Phương pháp phân tích điện hóa đề tài phân tích cực phổ

Phương pháp phân tích điện hóa đề tài phân tích cực phổPhương pháp phân tích điện hóa đề tài phân tích cực phổPhương pháp phân tích điện hóa đề tài phân tích cực phổPhương pháp phân tích điện hóa đề tài phân tích cực phổ Phương pháp phân tích điện hóa đề tài phân tích cực phổ Phương pháp phân tích điện hóa đề tài phân tích cực phổ Phương pháp phân tích điện hóa đề tài phân tích cực phổ Phương pháp phân tích điện hóa đề tài phân tích cực phổ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC MÔN HỌC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐIỆN HÓA ĐỀ TÀI PHƯƠNG PHÁP CỰC PHỔ GVGD: TRẦN NGUYỄN AN SA SVTH : Huỳnh Minh Lý Trần Thị Yến Nhi Trần Thị Quỳnh Như 1 Giới thiệu chung 2 Phương pháp cực phổ cổ điển 3 Các phương pháp cực phổ hiện đại 4 Một số thiết bị dùng trong phương pháp NỘI DUNG 1.1 • Tổng quan ,nguyên tắc • Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp cực phổ 1.2 • Dòng khuếch tán • Các yếu tố ảnh hưởng đến dòng khuếch tán 1.3 • Phương trình sóng cực phổ thuận nghịch • Cách thể hiện đường cong cực phổ 1.4 • Ứng dụng của phương pháp cực phổ 1. GIỚI THIỆU CHUNG Phương pháp này do một nhà bác học người Tiệp Khắc Heyrovsky phát minh vào năm 1922. Ông được nhận giải Nobel Hóa Học năm 1959.Đây là một phương pháp sâu sắc về mặt lý thuyết và được ứng dụng rộng rãi về mặt thực tiễn.Phát minh này đã đóng góp đáng kể vào ngành hóa học, đặc biệt trong việc xác định hàm lượng vết. phương pháp này được áp dụng trên nhiều lĩnh vực phân tích với những ưu điểm cơ bản là với thiết bị tương đối đơn giản có thể phân tích nhanh, nhạy, chính xác hàng loạt hợp chất vô cơ và hữu cơ mà không cần tách riêng chúng ra khỏi thành phần hỗn hợp. Từ năm 1922 đến nay phương pháp này ngày càng được cải tiến và hoàn thiện nhằm nâng cao độ nhạy và độ chọn lọc của phương pháp. TỔNG QUAN Máy cực phổ PST050 (Voltalab, Pháp) Cơ sở của phương pháp cực phổ là dựa trên các phản ứng điện hóa của các chất điện hoạt trong dung dịch chất điện ly trên điện cực giọt thủy ngân Chất điện phân có nồng độ khá nhỏ từ 10-3 đến 10-6 M còn chất điện ly trơ có nồng độ lớn, gấp hơn 100 lần. Do đó, chất điện phân chỉ vận chuyển đến điện cực bằng con đường khuếch tán Điện cực làm việc (còn gọi là điện cực chỉ thị) là điện cực phân cực có bề mặt rất nhỏ, khoảng một vài mm2. Trong cực phổ cổ điển người ta dùng điện cực chỉ thị là điện cực giọt thủy ngân. Điện cực so sánh là điện cực không phân cực. Đầu tiên người ta dùng điện cực đáy thủy ngân có diện tích bề mặt tương đối lớn, sau đó thay bằng điện cực Calomen hay điện cực Ag/AgCl. Đặt vào điện cực làm việc điện thế một chiều biến thiên liên tục nhưng tương đối chậm để có thể coi là không đổi trong quá trình đo dòng I. Cực phổ hiện đại bao gồm cực phổ sóng vuông, cực phổ xung và cực phổ xung vi phân đã đạt tới độ nhạy 10-5 đến 10-7 M NGUYÊN TẮC CỦA PHƯƠNG PHÁP CỰC PHỔ Ưu điểm của phương pháp :  Định tính và định lượng hầu hết các ion vô cơ và hàng loạt các hợp chất hữ cơ ở nồng độ khoảng 10-3M đến 10-5 M  Nhanh chóng , rẻ tiền  Trang thiết bị tương đối đơn giản, tốn ít hóa chất mà có thể phân tích nhanh với độ nhạy và độ chính xác khá cao.  Trong nhiều trường hợp có thể xác định hỗn hợp các chất vô cơ và hữu cơ mà không cần tách riêng chúng ra  Xác định nhiều đại lượng hóa lí quan trọng như hệ số khuếch tán , linh độ ion…  Xác định được nhiều loại đồng phân của một số hợp chất hữu cơ ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP CỰC PHỔ Nhược điểm của phương pháp cực phổ  Không thể xác định ở nồng độ nhỏ hơn 10-5M  Khó khăn trong việc xác định hai sóng cực phổ khi thế bán sóng của chúng nhỏ hởn 200mV  Độ chính xác của phương pháp phụ thuộc chủ yếu vào sự đồng nhất các điều kiện ghi phổ cho chuẩn và ghi phổ cho mẫu, điều kiện làm việc của mao quản, nhiệt độ phân tích , nền cực phổ… ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP CỰC PHỔ Công thức tính DÒNG KHUẾCH TÁN Dòng khuyếch tán tức thời Id = 0,732.n.F.D1/2.m2/3.t1/6.(CBd – CBm) Với Id : Cường độ dòng khuyếch tán cực đại (mA) t : Chu kì giọt (s) m: Lượng thủy ngân chảy ra từ mao quản (mg/s) D : Hệ số khuyếch tán (cm2/s) C : Nồng độ chất phân tích (mM)  Cường độ dòng đạt được khi tất cả các ion của chất phân tích được đưa đến lớp sát cực bằng sự khuếch tán đều bị phóng điện hết được gọi là dòng giới hạn hoặc dòng khuếch tán.  Dòng khuếch tán tỉ lệ thuận với nồng độ ion cần xác định trong dung dịch( nồng độ của ion ở bề mặt catod gần bằng không khi giá trị dòng khuếch tán đạt được )  Bề mặt hoạt động của dòng thủy ngân luôn thay đổi theo thời gian và tăng từ giá trị không đến cực đại với chu kì giọt ti và sự khuếch tán không phải là hoàn toàn ở trạng thái dừng. Nên đại lượng của dòng khuếch tán giới hạn sẽ thay đổi theo thời gian, theo định luật parabôn với chỉ số lũy thừa 1/6 . DÒNG KHUẾCH TÁN  Sự phụ thuộc của chiều cao đường cong ( sóng ) cực phổ vào chiều cao cột thủy ngân  Ảnh hưởng của nhiệt độ, chu kỳ với chiều cao sóng cực phổ  Hằng số mao quản của điện cực  Dòng dư  Thành phần và chất điện ly trơ  Các phản ứng điện cực cản trở  Cực đại CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN DÒNG KHUẾCH TÁN [...]... Bình điện hóa chứa dung dịch CuCl2 10-4M, KCl 0.01M BỘ ĐIỆN CỰC Gồm  một điện cực so sánh là điện cực không bị phân cực : điện cực đáy thủy ngân, điện cực calomen hoặc điện cực Ag – AgCl  Điện cực kia là điện cực làm việc (chỉ thị) là điện cực bị phân cực, có diện tích bề mặt rất nhỏ Cực phổ cổ điển dùng điện cực thủy ngân làm catod  Điện cực giọt thủy ngân : gồm cột mao quản được chế tạo bằng... cong gõi là sóng cực phổ hay đường cong cực phổ Máy cực phổ đơn giản và sóng cực phổ ỨNG DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP Xác định asen, kim loại nặng trong rượu , bia, trong thực phẩm và trong máu , trong gan Nghiên cứu về phức , đặc biệt là phức không màu Nghiên cứu về các hợp chất hữu cơ mới , cơ chế phản ứng mới Cực Phổ Đồ Máy Cực Phổ PHƯƠNG PHÁP CỰC PHỔ HIỆN ĐẠI PHƯƠNG PHÁP CỰC PHỔ XUNG BIẾN ĐỔI ĐỀU CƠ SỞ LÝ... THUYẾT Trong phương pháp cực phổ xung biến đổi đều , đường biểu diễn I – E có dạng tương tự cực phổ cổ điển , nhưng có độ nhạy cao hơn Nếu chọn điện áp khởi điểm tương ứng với chân sóng cực phổ cổ điển, tại đây dòng Faraday thực tế bằng không, quá trình điện phân là thuận nghịch NỘI DUNG CỦA PHƯƠNG PHÁP Trong phương pháp , điện cực chỉ thị giọt Hg ( điện cực làm việc) được phân cực bằng điện áp một... chất hữu cơ mới tổng hợp Phương pháp cực phổ cổ diển SƠ ĐỐ , CẤU TẠO CÁC BỘ PHẬN CỦA MÁY CỰC PHỔ CỔ ĐIỂN GỒM BA BỘ PHẬN CHÍNH 1 Bình điện hóa 2 Bộ điện cực 3 Bộ phận máy đo, ghi Sơ đồ của máy cực phổ BÌNH ĐIỆN HÓA Chứa các chất cần điện phân có nồng độ rất nhỏ cỡ từ 10-3 đến 10-6.Trong đó có mặt chất điện ly trơ có nồng độ lớn hơn ít nhất 50 lần nồng độ chất điện phân Bình điện hóa chứa dung dịch CuCl2... dòng tụ điện) gây ra do sự có mặt của điện tích trên giọt thủy ngân Dòng tích điện có thể là catod và cả anod Thế gần – 0,4V bề mặt của thủy ngân không tích điện và dòng dư bằng không  Có hai phương pháp hiệu chỉnh đại lượng dòng dư:  Dựa vào việc chụp cực phổ đổ  Sự ngoại suy tuyến tính phần đầu của cực phổ đồ THÀNH PHẦN VÀ CHẤT ĐIỆN LY TRƠ  Ngăn sự điện chuyển của chất điện hoạt tới điện cực do... ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP Ưu điểm  Độ nhạy cao hơn 6 – 7 lần so với phương pháp cổ điển (2.10-7M cho cả quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch)  Có thể phân tích các hợp chất hữu cơ và các hợp chất không thể ghi được sóng cực phổ rõ ràng bằng phương pháp cực phổ cổ điển Nhược điểm:  Hiệu quả không cao đối với các đối tượng vô cơ phức táp vì độ phân giải kém PHƯƠNG PHÁP CỰC PHỔ XUNG VI PHÂN CƠ SỞ... VI PHÂN CƠ SỞ LÝ THUYẾT Trong phương pháp này điện cực chỉ thị (Điện cực giọt Hg) được phân cực bằng điện áp một chiều tuyến tính với một tốc độ chậm (1-2 mV) Cường độ dòng cực phổ ghi 2 lần, một lần tại thời điểm T1 = 17 ms trước khi nạp xung và lần 2 tại thời điểm T2 = 17 ms trước khi ngắt xung Kết quả ghi ra là hiệu hai cường độ dòng, do đó đường cực phổ có dạng một cực đại ... rệt quanh thế điện cực – 1 ,0V  Do đó trước khi đo cực phổ cần phải đuổi hết oxi hòa tan trong dung dịch cần nghiên cứu  Để đuổi ox có hai cách : dùng khí trơ hoặc dùng natri sunfit CỰC ĐẠI Cực đại xuất hiện khi dòng tăng mạnh vượt quá giá trị giới hạn rồi sau đó giảm đột ngột hoặc giảm từ từ Cực đại cực phổ chia làm hai trường hợp:  Cực đại loại hai : : một  Xuất hiện khi sóng cực phổ đã tínhdòng... thủy ngân và một day politilen dày, chắc Điện cực giọt thủy ngân BỘ MÁY ĐO, GHI Gồm  Một nguồn điện một chiều được cung cấp từ acquy từ 0V đến – 2V  Một dây điện trở rất chính xác hay biến trở R  Một von kế và điện kế nhạy đến 10-9A CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHƯƠNG PHÁP Trong phương pháp cực phổ cổ điển , người ta đo cường độ dòng theo tốc độ quét thế tăng dần đều hoặc theo bước nhảy thế , đường biểu... mặt PHƯƠNG TRÌNH SÓNG CỰC PHỔ THUẬN NGHỊCH Ii Đường cong cực phổ của dung dịch chứa Pb2+, Zn2+, Mn2+ trong nền h (KCl +HCl) , pH = 2 - EC PHƯƠNG TRÌNH SÓNG CỰC PHỔ THUẬN NGHỊCH Trường hợp tạo hỗn hống E= + Trường hợp khử ion kim loại đến khi kim loại không tan trong Hg E= + +( Trường hợp khử ion kim loại từ hóa trị cao xuống thấp dần và tồn tại trong dung dịch E=+ CÁCH THỂ HIỆN ĐƯỜNG CONG CỰC PHỔ Thể