Nghiên cứu chiết - trắc quang phức đaligan trong hệ 1-(2-pyridilazơ)-2-naphtol (PAN) - Pb(II) - CCl3COOH và ứng dụng phân tích

Header Page of 16 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM LÊ XUÂN THỨ NGHIÊN CỨU CHIẾT - TRẮC QUANG PHỨC ĐALIGAN TRONG HỆ 1-(2-PYRIDILAZƠ)-2NAPHTOL (PAN)-Pb(II)-CCl3COOH VÀ ỨNG DỤNG PHÂN TÍCH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HỐ HỌC THÁI NGUN-2009 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 16 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM LÊ XUÂN THỨ NGHIÊN CỨU CHIẾT - TRẮC QUANG PHỨC ĐALIGAN TRONG HỆ 1-(2-PYRIDILAZƠ)-2NAPHTOL (PAN)-Pb(II)-CCl3COOH VÀ ỨNG DỤNG PHÂN TÍCH Chun ngành: HỐ PHÂN TÍCH Mã số: 60.44.29 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HOÁ HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS HỒ VIẾT QUÝ THÁI NGUYÊN-2009 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 16 LỜI CẢM ƠN Luận văn hồn thành phịng thí nghiệm Hố phân tích Hố mơi trường - khoa Hố học - Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên Bằng lòng trân trọng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Hồ Viết Quý - người hướng dẫn khoa học, tận tình bảo em suốt trình học tập nghiên cứu Em xin trân trọng cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa Hố học Thầy Cơ giáo tổ mơn Hố phân tích Hố mơi trường Trường Đại học sư phạm - Đại học Thái Nguyên giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho em hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn BGH Trường THPT Na Rỳ - Bắc Kạn, đồng nghiệp, bạn bè, người thân ủng hộ động viên tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Thái Nguyên, ngày 15 tháng năm 2009 Lê Xuân Thứ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 16 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chƣơng I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu nguyên tố chì 1.2 Tính chất khả tạo phức PAN 11 1.3 Axit tricloaxetic CCl3COOH 15 1.4 Phức đaligan ứng dụng hóa học phân tích 15 1.5 Phương pháp nghiên cứu chiết phức đa ligan 18 1.6 Các bước nghiên cứu phức màu dùng phân tích trắc quang [31] 21 1.7 Các phương pháp xác định thành phần phức dung dịch {[20], [21], [23]} 26 1.8 Cơ chế tạo thành phức đa ligan 33 1.9 Các phương pháp xác định hệ số hấp thụ phân tử phức 39 1.10 Phương pháp thống kê xử lý số liệu thực nghiệm 41 1.11 Ô nhiễm nước [15] 44 Chƣơng II: KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM 46 2.1 Dụng cụ thiết bị nghiên cứu 46 2.2 Pha chế hoá chất 46 2.3 Cách tiến hành thí nghiệm 48 2.4 Xử lý kết thực nghiệm 49 Chƣơng III: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN 50 3.1 Nghiên cứu hiệu ứng tạo phức đaligan hệ PAN-Pb2+- CCl3COO- 50 3.1.1 Phổ hấp thụ phân tử PAN 50 3.1.2 Nghiên cứu hiệu ứng tạo phức chiết phức đaligan Pb 2+ với PAN CCl3COO- 51 3.2 Nghiên cứu điều kiện tối ưu cho tạo phức chiết phức đaligan PAN-Pb2+-CCl3COO- 54 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 16 3.2.1 Sự phụ thuộc mật độ quang phức đaligan vào thời gian 54 3.2.1.1 Thời gian tạo phức tối ưu 54 3.2.1.2 Khảo sát thời gian lắc chiết tối ưu 55 3.2.1.3 Sự phụ thuộc mật độ quang phức đaligan pha hữu vào thời gian 56 3.2.2 Xác định pH tối ưu 57 3.2.3 Chọn dung môi chiết phức tối ưu 59 3.2.3.1 Chọn dung môi chiết 59 3.2.3.2 Khảo sát thể tích dung mơi chiết phức tối ưu 62 3.2.4 Sự phụ thuộc phần trăm chiết vào số lần chiết hệ số phân bố 63 3.2.5 Xử lý thống kê xác định phần trăm chiết 65 3.3 Xác định thành phần phức đaligan PAN-Pb2+-CCl3COO- 66 3.3.1 Phương pháp tỷ số mol xác định thành phần phức PAN-Pb2+CCl3COO- 66 3.3.2 Phương pháp biến đổi liên tục (phương pháp hệ đồng phân tử, phương pháp Otromuslenco-Job) 69 3.3.3 Phương pháp Staric- Bacbanel 71 3.3.4 Xác định hệ số tỷ lượng CCl3COO- phức đaligan phương pháp chuyển dịch cân 74 3.4 Nghiên cứu chế tạo phức đaligan 77 3.4.1 Giản đồ phân bố dạng tồn Pb2+ theo pH 77 3.4.2 Giản đồ phân bố dạng tồn PAN theo pH 80 3.4.3 Giản đồ phân bố dạng tồn CCl3COOH theo pH 82 3.4.4 Cơ chế tạo phức đaligan PAN-Pb(II)-CCl3COO- 84 3.5 Xác định tham số định lượng phức đaligan PAN-Pb(II)CCl3COO- 87 3.5.1 Xác định hệ số hấp thụ phân tử phức đaligan 87 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 16 3.5.1.1 Xác định hệ số hấp thụ phân tử phức đaligan theo phương pháp Komar 87 3.5.1.2 Xác định hệ số hấp thụ phân tử phức đaligan theo phương pháp đường chuẩn 89 3.5.1.3 So sánh hai giá trị εphức tính từ hai phương pháp 90 3.5.2 Xác định số cân phức: Kp 91 3.5.3 Xác định số bền điều kiện phức đaligan: β 92 3.6 Chế hóa định lượng chì mẫu nhân tạo phương pháp chiết - trắc quang dựa tạo phức đaligan 93 3.7 Xác định hàm lượng Pb2+ mẫu nước hồ ni cá quận Hồng Mai - Hà Nội 95 3.7.1 Quy trình xử lý mẫu 95 3.7.2 Xác định hàm lượng Pb2+ phương pháp thêm nhiều mẫu chuẩn phân tích trắc quang 95 3.8 Xác định hàm lượng Pb2+ mẫu nước hồ nuôi cá huyện Chợ Mới - tỉnh Bắc Kạn 100 3.8.1 Quy trình xử lý mẫu 100 3.8.2 Xác định hàm lượng Pb2+ phương pháp thêm nhiều mẫu chuẩn phân tích trắc quang 101 KẾT LUẬN 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO 106 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 16 MỞ ĐẦU Chì nguyên tố có nhiều ứng dụng quan trọng khoa học, kĩ thuật đời sống: Dùng để làm ắc quy, đầu đạn, ống dẫn công nghệ hố học, đúc khn để in chữ, chế tạo thuỷ tinh pha lê, pha vào xăng để tăng thêm số octan Do có tính ngăn cản mà người ta dùng chì làm áo giáp cho nhân viên: chụp X quang, lò phản ứng hạt nhân, đựng nguyên tố phóng xạ, cho vào hình vi tính, ti vi.… Tuy nhiên, bên cạnh chì ngun tố gây nhiễm độc cho môi trường, đặc biệt trước lúc xăng 95 chưa đời hàm lượng chì xăng động đốt thải cho môi trường lớn, ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường tuyến đường quốc lộ Nhiễm độc chì khó cứu chữa, chì tích luỹ thể người mà không bị đào thải Việc ô nhiễm nguồn nước, thực phẩm, sữa, rau chì gây bệnh hiểm nghèo ung thư, ảo giác, quái thai, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ cộng đồng Chì nguyên tố có khả tạo phức với nhiều phối tử, đặc biệt phối tử hữu Cho nên nghiên cứu tạo phức chì tìm phương pháp phân tích nhanh, xác hàm lượng chì đối trượng phân tích khác vơ quan trọng, có tính thời sự, có ý nghĩa khoa học thực tiễn Trong thời gian qua, việc phân tích chì mẫu vật nghiên cứu nhiều phương pháp khác nhau, nhiên chưa có tài liệu cơng bố hồn chỉnh việc nghiên cứu tạo phức chiết phức đaligan chì với thuốc thử 1-(2-pyridilazơ)-2-naphtol (PAN) cơng bố điều kiện thí nghiệm khác Sau xem xét, nhận thấy nghiên cứu phức màu chì phương pháp chiết - trắc quang phương pháp có nhiều triển vọng, mang lại hiệu phù hợp với điều kiện phịng thí nghiệm nước ta Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 16 Xuất phát từ tình hình thực tế này, chúng tơi chọn đề tài: “Nghiên cứu chiết - trắc quang phức đaligan hệ 1-(2-pyridilazơ)-2-naphtol (PAN) - Pb(II) - CCl3COOH ứng dụng phân tích'' Để thực đề tài tập trung giải nhiệm vụ sau: Khảo sát hiệu ứng tạo phức Pb(II) với PAN CCl3COO- Khảo sát điều kiện tối ưu tạo phức chiết phức Xác định thành phần phức Nghiên cứu chế tạo phức PAN-Pb(II)-CCl3COO- Xác định hệ số hấp thụ phân tử, số cân số bền điều kiện phức Ứng dụng kết nghiên cứu để định lượng Pb(II) mẫu nhân tạo mẫu nước tự nhiên, nước thải Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 16 Chương I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu ngun tố chì 1.1.1 Vị trí, cấu tạo tính chất chì [1], [16] Chì ngun tố thứ 82 hệ thống tuần hồn Sau số thơng số chì Ký hiệu: Pb Số thứ tự: 82 Khối lượng nguyên tử: 207,2 dvc Cấu hình electron: [Xe] 4f145d106s26p2 Bán kính ion: 1,26A0 Độ âm điện (theo paoling): 2,33 Thế điện cực tiêu chuẩn E pb 2 pb = -0,126V Năng lượng ion hoá: Mức lượng ion hoá I1 I2 I3 I4 I5 I6 Năng lượng ion hoá 7.42 15.03 31.93 39 69.7 84 Từ giá trị I3 đến giá trị I4 có giá trị tương đối lớn, từ giá trị I5 đến I6 có giá trị lớn chì tồn số ơxi hóa : +2 +4 1.1.2 Tính chất vật lý [1],[16] Chì kim loại màu xám thẫm , mềm dễ bị dát mỏng Nhiệt dộ nóng chảy: 327,460C Nhiệt độ sơi: 1740C Khối lượng riêng: 11,34 g/cm3 Chì hợp kim độc nguy hiểm tính tích luỹ nó, nên khó giải độc bị nhiễm độc lâu dài Chì hấp thụ tốt tia phóng xạ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 10 of 16 1.1.3 Tính chất hố học [1], [16] Tác dụng với nguyên tố không kim loại: 2Pb+ O2 = 2PbO Pb + X2 = PbX2 Tác dụng với nước có mặt oxy: 2Pb + 2H2O + O2 = 2Pb(OH)2 Tác dụng yếu với axit HCl axit H2SO4 nồng độ 80% tạo lớp muối PbCl2 PbSO4 khó tan Khi axit nồng độ đặc có phản ứng lớp muối bị hoà tan: PbCl2 + 2HCl = H2 PbCl4 PbSO4 + H2SO4 = Pb(HSO4)2 Với axit HNO3 tương tác tương tự kim loại khác Khi có mặt oxy tương tác với nước axit hữu cơ: 2Pb + 2H2O + O2 = Pb(OH)2 2Pb + CH3COOH + O2 = (CH3COO)2Pb + 10 H2O Tác dụng với dung dịch kiềm nóng: Pb + KOH + 2H2O = K2 [Pb(OH)4 ] + H2 1.1.4 Các khoáng vật tự nhiên chì Chì nguyên tố phổ biến vỏ trái đất Chì tồn trạng thái oxy hố 0, +2 +4, muối chì có hố trị hay gặp có độ bền cao Trong tự nhiên, tồn loại quặng galenit (PbS), Cesurit (PbCO3) anglesit (PbSO4) Trong mơi trường nước, tính hợp chất chì xác định chủ yếu thơng qua độ tan Độ tan chì phụ thuộc vào pH, pH tăng độ tan giảm, ngồi cịn phụ thuộc vào yếu tố khác như: độ muối (hàm lượng iơn khác nhau) nước, điều kiện oxy hố- khử v.v…Chì nước Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 10 of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 101 of 16 Như ta áp dụng kết nghiên cứu để xác định hàm lượng chì số đối tượng phân tích khác 3.7 Xác định hàm lƣợng Pb2+ mẫu nƣớc hồ ni cá quận Hồng Mai - Hà Nội 3.7.1 Quy trình xử lý mẫu Mẫu nước lấy theo kỹ thuật lấy mẫu hồ ni cá thuộc quận Hồng Mai thành phố Hà Nội [15] Mẫu nước xử lý theo qui trình sau: Lấy 2000ml mẫu để xử lý Lọc thô nhiều lần để loại cặn bẩn đến thu mẫu trong, sau cho vài giọt HNO3 đặc vào khấy Tiến hành cô cạn dùng nước cất định mức đến 20,00ml Dùng mẫu để phân tích xác định hàm lượng Pb2+ Do điều kiện thời gian có hạn không nghiên cứu ion gây cản đến tạo phức Pb2+ với PAN CCl3COO- Mặt khác dùng phương pháp thêm nhiều mẫu chuẩn để loại trừ yếu tố cản trở, loại trừ sai số phơng (Mattrix effect) hợp lý Theo Yu.A ZoloTov [29] “Chiết hợp nội phức”, NXB “Khoa học”, Maxcova, (1968): CCN-  2CPb2+ anion CN- che cation cản trở: Ag+, Au3+, Cd2+, Co2+, Cu2+, Hg2+, Ni2+, Tl3+, V5+, Zn2+, As5+, Do chúng tơi chọn phương pháp thêm nhiều mẫu chuẩn dùng chất che dung dịch NaCN 1,0.10-3M phân tích trắc quang để xác định hàm lượng Pb2+ mẫu nước nói 3.7.2 Xác định hàm lượng Pb2+ phương pháp thêm nhiều mẫu chuẩn phân tích trắc quang Để xác định hàm lượng Pb2+ mẫu nước tiến hành sau: Chuẩn bị dung dịch phức PAN-Pb2+-CCl3COO- từ mẫu nước cách: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 101 of 16 95 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 102 of 16 Lấy bình dịnh mức 10,00ml Mẫu Vx(ml) mẫu 1 1 1 - 0,25 0,5 0,75 1,0 1,25 VPAN(ml) dư 0,3 0.3 0,3 0,3 0,3 0,3 VCCl3COO-(ml) 1 1 1 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 CPb2+(TC) - 2,5.10-6 5,0.10-6 7,5.10-6 1,0.10-5 1,25.10-5 Đo A A0 ΔА2-1 ΔА3-1 ΔА4-1 ΔА5-1 ΔА6-1 VTC, ml Pb2+ (C0=10-4) VNaCN(ml) Nồng độ tiêu chuẩn tính theo công thức: CTC = VTC C0 ; C0 = 10-4M Vdd Các dung dịch chỉnh pH tối ưu (pH = 7,80) với lực ion 0,1 Sau tiến hành đo mật độ quang dịch chiết phức đaligan điều kiện tối ưu Chúng tiến hành đo mật độ quang dịch chiết mẫu 2,3,4,5,6 so với mẫu (dung dịch so sánh) Kết thu bảng 3.32 hình 3.21 Bảng 3.32: Giá trị mật độ quang mẫu nước hồ ni cá Quận Hồng Mai - Hà Nội Mẫu CPb2+(TC) - 2,5.10-6 5,0.10-6 7,5.10-6 1,0.10-5 1,25.10-5 ΔА A0 0,139 0,261 0,359 0,481 0,594 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 102 of 16 96 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 103 of 16 Ai y = 0.452x + 0.0278 R2 = 0.9991 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 CPb2+.105M 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 Hình 3.21: Đường thêm chuẩn xác định hàm lượng Pb(II) mẫu nước hồ nuôi cá quận Hoàng Mai - Hà Nội Xử lý kết theo ngơn ngữ lập trình pascal với (p = 0,95) ta phương trình đường thẳng : ΔА = (0,4520  0,0067)CPb2+ + (0,0278  0,0016) Từ ta có phương trình đường thêm chuẩn là: ΔА = (0,4520  0,0067)CPb2+ + (0,0278  0,0016) Xử lý đường thêm chuẩn: Ta kéo dài đồ thị thấy cắt trục tung điểm, điểm giá trị Ax (mật độ quang mẫu phân tích), cắt trục hồnh điểm từ ta xác định nồng độ chì mẫu phân tích Ta có mơ sau: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 103 of 16 97 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 104 of 16 ΔА ΔΑ6 ΔΑ5 ΔΑ4 ΔΑ3 ΔA2 α Ax Cx C2 C3 CPb2+.105M C4 C5 C6 Các giá trị nồng độ mật độ quang tương ứng đồ thị hình 3.21 Cx nồng chì mẫu nước cần xác định Phương trình đường thêm chuẩn cắt trục tung điểm CPb2+ = 0,00M Vậy ta có: Ax = 0,0278 tg   CX  Ax  0, 452 Cx AX 0,0278   6,15.102 M 0, 452 0, 452 Vậy nồng độ Pb2+ mẫu nước để phân tích là: C0Pb2+ = 6,15.10-2.10-5 = 6,15.10-7 M Hàm lượng chì 2000,00ml mẫu nước hồ là: Cđầu (Pb2+) = 6,15.10-7.10.20 / 2000 = 6,15.10-8 M Tương đương với 1,273.10-5 g/l (hay 0,01273 mg/l) Và để xác định xem kết phân tích chúng tơi có xác hay không, so sánh kết phân tích với kết phân tích thạc sĩ Lê Thị Thu Hường theo luận văn thạc sĩ khoa học hố học [14] : Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 104 of 16 98 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 105 of 16 “ Nghiên cứu chiết - trắc quang tạo phức đaligan hệ 1-(2PYRIDILAZƠ)-2-NAPTOL (PAN) - Pb(II) - SCN dung mơi hữu ứng dụng phân tích” – Khoa hoá, Trường ĐHSP Hà Nội năm 2008 Kết phân tích mẫu nước hồ ni cá quận Hồng Mai – Hà Nội thạc sĩ Lê Thị Thu Hường : 0,01268 mg/l Để so sánh với kết phân tích thạc sĩ Lê Thị Thu Hường, chúng tơi lấy mẫu nước phân tích hồ ni cá Quận Hoàng Mai – Hà Nội Coi giá trị 0,01268 mg/l giá trị chuẩn (a), kết phân tích thạc sĩ Lê Thị Thu Hường so sánh với kết phương pháp AAS Chúng tiến hành xây dựng thêm bốn đường thêm nhiều mẫu chuẩn (Cách xây dựng xác định hàm lượng Chì tương tự đường thêm nhiều mẫu chuẩn thứ nhất) kết trình bày bảng 3.33 Bảng 3.33: Kết xác định hàm lượng Chì mẫu nước hồ ni cá Quận Hoàng Mai – Hà Nội STT Đƣờng thêm nhiều mẫu chuẩn Kết hàm lƣợng Chì (mg/l) Thứ 0,01273 Thứ hai 0,01342 Thứ ba 0,01256 Thứ tư 0,01354 Thứ năm 0.01328 Chúng sử dụng hàm phân bố student để so sánh giá trị trung bình hàm lượng chì xác định với giá trị 0,01268 mg/l , ta có bảng giá trị đặc trưng (bảng 3.34) tập số liệu thực nghiệm Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 105 of 16 99 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 106 of 16 Bảng 3.34: Các giá trị đặc trưng tập số liệu thực nghiệm Giá trị trung Phƣơng sai Độ lệch chuẩn bình ( X ) (s2) S  ε t (0,95; 4) 0.01311 mg/l 1,89.10-7 1,945.10-4 5,4.10-4 2,78 Ta có : ttn = X a SX  X 0, 01311  0, 01268 1,945.104 Ta thấy ttn < t (0,95;4) = 2,78 → X  2, 21 ≠ a nguyên nhân ngẫu nhiên với p = 0,95 q%   X 100  5, 4.104 100  4,12% 0, 01311 Sai số tương đối phép xác định : q% = 4,12% < 5% Vậy mẫu nước hồ nuôi cá Quận Hồng Mai – Hà Nội có hàm lượng Pb2+ (0,01311  0.00054) mg/l thấp giá trị giới hạn hàm lượng Pb2+ (0,01311mg/l < 0,1mg/l) theo TCVN [15],[28] 3.8 Xác định hàm lƣợng Pb2+ mẫu nƣớc hồ nuôi cá huyện Chợ Mới - tỉnh Bắc Kạn 3.8.1 Quy trình xử lý mẫu Mẫu nước lấy theo kỹ thuật lấy mẫu hồ nuôi cá Huyện Chợ Mới - Tỉnh Bắc Kạn [15] Mẫu nước xử lý theo qui trình sau: Lấy 2000ml mẫu để xử lý Lọc thô nhiều lần để loại cặn bẩn đến thu mẫu trong, sau cho vài giọt HNO3 đặc vào khấy Tiến hành cô cạn dùng nước cất định mức đến 20,00ml Dùng mẫu để phân tích xác định hàm lượng Pb2+ Chúng chọn phương pháp thêm nhiều mẫu chuẩn dùng chất che dung dịch NaCN 1,0.10-3M phân tích trắc quang để xác định hàm Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 106 of 16 100 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 107 of 16 lượng Pb2+ mẫu nước nói (Tương tự xác định hàm lượng Pb2+ mẫu nước hồ ni cá Quận Hồng Mai – Hà Nội) 3.8.2 Xác định hàm lượng Pb2+ phương pháp thêm nhiều mẫu chuẩn phân tích trắc quang Để xác định hàm lượng Pb2+ mẫu nước tiến hành sau: Chuẩn bị dung dịch phức PAN-Pb2+-CCl3COO- từ mẫu nước cách: Lấy bình dịnh mức 10,00ml Mẫu Vx(ml) mẫu 1 1 1 - 0,25 0,5 0,75 1,0 1,25 VPAN(ml) dư 0,4 0.4 0,4 0,4 0,4 0,4 VCCl3COO-(ml) 1 1 1 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 CPb2+(TC) - 2,5.10-6 5,0.10-6 7,5.10-6 1,0.10-5 1,25.10-5 Đo A A0 ΔА2-1 ΔА3-1 ΔА4-1 ΔА5-1 ΔА6-1 VTC, ml Pb2+ (C0=10-4) VNaCN(ml) Nồng độ tiêu chuẩn tính theo công thức: CTC = VTC.C0/Vdd ; C0 = 10-4M Các dung dịch chỉnh pH tối ưu (pH = 7,80) với lực ion 0,1 Sau tiến hành đo mật độ quang dịch chiết phức đaligan điều kiện tối ưu Chúng tiến hành đo mật độ quang dịch chiết mẫu 2,3,4,5,6 so với mẫu (dung dịch so sánh) Kết thu bảng 3.35 hình 3.22 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 107 of 16 101 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 108 of 16 Bảng 3.35: Giá trị mật độ quang mẫu nước hồ nuôi cá Huyện Chợ Mới - Tỉnh Bắc Kạn Mẫu CPb2+(TC) - 2,5.10-6 5,0.10-6 7,5.10-6 1,0.10-5 1,25.10-5 ΔА A0 0,210 0,326 0,444 0,554 0,663 Ai y = 0.4536x + 0.0992 R = 0.9997 0.8 0.6 0.4 0.2 CPb2+.105M 0 0.25 0.5 0.75 1.25 1.5 Hình 3.22: Đường thêm chuẩn xác định hàm lượng Pb(II) mẫu nước hồ nuôi cá Huyện Chợ Mới - Tỉnh Bắc Kạn Xử lý kết theo ngơn ngữ lập trình pascal với (p = 0,95) ta phương trình đường thẳng : ΔА = (0,4536  0,0146)CPb2+ + (0,0992  0,0029) Từ ta có phương trình đường thêm chuẩn là: ΔА = (0,4536  0,0146)CPb2+ + (0,0992  0,0029) Phương trình đường thêm chuẩn cắt trục tung điểm CPb2+ = 0,00M Vậy ta có: Ax = 0,0992 tg   CX  Ax  0, 4536 Cx AX 0,0992   0, 218695 M 0, 4536 0, 4536 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 108 of 16 102 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 109 of 16 Vậy nồng độ Pb2+ mẫu nước để phân tích là: C0Pb2+ = 0,218695.10-5 = 2,18695.10-6 M Hàm lượng chì 2000,00ml mẫu nước hồ là: Cđầu (Pb2+) = 2,18695.10-6.10.20 / 2000 = 2,18695.10-7 M Tương đương với 4,527.10-5 g/l (hay 0,04527 mg/l) Chúng tiến hành xây dựng thêm bốn đường thêm nhiều mẫu chuẩn (Cách xây dựng xác định hàm lượng chì tương tự đường thêm nhiều mẫu chuẩn thứ nhất) Kết trình bày bảng 3.36 Bảng 3.36: Kết xác định hàm lượng chì mẫu nước hồ ni cá Huyện Chợ Mới - Bắc Kạn STT Đƣờng thêm nhiều mẫu chuẩn Kết hàm lƣợng chì (mg/l) Thứ 0,04527 Thứ hai 0,04389 Thứ ba 0,04638 Thứ tư 0,04452 Thứ năm 0,04594 Xử lí thống kê, ta có giá trị trung bình hàm lượng chì xác định là: X  (0,0452  0,0013) mg/l Vậy mẫu nước hồ nuôi cá Huyện Chợ Mới - Tỉnh Bắc Kạn có hàm lượng Pb2+ (0,0452  0,0013)mg/l thấp giá trị giới hạn hàm lượng Pb2+ (0,0452mg/l < 0,1mg/l) theo TCVN [15],[28] Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 109 of 16 103 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 110 of 16 KẾT LUẬN Sau thời gian tiến hành đề tài luận văn rút số kết luận sau: Bước đầu nghiên cứu cách có hệ thống phức đaligan hệ PANPb(II)-CCl3COO- phương pháp chiết -trắc quang Các điều kiện tạo phức chiết phức đaligan tối ưu: 2.1 Phức đaligan PAN-Pb(II)-CCl3COO- chiết tốt rượu n-butylic 2.2 Bước sóng hấp thụ cực đại phức: λ = 550nm 2.3 Khoảng pH tối ưu (7,50 – 8,15), chọn pH tối ưu 7,80 2.4 Thời gian phức pha nước có mật độ quang ổn định 15 phút (sau pha chế),và khoảng thời gian phức ổn định tương đối dài 2.5 Thời gian lắc chiết (đạt cân chiết) phút 2.6 Phức đaligan rượu n-butylic ổn định sau 10 phút (sau chiết), khoảng thời gian phức ổn định tương đối dài 2.7 Thể tích dung mơi chiết (rượu n-butylic) 5,0ml Đã nghiên cứu chế phản ứng tạo phức chiết phức: + Xây dựng giản đồ phân bố Pb(II), PAN, CCl3COOH + Xây dựng đồ thị phụ thuộc -lgB = f(pH) + Đã xác định chế phản ứng tạo phức Dạng chì vào phức là: Pb2+ Dạng PAN vào phức: RDạng CCl3COOH vào phức: CCl3COO4 Đã xác định tham số định lượng phức đaligan + Hằng số cân phản ứng tạo phức đaligan: Kp lgKp = 9,69  0,47 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 110 of 16 104 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 111 of 16 + Hằng số cân phản ứng chiết phức đaligan: Kex lgKex = 11,57  0,47 + Hằng số bền điều kiện phức đaligan:  lgβ = 14,29  0,47 + Hệ số hấp thụ phân tử phức đaligan Theo phương pháp Komar:  PAN  Pb ( II )CCl 3COO  (4, 44  0, 04).104 Theo phương pháp đường chuẩn:  PAN  Pb ( II )CCl 3COO  (4, 45  0, 04).104 Kết hai phương pháp phù hợp Kết ứng dụng phân tích + Xác định Pb2+ mẫu nhân tạo Kết cho thấy: tTN = 2,48 < tLT = 2,78 + Đã xác định hàm lượng Pb2+ mẫu nước hồ ni cá Quận Hồng Mai -Hà Nội Kết cho thấy hàm lượng Pb2+ 0,01311mg/l < 0,1mg/l (giới hạn cho phép theo TCVN) + Đã xác định hàm lượng Pb2+ mẫu nước hồ nuôi cá Huyện Chợ Mới - Bắc Kạn Kết cho thấy hàm lượng Pb2+ 0,0452 mg/l < 0,1mg/l (giới hạn cho phép theo TCVN ) Phức đaligan hệ PAN-Pb2+-CCl3COO- có nhiều ưu điểm: + Hệ số hấp thụ phân tử cao (cho phép tăng độ nhạy) + Mật độ quang ổn định thời gian tương đối dài + Có số bền  lớn Nên áp dụng phức đaligan nghiên cứu để xác định hàm lượng chì đối tượng phân tích phương pháp chiết - trắc quang, phương pháp thực thi, phù hợp với trang thiết bị phịng thí nghiệm Việt Nam, giá thành hạ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 111 of 16 105 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 112 of 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt N.X.Acmetop (1978), Hóa vơ cơ, Phần II, Nxb ĐH THCN,Hà Nội A.K.Bapko, A.T Pxilipenco (1975), Phân tích trắc quang, tập 1,2, Nxb Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Trọng Biểu (1974), Chuẩn bị dung dịch cho phân tích hóa học, Nxb KH KT, Hà Nội Nguyễn Trọng Biểu, Từ Văn Mạc (2002), Thuốc thử hữu cơ, Nxb KH KT, Hà Nội F Cơtton-G Wilkilson (1968), Cơ sở hóa học vơ cơ, phần III (TL dịch ) Hoàng Minh Châu (1970), Hóa học phân tích định tính, Nxb GD, Hà Nội Vương Minh Châu (1999), Nghiên cứu khả thủy phân ion kim loại dung dịch nước loãng số yếu tố ảng hưởng, Luận văn thạc sĩ hóa học, Khoa hóa, ĐHSP Hà Nội Nguyễn Tinh Dung (2000), Hóa học phân tích, Phần II - Các phản ứng ion dung dịch nước, Nxb Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Tinh Dung, Đào Thị Phương Diệp (2005), Hóa học phân tíchCâu hỏi tập cân ion dung dịch, Nxb ĐHSP Hà Nội 10 Nguyễn Xuân Dũng, Phạm Luận (1987), Sách tra cứu pha chế dung dịch, Tập II, Nxb KHTN, Hà Nội 11 Hoàng Thị Việt Hà (2008), Nghiên cứu chiết - trắc quang phức đaligan hệ 1-(2-pyridilazo)-2-Naphtol (PAN-Co(III)-Cl- metylisobutylxeton (MIBX), Luận văn tốt nghiệp, Khoa hóa, ĐHSP Hà Nội 12 Trịnh Ngọc Hào (2007), Nghiên cứu chiết - trắc quang phức đaligan hệ PAN-Fe(III)-SCN- (hay axit salixilic) metylisobutylxeton (MIBX) ứng dụng phân tích, luận văn thạc sĩ hóa học, Khoa hố, ĐHSP Hà Nội Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 112 of 16 106 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 113 of 16 13 Đỗ Văn Huê (2004), Nghiên cứu đánh giá độ nhạy trắc quang ứng dụng phân tích phản ứng tạo phức PAR Pb, Luận án tiến sĩ hóa học, Khoa hố, ĐHSP Hà Nội 14 Lê Thị Thu Hường (2008), Nghiên cứu chiết - trắc quang tạo phức đaligan hệ 1-(2-PYRIDILAZƠ)-2-NAPTOL (PAN)-Pb(II)-SCN- dung môi hữu ứng dụng phân tích, Luận văn thạc sĩ hóa học, Khoa hố, ĐHSP Hà Nội 15 Trần Ngọc Lan (2007), Hoá học nước tự nhiên, Nxb Đại học quốc gia Hà Nội 16 Hồng Nhâm (2000), Hóa học vơ cơ, tập ba, Nxb Giáo dục, Hà Nội 17 Dương Quang Phùng, Bùi Thu Thủy, Nguyễn Thị Thanh Thúy, Nguyễn Thị Nguyệt, Đỗ Văn Huê (2000), “Nghiên cứu tạo phức số ion kim loại (Cu2+, Pb2+, Cd2+, Zn2+) với 4-(2-pyridylazo) rezoxin (PAR) ứng dụng chúng vào phân tích nước thải”, Tuyển tập báo cáo khoa học hội nghị khoa học phân tích Hóa - Lý sinh học Việt Nam lần thứ nhất, tr.126-129 18 Dương Quang Phùng, Vũ Văn Tiến, Đỗ Văn Huê, Phạm Thị Hảo (2001), “Xác định hàm lượng Pb(II) hồ nuôi cá Hồ Tây phương pháp chiết- trắc quang”, Tạp chí khoa học trường ĐHSP Hà Nội số 4, tr 92-104 19 Hồ Viết Quý (1999), Các phương pháp phân tích quang học hóa học, Nxb ĐHQG, Hà Nội 20 Hồ Viết Quý (2001,2006), Chiết, tách, phân chia xác định chất dung môi hữu cơ, Tập I, II, Nxb KH KT Hà Nội 21 Hồ Viết quý, Nguyễn Tinh Dung (1991), Các phương pháp phân tích lý hóa, ĐHSP, Hà Nội 22 Hồ Viết Quý (1999), Phức chất hóa học, Nxb KH KT, Hà Nội Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 113 of 16 107 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 114 of 16 23 Hồ Viết Quý (1995), Phức chất phương pháp nghiên cứu ứng dụng hóa học đại, Nxb ĐHSP Quy Nhơn 24 Hồ Viết Quý (1994), Xử lý số liệu thực nghiệm toán học thống kê, Nxb ĐHSP Quy Nhơn 25 Nguyễn Đức Vận (2000), Hóa học vơ tập - Các kim loại điển hình, Nxb KH KT Hà Nội 26 Phạm Hùng Việt, Trần Tứ Hiếu, Nguyễn Văn Nội (1999), Hóa học mơi trường, Nxb ĐHQG Hà Nội 27 Tiêu chuẩn Việt Nam - Chất lượng nước (1995), Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt, Tiêu chuẩn Việt Nam 3942, trang 45-46 28 Tiêu chuẩn Việt Nam (1988), Xác định chì phương pháp so màu, TCVN 2425-78 Hà Nội 29 Yu A Zolotor (1968), Chiết hợp chất nội phức (phức che lat), Nxb "khoa học'', Mascova 30 N.P Komar (1957) : “Xác định hệ số hấp thụ phân tử phức PP đo quang”, Tạp chí hố phân tích số 2, tập Tiếng Anh 31 Cheng K.L.(1960) '' Analytical applications of xylenol orange complex'' Talanta, Vol 5, pp.254-259 32 Benamor, M; Belhamel, K; Draa, M.T (2001)- Use of xylenol orange and cetylpyridinium of zinc in pharmaceutical products J Pharm Biomed Anal.23(6), 1033-1038 Chem Abs Vol 134,61671, 33 Gao, Ling, Ren, Shouxin (2000)- Simultaneous spectro photometric Letermination of Mn, Zn, and Co by kemel prartical leat - Square method J Autom Chem 20 (6) 1979-1983 Chem Abs Vol 130, 75482, 34 Gilaair G, Rutagengwa J (1985) '' Determination of Zn, Cd, Cu, Sb and Bi in mille by differential pulse anodie striping voltametry following two indipendent mineralisation method'', Analysis, 13(10), pp 471 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 114 of 16 108 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 115 of 16 35 Korn, Maria das Gracas Andrade, Ferreira, Adriana Costa, Teixeira, Leonardo Sena Gomes; Costa, Antonio Celso Spinola (2000)spectrophotometric determination of zinc using 7- (4- nitrophenylazo)-8hydroxylquinoline-5-sunfonic axid J Braz Chem Soc., 10(1), 46-50 Chem Abs Vol 131,67331, (2000) 36 G.V Prokhorova, e.n.vinogranova, N.V Pronina (1970), J.A.ch., 25,207334 Totopova V ph, Preobrejene kaya G A., Bamkirxeva V E (1961), Electrokhimiya,3, 1250 37 Umland F, Yansen A, Tiris D, Vius G (1975) " Complex compounds in analytical chemistry '', " Peace '', p.533 38 Grudpan k., Sooksamiti P., Lainraungrath S., (1995): “ Determination of uranium in tin tailings using 4- (2- pyridilazo)- resorsinol by flowinjection analysis ” Analytica Chimica Acta, Vol.304, pp 51-55 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 115 of 16 109 http://www.lrc-tnu.edu.vn ... HỌC SƢ PHẠM LÊ XUÂN THỨ NGHIÊN CỨU CHIẾT - TRẮC QUANG PHỨC ĐALIGAN TRONG HỆ 1-( 2-PYRIDILAZƠ )-2 NAPHTOL (PAN )- Pb(II )- CCl3COOH VÀ ỨNG DỤNG PHÂN TÍCH Chun ngành: HỐ PHÂN TÍCH Mã số: 60.44.29 LUẬN... http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 16 Xuất phát từ tình hình thực tế này, chúng tơi chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu chiết - trắc quang phức đaligan hệ 1-( 2-pyridilazơ )-2 -naphtol (PAN) - Pb(II) - CCl3COOH ứng. .. 50 3.1 Nghiên cứu hiệu ứng tạo phức đaligan hệ PAN-Pb2 +- CCl3COO- 50 3.1.1 Phổ hấp thụ phân tử PAN 50 3.1.2 Nghiên cứu hiệu ứng tạo phức chiết phức đaligan Pb 2+ với PAN CCl3COO-