Xử lý mẫu xác định tổng hợp kim loại

XỬ LÝ MẪU XÁC ĐỊNH TỔNG HỢP KIM LOẠI www.trungtamtinhoc.edu.vn NỘI DUNG 8/9/16 www.trungtamtinhoc.edu.vn Khái quát loại mẫu vô Xử lí mẫu lấy ion kim loại di động (dễ tiêu, hay trao đổi) Xử lý mẫu lấy hàm lượng tổng nguyên tố Nhóm _D13HPT01 KHÁI QUÁT VỀ CÁC LOẠI MẪU VÔ CƠ Kim loại, sản phẩm kim loại 01 Các loại nguyên liệu công nghệ vô 05 02 04 Các loại nước Các loại quặng khoáng, đất đá Các loại, muối, oxid, hợp chất vô 03 www.trungtamtinhoc.edu.vn KHÁI QUÁT VỀ CÁC LOẠI MẪU VÔ CƠ Xác định ion kim loại di động (dễ tiêu) Xác định hàm lượng mùn v.v Xác định hàm luợng tổng số nguyên tố kim loại mẫu Xác định anion hay phi kim www.trungtamtinhoc.edu.vn XỬ LÝ MẪU LẤY ION KIM LOẠI DI ĐỘNG (DỄ TIÊU, HAY TRAO ĐỔI) Nguyên tắc chung A Khái niệm .Là ion kim loại dễ dàng trao đổi điều kiện bình thường .Ví dụ: -.Trong trồng trọt: Chỉ loại ion thực vật hấp thụ -.Trong y học: ion Fe, Cu, Zn Serum www.trungtamtinhoc.edu.vn B Nguyên tắc Xác định nguyên tố dịch chiết phương pháp thích hợp Dùng dung môi thích hợp ( dung dịch chiết) để chiết nguyên tố phân tích (ion di động, dễ tan) vào dung dịch Xay hay nghiền để chuyển mẫu dạng bột hay huyền phù hay hạt nhỏ, mịn, trộn www.trungtamtinhoc.edu.vn C Các dung dịch chiết Mỗi ion kim loại di động cần chiết dung dịch chiết định loại đất loại trồng cần dung dịch chiết riêng Chọn dung dịch chiết dựa vào: + Bản chất ion dạng tồn mẫu + Thành phần, cấu trúc mẫu + Loại trồng đất www.trungtamtinhoc.edu.vn Các dung dịch chiết thường dùng Nước cất pH =6 để lấy kim loại dễ trao đổi Dung dịch muối: NH4Ac, NH4Cl, KCl, KNO3 0.5-1M Dung dịch acid loãng: CH3COOH, H2C2O4 0.05M Hỗn hợp axit loãng Hỗn hợp: (NH4Ac + HAc) 0.05M Dung dịch kiềm loãng: NaOH, NH4OH… 0.01M www.trungtamtinhoc.edu.vn Trang Thiết Bị Và Dụng Cụ Cần trang bị dụng cụ phổ thông phòng thí nghiệm hóa học: Các bình chiết hệ hở, bình nón, ống nghiệm chiết Các bình chiết hệ kín, hệ thống chiết siêu âm Dụng cụ lọc hay li tâm lấy dung dịch chiết Thiết bị để lắc chiết ( máy lắc), v.v www.trungtamtinhoc.edu.vn Cơ chế chiết lấy ion di động(dễ tiêu) • Là trao đổi ion ion nằm hạt keo đất, hay mtrrix chất mẫu với ion dung dịch chiết • Nó cân trao đổi ion theo dạng chế sau www.trungtamtinhoc.edu.vn Kỹ thuật luộc mẫu hộp kín A Nguyên tắc: cho mẫu vào hộp (hộp chịu axit áp suất cao) thêm axit đơn or hỗn hợp axit (tính oxi hóa mạnh) đem sấy (trong tủ sấy, lò nung hay luộc nồi nước sôi…) phân hủy mẫu www.trungtamtinhoc.edu.vn Quá trình gia nhiệt để xử lý mẫu thực theo cách sau: Sấy bình chứa mẫu tủ sấy (t0C = 180-2500C) Luộc bình mẫu nồi nước sôi Luộc bình mẫu nồi dầu sôi Luộc bếp điện hay bếp cách cát www.trungtamtinhoc.edu.vn Ví dụ 2g mẫu (dạng bột) vào cốc teflon 30ml cường thủy + 4ml H2SO4 98% cho cốc mẫu vào hộp kín muối ẩm Để nguội, mẫu chuyển vào cốc 250ml bỏ vào tủ sấy sấy 200C (t = 180p) loc bỏ cặn dd ( Au kim loại khác quặng) định mức HCl 2% thành 50ml www.trungtamtinhoc.edu.vn kỹ thuật xử lý ướt lò vi sóng A Nguyên tắc: Dùng lượng cao tầng lò vi sóng để phân hủy mẫu môi trường axit mạnh đặc nóng có tính oxi hóa, hỗn hợp hai axit hay ba axit mạnh, đặc có tính oxi hóa www.trungtamtinhoc.edu.vn B Hệ thống hở • Nguyên tắc: Cho mẫu vào bình kenđan → thêm axit đơn hỗn hợp axit → để vào lò vi sóng (áp suất không cao) → phân hủy mẫu ( đk t = 90-120p) • Ví dụ: phân hủy để hòa tan quặng vàng: Lấy 2g mẫu (dạng bột) vào ống nghiệm + 20ml cường thủy + 0,5g (NH4)HSO4 → cho vào lò vi sóng (t = 120p) Để nguội, mẫu chuyển vào cốc 250ml → muối ẩm → định mức HCl 2% thành 50ml → lọc, ly tâm (lấy dung dịch) → dd ( Au kim loại khác quặng) www.trungtamtinhoc.edu.vn C Hệ thống kín • Nguyên tắc: Cho mẫu vào bình kenđan → thêm axit đơn, hỗn hợp axit → để vào lò vi sóng (áp suất cao) → phân hủy mẫu ( đk t = 90-120p) www.trungtamtinhoc.edu.vn Ví dụ: Phân hủy mẫu quặng vàng: 2g mẫu + 25ml cường thủy + 0,5g (NH4)HSO4 cho cốc mẫu vào hộp rotor cho vào lò vi sóng Để nguội 8/9/16 Định mức 50ml HCl 2% Nhóm _D13HPT01 Lọc, ly tâm Dung dịch 31 www.trungtamtinhoc.edu.vn Kỹ thuật chiết lỏng lỏng A, Nguyên tắc: Dựa sở phân bố chất phân tích vào hai pha lỏng không trộng lẫn vào để dụng cụ chiết: phiễu chiết, bình chiết www.trungtamtinhoc.edu.vn B Điều kiện  Dung môi chiết phải tinh khiết cao  Dung môi chiết phải hòa tan chất phân tích  Hệ số phân bố hệ chiết phải lớn  Cân chiết nhanh đạt thuận nghịch  Sự phân lớp chiết phải rõ ràng, nhanh  Phải chọn môi trường axit, pH, loại axit thích hợp  Thực hiên nhiệt độ phù hợp, giữ không đổi suốt trình  Phải lắc trộn mạnh để trình xảy tốt www.trungtamtinhoc.edu.vn Ví dụ: Chiết xác định kim loại nặng độc hại mẫu nước thải 250ml mẫu + HCl loãng Lọc bỏ cặn chuyển mẫu vào phễu chiết (1) + 2ml thuốc thử ADPC 0,1% rượu 96% + 25ml HNO3 2,5M làm bay dd giải chiết Dung dịch Định mức 10ml HCl 1% Muối ẩm Để yên 5p tách lấy pha hữu CHCl3 vào phễu chiết (2) Giải chiết + 25ml HNO3 2,5M đo phổ AAS hay ICP-AES www.trungtamtinhoc.edu.vn Kỹ thuật chiết pha rắn • Chỉ áp dụng cho chất phân tích tan mẫu lỏng • Ví dụ :chiết xủ lý mẫu nước biển lấy kim loại nặng(Cd, Cu, Pb, Zn…) Lấy 250ml mẫu vào cốc → chỉnh pH=5 HCl 5% → lọc bỏ cặn → dd Dd dội qua cột chiết ( cột La-ROH 25µm, tốc độ 23ml/p) Sau mẫu chảy hết, hút khô cột 2p  rửa giải 10ml dd NaOH 0,5M → dd → xác định ion CNS- www.trungtamtinhoc.edu.vn Kỹ thuật điện phân lấy chất phân tích Ví dụ 200ml mẫu vào cốc + thêm H2SO4 5% ( axit hóa pH = 1) Lọc bỏ cặn thu dung dịch Dung dịch cho vào bình điện phân Chỉnh pH = 0) + chất điện ly trơ Xác định hàm lượng Cu bám điện cực 0,55 V www.trungtamtinhoc.edu.vn Phân tích kim loại chất thải công nghệ vô A Khái quát chất thải vô Chất thải từ nhà máy hóa chất vô cơ, xỉ luyện kim, gang thép Chất thải nhà máy điện, than Chất thải công nghiệp khai thác, tuyển chế biến quặng khoáng sản Chất thải công nghiệp nguyên liệu xây dựng Chất thải công nghệ thủy tinh gốm sứ www.trungtamtinhoc.edu.vn B Xử lý mẫu để phân tích kim loại 2g mẫu tẩm ướt (bằng 1ml nước cất + Đun sôi, để nguội 35ml cường thủy + 5ml H2SO4 98%) Rửa bã ( 10ml HCl 1%) Dung dịch Dung dịch Nung, 600oC Dung dịch tẩm ướt nước + 5ml H2SO4 98% + 10ml HF 40% ( đun sôi) Bã khô trắng hòa tan 10ml HCl 1:1 Dung dịch Lọc thêm H2SO4 HF để nguội Rửa bã ( 10ml HCl 1%) Đun sôi định mức 50ml Muối ẩm Đuổi axit Nhóm _D13HPT01 HCl 2% Dung dịch www.trungtamtinhoc.edu.vn [...]... Với mục đích phân tích này thì phải phân hủy triệt để mẫu và lấy hết được tất cả các dạng của nguyên tố cần phân tích có trong mẫu, chuyển nó vào dung dịch để sau đó xác định hàm lượng tổng của nó Chuyển mẫu thành phoi Dạng lỏng đồng đều bào (mẫu thép, hợp kim, (mẫu nước các loại, kim loại, …) hay dầu,…) Chuyển mẫu về dạng bột Chuyển mẫu thành dạng (mẫu muối, oxit, quặng, huyền phù, bột nhão (sinh đất,... NaHCO3+Na2O2) Loại chất hảy hữu cơ: C6H5SO3Na, SDS Nhóm 1 _D13HPT01 www.trungtamtinhoc.edu.vn 2.3 Yếu tố quyết định 04 Loại chất phụ gia hay hay chất chảy cho mỗi loại mẫu và chất phân tích 01 Tỷ lệ thành phần ( tỷ lệ ) giữa chất chảy và mẫu phân tích 03 02 Nhiệt độ xử lý (nhiệt độ nung) thích hợp Thời gian sấy hay nung để xử lý www.trungtamtinhoc.edu.vn 3 Kỹ thuật luộc mẫu trong hộp kín A Nguyên tắc: cho mẫu. .. sản phẩm nung bằng nước cường thủy hay hỗn hợp của (HNO3+H2SO4), thu được dung dịch của các ion kim loại và xác định chúng www.trungtamtinhoc.edu.vn 2.2 Nung xử lý có dùng chất phụ gia và chất chảy Nguyên tắc: Trộn lượng với một lượng chất chảy, hay hỗn hợp chất chảy, sau đó nung mẫu ở nhiệt độ thích hợp Loại chất chảy axit: NaHSO3, NaHCO3, Na2PO4, Na2S2O7 Loại chất chảy kiềm: Na2CO3, NaHCO3, KOH, NaOH,... Cl- , NO3- ….trong chất mẫu đã tan vào trong dịch chiết www.trungtamtinhoc.edu.vn 4 Ví dụ Phân tích đất nông nghiệp Chiết các ion kim loại di động Lấy 10g mẫu (đã nghiền nhỏ cho vào bình chiết) Thêm 100ml dung dich NH4Ac 1M (pH=5,80) Lắc chiết 15 phút, để yên 5 phút Xác định kim lọa bằng AES hay AAS Lọc gạn lấy dung dịch chiết www.trungtamtinhoc.edu.vn XỬ LÝ MẪU LẤY HÀM LƯỢNG TỔNG CỦA MỖI NGUYÊN TỐ... mẫu kim loại hợp kim cần phay thành phoi bào mỏng Sau đó có thể sử dụng một axit đặc, hay các loại hỗn hợp sau để phân hủy mẫu www.trungtamtinhoc.edu.vn Ví dụ: www.trungtamtinhoc.edu.vn Ví dụ: www.trungtamtinhoc.edu.vn 2 Kỹ thuật nung chảy sơ bộ trước khi hòa tan A Nguyên tắc: Là lấy 1 lượng mẫu nhất định vào chén nung Nung mẫu ở 1 nhiệt độ thích hợp với các chất phụ gia hay chất chảy phù hợp, để phá... axit, pH, loại axit thích hợp  Thực hiên trong nhiệt độ phù hợp, và giữ không đổi suốt quá trình  Phải lắc trộn mạnh để quá trình xảy ra tốt www.trungtamtinhoc.edu.vn Ví dụ: Chiết xác định các kim loại nặng độc hại trong mẫu nước thải 250ml mẫu + HCl loãng Lọc bỏ cặn chuyển mẫu vào phễu chiết (1) + 2ml thuốc thử ADPC 0,1% trong rượu 96% + 25ml HNO3 2,5M làm bay hơi dd giải chiết Dung dịch Định mức... thuật xử lý ướt A Nguyên tắc  Dùng các axit mạnh đặc nóng, hay hỗn hợp của các axit mạnh có tính chất oxy hóa mạnh, để hòa tan và phân hủy mẫu, khi đun sôi mẫu trong bình Kenđan, trong hợp kín, hoặc trong lò vi sóng www.trungtamtinhoc.edu.vn B Yêu cầu chung các mẫu quặng, đất đá,… cần nghiền thành bột Các mẫu sinh học rau quả phải thái nhỏ, hay xay chuyển về dạng bột nhão đồng nhất 02 01 03 Các mẫu kim. .. tan trong mẫu lỏng • Ví dụ :chiết xủ lý mẫu nước biển lấy các kim loại nặng(Cd, Cu, Pb, Zn…) Lấy 250ml mẫu vào cốc → chỉnh pH=5 bằng HCl 5% → lọc bỏ cặn → dd Dd dội qua cột chiết ( cột La-ROH 25µm, tốc độ 23ml/p) Sau khi mẫu chảy hết, hút khô cột trong 2p  rửa giải bằng 10ml dd NaOH 0,5M → dd → xác định ion CNS- www.trungtamtinhoc.edu.vn 8 Kỹ thuật điện phân lấy chất phân tích Ví dụ 200ml mẫu vào cốc... 98% cho cốc mẫu vào hộp kín muối ẩm Để nguội, mẫu chuyển vào cốc 250ml bỏ vào tủ sấy và sấy ở 200C (t = 180p) loc bỏ cặn dd ( Au và các kim loại khác trong quặng) định mức bằng HCl 2% thành 50ml www.trungtamtinhoc.edu.vn 4 kỹ thuật xử lý ướt trong lò vi sóng A Nguyên tắc: Dùng năng lượng cao tầng của lò vi sóng để phân hủy mẫu trong môi trường của một axit mạnh đặc nóng có tính oxi hóa, hỗn hợp của hai... dịch) → dd ( Au và các kim loại khác trong quặng) www.trungtamtinhoc.edu.vn C Hệ thống kín • Nguyên tắc: Cho mẫu vào bình kenđan → thêm axit đơn, hỗn hợp axit → để vào lò vi sóng (áp suất cao) → phân hủy mẫu ( đk t = 90-120p) www.trungtamtinhoc.edu.vn Ví dụ: Phân hủy mẫu quặng vàng: 2g mẫu + 25ml cường thủy + 0,5g (NH4)HSO4 cho cốc mẫu vào hộp rotor cho vào lò vi sóng Để nguội 8/9/16 Định mức 50ml bằng