt được hệ số chiết R cần thiết. Lấy logarit 2 vế của biểu thức 1.10 ta có
lg [
] lg
1
A p n
hc n
C A
p V
D V
 
 
 
 
1.11
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http:www.lrc-tnu.edu.vn
20 VD: Để đạt được độ chiết R = 99 theo 1.11 ta có
2
100 lg
lg10 2
[ ]
1 [
]
A A
p n p n
C C
A A
 
 
do đó
2 lg
1
hc n
p V
D V
 
 
 
 
với
. 1
hc n
V D
D r V
 

1
hc n
V r
V 

Khi đó
2 2
7 lg 2
0,301 p
 

Như vậy với điều kiện chiết như trên thì để đạt được chiết R = 99 ta phải tiến hành 7 lần chiết.
1.8. CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN CỦA PHỨC TRONG DUNG DỊCH [15].
Hiện nay có rất nhiều phương pháp để xác định thành phần của phức như: phương pháp hệ đồng phân tử, phương pháp tỉ số mol, phương pháp
đường thẳng Asmus, phương pháp chuyển dịch cân bằng, phương pháp Staric-Bacbanel,... Tuỳ theo độ bền của phức mà áp dụng các phương pháp
thích hợp khác nhau. Ở đây chúng tôi sử dụng các phương pháp tỉ số mol,
phương pháp hệ đồng phân tử, phương pháp Staric-Bacbanel [3, 8, 21]. 1.8.1. Phƣơng pháp tỉ số mol phƣơng pháp đƣờng cong bão hoà .
Mục đích của phương pháp này là xác định tỉ lệ giữa ion kim loại và thuốc thử hữu cơ trong phức
Phương pháp này dựa trên cơ sở xây dựng sự phụ thuộc của A hay 
A vào sự biến thiên nồng độ một trong hai cấu tử trong khi nồng độ của cấu tử
kia được giữ hằng định. Nếu phức bền thì đồ thị thu được là hai đường thẳng cắt nhau đường 1.
Tỉ số nồng độ C
M
C
R
hoặc C
R
C
M
tại điểm cắt chính là tỉ số của các cấu tử trong phức. Trong đó C
M
: Nồng độ kim loại, C
R
: Nồng độ thuốc thử.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http:www.lrc-tnu.edu.vn
21 Trong trường hợp phức kém bền thu được đường cong. Để xác định
điểm cắt phải ngoại suy từ 2 đoạn tuyến tính. Trong thực tế để thực hiện phương pháp tỉ số mol người ta thực hiện hai dãy
dung dịch. Dãy 1: giữ cố định thể tích kim loại V
M
= const sau đó thay đổi thể tích của thuốc thử.
Dãy 2: giữ cố định thể tích thuốc thử V
R
= const sau đó thay đổi thể tích của kim loại. Để tìm hồnh độ giao điểm cắt ta cho hai đường thẳng của hai
nhánh đồ thị cắt nhau. Phạm vi áp dụng: Phương pháp tỉ số mol không dùng cho phức rất kém bền.
1.8.2. Phƣơng pháp hệ đồng phần tử phƣơng pháp biến đổi liên tục - Oxtromuxlenko-Job
Mục đích của phương pháp này là xác định tỉ lệ giữa ion kim loại và thuốc thử hữu cơ trong phức. Hệ đồng phân tử là dãy dung dịch có tổng nồng
độ C
R
+ C
M
= Const nhưng tỉ số C
R
C
M
thay đổi. Để có một dãy hệ đồng phân tử gam chúng tôi pha các dung dịch như sau: pha các dung dịch kim loại và
1 2
 A
i
C
R
C
M
hoặc C
M
C
R
Hình 1.4: Phức có tỉ lệ 1:1
X

1: Phức bền
2: Phức kém bền
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http:www.lrc-tnu.edu.vn
22 thuốc thử có nồng độ bằng nhau rồi trộn chúng theo tỉ lệ khác nhau. Sau đó đo
mật độ quang ở lực ion và pH bằng định, bước sóng tối ưu đã chọn. Tiếp theo là xây dựng sự phụ thuộc của A hay
 A
i
vào tỉ lệ V
R
V
M
hay C
R
C
M
hoặc C
R
C
M
+ C
R
. 
A
i
= fC
R
C
M
= f C
R
C
M
+ C
R
. Khi biểu diễn sự phụ thuộc này trên đồ thị thì: Đối với phức bền ta thu
được hai đường thẳng cắt nhau, giao điểm đó gọi là điểm cực đại. Đối với phức kém bền ta thu được hai đường cong để tìm điểm cực đại phải ngoại suy
hai phần tuyến tính của hai nhánh, điểm mà hai nhánh ngoại suy cắt nhau chính là điểm cực đại. Điểm cực đại sẽ ứng với tỉ lệ các hệ số tỉ lượng ở trong
phức.
Phương pháp đồng phân tử gam có ưu điểm là: đơn giản, dễ thực hiện nhưng chỉ thực hiện được trong các điều kiện sau:
- Hệ chỉ tạo 1 phức bền. - Các cấu tử M, R không phân ly, không thuỷ phân, và không tạo hợp
chất polyme. - Lực ion được giữ bằng định.
Hình 1.5:
 A
i
C
R
C
M
+ C
R
Phức có tỉ lệ 1:1
2 1
1: phøc bỊn 2: phøc kÐm bỊn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http:www.lrc-tnu.edu.vn
23 - Kết quả chỉ chính xác với phức có tỉ lệ: 1:1; 1:2; 1:3. Với phức có tỉ lệ
cao hơn cho kết quả kém tin tưởng. Hai phương pháp trên chỉ xác định được tỉ lệ thành phần của phức chứ chưa xác định được là phức đơn nhân hay đa
nhân. 1.8.3. Phƣơng pháp Staric-Bacbanel phƣơng pháp hiệu xuất tƣơng đối
Mục đích của phương pháp là xác định hệ số của ion kim loại và hệ số của thuốc thử hữu cơ đi vào phức hay xác định xem phức nghiên cứu là đơn
nhân hay đa nhân. Cơ sở của phương pháp này dựa trên việc dùng phương trình tổng đại số
các hệ số tỉ lượng của các cấu tử tham gia phản ứng, phương trình này đặc trưng cho thành phần của hỗn hợp cân bằng trong điểm có tỉ lệ cực đại của nồng độ
phức so nồng độ biến thiên ban đầu của một trong các cấu tử tạo phức. Xét phản ứng tạo phức: mM + nR
M
m
R
n

MmRn
1.1
Ở nồng độ hằng định của cấu tử M và nồng độ biến thiên của cấu tử R thì nồng độ phức tạo thành C
K
được xác định bằng phương trình Staric- Bacbanel.
1 1
M K
C n
C m m
n 
  
1.2 m là hệ số của ion kim loại đi vào phức; n là hệ số của thuốc thử hữu cơ đi vào
phức. Để xác định thành phần phức theo phương pháp này cần chuẩn bị hai dãy dung dịch:
- Dãy 1: Cố định nồng độ kim loại M, thay đổi nồng độ thuốc thử R - Dãy 2: Cố định nồng độ thuốc thử R, thay đổi nồng độ kim loại M
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http:www.lrc-tnu.edu.vn
24 Sau đó đo mật độ quang của hai dãy dung dịch, ta xác định được giá trị
cực đại của mật độ quang A
gh
ứng với nồng độ cực đại của phức C
Kgh
C
Kgh
= C
M
m = C
R
n Với dãy 1: C
K
C
R
= fC
K
C
Kgh
hay 
A
i
C
R
= f 
A
i
 A
gh
Với dãy 2: C
K
C
M
= fC
K
C
Kgh
hay 
A
i
C
M
= f 
A
i
 A
gh
Từ đồ thị ta có với dãy 1:
1 1
i K
Kgh gh
A C
n C
m n
A 
 
  

1.3
khi 
A
i
C
R
max. Với dãy 2:
1 1
i K
Kgh gh
A C
m C
m n
A 
 
  

1.4 khi 
A
i
C
M
max.
Ta có:
1 1
i gh
A A
n
 
 
khi C
M
= const và 
AiC
R
max
1 1
i gh
A A
m
 
 
khi C
R
= const và 
A
i
C
M
max
Nếu đồ thị khơng có cực đại thì m = n = 1
MR M
2
R M
3
R
2
MR
2
∆A
i
∆A
gh
∆A
i
C
R
hoặc ∆A
i
C
M
Hình 1.6: Xác định thành phần phức theo Staric-Bacbanel
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http:www.lrc-tnu.edu.vn
25
1.9. CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CADIMI VÀ CHÌ [6], [7], [8], [10]
1.9.1. Các phƣơng pháp phân tích cơng cụ 1.9.1.1. Phƣơng pháp quang phổ hấp thụ phân tử [6]
Phương pháp trắc quang là phương pháp phân tích được sử dụng phổ biến nhất trong các phương pháp phân tích hóa lý. Nguyên tắc chung của
phương pháp phân tích trắc quang là muốn xác định một cấu tử X nào đó, ta chuyển nó thành hợp chất có khả năng hấp thụ ánh sáng rồi đo sự hấp thụ ánh
sáng của nó và suy ra hàm lượng chất cần xác định X. Cơ sở của phương pháp là định luật hấp thụ ánh sáng Bouguer-Lambert-Beer. Biểu thức của định luật:
o
I A = lg
= εLC I
Trong đó: - I
o
, I lần lượt là cường độ của ánh sáng đi vào và ra khỏi dung dịch. - L là bề dày của dung dịch ánh sáng đi qua.
- C là nồng độ chất hấp thụ ánh sáng trong dung dịch. -
ε
là hệ số hấp thụ quang phân tử, nó phụ thuộc vào bản chất của chất hấp thụ ánh sáng và bước sóng của ánh sáng tới
ε = f λ . Như vậy, độ hấp thụ quang A là một hàm của các đại lượng: bước
sóng, bề dày dung dịch và nồng độ chất hấp thụ ánh sáng. A = f λ, L,C
Do đó nếu đo A tại một bước sóng λ nhất định với cuvet có bề dày L xác định thì đường biểu diễn A = fC phải có dạng y = a.x là một đường
thẳng. Tuy nhiên, do những yếu tố ảnh hưởng đến sự hấp thụ ánh sáng của dung dịch bước sóng của ánh sáng tới, sự pha loãng dung dịch, nồng độ H
+
,
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http:www.lrc-tnu.edu.vn
26 sự có mặt của các ion lạ nên đồ thị trên khơng có dạng đường thẳng với mọi
giá trị của nồng độ. Và biểu thức 1.2 có dạng:
b x
λ
A = k.ε.L. C
Trong đó: - C
x
: nồng độ chất hấp thụ ánh sáng trong dung dịch. - k: một hằng số thực nghiệm.
- b: một hằng số có giá trị
0 b 1 £
. Nó là một hệ số gắn liền với nồng độ C
x
. Khi C
x
nhỏ thì b = 1, khi C
x
lớn thì b 1. Đối với một chất phân tích trong một dung mơi xác định và trong một
cuvet có bề dày xác định thì ε = const và L = const. Đặt
K = k.ε.L
ta có:
b λ
A = K.C
Với mọi chất có phổ hấp thụ phân tử vùng UV-Vis, thì ln có một giá trị nồng độ giới hạn C
o
xác định, sao cho: - Với mọi giá trị C
x
C
o
: thì b = 1, và quan hệ giữa độ hấp thụ quang A và nồng độ C
x
là tuyến tính. - Với mọi giá trị C
x
C
o
: thì b 1 b tiến dần về 0 khi C
x
tăng và quan hệ giữa độ hấp thụ quang A và nồng độ C
x
là không tuyến tính. Phương trình 1.4 là cơ sở để định lượng các chất theo phép đo phổ
hấp thụ quang phân tử UV-Vis phương pháp trắc quang. Trong phân tích người ta chỉ sử dụng vùng nồng độ tuyến tính giữa A và C, vùng tuyến tính
này rộng hay hẹp phụ thuộc vào bản chất hấp thụ quang của mỗi chất và các điều kiện thực nghiệm, với các chất có phổ hấp thụ UV-Vis càng nhạy, tức
giá trị ε của chất đó càng lớn thì giá trị nồng độ giới hạn C
o
càng nhỏ và vùng nồng độ tuyến tính giữa A và C càng hẹp.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http:www.lrc-tnu.edu.vn
27 Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử là phương pháp đơn giản, dễ thực
hiện, ít tốn kém mà lại có độ nhạy tương đối cao vì vậy phương pháp này đã được nhiều tác giả sử dụng trong quá trình phân tích.
Một số đề tài sử dụng phương pháp này trong nghiên cứu: + Lê Thị Thu Hường 2008, Nghiên cứu chiết – trắc quang sự tạo phức đa
ligan trong hệ PAN-PbII-SCN
-
bằng dung môi hữu cơ và ứng dụng trong phân tích, Luận văn Thạc sĩ Hóa học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội.
+ Bùi Thị Thư 2008, Nghiên cứu phân tích xác định hàm lượng một số kim loại trong nước sinh hoạt và nước thải khu vực Từ Liêm – Hà Nội
bằng phương pháp chiết trắc quang, Luận văn Thạc sĩ Hóa học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội.
+ Hoàng Ngọc Hiền 2008, Nghiên cứu khả năng hấp phụ một số ion kim loại nặng trên vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía và thăm dò xử lí mơi trường.
Luận văn Thạc sĩ Hóa học, trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên. + Vũ Phương Hòa 2008, Nghiên cứu chiết - trắc quang sự tạo phức đaligan
trong hệ 1-2-pyridilazo-2-naphtol PAN - HgII - CH
3
COO
-
và khả năng ứng dụng phân tích, Luận văn Thạc sĩ Hóa học, trường Đại học Sư phạm Hà
Nội. + Phạm Đăng Sơn 2007, Nghiên cứu sự tạo phức đa ligan 1-2-pyridilazo-2-
naphtol PAN - BiIII - X
-
X
-
: SCN
-
; CCl
3
COO
-
bằng phương pháp chiết - trắc quang và ứng dụng phân tích. Luận văn Thạc sĩ Hoá học, trường Đại học
Sư phạm Hà Nội.
1.9.1.2. Phƣơng pháp phổ phát xạ nguyên tử EAS [7]
Đây là kĩ thuật phân tích được sử dụng rộng rãi trong phép phân tích, nó cho phép xác định định tính và định lượng hàm lượng đa lượng hoặc vi lượng
của rất nhiều nguyên tố. Ưu điểm của phương pháp là phân tích nhanh, hàng loạt
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http:www.lrc-tnu.edu.vn
28 mẫu. Phân tích cả những đối tượng rất xa dựa vào ánh sáng phát xạ của chúng.
Phương pháp này cho độ nhạy và độ chính xác cao. Độ nhạy cỡ 0,001.
1.9.1.3. Phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS [8]
AAS là một trong những phương pháp hiện đại, được áp dụng phổ biến trong các phòng thí nghiệm. Phương pháp này xác định được hầu hết các kim
loại trong mẫu sau khi đã chuyển hóa chúng về dạng dung dịch. Sergio Luis Costa Ferreira và các cộng sự đã sử dụng phép đo FAAS để
xác định lượng vết ion kim loại Cu, Pb, Cd, Ni, Mn... trong nước sau khi làm giàu với độ lệch chuẩn và giới hạn phát hiện trong vùng 0,006 - 0,277 ppm là
0,8 -2,9.
1.9.2. Các phƣơng pháp điện hóa [10] 1.9.2.1. Phƣơng pháp cực phổ
Phương pháp này sử dụng điện cực giọt thủy ngân rơi làm việc, trong đó được quét thế tuyến tính rất chậm theo thời gian đồng thời ghi dòng là hàm
của thế trên điện cực giọt Hg rơi. Để xác định đồng thời các kim loại Cu, Cd, Ni, Fe, Cr, Co... trong chất
thải của xưởng mạ người ta sử dụng phương pháp DPP trong cùng một nền chất điện ly trơ.

1.9.2.2. Phƣơng pháp Von - Ampe hòa tan


Ưu điểm nổi bật của phương pháp là có độ nhạy cao từ 10
-6
- 10
-8
M và xác định được nhiều kim lọai. Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp này là
quy trình phân tích phức tạp. Theo tác giả Lê Lan Anh, Lê Quốc Anh, Từ Vọng Nghi đã điện phân
đồng thời các ion: Cu
2+
, Pb
2+
, Cd
2+
10
-5
- 10
-7
M bằng phương pháp Vôn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http:www.lrc-tnu.edu.vn
29 Ampe hòa tan bằng điện cực màng Hg, nền LiCl hoặc KSCN và ghi được
dòng anot hòa tan bằng cực phổ thường ở thế -1,4V. Các tác giả Trần Thị Thu Nguyệt, Trần Thu Quỳnh, Từ Vọng Nghi đã
xác định được Pb
2+
, Cd
2+
trong nước bằng phương pháp này dùng bình điện phân hóa dòng chảy. Dùng nền HCl 0,02M + KCl 0,1M + Hg
2+
10
-4
M thế điện phân làm giàu là -1,00V cho việc xác định Cd.
Trong đề tài này chúng tôi sử dụng phương pháp trắc quang phương pháp phổ hấp thụ phân tử đồng thời kết hợp với việc chiết phức
bằng dung môi hữu cơ để tăng độ nhạy, độ chọn lọc khi xác định hàm lượng của cadimi và chì.
1.10. PHƢƠNG PHÁP THỐNG KÊ SỬ LÝ SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM [15]
Để thu được kết quả có độ chính xác cao thì ngồi việc chọn các điều kiện tối ưu của phương pháp thực nghiệm thì việc xử lí kết quả cũng có một ý
nghĩa hết sức quan trọng. Để xử lí kết quả thông thường người ta dùng toán học thống kê.

1.10.1. Phƣơng pháp xử lí các kết quả phân tích


Các kết quả phân tích phải được xử lí để đánh giá độ tin cậy của phép đo, muốn thế, phải xác định khoảng dao động của kết quả đo:
p,k X
t S
 
p hoặc α. Ở đây t
p,k
là hàm phân bố Student với xác suất p, bậc tự do k,
X
S
là độ lệch chuẩn trung bình của giá trị trung bình
X
. Nếu X
1
, X
2
, …, X
n
là kết quả thu được sau lần đo 1,2…n ta chọn giá trị gần đúng c = x
1
chẳng hạn rồi tính hiệu y = x
1
– c. Ta tính
 

 
 n
i i
n i
b i
n i
a i
Y Y
Y
1 2
1 2
1
; 10
. ;
10 .
a, b là những số tự nhiên sao cho Y
i
. 10
a
; Y
i
. 10
b
là một số nguyên. Sau đó tính giá trị trung bình:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http:www.lrc-tnu.edu.vn
30

n i
i =1
Y X = C +
n
Phương sai cho phép xác định kết quả X là S
2
:

n 2
i i =1
2
y S =
k =n -1 k
Độ lệch chuẩn trung bình
 
X
S
là:
2 p,k
X X
S S =
; ε =t
.S n
Vậy khoảng xác định mà kết quả cho phép di chuyển là:     
X X
Sai số tương đối của phép đo là:
ε q =
.100 X

1.10.2. Phƣơng pháp xử lí thống kê đƣờng chuẩn


Để xác định hàm lượng chất phân tích trong mẫu phải dựa vào đường chuẩn. Để xây dựng đường chuẩn ta tiến hành như sau:
Giả sử: Y
i
: là giá trị đo được của mật độ quang. X
i
: là giá trị tính được từ biểu thức Y
i
= a + b.X
i
. y
i
– Y
i
: là sai số của giá trị đo. Sự trùng nhau của giá trị đo được và tính được là tốt nhất nếu:
 
 
 
 
n n
2 2
i i
i i
i 1 i 1
y Y
y a bx
là bé nhất, điều đó có nghĩa là:


 
   
   
  
 
  
  
    
 


2 n
i i
i i
i 1 a
2 n
i i
i i
i i 1
b
y a bx
2 y
a bx y
a bx 2
y a bx . x
Từ hai phương trình này ta có hệ phương trình sau:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http:www.lrc-tnu.edu.vn
31
 
 
 

 
  
 
 
 
 
 
  
 
 
 

 
 
 

n n
n i
i i
i i 1
i 1 i 1
n n
n n
2 i
i i
i i
i i
i 1 i 1
i 1 i 1
y a bx 0
y n.a b.
x y
a bx . x x . y
a. x
x
Giải hệ này theo phương pháp định thức ta có:
2 n
n 2
i i
i 1 i 1
n n
n n
2 1
i i
i i
i i 1
i 1 i 1
i 1 n
n n
1 i
i i
i i 1
i 1 i 1
| A | n. x
x | A |
y x
x . x . y
| A | n.
x . y x .
y
 
 
 
 

 
  
 
 
 
 
 
 

 
 
  
 
Từ đó suy ra:
 
1| 1|
| A | A
a ; b
| A | | A |
Sau khi tính được a, b cần đánh giá độ chính xác của chúng:
 

 
 
 

 

2 2
n n
2 i
i i
i y
i 1 i 1
2 n
2 2
i a
y i 1
2 2
a y
y Y
y Y
S k
n 1 x
S S .
| A | S
S .n.| A |
Độ chính xác của a và b là:
b k
p b
a k
p a
S t
b b
b S
t a
a a
. .
, ,
 
 
 
 
 
Như vậy phương trình đường chuẩn có dạng như sau:
      
  
a b
p,k a
p,k b
y a b
a t .S b t
.S .x
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http:www.lrc-tnu.edu.vn
32
CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM
2.1. HÓA CHẤT, DỤNG CỤ, THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU. 2.1.1. Hoá chất.
- Thuốc thử PAN tinh khiết loại PA - PbNO
3 2
, CdNO
3 2
.4H
2
O tinh khiết loại PA được bảo quản trong lọ kín.
- KSCN, KNO
3
loại PA. - Các dung môi hữu cơ: rượu isoamylic; rượu isobutylic; clorofom;
metyl isobutylxeton. - Dung dịch HNO
3
65; KOH loại PA. Các dung dịch KOH, HNO
3
được pha với nồng độ khác nhau để điều chỉnh pH. - Các muối để xét sự ảnh hưởng của các ion gây cản: CuNO
3 2
.3H
2
O, CrNO
3 3
, NiSO
4
.7H
2
O, ZnNO
3 2
, FeNO
3 3
.9H
2
O. - Nước cất 1 lần, 2 lần; dung dịch rửa Sunfocromic.

2.1.2. Dụng cụ


- Các loại pipét: 0,1ml, 0,5ml, 1ml, 2ml, 5ml, 10ml của Đức. - Cuvet thủy tinh thạch anh: 2 chiếc
- Buret: 25 ml; phễu chiết 25ml - Bình định mức: 10ml, 25ml, 50ml, 100ml, 250ml, 500ml, 1000ml.
- Các cốc cân, bình tam giác, đũa thuỷ tinh, thìa thủy tinh, quả bóp, bình xịt nước cất.
- Các dụng cụ này đều được ngâm trong hỗn hợp sunfocromic, sau đó tráng rửa nhiều lần bằng nước cất 1 lần và 2 lần trước khi làm thí nghiệm.

2.1.3. Thiết bị nghiên cứu


Xem Thêm
Tải bản đầy đủ (.pdf) (111 trang)

×