Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http //www lrc tnu edu vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN TRUNG KIÊN NGHIÊN CỨU TRẮC QUANG SỰ TẠO PHỨC ĐA LIGAN TRONG HỆ 1 (2[.]
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN TRUNG KIÊN NGHIÊN CỨU TRẮC QUANG SỰ TẠO PHỨC ĐA LIGAN TRONG HỆ - (2 - PYRIDYLAZO) - - NAPHTHOL (PAN-2) - Fe(III) - CHCl2COOH TRONG HỖN HỢP DUNG MÔI NƢỚC – AXETON VÀ ỨNG DỤNG PHÂN TÍCH CHUN NGÀNH: HĨA PHÂN TÍCH MÃ SỐ: 60.44.01.18 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS.TS HỒ VIẾT QUÝ THÁI NGUYÊN - 2013 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! http://www.lrc-tnu.edu.vn i LỜI CẢM ƠN Các thí nghiệm luận văn đƣợc hồn thành phịng thí nghiệm Hóa học khoa hoá thuộc Trường Đại học Sư Phạm Thái Nguyên - Đại học Thái Nguyên Để hoàn thành luận văn này: Tơi xin tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến GS.TS Hồ Viết Quý ngƣời tận tâm, nhiệt tình hƣớng dẫn tơi suốt q trình thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn tới Thầy PGS.TS Lê Hƣ̃u Thiềng cùng các Thầy giáo, Cô giáo Khoa Hóa học Trƣờng ĐHSP Thái Nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi, hƣớng dẫn, giúp đỡ suốt trình học tập thực đề tài Xin cảm ơn tất ngƣời thân gia đình, bạn bè, đồng nghiệp động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện cho thực hoàn thành luận văn Thái Nguyên, tháng 05 năm 2013 NGUYỄN TRUNG KIÊN Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ii LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực Những kết luận luận văn chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Thái Ngun, tháng 05năm 2013 XÁC NHẬN CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN TÁC GIẢ LUẬN VĂN NGUYỄN TRUNG KIÊN XÁC NHẬN CỦA TRƢỞNG KHOA HOÁ HỌC Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iii MỤC LỤC Trang MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT ii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU iii DANH MỤC CÁC HÌ NH VẼ, ĐỒ THỊ iv MỞ ĐẦU NHỮNG NHIỆM VỤ ĐẶT RA CHO ĐỀ TÀI CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN TỐ SẮT 1.1.1 Vị trí, cấu tạo trạng thái oxi hoá sắt 1.1.2 Tính chất vật lý sắt 1.1.3 Tính chất hóa học sắt 1.1.4 Một số ứng dụng sắt 1.1.5 Các phƣơng pháp xác định sắt 1.1.6 Các phản ứng tạo phức sắt với thuốc thử 1.2 TÍNH CHẤT VÀ KHẢ NĂNG TẠO PHỨC CỦA THUỐC THỬ PAN-2 16 1.2.1 Cấu tạo, tính chất PAN-2 16 1.2.2 Khả tạo phức PAN-2 17 1.3 AXIT ĐICLOAXETIC CHCl2COOH 18 1.4 SỰ HÌNH THÀNH PHỨC ĐA LIGAN VÀ ỨNG DỤNG CỦA NÓ TRONG HĨA PHÂN TÍCH 20 1.5 CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHIẾT PHỨC ĐA LIGAN 20 1.5.1 Một số vấn đề chung chiết 20 1.5.2 Các đặc trƣng định lƣợng trình chiết 22 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1.6 CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN PHỨC ĐA LIGAN TRONG DUNG MÔI HỮU CƠ 24 1.6.1 Phƣơng pháp tỷ số mol (phƣơng pháp đƣờng cong bão hoà) 24 1.6.2 Phƣơng pháp hệ đồng phân tử mol (phƣơng pháp biến đổi liên tục phƣơng pháp Oxtromƣxlenko - Job) 25 1.6.3 Phƣơng pháp Staric - Bacbanel (phƣơng pháp hiệu suất tƣơng đối) 26 1.6.4 Phƣơng pháp chuyển dịch cân 29 1.7 CƠ CHẾ TẠO PHỨC ĐA LIGAN 31 1.8 CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HỆ SỐ HẤP THỤ PHÂN TỬ CỦA PHỨC 33 1.8.1 Phƣơng pháp Komar xác định hệ số hấp thụ phân tử phức 33 1.8.2 Phƣơng pháp xử lý thống kê đƣờng chuẩn 35 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ PHÂN TÍCH 35 CHƢƠNG : KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM 40 2.1 DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU 40 2.1.1 Hóa chất…………………………………………………… 2.1.2 Dụng cụ 40 2.1.3 Thiết bị nghiên cứu 41 2.2 PHA CHẾ HOÁ CHẤT 41 2.2.1 Dung dịch Fe3+ (10 - 3M) 41 2.2.2 Dung dịch PAN-2 (10 - 3M) 41 2.2.3 Dung dịch CHCl2COOH: 1M 41 2.2.4 Các dung môi: 41 2.2.5 Các dung dịch khác: 42 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.3 CÁCH TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 42 2.3.1 Chuẩn bị dung dịch so sánh PAN-2 42 2.3.2 Chuẩn bị dung dịch phức PAN-2 - Fe3+ - CHCl2COOH 42 2.3.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 43 2.4 XỬ LÝ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 43 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN 44 3.1 NGHIÊN CỨU SỰ TẠO PHỨC ĐA LIGAN PAN-2 - Fe3+ CHCl2COOH TRONG DUNG MÔI NƢỚC-AXETON 44 3.1.1 Nghiên cứu hiệu ứng tạo phức đa ligan 44 3.1.2 Các điều kiện tạo phức đa ligan PAN-2 - Fe3+ - CHCl2COOH 44 3.2 XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN CỦA PHỨC 55 3.2.1 Phƣơng pháp tỷ số mol xác định tỷ lệ Fe3+: PAN-2 55 3.2.2 Phƣơng pháp hệ đồng phân tử xác định tỷ lệ Fe3+:PAN-2 58 3.2.3 Phƣơng pháp Staric - Bacbanel 58 3.2.4 Phƣơng pháp chuyển dịch cân xác định tỷ số Fe3+: CHCl2COO 64 3.3 NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ TẠO PHỨC PAN-2 - Fe3+ - CHCl2COO - 65 3.3.1 Giản đồ phân bố dạng tồn Fe3+ ligan theo pH 68 3.3.2 Cơ chế tạo phức PAN-2 - Fe3+ - CHCl2COOH 73 3.4 TÍNH CÁC THAM SỐ ĐỊNH LƢỢNG CỦA PHỨC PAN-2 - Fe3+ CHCl2COO THEO PHƢƠNG PHÁP KOMAR 76 3.4.1 Tính hệ số hấp thụ phức PAN-2 - Fe3+ - CHCl2COO theo phƣơng pháp Komar 76 3.4.2 Tính số Kcb, Kkb, phức PAN-2 - Fe3+ - CHCl2COO theo phƣơng pháp Komar 77 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3.5 XÂY DỰNG PHƢƠNG TRÌNH ĐƢỜNG CHUẨN PHỤ THUỘC MẬT ĐỘ QUANG VÀO NỒNG ĐỘ CỦA PHỨC 79 3.6 XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG SẮT TRONG MẪU NHÂN TẠO BẰNG PHƢƠNG PHÁP TRẮC QUANG 80 3.7 XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG Fe(III) TRONG MẪU NƢỚC THẢI Ở NHÀ MÁY GANG THÉP THÁI NGUYÊN VÀ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM BỞI Fe(III) TRONG CÁC MẪU NƢỚC THẢI 81 3.7.1 Lấy mẫu 81 3.7.2 Xử lý mẫu 81 3.7.3 Phƣơng pháp phân tích 82 3.7.4 Cách tiến hành 82 3.7.5 Xác định hamg lƣợng Fe3+ phƣơng pháp thêm nhiều mẫu chuẩn phân tích trắc quang 83 KẾT LUẬN 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 Tiếng việt 92 Tiếng Anh 93 Tiếng Nga 94 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT AAS : Atomic Absorption Spectrometry ( Phổ hấp thụ nguyên tử) Abs Absorbance (Độ hấp thụ) : AES : Atomic Emission Spectrometry (Phổ phát xạ nguyên tử) PA Pure chemical analysis (Hoá chất tinh khiết phân tích) : Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.1: Một số số vật lí quan trọng Fe Bảng 1.2: Xác định sắt phƣơng pháp trắc quang Bảng 1.3: Các tham số định lƣợng phức sắt(III) - PAR Bảng 1.4: Xây dựng đƣờng cong phụ thuộc - lgB = f(pH) 32 Bảng 3.1: Số liệu phổ hấp thụ phân tử phức đaligan PAN-2 - Fe3+ CHCl2COOH 44 Bảng 3.2: Bƣớc sóng hấp thụ cực đại PAN-2 phức đa ligan 48 Bảng 3.3: Mật độ quang phức PAN-2 - Fe3+ - CHCl2COOH vào tỉ lệ hỗn hợp dung môi nƣớc -axeton 49 Bảng 3.4: Sự phụ thuộc mật độ quang phức PAN-2 - Fe3+ CHCl2COOH dung môi nƣớc hữu vào pH 50 Bảng 3.5: Sự phụ thuộc mật độ quang phức PAN-2 - Fe3+ -CHCl2COOH hỗn hợp dung môi nƣớc – axeton vào nồng độ CHCl2COOH 52 Bảng 3.6: Sự phụ thuộc mật độ quang phức PAN-2 - Fe3+ - CHCl2COOH vào thời gian dung môi nƣớc – axeton 54 Bảng 3.7: Sự phụ thuộc mật độ quang phức PAN-2 - Fe3+ - CHCl2COOH vào C PAN 51 C Fe3 Bảng 3.8: Sự phụ thuộc mật độ quang phức PAN-2 - Fe3+ - CHCl2COO vào C Fe3 C PAN 56 Bảng 3.9: Sự phụ thuộc mật độ quang phức PAN-2 - Fe3+ - CHCl2COO vào C PAN 59 C Fe3 Bảng 3.10: Sự phụ thuộc mật độ quang vào CPAN-2 C Fe 60 3 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iv Bảng 3.11: Kết xác định thành phần phức PAN-2 - Fe3+ - CHCl2COOH 60 Bảng 3.12: Sự phụ thuộc lg ΔA i vào lg(C CHCl COO ) 63 ΔA gh ΔA i Bảng 3.13: Phần trăm dạng tồn Fe3+ theo pH……………… 66 Bảng 3.14: Phần trăm dạng tồn thuốc thử PAN (HR) theo pH 69 Bảng 3.15: Phần trăm dạng tồn CHCl2COOH theo pH 72 Bảng 3.16: Kết tính nồng độ dạng tồn ion Fe3+ 74 Bảng 3.17: Kết tính - lgB 74 Bảng 3.18: Kết xác định PAN-2 - Fe3+ - CHCl2COO phƣơng pháp Komar ……………………………………………………………… 75 Bảng 3.19: Kết tính lgKcb 77 Bảng 3.20: Kết tính lg 77 Bảng 3.21: Sự phụ thuộc mật độ quang phức PAN-2 - Fe3+ CHCl2COOH vào nồng độ phức ……………………………………….78 Bảng 3.22: Kết xác định hàm lƣợng sắt mẫu nhân tạo phƣơng pháp trắc quang 80 Bảng 3.23: Các giá trị đặc trƣng tập số liệu thực nghiệm 81 Bảng 3.24: Giá trị độ hấp thụ quang dung dịch(có thêm Fe 3+ chuẩn) 84 Bảng 3.25: Phƣơng trình phụ thuộc độ hấp thụ quang dung dịch đo vào nồng độ Fe3+ chuẩn cho thêm vào dung dịch kết tính đƣợc hàm lƣợng Fe3+ mẫu………………………………………………………… 87 Bảng 3.26: Sai số phép đo quang so với phép đo HTNT………………………………………………………… 87 Bảng 3.27: So sánh kết phân tích so với tiêu chuẩn…………………….88 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 81 3.6 XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG SẮT TRONG MẪU NHÂN TẠO BẰNG PHƢƠNG PHÁP - TRẮC QUANG Chuẩn bị dung dịch nghiên cứu: CFe 3 = 4,0.10 - 5M; CPAN-2 =6,0.10 - M ; C CHCl COOH =1000 C Fe ; pH=3,90 3 Tiến hành tạo phức điều kiện tối ƣu, đo mật độ quang phức so với thuốc thử PAN-2 Lặp lại thí nghiệm lần, kết đƣợc trình bày bảng 3.22: Bảng 3.22: Kết xác định hàm lƣợng sắt mẫu nhân tạo phƣơng pháp trắc quang ( l=1,001cm, =0,1, pH=3,90, max =762nm) STT Hàm lƣợng thực sắt Ai Hàm lƣợng sắt xác định đƣợc 4,0.10 - 5M 0,674 4,04.10 – 5M 4,0.10 - 5M 0,673 3,98 10 – 5M 4,0.10 - 5M 0,675 4,05 10 - 5M 4,0.10 - 5M 0,674 4,04 10 - 5M 4,0.10 - 5M 0,672 3,97 10 - 5M Để đánh giá độ xác phƣơng pháp sử dụng hàm phân bố student để so sánh giá trị trung bình hàm lƣợng sắt xác định đƣợc với giá trị thực nó, ta có bảng giá trị đặc trƣng tập số liệu thực nghiệm: Bảng 3.23 : Các giá trị đặc trƣng tập số liệu thực nghiệm Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 82 Giá trị trung bình( X ) Phƣơng sai (S2) Độ lệch chuẩn ( S X ) t(0,95; 4) 4,012.10 - 5M 12,75 10 - 14 1,597 10 - 2,78 Ta có: ttn = X a (4,012 4,000).10 5 = =0,751 SX 1,597.10 7 Ta thấy ttn < t 0,95; X a nguyên nhân ngẫu nhiên với p = 0,95 Sai số tƣơng đối q% = t S 100 p; k X 100 = 1,11% < 5% X X Vì áp dụng kết nghiên cứu để xác định hàm lƣợng sắt mẫu thật 3.7 XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG Fe(III) TRONG CÁC MẪU NƢỚC THẢI Ở KHU NHÀ MÁY GANG THÉP THÁI NGUYÊN VÀ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM BỞI Fe(III) TRONG CÁC MẪU NƢỚC THẢI NÀY 3.7.1 Lấy mẫu * Đối tƣợng lấy mẫu: Đối tƣợng để xác định hàm lƣợng ion sắt mẫu nƣớc thải khu công nghiệp nhà máy Gang thép Thành Phố Thái Nguyên Ngày lấy mẫu : 17/12/2012 Mẫu số 1: (Ký hiệu M1): Nƣớc ao đối diện (CTCP) Gang thép Thái Nguyên pH mẫu: 6,85 Mẫu số 2: (Ký hiệu M2): Nƣớc rãnh đối diện phịng quản lí chất lƣợng sản phẩm đo lƣờng CTCP Gang thép Thái Nguyên; pH mẫu: 6,90 Mẫu số 3: (Ký hiệu M3): Suối nƣớc thải tổ 30 phƣờng Cam Giá Thành Phố Thái Nguyên; pH mẫu: 6,79 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 83 Mẫu số 4: (Ký hiệu M4): Nƣớc thải cống số nhà máy Gang thép Thái Nguyên; pH mẫu: 7,16 Mẫu số 5: (Ký hiệu M5): Nƣớc ao cá Trần Thị Giang Tổ 30 Phƣờng Cam Giá ; pH mẫu: 7,14 3.7.2 Xử lý mẫu - Thiết bị lấy mẫu: Các bình chứa mẫu khơng có tác động nƣớc vật liệu làm bình, tốt bình tối màu tránh ánh sáng dẫn đến phản ứng hóa học khơng mong muốn - Địa điểm lấy mẫu: Cần lấy mẫu cửa nơi lấy nƣớc để sử dụng cửa vào nguồn nƣớc Địa điểm lấy mẫu phải đánh dấu rõ ràng Nƣớc bề mặt (ao, hồ…): lấy mẫu cách bờ m sâu 50 cm Nƣớc thải lấy trực tiếp từ cửa cống thải - Xử lý mẫu: Cho lƣợng axit HNO3 đặc vào bình, ý bình phải đầy nƣớc để tránh bị oxi hóa khơng khí Trƣớc cho axit cần xác định sơ pH mẫu nƣớc Quy trình xử lý mẫu: Lấy 500ml mẫu lọc loại bỏ cặn đục lơ lửng, cô cạn thành 250ml, q trình cạn cần cho thêm axit HNO3 để tránh tạo thành kết tủa ion kim loại Đo pH dung dịch 3.7.3 Phƣơng pháp phân tích Để xác định hàm lƣợng vết ion kim loại nặng thông thƣờng ngƣời ta dùng phƣơng pháp nhƣ: phƣơng pháp đƣờng chuẩn, phƣơng pháp thêm tiêu chuẩn Trong phƣơng pháp đƣờng chuẩn có nhiều ƣu điểm phân tích hàng loạt mẫu nhƣng không loại trừ đƣợc yếu tố phông Phƣơng pháp thêm tiêu chuẩn khơng thuận lợi cho phân tích hàng loạt mẫu nhƣng lại loại trừ yếu tố phông Trong trƣờng hợp xác định hàm lƣợng ion sắt nhận thấy ảnh hƣởng ion lạ tới độ hấp thụ phức Fe3+ -PAN-2 tƣơng đối nhỏ Vì chúng tơi sử dụng phƣơng pháp thêm nhiều mẫu chuẩn để xác định hàm lƣợng ion sắt 3.7.4 Cách tiến hành Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 84 Trƣớc phân tích cạn 500 ml mẫu nƣớc lần xuống 250 ml Với phƣơng pháp thêm tiêu chuẩn, chúng tơi chuẩn bị dãy thí nghiệm bình định mức 10,0ml - Dung dịch so sánh: 1ml mẫu phân tích, CPAN-2 = 5.10-5M; pH=3,90; µ=0,1 - Dung dịch đo: 1ml mẫu phân tích, CPAN-2 = 5.10-5M; CFe3+=0,5.10-5M đến CFe3+ =1,5.10-5M; pH=3,90; µ=0,1 Đo độ hấp thụ dựa vào hàm hồi quy A=f(CFe3+), ngoại suy tính nồng độ sắt mẫu Đồ thị phƣơng pháp thêm tiêu chuẩn đƣợc xây dựng nhƣ sau: A Nồng độ thêm ∆Ci Cx ∆C1 ∆C2 ∆C3 ∆C4 ∆C5 ∆C6 X Hình 3.16: Đồ thị phƣơng pháp thêm tiêu chuẩn Các hàm hồi quy dạng A = a.CX + b Tại A =0, CX =|b/a| 3.7.5 Xác định hàm lƣợng Fe3+ phƣơng pháp thêm nhiều mẫu chuẩn phân tích trắc quang Bảng 3.24: Giá trị độ hấp thụ quang dung dịch (có thêm Fe3+ chuẩn) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 85 CFe3+.105M ∆A1 ∆A2 ∆A3 ∆A4 ∆A5 chuẩn Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu 0,5 0,829 1,027 1,128 1,275 0,761 1,0 1,059 1,250 1,356 1,509 0,983 1,2 1,142 1,343 1,452 1,602 1,094 1,5 1,274 1,470 1,564 1,732 1,219 STT Dựa vào kết ta có đồ thị biểu diễn phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ thêm chuẩn mẫu phƣơng trình đƣờng thêm chuẩn nhƣ sau: ∆Ai y = 0,4447x + 0,609 1,4 R = 0,9996 1,2 Series1 0,8 Linear (Series1) 0,6 0,4 0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,2 1,4 1,6 CFe3+.105M Hình 3.17: Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang mẫu M1 (1,00 ml) có thêm chất chuẩn (với lƣợng khác nhau) so với mẫu phân tích vào nồng độ tiêu chuẩn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 86 ∆Ai y = 0,4445x + 0,8057 1,6 R2 = 0,9998 1,4 1,2 Series1 0,8 Linear (Series1) 0,6 0,4 0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,2 1,4 1,6 CFe3+.105M Hình 3.18: Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang mẫu M2 (1,00 ml) có thêm chất chuẩn (với lƣợng khác nhau) so với mẫu phân tích vào nồng độ tiêu chuẩn ∆Ai y = 0,4404x + 0,9126 1,8 R = 0,9977 1,6 1,4 1,2 Series1 Linear (Series1) 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,2 1,4 1,6 CFe3+.105M Hình 3.19: Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang mẫu M3 (1,00 ml) có thêm chất chuẩn (với lƣợng khác nhau) so với mẫu phân tích vào nồng độ tiêu chuẩn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 87 ∆Ai y = 0,4585x + 1,0481 R2 = 0,9996 1,8 1,6 1,4 1,2 Series1 Linear (Series1) 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,2 1,4 1,6 CFe3+.105M Hình 3.20: Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang mẫu M4 (1,00 ml) có thêm chất chuẩn (với lƣợng khác nhau) so với mẫu phân tích vào nồng độ tiêu chuẩn ∆Ai y = 0,4622x + 0,529 1,4 R = 0,9984 1,2 0,8 Series1 0,6 Linear (Series1) 0,4 0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,2 1,4 1,6 CFe3+.105M Hình 3.21: Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang mẫu M5 (1,00 ml) có thêm chất chuẩn (với lƣợng khác nhau) so với mẫu phân tích vào nồng độ tiêu chuẩn Dựa vào kết ta có phƣơng trình phụ thuộc mật độ quang dung dịch đo vào nồng độ Fe3+ chuẩn cho thêm vào dung dịch Từ ta tính đƣợc hàm lƣợng Fe3+ theo cơng thức: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 88 CFe3+ = b/a Vì nồng độ 10ml hút 1ml mẫu cô cạn lần để pha chế, nên ta có: b a CFe3+ thực 10 250 b (M) 500 a Bảng 3.25: Phƣơng trình phụ thuộc độ hấp thụ quang dung dịch đo vào nồng độ Fe3+ chuẩn cho thêm vào dung dịch kết tính đƣợc hàm lƣợng Fe3+ mẫu Mẫu Phƣơng trình thêm chuẩn CFe3+(M) CFe3+ thực (M) CFe3+(mg/l) Y=0,4447x + 0,609 1,369.10-5 6,847.10-5 3,834 Y=0,4445x + 0,806 1,813.10-5 9,066.10-5 5,077 Y=0,4404x + 0,913 2,073.10-5 10,365.10-5 5,804 Y=0,4585x + 1,048 2,286.10-5 11,430.10-5 6,401 Y=0,4622x + 0,529 1,145.10-5 5,725.10-5 3,206 So sánh với kết kiểm tra nồng độ sắt theo phƣơng pháp HTNT sai số phép đo trắc quang so với phép đo HTNT là: Bảng 3.26: Sai số phép đo quang so với phép đo - HTNT Mẫu PP trắc quang (mg/l) PP HTNT (mg/l) Sai số (%) 3,834 3,883 2,34 5,077 5,192 2,16 5,804 5,792 0,70 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 89 6,401 6,404 1,08 3,206 3,219 1,30 Sai số chấp nhận đƣợc Vì ứng dụng phƣơng pháp trắc quang để xác định hàm lƣợng sắt số mẫu nƣớc Hàm lƣợng sắt cho phép theo (TCVN 5945: 1995) nƣớc công nghiệp có khoảng mg/l đến mg/l 5mg/l đến 10mg/l Từ ta có bảng so sánh kết phân tích với tiêu chuẩn Bảng 3.27: So sánh kết phân tích so với tiêu chuẩn Mẫu M1 M2 M3 M4 M5 Mức độ ô nhiễm theo tiêu chuẩn X X X X X Số lần vƣợt tiêu cho phép 2,834 0,077 0,804 1,401 2,206 Ghi chú: (X): nƣớc bị ô nhiễm (O): nƣớc chƣa bị ô nhiễm Nhận xét: - Theo phƣơng pháp thêm chuẩn xác định đƣợc hàm lƣợng sắt số mẫu phân tích Kết cho thấy mẫu M1, M5 nƣớc thải cơng nghiệp có giá trị thông số nồng độ sắt nhỏ giá trị quy định cột B ( nhỏ 5mg/l ) đƣợc đổ vào vực nƣớc dùng cho giao thông thủy, tƣới tiêu, bơi lội, nuôi thủy sản - Kết cho thấy mẫu M2, M3, M4 nƣớc thải công nghiệp giá trị thông số nồng độ sắt lớn 5mg/l nhƣng nhỏ 10mg/l đổ vào nơi quy định Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 90 KẾT LUẬN Căn vào nhiệm vụ đề tài, dựa kết nghiên cứu rút kết luận sau: Lần khảo sát đƣợc hiệu ứng tạo phức đơn ligan PAN-2 - Fe3+ phức đa ligan PAN-2 - Fe3+ - CHCl2COO - Đã nghiên cứu khả tạo phức PAN-2 - Fe3+ - CHCl2COO dung môi nƣớc - axeton Đã xác định đƣợc điều kiện tối ƣu tạo phức đa ligan PAN-2 - Fe3+ - CHCl2COO - : Thời gian mật độ quang ổn định t = 80 phút, pHtu=3,90, tƣ =762nm Đã xác định thành phần, chế phản ứng tham số định lƣợng phức hỗn hợp dung môi nƣớc – axeton Bằng bốn phƣơng pháp độc lập: tỉ số mol, hệ đồng phân tử , Staric - Bacbanel phƣơng pháp chuyển dịch cân bằng, xác định đƣợc thành phần phức đa ligan: PAN-2: Fe3+ : CHCl2COO = 1: 1: Phức hệ PAN-2 - Fe(III) - CHCl2COO - phức đơn nhân đa ligan Nghiên cứu chế phản ứng xác định đƣợc dạng cấu tử vào phức là: - Dạng ion kim loại Fe(OH)2+ - Dạng thuốc thử PAN-2 R - - Dạng thuốc thử NaCHCl2COO CHCl2COO - Phản ứng tạo phức đa ligan Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 91 (R)Fe(CHCl2COO)2 + H2O Fe(OH)2+ + HR + 2CHCl2COO- Xác định tham số định lƣợng phức đa ligan PAN-2 Fe - CHCl2COO theo phƣơng pháp Komar thu đƣợc kết quả: 3+ PAN-2 - Fe3+ - CHCl2COOH = (1,771 0,001).104 lgKcb = 10,45 0,30 lg = 26,81 0,14 (p=0,95; k=4) Đã xây dựng phƣơng trình đƣờng chuẩn phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ phức: Ai = (1,774 0,012).10 4.CFe3+ +( 0,0075 0,002) Xác định đƣợc hàm lƣợng sắt mẫu nƣớc khu công nghiệp Gang thép Thái Nguyên Từ kết phân tích ta thấy: Một số mẫu nƣớc vùng bị ô nhiễm ion sắt so với tiêu chuẩn Việt Nam Do phải thải quy định Với kết thu đƣợc luận văn này, hi vọng góp phần làm phong phú thêm phƣơng pháp phân tích vết kim loại sắt đối tƣợng phân tích khác Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt N.X Acmetop (1978), Hóa học vơ - Phần 2, NXB ĐH&THCN I.V Amakasev, V.M Zamitkina (1980), Hợp chất dấu móc vng, NXB KHKT, Hà Nội A.K.Bapko, A.T.Philipenco (1975), Phân tích trắc quang Tập 1,2, NXB.GD - Hà Nội Nguyễn Trọng Biểu (1974), Chuẩn bị dung dịch cho phân tích hố học, NXB KH& KT, Hà Nội Nguyễn Trọng Biểu, Từ Văn Mặc (2002), Thuốc thử hữu cơ, NXB KHKT N.L Bloc (1974), Hóa học phân tích, NXB Giáo dục Tào Duy Cần (1996), Tra cứu tổng hợp thuốc biệt dược nước , NXB KH KT, Hà Nội Nguyễn Tinh Dung (2002), Hóa học phân tích - Phần II: Các phản ứng ion dung dịch nước, NXB Giáo dục Nguyễn Tinh Dung (1981), Hóa học phân tích - Phần I: Lý thuyết sở (cân ion), NXB Giáo dục 10 Trần Thị Đà, Nguyễn Thế Ngôn (2001), Hóa học vơ - Tập 2, Sách CĐSP NXB Giáo dục Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 93 11 H.Flaschka, G Sxhwarzenbach (1979), Chuẩn độ phức chất, NXB ĐHQG Hà Nội 12 Trần Từ Hiếu (2002), Hố học phân tích, NXB ĐHQG Hà Nội 14 Doerffel K (1983), Thống kê hóa học phân tích, Trần Bính Nguyễn Văn Ngạc dịch, NXB ĐH THCN, Hà Nội 17 Hồ Viết Quý (1999), Phức chất hoá học NXB KH&KT 18 Hồ Viết Quý (1992), “Nghiên cứu chế tạo phức ion kim loại đa hóa trị thuốc thử hữu đa phối vị” Thông báo khoa học Trƣờng ĐHSP, Hà Nội 19 Hồ Viết Quý(1974), Xử lí số liệu thực nghiệm phương pháp toán học thống kê NXB ĐHSP Quy Nhơn 20 Hồ Viết Quý (1994), Phức chất phương pháp nghiên cứu ứng dụng hoá học đại, NXB ĐHSP Quy Nhơn 21 Hồ Viết Quý (1999), Các phương pháp phân tích quang học hoá học, NXB ĐH Quốc gia Hà Nội 22 Hồ Viết Quý (1991), Nguyễn Tinh Dung, Các phương pháp phân tích lý hóa, NXB ĐHSP,Hà Nội 23 Lê Thị Thanh Thảo(2002), “Nghiên cứu tạo phức đơn đa ligan Fe(III) với 4-(2-pyridilazo)-Rezocxin (PAR) KSCN phương pháp trắc quang chiết - trắc quang” Luận văn thạc sĩ khoa học hóa học 24 Nguyễn Thị Thoa(2003), Nghiên cứu tạo phức đa ligan hệ 4- (2-pyridilazo)-Rezocxin (PAR)-Zr(IV)-HX (HX: axit axetic dẫn xuất Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 94 clo nó) phương pháp chiết - trắc quang Luận văn thạc sĩ khoa học hóa học Tài liệu tiếng Anh 25 Zhu Z.C., Wang Y.C., Huang J.H – (1996), "A sentive spectro photo metric methol for determination of trace Fesmuth based on the Fesmuth, nitroso R salt / crystal violet reaction" Fenxi Huaxue, 24(11), pp.1269-1272 26 En, Jianrong, Teo, Khay Chuan (2002), Determination of cadmium, copper, lead anh zinc in water samples by flame automic absortion spectrometry after cloud point extraction, Analytica Chimica Acta, 450(1-2), 215-222, Chem.Abs, Vol 136, 188936 27 EPA; Revision (1992), Chapter one quanlity control.P 27 28 Fernander M.L, Molina D.A, Pascual M.I, Capitan L.F (1965), “SolidPhase Spectrophotometric determination of trace amounts of vanadium at sub – mg/ml level with 4-(2-pyridylazo) – resorsinol”, Talanta, Vol.42, pp.10571065 29 Ao, Hang-wen (1998), Updated b-correction spectrophotometric investigation of zinc chelate solution with acid chrome blue K and determination of zinc Asian J.Chem.10(1), 79-85 Chem Abs Vol 128, 135837 30 Gao, Ling, Ren, Shouxin (2000), Simultaneous spectrophotometric determination of Mn, Zn, and Co by kernel partial least – square method.J Autom, Chem 20(6), 1979-1983, Chem Abs Vol 130, 75482 31 Ge, Xuaning, Chen, Jianguo, Wang, Songqing (1998), Spectrophotometric determination of microamount zinc with concentration with solublemembrance filter, Fenxi Kexue Xuebao, 14(3), 219-221, Chem.Abs Vol 128, 117192 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 95 32 Gilaair G, Duyckaerts G (1979), "Direct and simultaneous determination of Zn, Cd, Pb, Cu, Sb and Bi dissolved in sea water by differential pulse anodic stripping voltametry with a hanging mercury drop electrode" Anal Chem Acta, 106, pp.23-37 33 Gilaair G, Rutagengwa J (1985), "Determination of Zn, Cd, Cu, Sb and Bi in mille by differential pulse anodie stripping voltametry following two indipendent mineralisation method", Analysis, 13(10), pp471 Tài liệu tiếng Nga 34 Xo Вьeт Кyи –(1974) Диcc, Kaн Xим Hayк M M RY Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn