Xác định đồng thời Ni, Co, Pd trong bản mạch điện tử

Xác định đồng thời Ni, Co, Pd trong bản mạch điện tử bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử PAN sử dụng thuật toán hồi quy đa biến

Phùng Thị Nga Cao học K18 MC LC MC LC 1 CHNG I: TNG QUAN 7 1.1. Tng quan v rỏc thi in, in t 7 1.1.4.1. Cu to v thnh phn ca bn mch in t 16 1.1.4.2. Thnh phn ch yu ca bn mch 18 1.2.2.1. n cht .22 1.2.2.2. Hp cht 23 1.2.3.1. Phng phỏp phõn tớch húa hc 24 1.2.3.2. Cỏc phng phỏp phõn tớch cụng c .26 1.2. Thuc th 1-(2-pyridylazo)-2-naphtol (PAN) .33 1.3. C s lý thuyt ca cỏc phng phỏp hi quy a bin .37 Chemometrics c nh ngha l vic ng dng cỏc phng phỏp toỏn hc, thng kờ, ho, qui hoch thc nghim, ti u hoỏ cỏc thụng tin hoỏ hc trớch ra t tp s liu phõn tớch v a ra ti a nhng thụng tin hu ớch t tp s liu ban u .37 Tựy thuc vo c im ca hm ph thuc, cú th chia cỏc phng phỏp hi qui a bin tuyn tớnh thnh 2 nhúm chớnh: cỏc phng phỏp hi qui a bin tuyn tớnh s dng ph ton phn nh phng phỏp CLS, PLS, . v phng phỏp s dng d liu ph riờng phn nh ILS. Trong lun vn ny chỳng tụi tin hnh nghiờn cu phng phỏp hi quy a bin tuyn tớnh xỏc nh ng thi 3 nguyờn t kim loi Ni, Co v Pd trong cỏc bn mch in t, s dng thuc th PAN 37 * Phng phỏp hi quy a bin tuyn tớnh .37 CHNG II: THC NGHIM .46 2.1. Mc tiờu, ni dung v phng phỏp nghiờn cu .46 2.2. Húa cht v thit b .48 - Tween 80 (Polyoxyetilen (20) sorbitan monoleat , C64H124O26 , M = 1310 g/mol) dung dch 3% (v/v): ly 3ml Tween 80, nh mc 100 ml bng nc ct núng .49 2.3. Phng phỏp xỏc nh ng thi coban, niken v paladi 49 2.4. Chng trỡnh mỏy tớnh ca cỏc phng phỏp hi quy a bin .50 * Cỏc bc tớnh toỏn ILS trong phn mm Matlab: 51 CHNG III: KT QU V THO LUN .55 3.1. Kho sỏt iu kin ti u xỏc nh ng thi Co, Ni v Pd trong cựng hn hp .55 3.1.2.1. Kho sỏt nh hng ca nng cht hot ng b mt (Tween 80) .57 3.1.2.2. Kho sỏt nh hng ca pH .57 3.1.2.3. Kho sỏt nh hng ca nng thuc th d 58 T kt qu thu c t bng 7 v hỡnh 14, chỳng tụi nhn thy khi nng thuc th PAN tng dn t 0,002% n 0,005% thỡ hp th quang ca cỏc phc mu tng dn v khi nng PAN tng t 0,005 % n 0,01% thỡ hp th quang ca cỏc phc t giỏ tr ln nht v n nh. Vỡ vy, chỳng tụi chn nng PAN l 0,01 % cho cỏc kho sỏt tip theo 60 3.1.2.4. Kho sỏt thi gian hỡnh thnh cỏc phc mu 60 Khoa Hoá học- Trờng ĐHKHTN Luận văn Thạc sĩ Phùng Thị Nga Cao học K18 3.1.2.5. nh hng ca cỏc ion cn .61 3.2. Kho sỏt khong tuyn tớnh v xõy dng ng chun n bin 68 3.3. ỏnh giỏ phng phỏp trc quang xỏc nh riờng r niken, coban v paladi bng thuc th PAN 77 3.4. Xõy dng phng trỡnh ng chun t dung dch chun bng phng phỏp hi quy a bin tuyn tớnh CLS, ILS, PLS, PCR 80 3.5. Thớ nghim kim chng tớnh phự hp ca phng trỡnh hi qui a bin .81 3.6. Mu thc t 84 * Xõy dng ng chun a bin 5 cu t .86 * Thớ nghim kim chng ng chun a bin 5 cu t: 88 Chun b 3 mu gi nh sau: .92 Mu 1: 1 ml dung dch Ni2+ 5ppm, 1ml dung dch Co2+ 5ppm v 1 ml dung dch Pd2+ 50 ppm 92 Mu 2: 1 ml dung dch Ni2+ 5ppm, 1, 5ml dung dch Co2+ 5ppm v 0,9 ml dung dch Pd2+ 50 ppm 92 Mu 3: 1 ml dung dch Ni2+ 5ppm, 1ml dung dch Co2+ 5ppm v 0,5 ml dung dch Pd2+ 50 ppm 92 Sau ú, thờm vo mi mu th tớch cỏc dung dch chun Ni2+ 5ppm, Co2+ 5ppm v Pd2+ 50 ppm c hm lng cỏc nguyờn t nh trong bng 59: 92 Bng 60: Hiu sut thu hi ca phng phỏp trc quang s dng mụ hỡnh PCR 92 KT LUN 99 3.1.2.5. nh hng ca cỏc ion cn .100 3.2. Kho sỏt khong tuyn tớnh v xõy dng ng chun n bin 101 TI LIU THAM KHO 103 Khoa Hoá học- Trờng ĐHKHTN Luận văn Thạc sĩ Phùng Thị Nga Cao học K18 Lời cảm ơn Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Tạ Thị Thảo, đã giao đề tài, tận tình hớng dẫn, tạo điều kiện cho tôi hoàn thành luận văn này. Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn PGS. TS. Chu Xuân Anh cùng các thầy cô trong bộ môn Hoá phân tích đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, các anh chị học viên k18 chuyên ngành Hoá phân tích, các em sinh viên đã động viên, giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt thời gian qua. Hà Nội, ngày 25 tháng 11 năm 2009 Học viên Phùng Thị Nga Khoa Hoá học- Tr ờng ĐHKHTN Luận văn Thạc sĩ Phùng Thị Nga Cao học K18 Khoa Hoá học- Tr ờng ĐHKHTN Luận văn Thạc sĩ Phùng Thị Nga Cao học K18 M U Hin nay, vn ụ nhim mụi trng ang tr thnh mi quan tõm hng u ca ton nhõn loi. S lng cỏc c cht phõn tỏn trong mụi trng ngy cng gia tng. Cựng vi s phỏt trin nh v bóo ca khoa hc k thut v cụng ngh dn n s ra i hng lot cỏc thit b in, in t thỡ thi gian mt thit b mi ra i thay th thit b c ngy cng b thu hp li. Cỏc thit b in t lc hu quỏ nhanh cng nh nhu cu s dng chỳng ngy cng nhiu trong khi vic x lý cỏc cht thi in, in t ũi hi chi phớ khỏ tn kộm. Ngay cỏc quc gia phỏt trin, ch mt phn nh rỏc thi in t c x lý, cũn li s c thu gom v xut sang cỏc nc khỏc. Nhu cu xut khu loi rỏc ny gia tng theo hng v cỏc nc ang phỏt trin v kộm phỏt trin, m Vit Nam l mt trong cỏc im n ca rỏc thi in, in t. Cỏc loi rỏc thi in, in t cha rt nhiu cỏc kim loi nng hoc nhng hp cht c hi. Trong qua trinh tai chờ, nhng hp cht ny phỏt tỏn t cac bai thu gom va t nguụn nc thai gõy ụ nhiờm õt va trõm tich, nc tai cac ranh, ao hụ gõn bai sau o thõm xuụng gõy ụ nhiờm nguụn nc ngõm, gõy ụ nhim mụi trng. Tuy vy, trong rỏc thi in, in t ngoi cỏc kim loi nng cú c tớnh cao cũn cha cỏc kim loi quý nh Ag, Pd, Au .Do vy, phõn tớch chớnh xỏc hm lng ca chỳng trong thnh phn cỏc loi rỏc thi in t, t ú, cú phng phỏp tỏch chit cỏc kim loi quý nh Pd, Au, Ag .phự hp. Trờn c s nghiờn cu chi tit ny cú th xõy dng mt qui trỡnh thu gom, phõn loi v tỏi ch rỏc thi in t mt cỏch hp lý nhm t c li ớch kinh t ng thi m bo sc khe ngi lao ng, bo v mụi trng sng. Trong nghiờn cu xỏc nh lng vt Pd, cỏc cụng trỡnh nghiờn cu ch yu tp trung vo kh nng xỳc tỏc ca Pd trong mt s phn ng hoỏ hc phng phỏp ng hc xỳc tỏc. Tuy nhiờn, chi phớ cho quỏ trỡnh phõn tớch khỏ ln do ũi hi trang thit b t tin nờn khụng phi phũng thớ nghim no cng cú th trang b c. Vn t ra trong thc t thớ nghim Vit Nam hin nay l cn nghiờn cu mt phng phỏp cú th s dng cỏc thit b ph bin hn xỏc nh Pd khi cú mt mt s cỏc kim loi thng i kốm trong cỏc bn mch in t. Vỡ vy, cỏc nh nghiờn cu ó tỡm cỏch xỏc nh Pd n gin hn ú l xỏc nh ng thi Pd vi mt s kim loi khỏc trong bn mch in t nh Co, Ni . Khoa Hoá học- Tr ờng ĐHKHTN Luận văn Thạc sĩ Phùng Thị Nga Cao học K18 Trong nhng nm gn õy, cựng vi s phỏt trin mnh m ca ngnh toỏn hc thng kờ v tin hc ng dng, Chemometrics - mt nhỏnh ca húa hc phõn tớch hin i - ó phỏt trin nhanh chúng v c ng dng ngy mt rng hn. Mt mng quan trng trong Chemometrics ang c nghiờn cu v s dng hiu qu l k thut hi qui a bin thut toỏn xỏc nh ng thi nhiu cu t trong hn hp m khụng cn tỏch loi. Thut toỏn ny ó c ng dng rng rói gii quyt nhiu bi toỏn nh dng phc tp. i vi vn xỏc nh cỏc ng thi Pd , Ni, Co trong hn hp, hin nay cha cú nhiu cụng trỡnh nghiờn cu theo hng ny tuy u im ca nú l rt ln so vi cỏc hng nghiờn cu khỏc. Vỡ vy, chỳng tụi ó la chn nghiờn cu gúp phn phỏt trin cỏc phng phỏp xỏc nh ng thi Pd, Co, Ni theo hng ng dng Chemometrics trong phm vi lun vn l Xác định đồng thời Ni, Co, Pd trong bản mạch điện tử bằng phơng pháp trắc quang với thuốc thử PAN sử dụng thuật toán hồi quy đa biến . Khoa Hoá học- Tr ờng ĐHKHTN Luận văn Thạc sĩ Phùng Thị Nga Cao học K18 CHNG I: TNG QUAN 1.1. Tng quan v rỏc thi in, in t 1.1.1. Tỡnh hỡnh rỏc thi in t trờn th gii Khoa hc k thut phỏt trin ó kộo theo s ra i hng lot cỏc thit b in t. Tuy nhiờn, do cỏc thit b in t lc hu quỏ nhanh v nhu cu s dng chỳng ngy cng nhiu, trong khi li cú quỏ ớt c s tỏi ch phng Tõy, khin ti cỏc nc ny ngy cng tng rỏc mỏy tớnh v nhu cu xut khu loi rỏc ny gia tng, theo hng v cỏc nc ang phỏt trin. Ch riờng ti M, mi tun cú khong 100 container cỏc thit b in ó qua s dng (khong 225 tn) c xut i. Bỏo cỏo cng cho bit, khong 80% rỏc thi in t nc ny ỏng l c thu thp v tỏi ch, nhng li c y sang quc gia khỏc õy l mt cỏch lm tin li v r tin. Ti Liờn minh chõu u, khi lng rỏc in t d kin tng t 3-5% mi nm, cũn cỏc nc ang phỏt trin, con s ny s tng gp 3 ln vo nm 2010. Ngoi mỏy tớnh, s lng in thoi di ng bỏn ra cng tng vi tc chúng mt khi n nm 2008, s ngi dựng in thoi di ng trờn th gii s lờn ti gn 2 t ngi. [18] Khoa Hoá học- Tr ờng ĐHKHTN Luận văn Thạc sĩ Phùng Thị Nga Cao học K18 Hỡnh 1: in thoi di ng tr lờn ph bin Vỡ mt s li ớch kinh t, khụng ớt quc gia ang phỏt trin ang tip nhn v x lý loi rỏc thi ny. Do nhn thc ca ngi dõn cũn rt thp, khoa hc cụng ngh cũn rt lc hu nờn i kốm vi mt chỳt li ớch kinh t ny l hng tn cỏc ph liu vụ ớch. Rt nhiu trong s ny n cha nguy c c hi ln, trong khi cỏc quc gia nhp khu li b l hoc khụng h cú cỏc tiờu chun v mụi trng.[28] UNEP nhn nh vn then cht hin nay l phi to ra mt khuụn kh ton cu v x lý rỏc thi c hi, k c vic qun lý, theo dừi hot ng vn chuyn rỏc thi bit c ngun gc v im n ca ngun rỏc c hi. Cỏc t chc, cỏc nh khoa hc ang nghiờn cu v tỡm ra kinh nghim x lớ cỏc loi rỏc thi nh mỏy tớnh,in thoi, acquy, xe hi, tu thy, cỏc linh kin in t khỏc. [2] 1.1.2. c im ca rỏc thi in t Rỏc thi in t cha rt nhiu cỏc kim loi nng hoc nhng hp cht cht c hi vi con ngi v mụi trng sng. Rỏc thi in t lm ụ nhim Khoa Hoá học- Tr ờng ĐHKHTN Luận văn Thạc sĩ Phùng Thị Nga Cao học K18 khụng khớ, lm ụ nhim ngun nc, gõy ra cỏc cn bnh nguy him. Cht ục san sinh ra nh nhng chõt liờu khụng chay c va cỏc kim loai nng co thờ la mụt nguy c ụi vi sc khe cua cụng nhõn san xuõt thiờt bi va nhng ngi sinh sụng gõn cac nỳi rỏc may tinh phờ thai. Rt nhiu tr em a phng v cụng nhõn lm vic ti nhng c s tỏi ch kộm cht lng trờn ó mc nhng chng bnh liờn quan n ng hụ hp, bnh ngoi da, thm trớ ung th do linh kin in t. [17] Trong bng 1 cú thng kờ cỏc cht c hi xut hin trong rỏc thi in t v tỏc hi ch yu ca chỳng. [2], [30]. Bng 1: Cỏc cht c hi trong rỏc thi in, in t Cht c hi Ngun gc trong rỏc thi in t Tỏc hi i vi mụi trng v c th sng Cỏc hp cht halogen Polyclo biphenyl (PCB) T in, mỏy bin th Gõy ung th, nh hng n h thn kinh, h min dch, tuyn ni tit Tetrabrom bisphenol- A (TBBA) Polybrom biphenyl (PBB) Cht chng chỏy cho nha (nha chu nhit, cỏp cỏch in) TBBA c dựng rng rói trong cht chng bt la ca Gõy tn thng lõu di n sc khe, gõy ng c sau khi chỏy Khoa Hoá học- Tr ờng ĐHKHTN Luận văn Thạc sĩ Phùng Thị Nga Cao học K18 Diphenylete (PBDE) bn mch mỏy in v ph lờn cỏc b phn khỏc Polybrom cloflocacbon (CFC) Trong b phn lm lnh, bt cỏch in Khi chỏy gõy nhim c Polyvinyl clorua (PVC) Cỏp cỏch in Chỏy nhit cao sinh ra dioxin v furan Kim loi nng v cỏc kim loi khỏc As Lng nh dng gali asenua, bờn trong cỏc diot phỏt quang Gõy ng c cp tớnh v món tớnh Ba Cht thu khớ mn hỡnh CRT Gõy n nu m t Be B chnh lu, b phn phỏt tia c nu nut phi Cd Pin Ni-Cd sc li, lp hunh quang (ốn hỡnh CRT), mc mỏy in v trng, mỏy photocopy ( trng mỏy photo) c cp tớnh v món tớnh Khoa Hoá học- Tr ờng ĐHKHTN Luận văn Thạc sĩ [...]... bn mch in t ph thi Do trong bn mch in t cha nhiu kim loi nng v cỏc thnh phn cht chng chỏy c hi nu khụng c x lý ỳng cỏch s gõy nh hng n mụi trng, nh hng n sc kho ca cng ng.[9] 1.2 Gii thiu chung v Co, Ni, Pd 1.2.1 Mt s c im v trng thỏi t nhiờn ca Co, Ni, Pd [1], [5], [14] Co, Ni, Pd u thuc nhúm VIII B; 27Co; 28Ni; 4 6Pd Bng 3: Mt s c im v tớnh cht vt lý ca Co, Ni, Pd Nguyờn t Co Ni Pd Cu hỡnh e hoỏ tr... Paladi(II) [14] CoO; NiO u cú mu lc nht, mng li lp phng tõm din, khụng tan trong nc, tan d dng trong dung dch axit, thng c dựng l cht xỳc tỏc, bt mu trong sn xut thu tinh gm PdO l oxit bn nht ca Paladi, khụng tan trong nc khi un núng b H2 kh thnh kim loi Co(OH)2; Ni(OH)2 l kt ta khụng nhy, khụng tan trong nc, cú kin trỳc lp Co(OH)2 mu hng, trong khụng khớ chuyn chm thnh Co(OH)3 mu nõu Ni(OH)2 mu lc, bn vi... tan trong dung dch NH3 to thnh phc cht : M(OH)2 + 6NH3 [Co(NH3)6] (OH)2 Pd( OH)2 l cht dng kt ta mu en, khụng tan trong nc, tan trong axit Pd (OH)2 c to nờn khi un sụi dung dch mui Pd2 + vi dung dch kim * Mui coban (II), Niken(II) v paladi(II) Mui coban(II), niken(II) dng khan cú mu khỏc vi mui dng tinh th hidrat, vớ d CoBr2 mu lc, CoBr2.6H2O cú mu Mui ca axit mnh nh clorua, nitrat, sunfat tan d trong. .. ng xy ra mónh lit Co, Ni tỏc dng vi S khi un núng nh to nờn nhng hp cht khụng hp thc cú thnh phn gn vi MS Co, Ni tỏc dng trc tip vi khớ CO to thnh Cacbonyl kim loi Co, Ni bn vi kim cỏc trng thỏi dung dch v núng chy vỡ oxit ca chỳng hu nh khụng th hin tớnh lng tớnh Co, Ni u tan trong dung dch axit gii phúng H2 to mui E2+ v khụng sinh ra E3+ vỡ kim loi v hiro mi sinh u kh c E3+ v E2+ Co, Ni tinh khit... súng ca Co+2 trong phng phỏp ph thuc vo nn cc ph Kho sỏt trờn cỏc nn cc ph khỏc nhau ta thy trong nn m amoni th bỏn súng ca Co2+ l - 1,3V so vi in cc calomen bóo ho Trong nn cc ph pyridin, clorua pirydin ta thy th bỏn súng ca Co 2+ v Ni2+ cỏch nhau 0,3V so vi in cc calomen bóo ho Do ú ta cú th xỏc nh ng thi Co2+ v Ni2+ trong cựng mt dung dch Phng phỏp cc ph ó c dựng xỏc nh lng vt Co, Ni trong antimon... loi Fe, Co, Ni, V, Pd V cú th to phc vi H 2O2, cũn li Fe, Co, Ni cú th xỏc nh mt cỏch ng thi bng cỏch o hp th quang cỏc bc súng 565nm; 628nm v 764nm Zn cú th xỏc nh c trong s cú mt ca Cd; Cu; Hg; Pb v Ag bng cỏch che cỏc ion kim loi ny bi ion I- , Ni v Co cú th c che bi ion xianua (CN-) Khoa Hoá học- Tr ờng ĐHKHTN Luận văn Thạc sĩ Phùng Thị Nga Cao học K18 S chit cỏc kim loi vi dung dch PAN trong cloroform... trỡnh chit s nhanh hn nu thờm thuc th trong mt lng nh ancol Puschel v cỏc cng s ó thc hin chit Fe, Co, Ni nh sau: un núng dung dch mu n 800C, sau ú thờm PAN v dung dch m axetat (pH = 5), sau ú lm lnh v nhit phũng, ri tin hnh chit Fe, Co, Ni Nhụm c xỏc nh bng phng phỏp hunh quang di dng phc ca nhụm vi PAN trong dung dch ru etylic Xỏc nh Co trong dung dch vi thuc th PAN trong s cú mt ca cht hot ng b mt trung... trỡnh hon chnh xỏc nh cỏc kim loi Cu, Fe, Pb, Cd, Co, Ni trong cỏc mu sa v soda vi hiu sut hn 95% Ngoi ra cỏc tỏc gi Serife Tokalioglu, Senol Kartal v Latif Elci xỏc nh lng vt ion kim loi trong nc sau khi lm giu vi lch chun trong vựng 0,8-2,9% v gii hn phỏt hin 0,006-0,277ppm Cỏc tỏc gi cng ó ng dng phng phỏp ny xỏc nh ng thi coban, st v niken trong dung dch cht in ly ca mangan Bc súng hp th ca... nh ng thi cỏc ion kim loi trong hp kim v vt liu tng hp [29] Ngoi ra, cỏc tỏc gi [28] ó tỡm ra mt phng phỏp mi xỏc nh ng thi Co(II), Ni(II) v Pd( II) s dng thuc th morpholine-4-carbodithioate (MDTC) trong mụi trng trung tớnh, kt hp vi vi chit pha rn (SPME) v sc ký lng hiu nng cao (HPLC) , detector UV Phng phỏp c thc hin bng cỏch hp ph cỏc phc kim loi lờn si PDMS sau ú gii hp th trong b phn gii hp ti giao... phng phỏp da trờn s to phc ca Co(II), Ni(II) v Pd( II) vi thuc th PAN trong mụi trng tween 80 Tt c cỏc yu t nh hng n nhy ca phng phỏp u c ti u hoỏ v xỏc nh c vựng tuyn tớnh ca Co(II), Ni(II) v Pd( II) Ma trn c chun thc nghim c xõy dng bng cỏch o hp th quang ca 21 mu vi hm lng Co(II),Ni(II) v Pd( II) tng ng thuc khong 0,1 1,0; 0,05 0,5 v 0,05 4,0 mg/l, trong vựng bc súng 520 700 mm Khoa Hoá học- Tr . phỏp xỏc nh ng thi Pd, Co, Ni theo hng ng dng Chemometrics trong phm vi lun vn l Xác định đồng thời Ni, Co, Pd trong bản mạch điện tử bằng phơng pháp. ng, bo v mụi trng sng. Trong nghiờn cu xỏc nh lng vt Pd, cỏc cụng trỡnh nghiờn cu ch yu tp trung vo kh nng xỳc tỏc ca Pd trong mt s phn ng hoỏ hc