Nghiên cứu xác định hàm lượng kim loại cadimi trong gạo bằng phương pháp cực phổ vôn ampe hòa tan

Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp MỞ ĐẦU Sự phát triển công nghiệp nước ta đem lại lợi ích to lớn cho kinh tế; xong, bên cạnh mang lại hậu đáng lo ngại cho môi trường sống sức khỏe người Ở nước ta, việc khai thác khoáng sản bừa bãi, xây dựng ạt nhà máy, xí nghiệp, khu công ngiệp, khu chế xuất thải lượng không nhỏ chất độc hại vào môi trường, đặc biệt môi trường xung quanh thành phố lớn Trong chất độc hại có chất có khả tích lũy vào thể thực vật suốt trình sinh trưởng chúng, thêm vào việc sử dụng rộng rãi hóa chất bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu gây ô nhiễm đáng kể cho nguồn lương thực Vì vậy, vấn đề kiểm tra chất lượng lương thực ảnh hưởng môi trường chúng cần thiết Với lương thực tiêu hàm lượng kim loại nặng, nitrat, dư lượng kháng sinh, thuốc bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu tiêu phân tích hàng đầu Hiện có nhiều phương pháp để xác định hàm lượng hóa chất lương thực như: Quang phổ hấp thụ nguyên tử, sắc kí lỏng, sắc kí khí… Các phương pháp có độ xác độ nhạy cao, nhiên có nhược điểm thiết bị đắt tiền chưa phổ biến nước ta Phương pháp cực phổ Vôn-Ampe hòa tan sử dụng kỹ thuật xung vi phân phương pháp có độ xác cao, độ nhạy cao, thiết bị phân tích đơn giản, thông dụng với phòng thí nghiệm Việt Nam, tốn hóa chất, định lượng đồng thời lượng vết nhiều ion kim loại có mặt dung dịch Xuất phát từ thực tế em chọn khóa luận tốt nghiệp với đề tài: Nguyễn Thị Nhàn Lớp K33C - Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp “ Nghiên cứu xác định hàm lượng kim loại Cadimi gạo phương pháp cực phổ Vôn-Ampe hòa tan” Mục tiêu đề tài là: - Xây dựng quy trình định lượng ion Cd(II) dung dịch dựa phương pháp cực phổ Vôn-Ampe hòa tan anot sử dụng kỹ thuật xung vi phân điện cực giọt thủy ngân treo - Áp dụng vào phân tích số loại gạo thương phẩm Nguyễn Thị Nhàn Lớp K33C - Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp CHƯƠNG I TỔNG QUAN I.1 Lý thuyết phương pháp cực phổ Vôn-Ampe hòa tan (VAHT) I.1.1 Cơ sở lý thuyết phương pháp cực phổ Cực phổ lớp phương pháp phân tích dựa phép đo điện lượng, điện cực làm việc điện cực giọt thủy ngân Vì tính chất đặc biệt điện cực bề mặt giọt thủy ngân làm liên tục khoảng làm việc catot rộng, nên cực phổ sử dụng rộng rãi để xác định nhiều tiểu phân bị khử [14] Phương pháp phát minh Heyrovsky nhà hóa học người Tiệp Khắc năm 1992 có tác động to lớn tới phát triển lĩnh vực phân tích điện hóa (dựa sở phương pháp cực phổ) Vì phát minh Heyrovsky trao giải Nobel Hóa học năm 1959 Cơ sở lý thuyết phương pháp cực phổ theo dõi phụ thuộc cường độ dòng điện khuếch tán giới hạn trình điện hóa xảy bề mặt giọt thủy ngân biến thiên điện áp chiều tuyến tính theo thời gian Đường biểu diễn phụ thuộc hệ tọa độ I-E gọi đường cong Von-Ampe Khi nghiên cứu trình điện phân catot điện cực giọt thủy ngân anot điện cực có diện tích bề mặt lớn nhiều so với diện tích điện cực giọt thủy ngân (thường sử dụng điện cực calomen điện cực bạc clorua) trình điện cực chủ yếu xảy điện cực giọt thủy ngân, điện giáng vào hai cực bình điện phân đạt đến giá trị phân hủy ion nghiên cứu xảy trình: Mn+ + ne + Hg  M(Hg) Nguyễn Thị Nhàn Lớp K33C - Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Kết trình làm cho cường độ dòng điện tăng lên, nồng độ ion kim loại lớp dung dịch sát bề mặt giọt Hg giảm dần Tuy nhiên, tượng khuếch tán, ion sâu dung dịch tiến đến lớp dung dịch sát bề mặt điện cực cường độ dòng điện phụ thuộc vào tốc độ khuếch tán, mà tốc độ khuếch tán ion lại phụ thuộc vào hiệu số nồng độ chất điện hoạt sâu lòng chất lỏng với nồng độ chất điện hoạt lớp dung dịch sát bề mặt điện cực Khi biến thiên điện đến giá trị đủ lớn vận tốc trình khử ion kim loại vận tốc khuếch tán nồng độ chất điện hoạt lớp dung dịch sát bề mặt điện cực không Quá trình điện phân thường xảy với cường độ dòng điện bé, nên nồng độ ion kim loại sâu bên khối dung dịch thực tế không đổi Và cường độ dòng điện chạy qua bình đạt tới giá trị không đổi cho dù có tiếp tục tăng điện đặt vào bình điện phân, dòng điện gọi dòng khuếch tán giới hạn Mối liên hệ cường độ dòng khuếch tán giới hạn với nồng độ chất điện hoạt dung dịch biểu diễn phương trình Inkovich [12] Id = 605.n.D1/2.m2/3.t1/6.C (1-1) Id : Cường độ dòng khuếch tán giới hạn N : Số electron tham gia phản ứng điện cực D : Hệ số khuếch tán (cm2/s) m : Tốc độ chảy Hg (mg/s) t : Chu kì rơi giọt Hg (s) C : Nồng độ chất điện hoạt Trong thực tế D, m, t trì không thay đổi điều kiện thực nghiệm (1-1) viết dưới dạng: Id = K.C Nguyễn Thị Nhàn (1-2) Lớp K33C - Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Từ (1-2) ta thấy cường độ dòng giới hạn Id phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ chất điện hoạt dung dịch (1-2) sở cho phân tích cực phổ định lượng Điện mà cường độ dòng điện nửa giá trị dòng giới hạn khuếch tán gọi bán song E1/2 Thế bán song có mối quan hệ tới tiêu chuẩn, E0, chất điện hoạt qua phương trình [14]: E1/  E  RT log( DR / D0 )1/ nF (1-3) Trong DR, D0 hệ số khuếch tán dạng khử dạng oxi hóa chất điện hoạt Do bán sóng, đặc trưng chất điện hoạt, dung dịch chất điện ly cho trước không phụ thuộc vào nồng độ chất điện hoạt Như vị trí bán sóng cho ta biết tồn chất điện hoạt dung dịch xem xét sóng cực phổ Đây sở phép phân tích định tính phân tích cực phổ Trong trình điện phân xảy bình phân tích cực phổ cường độ dòng điện đo thành phần dòng khuếch tán liên quan đến trình oxi hóa- khử chất điện hoạt, có thành phần khác không liên quan đến trình điện cực gọi dòng không Faraday Dòng không Faraday sinh nguyên nhân: - Khi nhúng điện cực vào dung dịch, bề mặt điện cực xuất lớp điện kép Lớp điện kép coi tụ điện, tăng điện đặt vào hai cực, điện dung tụ tăng lên Sự phóng điện tụ điện tạo nên thành phần dòng không Faraday gọi dòng tụ điện (Charging current) - Dưới tác dụng lực điện trường làm phát sinh dòng dịch chuyển ion điện cực trái dấu cho dù ion không tham gia Nguyễn Thị Nhàn Lớp K33C - Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp vào phản ứng điện cực Dòng điện chuyển gây cản trở việc đo dòng khuếch tán giới hạn Tuy nhiên, dòng điện chuyển loại bỏ cách thêm vào dung dịch phân tích lượng chất điện li trơ (không tham gia phản ứng điện cực) có nồng độ lớn nồng độ ion nghiên cứu nhiều lần Người ta gọi chất điện li Cation chất điện li chắn tác dụng điện trường với ion làm giảm dịch chuyển ion điện trường dòng dịch chuyển thực tế không Khi nồng độ chất phân tích khoảng 10-4 M đến 10-2 M cường độ dòng đo chủ yếu dòng Faraday, sóng cực phổ đảm bảo tốt cho kết phân tích Tuy nhiên, nồng độ thấp chất phân tích dòng tụ điện trở nên so sánh với tín hiệu chất phân tích, kết phân tích không xác Dòng tụ điện làm cho giới hạn phát của cực phổ cổ điển không khả vượt qua giới hạn nồng độ 10-5 M Mặt khác, phương pháp cực phổ cổ điển độ chọn lọc không cao đường cong cực phổ chất điện hoạt có dung dịch cộng lên làm cho phổ đồ có dạng bậc thang, khó xác định hai sóng cực phổ bán sóng của chúng cách 200mA Vì hạn chế nên nhiều năm gần người ta đề nhiều đường khác để tăng độ nhạy độ chọn lọc phương pháp, chủ yếu theo hướng sau [12]: - Tận dụng tối đa kỹ thuật điện tử, tin học tự động hóa để loại trừ giá trị dòng tụ phép đo Như nâng cao tỷ số tín hiệu đo tín hiệu nhiễu Bằng cách tăng độ nhạy độ chọn lọc phương pháp - Làm tăng nồng độ chất điện hoạt lớp phản ứng điện cực phản ứng xúc tác hấp phụ Nguyễn Thị Nhàn Lớp K33C - Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp - Làm giàu lớp phân tích bề mặt điện cực phản ứng khử oxi hóa kết tủa chất, sau hòa tan sản phẩm ghi tín hiệu hòa tan Theo hướng phát triển có nhiều phương pháp phân tích cực phổ nghiên cứu thành công, ví dụ [4]: - Phương pháp chọn thời gian ghi - Phương pháp cực phổ dòng xoay chiều chỉnh lưu pha - Phương pháp cực phổ sóng vuông - Phương pháp cực phổ xung biến đổi (NPP) - Phương pháp cực phổ xung vi phân (DPP) Các phương pháp cực phổ đại cực phổ sóng vuông, cực phổ xung vi phân loại trừ dòng tụ điện làm tăng đáng kể độ nhạy phương pháp đạt tới giá trị 10-6 M với đa số chất n.10-7 số chất thành phần hệ điện hóa thuận nghịch I.1.2 Cơ sở lý thuyết phương pháp Von-Ampe hòa tan Hiện việc nghiên cứu khoa học bảo vệ môi trường đòi hỏi phải phân tích định lượng xác lượng cực nhỏ chất, đặc biệt kim loại nặng Các phương pháp phân tích công cụ khác quang phổ hấp thụ nguyên tử, quang phổ phát xạ plasma, huỳnh quang tia X, phương pháp kích hoạt notron có độ nhạy cao đòi hỏi máy thiết bị đắt tiền Trong điện hóa, điện phân phương pháp làm giàu tốt Bằng cách tập trung lượng lớn chất lên bề mặt điện cực với dung dịch loãng nồng độ kim loại kết tủa bề mặt điện cực lớn nồng độ ion kim loại dung dịch nhiều lần Sự kết hợp điện phân để làm giàu với cực phổ nguyên tắc phương pháp Von-Ampe hòa tan Quy trình phương pháp Von-Ampe hòa tan gồm giai đoạn sau: Nguyễn Thị Nhàn Lớp K33C - Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp a) Giai đoạn làm giàu điện hóa - Điện phân dung dịch phân tích điện không đổi để làm giàu chất cần phân tích lên bề mặt điện cực dạng kết tủa Các loại phản ứng dùng để kết tủa chất cần phân tích lên điện cực là: + Khử ion kim loại (dưới dạng ion đơn phức): Trên điện cực thủy ngân: Men+ + ne + Hg  Me(Hg) Các kim loại dễ tạo hỗn hống với thủy ngân Cu, Pb, Zn, Cd, Sn v.v… Thường làm giàu để xác định theo phản ứng Hoặc điện cực rắn trơ: Men+ + ne  M Phản ứng dùng để kết tủa số lớn kim loại bao gồm kim loại tạo hỗn hống với thủy ngân kim loại xác định điện cực thủy ngân Au, Hg + Phản ứng làm giàu chất lên bề mặt điện cực dạng hợp chất khó tan với ion kim loại dùng làm cực với ion có dung dịch Me0 (điện cực)  Men+ + ne Men+ + Xn-  MeX  Các phản ứng dùng để xác định ion Xn- Hoặc phản ứng oxi hóa cation Mn+ dung dịch thành ion M(n+m)+, sau ion tạo với thuốc thử RH có sẵn dung dịch thuốc thử khó tan bám bề mặt điện cực: Men+  Me(n+m)+ + ne Me(n+m)+ + (n+m)RH  MeR  + (n+m)H+ Các phản ứng dùng để xác định ion Mn+ Nguyễn Thị Nhàn Lớp K33C - Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp + Hấp phụ điện hóa chất lên bề mặt điện cực làm việc cách thêm vào dung dịch thuốc thử có khả bị hấp phụ lên bề mặt điện cực làm việc, sau bị hấp phụ tạo phức với ion cần xác định để tập trung ion lên bề mặt điện cực R  Rhp Rhp + Men+  (RMen+)hp Khi tiến hành hòa tan xảy trình: (RMen+)hp + ne  Me0 + Rhp Hoặc cần xác định tham gia phản ứng hóa học tạo phức với thuốc thử thích hợp có dung dịch phức bị hấp phụ lên bề mặt điện cực Khi tiến hành làm giàu chất cần phân tích lên bề mặt điện cực cần trì không đổi Thường chọn nhỏ ứng với dòng khuếch tán giới hạn cho có lượng tối thiểu chất phân tích bị oxi hóa khử điện cực Ta dùng phương trình sóng cực phổ ion để tìm điện phân làm giàu chúng Phương trình sóng cực phổ có dạng [14]: E  E1/  Trong đó: I I RT Ln d nF I (1-4) E : Thế điện phân E1/ : Thế bán sóng I Id : Cường độ dòng điện phân : Cường độ dòng khuếch tán giới hạn Nếu lấy giá trị điện phân mà I  0,99 I d từ (1-4) tính điện phân theo công thức: Nguyễn Thị Nhàn Lớp K33C - Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Edp  E1/  0,12 n (1-5) Từ (1-5) ta thấy cần điện phân nhỏ bán sóng giá trị 0,12 (V) giá trị dòng đo đạt tới giá trị dòng khuếch tán n giới hạn Trong suốt trình làm giàu dung dịch phân tích khuấy với tốc độ khuấy không đổi, dùng điện cực rắn điện cực quay với tốc độ không đổi Thời gian tiến hành điện phân phụ thuộc vào nồng độ chất cần phân tích bề mặt điện cực sử dụng b) Giai đoạn nghỉ Sau điện phân làm giàu, thường ngừng khuấy dung dịch ngừng quay cực lượng chất vừa kết tủa phân bố bề mặt cực hỗn hống Thời gian nghỉ thường từ 10 đến 30 giây c) Giai đoạn hòa tan điện hóa Ở giai đoạn tiến hành phân cực ngược cực làm việc, cho quét với tốc độ không đổi, đủ lớn (20-50 mV/s) từ giá trị Eđp phía dương hơn, tiến hành ghi đường phụ thuộc I-E Nếu trình hòa tan trình anot phương pháp phân tích gọi Von-Ampe hòa tan anot Trường hợp ngược lại, điện phân trình oxi hóa anot tạo ion dễ kết tủa với ion nghiên cứu bám lên bề mặt điện cực trình phân cực hòa tan trình catot phương pháp xác định có tên Von-Ampe hòa tan catot Phương pháp Vôn-Ampe hòa tan tiến hành số loại điện cực khác như: Điện cực giọt thủy ngân treo, điện cực màng thủy ngân, điện cực rắn, điện cực đĩa quay điện cực cacbon Khi tiến hành phân cực Nguyễn Thị Nhàn Lớp K33C - Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Ip (nA) 160 120 80 40 -0.02 -0.01 C (mg/l) 0.01 0.02 0.03 0.04 Hình 3-14: Đường thêm chuẩn xác định nồng độ ion Cd2+ mẫu số Xử lý chương trình Turbo Pascal lập sẵn kết sau: + Phương trình đường thêm chuẩn: IpCd = (2901,59  194,26).C + (37,88  3,96) s = 1,766; sa = 79,288; sb = 1,615 + Nồng độ Cd2+ bình điện phân: CCd = 0,0131  0,0004 (mg/l) + Hàm lượng Cd mẫu gạo số là: (0, 0131  0, 0004).103.25.25.1000  0,326  0, 010 (mg/kg) HCd = 5.5 III.2.3.3 Mẫu gạo Bắc Hương (mẫu số 2) Xử lý mẫu nêu, chuẩn bị dung dịch đo tiến hành đo điều kiện mẫu số Kết thu sau: Nguyễn Thị Nhàn Lớp K33C - Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Bảng 3-19: Kết đo mẫu số Nồng độ chuẩn (mg/l) Ip (nA) 44,0 0,000000 46,6 45,8 46,7 85,0 0,015873 87,4 86,5 87,0 129,5 0,031496 130,2 130,0 130,3 Ip (nA) 150 100 50 -0.02 -0.01 0.01 0.02 0.03 C (mg/l) 0.04 Hình 3-15: Đường thêm chuẩn xác định nồng độ ion mẫu số Nguyễn Thị Nhàn Lớp K33C - Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Kết xác định mẫu số 2: + Phương trình đường thêm chuẩn: IpCd = (2673,06  155,76).C + (45,23  3,17); s = 1,416; sa = 63,576; sb =1,295 + Nồng độ Cd2+ bình điện phân: CCd = 0,0169  0,0006 (mg/l) + Hàm lượng Cd mẫu số 2: HCd = 0, 423  0,015  0, 42  0,01 (mg/kg) III.2.3.4 Mẫu gạo Tám Thơm (mẫu số 3) Bảng 3-20: Kết đo mẫu số Nồng độ chuẩn (mg/l) Ip (nA) 9,7 0,000000 8,8 9,1 8,7 79,7 0,015873 79,6 79,6 79,3 149,2 0,031496 150,3 150,0 150,5 Nguyễn Thị Nhàn Lớp K33C - Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Ip (nA) 200 150 100 50 -0.02 -0.01 C (mg/l) 0.01 0.02 0.03 0.04 Hình 3-16: Đường thêm chuẩn xác định nồng độ ion Cd2+ mẫu số Kết xác định mẫu số + Phương trình đường thêm chuẩn: IpCd = (4473,50  45,74).C + (8,93  0,93); s = 0,416; sa = 18,668; sb = 0,380 + Nồng độ Cd2+ bình điện phân: CCd = 0,00199  0,00009 (mg/l) + Hàm lượng Cd mẫu số 3: HCd = 0,050  0.002 (mg/kg) Nguyễn Thị Nhàn Lớp K33C - Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp III.2.3.5 Mẫu gạo Nếp hoa vàng (mẫu số 4) Bảng 3-21: Kết đo mẫu số Nồng độ chuẩn (mg/l) Ip (nA) 24,5 0,000000 23,9 23,7 24,2 71,4 0,015873 72,3 72,0 72,3 121,0 0,031496 120,0 120,5 120,4 Ip (nA) 150 100 50 C (mg/l) -0.02 0.02 0.04 Hình 3-17: Đường thêm chuẩn xác định nồng độ ion mẫu số Nguyễn Thị Nhàn Lớp K33C - Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Kết xác định mẫu số 4: + Phương trình đường thêm chuẩn: IpCd = (3073,32  43,49).C + (23,54  0.88); s = 0,395; sa = 17.750; sb = 0,569 + Nồng độ Cd2+ bình điện phân: CCd = 0,00766  0,0001 (mg/l) + Hàm lượng Cd mẫu số 3: HCd = 0,191  0,003 (mg/kg) III.2.3.6 Mẫu gạo Xi dẻo (mẫu số 5) Bảng 3-22: Kết đo mẫu số Nồng độ chuẩn (mg/l) Ip (nA) 43,0 0,000000 43,5 43,4 43,8 97,2 0,015873 98,0 97,8 89,2 152,0 0,031496 151,0 150,5 151,6 Nguyễn Thị Nhàn Lớp K33C - Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Ip (nA) 200 150 100 50 C (mg/l) -0.02 -0.01 0.01 0.02 0.03 0.04 Hình 3-18: Đường thêm chuẩn xác định nồng độ ion Cd2+ mẫu số Kết xác định mẫu số 5: + Phương trình đường thêm chuẩn: IpCd = (3400,50  38,17).C + (43,54  0.77); s = 0,374; sa = 15,579; sb = 0,317 + Nồng độ Cd2+ bình điện phân: CCd = 0,0128  0,0002 (mg/l) + Hàm lượng Cd mẫu số 3: HCd = 0,320  0,003 (mg/kg) Nguyễn Thị Nhàn Lớp K33C - Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp III.2.3.7 Mẫu gạo Tẻ thơm (mẫu số 6) Bảng 3-23: Kết đo mẫu số Nồng độ chuẩn (mg/l) Ip (nA) 27,5 0,000000 27,1 27,2 27,0 78,9 0,015873 77,9 78,1 77,5 127,2 0,031496 128,3 128,0 128,6 Ip (nA) 150 100 50 -0.02 -0.01 C (mg/l) 0.01 0.02 0.03 0.04 Hình 3-19: Đường thêm chuẩn xác định nồng độ ion Cd2+ mẫu số Nguyễn Thị Nhàn Lớp K33C - Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Kết xác định mẫu số 6: + Phương trình đường thêm chuẩn: IpCd = (3200,42  8,98).C + (27,23  0.18); s = 0,082; sa = 3,664; sb = 0,075 + Nồng độ Cd2+ bình điện phân: CCd = 0,00851  0,00003 (mg/l) + Hàm lượng Cd mẫu số 3: HCd = 0,213  0,001 (mg/kg) III.2.4 Kiểm chứng kết phân tích Để so sánh đánh giá kết hàm lượng kim loại mẫu gạo phân tích trên, chọn phương pháp phân tích đối chứng phổ khối lượng kết hợp với kĩ thuật Plasma cảm ứng cao tần (ICP – MS) - Phân hủy mẫu: Chúng sử dụng phương pháp vô hóa ướt lò vi sóng Cân xác 0,5000g mẫu vào cốc, thêm 5ml dung dịch HNO3 đặc 1ml H2O2 30% vào cốc Đem phân hủy mẫu lò vi sóng Sau định mức vào bình 25ml - Lấy 1ml dung dịch phân tích axit hóa HCl 0,1M; định mức thành 10ml tiến hành đo phổ ICP – MS Sử dụng phương pháp đường chuẩn để xác định nồng độ ion dung dịch đo (Cdo) Kết thu phục lục - Mẫu trắng chuẩn bị đo tương tự Kết nồng độ ion Cd2+ dung dịch đo (Cmtr) là: 0,000  g / l Khi hàm lượng nguyên tố xác định theo công thức: (Cdo  Cmtr ).103.10.103.25.103  (Cdo  Cmtr ).0,5 (mg/kg) HCd = 1.0,5 Nguyễn Thị Nhàn Lớp K33C - Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Các kết trình bày bảng đây: Bảng 3-24a: Kết xác định hàm lượng kim loại Cd phổ ICP – MS STT Tên mẫu Hàm lượng (mg/kg) Gạo Tạp giao 0,367 Gạo Bắc Hương Gạo Tám thơm 0,458 0,047 Gạo Nếp hoa vàng 0,204 Gạo Xi dẻo 0,345 Gạo tẻ thơm 0,201 Bảng 3-24b: So sánh kết xác định hàm lượng hai phương pháp STT Cd (mg/kg) Tên mẫu VAHT 0,316 Gạo Tạp giao ICP –MS 0,367 0,336 0,408 Gạo Bắc Hương 8,45 10,92 0,458 0,438 0,048 Gạo Tám thơm 4,37 2,13 0,047 0,052 0,188 Gạo Nếp hoa vàng -10,64 7,84 0,204 0,194 0,317 Gạo Xi dẻo 4,90 8,12 0,345 0,323 0,212 Nguyễn Thị Nhàn Gạo tẻ thơm q% 13,89 0,214 6,38 -5,47 0,201 -6,46 Lớp K33C - Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Sai số tương đối hai phương pháp: q%  (C ICP  MS  CVAHT ) 100 C ICP  MS Nhận xét chung: Nhìn vào kết xác định hàm lượng Cadimi sáu loại gạo phương pháp Von – Ampe hòa tan ta thấy: - Hàm lượng Cadimi xác định phương pháp phổ ICP – MS đa số cao phương pháp Von – Ampe hòa tan - Sai số tương đối hai phương pháp (nếu lấy phương pháp phổ ICP – MS làm chuẩn) là: -10,64 đến 13,89% Sự sai lệch hai phương pháp nằm giới hạn cho phép phân tích lượng vết - Có thể sử dụng phương pháp Von – Ampe hòa tan để phân tích xác định hàm lượng ion kim loại với lượng vết gạo Đây phương pháp cần thao tác đơn giản, chi phí phân tích rẻ, giá thành mua lắp đặt máy thấp Các phòng thí nghiệm thông thường có khả trang bị loại máy - Có thể dùng phương pháp Von – Ampe hòa tan để phân tích hàm lượng kim loại gạo loại lương thực, thực phẩm khác mà đảm bảo yêu cầu phân tích Nguyễn Thị Nhàn Lớp K33C - Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu tài liệu, tiến hành thực nghiệm, xử lý số liệu em thu kết sau: Xác định điều kiện tối ưu để định lượng ion Cd2+ máy cực phổ đa 757 Computrace Metrohm, sử dụng điện cực giọt thủy ngân treo, điện cực so sánh Ag/AgCl là: + Nền điện li trơ dung dịch đệm NH4Ac + HAc, tổng nồng độ 0,02M, pH tối ưu 4,0 + Loại bỏ oxi dung dịch đo khí N2, thời gian đuổi oxi 180s + Biên độ xung: 0,05V + Thời gian cân bằng: 10s + Thời gian dặt xung là: 0,04s + Tốc độ quét thế: 0,05 V/s + Tốc độ khuấy: 2000 Vòng/phút + Kích thước giọt: Xây dựng đường chuẩn ion nghiên cứu, kiểm tra, đánh giá độ đường chuẩn Từ đường chuẩn xác định giới hạn định lượng ion Cd2+ là: 8,54.10-4 mg/l Tiến hành phân tích sáu mẫu gạo thương phẩm bán khu vực chợ Xanh quận Cầu Giấy, Hà Nội - Xử lý 5g mẫu phương pháp vô hóa ướt với 45ml HNO3 65% 10ml H2O2 30% Sử dụng phương pháp thêm chuẩn khoảng nồng độ tuyến tính với chiều cao pic hòa tan kim loại, tiến hành định lượng ion nghiên cứu Nguyễn Thị Nhàn Lớp K33C - Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Kết phân tích tóm tắt bảng đây: Bảng 3-25: Hàm lượng Cadimi có số loại gạo STT Tên mẫu Hàm lượng (mg/kg) Gạo Tạp giao 0,33  0,01 Gạo Bắc Hương 0,42  0,02 Gạo Tám thơm 0,050  0,002 Gạo Nếp hoa vàng 0,191  0,003 Gạo Xi dẻo 0,320  0,003 Gạo tẻ thơm 0,213  0,001 Đã sử dụng phương pháp phổ ICP – MS xác định hàm lượng Cadimi có sáu loại gạo (kết đưa bảng 3-13), lấy kết để so sánh với kết phương pháp Von – Ampe hòa tan Kết thu cho thấy phù hợp với phương pháp Von – Ampe hòa tan Sai số nằm giới hạn cho phép phân tích lượng vết - Do thời gian có hạn em tiến hành phân tích loại mẫu thực tế Tuy nhiên thấy phương pháp Von – Ampe hòa tan hoàn toàn đáp ứng yêu cầu phân tích hàm lượng kim loại nặng mẫu thực phẩm khác Nguyễn Thị Nhàn Lớp K33C - Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Đỗ Việt Anh Nghiên cứu xác định hàm lượng đồng, chì, cadimi, ngũ cốc phương pháp Von – Ampe hòa tan Luận văn thạc sĩ khoa học, Hà Nội 1999 Doerffel Thống kê hóa học phân tích ( Trần Bính Nguyễn Văn Ngạc dịch) NXB Đại học trung học chuyên nghiệp Hà Nội, 1983 Hoàng Nhâm Hóa học vô cơ, tập 2,3 NXB Giáo dục, 2000 Hoàng Minh Châu, Từ Văn Mạc, Từ Vọng Nghi Cơ sở hóa học phân tích NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2002 Hồ Viết Quý Cơ sở hóa học phân tích đại NXB Đại học Sư Phạm Hà Nội, 2002 Lê Đức Ngọc Xử lý số liệu kế hoạch thực nghiệm Hà Nội, 2001 Ngô Doãn Hùng Nghiên Cứu xác định hàm lượng đồng, chì, cadimi, kẽm lương thực (gạo) phương pháp cực phổ vi phân Khóa luận tốt nghiệp chuyên nghành phân tích Hà Nội, 2005 Nguyễn Bích Ngân Nghiên cứu xác định hàm lượng Vitamin C dược phẩm thực phẩm Việt Nam phương pháp cực phổ xung vi phân Luận văn thạc sĩ khoa học Hà Nội 2005 Phạm Luận Giáo trình phân tích môi trường Hà Nội, 2005 10 Tạ Thị Thảo Bài giảng chuyên đề thống kê hóa phân tích Hà Nội, 2005 11 Từ Văn Mạc Phân tích Hóa lý NXB Khoa học Kỹ thuật, 1995 12 Từ Vọng Nghi, Trần Chương Huyến, Phạm Luận Một số phương pháp phân tích điện hóa đại Chương trình hợp tác KHKT Việt Nam – Hà Lan, đề tài VH2 Hà Nội, 1990 Nguyễn Thị Nhàn Lớp K33C - Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 13 Trần Ngọc Vũ Nghiên cứu xác định đồng thời ion kim loại Kẽm(II), Cadimi(II), Chì(II) Đồng(II) phương pháp Von – Ampe hòa tan Áp dụng phân tích nước hồ nuôi cá Yên Sở - Hà Nội trước sau xử lý Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học, Hà Nội, 2005 14 Trịnh Đức Cường Nghiên cứu xác định hàm lượng kim loại Kẽm, Cadimi, Chì, Đồng gạo phương pháp cực phổ Von – Ampe hòa tan điện cực giọt thủy ngân Luận văn thạc sĩ khoa học hóa học Hà Nội, 2006 Nguyễn Thị Nhàn Lớp K33C - Hóa [...]... để định lượng các chất bằng phương pháp thêm chuẩn hoặc đường chuẩn I.3 Ưu điểm của phương pháp Von -Ampe trong việc xác định lượng vết kim loại Các hướng ứng dụng, phát triển của phân tích điện hóa hòa tan I.3.1 Ưu điểm của phương pháp Von -Ampe hòa tan trong việc xác định lượng vết các kim loại Trong phân tích điện hóa khi xác định lượng vết các kim loại thì phương pháp Von -Ampe hòa tan là phương pháp. .. không khí, các loại đá, các loại trầm tích… b) Phân tích lâm sang Phân tích điện hóa hòa tan là một trong những phương pháp rất tốt và ứng dụng rộng rãi để nghiên cứu hàm lượng các kim loại trong y học như xác định lượng vết của kim loại như Cu, Pb, Cd, Zn, Tl,… trong nước tiểu, huyết thanh… c) Phân tích thực phẩm Trong thực phẩm luôn chứa các kim loại nặng, vì vậy phải kiểm soát hàm lượng của chúng... Để định lượng chúng người ta thường sử dụng phương pháp Von -Ampe hòa tan I.4 Một số phương pháp phân tích xác định lượng vết các kim loại nặng Ngày nay, yêu cầu xác định các hàm lượng các chất với hàm lượng thấp và độ chính xác cao Đặc biệt trong phân tích môi trường thường xuyên đòi hỏi Nguyễn Thị Nhàn Lớp K33C - Hóa Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp phân tích lượng vết các chất ô nhiễm trong. .. những phương pháp tốt nhất để xác định lượng vết nhiều kim loại (Ag, Zn, Cd, Cu, Mn, Hg, Tl…) trong nước biển và trong các loại nước thiên nhiên khác Ở một số nước, đây được công nhận là phương pháp tiêu chuẩn để kiểm tra chất lượng nước Ngoài việc phân tích nước thì phân tích điện hóa hòa tan còn được dùng để nghiên cứu các mặt khác trong phân tích môi trường như phân tích lượng vết các kim loại trong. .. nên lượng mẫu sử dụng ít, vì vậy tiết kiệm được hóa chất trong quá trình phá mẫu I.3.2 Các hướng ứng dụng và phát triển của phân tích Von -Ampe hòa tan Với các ưu điểm nổi bật trên, phương pháp Von -Ampe hòa tan có phạm vi ứng dụng rất lớn, đặc biệt là trong phân tích lượng vết các kim loại nặng Dưới đây là một số ứng dụng chủ yếu [12]: a) Phân tích môi trường: Phương pháp Von -Ampe hòa tan là một trong. .. điện cực làm việc hay sử dụng trong phân tích Vôn- Ampe hòa tan Ở phương pháp Von -Ampe hòa tan người ta dùng hệ gồm ba điện cực nhúng vào dung dịch phân tích: - Điện cực làm việc trên đó xảy ra quá trình kết tủa và hòa tan chất cần phân tích - Điện cực so sánh, thường là điện cực calomen hoặc bạc clorua Cực so sánh có thể không đổi và phải duy trì được thế đó trong suốt quá trình làm việc - Điện cực. .. tính, đúng đắn, chính xác và thời gian phân tích) Chính vì vậy đã phát triển rất nhiều các phương pháp phân tích khác nhau cho phép định lượng chính xác và nhanh chóng Bảng 1-2: Một số phương pháp phân tích và khoảng định lượng STT Tên phương pháp Khoảng nồng độ (ion.g/l) 1 Phổ hấp thụ phân tử 10 5  106 2 Phổ huỳnh quang phân tử 10 6  107 3 Phổ hấp thụ nguyên tử 10 6  107 4 Phổ phát xạ nguyên... điện cực chọn lọc ion 10 4  105 7 Cực phổ cổ điển 10 4  105 8 Cực phổ sóng vuông 10 6  107 9 Von -Ampe hòa tan dùng điện cực HMDE 10 6  109 10 Von -Ampe htan dùng điện cực màng Hg 10 8  1010 I.5 Vai trò và độc tính của Cadimi với cơ thể người Cadimi là một trong những nguyên tố không có lợi ích gì cho cơ thể con người Nguyên tố này và các dung dịch các hợp chất của nó là những chất cực. .. Điện cực thủy ngân là loại điện cực được sử dụng rộng rãi nhất trong phân tích điện hóa hòa tan bởi vì quá thế hidro trên thủy ngân cao, khoảng thế làm việc catot rộng, khả năng dẫn điện tốt, bề mặt trơn và luôn mới Nhược điểm là bị giới hạn khoảng làm việc anot do sự oxi hóa Hg và độc Các loại điện cực thủy ngân phổ biến trong phân tích điện hóa hòa tan là: Điện cực giọt thủy ngân treo (HMDE), điện cực. .. nhạy 10-10 ion.g/l (điện cực màng thủy ngân) - Độ chọn lọc của phương pháp cao do trong các điều kiện lựa chọn thì các chất chỉ hoạt động ở vùng thế nhất định, ta có thể lựa chọn thế điện phân thích hợp để hạn chế sự ảnh hưởng của các chất gây ảnh hưởng đến phép phân tích Để tăng độ chọn lọc của phương pháp chúng ta có thể kết hợp phương pháp Von -Ampe hòa tan với các phương pháp hóa học như sử dụng ... “ Nghiên cứu xác định hàm lượng kim loại Cadimi gạo phương pháp cực phổ Vôn- Ampe hòa tan Mục tiêu đề tài là: - Xây dựng quy trình định lượng ion Cd(II) dung dịch dựa phương pháp cực phổ Vôn- Ampe. .. điểm phương pháp Von -Ampe việc xác định lượng vết kim loại Các hướng ứng dụng, phát triển phân tích điện hóa hòa tan I.3.1 Ưu điểm phương pháp Von -Ampe hòa tan việc xác định lượng vết kim loại Trong. .. trình phân cực hòa tan trình catot phương pháp xác định có tên Von -Ampe hòa tan catot Phương pháp Vôn- Ampe hòa tan tiến hành số loại điện cực khác như: Điện cực giọt thủy ngân treo, điện cực màng