Nghiên cứu phương pháp trắc quang xác định asen bằng thuốc thử safranine (tóm tắt)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN BẢN TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG XÁC ĐỊNH ASEN BẰNG THUỐC THỬ SAFRANINE Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Trần Tứ Hiếu Học viên : Nguyễn Lê Thanh Vân Hà Nội- 2012 MỞ ĐẦU Asen nguyên tố vi lượng cần thiết trình sinh trưởng phát triển động thực vật Asen sử dụng rộng rãi kỹ thuật đời sống công nghiệp nhuộm, thuốc trừ sâu, dược liệu, …Tuy nhiên hàm lượng cao, asen gây tác hại to lớn hệ sinh thái Asen cản trở trình quang hợp cây, gây tượng rụng thực vật Asen độc hại người động vật Khi xâm nhập vào thể asen gây hàng loạt chứng bệnh nguy hiểm bệnh dày, rối loạn chức gan, hội chứng đen da ung thư da,…[9] Độc tính asen khác nhau, asen (III) độc gấp 50 lần asen (V), asen dạng vô độc dạng hữu Do hàm lượng asen môi trường quy định nồng độ thấp Giới hạn cho phép asen nước sinh hoạt theo tiêu chuẩn tổ chức y tế giới 0,01 mg/l, theo tiêu chuẩn VN 5502 – 2003 0,01mg/l [8] Ở số khu vực giới, nước ngầm có hàm lượng asen cao lớp trầm tích có cấu trúc, thành phần hóa học thuận lợi cho việc hòa tan asen từ đất nước Hiện tượng phát khu vực đồng châu thổ thấp trũng, xảy lụt lội hàng năm, dòng chảy thủy văn chậm, lớp bồi tích trẻ thiếu oxy (mang tính khử) thuận lợi cho việc giải phóng asen từ đất nước Ô nhiễm asen nước ngầm dùng cho sinh hoạt tưới tiêu phát khoảng 20 năm qua Bangladet, Ấn độ, Trung quốc, Việt nam, Campuchia, Achentina, Chile, [18]… Ở Việt nam, ô nhiễm asen phát nhiều nơi Hà Nội, Hà Nam, Hải Dương, Phú Thọ, Cà Mau,… Nhiều nghiên cứu ô nhiễm asen nước giếng khoan Việt Nam tiến hành năm vừa qua Trong số phương pháp phân tích phương pháp động học – trắc quang, phương pháp phổ khối plasma cảm ứng cao tần (ICP - MS), phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), nhiều phương pháp khác phương pháp trắc quang phương pháp quan tâm nghiên cứu để xác định asen phương pháp có độ nhạy độ xác cao, quy trình phân tích đơn giản không tốn nhiều hoá chất không đòi hỏi trang thiết bị đắt tiền Vì vậy, để đóng góp vào việc phát triển ứng dụng phương pháp với đối tượng nghiên cứu nước ngầm chọn đề tài: “ Nghiên cứu phương pháp trắc quang xác định asen thuốc thử Safranine” CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung asen 1.1.1 Các dạng tồn tính chất lý hóa học asen (As) 1.1.1.1 Các dạng tồn asen Tùy theo điều kiện môi trường mà asen tồn nhiều trạng thái oxi hóa khác nhau: -3, 0, +3,+5 Trong nước tự nhiên, asen tồn chủ yếu dạng hợp chất vô asenat [As(V)], asenit [As(III)] As(V) dạng tồn chủ yếu asen nước bề mặt As(III) dạng chủ yếu asen nước ngầm Dạng As(V) hay arsenate gồm AsO43-, HAsO42-, H2AsO4-, H3AsO4; dạng As(III) hay arsenit gồm H3AsO3, H2AsO3-, HAsO32- AsO33- Asen tồn nhiều dạng hợp chất hữu như: metylasen, đimetylasen Các dạng tồn asen nước phụ thuộc vào pH oxi hoá khử Eh môi trường 1.1.1.2 Tính chất vật lý Asen nguyên tố có vài dạng thù hình dạng kim loại không kim loại Asen tồn dạng Asα: dạng bền, tương đối cứng giòn; Asβ: dạng vô định hình, giòn; Asγ: gồm nhiều phân tử As4 giả bền, mềm sáp, dễ tan dung môi CS2 As4 dạng không kim loại, nhiệt độ thường tác dụng ánh sáng chuyển sang dạng kim loại Về tính chất vật lý Asen mang tính chất kim loại 1.1.1.3 Tính chất hóa học Về mặt tính chất hóa học hợp chất Asen giống tính chất số phi kim • Tính chất hóa học Asen hóa trị (III) [4,7,23] Chủ yếu As(III) tồn dạng hợp chất như: As 2O3, As2S3, AsCl3, AsO33-, H2AsO3… * As2O3: Là oxit màu trắng hay gọi asen trắng, tan nước (1,7g 100g H2O) 15oC dung dịch bão hòa chứa khoảng 1,5% As2O3 Khi tan nước tạo thành axit asenơ As2O3 + 3H2O → 2As(OH)3 As(OH)3 ≡ H3AsO3 chất lưỡng tính tính axit trội As2O3 + 4NaOH → 2NaHAsO3 + H2O Khi đun nóng, As2O3 bị C,H2 khử dễ dàng sinh kim loại As2O3 + 6H2 → 2As + 3H2O As2O3 (As4O6) thể tính khử tác dụng với O 3, H2O2, FeCl3, K2CrO7, HNO3 ta có: 3As4O6 + 8HNO3 + 14H2O → 12H3AsO4 + 8NO↑ As2O3 tác dụng với kim loại môi trường axit As2O3 + 6Zn + 12HCl → 6ZnCl2 +2AsH3 + H2O Phản ứng ứng dụng phân tích định lượng * Phản ứng hóa học AsO33H3AsO3 không điều chế dạng tự mà tồn dung dịch nước Khi có cân bằng: H3AsO3 ↔ H2O + HAsO2 Kpl = 6.10-10 cân chuyển dịch mạnh phía phải * Tác dụng với Na2S (NH4)2S Các sunfua kim loại kiềm sunfua amoni không tạo kết tủa sunfua với dung dịch axit H3AsO3 trực tiếp mà tạo muối thio tan H3AsO3 + 3Na2S → Na3AsS3 + 3N aOH H3AsO3 + 3(NH4)2S → (NH4)3AsS3 + 3NH4OH Nhưng tác dụng AsO33- Na2S môi trường axit HCl 6N tạo kết tủa vàng 2AsO33- + 12H+ + 3Na2S → As2S3↓ + 6H2O + 6Na+ (vàng) Có thể tách kết tủa * Tác dụng với H2S Tác dụng với H2S môi trường axit cho kết tủa màu vàng: 2H3AsO3 + 6HCl → 2AsCl3 + 6H2O 2AsCl3 + 3H2S → As2S3↓ + 6HCl * Tác dụng với AgNO3 AsO33- + 3Ag+ → Ag3AsO3↓ vàng Ag3AsO3↓ + 6NH4OH → 3[Ag(NH3)2]+ + AsO33- + 6H2O * Tác dụng với dung dịch CuSO4 Dung dịch CuSO4 tác dụng với H3AsO3 có mặt xút ăn da cho kết tủa màu vàng lục hyđroasenit đồng H3AsO3 + CuSO4 → CuHAsO3↓ + H2SO4 NaOH hòa tan kết tủa dung dịch có màu xanh tím NaOH + CuHAsO3 → CuNaAsO3 + H2O Phản ứng dùng phân tích định tính * Tác dụng với Cr2O72- môi trường axit 3AsO33- + Cr2O72- + 8H+ → 3AsO43- + 2Cr3+ + 4H2O * Tác dụng với I2 Phản ứng môi trường NaHCO3 pH = AsO33- + I2 + H2O → AsO43- +2I- + 2H+ Phản ứng áp dụng phân tích định lượng định tính 1.1.2 Độc tính asen tích lũy thể người Asen chất độc mạnh có khả gây ung thư cao, liều LD50 người – mg/kg trọng lượng thể Tuy nhiên, tùy thuộc vào trạng thái oxi hóa asen mà asen thể tính độc khác Cả As(III) As(V) chất độc, hợp chất asen vô độc so với asen hữu [1] Tính độc asen theo thứ tự: AsH3>asenit> asenat > monomethyl arsenoic axit (MMAA) > dimethyl arsenic axit (DMAA) Có khoảng 60 – 70% asen vô vào thể giải phóng đường nước tiểu dạng DMAA MMAA [26,28] Sự phơi nhiễm asen vô xảy thể thông qua đường hít khí bụi công nghiệp trình chuyển hóa qua đường thức ăn nước uống Sự phơi nhiễm asen hữu xảy chủ yếu thông qua chuỗi thức ăn Nếu ngày hít lượng bụi asen từ 0,1 ÷ µg/ngày thể hấp thụ lượng thức ăn có hàm lượng asen khoảng từ ÷ 330 µg/ngày sau vào thể có khoảng 80 ÷ 100% lượng asen hấp thụ qua dày phổi; 50 ÷ 70% asen tiết qua đường nước tiểu lượng nhỏ hấp phụ qua đường tóc, móng tay, móng chân [28] Ung thư da độc tính phổ biến asen Với vùng có hàm lượng asen nước sinh hoạt < 300 µg/l, trung bình (300 – 600 µg/l), cao (>600 µg/l) tỷ lệ ung thư da tương ứng 2,6/1000; 10,1/1000 24,1/1000 [29] 1.1.3.Ô nhiễm asen nước ngầm giới Việt Nam 1.1.3.1 Ô nhiễm Asen giới Hiện giới có hàng chục triệu người bị bệnh đen rụng móng chân, sừng hoá da, ung thư da… sử dụng nguồn nước sinh hoạt có nồng độ asen cao Nhiều nước phát hàm lượng asen cao nguồn nước sinh hoạt Canada, Alaska, Chile, Arhentina, Trung Quốc, India, Thái Lan, Bangladesh Bảng 1.1: Hàm lượng asen vùng khác giới 1.1.3.2 Ô nhiễm asen Việt Nam Ở đồng sông Cửu Long phát nhiều giếng khoan có hàm lượng asen cao nằm Đồng Tháp An Giang Sự ô nhiễm asen miền Bắc phổ biến cao miền Nam Qua điều tra cho thấy 1/4 số hộ gia đình sử dụng trực tiếp nước ngầm không qua xử lý ngoại thành Hà Nội bị ô nhiễm asen, tập trung nhiều phía Nam thành phố (20,6%), huyện Thanh Trì (41%) Gia Lâm (18,5%) Điều nguy hiểm asen không gây mùi khó chịu có mặt nước hàm lượng gây chết người nên không phân tích mẫu mà cảm quan phát tồn asen Bởi nhà khoa học gọi asen “sát thủ vô hình’’ Hiện có khoảng 13,5% dân số Việt Nam (1015 triệu người sử dụng nước ăn từ giếng khoan nên dễ bị nhiễm asen) 1.2 Một số phương pháp xác định Asen 1.2.1 Phương pháp phân tích đo quang phân tử 1.2.1.1 Phương pháp đo quang với bạc dietyl đithiocacbamat 1.2.1.2 Phương pháp xanh molipden 1.2.1.3 Đo quang xác định asen sau hấp thụ asin hỗn hợp AgNO3-PVA-C2H5OH 1.2.1.4 Phương pháp xác định asen thuốc thử Leuco crystal violet (LCV) 1.2.1.5 Phương pháp động học xúc tác 1.2.1.6 Xác định lượng vết As(III) phương pháp động học- trắc quang dựa ảnh hưởng ức chế phản ứng kalibromua kalibromat môi trường axit 1.2.1.7 Xác định As(III) dựa hệ Ce(IV)/Ce(III) 1.2.1.8 Phương pháp quang phổ hấp phụ nguyên tử (AAS) 1.2.2 Phương pháp huỳnh quang 1.2.2.1 Xác định As(III) thuốc thử fluorescein 1.2.2.2 Phương pháp dòng chảy - huỳnh quang xác định axit dimethyl arsinic(DMAA) thuốc diệt cỏ sử dụng phản ứng quang hóa trực tiếp 1.2.2.3 Xác định Asen phương pháp huỳnh quang phân tử với hệ thuốc thử murexit – Cr(VI) 1.2.2.4 Phương pháp biosensor sử dụng vi khuẩn thị CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 2.1 Mục tiêu, nội dung phương pháp nghiên cứu 2.1.1 Nguyên tắc phương pháp trắc quang xác định hàm lượng asen Safranin Sự làm màu safranin có mặt iodate môi trường axit xảy theo chế sau [21]: + As(III) phản ứng với KIO môi trường axit để giải phóng I2 theo phản ứng: 2AsO2- + 2IO3- + 2H+ → 2AsO3- +I2 + 4H2O + I2 sinh oxi hóa làm màu thuốc thử safranin tạo sản phẩm không màu: Màu đỏ không màu Vì vậy, cách theo dõi giảm độ hấp thụ quang Safranin theo nồng độ As(III) định lượng As(III) mẫu theo phương pháp thời gian ấn định phương pháp tgα 2.1.2 Nội dung nghiên cứu Nội dung nghiên cứu luận văn gồm: - Tối ưu hóa điều kiện phép xác định gồm nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố sau đến phản ứng thị: + Phổ hấp thụ dung dịch chất màu chọn cực đại hấp thụ để đo độ hấp thụ quang + Ảnh hưởng thời gian phản ứng Theo dõi biến thiên tốc độ phản ứng để chọn phương pháp tgα hay phương pháp thời gian ấn định + Ảnh hưởng nồng độ đầu tác nhân phản ứng KIO3, Safranine đến tốc độ phản ứng + Ảnh hưởng môi trường phản ứng - Nghiên cứu ảnh hưởng ion lạ đến phép xác định - Đánh giá phương pháp phân tích : gồm khảo sát giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng, khoảng tuyến tính; đánh giá độ chụm độ xác phương pháp phân tích, tính hiệu suất thu hồi phương pháp phân tích - Xây dựng qui trình phân tích ứng dụng phân tích mẫu thực tế 2.2 Hóa chất, dụng cụ, thiết bị 2.2.1 Dụng cụ, thiết bị * Bình định mức thủy tinh loại A có dung tích 25, 50, 100, 250, 500 ml * Cốc thuỷ tinh chịu nhiệt dung tích 100, 250 ml * Bình nón dung tích 250 ml, buret 25 ml * Các loại pipet chia vạch: 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2; 5; 10; 25 ml * Máy trắc quang UV - VIS 1601 PC - Shimadzu (Nhật Bản), bước sóng làm việc tử 190- 900 nm , cuvet thủy tinh chiều dày l = 1cm 10 * Cân phân tích Scientech SA 210 độ xác 0,0001g * Máy điều nhiệt * Đồng hồ bấm * Máy đo pH 2.2.2 Hóa chất Các hóa chất cần dùng loại tinh khiết phân tích (p.a tinh khiết thuốc thử (p.R.) Các dung dịch pha chế nước cất hai lần Pha dung dịch tiêu chuẩn: + Pha 100,00 ml As(III) 1000ppm từ từ As2O3 tinh thể Cân xác 0,1320 gam As 2O3 tinh thể cân phân tích, hòa tan lượng cân dung dịch NaOH loãng, sau đun nóng dung dịch cho As2O3 tan hết, chuyển vào bình định mức 100,00 ml, tráng rửa cốc cân vài lần nước cất hai lần chuyển vào bình định mức trên, thêm nước cất tới vạch mức, sóc trộn dung dịch ta 100,00 ml dung dịch As(III) 1000ppm + Pha 100,0 ml dung dịch Safranine 0,02 % Cân 0,02 gam Safranine, hòa tan nước cất tới thể tích 100 ml, khuấy ta 100,0 ml dung dịch Safranine 0,02 % + Pha 500,0 ml dung dịch HCl 1M Đong khoảng 42,0 ml dung dịch HCl đặc 37% chuyển vào bình chứa có dung tích 500 ml có chứa sẵn 1/3 nước cất, thêm nước cất tới thể tích 500,0 ml, khuấy ta 500,0 ml dung dịch HCl 1M + Pha 250,0 ml dung dịch KIO3 2% Cân gam tinh thể KIO3, hòa tan nước cất tới thể tích 250,0 ml, khuấy ta 250,0 ml dung dịch KIO3 2% 11 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Nghiên cứu phương pháp xác định As (III) dựa hệ phản ứng oxi hóa khử As(III), KIO3 Safranin 3.1.1 Nghiên cứu chọn điều kiện tối ưu phản ứng thị 3.1.1.1 Phổ hấp thụ sản phẩm phản ứng thị Hình 3.1: Phổ hấp thụ quang dung dịch Safranine có mặt As(III), KIO3, HCl (Nồng độ cuối tác nhân dung dịch là: Safranine 0,0012%, KIO3 0,2%, HCl 0,1M) Đường 1: Phổ hấp thụ dung dịch có Safranine, KIO3, HCl Đường 2: Phổ hấp thụ dung dịch có As(III) 5ppm,Safranine, KIO3, HCl Đường 3: Phổ hấp thụ dung dịch có As(III) 10ppm, Safranine, KIO3, HCl Safranine thuốc thử có màu đỏ, có bước sóng hấp thụ cực đại bước sóng λ = 519 nm môi trường axit mạnh (đường 1) Khi giữ nguyên nồng độ KIO3 2% cho thêm As (III) với nồng độ khác 5,0 ppm (đường 2), As (III) 10,0 ppm (đường 3) thực 12 nghiệm cho thấy, tăng nồng độ As (III) độ hấp thụ quang A dung dịch phản ứng giảm mà không làm chuyển dịch cực đại Điều chứng tỏ có As(III) nồng độ As(III) lớn phản ứng As(III) KIO3 môi trường axit xảy triệt để, giải phóng nhiều I2 I2 oxi hóa safranin tạo sản phẩm không màu Do thí nghiệm chọn bước sóng λ = 519 nm để khảo sát 3.1.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian phản ứng Hình 3.2: Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang theo thời gian (Nồng độ cuối tác nhân dung dịch là: Safranine 0,0012%, KIO3 0,2%, HCl 0,1M) Đường 1: Dung dịch phân tích có KIO3, HCl, Safranine Đường 2: Dung dịch phân tích có As(III) 5ppm, KIO 3, HCl, Safranine Đường 3: Dung dịch phân tích có As(III) 10ppm, KIO 3, HCl, Safranine Từ đồ thị khảo sát thời gian ta thấy mặt As(III) độ hấp thụ quang dung dịch phân tích không thay đổi theo thời gian Khi có mặt As (III) độ hấp thụ quang dung dịch phân 13 tích giảm so với mặt As (III) không thay đổi theo thời gian Nồng độ As (III) cao độ hấp thụ quang dung dịch phân tích giảm, có nghĩa nồng độ As(III) cao phản ứng với KIO3 môi trường axit giải phóng nhiều I2, cường độ màu thuốc thử safranin bị giảm 3.1.1.3 Ảnh hưởng nồng độ KIO3 Hình 3.3: Ảnh hưởng nồng độ KIO3 đến độ hấp thụ quang dung dịch Anền độ hấp thụ quang dung dịch phân tích có KIO 3, HCl, Safranine Amẫu độ hấp thụ quang dung dịch phân tích có As(III), KIO3, HCl, Safranine Chọn nồng độ KIO3 0,16 % để khảo sát thí nghiệm 3.1.1.4 Ảnh hưởng nồng độ thuốc thử Safranine: 14 Hình 3.4: Ảnh hưởng nồng độ Safranine đến độ hấp thụ quang dung dịch Nồng độ cuối Safranine chọn cho thí nghiệm 1,2 x10-3 % 3.1.1.5 Ảnh hưởng nồng độ HCl: Hình 3.5: Ảnh hưởng nồng độ HCl đến độ hấp thụ quang dung dịch 15 Nồng độ HCl chọn cho thí nghiệm 0,08 M Như sau khảo sát chọn nồng độ chất tiến hành phân tích là: KIO3 0,16%; Safranin 1,2x10 -3 % HCl 0,08M 3.1.2 Đánh giá phương pháp phân tích 3.1.2.1 Độ chọn lọc phương pháp phân tích Phép xác định As(III) bị ảnh hưởng có mặt ion cản nồng độ chúng gấp As(III) sau: 50 lần với ion Fe3+; 100 lần với ion Cu2+; Ba2+ không bị ảnh hưởng khoảng nồng độ khảo sát; 10 lần với ion Zn2+; lần với ion NO3- ; lần với ion SO42-và 150 lần với ion Ca2+ Tuy nhiên, mẫu nước ngầm hàm lượng ion không bị ảnh hưởng 3.1.2.2 Khảo sát khoảng tuyến tính Hình 3.7: Đường chuẩn xác định As (III) Tính giới hạn phát giới hạn định lượng + Giới hạn phát (LOD): LOD = 0.01 (ppm) + Giới hạn định lượng (LOQ): 16 LOQ = 0,05(ppm) Như vậy, khoảng tuyến tính xác định Se(IV) 0,05 ÷ 8,00 ppm 3.1.2.3 Đánh giá độ xác (độ đúng, độ chụm ) phương pháp Mẫu thật (mẫu nước ngầm số 8) Hình 3.8 : Đường thêm chuẩn xác định As(III) mẫu nước ngầm số Từ hình ta có nồng độ As(III) là: X1 = 0,011 (ppm) Tương ứng với hàm lượng A(III) mẫu nước ngầm số là: 0,055 μg/ml • Khi thêm lượng As(III) chuẩn vào mẫu nước ngầm số 17 Bảng 3.13: Đánh giá độ lặp lại phương pháp A 0,946 0,946 0,946 0,946 A mẫu 0,709 0,714 0,712 0,701 ΔA 0,237 0,232 0,234 0,245 Hàm lượng As(III) phát 4,04 3,96 3,99 4,18 (X2) X2 – X1 3,93 3,85 3,88 4,07 x (ppm) As(III) 4,0ppm As(III) 6,0ppm Độ lệch chuẩn S Hệ số biến thiên CV (%) Sai số tương đối ε (%) ttính A A mẫu ΔA Hàm lượng As(III) phát (X3) X3 – X1 x (ppm) Độ lệch chuẩn S Hệ số biến thiên CV (%) Sai số tương đối ε (%) ttính 0,946 0,721 0,225 3,85 3,74 3,89 0,121 3,11 2,75 0,946 0,601 0,345 0,946 0,594 0,352 0,91 0,946 0,582 0,364 0,946 0,594 0,352 0,946 0,580 0,366 5,83 5,95 6,14 5,95 6,18 5,72 5,84 6,03 5,90 5,84 6,07 0,146 2,47 2,50 0,685 18 Kiểm tra sai khác giá trị trung bình tìm giá trị thực theo chuẩn student (t) độ tin cậy thống kê 95% bậc tự f= (tbảng = 2,571), thấy hai mức nồng độ As(III) (4,0 ppm 6,0 ppm) có t tính < tbảng, nghĩa độ tin cậy thống kê ttính nhỏ độ tin cậy thống kê t bảng Điều có nghĩa khác giá trị trung bình giá trị thực không đáng tin cậy, nói cách khác phương pháp có độ chấp nhận Hệ số biến thiên (CV%) xác định mẫu giả mẫu thật hai mức nồng độ 5% chứng tỏ phương pháp có độ chụm tốt 3.2 Phân tích mẫu thực tế 3.2.1 Xác định hàm lượng As(III) mẫu nước ngầm Bảng3.14 : Thông tin mẫu nước ngầm Stt Tên mẫu N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 Địa điểm lấy mẫu Phạm Thị Duyên - Khu - Đoan Hạ - Thanh Thủy Phan Đình Tuấn – Khu 10 – Thạch Sơn – LâmThao UBND – Khu 10 - Hiền Quan – Tam Nông Trần Sỹ Hải - Khu - Đoan Hạ Thanh Thủy Nguyễn Thị Sách - Khu 10 – Thạch Sơn – Lâm Thao Hà Đức Liêm - Khu - Điêu Lương - Cẩm Khê Lê Thị Hạt - Khu - Đoan Hạ Thanh Thủy Nguyễn Xuân Hợp - Khu Đoan Hạ - Thanh Thủy 19 Ngày lấy mẫu Độ sâu giếng (m) 9/7/2011 30 11/7/2011 10 10/7/2011 12 9/7/2011 30 11/7/2011 10 10/7/2011 9/7/2011 36 9/7/2011 10 Mẫu nước ngầm số (N1): Hình3.9 : Đường thêm chuẩn xác định As(III) mẫu nước ngầm số Hàm lượng A(III) mẫu nước ngầm số là: 0,11 μg/ml Mẫu nước ngầm số (N2): Tương tự mẫu nước ngầm N1 có kết sau: Hàm lượng A(III) mẫu nước ngầm số là: 0,018 μg/ml Mẫu nước ngầm số (N3): Hàm lượng A(III) mẫu nước ngầm số là: 0,03 μg/ml Mẫu nước ngầm số (N4): Hàm lượng A(III) mẫu nước ngầm số là: 0,02 μg/ml Mẫu nước ngầm số (N5): Hàm lượng As(III) mẫu nước ngầm số là: 0,01 μg/ml Mẫu nước ngầm số (N6): Hàm lượng As(III) mẫu nước ngầm số là: 0,05 μg/ml Mẫu nước ngầm số (N7): Hàm lượng As(III) mẫu nước ngầm số là: 0,10 μg/ml Mẫu nước ngầm số (N8): Hàm lượng As(III) mẫu nước ngầm số là: 0,055 μg/ml 20 KẾT LUẬN Với mục đích đặt cho luận văn xác định hàm lượng Asen mẫu môi trường (nước ngầm) phương pháp trắc quang với thuốc thử Safranin, tham khảo tài liệu tiến hành khảo sát thí nghiệm để lựa chọn điều kiện thích hợp tiến hành phân tích mẫu thực tế kết thu sau: Đã khảo sát điều kiện tối ưu phản ứng thị để xác định As(III) dựa tác dụng xúc tác với phản ứng axit hydrochloric, Kali iodate Safranin Nồng độ cuối tác nhân phản ứng KIO3, Safranin, HCl 0,16 %; 1,2x10-3 %; 0,08M Nồng độ As(III) xác định dựa việc theo dõi biến thiên độ hấp thụ quang Safranin theo phương pháp tgα sau thêm tác nhân phản ứng xây dựng độ thị chuẩn hiệu số độ hấp thụ quang (y) có As(III) theo nồng độ As(III) Phương trình hồi quy dạng y = (- 0,0076 ± 0,00497) + (0,06048 ± 0,00104) × C As(III) LOD LOQ phương pháp 0,01 0,05 ppm Khoảng tuyến tính xây dựng đường chuẩn 0,05 – ppm Phép xác định As(III) bị ảnh hưởng có mặt ion cản nồng độ chúng gấp As(III) sau: 50 lần với ion Fe3+; 100 lần với ion Cu2+; Ba2+ không bị ảnh hưởng khoảng nồng độ khảo sát; 10 lần với ion Zn 2+; lần với ion NO3- ; lần với ion SO42-và 150 lần với ion Ca 2+ Tuy nhiên, mẫu nước ngầm hàm lượng ion không bị ảnh hưởng Phương pháp có độ xác cao, độ lặp lại phương pháp CV = 3,11% 2,47% ứng với nồng độ As(III) thêm vào mẫu nước ngầm số 4,0ppm 6,0ppm 21 Phương pháp nghiên cứu ứng dụng để phân tích mẫu thực tế xác định hàm lượng As(III) số mẫu nước ngầm thu hàm lượng As(III) mẫu phân tích cụ thể 0,11 µ g/ml (với mẫu nước ngầm số 1); 0,018 µ g/ml (với mẫu nước ngầm số 2); 0,03 µ g/ml (với mẫu nước ngầm số 3); 0,02 µ g/ml (với mẫu nước ngầm số 4); 0,01 µ g/ml (với mẫu nước ngầm số 5); 0,05 µ g/ml (với mẫu nước ngầm số 6); 0,10 µ g/ml (với mẫu nước ngầm số 7); 0,055 µ g/ml (với mẫu nước ngầm số 8) 22 [...]... độ đầu các tác nhân phản ứng như KIO3, Safranine đến tốc độ phản ứng + Ảnh hưởng của môi trường phản ứng - Nghiên cứu ảnh hưởng của các ion lạ đến phép xác định - Đánh giá phương pháp phân tích : gồm khảo sát giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng, khoảng tuyến tính; đánh giá độ chụm và độ chính xác của phương pháp phân tích, tính hiệu suất thu hồi của phương pháp phân tích - Xây dựng qui trình phân...Nội dung nghiên cứu của luận văn gồm: - Tối ưu hóa các điều kiện của phép xác định gồm nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố sau đến phản ứng chỉ thị: + Phổ hấp thụ của dung dịch chất màu và chọn cực đại hấp thụ để đo độ hấp thụ quang + Ảnh hưởng của thời gian phản ứng Theo dõi biến thiên tốc độ phản ứng để chọn phương pháp tgα hay phương pháp thời gian ấn định + Ảnh hưởng của nồng độ... đích đặt ra cho luận văn là xác định hàm lượng Asen trong mẫu môi trường (nước ngầm) bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử Safranin, chúng tôi đã tham khảo các tài liệu và tiến hành khảo sát các thí nghiệm để lựa chọn các điều kiện thích hợp rồi tiến hành phân tích mẫu thực tế kết quả thu được như sau: 1 Đã khảo sát được các điều kiện tối ưu của phản ứng chỉ thị để xác định As(III) dựa trên tác dụng... thụ quang của dung dịch Anền là độ hấp thụ quang của dung dịch phân tích khi có KIO 3, HCl, Safranine Amẫu là độ hấp thụ quang của dung dịch phân tích khi có As(III), KIO3, HCl, Safranine Chọn nồng độ KIO3 là 0,16 % để khảo sát các thí nghiệm tiếp theo 3.1.1.4 Ảnh hưởng của nồng độ thuốc thử Safranine: 14 Hình 3.4: Ảnh hưởng của nồng độ Safranine đến độ hấp thụ quang của dung dịch Nồng độ cuối của Safranine. .. tính Hình 3.7: Đường chuẩn xác định As (III) Tính giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng + Giới hạn phát hiện (LOD): LOD = 0.01 (ppm) + Giới hạn định lượng (LOQ): 16 LOQ = 0,05(ppm) Như vậy, khoảng tuyến tính khi xác định Se(IV) là 0,05 ÷ 8,00 ppm 3.1.2.3 Đánh giá độ chính xác (độ đúng, độ chụm ) của phương pháp Mẫu thật (mẫu nước ngầm số 8) Hình 3.8 : Đường thêm chuẩn xác định As(III) trong mẫu nước... KIO3, hòa tan bằng nước cất tới thể tích 250,0 ml, khuấy đều ta được 250,0 ml dung dịch KIO3 2% 11 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Nghiên cứu phương pháp xác định As (III) dựa trên hệ phản ứng oxi hóa khử As(III), KIO3 và Safranin 3.1.1 Nghiên cứu chọn điều kiện tối ưu của phản ứng chỉ thị 3.1.1.1 Phổ hấp thụ của sản phẩm phản ứng chỉ thị Hình 3.1: Phổ hấp thụ quang của dung dịch Safranine khi có... 0,08M Nồng độ As(III) được xác định dựa trên việc theo dõi biến thiên độ hấp thụ quang của Safranin theo phương pháp tgα sau khi thêm các tác nhân phản ứng và xây dựng độ thị chuẩn giữa hiệu số độ hấp thụ quang (y) khi không có và khi có As(III) theo nồng độ As(III) Phương trình hồi quy dạng y = (- 0,0076 ± 0,00497) + (0,06048 ± 0,00104) × C As(III) LOD và LOQ của phương pháp lần lượt là 0,01 và 0,05... nghĩa là sự khác nhau giữa giá trị trung bình và giá trị thực là không đáng tin cậy, nói cách khác phương pháp có độ đúng chấp nhận được Hệ số biến thiên (CV%) khi xác định mẫu giả trên nền mẫu thật ở hai mức nồng độ này đều dưới 5% chứng tỏ phương pháp có độ chụm tốt 3.2 Phân tích mẫu thực tế 3.2.1 Xác định hàm lượng As(III) trong mẫu nước ngầm Bảng3.14 : Thông tin về các mẫu nước ngầm Stt Tên mẫu 1... nước ngầm thì hàm lượng những ion trên hầu như không bị ảnh hưởng Phương pháp có độ chính xác cao, độ lặp lại của phương pháp CV = 3,11% và 2,47% ứng với nồng độ As(III) thêm vào mẫu nước ngầm số 8 là 4,0ppm và 6,0ppm 21 3 Phương pháp nghiên cứu đã được ứng dụng để phân tích mẫu thực tế xác định được hàm lượng As(III) trong một số mẫu nước ngầm và thu được hàm lượng As(III) trong mẫu phân tích cụ thể... hưởng của nồng độ HCl đến độ hấp thụ quang của dung dịch 15 Nồng độ của HCl được chúng tôi chọn cho các thí nghiệm tiếp theo là 0,08 M Như vậy sau khi khảo sát chúng tôi chọn nồng độ các chất khi tiến hành phân tích là: KIO3 là 0,16%; Safranin là 1,2x10 -3 % và HCl là 0,08M 3.1.2 Đánh giá phương pháp phân tích 3.1.2.1 Độ chọn lọc của phương pháp phân tích Phép xác định As(III) bị ảnh hưởng bởi sự có