Phương pháp chiết đồng trong đất bằng phương pháp chiết sắc quang, sử dụng thuốc thử Pb(DDC)2. Thuốc thử được pha chế từ Pb(NO3)2 và NaDDC trong Chloroform.
MỤC LỤC Trang Mục lục………………………………………………………………………….1 Lời cảm ơn……………………………………………………………… Mở đầu………………………………………………………………………… PHẦN 1: TỔNG QUAN I Giới thiệu nguyên tố Đồng…………………………………… .7 1.1 Tính chất vật lí……………………………………………………….7 1.2 Tính chất hóa học…………………………………………………….7 1.2.1.Tác dụng với đơn chất………………………………………………7 1.2.2 Tác dụng với hợp chất…………………………………………… 1.3 Các hợp chất quan trọng Đồng………………………………… 1.3.1 Hợp chất Cu(I)………………………………………………….8 Đồng(I)oxít…………………………………………………… Hidroxit Cu(I)………………………………………………… Muối halogen Cu(I)…………………………………………8 1.3.2 Hợp chất Cu(II) 1.4 Ứng dụng……………………………………………………………9 1.5 Vai trò Đồng……………………………………………………10 1.6 Độc tính đồng………………………………………………… 11 II Các phương pháp phân tích xác định hàm lượng Đồng…………………….11 2.1 Phương pháp thể tích (chuẩn độ EDTA với hàm lượng Cu 2+ mẫu lớn)……………… 11 2.2 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử……………………… 12 2.3 Phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử……………………… 12 2.4 Phương pháp cực phổ……………………………………………….13 2.5 Phương pháp điện trực tiếp sử dụng điện cực màng chọn lọc ion Cu2+ 13 2.6 Phương pháp trắc quang…………………………………………….13 PHẦN : THỰC NGHIỆM I: Cơ sở lý thuyết nguyện tắc phương pháp 14 1.1: Cơ sở lý thuyết phương pháp .14 1.2: Nguyên tắc phương pháp 14 1.3: Cách xác định nồng độ .14 1.3.1: Phương pháp đường chuẩn 14 1.3.2: Phương pháp thêm chuẩn 15 II: PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU VÀ XỬ LÝ MẪU 16 2.1: Lấy mẫu 16 2.2: Xữ lí mẫu 17 III: Dụng cụ,hóa chất –kĩ thuật chiết đo quang 19 3.1 Dụng cụ máy móc .19 3.2 Hóa chất 19 3.3 Kĩ thuật chiết .20 IV:Các điều kiện thực nghiệm xác định hàm lượng đồng phương pháp trắc quang 20 4.1 Sự tạo phức Cu2 + với thuốc thử Pb(DDC)2 .20 4.1.1 Phổ hấp thụ phức Cu2+ với thuốc thử Pb(DDC)2 .21 4.2 Các điều kiện tối ưu 22 4.2.1 Ảnh hưởng pH đến tạo phức 22 4.2.2 Ảnh hưởng lượng dư thuốc thử .23 4.2.3 Khảo sát ảnh hưởng thời gian đến tạo phức 23 4.3 Khảo sát ảnh hưởng ion kim loại đến tạo phức màu Cu(DDC)2 24 4.4 Ảnh hưởng ion Cl- đến tạo phức Cu(DDC)2 29 4.5 Khảo sát ảnh hưởng Bi3+ có mặt HCl 6N 30 4.6.Xác định khoảng tuyến tính – xây dựng đường chuẩn xác định Cu phương pháp trắc quang 31 Kết Luận 35 Tài Liệu Tham Khảo .36 DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1: Ảnh hưởng pH đến tạo phức Cu 22 Bảng 2: Ảnh hưởng lượng dư thuốc thử .23 Bảng 3: Sự phụ thuộc mật độ quang vào thời gian 24 Bảng 4: Ảnh hưởng Na+ đến tạo phức 25 Bảng 5: Ảnh hưởng K+ đến tạo phức .25 Bảng 6: Ảnh hưởng Ca2+ đến tạo phức 25 2+ Bảng 7: Ảnh hưởng Mg2+ đến tạo phức 26 Bảng 8: Ảnh hưởng Al3+ đến tạo phức 26 Bảng 9: Ảnh hưởng Fe3+ đến tạo phức 26 Bảng 10: Ảnh hưởng Zn2+ đến tạo phức 26 Bảng 11: Ảnh hưởng Bi3+ đến tạo phức 27 Bảng 12: Ảnh hưởng Cl- đến tạo phức 30 Bảng 13:Ảnh hưởng Bi3+ có mặt HCl 6N 31 Bảng 14: Kết đo mật độ quang xây dựng đường chuẩn .32 Bảng 15 Xử lí thống kê đường chuẩn theo phương pháp bình phương tối thiểu…………………………………………………………………………….33 DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1: Dạng đồ thị đường chuẩn…………………………………………… 15 Hình 2: Dạng đồ thị thêm chuẩn……………………………………………… 16 Hình 3: Phổ hấp thụ phức màu hình thành từ Cu2+ với đietylđithiocachaininat 21 Hình 4: Ánh hưởng pH đến tạo phức .22 Hình 5: Ảnh hưởng lượng dư thuốc thử .23 Hình 6: Ảnh hưởng thời gian đến độ bên phức .24 Hình 7: Ảnh hưởng Na+ đến tạo phức 27 Hình 8: Ánh hưởng K+ đến tạo phức 27 Hình 9: Ảnh hưởng Ca2+ đến tạo phức 28 Hình 10: Ảnh huởng Mg 2+ đến tạo phức .28 Hình 11:Ảnh hưởng Al3+ đến tạo phức 28 Hình 12: Ảnh hưởng Fe3+ đến tạo phức 28 Hình 13: Ảnh hường Zn2+ đến tạo phức 29 Hình 14:Ảnh hưởng Bi3+ đến tạo phức 29 Hình 15 Ảnh hưởng Cl- đến tạo phức 30 Hình 16 Ảnh hưởng Bi3+ đến tạo phức 31 Hình 17: Khoảng tuyến tính Cu2+ .32 Hình 18: Đường chuẩn xác định hàm lượng Cu2+ .33 LỜI CẢM ƠN Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tri ân sâu sắc thầy cô trường đại học công nghiệp việt trì nói chung thầy cô khoa kỹ thuật phân tích nói riêng tận tình dạy chúng em suốt trình học tập trường Với giúp đỡ nhiệt tình quí thầy cô khoa Kỹ thuật phân tích đặc biệt hướng dẫn tận tình cô giáo – Th.s Quản Cẩm Thúy giúp chúng em hoàn thành niên luận Trong trình thực trình bày niên luận tránh khỏi sai sót hạn chế, em mong nhận đóng góp ý kiến thầy, cô giáo để niên luận em hoàn thiện Kính chúc quý thầy cô dồi sức khỏe! MỞ ĐẦU Việt Nam quốc gia có dân số đông, nguồn lao động dồi Trong nguồn lao động dồi chiếm khoảng 80% dân số ngành sản xuất nông nghiệp Trong sản xuất lương thực thực phẩm ngành đóng vai trò quan trọng Trải qua khó khăn để tự khẳng định Việt Nam phải bước, đổi Để cho nhân dân Việt Nam vươn lên sánh vai với nước khu vực giới trước tiên khâu quan trọng phải nâng cao chất lượng đời sống nhân dân Sản lượng lương thực thực phẩm nguồn nguyên liệu nước ta Do việc phát triển nông nghiệp tất yếu đặt lên hàng đầu Đất nguồn tài nguyên vô quý giá nước ta Nhưng bị chịu ảnh hưởng nhiều hao hụt lượng dinh dưỡng định tác động trực tiếp đến phát triển trồng Ảnh hưởng nguyên tố kim loại nặng nói đến đồng Đồng có vai trò quan trọng đời sống người, ngành công nghiệp, sinh tồn động thực vật nói chung Nó nguyên tố vi lượng có tác dụng thúc đẩy phát triển sinh vật Đối với thực vật, việc nâng cao suất, phát triển chất lượng giống trồng điều thiết yếu thường thực việc bổ sung phân vi lượng giai đoạn phát triển chúng Sự thiếu hụt vượt ngưỡng cho phép hàm lượng nguyên tố gây tác hại không nhỏ Vì vậy, việc xác định đồng cần thiết Như em chọn đề tài niên luận: “ Xác định hàm lượng Đồng đất phương pháp trắc quang” Phần I: TỔNG QUAN I.Giới thiệu nguyên tố Đồng Nguyên tố đồng có ký hiệu hóa học Cu Khối lượng nguyên tử 63.546, nằm ô thứ 29 thuộc phân nhóm IB, chu kỳ bảng tuần hoàn Cấu hình electron :1s22s22p63s23p63d104s1 Bán kính nguyên tử 1,28 Ao ; điện cực +0,337(v) Năng lượng ion hóa I1= 7,72 ev; I2 = 20,29 ev; I3 = 36,9 ev Đồng tồn dạng tự mà chủ yếu dạng hợp chất Sunfua Một số khoáng sản quan trọng đồng đồng Sunfat (Cu 2S); Pirit đồng (CuFS) bonic (Cu3FeS3) Những chất gặp chất chứa oxi cacbonat bazơ CuCO3.Cu(OH)2 ; Azurit CuCO3.Cu(OH)2 Apatit (Cu2O) 1.1 Tính chất vật lí Đồng kim loại nặng, có ánh kim, có màu đỏ, thiên nhiên có đồng vị bền 63Cu(70,13%); 65Cu(29,87%) Tỷ khối 8,94; nhiệt độ nóng chảy 1083°C; nhiệt độ sôi 2543°C Đồng có tính dần điện, dẫn nhiệt tốt, dễ dát mỏng, dễ kèo sợi Đồng dễ tạo hợp kim với kim loại khác 1.2 Tính chất hóa học Về mặt hóa học, Cu kim loại hoạt động Thế điện cực E°Cu2+/Cu=0.337V Mặc dù kim loại hoạt động hóa học Cu hóa hợp trực tiếp với Halogen; oxi; lưu huỳnh nhiều hợp chất 1.2.1 Tác dụng với đơn chất Ở nhiệt độ thường Cu không kết hợp với oxi không khí Nếu không khí ẩm (có nước) đồng bị bao phủ lớp màng nâu đỏ gồm Cu kim loại Cu (I) oxit tạo thành từ phản ứng: 2Cu + O2 + 2H2O → 2Cu(OH)2 Cu(OH)2 + Cu → Cu2O + H2O Ở nhiệt độ thường, Cu tác dụng với Halogen, Lưu huỳnh Cu + Cl2 → CuCl2 Cu + S → CuS 1.2.2 Tác dụng với hợp chất Thế điện cực Cu dương nên Cu không khử ion H + dung dịch axít thành H2 , Cu có khả tác dụng với dung dịch HCN đậm đặc giải phóng H2 nhờ tạo thành anion phức bền: 2Cu + 4HCN → 2H[Cu(CN)2] + H2 Trong axít chất oxi hoá HNO3, H2SO4 đ,n Cu dễ tan Sản phẩm tạo phụ thuộc vào nồng độ chất oxi hóa Cu + 4HNO3đ → Cu(NO3)2 + 2NO2 + H2 O 3Cu + 8HNO3 → 3Cu (NO3)2 + 2NO + H2O Khi có mặt oxi không khí, Cu tan dung dịch NH 3, Xyanua kim loại kiềm: 2Cu + 8NH3 + O2 + H2O → [Cu(NH3)4 ](OH)2 4Cu + 8KCN + H2O + O2 → K[Cu(CN)2] + 4KOH 1.3 Một số hợp chất quang trọng đồng 1.3.1 Hợp chất Cu(I) Các hợp chất Cu(I) thường không bền dễ chuyển thành hợp chất Cu(II) nhiều trường hợp Trong hợp chất Cu(I) đáng ý là: Đồng(I)oxít: Cu2O Cu2O không tan nước, tan axít HCl , H 2SO4 tạo thành muối đồng(I) tan dễ dàng dung dịch amoniac, tan dung dịch kiềm: Cu2O + 2NaOH + H2O = Na[Cu(OH)2] Trong dung dịch NH3 đậm đặc, Cu2O tạo phức amoniacat: Cu2O + 4NH3 + H2O = [Cu(NH3)2]OH Trong dung dịch HCl đặc Cu tạo thành phức H[CuCl2] Hidroxit Cu(I): CuOH CuOH không bền Khi cho muối Cu (II) môi trường kiểm với chất khử đầu tạo thành kết tủa vàng CuOH Khi đun nóng phân hủy thành oxit Muối halogen Cu (I): CuX Các muối Cu(I) không bền, nước tự phân hủy: 2Cu+ ↔ Cu + Cu2+ Các muối Cu(I) clorua, bromua, iodua chất trạng thái tinh thể màu trắng, tan nước dễ tan dung dịch đậm đặc NH 3, HCl, NH4Cl clorua kim loại kiềm nhờ tạo thành phức chất: CuCl + 2NH3 → [Cu(NH3)2]Cl CuCl + HCl → H[CuCl2] Dung dịch phức dễ chuyển thành màu xanh lục bị oxi không khí oxihoá: 4[Cu(NH3)2]+ + O2 + 2H2O + 8NH3 → 4[Cu(NH3 )4 ]2+ + 4OH1.3.2.Hợp chất Cu(II) Trạng thái oxi hóa +2 đặc trưng với đồng Các hợp chất Cu(II) nói chung bền dẫn xuất kiểu Cu(I) Dễ tạo thành Cu(OH)2 , OH- vừa đủ tạo kết tủa Cu(OH)2 Khi dư OH- tạo thành CuO2- (Cuprit) Khi nung nóng, Cu(OH)2 chuyển thành CuO 5000oC CuO + H O Cu(OH) 2 Cu(OH)2 thể tính chất axit yếu Cu(II) oxit:(CuO) chất bột màu đen nóng chảy nhiệt độ 1026 oC nhiệt độ bớt oxy biến thành Cu 2O CuO không tan nước tan dễ dàng dung dich axit tạo thành muối Cu(II) CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O Khi đun nóng với dung dịch SnCl2, FeCl2, CuO bị khử thành Cu(I) 2CuO + SnCl2 → 2CuCl + SnO2 3CuO + 2FeCl2 → 2CuCl + CuCl2 + Fe2O3 Cu(II) hidroxit: Cu(OH)2 kết tủa màu lam, dễ nước biến thành oxit đun nóng Cu(OH)2 không tan nước dễ tan dung dịch axit tan dung dịch kiềm 40% đun nóng: Cu(OH)2 + NaOH → Na2[Cu(OH)4] Cu(OH)2 + 4NH3 → [Cu(NH3)4](OH)2 Đa số muối Cu(II) dễ tan nước, bị thủy phân kết tinh từ dung dịch thường có dạng hidrat Muối tan tốt muối Cu(II) với amoni NO3-, SO42-, Cl- Cu(II) có lực đối mạng với sunphua Khi gặp chất khử, muối Cu(II) chuyển thành Cu(I) thành Cu kim loại Cu(II) có nhiều khả tạo phức với phối tử vô hữu với số phối trí CuO tan dễ dàng dung dịch NH3 tạo thành phức chất amoniacat CuO + 4NH3 + 2H2O → [Cu(NH3)4](OH)2 Cu(OH)2 tan dễ dàng dung dịch NH3 đặc Cu(OH)2 + 4NH3 → [Cu(NH3)4](OH)2 Muối Cu(II) có khả phản ứng với feroxianat Fe(CN) tạo thành kết tủa đỏ nâu Cu2Fe(CN)6 Trong dung dịch amoniac, Cu(II) phản ứng mãnh liệt với phân tử NH3 tạo thành ion phức Cu(NH3)42+ có màu xanh lam Nó tạo phức với số tác nhân hữu 1-(2pyridylazo)-2naphtol,8-hiđroxylquinolin,α-benzoinoxim(C6H5CH(OH)C(NOH)C6H5) natriđietyldithiocacbamat, đithizon,…Những phức cho phép xác định đồng phương pháp khối lượng, thể tích hay trắc quang 1.4 Ứng dụng Trong ngành kỹ thuật, đồng đỏ tên gọi đồng nguyên chất, có màu đỏ Đây loại đồng có độ tinh khiết không 99.5% (ký hiệu MOO, MI, M3) Đồng thau hợp kim đồng kẽm Tỷ lệ pha chế đồng kẽm cho ta loạt đồng thau đa dạng khác Đồng thau kim loại thay thế, ứng dụng nhiều vào lĩnh vực đồ trang trí, vật liệu hàn, thiết bị điện nhiều nhạc cụ hơi… Đồng thau có màu vàng, giống màu vàng, trì độ sáng bóng điều kiện môi trường bình thường, nên chúng làm đồ trang trí hay làm tiền xu Đồng điếu hay gọi đồng đỏ, đồng vàng, đồng thanh, diện rộng loại hợp kim đồng , thường với thiếc với chì, với vài nguyên tố khác phốt pho, mangan, nhôm, silic… Đồng nguyên liệu quan trọng công nghiệp, đồng có tính dẫn điện, dẫn diện tốt, độ bền cao nên dùng làm dây dẫn thiết bị điện Đồng hợp kim đồng dùng chế tạo máy sản xuất điện cực… Các hợp chất CuO, CuSO4… dùng nhiều nông nhiệp, đóng tàu, bảo quản gỗ… Sản phẩm điện: đồng sử dụng chủ yếu sản xuất cáp điện sản phẩm điện khác máy phát điện, động máy biến áp, sử dụng ngành công nghiệp phát truyền tải điện Xây dựng công trình : ứng dụng lớn thứ hai đồng hợp kim ( chẳng hạn đồng thau đồng thiếc) thuộc ngành công nghiệp xây dựng Nó sử dụng cho mái lợp hệ thống ống nước, đặc biệt đường ống nước, vòi nước, van phụ kiện đặc tính chống ăn mòn dễ uốn kim loại Chế tạo sản phầm điện tử: độ dẫn điện dẫn nhiệt cao đồng khiến sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp điện tử Chế tạo máy công nghiệp: nhờ độ bền, tính dễ chế biến, khả đúc với độ xác dung sai cao, hợp kim đồng lý tưởng dễ chế tạo sản phẩm bánh răng, vòng bi cánh tuabin Một số ứng dụng đồng nêu tập hợp phương tiện giao thông vận tải, đồng thành phần thiết yếu động cơ, hệ thống dây điện, tản nhiệt, kết nối, phanh vòng bi Khoảng 98% sản lượng đồng sử dụng dạng kim loại tinh khiết hợp kim, 2% lại sử dụng để sản xuất hợp chất khác 1.5 Vai trò Đồng Đồng tác động đến nhiều chức phần cấu thành nên enzym quan trọng thể Nó tham gia vào hoạt động sản xuất hồng cầu, sinh tổng hợp elastin myelin, tổng hợp nhiều hoormon (catecholamin, tuyến giáp, corticoid ), tổng hợp nhiều sắc tố, chuyển hóa sắt lipit Do vậy, đồng chất dinh dưỡng cần thiết cho thể người với hàm lượng nhỏ (80 – 99,4 mg thể người trưởng thành) Tiêu chuẩn RDA Mỹ đồng người lớn khỏe mạnh 0.9mg/ngày Đồng với hàm lượng không thích hợp gây ảnh hưởng tiêu cực người Sự thiếu hụt đồng thường dẫn đến thiếu máu trẻ nhỏ, sắc tố lông tóc Khi hàm lượng đồng vượt gây rối loạn dày, bệnh gan, thận phổi Mức cao chịu đồng theo DRI chế độ ăn uống người lớn theo nguồn 10 mg/ngày Đối với thực vật đồng (hàm lượng – 20 ppm) nguyên tố đặc biệt mặt sinh vật học ảnh hưởng trực tiếp đến trình sinh trưởng phát triển sản lượng Đồng chất xúc tác trình oxi hoá nội bào; thành phần men cytochrome oxydase thành phần nhiều enzim – 10 4.2 Khảo sát điều kiện tối ưu 4.2.1 Ảnh hưởng pH đến tạo phức pH môi trường điều kiện quan trọng việc tạo phức Khi pH thay đổi làm thay đổi khả tạo phức Vì tiến hành khảo sát xác định pH tối ưu cho trình tạo phức Chuẩn bị mẫu, có Cu2+ 2ppm.Dùng dịch H3PO4 loãng NH3 loãng điểu chỉnh pH dung dịch 1, 2, 3, 4, 5, 6.Thực trình chiết phần 1.3 Sau đem đo mật độ quang thu kết bảng hình Bảng 1: Ảnh hưởng pH đến tạo phức Cu2+ Mẫu pH D 1 0,327 2 0,428 3 0,480 4 0,483 5 0,481 6 0,465 Hình 4: Ánh hưởng pH đến tạo phức Từ kết ta thấy pH 1÷ khả tạo phức tăng dần Trong khoảng pH = 3÷5 khả tạo phức Cu + với thuốc thử tốt Ta chọn pH tối ưu 4.2.2 Ảnh hưởng lượng dư thuốc thử 22 Chuẩn bị mẫu có CCu2+ = 2ppm Dùng H3PO4 loãng NH3 loãng điều chỉnh pH = Cho mẫu chuẩn bị vào phễu chiết, thêm thể tích thuốc thử Pb(DDO)2 tăng dần 2ml, 4ml, 5ml, 6ml, 8ml, tiến hành chiết phần II-1.3, định mức dịch chiết đo mật độ quang Kết bảng hình Bảng 2: Ảnh hưởng lượng dư thuốc thử Mẫu VPb(DDC)2(ml) D 0,235 0,411 0,480 0,485 0,486 Hình 5: Ảnh hưởng lượng dư thuốc thử Như thể tích thuốc thử Pb(DDC) nhỏ 5ml độ hấp thụ dung dịch tăng dần toàn thuốc thử đưa vào liên kết với kim loại để tạo thành hợp chất phức, lượng lon kim loại chưa chuyển thành phức màu Khi thể tích thuốc thử 5ml toàn ion kim loại chuyển thành phức màu Khi thể tích thuốc thử lớn 5ml độ hấp thụ không thay đổi Vậy lượng dư thuốc thử không ảnh hưởng đến độ hấp thụ phức Cu(DDC) bước nghiên cứu ta lấy 6ml thuốc thử để chiết 10ml dung dịch có CCu2+ = 2ppm đảm bảo toàn ion Cu2 + chuyển thành phức 4.2.3 Khảo sát ảnh hưởng thời gian đến tạo phức 23 Chuẩn bị mẫu có CCu2+ = 2ppm diều chỉnh pH= 4, Cho vào phễu chiết thêm 2ml thuốc thử lắc mạnh tiến hành chiết phần II-1.3 sau đem đo mật độ quang Làm thí nghiệm tương tự thời gian lắc 4, 6, 8, 10, 12, 15 phút Kết bảng hình Bảng 3: Sự phụ thuộc mật độ quang vào thời gian CCu2+(ppm) Thời gian lắc (phút) D 0,450 0,471 0,480 10 0,481 12 0,481 15 0,480 Hình6: Ảnh hưởng thời gian đến độ bền phức Dựa vào đồ thị ta thấy phức Cu(DDC) vào pha hữu hoàn toàn ổn định từ thời gian lắc chiết phút trở Vì trình làm thí nghiệm tiến hành lắc chiết thời gian 10 phút 4.3.Khảo sát ảnh hưởng ion kim loại đến tạo phức màu Cu(DDC)2 Quá trình tạo phức màu Cu + với đietylđithiocacbaminat bị ảnh hưởng ion kim loại khác làm cho mật độ quang phức thay đổi Do ion kim loại kết hợp với thuốc thử tạo phức có màu ion lạ có màu riêng Do cần phải nghiên cứu loại bỏ ảnh hưởng ion đến mật độ quang phức đồng đietylđithiocacbaminat Phương pháp loại trừ ảnh hưởng quan trọng phổ biến dùng chất "chế" tức cho ion lạ tạo phức bền với thuốc thử để không ảnh hưởng tới phức Cu(DDC)2 24 Các ion kim loại mà tiến hành nghiên cứu là: Na +\ K+ \ Ca2+ , Mg2+ , Al3+ , Fe3+ , Zn2 + , Bi3+ Đối với ion ta chuẩn bị mẫu mẫu mặt ion khảo sát ảnh hưởng thành phần mẫu lại bao gồm: Nồng độ Cu + 2ppm, hàm lượng ion khảo sát tăng dần Tiến hành chiết đo mật độ quang, kết bảng hình sau: Bảng 4: Ảnh hưởng Na+ đến tạo phức STT Thành phần CCu2+ (ppm) CNa+(ppm) D 0,482 100 0,484 200 0,481 400 0,480 800 0,482 1000 0,485 Bảng 5: Ảnh hưởng K+ đến tạo phức STT Thành phần CCu2+ (ppm) CK+(ppm) D 0,482 100 0,483 200 0,485 400 0,481 800 0,481 1000 0,485 Bảng 6: Ảnh hưởng Ca2+ đến tạo phức STT Thành phần CCu2+ (ppm) CCa2+(ppm) D 0,481 100 0,480 200 0,478 400 0,482 800 0,483 1000 0,484 25 Bảng 7: Ảnh hưởng Mg2+ đến tạo phức STT Thành phần CCu2+ (ppm) CMg2+(ppm) D 0,481 10 0,483 20 0,480 50 0,482 80 0,479 100 0,486 Bảng 8: Ảnh hưởng Al3+ đến tạo phức STT Thành phần CCu2+ (ppm) CAl3+(ppm) D 0,483 0,485 10 0,486 15 0,488 20 0,486 25 0,487 Bảng 9: Ảnh hưởng Fe3+ đến tạo phức STT Thành phần CCu2+ (ppm) CFe3+(ppm) D 0,480 0,478 10 0,481 15 0,483 20 0,480 25 0,484 Bảng 10: Ảnh hưởng Zn2+ đến tạo phức STT Thành phần CCu2+ (ppm) CZn2+(ppm) D 0,480 0,481 10 0,481 20 0,482 30 0,479 40 0,483 26 Bảng 11: Ảnh hưởng Bi3+ đến tạo phức STT Thành phần CCu2+ (ppm) CBi3+(ppm) D 0,480 0,490 2 0,504 0,580 0,655 0,802 + nh 7: Ảnh hưởng Na đến tạo phức Hì Hình 8: Ánh hưởng K đến tạo phức + 27 Hình Ảnh hưởng Ca2+ đến tạo phức Hình 10: Ảnh huởng Mg 2+ đến tạo phức Hình 11:Ảnh hưởng Ai3+ đến tạo phức Hình 12: Ảnh hưởng Fe3+ đến tạo phức 28 Hình13: Ảnh hường Zn2+ đến tạo phức Hình 14: Ảnh hưởng Bi 3+ đến tạo phức Như ion mà ta khảo sát Na+, K+, Ca2+ nồng độ lớn gấp 500 lần, Mg2 + lớn gấp 50 lần, Al3+ , Fe3+ nồng độ lớn gấp 12,5 lần, Zn 2+ nồng độ lớn gấp 20 lần so với nồng độ Cu2+ không ảnh hưởng đến phức Cu2 + với đietylđithiocacbaminat Việc tăng nồng độ Bi + làm tăng mật độ quang phức, Bi + kết hợp với Pb(DDC)2 tạo thành phức có màu vàng nhạt gây cản trở việc xác định Cu2 + Một vấn đề đạt phải tìm cách che ion Đối với Bi3+ chất chọn để che HC1 6N Khi phức Bi(DDC)3 bị phá hủy Bi3+ lại chuyển pha nước dạng phức H[BiCl4] không màu, không ảnh hưởng đến mật độ quang phức Cu(DDC) Trước sử dụng HC1 6N làm chất che, tiến hành khảo sát xem ion Cl- có ảnh hưởng đến mật độ quang phức Cu(DDC)2 hay không 4.4 Ảnh hưởng ion Cl- đến tạo phức Cu(DDC)2 Chuẩn bị mẫu có CCu2+ = 2ppm vào bình định mức 10ml, dùng H 3PO4 loãng NH3 loãng để điều chỉnh pH = Mẫu thứ không chứa Cl - mẫu tích HCl 6N tăng dần từ ÷ 6ml Cho vào phễu chiết, thêm 2ml thuốc thử, tiến hành chiết, định mức dịch chiết clorofom đo mật độ quang Thực trình đo chiết lần, giá trị mật độ quang trung bình dẫn bảng 12 29 Bảng 12: Ảnh hưởng Cl- đến tạo phức STT CCu2+(ppm) VHCl 6N(ml) VPb(DDC)2(ml) D 2 0.484 2 2 0.481 3 0.485 4 0.487 5 0.482 6 0.482 Hình 15 Ảnh hưởng Cl- đến tạo phức Qua đồ thị ta thấy hàm lượng Cl- khoảng mà khảo sát ảnh hưởng không đáng kể đến mật độ quang phức đồng đietylđithiocacbaminat Như hoàn toàn dùng HCl 6N để loại bỏ ảnh hưởng Bi3+ 4.5 Khảo sát ảnh hưởng Bi3+ có mặt HC1 6N Chuẩn bị bình định mức l0ml Thành phần mẫu gồm C Cu2+= 2ppm, hàm lượng Bi3+ tăng dần từ ÷ ppm, 3ml HC1 6N, dùng H3PO4 loãng NH3 loãng để điều chỉnh pH = Dung dịch thu cho 2ml thuốc thử, tiến hành chiết phần II-1.3, định mức dịch chiết clorofom đo mật độ quang Kết trung bình sau đo bảng 13: 30 Bảng 13:Ảnh hưởng Bi3+ có mặt HCl 6N Mẫu CCu2+ (ppm) CBi3+ (ppm) VHCl 6N (ml) D 0 0,484 2 0,481 3 0,485 4 0,487 5 0,486 Hình 16 Ảnh hưởng Bi3+ đến tạo phức Khi có mặt HCl 6N độ hấp thụ quang không thay đổi Như việc chọn HC1 6N làm chất che thích hợp cho việc xác định Cu 2+ thuốc thử Pb(DDC)2 CHCl3 4.6 Khảo sát khoảng tuyến tính – xây dựng đường chuẩn xác định Cu2+ phương pháp trắc quang Chuẩn bị dãy dung dịch Cu2 + với hàm lượng tăng dần từ 0,05 ÷ 6ppm Điểu chỉnh pH dung dịch tới pH = nhờ máy pH meter Tiến hành chiết phần II- 1.3 đo mật độ quang máy quang phổ UV_VIS bước sóng 436nm 31 Kết khảo sát khoảng tuyết tính : Hình 17: Khoảng tuyến tính xác định Cu Khi tăng nồng độ Cu2+ độ hấp thụ quang tăng tuyến tính Tuy nhiên nồng độ Cu2+ lớn 3,5 ppm độ hấp thụ quang lại không tăng tuyến tính Do đó, chọn nồng độ Cu 2+ không vượt 3,5 ppm để xây dựng đường chuẩn xác định Cu2+ Xây dựng đường chuẩn xác định Cu2+ phương pháp trắc quang Từ điểu kiện tối ưu cho tạo phức, điểu kiện đo khảo sát khoảng tuyến tính A c, loại bỏ ảnh hưởng ion lạ, tiến hành xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng Cu2+ Cách tiến hành: Chuẩn bị mẫu dung dịch vào bình định mức 10ml Thành phần mẫu gồm có: Nồng độ Cu2+ tăng dần 0,05; 0,1; 0,5; 1; 2; 3; 3,5 Nồng độ Bi 2+ ppm, thêm ml HC1 6N, Điều chỉnh dùng H 3PO4 loãng NH3 loãng để pH=4 Cho dung dịch chuẩn bị vào phễu chiết, thêm 2ml thuốc thử Pb(DDC) CHCI3 tiến hành lắc chiết phần II.1.3, định mức dịch chiết clorofom Đo mật độ quang dịch chiết kết đo bảng 14 Bảng 14: Kết đo mật độ quang xây dựng đường chuẩn CCu2+ (ppm) A 0,05 0,025 0,1 0,031 0,5 0,117 0,211 32 0,479 0,675 3,5 0,854 Hình 18: Đường chuẩn xác định hàm lượng Cu Bảng 15 Xử lí thống kê đường chuẩn theo phương pháp bình phương tối thiểu TT N=7 Ai 0,025 0,031 0,117 0,211 0,479 0,675 0,854 ∑A i Ci 0,05 0,1 0,5 3,5 ∑C = 2,392 b= i Ai.Ci 0,00125 0,0031 0,0585 0,2110 0,958 2,025 2,989 ∑AC = 10,15 i ∑ A ∑ C − n∑ A C (∑ C ) − n ∑ C i i i i i = 6,24585 = 0.2351 2 i i ∑C ∑ A C − ∑C ∑ A a= (∑ C ) − n∑ C i i i i i 2 i Phương trình đường chuẩn có dạng: = 0.0013 i y = 0,2351x +0,0013 Giới hạn phát (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) 33 Ci2 0,0025 0,001 0,25 12,25 ∑C i = 26,5035 - Giới hạn phát tương đối nguyên tố theo vạch phổ định xem nồng độ nhỏ nguyên tố mẫu phân tích mà phát tín hiệu hấp thụ theo vạch phổ tín hiệu phải 1% băng hấp thụ toàn phần hay lần dao động giá trị Các kết xây dựng đường chuẩn dùng phần mềm Origin Exel để vẽ đường chuẩn y = a+bx tính độ lệch chuẩn Sy - Cách khảo sát LOD, LOQ sau: Giới hạn phát ( LOD ): xem nồng độ nhỏ chất phân tích mà phương pháp phát Giới hạn định lượng ( LOQ ): nồng độ thấp chất phân tích mà hệ thống phân tích định lượng với tín hiệu phân tích khác có ý nghĩa định lượng Phổ biến cách xác định LOD theo công thức : LOD = = 0.02531 (ppm) Giới hạn định lượng (LOQ) tín hiệu hay nồng độ thấp đường chuẩn tin cậy thường người ta chấp nhận LOQ = = 0,06124 (ppm) Sy: Độ lệch chuẩn b: Hệ số phương trình hồi qui thực nghiệm (y=a+bx) 34 KẾT LUẬN Qua thời gian tìm hiểu tài liệu với giúp đỡ thầy, cô giáo khoa Kỹ thuật phân tích với hướng dẫn Cô giáo ThS Quản Cẩm Thúy, em tìm hiểu vấn đề sau : - Tìm hiểu xuất Đồng đất Tìm hiểu ảnh hưởng, vai trò Đồng thể người với sinh - vật Tìm hiểu tài liệu xác định hàm lượng Đồng đất Tìm hiểu việc khảo sát điều kiện ảnh hưởng tới trình xác định Đồng - theo phương pháp trắc quang Tìm hiểu phương pháp xác định Đồng đất Trong trình tìm hiểu tài liệu, thời gian nhận thức hạn chế nên niên luận em nhiều thiếu sót Em mong bảo toàn thể thầy, cô khoa Kỹ thuật phân tích trường Đại Học Công Nghiệp Việt Trì, để niên luận em hoàn thiện 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Thúc Bình, Trần Tứ Hiếu, Phạm Luận (1996) “ Xác định trắc quang Cu, Ni, Mn, Zn… hỗn hợp Pyridin-azo-naphtol(PAN)” Tạp chí Phân tích Hóa, Lý Sinh Học, tập 1, số (3+4) Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyễn Xuân Trung, Nguyễn Văn Ri (2003), “các phương pháp phân tích công cụ”, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Trần Tứ Hiếu (2003) “ phân tích trắc quang phổ hấp thụ UV – VIS”, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Từ Duy Liêm (2001) “cơ sở Matlab ứng dụng”, NXB Khoa học kỹ thuật Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Cự, Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Trần Cẩm Vân (2003) “đất môi trường”, NXB giáo dục Lê Đức Ngọc (2007), “ Bài giảng xử lí số liệu kế hoạch hóa thực nghiệm” Đại học Khoa Học Tự Nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội Hoàng Nhâm (2000) “Hóa học vô cơ”, NXB Giáo dục, tập 36 [...]... dịch xác định, dựa vào phương trình đường chuẩn để suy ra nồng độ của Cu 2+ trong dung dịch Phương pháp này cho phép xác định trực tiếp Cu 2+ trong khoảng nồng độ từ 5.10-6 M – 10-1 M 2.6 Phương pháp trắc quang Nguyên tắc Nguyên tắc của phương pháp trắc quang (phương pháp phổ phân tử UV VIS) dựa trên việc đo độ hấp phụ ánh sáng của một dung dịch phức tạo thành giữa ion cần xác định với thuốc thử trong. .. được các tài liệu về xác định hàm lượng Đồng trong đất Tìm hiểu việc khảo sát các điều kiện ảnh hưởng tới quá trình xác định Đồng - theo phương pháp trắc quang Tìm hiểu được các phương pháp xác định Đồng trong đất Trong quá trình tìm hiểu tài liệu, vì thời gian và nhận thức còn hạn chế nên bài niên luận của em còn nhiều thiếu sót Em mong được sự chỉ bảo của toàn thể các thầy, cô trong khoa Kỹ thuật... với nồng độ đồng trong dung dịch Các đại lượng đặc trương cho Cu2+ là thế bán sóng (E1/2) trong phương pháp cực phổ cổ điển hoặc thế đỉnh (Ep) trong phương pháp cực phổ xung vi phân… thay đổi tùy theo nền sử dụng, tuy nhiên giá trị này thường dao động trong khoảng 0 đến -0,4 V Phương pháp cực phổ cổ điển cho phép xác định trực tiếp nồng độ đồng trong khoảng 10-6 M trở lên trong khi phương pháp cực phổ... thử Pb(DDC) 2 và chiết lại Thêm vào phễu chiết một ít CHCl3 nữa để lấy hết phần chiết còn lại ở cuống phễu và cho chảy vào bình định mức đựng dịch chiết, định mức bằng clorofom và lắc đều Đo mật độ quang của dung dịch thu được trên máy quang phổ UV-VIS so sánh với dung dịch thuốc thử ở bước sóng λ = 436 nm IV: CÁC ĐIỂU KIỆN THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ĐỔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG 4.1 Sự tạo... quặng đa kim Đồng thời đây cũng là một phương pháp để xác định độ phát hiện của một phương pháp phân tích D D Cx C 0 Hình 2: Dạng đồ thị thêm chuẩn II: PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU VÀ XỬ LÝ MẪU Trong thực tế phân tích, hàm lượng các chất có trong mẫu đặc biệt là hàm lượng các ion kim loại nặng trong đất thường rất nhỏ, nằm dưới giới hạn phát hiện của các công cụ phân tích Vì vậy, trước khi xác định chúng thì... với số nguyên tử đồng và gián tiếp tỉ lệ với hàm lượng Cu2+ có trong mẫu Nếu nguồn nguyên tử hóa là ngọn lửa sử dụng hỗn hợp không khí axetylen, phương pháp cho phép xác định trực tiếp Cu 2+ đến nồng độ 0,1mg/l với giới hạn phát hiện là 0,01mg/l Với hệ thống nguyên tử hóa sử dụng lò graphit, giới hạn xác định của phương pháp là 1µg/l 2.4 Phương pháp cực phổ Nguyên tắc: Trong phương pháp này thế của... thật theo phương pháp đường chuẩn và kiểm tra lại bằng phương pháp thêm chuẩn 1.3.1 Phương pháp đường chuẩn Nguyên tắc của phương pháp này là dựa vào phương trình cơ bản của phép đo D = K.C và một dãy mẫu đầu để dựng một đường chuẩn, sau đó nhờ đường chuẩn này mà giá trị Dx để xác định nồng độ Cx của nguyên tố cần phân tích trong mẫu đo độ hấp thụ quang, rồi từ đo tính được nồng độ của nó trong mẫu... vàng tan trong dung môi hữu cơ như clorofom, không tan trong nước Để xác định Cu2 + bằng phương pháp trắc quang có thể dùng NaDDC làm thuốc thử hoặc chuyển NaDDC thành phức Pb(DDC)2 bằng phản ứng trao đổi và dùng Pb(DDC)2 làm thuốc thử Phức của Cu2 + được tạo thành do Cu2 + đã thay thế Pb2+ trong Pb(DDC)2 Phức đồng bền hơn phức chì, nên đồng đẩy được chì ra khỏi phức của nó Cu(DDC)2 tan rất tốt trong. .. dịch nhất định chứa trong một loại cuvet nhất định thì ε, l là cố định Do vậy D = KC cho biết sự phụ thuộc tuyến tính giữa mật độ quang và nồng độ của dung dịch, đây chính là cơ sở của phương pháp phân tích định lượng 1.2 Nguyên tắc Xử lý mẫu bằng phương pháp thích hợp Cho ion Cu 2+ tạo phức với thuốc thử Pb(DDC)2 trong môi trường có chất hoạt động bề mặt và ở pH thích hợp tạo thành phức đồng – DDC... độ hấp thụ quang hầu như không thay đổi Như vậy việc chọn HC1 6N làm chất che là thích hợp cho việc xác định Cu 2+ bằng thuốc thử Pb(DDC)2 trong CHCl3 4.6 Khảo sát khoảng tuyến tính – xây dựng đường chuẩn xác định Cu2+ bằng phương pháp trắc quang Chuẩn bị một dãy dung dịch Cu2 + với hàm lượng tăng dần từ 0,05 ÷ 6ppm Điểu chỉnh pH của các dung dịch này tới pH = 4 nhờ máy pH meter Tiến hành chiết như ... Cẩm Thúy giúp chúng em hoàn thành niên luận Trong trình thực trình bày niên luận tránh khỏi sai sót hạn chế, em mong nhận đóng góp ý kiến thầy, cô giáo để niên luận em hoàn thiện Kính chúc quý... thời gian nhận thức hạn chế nên niên luận em nhiều thiếu sót Em mong bảo toàn thể thầy, cô khoa Kỹ thuật phân tích trường Đại Học Công Nghiệp Việt Trì, để niên luận em hoàn thiện 35 TÀI LIỆU THAM... lượng nguyên tố gây tác hại không nhỏ Vì vậy, việc xác định đồng cần thiết Như em chọn đề tài niên luận: “ Xác định hàm lượng Đồng đất phương pháp trắc quang” Phần I: TỔNG QUAN I.Giới thiệu nguyên