Xác định hàm lượng đồng trong nước bằng phương pháp trắc quang nhờ tạo phức với đietylđithiocacbaminat và phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử

Đ Ạ I HỌC THÁI N G U Y Ê N K H O A K H O A H Ọ C T ự N H I Ê N VÀ X Ả H Ộ I NGUYỄN THỊ PHƯƠNG THÚY XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ĐỒNG TRONG NƯỚC BẢNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG N H Ờ s ự PHỨC V Ớ I ĐIETYLĐITHIOCACBAMINAT TẠO VÀ PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP T H Ụ NGUYÊN TỬ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC • • • • N G À N H HÓA Chuyên ngành: Hoa phân tích G i o viên hướng d ẫ n : T.s Nguyễn Đ ă n g Đức li L áto- N ỈA ti H I (ỘHVX VA N|inN lì í :-ỎH VÒM vota N3Ané)N ly MI OỎH l»v-> T H Ả I N G U Y Ê N - 2008 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Mài eànt tín ích tui luận nài/ íTntìc li tia thành ti nói tư hướng, dẫn cùa tít tì ụ qiátì — ^7S Qlguụỉn i)íĩtHf Dứa - li tin {Ị hò mân Jôiúí- ~Khfí4t r ốm tin háy, tó lồng cám đu tàu nít' oi iu hưốttg đẫn tận tình thầy I/ì tí ti íìlạtiụĩn 'Dăng, Đức trang, trình IU li ti oà luận r Sm xin chân thành cúm tín lự ợiúp đỗ', tạo điều kiên cùa hít (XI ^K'3ô cĩQlíí Jĩ)'3ô, eáít thầy Ifìáfí, cò giát) Irởttạ bò mồn ^ỉf)ơá, eáe thầy, rô ( f phụ trách phàng, thi iHỊÌtìèm dúa hỗ- mòn Jôoú OCĨỮxĩQl&ỌCìllũ, vút- anh chi, ('tít- rê nhú è trung, tăm ụ ti tiu' phồttg, tinh Cĩltái Qlạuụin đản bai x& Qlgut/rn ^hi Jôạnh, eáe hạn láp Jôữú DC giúp (tò em (Tê tín hoàn thành lí ỉ trui luận Sinh Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN niên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp Khoa KHTN &XH MỤC LỤC Mở Đầu Ì Phần ì: Tổng Quan Lý Thuyết Chương 1: Vài nét nguyên tố Đồng 1.1 Vị trí-Cấu tạo Ì Trạng thái tự nhiên Ì Tính chất vật lý 14 Tính chất hoa học 1.4.1 Tác dụng với đơn chất Ì 4.2 Tác dụng với hợp chất Ì Một số hợp chất quan trọng đồng Ì 5.Ì Hợp chất Cua) Ì 5.2.HỢP chất Cu(H) Ì :6 Khả tạo phức Cu Ì Tác dụng sinh lí Cu Chương 2: Chiết phức kim loại - vài nét thuốc thử Điety Iđi t hiocacbaminat Ì Chiết phức kim loại 2.2 Muôi Đietylđithiocacbaminat 2.2.1 Natri đietylđithiocacbaminat 222 Chì đietylđithiocacbaminat: Pb(DDC) Chương 3: Các phương pháp xác định đồng lo 3.1 Phân tích định tính lo 3.2 Phân tích định lượng 10 3.2 Ì Phương pháp phân tích trọng lượng 10 3.2.2 Phương pháp chuẩn độ phức chất 11 3.2.3 Phương pháp cực phổ cổ điển 11 3.2.4 Phương pháp điện sử dụng điện cực chọn lọc lon 11 3.2.5 Phương pháp von - ampe hoa tan li 3.2.6 Phương pháp trắc quang 12 3.2.7 Phương pháp sắc kí lỏng cao áp phương pháp dòng chảy (FIA) sử dụng Detector điện hoa 12 3.2.8 Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử 13 3.2.9 Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử 13 Chương 4: Đối tượng phương pháp nghiên cứu 14 4.1 Đối tượng mục tiêu nghiên cứu 14 Nguyền Thị Phương Thúy Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN Lúp C N H o K http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp K h o a KHTN &XH 4.2 Giới thiệu phương pháp nghiên cứu 15 4.2 Ì Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử 15 4.2.2 Phương pháp trắc quang 16 Phần l i : Thực nghiệm 19 ('hương Ì: dụng cụ, hoa chất-kĩ thuật chiết đo quang 19 1.1 Dụng cụ máy móc 19 12 Hoa chát 19 1.3 Kĩ thuật chiết 20 Chương 2: Các điều kiện thực nghiệm đo đồng phương pháp trắc quang 21 Ì Sự tạo phức Cu với thuốc thử Pb(DDC) 21 Ì Ì Phổ hấp thụ phức Cu với thuốc thử Pb(DDC) 21 Ì Các điều kiện tối líu 22 Ì Ì ảnh hưởng pH đến tạo phức 22 Ì 2.2 ảnh hưởng lượng dư thuốc thử 23 2.1.2.3 Khảo sát ảnh hưởng thòi gian đến tạo phức 25 2.1.2.4 Khảo sát tuân theo định luật Bia Cu với đietylđithiocacbaminat 26 Ì khảo sát sựảnh hưởng lon kim loại đến tạo phức màu Cu(DDQ 26 Ì ảnh hưởng ion cr đến tạo phức Cu(DDC) 32 2.15 Khảo sát anh hưởng Bi * có mặt H a 6N 33 Ì Xây dựng đường chuẩn xác định Cu phương pháp trắc quang 34 2.2 Khảo sát việc xác định Cu chì đietyl đithiocacbaminat hỗn hợp mẫu giả 36 2.2 Ì Xác định hàm lượng Cu mẫu giả phương pháp đường chuẩn 36 2.3 ứng dụng phân tích mẫu thực tế 40 2.3.1 Lấy mẫu bảo quản mẫu 40 2.3.2 Thực chiết, đo độ hấp thụ tínhkết 41 ( li li ơn «3: Xác định hàm lượng đồng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử 44 3.1 Các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử 44 3.2 Xây dựng đường chuẩn 45 3.3 K ết phân tích mẫu nước phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử 46 Phần H I : K ết luận 48 Tài liệu tham khảo 2+ 2+ 2 2+ 2+ Phu lúc Nguyền Thị Phương Thúy Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN Lớp CN Hoa K2 http://www.lrc-tnu.edu.vn T ó m t ắ t k ế t q u ả n g h i ê n c ứ u Sau trình nghiên cứu đề tài " Xác định hàm lượng đồng nước phương pháp trắc quang nhờ tạo phức với đietylđithiocacbaminat phương pháp phổ hấp thụ nguyên tò" dã thu số kết sau: Ì Xác định bước sóng tối ưu cho trình tạo phức Cu với 2+ đietylđithiocacbaminat Khảo sát điều kiện tối ưu cho trình tạo phức Cu(DDC)2 như: pH, thời gain tạo phức, lượng dư thuốc thử, Khảo sát ảnh hường cation kim loại loại trừ B i ảnh + hưởng đến tạo phức Xây dựng đường chuẩn xác định đồng phương pháp trắc quang nhờ tạo phức với đietylđithiocacbaminat Xây dựng đường chuẩn xác định đồng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử Xác định hàm lượng đồng số mẫu nước thành phố Thái Nguyên phương pháp trác quang phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử Từ kết so sánh hai phương pháp: phương pháp trắc quang phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Khoa KHTN &XH Luận văn tốt nghiệp M Ở ĐẦU Đồng nguyên tố vi lượng cần cho sống phát triển động thực vật Nó làm tăng hoạt tính men, tạo điều kiện tổng hợp đường, tinh bột, protein, axitnucleic, vitamin làm tăng khả chống hạn hán, lạnh giá chống lại số bệnh tật cho trồng Không thế, đồng nguyên tố cần thiết cho hoạt động sống động vật người Nhưng nồng độ cao nồng độ cho phép đồng gây độc cho động thực vật người Vì việc xác định hàm lượng đồng có ý nghĩa quan trọng Ngày nay, định hướng công nghiệp hoa đại hoa đất nước, công nghiệp đà phát triển kèm theo gia tăng nước thải đổ vào lưu vực dễ gây nên ô nhiễm kim loại nặng nguồn nước, ảnh hưởng lớn đến môi trường sức khoe người Việc xác định hàm lượng lon kim loại nặng nói chung xác định hàm lượng Cu nói riêng nhu cầu thiết yếu Hàm lượng Cu nước 2+ 2+ nhỏ vào khoảng 0,001 mg lmg Ì lít nước Vì phải sử dụng phương pháp thích hợp để xác định Vì khoa luận chọn để tài: "Xác định hàm lượng đông nước phương pháp trắc quang nhờ tạo phức với đietyldithiocacbaminat phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử' Với nội dung: • Nghiên cứu tìm điều kiện tối ưu cho quy trình xác định Cu nước phương pháp trắc quang 2+ • Xác định hàm lượng Cu phương pháp trắc quang phương 2+ pháp phố hấp thụ nguyên tử Từ đánh giá hai phương pháp xác định Nguyễn Thị Phương Thúy Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN I Lớp CN Hoa K2 http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp Khoa KHTN &XH PHẦN ì: T Ổ N G Q U A N LÝ T H U Y Ế T CHƯƠNG l i VÀI NÉT VẾ NGUYÊN T ố ĐỔNG L I VỊ trí - Câu tạo [ 14 ] Nguyên tố đồng có kí hiệu hoa học Cu Khối lượng nguyên tử 63,546, nằm 29 thuộc phân nhóm phụ nhóm ì, chu kỳ bảng hệ thống tuần hoàn Cấu hình electron Cu [Ar]3d'°4s' Bán kính nguyên tử 1,28 A°; điện cực +0,337(v) Năng lượng lon hoa I,=7,72 ev ; I =20,29 ev ; I =36,9 ev 1.2 Trạng thái tự nhiên [14] Đồng tồn dạng tự mà chủ yếu dạng hợp chất Sunfua Một số khoáng sản quan trọng đồng Sunfua Cu S; Pirit đồng CuFS2 bocnit Cu FeS 3 Những hợp chất gặp hợp chất chứa oxi cacbonat bazơ CuC0 Cu(OH) ; Azurit CuC0 Cu(OH) Apatit Cu 3 2 1.3 Tính chất vật lý [ 14 ] Đồng kim loại nặng, có mầu đỏ, thiên nhiên có đồng vị bền 63 Cu(70,13%); Cu(29,87%); Tỷ khối 8,94 nhiệt độ nóng chảy 1083°c, sôi 65 2543°c, dần điện, dẫn nhiệt tốt, dễ dát mỏng, dễ kèo sợi Đồng dễ tạo hợp kim với kim loại khác 1.4 Tính chất hoa học [6,11,14 ] Về mạt hoa học, Cu kim loại hoạt động Thế điện cực E°a, =0.337V Cu Mặc dù kim loại hoạt động hoa học Cu hoa hợp trực tiếp với Halogen; oxi; lưu huỳnh nhiều hợp chất Nguyễn Thị Phương Thúy Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN Lớp CN Hoa K2 http://www.lrc-tnu.edu.vn Khoa KHTN &XH Luận văn tốt nghiệp 1.4.1 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 (ì) oxit tạo thành từ phản ứng: 2Cu + Cu(OH) + + H = Cu = Cu 2 2Cu(OH) + 2 H Ở nhiệt độ thường, Cu tác dụng với Halogen, Lưu huỳnh Cu + Cl Cu + s = CuCl CuS 1.4.2 Tác dụng với hợp chất Thế điện cực Cu dương nên Cu không khử ion H dung dịch + axít thành H , Cu có khả tác dụng với dung dịch HCN đậm đặc giải phóng H nhờ tạo thành anion phức bển: 2Cu + 4HCN = 2H[Cu(CN) ] + Trong axít chất oxihoá HNO„ H S0 d n H Cu dễ tan Sản phẩm tạo phụ thuộc vào nồng độ chất oxi hoa Cu + HN0 3Cu + 8HNƠ3, = 3Cu(N0 ) 3đ = Cu(N0 ) + 2N0 + 2NO + H + H Khi có mặt oxi không khí, Cu tan dung dịch HC1, HNO3, Xyanua kim loại kiềm: 2Cu 4Cu + + 8NH3 + 8K CN + 2H 2 + 2H + 2 = = 2[Cu(NH ) ](OH) 4K [Cu(CN) ] + 4KOH 1.5 Một số hợp chất quan trọng đồng [6,11,14 ] 1.5.1 Hợp chất Cu(I) Các hợp chất Cu(I) thường không dễ chuyển thành hợp chất Cu(II) nhiều trường hợp Trong hợp chất Cu(I) đáng ý là: Nguyên Thị Phương Thúy Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN Lớp CN Hoa K2 http://www.lrc-tnu.edu.vn Khoa KHTN &XH Luận văn tốt nghiệp 1.5.1.1 Đồng(I)oxít: C u Cu không tan nước, tan axít H a , H S0 tạo thành 2 muối đồng(I) tan dễ dàng dung dịch amoniac, tan dung dịch kiềm: Cu + 2NaOH + H = 2 Na[Cu(OH) ] 2 Trong dung dịch NH đậm đặc, Cu tạo phức amoniacat: Cu + 4NH + H = 2 [Cu(NH ) ]OH Trong dung dịch HC1 đặc Cu tạo thành phức H[CuCl ] 1.5.1.2 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 huy thành oxit 1.5.1.3 Muối halogen Cui ì): CuX Các muối Cu(I) không bển, nước tự phân huy: 2Cu =^ + Cu + Ca * Các muôi Cu(I) clorua, bromua, iodua chất trạng thái tinh thể màu tráng, tan nước dễ tan dung dịch đậm đặc NH , HC1, NH C1 clorua kim loại kiềm nhờ tạo thành phức chất: CuCl + 2NH3 = Cua + HC1 [Cu(NH ) ]Cl = H[CuCl ] Dung dịch phức dễ chuyển thành màu xanh lục bị oxi không khí oxihoá: 4[Cu(NH,) r + + 2H + 8NH3 = 4[Cu(NH ) ] 2+ + 0H 1.5.2.HỢP chất Cu(II) Trạng thái oxihoá +2 đặc trưng Cu Một số hợp chất Cu(n): Nguyền Thị Phương Thúy Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN Lớp CN Hoa K2 http://www.lrc-tnu.edu.vn Khoa KHTN &XH Luận văn tốt nghiệp 1.5.2.1.Đổng(II) oxít: CuO CuO chất bột màu đen, nóng chảy 1026°c nhiệt độ bớt oxi biến thành Cu CuO không tan nước, tan axit tạo muối Cu(n) dung dịch N H tạo thành phức amoniacat CuO + CuO + N H 2HC1 = CuCl + H + H O = [Cu(NH ) ](OH) z Khi đun nóng CuO chất oxihoá mạnh Nó phản ứng với dung dịch SnCl , FeCl Trong CuO bị khử thành muối Cu(I) dễ bị khí H , c o , NH khử 2 thành kim loại 1.5.2.2 Đồng(II)hidroxit: Cu(OH) Cu(OH) kết tủa mầu xanh, không tan nước Cu(OH) tan dễ dàng axít, dung dịch NH đặc tan dung dịch kiềm 40% đun nóng Như Cu(OH) có tính lưỡng tính: Cu(OH) Cu(OH) Cu(OH) 2(r) + 2H + 2NaOH + 4NH + (aq) = Cu = = 2+ (aq) + 2H Õ Na2[Cu(OH) ] [Cu(NH ) ](OH) Tetra amin đồng(II) hiroxit Mầu xanh thầm Dung dịch Tetra amin đồng hidroxit gọi nước Suayze có khả hoa tan xenlulozơ, dùng cho sản xuất sợi nhân tạo 1.5.2.3 Muôi Cu ( l i ) Trong muối Cu(II) đồng sunfat pentahiđrat CuS0 5H có nhiều ứng dụng Muối CuS0 kết tinh ngậm phần tử nước thành tinh thể mẩu xanh, bỏ không khí dã dần bể mặt Các halogen Cu : CuCl chất dạng tinh thể mầu nâu, phân huy thành Cua Cl dễ 2 bị chảy rữa không khí CuCl dễ tan nước, tan mầu sắc thay đổi Nguyễn Thị Phương Thúy Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN Lớp CN Hoa K2 http://www.lrc-tnu.edu.vn Khoa KHTN &XH Luận văn tốt nghiệp dần, dễ tan rượu, ete axeton Tinh thể kết tinh từ dung dịch nước, tách dạng CuCl 2H có mầu lục 2 CuBr chất rắn mầu đen, dễ bị chảy rữa, dung dịch nước có mầu nâu đỏ, kết tinh thuộc vào nhiệt độ tạo CuBr 2H CuBr 4H 2 2 CuBr dễ tan nước, đun nóng phần brom tách Cul không bền, phân hoa dẻ dàng thành Cui I 2 Các muối khác: - Đồng(II)nitrat: Cu(N0 ) chất khan mầu trắng, dạng hidrat hoa Cu(N0 ) 3H mầu xanh thẫm 2 - Đồng axetat Cu(CH COO) H tinh thể mầu lục, dễ tan nước 2 1.6 Khả tạo phức Cu [ Ì, 14 ] Đồng nguyên tố có khả tạo phức mạnh Đây tính chất đặc trưng nguyên tố chuyển tiếp Nó tạo nhiều phức có tính chất đặc trưng nhiều ứng dụng quan trọng với phân tử vô hữu Đồng có khả tạo phức với loại phối tử khác anion: OH ,SCN" hay phân tử trung hoa H 0, NH .Khi mức oxi hóa tăng khuynh hướng tạo phức Cu tăng Số phối trí đặc trưng phức Cu Các phức Cu 2+ với phối tử khác thường có mầu đặc trưng (xanh, vàng, nâu) phức Cu với NH có mầu xanh đậm 2+ Ngoài người ta biết nhiều đến phức chất Cu(II) với anion cacbonat; sunfat; xianua: K [Cu(C0 ) ]; Na [Cu(S0 ) 6H 0] 2 2 1.7 Tác dụng sinh lí Cu [3,4] Đồng đóng vai trò quan trọng nhiều loại thực vật động vật Đồng tác động đến nhiều chức phần cấu thành nên enzyme quan trọng thể Nó tham gia vào hoạt động: Sản xuất hồng cầu sinh tổng hợp elastin myelin, tổng hợp nhiều hoocmon( catecholamine tuyến giáp, corticoid), tổng hợp nhiều sắc tố Enzyme - Cu hay gọi superoxy dismutase (SOD) nghiên cứu nhiều SOD có chức điều Nguyễn Thị Phương Thúy Lớp CN Hoa K2 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Khoa KHTN &XH Luận văn tốt nghiệp hoa gốc tự do, bảo vệ cấu trúc chế chuyển hoa tế bào, ngăn ngừa tượng lão hoa Cytochoromoxydase sử dụng đồng chất xúc tác Nó có mặt mô có nhu cầu lượng( tim, gan chất xám não), có vai trò khống chế áp suất oxi Tổng hàm lượng đồng thể từ 80-120mg nhu cầu ngày người có sức khoe trung bình 3mg Thiếu hay thừa Cu thể người dẫn đến rối loạn chuyển hoa chất tình trạng bệnh lí khác Thiếu Cu trẻ sơ sinh bú mẹ gây nên tượng thiếu máu nặng thiếu bạch cầu trung tính Những trẻ em mắc bệnh suy nhược nhiệt đới( gọi Kwashiskor) biểu thiếu Cu sắc tố lông tóc, trẻ khả đọc đánh vần khó nhọc hàm lượng Cu Mg tóc cao nhiều so với trẻ em bình thường Nếu hàm lượng Cu tóc tăng bệnh bao gồm thiếu máu, viêm gan, suy thận Đối với người trưởng thành, thiếu Cu dẫn đến rối loạn mô liên kết, giảm hoạt động tuyến giáp, thiếu máu K hi khả tích trữ Cu giới hạn, chứng suy thoái xơ gan kéo theo lượng Cu dư chạy vào máu, sau giữ lại não, thận, mật Nếu mô não nồng độ Cu tăng nồng độ Zn giảm xuất chứng sớm trí nhớ Vì việc tìm hiểu nguyên tố Cu phương pháp xác định Cu cần thiết để góp phần bảo vệ sức khỏe người Nguyền Thị Phương Thúy Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN Ì Lớp CN Hoa K2 http://www.lrc-tnu.edu.vn Khoa KHTN &XH Luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG 2: CHIẾT PHỨC K I M L O Ạ I - VÀI NÉT VẾ THUỐC T H Ử ĐIETYLĐITHIOCACBAMINAT 2.1 Chiết phức kim loại [7,9] Nguyên tắc điều kiện trình chiết: + Nguyên tác: Dựa phân bố chất phân tích vào pha lỏng không trộn lẫn vào + Điều kiện trình chiết: • Dung môi chiết tinh khiết • Dung môi chiết hoa tan tốt chất phân tích không hoa tan chất khác • Hệ SỐ phân bố hệ chiết phải lớn • Cân chiết nhanh đạt đượcvà thuận nghịch để giải chiết • Sự phân bố lớp chiết phải rõ ràng • Chọn môi trường axit, pH, loại axit phù hợp • Thực nhiệt độ phù hợp giữ không đổi trình • Lắc hay trộn mạnh để trình chiết xảy tốt 2.2 Muôi Đietylđithiocacbaminat [ Ì, 2,11] 2.2.1 Natri đietylđithiocacbaminat 2.2.1.1 Cấu tạo Ở dạng hidrat Natri đietylđithiocacbaminat có công thức phân tử là: QH.oNSịNa.SHA Công thức cấu tạo: C2 H Q2H5 N — c \ 3H s — Na 2.2.1.2 Tính chất Là chất bột kết tinh mầu trắng, dễ tan nước, tan rượu etylic, nhiệt độ nóng chảy 150"C Nguyền Thị Phương Thúy Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN Lớp CN Hoa K2 http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiép Khoa KHTN &XH Khi thêm dung dịch thuốc thử 0,1 -5% vào dung dịch CuS0 loãng xuất mầu nâu, lắc dung dịch vói Ì 4- 2ml cacbontetraclorua cloroíòm chất mầu chuyển vào dung môi nằm lớp bên 2.2.1.3 ứng dụng Dung dịch nước 0,5% dùng để xác định Cu phương pháp đo quang, 2+ dùng để chiết tách lượng không lớn kim loại nặng ( Cd, V, Ni, Co )• Các dung dịch nước Natri đietylđithiocacbaminat không dễ bị phân huy, phân tích phải dùng dung dịch điều chế 2.2.2 Chì đietylđithiocacbaminat: Pb(DDC) 2.2.2.1 Câu tạo Pb(DDC) nhận phản ứng trao đổi muối kim loại chì với Natri đietylđithiocacbaminat: C2H 5x > C2 c H + Pb x 2+ N - C H/ s - Na c / s P s— b | Ì trắng + Na* 2.2.2.2.Tính chất Pb(DDC) chất rắn mầu trắng, khối lượng riêng d = 2,38g/cm , nhiệt độ nóng chảy 320-ỉ-323 c Pb(DDC) không tan nước, tan clorofom o Pb(DDC) thuốc thử chọn lọc với Cu(H), Hg(E), Ag(I), Bi(m), Tl(m) Pb(DDC) không bền với ánh sáng mặt trời điều chế thuốc thử : đế sử dụng phải bảo quản điều kiện cách li khỏi ánh sáng mặt trời 2.2.2.3 ứng dụng Người ta dùng Pb(DDC) để chiết số ion từ pha nước lên pha hữu Trong đề tài dùng Pb(DDC), để chiết đồng mà không dùng trực tiếp NaDDC Pb(DDC) hạn chế tạo phức bị chiết số kim loại khác Pt(IV), Sb(III), Te(IV), Pb(II) ion bị tạo phức bị chiết với Cu ta dùng thuốc thử NaDDC 2+ Nguyễn Thị Phương Thúy Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN Lớp CN Hoa K2 http://www.lrc-tnu.edu.vn Khoa KHTN &XH Luận văn lói nghiệp CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỔNG Hiện nay, có nhiều phương pháp khác để xác định đồng phương phấp phân tích khối lượng, phương pháp phân tích thể tích, phương pháp phân tích điện hoa, phương pháp đo phổ uv-vis, phương pháp sắc ký lỏng Sau số phương pháp xác định đồng 3.1 Phân tích định tính [ 15 ] Thuốc thử đặc trưng đồng K [Fe(CN) ] tác dụng thuốc thử [Fe(CN) ] tạo kết tủa đỏ gạch với Cu : 2+ 2Cu + [Fe(CN) ] - = Cu[Fe(CN) ] ị 2+ 6 d ò g c h Khi lượng Cu nhỏ thu dung dịch màu hồng Nếu cho dung 2+ dịch NH đặc tác dụng với Feroxianua đồng tan lắc thu kết tủa tinh thể mầu vàng([Cu(NH ) ] [Fe(CN) ] Bằng cách nhận Cu 2+ độ pha loãng Ì: 100000 Ngoài người ta dùng số phương trình phản ứng đặc trưng nhằm xác định có mặt Cu dung dịch mẫu phân tích 2+ phản ứng với H S, Na S , KCN 2 3.2 Phân tích định lượng 3.2.1 Phương pháp phân tích trọng lượng [ ] Phương pháp thường dùng để xác định hàm lượng Cu mẫu 2+ hàm lượng lớn 0,05% Đối tượng thường quặng chứa đồng hợp kim Trong phương pháp người ta tiến hành khử Cu môi trường axit 2+ thành Cu K SnCl theo phương trình: + CuCl + K SnCl = 2CuCl + 2KC1 + SnCl 2 4 Cu(I) tạo thành cho kết tủa dạng muối Teinit (Tetra thioxianat diamin cromat) không tan axit loãng Cud + 2NH [Cr(NH ) (SCN) ] Nguyền Thị Phương Thúy Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN = 2Cu[Cr(NH ) (SCN) ] lo + 2NH C1 Lớp CN Hoa K2 http://www.lrc-tnu.edu.vn Khoa KHTN &XH Luận văn tốt nghiệp Xác định Cu theo phương pháp có mặt Hg , Ag chúng tạo 2+ 2+ + kết tủa với muối Teinit cản trở việc xác định Cu 2+ 3.2.2 Phương pháp chuẩn độ phức chất [ ] Dùng xác định Cu với nồng độ lớn, lớn hom Kr*M Trong phương 2+ pháp người ta xác định đồng cách cho complexon phản ứng với ion Cu tạo muối nội phức bền môi trường có pH = 4-ỉ- lo vào điều kiện 2+ thị sử dụng Ví dụ: Với thị Murexit pH = Cu 2+ + Na [H EDTA] = Na [CuEDTA] 2 + 2H + Căn vào lượng EDTA tiêu tốn mà người ta xác định lượng Cu 2+ 3.2.3 Phương pháp cực phổ cổ điển [ 6,8 ] Nguyên tắc phương pháp đặt khác vào điện cực để khử ion khác lon khử tương ứng xác định Do qua khử lon định tính lon Trong điểu kiện định cường độ dòng tăng tỉ lệ thuận với nồng độ mà định lượng lon Do có mặt dòng tụ điện nên giới hạn nồng độ xác định theo phương pháp đạt đến 10 M/1 Để khắc phục nhược điểm người ta sử dụng nhiều phương pháp để làm tăng độ nhạy phương pháp chọn thời gian ghi, phương pháp cực phổ xung vi phân, cực phổ dòng xoay chiều, cực phổ sóng vuông 3.2.4 Phương pháp điện sử dụng điện cực chọn lọc lon [ 12 ] Nguyên tắc phương pháp dựa sở đo điện điện cực chọn lọc lon định lượng phương pháp đường chuẩn phương pháp thêm Theo phương pháp với loại cực tốt, thành phần dung dịch thích hợp khoáng xác định đồng thu từ lo -7- 10" M/1 Nhược điểm phương pháp độ nhạy chưa cao, độ bền cực thấp thời gian sống ngắn bị ảnh hưởng lực lon 3.2.5 Phương pháp von - ampe hoa tan [ 8,12 ] Quá trình phân tích theo phương pháp von - ampe hoa tan gồm bước: Nguyễn Thị Phương Thúy Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN li Lớp CN Hoa K2 http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp Khoa KHTN &XH Bước Ì: Điện phân để làm giầu chất phân tích lên bề mặt điện cực khoảng thời gian định, điện cực xác định Bước 2: Hoa tan kết tủa làm giàu cách phân cực, ngưỡng cực làm việc, ghi đường cong hoa tan chiều cao đường phân cực ghi điều kiện thích hợp, tỉ lệ thuận với nồng độ chất dung dịch Điều kiện cho phép ta định lượng phương pháp đường chuẩn phương pháp thêm Để xác định Cu phương pháp người ta cho vào dung dịch đệm 2+ cacbonat (pH = 10 4- 10,5) vào dung dịch phân tích với có mặt Natrixitrat ngăn ngừa kết tủa CaC0 3.2.6 Phương pháp trắc quang [ 6,11 ] Nguyên tắc phương pháp trắc quang (phương pháp phổ phân tử ƯV VIS) dựa việc đo độ hấp phụ ánh sáng dung dịch phức tạo thành ion cần xác định với thuốc thử môi trường thích hợp chiếu chùm sáng Phương pháp định lượng theo phương trình: A = K.c Trong đó: A: Độ hấp thụ quang phức màu K: Hằng số thực nghiệm C: Nồng độ chất phân tích Đối với nguyên tố đồng: Phân tích trắc quang dựa vào khả tạo phức Cu 2+ với lượng thuốc thử thích hợp Thuốc thử là: Đithizon, NaDDC CuFeron 3.2.7 Phương pháp sắc kí lỏng cao áp phương pháp dòng chảy ( H A I sử dụng Detector điện hoa [ ] Nguyên tắc phương pháp dựa việc bơm mẫu vào dòng chất mang qua cột tách dòng cảm ứng ghi nhận tín hiệu qua detector điện hoa dùng detector cực chọn lọc đạt độ nhạy đến 20 mg/ml Nguyễn Thị Phương Thúy Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN 12 Lớp CN Hoa K2 http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp Khoa KHTN &XH Phương pháp phương pháp sử dụng rộng rãi việc xác định lượng vết với độ nhạy cao, độ xác tốt 3.2.8 Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử [ 10 ] Cơ sở định lượng phương pháp nguyên tử tự nguyên tố trạng thái kích thích giải phóng lượng nhận vào để trở trạng thái bản, sinh phổ đường đặc trưng cường độ vạch phổ Đại lượng tỉ lệ thuận với nồng độ chất cần phân tích khoảng nồng độ xác định Phương pháp có nhiều ưu điểm phân tích nhanh, hàng loạt, tốn mẫu, phân tích nhiều nguyên tố lúc có độ nhạy cao độ xác cao Với kĩ thuật ICP-AES, độ nhạy cho phép xác định Cu với nồng độ Ì ppb 2+ 3.2.9 Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử [ 6,10 ] Nguyên tắc phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử dựa vào hấp thụ lượng nguyên tử tự trạng thái chiếu chùm tia xạ qua đám nguyên tố môi trường hấp thụ Khi người ta thu túi hiệu hấp thụ đặc trưng cường độ hấp thụ Phương pháp xác định theo phương trình: D = K.c b Ả DỊ : Cường độ vạch phổ hấp thụ nguyên tử hấp thụ K: Hằng số thực nghiệm phép đo C: Nồng độ nguyên tố mẫu b: Hằng số ( < b < Ì) Tuy thuộc vào kĩ thuật nguyên tử hoa mẫu mà người ta phân biệt phổ hấp thụ nguyên tử lửa (F-AAS) cho độ nhạy ppm Phổ hấp thụ nguyên tử không lửa (EIA-AAS) cho độ nhạy đến ppb Nguyễn Thị Phương Thúy Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN 13 Lớp CN Hoa K2 http://www.lrc-tnu.edu.vn Khoa KHTN &XH Luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG 4: Đ Ố I TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u 4.1 Đối tượng mục tiêu nghiên cứu [2,3] Nước tài nguyên đặc biệt quan trọng, định tồn phát triển sống trái đất Nước tham gia vào thành phần cấu trúc sinh quyển, điều hòa yếu tố khí hậu, đất đai sinh vật thông qua chu trình vận chuyển Nước phục vụ cho đòi sống sinh hoạt hàng ngày, tưới tiêu cho nông nghiệp, dùng sản xuất công nghiệp, góp phần tạo nên nhiều thắng cảnh Đặc điểm tài nguyên nước tái tạo theo quy luật thời gian không gian Nước ta có nguồn tài nguyên nước phong phú 2/3 lại bắt nguồn từ lãnh thổ quốc gia khác Việt Nam có mùa khô kéo dài làm cho nhiều vùng bị thiếu nước trầm trọng Dưới áp lực gia tăng dân số nhu cầu phát triển kinh tế xã hội có ảnh hưởng tiêu cực đến tài nguyên nước có ô nhiễm kim loại nặng Nguyên nhân chủ yếu gây ô nhiễm kim loại nặng trình đổ vào môi trường nước nước thải công nghiệp nước thải độc hại không xử lý xử lý không đạt yêu cầu Ô nhiễm kim loại nặng nước có tác động tiêu cực đến môi trường sống sức khoe người Kim loại nặng tích lũy theo chuỗi thức ăn thâm nhập vào thê người Theo phân tích nhà hóa học, nồng độ số lon kim loại nước cao tiêu chuẩn cho phép gây số bệnh hiểm nghèo cho người động thực vật Ví dụ: Crôm gây ung thư, cađimi gây bệnh giòn xương, đau thận, thiếu máu, kẽm gây rối loạn trình trao đổi chất Vì việc xác định hàm lượng kim loại nặng nước để xác định chất lượng nước vô quan trọng Chúng nghiên cứu với mục đích tìm quy trình thích hợp xác định hàm lượng Cu nước, nhằm góp phần vào việc đánh giá chất lượng 2+ nước, bảo vệ sức khoe cộng đồng bảo vệ môi trường Trong khoa luận này, đối tượng nghiên cứu cụ thể hàm lượng Cu 2+ nước thải nước giêng khoan số khu vực địa bàn thành phố Thái Nguyên Nguyền Thị Phương Thúy 14 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN Lớp CN Hoa K2 http://www.lrc-tnu.edu.vn [...]... Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử [ 6,10 ] Nguyên tắc của phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử là dựa vào sự hấp thụ năng lượng của nguyên tử tự do ở trạng thái hơi khi chiếu chùm tia bức xạ qua đám hơi của nguyên tố ấy trong môi trường hấp thụ Khi đó người ta thu được túi hiệu hấp thụ được đặc trưng bởi cường độ hấp thụ Phương pháp này được xác định theo phương trình: D = K.c b Ả DỊ : Cường độ vạch phổ. .. ngừa kết tủa CaC0 3 3.2.6 Phương pháp trắc quang [ 6,11 ] Nguyên tắc của phương pháp trắc quang (phương pháp phổ phân tử ƯV 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 môi trường thích hợp khi được chiếu chùm sáng Phương pháp này định lượng theo phương trình: A = K.c Trong đó: A: Độ hấp thụ quang của phức màu K: Hằng số thực nghiệm... Luận văn lói nghiệp CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỔNG Hiện nay, có rất nhiều phương pháp khác nhau để xác định đồng như phương phấp phân tích khối lượng, phương pháp phân tích thể tích, phương pháp phân tích điện hoa, phương pháp đo phổ uv-vis, phương pháp sắc ký lỏng Sau đây là một số phương pháp xác định đồng 3.1 Phân tích định tính [ 15 ] Thuốc thử đặc trưng của đồng là K [Fe(CN) ] tác dụng của... nghiệp Xác định Cu theo phương pháp này khi có mặt Hg , Ag thì chúng sẽ tạo 2+ 2+ + kết tủa với muối Teinit và cản trở việc xác định Cu 2+ 3.2.2 Phương pháp chuẩn độ phức chất [ 6 ] Dùng xác định Cu với nồng độ khá lớn, lớn hom Kr*M Trong phương 2+ pháp này người ta xác định đồng bằng cách cho complexon phản ứng với ion Cu tạo muối nội phức bền trong môi trường có pH = 4-ỉ- lo tuy vào điều kiện và 2+ chỉ... nhằm xác định sự có mặt của Cu trong dung dịch cũng như trong mẫu phân tích 2+ như phản ứng với H S, Na S 0 , KCN 2 2 2 3 3.2 Phân tích định lượng 3.2.1 Phương pháp phân tích trọng lượng [ 6 ] Phương pháp này thường dùng để xác định hàm lượng Cu trong mẫu khi 2+ hàm lượng lớn hơn 0,05% Đối tượng thường là các quặng chứa đồng và các hợp kim của nó Trong phương pháp này người ta tiến hành khử Cu trong. .. mg/ml Nguyễn Thị Phương Thúy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN 12 Lớp CN Hoa K2 http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp Khoa KHTN &XH Phương pháp này là một trong những phương pháp được sử dụng rộng rãi trong việc xác định lượng vết với độ nhạy cao, độ chính xác tốt 3.2.8 Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử [ 10 ] Cơ sở định lượng của phương pháp là khi nguyên tử tự do của nguyên tố ở trạng... phương trình: D = K.c b Ả DỊ : Cường độ vạch phổ hấp thụ nguyên tử hấp thụ K: Hằng số thực nghiệm của phép đo C: Nồng độ nguyên tố trong mẫu b: Hằng số ( 0 < b < Ì) Tuy thuộc vào kĩ thuật nguyên tử hoa mẫu mà người ta phân biệt phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) cho độ nhạy ppm Phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (EIA-AAS) cho độ nhạy đến ppb Nguyễn Thị Phương Thúy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN... trưng của các nguyên tố chuyển tiếp Nó tạo ra nhiều phức có tính chất đặc trưng và nhiều ứng dụng quan trọng với cả phân tử vô cơ và hữu cơ Đồng có khả năng tạo phức với các loại phối tử khác nhau như anion: OH ,SCN" hay các phân tử trung hoa H 0, NH .Khi mức oxi hóa tăng thì khuynh 2 3 hướng tạo phức của Cu tăng Số phối trí đặc trưng của phức Cu là 2 và 4 Các phức của Cu 2+ với các phối tử khác nhau... lon [ 12 ] Nguyên tắc của phương pháp này là dựa trên cơ sở đo điện thế của điện cực chọn lọc lon rồi định lượng bằng phương pháp đường chuẩn hoặc phương pháp thêm Theo phương pháp này với các loại cực tốt, thành phần của dung dịch thích hợp thì khoáng xác định của đồng thu được từ lo -7- 10" M/1 6 2 Nhược điểm của phương pháp này là độ nhạy chưa cao, độ bền cực thấp thời gian sống ngắn và bị ảnh hưởng... giàu bằng cách phân cực, ngưỡng cực làm việc, ghi đường cong hoa tan chiều cao của đường phân cực ghi được trong những điều kiện thích hợp, tỉ lệ thuận với nồng độ của chất trong dung dịch Điều kiện đó cho phép ta định lượng nó bằng phương pháp đường chuẩn hoặc phương pháp thêm Để xác định Cu bằng phương pháp này người ta cho vào dung dịch đệm 2+ cacbonat (pH = 10 4- 10,5) vào dung dịch phân tích với