1. Tính cấp thiết của đề tài. Ngày nay, cùng với sự phát triển kinh tế, khoa học kỹ thuật và cuộc sống của con người được nâng cao, thì nhu cầu về nước ngày càng nhiều, nhưng sự ô nhiễm môi trường nước càng xảy ra ngày một nghiêm trọng hơn, đặc biệt là nước bị ô nhiễm bởi các kim loại nặng đang là vấn đề được cả thế giới quan tâm. Các nguồn gây ô nhiễm của nước chính là do các hoạt động của con người, một trong những nguồn gây o nhiễm đó chính là chất thải từ các khu công nghiệp như ngành luyện kim, thuộc da, chế biến lâm hải sản hay trong nông nghiệp từ việc sử dụng các loại thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, sự đào thải của động, thực vật ... Vì vậy vấn đề nghiên cứu tìm kiếm công nghệ, phương pháp để ngăn chặn và xử lý sự ô nhiễm môi trường đang diễn ra mạnh mẽ và tích cực, đặc biệt với các chất gây độc ở hàm lượng nhỏ. Trong nước có rất nhiều các kim loại nặng, chúng thường gây ô nhiễm, gây độc hại ở hàm lượng rất nhỏ. Chính vì vậy muốn xử lý sự ô nhiễm đó cần xác định, định lượng từng kim loại có trong nước bằng những phương pháp phân tích phù hợp. Cr là nguyên tố giữ vai trò quan trọng đối với sự sống. Nồng độ thấp nó là chất dinh dưỡng vi lượng cơ bản đối với con người và động vật, nhưng ở nồng độ cao và đặc biệt Cr ở dạng Cromat là trong những tác nhân gây bệnh ung thư. Trong tự nhiên Cr tồn tại chủ yếu ở dạng hợp chất có các mức oxi hoá Cr3+ và Cr6+. Độc tính của Cr(VI) là rất nguy hiểm ở hàm lượng nhỏ. Chính vì vậy trong luận văn này chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu phân tích hàm lượng Cr bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử Diphenylcacbarzit (DPC) và đánh giá ô nhiễm một số nguồn nước” 2. Phương pháp nghiên cứu Sử dụng phương pháp trắc quang. 3. Nội dung nghiên cứu Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phép xác định Cr bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử DPC. Xây dựng đường chuẩn xác định tổng nồng độ các dạng Cr trong dung dịch. Đánh giá quá trình oxi hóa Cr(III) lên Cr(VI) bằng (NH4)2S2O8 có xúc tác Ag+. Sử dụng đường chuẩn để xác định và đánh giá hàm lượng Cr trong một số nguồn nước.
MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ngày nay, với phát triển kinh tế, khoa học kỹ thuật sống người nâng cao, nhu cầu nước ngày nhiều, ô nhiễm môi trường nước xảy ngày nghiêm trọng hơn, đặc biệt nước bị ô nhiễm kim loại nặng vấn đề giới quan tâm Các nguồn gây ô nhiễm nước hoạt động người, nguồn gây o nhiễm chất thải từ khu công nghiệp ngành luyện kim, thuộc da, chế biến lâm hải sản hay nông nghiệp từ việc sử dụng loại thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, đào thải động, thực vật Vì vấn đề nghiên cứu tìm kiếm công nghệ, phương pháp để ngăn chặn xử lý ô nhiễm môi trường diễn mạnh mẽ tích cực, đặc biệt với chất gây độc hàm lượng nhỏ Trong nước có nhiều kim loại nặng, chúng thường gây ô nhiễm, gây độc hại hàm lượng nhỏ Chính muốn xử lý ô nhiễm cần xác định, định lượng kim loại có nước phương pháp phân tích phù hợp Cr nguyên tố giữ vai trò quan trọng sống Nồng độ thấp chất dinh dưỡng vi lượng người động vật, nồng độ cao đặc biệt Cr dạng Cromat tác nhân gây bệnh ung thư Trong tự nhiên Cr tồn chủ yếu dạng hợp chất có mức oxi hoá Cr 3+ Cr6+ Độc tính Cr(VI) nguy hiểm hàm lượng nhỏ Chính luận văn chọn đề tài: “Nghiên cứu phân tích hàm lượng Cr phương pháp trắc quang với thuốc thử Diphenylcacbarzit (DPC) đánh giá ô nhiễm số nguồn nước” Phương pháp nghiên cứu - Sử dụng phương pháp trắc quang Nội dung nghiên cứu - Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến phép xác định Cr phương pháp trắc quang với thuốc thử DPC - Xây dựng đường chuẩn xác định tổng nồng độ dạng Cr dung dịch - Đánh giá trình oxi hóa Cr(III) lên Cr(VI) (NH4)2S2O8 có xúc tác Ag+ - Sử dụng đường chuẩn để xác định đánh giá hàm lượng Cr số nguồn nước Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 NGUYÊN NHÂN GÂY Ô NHIỄM NGUỒN NƯỚC [27,28,29] Có nhiều nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước, chủ yếu người sử dụng sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp, bệnh viện hoạt động khác thải Trong nước thải có chứa nhiều chất gây ô nhiễm, chia thành nhóm sau: - Nhóm chất thải sinh họat: từ khu dân cư đô thị, chợ, trường học, bệnh viện - Nhóm chất thải công nghiệp: từ nhà máy hoá chất, dệt, nhuộm, luyện kim, giấy, chế biến nông sản, thực phẩm - Nhóm chất thải nông nghiệp: từ phân bón, thuốc hoá học bảo vệ thực vật, trang trại, đồng ruộng Các chất thải đa dạng phong phú, chúng tồn thể rắn, thể lỏng thể khí Bao gồm kim loại phi kim, đơn chất hợp chất, chất vô hữu cơ, chất độc, độc không độc Những chất thải này, qua trình phong hóa, biến đổi tạo thành ion vào nguồn nước, nước mặt, nước thải nước ngầm 1.1.1 Nguồn gốc ô nhiễm Cr nước [2,9,15,24,25] Cr tạo thành nước từ nguồn tự nhiên phong hóa thành phần đá, khoáng, xói mòn Cr bụi phóng xạ khô bầu khí Nồng độ Cr sông hồ giới hạn khoảng 0.5÷100 nanomol/lit (nM), vùng nước biển có khoảng nồng độ thấp nhiều 0.1÷16 nM Nồng độ Cr vùng bị ô nhiễm nặng cao nhiều Nồng độ Cr nước tăng nơi (chủ yếu sông) gây lượng nước thải lớn thải từ hoạt động công nghiệp ngành công nghiệp luyện kim, mạ điện, công nghiệp thuộc da, từ bãi rác vệ sinh, nước tháp làm mát ngành công nghiệp hóa chất khác Trong vùng nước tự nhiên, Cr chủ yếu tồn hai trạng thái oxi hóa ổn định Cr(III) Cr(VI) Sự có mặt tỉ lệ hai trạng thái phụ thuộc vào trình khác bao gồm biến đổi hóa học phản ứng quang hóa, trình kết tủa, thủy phân, hấp phụ… Dưới điều kiện thiếu oxi, Cr(III) trạng thái Ở pH >7 ion CrO42chiếm ưu Tại giá tri pH trung bình, tỉ lệ Cr(III) Cr(VI) phụ thuộc vào nồng độ oxi, nồng độ chất khử, chất oxi hóa trung gian tác nhân tạo phức khác Sự hình thành Cr vùng nước bề mặt cho thấy H O /phức hydroxo chiếm ưu điều kiện phổ biến vùng nước tự nhiên, Cr(III) hình thành phức khác với nguồn gốc từ chất hữu tự nhiên axit amin axit khác Quá trình hình thành làm giảm kết tủa Cr(OH) 3.H2O, phổ biến điều kiện pH vùng nước tự nhiên hầu hết phức Cr(III) cố định hợp chất phân tử lớn Hơn nữa, phức Cr(III) có xu hướng hấp thụ chất rắn có nguồn gốc tự nhiên, góp phần làm giảm linh động Cr(III) xúc tác sinh học vùng nước Bản chất tính chất trạng thái Cr khác nước thải khác vùng nước tự nhiên Bởi điều kiện hóa lý thay đổi, Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học nước thải có nguồn gốc từ nhiều ngành công nghiệp khác Sự có mặt Cr nồng độ hình thức xả thải phụ thuộc chủ yếu vào hợp chất Cr sử dụng công nghiệp, vào độ pH chất thải hữu hay chất thải vô đến nguyên liệu chế biến Vì vậy, Cr(VI) có mặt chủ yếu nước thải từ ngành công nghiệp ngành luyện kim, công nghiệp chế biến kim loại, phóng xạ chất nhuộm Cr(III) có nước thải ngành thuộc da, dệt may, nước thải công nghiệp mạ trang trí 1.1.2 Ảnh hưởng Cr đến sức khỏe người [1,29,30,39] Trong nước Cr tồn chủ yếu hai dạng Cr(III) Cr(VI) CrO 42-, Cr2O72- Hàm lượng Cr nước sinh hoạt nước tự nhiên thường thấp nên người ta thường xác định tổng hàm lượng Nhìn chung, hấp thụ Cr vào thể người tuỳ thuộc vào trạng thái oxi hoá Cr(III) trạng thái oxi hóa ổn định Với hàm lượng thấp, chất dinh dưỡng thiết yếu giúp thể sử dụng đường, protein chất béo, thiếu hụt sinh bệnh gọi thiếu hụt Cr Ngược lại, Cr(VI) lại độc Nó hấp thụ qua dày, ruột nhiều Cr(III) (mức độ hấp thụ qua đường ruột tuỳ thuộc vào dạng hợp chất mà hấp thụ) thấm qua màng tế bào Nếu Cr(III) hấp thụ 1% lượng hấp thụ Cr(VI) lên tới 50% Tỷ lệ hấp thụ qua phổi không xác định được, lượng đáng kể đọng lại phổi phổi phận chứa nhiều Cr Cr xâm nhập vào thể theo ba đường: hô hấp, tiêu hoá tiếp xúc trực tiếp với da Con đường xâm nhập, đào thải Cr thể người chủ yếu qua đường thức ăn Cr(VI) vào thể dễ gây biến chứng, tác động lên tế bào, lên mô tạo phát triển tế bào không nhân, gây ung thư, nhiên với hàm lượng cao Cr làm kết tủa prôtêin, axit nuclêic ức chế hệ thống men Dù xâm nhập vào thể theo đường Cr hoà tan vào máu nồng độ 0,001mg/l, sau chúng chuyển vào hồng cầu hoà tan hồng cầu nhanh gấp 10 ÷ 20 lần Từ hồng cầu Cr chuyển vào tổ chức phủ tạng, giữ lại phổi, xương, thận, gan, phần lại chuyển qua nước tiểu Từ quan phủ tạng Cr hoà tan dần vào máu, đào thải qua nước tiểu từ vài tháng đến vài năm Các nghiên cứu cho thấy người hấp thụ Cr(VI) nhiều Cr(III) độc tính Cr(VI) lại cao Cr(III) khoảng 100 lần Nước thải sinh hoạt chứa lượng Cr tới 0,7 mg/l mà chủ yếu dạng Cr (VI), có độc tính với nhiều loại động vật có vú Cr(VI) dù lượng nhỏ gây độc người Nếu Cr có nồng độ lớn giá trị 0,1 mg/l gây rối loạn sức khoẻ Khi thâm nhập vào thể liên kết với nhóm –SH enzim làm hoạt tính enzim gây nhiều bệnh cho người Cr hợp chất Cr chủ yếu gây bệnh da Bề mặt da phận dễ bị ảnh hưởng, niêm mạc mũi dễ bị loét Phần sụn vách mũi dễ bị thủng Khi da tiếp xúc trực tiếp vào dung dịch Cr (VI), chỗ tiếp xúc dễ bị phồng loét sâu, bị loét đến xương Khi Cr(VI) xâm nhập vào thể qua da, kết hợp với prôtêin tạo thành phản ứng kháng nguyên Kháng thể gây tượng dị ứng Khi tiếp xúc trở lại, bệnh tiến triển không cách ly trở thành tràm hóa Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học Khi Cr xâm nhập theo đường hô hấp dễ dẫn tới bệnh viêm yết hầu, viêm phế quản, viêm quản niêm mạc bị kích thích (sinh ngứa mũi, hắt hơi, chảy nước mũi) Nhiễm độc Cr bị ung thư phổi, ung thư gan, loét da, viêm da tiếp xúc, xuất mụn cơm, viêm gan, thủng vách ngăn hai mía, viêm thận, đau răng, tiêu hoá kém, gây độc cho hệ thần kinh tim 1.2 TIÊU CHUẨN ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM CÁC NGUỒN NƯỚC [17,20] Để đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn nước, quốc gia tổ chức hữu trách Liên hiệp quốc (UN) xây dựng tiêu chuẩn riêng Dưới số tiêu chuẩn Việt nam: 1.2.1 QCVN 08:2008/BTNMT chất lượng nước mặt Bảng 1.1 Giá trị giới hạn số thông số chất lượng nước mặt (trích QCVN08:2008/BTNMT) Giá trị giới hạn Đơn Thông số STT A B vị A1 A2 B1 B2 pH 6-8,5 6-8,5 5,5-9 5,5-9 Tổng chất rắn lơ lửng mg/l 20 30 50 100 Asen (As) mg/l 0,01 0,02 0,05 0,1 Cadimi (Cd) mg/l 0,005 0,005 0,01 0,01 Chì (Pb) mg/l 0,02 0,02 0,05 0,05 3+ Crom III (Cr ) mg/l 0,05 0,1 0,5 6+ Crom VI (Cr ) mg/l 0,01 0,02 0,04 0,05 Kẽm (Zn) mg/l 0,5 1,0 1,5 Niken (Ni) mg/l 0,1 0,1 0,1 0,1 10 Sắt (Fe) mg/l 0,5 1,5 11 Thuỷ ngân (Hg) mg/l 0,001 0,001 0,001 0,002 1.3 TÍNH CHẤT CỦA Cr [14,16,22,23,30,36] 1.3.1 Vị trí, cấu tạo 1.3.2 Tính chất vật lí 1.3.3 Tính chất hóa học Ở điều kiện thường Cr bền với không khí, ẩm khí cacbonic Nguyên nhân Cr bảo vệ màng oxit mỏng bền bề mặt Cr kim loại dạng cháy oxi 1800 oC, người ta dùng Cr mạ lên bề mặt đồ kim loại để bảo vệ cho kim loại không bị rỉ, lớp mạ thường dày khoảng 5.10-3mm Ở nhiệt độ cao dạng bột, Cr tác dụng với oxi 300 0C theo phản ứng: 4Cr (r) + 3O2 (k) → 2Cr2O3 (r) ∆Ho = - 1141 kJ/mol (1.1) Khí flo tác dụng với Cr điều kiện thường tạo thành florua CrF CrF5, halogen khác tác dụng với Cr đun nóng Ở nhiệt độ cao Cr tác dụng với nguyên tố phi kim khác N, C tạo thành nitrua, cacbua thường hợp Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học chất kiểu xâm nhập có thành phần khác có độ cứng lớn Những cacbua truyền độ cứng cho hợp kim siêu cứng, Cr không tác dụng với hiđro Ở nhiệt độ cao (600 – 8000C) Cr tác dụng với nước giải phóng hiđro theo phản ứng: 2Cr + 3H2O → Cr2O3 + 3H2 (1.2) Trong dãy điện cực, Cr đứng trước hiđro, Cr tan dung dịch HCl H2SO4, đầu phản ứng xảy chậm kim loại màng oxit bảo vệ, đun nóng màng oxit tan Cr tan dễ dàng giải phóng khí hiđro E o Cr /Cr = - 0,91 V Cr + 2HCl → CrCl2 + H2 (1.3) Cr thụ động dung dịch đặc nguội axit nitric axit sunfuric giống nhôm sắt Cr không tan dung dịch kiềm tan hỗn hợp kiềm nóng chảy với nitrat hay clorat kim loại kiềm tạo thành Cromat 1.3.4 Ứng dụng Cr sử dụng ngành luyện kim để tăng khả chống ăn mòn đánh bóng bề mặt Nó thành phần hợp kim, chẳng hạn thép không gỉ để làm dao, kéo,dùng mạ Cr, trình anot hoá (dương cực hoá nhôm), theo nghĩa đen chuyển bề mặt nhôm thành ruby Hình 1.2 Hình ảnh minh họa ứng dụng nguyên tố Cr Làm thuốc nhuộm sơn: Cr(III) oxit Cr2O3 chất đánh bóng kim loại với tên gọi phấn lục Các muối Cr nhuộm màu cho thuỷ tinh thành màu xanh lục ngọc lục bảo Cr thành phần tạo màu đỏ hồng ngọc, sử dụng sản xuất hồng ngọc tổng hợp Nó tạo màu vàng rực rỡ thuốc nhuộm sơn Là xúc tác Cromit sử dụng làm khuôn để nung gạch ngói, muối Cr sử dụng trình thuộc da, kali đicomat (K2Cr2O7) thuốc thử hoá học, sử dụng trình làm vệ sinh thiết bị thuỷ tinh phòng thí nghiệm vai trò tác nhân chuẩn độ Nó sử dụng làm chất ổn định màu cho thuốc nhuộm vải Oxit Cr(IV) CrO2 sử dụng sản xuất băng từ, tạo hiệu suất tốt y học, Cr chất phụ trợ ăn kiêng để giảm cân, thông thường dạng muối Cr(III) clorua Ngoài dùng làm phụ gia cho vào xăng, làm dây dẫn điện chịu nhiệt độ cao… Cr2(SO4)3 sử dụng chất nhuộm màu xanh lục loại sơn, đồ gốm sứ, véc ni mực quy trình mạ Cr Trong kỷ 19, Cr sử dụng chủ yếu thành phần loại sơn muối để thuộc da, ứng dụng chủ yếu dùng hợp kim việc chiếm tới 85% sản lượng Cr Phần lại sử dụng công nghiệp hóa chất ngành sản xuất vật liệu chịu lửa đúc kim loại 1.3.5 Một số hợp chất Cr 1.3.5.3 Kali cromat K2CrO4 kali đicromat K2Cr2O7 2+ Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học Kali cromat chất dạng tinh thể tà phương màu vàng, đồng hình với K 2SO4 nóng chảy 9680C Trong không khí ẩm, kali cromat không chảy rữa Na2CrO4, tan nhiều nước cho dung dịch màu vàng, tan SO lỏng, không tan rượu etylic ete Khi tác dụng với axit, kali cromat biến thành đicromat theo phản ứng: 2CrO42- + 2H+ → Cr2O72- + H2O (1.7) Kali đicromat chất dạng tinh thể tam tà màu đỏ da cam, nóng chảy 398 C 5000C phân hủy: K2Cr2O7 → K2CrO4 + 2Cr2O3 + 3O2 (1.8) Kali đicromat không chảy rữa không khí ẩm Na 2Cr2O7, dễ tan nước cho dung dịch màu da cam, có vị đắng, tan SO2 lỏng không tan rượu etylic Muối có độ tan thay đổi nhiều theo nhiệt độ nên dễ kết tinh lại nước (nếu nồng độ cao nhiệt độ thấp) Kali đicromat tác dụng với dung dịch kiềm biến thành kali cromat, màu da cam dung dịch trở thành màu vàng Cr2O72- + 2OH- → 2CrO42- + H2O (1.9) Sự chuyển hóa lẫn muối cromat đicromat giải thích ion 2CrO4 dễ kết hợp với proton axit tạo thành ion HCrO 4- ion dễ trùng hợp biến thành ion Cr2O72- nước, trình thuận nghịch 2CrO42- + 2H+ € 2HCrO4- € Cr2O72- + H2O (1.10) Cân nhạy cảm với biến đổi pH dung dịch: môi trường axit cân chuyển dịch phía phải môi trường kiềm cân chuyển dịch bên trái Cả hai muối K2Cr2O7, K2CrO4 có tính oxihoa mạnh, môi trường axit chúng oxihoa giống axit cromic vd: K2Cr2O7 + 14HCl → 2CrCl3 + 2KCl + 3Cl2 + 7H2O (1.11) Trong phản ứng màu da cam biến thành màu tím ion Cr 3+ nước hóa học phân tích K2Cr2O7 thường dùng làm chất oxihoa để chuẩn độ chất khử Khi oxihoa môi trường trung tính, cromat thường tạo nên Cr(OH)3: Ở trạng thái rắn, K2Cr2O7, K2CrO4 oxihoa S, P, C đun nóng Bởi K2Cr2O7 dùng làm thành phần thuốc đầu diêm nguyên liệu để sản xuất Cr2O3 Ngoài công dụng trên, K2Cr2O7 dùng để thuộc da điều chế số hợp chất Cr Kali đicromat điều chế từ quặng cromit qua quy trình chuyển hóa sau: Cromit → Natri cromat → Natri đicromat → Kali đicromat 1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH Cr 1.4.1 Các phương pháp phân tích khối lượng [6,7,19,24,29] 1.4.2 Các phương pháp thể tích (các phép chuẩn độ) [6,7,19,24,27] 1.4.3 Phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) [1,11,18,24,35,37] 1.4.4 Phương pháp phân tích phổ phát xạ nguyên tử (AES) [22,24,25] 1.4.5 Các phương pháp điện hoá (Phương pháp von – ampe hoà tan) [6,24,26] 1.4.6 Phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) [24,27] Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học 1.4.7 Phương pháp phổ khối lượng sử dụng nguồn cảm ứng cao tần plasma ICP-MS [36,38] 1.4.8 Phương pháp trắc quang [1,8,10,18,24,36] Nguyên tắc: Phương pháp xác định dựa việc đo độ hấp thụ ánh sáng dung dịch phức tạo thành ion cần xác định với thuốc thử vô hay hữu môi trường thích hợp chiếu chùm sáng Phương trình định lượng phép đo: A = K.C (A: Độ hấp thụ quang; K: Hằng số thực nghiệm; C: Nồng độ nguyên tố phân tích) Huang Langfang cộng nghiên cứu sử dụng phản ứng tạo phức màu đỏ tía Cr(VI) với p-amino-N, N-đimêtylamin để xác định Cr Họ phức hấp thụ cực đại bước sóng khoảng λ max = 554nm với hệ số hấp thụ phân tử gam: ε = 3,3.104 l.mol-1.cm-1 Trong môi trường axit ion Cr(VI) phản ứng với thuốc thử điphenylcacbazit (DPC) tạo thành phức màu đỏ tím (phức tương đối bền) có cực đại hấp thụ bước sóng khoảng λmax = 540nm môi trường axit H2SO4, thuận lợi cho việc so màu Phản ứng dùng để định lượng Cr(VI) dung dịch có nồng độ khoảng: 0,02 ÷ mg/l Trong phương pháp có mặt sắt (~ mg/l) tạo với thuốc thử điphenylcacbazit hợp chất màu vàng thẫm, ảnh hưởng đến phép đo (có thể loại bỏ ảnh hưởng sắt cách thêm vào dung dịch lượng axit H3PO4) Phương trình phản ứng sau: (1.16) Do phản ứng tạo phức nhanh nên người ta xác định Cr mẫu nước thải dung dịch chiết từ mẫu rau quả, động vật Ban đầu người ta oxi hoá Cr(III) lên Cr(VI) chất oxi hoá như: KMnO 4, KIO4 S2O82- có Ag+ xúc tác Phản ứng ôxi hoá Cr3+ → Cr2O72 pesunfat có ion Ag+ làm xúc tác: Pt ion: (1.17) 2Cr3+ + 3S2O82- + 7H2O → Cr2O72- + 6SO42- + 14H+ Cơ chế: (a) 2AgNO3 + (NH4)2S2O8 → Ag2S2O8 + 2NH4NO3 (b) Ag2S2O8 + 2H2O → 2AgO + H2SO4 (c) 2AgO → Ag2O + [O] (d) Ag2O + 2HNO3 → 2AgNO3 + H2O 3+ 2(e) 2Cr + 7[O] → Cr2O7 Sau tổng lượng Cr xác định phương pháp FIA với thuốc thử điphenylcacbazit (DPC) Sử dụng phương pháp trắc quang điều kiện tối ưu để xác định Cr thuốc thử diphenylcacbazit (DPC) là: λmax = 542 nm, nồng độ H2SO4 0,04M, đồng thời khảo sát ảnh hưởng ion đến hấp thụ quang, Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học giới hạn định lượng là: 1,55.10 -7 M xác định khoảng tuyến tính phép đo 1,55.10-7 ÷ 3,0.10-5M Phương pháp trắc quang phương pháp phân tích hoá lý sử dụng phổ biến phương pháp phân tích hoá lý Bằng phương pháp định lượng nhanh chóng với độ nhạy độ xác cao Thực tế phương pháp có khả xác định hầu hết nguyên tố bảng hệ thống tuần hoàn (trừ khí trơ), hợp chất vô hợp chất hữu Phương pháp cho phép xác định nồng độ 10-6 đến 10-5M Chính ưu điểm phương pháp trắc quang nên lựa chọn phương pháp trắc quang để xác định hàm lượng Cr mẫu nước thải số nguồn nước Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 2.1 DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT 2.1.1 Dụng cụ, thiết bị - Các loại bình định mức 25; 50; 100; 250; 500; 1000ml pipet loại - Cốc thủy tinh loại 50; 100; 250; 500 ml Bình tam giác 250; 500 ml - Cuvet 10 mm, chai nhựa 0,5 lít lấy mẫu, số dụng cụ khác - Máy đo pH hãng TOA DKK HM-25R Nhật Bản (2010) - Cân phân tích KERN Đức sản xuất - Máy quang phổ UV-Vis Biochrom S60 (2013) Mỹ sản xuất - Máy cất nước lần hãng Bibby Anh sản xuất - Tủ sấy, bếp điện, tủ hốt 2.1.2 Hóa chất Đều sử dụng loại PA hãng Merck- Đức, nước cất lần Dung dịch natri hydroxit NaOH 2M - Hòa tan g NaOH vào nước cất định mức bình 100 ml Dung dịch axit photphoric H3PO4 (~ 16%) - Pha loãng 10 ml H3PO4 (1,71 g/ml) vào nước cất định mức bình 100 ml Dung dịch axit photphoric H3PO4 (~ 80%) - Pha loãng 70 ml H3PO4 (1,71 g/ml) vào nước cất định mức bình 100 ml Dung dịch đệm K2HPO4 (pH = 9,0) - Hòa tan 45,6 g K2HPO4.3H2O vào nước cất định mức bình 100 ml, kiểm tra giá trị pH điều chỉnh dung dịch NaOH 2M dung dịch H3PO4 (1) để đạt giá trị pH = 9,0 Dung dịch nhôm sunfat Al2(SO4)3 0,05 M - Hòa tan 3,33 g Al2(SO4)3.18H2O nước cất định mức bình 100 ml Dung dịch (NH4)2S2O8 0,01 M - Hòa tan 1,14 g (NH4)2S2O8 vào nước cất, định mức bình 100 ml Dung dịch AgNO3 0,01 M - Hòa tan 0,17 g AgNO3 vào nước cất định mức bình 100 ml Dung dịch NaCl 1% - Hòa tan g NaCl vào nước cất định mức bình 100 ml Dung dịch thuốc thử Diphenylcarbazide (DPC) - Hòa tan 1g 1,5- diphenylcarbazide CO(NH-NHC6H5)2 100 ml acetone với giọt axit acetic băng, dung dịch phải chứa bảo quản chai thủy tinh màu nâu 4oC, loại bỏ dung dịch trở nên đổi màu Thường sử dụng dung dịch tuần Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học 10 Dung dịch K2Cr2O7 gốc (1gCr/l) - Hòa tan 0,2829 g kali dicromat K2Cr2O7 nước định mức đến 100 ml nước cất ml dung dịch chứa mg Cr Sử dụng dung dịch tuần 11 Dung dịch K2Cr2O7 tiêu chuẩn (5 mgCr/l) - Dùng pipet lấy ml dung dịch K 2Cr2O7 gốc (1gCr/l) pha định mức đến 1000 ml nước cất ta dung dịch có nồng độ mgCr/l, ml dung dịch chứa 0,005 mg Cr Sử dụng dung dịch tuần 12 Dung dịch Cr(NO3)3 tiêu chuẩn (10 mgCr/l) - Hòa tan 0,385 gam dung dịch Cr(NO3)3.9H2O nước định mức đến 500 ml nước cất dung dịch gốc Cr(NO 3)3 nồng độ 100 mg/l, pha loãng dung dịch gốc 10 lần ta thu dung dịch tiêu chuẩn Cr(NO3)3 nồng độ 10 mgCr/l * Dung dịch có thành phần giống dung dịch nghiên cứu Cr 2.2 KHẢO SÁT PHỔ HẤP THỤ CỦA HỆ MÀU 2.3 KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN TỐI ƯU CHO PHẢN ỨNG TẠO PHỨC MÀU GIỮA ION Cr(VI) VỚI THUỐC THỬ DPC 2.3.1 Khảo sát ảnh hưởng pH đến phản ứng tạo phức màu 2.3.1.1 Khảo sát khoảng pH = 1.90 ÷ 12,50 2.3.1.2 Khảo sát khoảng pH = 0.9 ÷ 4.0 2.3.2 Ảnh hưởng tỉ lệ thể tích thuốc thử DPC/nồng độ Cr 2.3.3 Khảo sát độ bền phức màu theo thời gian 2.3.4 Đo phổ hấp thụ phức màu 2.4 XÂY DỰNG VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA ĐƯỜNG CHUẨN 2.4.1 Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ Cr 2.4.2 Đánh giá độ tin cậy đường chuẩn 2.5 KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH OXI HÓA Cr(III) LÊN Cr(VI) 2.5.1 Nguyên tắc cách tiến hành 2.5.2 Khảo sát trình oxi hóa Cr3+ lên Cr2O722.6 PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG Cr TRONG MẪU NƯỚC [3,5,12,17,19] 2.6.1 Vị trí thời gian lấy mẫu 2.6.2 Xử lý đo mẫu Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học 10 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 KẾT QUẢ KHẢO SÁT PHỔ HẤP THỤ CỦA HỆ MÀU Hình 3.1 Phổ hấp thụ hệ màu (dung dịch 1, dung dịch 2, dung dịch 3) Kết hình 3.1 cho thấy: - Dung dịch (chứa Cr) dung dịch (chứa thuốc thử DPC) không xuất cực đại khoảng bước sóng khảo sát - Dung dịch (chứa Cr thuốc thử) có màu đỏ tím xuất cực đại hấp thụ bước sóng λ = 541 nm Điều chứng tỏ dung dịch có tạo phức Cr thuốc thử DPC 3.2 KẾT QUẢ KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN TỐI ƯU CHO PHẢN ỨNG TẠO PHỨC MÀU GIỮA ION Cr(VI) VỚI THUỐC THỬ DPC 3.2.1 Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến phản ứng tạo phức màu 3.2.1.1 Ảnh hưởng khoảng pH = 1.90 ÷ 12.50 Bảng 3.1 Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến phản ứng tạo phức màu (trong khoảng pH = 1,90 ÷ 12,50) STT Vddtc Vnước VH3PO4 Vtt (ml) (ml) (ml) 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 14.00 14.00 14.00 14.00 14.00 14.00 14.00 6.00 14.00 Định mức (ml) (ml) pH A 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 25 25 25 25 25 25 25 1.90 3.50 4.90 6.50 7.90 9.50 11.10 0.721 0.555 0.134 0.074 0.081 0.089 0.166 0.5 0.5 25 12.50 0.732 Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học Đuờng màu 11 Kết đo phổ hấp thụ thể hình 3.2 Hình 3.2 Phổ hấp thụ dung dịch phức màu có nồng độ (trong khoảng pH = 1.90 ÷ 12.50) Từ kết bảng 3.1 hình 3.2 cho thấy giá trị mật độ quang A biến đổi thất thường: - Đường màu xanh ( ) ứng với pH = 1.90, đường màu đỏ ( ) ứng với pH = 3.50 đường màu rêu ( ) ứng với pH = 4.90 có cực đại hấp thụ bước sóng ~ 541nm, phù hợp với lý thuyết Chúng có màu đỏ tím, chứng tỏ phức màu chuẩn Cr với thuốc thử - Đường màu nâu ( ) ứng với pH = 12.50, đường màu xanh mạ ( ) ứng với pH = 11.10, đường màu hồng ( ) ứng với pH = 9.50 có cực đại hấp thụ vùng bước sóng ngắn ~ 490nm, khác xa với lý thuyết Cả dung dịch có màu vàng da cam, chứng tỏ hợp chất màu chất khác (xem hình 3.3) - Hai dung dịch lại màu nên không xuất rõ cực đại Hình 3.3 Màu dung dịch khoảng pH = 1.90 ÷ 12.50 (có pH tăng dần từ phải sang trái) Để thấy rõ phụ thuộc pH đến phản ứng tạo phức màu, từ kết hình 3.2, ta biểu thị hình 3.4: Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học 12 Hình 3.4 Ảnh hưởng pH đến phản ứng tạo phức màu ( khoảng pH = 1.90 ÷ 12.50) Các kết bảng 3.1, hình 3.2 3.4 cho thấy phức màu Cr thuốc thử DPC hình thành tốt môi trường axit 3.2.1.2 Ảnh hưởng khoảng pH = 0.90 ÷ 4.00 Kết ảnh hưởng pH đến phản ứng tạo phức màu khoảng pH = 0.90 ÷ 4.00 trình bày bảng 3.2, hình 3.5 3.6): Bảng 3.2 Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến phản ứng tạo phức màu (trong khoảng pH = 0.9 ÷ 4.00) Định mức Vddtc Vnước VH3PO4 Vtt STT pH A (ml) (ml) (ml) (ml) (ml) 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 25 25 25 25 25 25 25 25 0.90 1.10 1.50 1.70 2.00 2.50 3.20 4.00 0.614 0.638 0.647 0.651 0.629 0.649 0.624 0.364 Hình 3.5 Phổ hấp thụ dung dịch phức màu có nồng độ (trong khoảng pH = 0.90 ÷ 4.00) Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học 13 Để thấy rõ phụ thuộc pH đến phản ứng tạo phức màu, từ kết bảng 3.2, ta biểu thị hình 3.6: Hình 3.6 Ảnh hưởng pH đến phản ứng tạo phức màu (trong khoảng pH = 0.90 ÷ 4.00) Từ kết bảng 3.2, hình 3.5 3.6 cho thấy: Từ kết khảo sát ảnh hưởng pH khoảng cho thấy: phản ứng tạo phức màu hình thành tốt môi trường axit khoảng pH = 0.90 ÷ 3.20 Trong nghiên cứu chọn khoảng giá trị pH = 1,00 ÷ 3,00 khoảng pH tối ưu 3.2.2 Kết khảo sát tỉ lệ thuốc thử DPC/CCr Bảng 3.3 Kết khảo sát tỉ lệ thuốc thử/nồng độ Cr Định mức Vddtc Vnước VH3PO4 Vtt C STT A (ml) (ml) (ml) (ml) (ml) mg/l 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.10 0.25 0.50 1.00 1.50 2.00 25 25 25 25 25 25 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 1.08 1.23 1.27 1.30 1.31 1.32 Hình 3.7 Phổ hấp thụ dung dịch phức màu có nồng độ (với thể tích thuốc thử DPC từ 0.1 ÷ 2.0 ml) Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học 14 Để thấy rõ phụ thuộc thuốc thử đến phản ứng tạo phức màu, từ kết hình 3.7, ta biểu thị hình 3.8: Hình 3.8 Kết khảo sát tỉ lệ thuốc thử với nồng độ dung dịch Cr Kết bảng 3.3, hình 3.7 3.8 cho thấy: thuốc thử không ảnh hưởng nhiều đến khả tạo phức (ngoại trừ trường hợp thuốc thử quá) Vì vậy, chọn thể tích thuốc thử v = 0.5 ml với CCr =2mg/l (bình định mức 25 ml), xử lí mẫu sử dụng bình định mức 50 ml thể tích thuốc thử 1.0 ml 3.2.3 Kết khảo sát độ bền phức màu theo thời gian Bảng 3.4 Kết khảo sát độ bền phức màu vào thời gian STT Vddtc Vnước VH3PO4 (ml) (ml) (ml) Vtt (ml) Định mức (ml) Thời gian (phút) A 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 25 25 25 25 25 25 10 20 30 45 60 0.649 0.650 0.652 0.650 0.654 0.653 Hình 3.9 Ảnh hưởng thời gian đến độ bền phức màu Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học 15 Kết bảng 3.4 hình 3.9 cho thấy: Hợp chất màu bền khoảng thời gian từ ÷ 60 phút, khoảng thời gian mật độ quang A ổn định Trong thực nghiệm chọn thời gian đo màu khoảng t = 10 ÷ 30 phút kể từ tạo phản ứng màu 3.2.4 Kết khảo sát bước sóng hấp thụ tối ưu Kết đo phổ hấp thụ dung dịch màu nồng độ khác trình bày bảng 3.5 hình 3.10 Bảng 3.5 Kết đo phổ hấp thụ dung dịch màu nồng độ Cr khác Định mức VdDTC Vnước VH3PO4 Vtt C λ max STT (ml) (ml) (ml) (ml) (ml) (mg/l) (nm) 0.50 1.25 2.50 3.75 5.00 7.50 10.00 19.5 18.75 17.50 16.25 15.00 12.50 10.00 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 25 25 25 25 25 25 25 0.10 0.25 0.50 0.75 1.00 1.50 2.00 540 541 541 541 541 541 542 Hình 3.10 Phổ hấp thụ dung dịch phức màu có nồng độ khác Kết bảng 3.5 phổ đồ hình 3.10 cho thấy: Các dung dịch phức màu có nồng độ khác nhau, hấp thụ cực đại giá trị bước sóng gần trung bình là: λmax = 541nm, chứng tỏ phản ứng tạo phức màu ổn định, điều kiện tiến hành phản ứng màu tối ưu Từ cho phép chọn giá trị λmax = 541nm = λTối ưu cho thí nghiệm Tóm lại, điều kiện tối ưu cho phản ứng tạo phức màu là: - Khoảng pH tối ưu: 1.00 ÷ 3.00 - Tỷ lệ thể tích thuốc thử/CCr = 0,5ml/2mg/l (dùng cho bình định mức 25 ml) - Thời gian bền màu tối ưu: 10 ÷ 30 phút - Bước sóng hấp thụ tối ưu: λTối ưu= λmax = 541 nm Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học 16 3.3 KẾT QUẢ XÂY DỰNG VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA ĐƯỜNG CHUẨN XÁC ĐỊNH Cr 3.3.1 Kết xây dựng đường chuẩn Kết xây dựng đường chuẩn trình bày bảng 3.6, hình 3.11, 3.12 3.13 Bảng 3.6 Dãy dung dịch chuẩn để xây dựng đường chuẩn xác định CCr (ml) Định mức (ml) mg/l 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 0.02 0.05 0.075 0.10 0.25 0.50 0.75 1.00 1.50 2.00 STT Vddtc Vnước VH3PO4 Vtt (ml) (ml) (ml) 10 0.10 0.25 0.375 0.50 1.25 2.50 3.75 5.00 7.50 10.00 19.90 19.75 19.625 19.50 18.75 17.50 16.25 15.00 12.50 10.00 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 C A 0.030 0.044 0.062 0.082 0.179 0.337 0.482 0.670 0.981 1.294 Hình 3.11 Phổ hấp thụ dung dịch phức màu có nồng độ từ 0.02 ÷ 2.00 mg/l Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học 17 Hình 3.12 Đường chuẩn xác định CCr máy Vẽ lại đồ thị phần mềm excel, thu phương trình đường chuẩn hệ số tương quan R2 tương ứng Hình 3.13 đường chuẩn, phương trình đường chuẩn hệ số tương quan Các kết thu hình 3.12 3.13 cho thấy: - Phương trình đường chuẩn có dạng: A = 0,6413.C Cr + 0,0156, tuyến tính khoảng nồng độ 0.02 ÷ 2.00 mgCr/l - Hệ số tương quan R2 = 0.9997 (đảm bảo giới hạn 0,99 ≤ R2 ≤ ) * Đánh giá tính có nghĩa hệ số b [13,21] Phương trình hồi quy đầy đủ đường chuẩn xác định Cr có dạng y = a.x + b viết sau: A = (a ± t.sa).CCr + (b ± t.sb) Trong đó: t = 2,26 (f = 9, độ tin cậy 95%), sa = 0.0036, sb = 0.0032 tính phần mềm excel 2010 Từ xác định phương trình hồi quy đầy đủ A = (0,6413± 8.10-3).CCr + (0,0156 ± 7.10-3) Từ phương trình hồi quy đầy đủ thấy: t.sb = 7.10-3 < b = 15.10-3 ⇒ b có nghĩa Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học 18 Trên sở đó, ứng dụng phương trình đường chuẩn để xác định nồng độ Cr mẫu phân tích 3.3.2 Kết đánh giá độ tin cậy đường chuẩn Đánh giá độ tin cậy đường chuẩn dựa vào: - Trực tiếp từ giá trị xây dựng đường chuẩn - Bằng thực nghiệm: mẫu chuẩn - Kết tính LOD LOQ 3.3.2.1 Kết đánh giá độ chệch giá trị khỏi đường chuẩn Bảng 3.7 Độ chệch đường chuẩn STT Giá trị C (mg/l) Giá trị A đo Giá trị Ct (mg/l) Sai số tương đối 10 0.020 0.050 0.075 0.100 0.250 0.500 0.750 1.000 1.500 2.000 0.030 0.044 0.062 0.082 0.179 0.337 0.482 0.670 0.981 1.294 0.0225 0.0443 0.0724 0.1035 0.2548 0.5012 0.7273 1.0204 1.5054 1.9935 12.2719 -11.4299 -3.5293 3.5397 1.9180 0.2339 -3.0303 2.0427 0.3586 -0.3275 độ chệch ∆i (%) Kết bảng 3.7 cho thấy: độ chệch ∆i < ±15% nghĩa có giá trị giới hạn chấp nhận Do đường chuẩn xây dựng đáng tin cậy 3.3.2.2 Kết kiểm tra độ tin cậy đường chuẩn thực nghiệm Bảng 3.8 Kết kiểm tra độ tin cậy đường chuẩn thực nghiệm Giá trị Ct Độ chệch ∆i (mg/l) Giá trị A đo (mg/l) (%) 0.03 0.06 0.09 0.12 0.30 0.60 0.90 1.20 1.80 0.0360 0.0500 0.0720 0.0880 0.2080 0.3970 0.5910 0.7970 1.1680 0.0318 0.0536 0.0879 0.1129 0.3000 0.5947 0.8972 1.2185 1.7970 6.0346 -10.5983 -2.2818 -5.9203 0.0052 -0.8784 -0.3067 1.5385 -0.1681 STT Nồng độ Co Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học 19 3.3.2.3 Xác định giới hạn phát LOD giới hạn định lượng LOQ Hình 3.14 Phổ hấp thụ 15 dung dịch phức màu có nồng độ Số liệu tính giá trị Sy [13,21] xem thêm phụ lục 3.s y 10.s y 3.1,9.10−3 LOD = = = 0,0089 mg/l; LOQ = = 0,029 ml/l 0,6413 a a Từ cách đánh giá độ tin cậy đường chuẩn cho thấy: đường chuẩn đáng tin cậy sử dụng để phân tích mẫu 3.4 KẾT QUẢ KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH OXI HÓA Cr3+ LÊN Cr2O72Kết khảo sát trình oxi hóa Cr3+ lên Cr2O72- trình bày bảng 3.9, 3.10 hình 3.15 Bảng 3.9 Kết khảo sát trình oxihoa Cr3+ lên Cr2O72Vnước V H3PO4 Vtt Định mức Co STT VCr3+ A (ml) (ml) (ml) (ml) (ml) (mg/l) 0.125 0.25 1.25 2.50 5.00 14.875 14.75 13.75 12.50 10.00 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 25 25 25 25 25 0.05 0.10 0.50 1.00 2.00 0.046 0.075 0.295 0.565 1.119 Hình 3.15 Phổ hấp thụ dung dịch phức màu (oxi hóa Cr3+ lên Cr2O72) Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học 20 Kết bảng 3.9 hình 3.15 chứng tỏ Cr(III) bị oxi hóa thành Cr(VI) có trình tạo phức màu đỏ tím với thuốc thử Bảng 3.10 Kết kiểm tra trình oxihoa hỗn hợp (Cr3+ Cr6+) lên Cr2O72STT VCr3+ VCr6+ VH3PO4 Co (ml) (ml) Vtt (ml) Định mức (ml) (ml) (mg/l) 0.10 0.20 1.00 2.00 4.00 0.05 0.10 0.50 1.00 2.00 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 25 25 25 25 25 0.05 0.10 0.50 1.00 2.00 A2 0.050 0.078 0.301 0.571 1.128 Bảng 3.11 Tổng hợp kết kiểm độ tin cậy trình oxihoa Cr3+ lên Cr2O72STT Co (ml) A1 Ct1 (ml) A2 Ct2 (ml) ∆i1 (%) ∆i2 (%) 0.05 0.046 0.0474 0.050 0.0536 -5.1926 7.2821 0.10 0.075 0.0926 0.078 0.0973 -7.3756 -2.6976 0.50 0.295 0.4357 0.301 0.4450 -12.8645 -10.9933 1.00 0.565 0.8567 0.571 0.8661 -14.3303 -13.3947 2.00 1.119 1.7206 1.128 1.7346 -13.9716 -13.2699 Kết bảng 3.11 cho thấy: trị nồng độ tính lại (Ct1, Ct2) theo đuờng chuẩn so với nồng độ ban đầu (C o) có sai khác không đáng kể Hay có độ chệch nằm khoảng giới hạn cho phép (≤ ±15%) Vậy trình oxi hóa Cr3+ lên Cr2O72- tương đối hoàn toàn Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học 21 3.5 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH VÀ ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG Cr TRONG MẪU Kết phân tích mẫu nước đợt trình bày bảng 3.12 ÷ 3.16 Nồng độ cho phép theo QCVN08:2008/BTNMT Nồng độ Cr tổng mẫu phân tích (mg/l) Số mẫu Vượt (lần) Cr3+: 1.0 mg/l Cr6+: 0.05 mg/l Dưới 0.05 Từ 0.05 ÷ 0.10 Từ 0.10 ÷ 0.20 Từ 0.20 ÷ 0.30 Từ 0.30 ÷ 0.36 10 11 1÷2 2÷4 4÷6 6÷7 Bảng 3.17 Kết tổng hợp nghiên cứu mẫu nước Nhận xét: Từ số liệu bảng 3.12 ÷ 3.17 Sơ đồ lấy mẫu (Phụ lục 5) cho thấy: - Ở khu vực làng Vạn Phúc nơi sông Nhuệ chảy qua có hàm lượng Cr cao khu vực nghiên cứu khác vượt từ ÷ nồng độ cho phép (đối với Cr6+) không vượt Cr3+ so với QCVN08:2008/BTNMT - Ở khu vực sông Nhuệ chảy từ cầu Hà Đông xuôi xuống đến trước bệnh viện 103 có hàm lượng Cr vượt ÷ 2,5 lần nồng độ cho phép (đối với Cr6+) không vượt Cr3+ so với QCVN08:2008/BTNMT - Ở khu vực sông Tô Lịch xung quanh cầu Bươu có hàm lượng Cr vượt 1,5 ÷ 2,2 lần nồng độ cho phép (đối với Cr6+) không vượt Cr3+ so với QCVN08:2008/BTNMT - Ở khu vực sông Nhuệ chảy qua khu đô thị Xa La hàm lượng Cr thấp nồng độ cho phép (đối với Cr6+) không vượt Cr3+ so với QCVN08:2008/BTNMT Tổng kết lại cho thấy khu vực làng Vạn Phúc bị ô nhiễm Cr nặng nơi vùng sản xuất lụa tiếng có sử dụng phẩm nhuộm để nhuộm vải, quần áo nước thải phần lớn chưa qua xử lí đổ thẳng mương cống chảy sông Nhuệ Nồng độ Cr có giảm trình lưu thông dọc sông Nhuệ đến khu đô thị Xa La Còn khu vực xung quanh cầu Bươu hàm lượng Cr cao phần nhà máy như: nhà máy Sơn Hà Nội, nhà máy Giấy Hà Nội, nhà máy Luyện Kim, nhà máy sản xuất phụ tùng ô tô xe máy Mạnh Quang … trình hoạt động có thải môi trường nước thải (đã qua xử lí xử lí chưa triệt để) có chứa lượng Cr định Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học 22 KẾT LUẬN Đã khảo sát điều kiện tối ưu cho phản ứng tạo phức màu Cr(VI) với thuốc thử Diphenylcarbazit - Khoảng pH tối ưu: 1.0 ÷ 3.0 - Tỷ lệ thể tích thuốc thử/CCr = 0,5ml/2mg/l (dùng cho bình định mức 25 ml) - Thời gian bền màu tối ưu: 10 ÷ 30 phút - Bước sóng hấp thụ tối ưu: λTối ưu= λmax = 541 nm Đã xây dựng đường chuẩn xác định hàm luợng Cr phương pháp trắc quang Phương trình đường chuẩn có dạng: - A = (0,6413± 8.10-3).CCr + (0,0156 ± 7.10-3); tuyến tính khoảng nồng độ 0.02 ÷ 2.00 mgCr/l - Hệ số tương quan R2 = 0.9997 (đảm bảo giới hạn 0,99 ≤ R2 ≤ ) Nghiên cứu phương pháp oxihoa Cr3+ lên Cr2O72- pesunphat S2O82- xúc tác Ag+ phương pháp đáng tin cậy Đã phân tích xác định hàm lượng Cr 36 mẫu thuộc số nguồn nước, kết cụ thể sau: Nồng độ cho phép theo QCVN08:2008/BTNMT Nồng độ Cr tổng mẫu phân tích (mg/l) Số mẫu Vượt (lần) Cr3+: 1.0 mg/l Cr6+: 0.05 mg/l Dưới 0.05 Từ 0.05 ÷ 0.10 Từ 0.10 ÷ 0.20 Từ 0.20 ÷ 0.30 Từ 0.30 ÷ 0.36 10 11 1÷2 2÷4 4÷6 6÷7 Ở coi Cr mẫu nghiên cứu Cr 6+, từ đánh giá mức độ ô nhiễm Cr theo QCVN08:2008/BTNMT Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học 23