ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CN HÓA HỌC & THỰC PHẨM BỘ MÔN CN HÓA HỌC THÍ NGHIỆM CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CÔNG CỤ (Tài liệu lưu hành nội bộ) TH HCM, 03/2020 1 BÀI 1 PHƯƠNG PHÁP PHỔ TỬ NGOẠI K[.]
ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CN HÓA HỌC & THỰC PHẨM BỘ MƠN: CN HĨA HỌC THÍ NGHIỆM CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CƠNG CỤ (Tài liệu lưu hành nội bộ) TH HCM, 03/2020 BÀI 1: PHƯƠNG PHÁP PHỔ TỬ NGOẠI- KHẢ KIẾN (UV-VIS) XÁC ĐỊNH Fe TRONG THUỐC BẰNG 1,10-PHENANTROLIN (PHƯƠNG PHÁP DÃY CHUẨN) Để xác định sắt dạng Fe 3+ người ta thường dùng phương pháp so màu với thuốc thử thiocyanat, acid salicylic acid sulfosalicylic; dạng Fe 2+ với thuốc thử 1,10-phenantrolin Trong thực tập này, xác định hàm lượng Fe thử 1,10-phenantrolin 2+ Fe 3+ thuốc thuốc I NGUYÊN TẮC Ion Fe 2+ tạo phức màu đỏ cam với phân tử 1,10-phenantrolin gọi tên Ferroin 2+ 2+ Fe + Fe N N N Phức tồn dạng cation tồn khoảng pH rộng từ 2.0 – 9.0, có hấp thu cực đại -1 -1 508nm hệ số hấp thu phân tử ( ) 1.1*10 L.mol cm Phức bền, có cường độ màu khơng thay đổi nhiều tháng Khoảng tuân theo định luật Beer 0.13 – g/mL I o Định luật Lambert Beer đuợc phát biểu dạng biểu thức sau: A lg l.c với A độ I hấp thu (mật độ quang), Io I cường độ xạ trước sau hấp thu; độ hấp thu phân tử, l chiều dày dung dịch mẫu cho xạ truyền qua c nồng độ chất phân tích dung dịch mẫu đo 2+ 3+ Do có phản ứng màu chọn lọc 1,10-phenantrolin với Fe (tức Fe phản ứng với 1,10-phenantrolin phức lại khơng có màu) nên ta xác định lượng 2+ 3+ 3+ 2+ Fe có mặt Fe Để xác định tổng hàm lượng sắt ta khử ion Fe Fe chất khử hydroxylamin, hydrazin acid ascorbic Trong thực tập này, ta xác định Fe 3+ hàm lượng Fe 2+ tổng hàm lượng Fe Từ kiện ta tính II HĨA CHẤT VÀ DỤNG CỤ Hóa chất a Dung dịch chuẩn gốc: 1000 ppm Fe Cách pha: Dung dịch Fe (II) tiêu chuẩn: cân xác khoảng 3.5110 g muối Mohr (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O loại tinh khiết phân tích (chọn tinh thể tốt, màu xanh nhạt) Hòa tan 500 mL nước cất hai lần, thêm vào 5mL H 2SO4 đậm đặc Dung dịch kiểm tra nồng độ Fe phép chuẩn độ oxy hóa khử, chất chuẩn K 2Cr2O7 hay KMnO4 b Dung dịch chuẩn trung gian: 50 ppm c Dung dịch 1,10-phenantrolin 0.5% pha ethanol: nước (1:9) d Dung dịch hydroxylamin 10% nước e Dung dịch HCl M (Cán PTN chuẩn bị dung dịch a) Phân nhiệm vụ: SV chuẩn bị hóa chất mục từ b-f; Nhóm 1, 2, 3: Điều chế 100 mL dung dịch b đề sử dụng riêng Nhóm 1: Điều chế 100 mL dung dịch từ c dùng chung cho tất nhóm Nhóm 2: Điều chế 100 mL dung dịch từ d dùng chung cho tất nhóm Nhóm 3: Điều chế 500 mL dung dịch e dùng chung cho tất nhóm (3 lớp) Nhóm định: Điều chế 100 mL dung dịch f dùng chung cho tất nhóm Dụng cụ, thiết bị Máy so màu UV-Vis, cuvet nhựa (mỗi nhóm cuvét); bình định mức 100 mL, pipet loại III CÁCH TIẾN HÀNH Điều chế dãy dung dịch chuẩn Mỗi nhóm tự xây dựng đường chuẩn riêng cho nhóm Lấy vào bình định mức 100 mL xác thể tích Fe Bảng 1: Cách pha dung dịch Fe 2+ 2+ 50 ppm theo bảng để xây dựng đường chuẩn Nồng độ dãy chuẩn (ppm) Thể tích (mL) Dung dịch trung gian Fe 50 ppm Blank STD1 STD2 STD3 STD4 STD5 0.1 0.5 1.0 2.5 5.0 0.20 1.00 2.00 5.00 10.00 Hydroxylamin 10% (NH2OH) 1.0 Đệm pH 5.0 1,10 – phenantrolin 0.5% 1.0 Nước cất Thêm đến vạch mức fiol 100 mL Phức ổn định sau 10 phút Mỗi mẫu chuẩn bị lần Vẽ phổ hấp thu phức để chọn max: Mỗi nhóm tự thực vẽ phổ hấp thu phức để chọn max Chọn bình dung dịch chuẩn (STD5) để khảo sát phổ hấp thu phức Chọn chế độ: Wavelength Scan Sinh viên khảo sát phổ hấp thu phức Fe(1,10-phenantrolin)3 400-700 nm 2+ khoảng bước sóng Vẽ đồ thị biểu diễn A theo bước sóng Tìm giá trị bước sóng hấp thu cực đại max (SV sử dụng đĩa CD (Không dùng USB), copy số liệu từ máy tính, xử lý excel để vẽ phổ hấp thu) Xác định Fe viên thuốc Nhiệm vụ nhóm: Mỗi nhóm tự chuẩn bị mẫu dược phẩm Mỗi nhóm phân tích mẫu dược phẩm nhóm đồng thời nhóm cịn lại Phịng thí nghiệm cung cấp mẫu dược phẩm Các nhóm phân tích mẫu dược phẩm Cung cấp số liệu kết mẫu nhóm với để báo cáo Lưu ý: Để kết phân tích đáng tin cậy Trong q trình phân tích cần thực mẫu để kiểm soát chất lượng sau: Blank quy trình: thực mẫu blank theo quy trình phân tích để kiểm sốt nhiễm mẫu (kiểm sốt hố chất, dụng cụ thí nghiệm, mơi trường…) Mẫu thêm chuẩn: Thêm lượng chất chuẩn xác định vào mẫu thử mẫu trắng, phân tích mẫu thêm chuẩn đó, tính hiệu suất thu hồi Sinh viên tự tính toán mẫu thêm chuẩn báo cáo đến GV trước tiến hành thí nghiệm Phân tích mẫu lặp: Mỗi mẫu cần thực lần 3.1 Lấy mẫu đồng mẫu: - Cân 10 viên thuốc Từ suy giá trị trung bình viên thuốc Dùng cối giã nhuyễn 10 viên thuốc thành bột Sau trộn lại cho 3.2 Quy trình 3.2.1 Điều chế dung dịch Fe gốc Bước 1: Cân xác mẫu đồng với khối lượng khoảng viên thuốc vào beaker 150mL Bước 2: Thêm 25mL HCl 6M Khuấy đợi vài phút Đậy beaker mặt kính đồng hồ đun sơi 15 phút Thêm nước cất thể tích nhỏ 15ml trình đun sơi Bước 3: Để nguội khoảng 10 phút, chuyển định lượng vào fiol 100mL Tráng rửa beaker mặt kính đồng hồ vài lần nước ấm Để nguội đến nhiệt độ phòng định mức nước cất lần - Bước 4: Lọc dung dịch vào ống ly tâm giấy lộc, đậy nắp bảo quản phần dịch lọc Dán nhãn với thông tin “Dung dịch Fe gốc” 3.2.2 Điều chế dung dịch Fe Dùng pipet lấy 5,00 ml dung dịch Fe gốc vào bình định mực 100 mL, thêm nước đề ion tới vạch Dán nhãn: “Dung dịch Fe pha loãng” Các tiến hành xác định hàm lượng Fe viên thuốc Cách tiến hành: Với dung dịch Fe pha loãng: Dùng pipet lấy 10 mL mẫu đo vào bình định mức 100 mL 2+ đánh số 1a, 1b Bình a dùng để xác định tổng hàm lượng Fe bình b để xác định riêng Fe Thêm 1.00 mL NH2OH vào bình a, bình b khơng thêm hydroxylamine, lắc đều, để yên 30 phút để phản ứng khử diễn hoàn toàn, thêm tiếp mL đệm acetat pH 5, mL phenantrolin, dùng nước cất định mức đến vạch mức Các dung dịch ổn định sau 10 phút Với mẫu trắng: mẫu xác định cần loại dung dịch mẫu trắng khác Các dung dịch mẫu 2+ trắng không thêm Fe Mẫu trắng cho dung dịch “a”: có hydroxylamin Thực mẫu trắng mẫu trắng dãy chuẩn (bình 0) - Mẫu trắng cho dung dịch “b”: khơng có hydroxylamin Độ hấp thu mẫu trắng ghị nhận trừ với độ hấp thu dung dịch “a” “b” tương ứng 2+ Chú ý: phức Fe -1,10-phenantrolin bền nên chuẩn bị dãy chuẩn mẫu thời điểm khác Tuy nhiên để đảm bảo độ phép phân tích, nên chuẩn bị chuẩn mẫu đồng thời Mẫu Chuẩn bị mẫu a Blank a Chuẩn bị mẫu b Bình a Blank b Bình b Dung dịch Fe pha lỗng (mL) 10,00 10,00 NH2OH 1.00 1.00 0 Đệm pH 5.00 5.00 5.00 5.00 1,10-phenantrolin 1.00 1.00 1.00 1.00 H2O Thêm đến vạch mức fiol 100 mL Phức ổn định sau 10 phút Lưu ý: Blank a chuẩn bị tương tự Blank (Bảng 10, khơng cần chuẩn bị nữa) Chuẩn bị mẫu QC đo Mẫu QC phòng TN chuẩn bị, biết trước nồng độ SV thực chuẩn bị mẫu tương tự mẫu a b pha loãng 20 lần Chuẩn bị mẫu QCa Mẫu Chuẩn bị mẫu QCb Blank QCa Bình QCa Blank QCb Dung dịch Fe pha loãng (mL) 5,00 5,00 NH2OH 1.00 1.00 0 Đệm pH 5.00 5.00 5.00 5.00 1,10-phenantrolin 1.00 1.00 1.00 1.00 H2O Bình QCb Thêm đến vạch mức fiol 100 mL Đo đuờng chuẩn mẫu: Đo độ hấp thu quang học dung dịch chuẩn mẫu trên, cuvet 1cm max xác định theo thí nghiệm IV TÍNH TỐN VÀ XỬ LÝ KẾT QỦA Dựng đồ thị phụ thuộc A theo C Xác định lượng Fe(II) tổng Fe Fe (III) Lượng Fe(III) tính từ hiệu hai giá trị Fe tổng Fe(II) Hãy biểu diễn lượng sắt mg/L hay ppm Tính tốn kết theo phương pháp bình phương tối thiểu từ phương trình tuyến tính bậc (ISO-8466-1) A = a + bC Trong C nồng độ tính theo µg/mL a, b hệ số hồi quy Tính hệ số a, b: b a nC A C A i i i i n Ci2 ( Ci )2 C2 A C C A i i i i i n Ci2 ( Ci )2 Tính phương sai dư: Sre2 A2 i a A i b AC i i sy2 n số điểm đường chuẩn f = n – số bậc tự Tính độ lệch chuẩn cho hệ số hồi quy a b: n Sb n C i ( C i )2 Sre Ci2 Sa Biện luận hệ t n C i ( C i )2 Sre số a: khoảng tin cậy a tính theo cơng thức: t a Sa 0.95, f n Sb tra hệ số Student bảng xác suất 0.95 độ tự f = n – n Từ giá trị trên, thiết lập phương trình hồi quy sau: A = (a ± a) + (b ± b)C Tính nồng độ chưa biết Cx theo công thức: b 0.95, f Cx A a x b Tính sai số mẫu xác định theo phương pháp lan truyền sai số Sre 1 n( A x A i )2 Sx n: m: b n m số điểm đường chuẩn số lần đo mẫu xác định b2 n Ci2Ci Ax ; giá trị trung bình Ax mẫu thử Ai : giá trị trung bình A điểm đường chuẩn Nồng độ chất phân tích mẫu đo đuợc biểu diễn sau: Cmâu Cx t0.95;n 100 Sx Nồng độ chất phân tích mẫu thực tế: C Cmâu V Lưu ý: hệ số pha loãng (100/v); tùy thuộc vào đường chuẩn, mẫu đo mà thay đổi hệ số pha loãng, cho độ hấp thu A mẫu phải nằm khoảng tuyến tính đường chuẩn Đánh giá đường chuẩn (độ tuyến tính) Y=ax+b + Đánh giá thông qua R (R 0.995) + Đánh giá độ chệch tín hiệu thơng qua hệ số QC (QC