Nghiên cứu phân tích hàm lượng Crom(VI) trong nước thải công nghiệp bằng phương pháp quang phổ UV VIS

Vì vậy-iệc phân tích crom trong nước thải công nghiệp là rất cần thiết với con n Do vậy, chúng tôi thực hiện nai thề với đề tài: “NGHIÊN CỨU PHÂN Tícf hàu LƯỢNG ION CROMVI TRONG MAU NƯỚ

Trang 1

BO GIAO DUC VA DAO TAOBO Y TE

TRUONG DAI HQC Y DUQC HAI PHONG

NGHIEN CUU PHAN TICH HAM

LUQNG ION CROM(VI) TRONG MAU NUOC THAI CONG NGHIEP BANG

PHUONG PHAP QUANG PHO UV - VIS

TIEU LUAN NGHIEN CUU DOC CHAT HOC

HAI PHONG, NAM 2017

Trang 2

TRUONG DAI HQC Y DUQC HAI PHONG

NGHIEN CUU PHAN TICH HAM

LUQNG ION CROM(VI) TRONG MAU NUOC THAI CONG NGHIEP BANG

PHUONG PHAP QUANG PHO UV - VIS

TIEU LUAN NGHIEN CUU DOC CHAT HOC

Bộ môn: ĐỘC CHẤT HỌC

Nhóm thực hiện: Nhóm 2 Tổ 3

HẢI PHÒNG, NĂM 2017

Trang 3

Chúng tôi xin trân trọng cảm ơn tới Thạc sĩBùi HảiNinh, Giả &Ềnva

ThịDung đã giúp đỡ chúng tôi học tập và hoàn thiện tiểu luận nổ

Cuối cùng, chúng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến nhữn người không thể

thiếu bên chúng tôi là gia đình, bạn bè đã cô vũ, dora Go thông cảm, giúp đỡ

:

5 Doãn Thị Thúy Quỳnh

Trang 4

Chuong 1: TONG QUAN 1.1: Giới thiệu chung về nguyên tố Crom . -ccccc-c.riN Là 1.2: Tính chat

1.2.1 Tính chất vật lý

1.2.2 Tính chất hoá học: . -: ccc+ccx+

1.3 Các hợp chất quan trọng của Crom

1.3.1, Hop chat Crom(ll) sescisicscsisssavsssesesees 1.3.2 Hợp chất Crom(III)

Chương 2: ĐÓÍ'-TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

2.1 Đôi ae, thời gian, dụng cụ, máy móc và thiết bị nghiên cứu 29

256i dung tiến hành nghiên cứu -cvvcc++++ttvvvvvvvvrrrrrrrrrree 30

9:3:2: Xử 1ý mẫn, loại bô các lon CâH HỘI secsesssseesesesabeaessseaở31

Trang 5

II Xác định lượng H;SO¿ O,5M và thuốc thử DPC 0,5% thích hợp 38S

II Xác định cực dai hap thu va khoang néng độ tuyến tính a

BUỔI 2 -5555c2

1 Lấy mẫu, xử lý và bảo quản mẫt: -cc e,

II Chuẩn bị hóa chất

Trang 6

plus.google.com/+DayKémQuyNhon http://daykemquynhon.blogspot.com

DAT VAN DE

Nước chiêm đến 70% diện tích bề mặt Trái Đắt, là nguồn tài nguyên vô tận

Tuy nhiên hiện nay, tình hình đô thị hoa ngày càng gia tăng cùng với `

xuât hiện của rât nhiêu nhà máy, xí nghiệp không đảm bảo xử lý nước thải

lý gây ra sự ô nhiễm nguồn nước nghiêm trọng Mặt khác, một me

thành phần gây độc mạnh trong nước thải là các kim loại năng én hình là

Việc phơi nhiễm dù chi với một lượng nhỏ Crom cũ &Ồn hưởng trực tiếp đến con người và động, thực vật xung quanh Vì vậy-iệc phân tích crom trong nước thải công nghiệp là rất cần thiết với con n

Do vậy, chúng tôi thực hiện nai thề với đề tài:

“NGHIÊN CỨU PHÂN Tícf hàu LƯỢNG ION CROM(VI)

TRONG MAU NƯỚC THÁT CÔNG NGHIỆP BẰNG PHƯƠNG PHÁP

|ANG PHO UV - VIS”

1 byl ch hàm lượng Crom(VI) trong nuéc thải công nghiệp bằng phương

⁄Á pháp quang phô UV - VIS

Trang 7

1.1: Giới thiệu chung về nguyên tố Crom [1]

Crom là một nguyên tố thuộc phân nhóm VIB, chu kỳ 4 trong bảng hệ

Crom được ký hiệu là Cr, số thứ tự nguyên tử là

24, nguyên tử lượng Crom là 51,996 đvC

Crom có số oxi hoá đặc trưng nhất là +3 và

kém đặc trưng hơn là +6.Ngoài ra, trong hợp chất Crom còn có các số oxi hod: +1; +2; +4; +5

vỏ trái đất, nghĩa là tương đối phổ biế Khoảng vật chính của Crom là sắt

Crom được sử dụng trong dấyện kim, trong mạ điện hoặc trong nhuộm màu, thuộc da Các hợp chat grdmat thường thêm vào nước mặn để ức chế sự

Trong nước tự dhiến, Cr” tổn tại ở dạng Cr(OH)””, Cr(OHY, con Cr(IV)

W2

ton tại ở dạng Cs ƒ và Crạ0?~ Người ta cho rằng Cr” tạo phức bền với các amin va nó đứợc bám vào các khoáng sét Crom được coi là không cần thiết cho

Crom kim loại được điều chế bằng các phương pháp nhiệt nhôm, dùng bột

<Y thôm khử Crom(III) oxit

x

Đóng góp PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tú

Cr;O; + 2AI= 2Cr + Al;O;

Crom thu được chứa 97,99% Cr và tạp chất sắt

Trang 8

1.2: Tinh chat [1]

1.2.1 Tinh chat vat ly

ánh kim, dẫn diện và nhiệt tốt Crom tỉnh khiết đễ chế hoá cơ học nhưng khi Kin

Trang 9

Tuy nhiên ở nhiệt độ cao, Crom phản ứng với nhóm Halogen Thế điện cực

dịch HCI, H;SO, loãng, nóng giải phóng H;

Crom bị thụ động trong axit HNO: và H;SO/¿ đặc nguội Crom

dụng với nước do có lớp oxit bảo vệ Crom tan được trong dung Se

Crom tác dụng với muối của những kim loại có nó yêu chuẩn cao hơn tạo

Trang 10

Còn Crom(I) hiđroxit thể hiện tính khử mạnh hơn >

2Cr(OH) + O2 a4) = 2Cr(OH); KR

x ACrCl; + 4HCI + O;= 4ŒCLGH.O

Và dễ bị oxi hoá thành Cr (II) Ví dụ:

CrạO› trơ về mat h sade, nhất là sau khi đã nung nóng, nó không tan trong

nước, dung dick aut va dung dich kiém Tinh lưỡng tính của Cr;Os chỉ thể hiện

khi nấu chảy vồikiêm hay Kali hydro sunfat

và

cà + 2KOH =2KCrO; + H;O

v xs6, + 6KHSO, = Cr;(SO,); + 3K;SO; + 3H;O

x s* CrqI) hidroxit:

Cr(OH); cé tinh chất giống với nhôm hiđrôxit, nó là kết tủa nhầy, màu lục

nhạt, không tan trong nước và là chất lưỡng tính Khi mới điều chế Cr(II)

hidroxit tan dé dang trong axit va dung dịch kiềm

Trang 11

Cr(OH); + 3HạO" = [Cr(H;O)/]Ÿ*

Cr(OH); + OH- +nH;O = [Cr(OH)„(H;O);}Ƒ

N

khi đun nóng trong dung dịch đã phân huỷ tạo thành kết tủa Cr(OH)a Sở dĩ >

vậy là vì Cr(OH); có tính axit yếu hơn Al(OH); OS

Cr(OH); + 6NH; = [Cr(NH;);](Q1Š§

Người ta đã biết được nhiều muối, GrồmHI) nhưng muối này độc với

người Nhiều muối Crom(II) cũng cớCẻáu tạo và tính chất giống với muối

nhôm(IHI) Bởi vì các ion Y

Cr°*(,57A°) và AI*40@1AÒ có kích thước gần nhau Dung dịch muối

Crom(II) có màu tím ở ga độ thường, nhưng có màu lục khi đun nóng, màu

tía đỏ là màu đặc tuệ của ion [Cr(H;O)s]Ÿ*

Muôi CronìJI) có tính thuận từ, rât bên trong không khí khô và bị thuỷ

phân mạnh.hốn muối Cr(II) Trong môi trường axit, ion Cr”* có thể bị khử đến Cr”' bởi,Rẽm, nhưng trong môi trường kiềm nó có thé bị H;O›, PbO;, nude clo,

ai brôm oxi hoá đến Cromat

Do có bán kính bé và điện tích lớn, ion CrỶ" là một trong những chất tạo phức mạnh nhất, nó có thể tạo nên phức bền với hầu hết phối tử đã biết Tuy

Trang 12

nhiên, độ bền của các phức chất Cr(II) còn tuỳ thuộc vào bản chất của phối tử

Vì trạng thái oxi hoá trung gian, ion Cr”* vừa có tính chất A há (trong

Người ta đã biết nhiều các phức số phối tử hai, ba, ton nhân của Cr(III),

“

géc axit SOF, C,0F, SEO}, CH;COO

Các hợp chất Cr(VI) có tính cước mạnh, là nguyên nhân và tác hại của

Crom déi véi co thé Y

S

Crom(VI) oxit (CrO3) Ìà khát oxi hoá mạnh, nó oxi hoá được I;, S, P, CO,

C, HBr va nhiéu chắthấu cơ khác, phản ứng thường gây nỗ

Là anhidrit axit, CrO; dễ tan trong nước và dễ kết hợp với nước tạo thành

axit, là axit crpitic (H;CrO,) và axit poli cromic (H;ạCr;O;, H;CrzO¡o, HạCr¿O¡a)

tại trong dung dịch nước Dung dịch axit cromic (H;CrO,) có màu vàng,

Do vậy khi các dung dịch axit trên tác dụng với dung dịch kiềm, nó có thể tạo nên các muối cromat, dicromat, tricromat

Trang 13

Muối cromat có màu vàng còn muối đicromat có màu da cam, các chất này

là những chất oxi hoá mạnh, tính chất này thể hiện rõ trong môi trường axit:

Muối cromat và đicromat thường gặp là: Na2CrO4, K2CrO4, evo

NiCrO4, ZnCrO4, K2Cr2O7, Na2Cr2O7, và (NH4)Cr2O7 Trong §6 các muối

PbCrO4, NiCrO4 và ZnCrO4 được dùng nhiều trong cong Sie chat mau,

Trong nước thải mạ điện, Cr(VI) có mặt ở ae nhu Cromat (Cr027),

Trang 14

chính là +3 và +6, trong đó Cr(VI) độc hơn nhiều so với CrdII) Kết quả ngiye

cứu cho thấy Cr(VI) chỉ một liều lượng nhỏ cũng là nguyên nhân sếp hại nghề nghiệp.Nồng độ Crom trong nước sinh hoạt thường phải bắp sẹo ;05mg/1

Crom xâm nhập vào cơ thể theo đ& đường : hô hấp, tiêu hóa và tiếp xúc

trực tiếp Qua nghiên cứu người tý thầy Crom có vai trò sinh học như chuyển

nucleic va trc ché hé thérig-men Dù xâm nhập vào cơ thể theo bất kỳ đường nào

và hòa tan vào hộïfg cầu nhanh 10-20 lần, từ hồng cầu Crom chuyên vào các tổ

chức phủ tạng Yược giữ lại ở phổi, xương, thận, gan, phần còn lại chuyển qua

i

nước tỉ

Orn chủ yếu gây ra các bệnh ngoài da như loét da, loét thủng vách ngăn

và, viêm da tiếp xúc khi con người làm các công việc phải tiếp xúc,hít thở

với Crom hoặc các hợp chất của Crom.Crom còn kích thích niêm mạc sinh ngứa

mũi, hắt hơi, chảy nước mũi, nước mắt, niêm mạc mũi bị sưng đỏ và có tia máu,

về sau có thê thủng vành mũi.Nhiễm độc Crom có thể gây mụn, mụn cơm, viêm

gan, viên thận, ung thư phôi, đau răng, tiêu hoá kém

14

Se vào nhóm có khả năng gây bệnh ung thu Crom tổn tại ở hai dạng số oxi hóa `

Trang 15

Khi Crom xâm nhập qua đường hô hấp dé dẫn đến bệnh viêm yét hằu, viêm phế quản do niêm mạc bị kích thích Khi da tiếp xúc trực tiếp với dung dịch Crom (VD) dễ bị nổi phông và loét sâu, có thể bị loét đến xương, nhiễm độc >

g

vật Những công việc có thể gây nhiễm độc Crom như: luyện kim, sản(xùất nên

Crom lâu năm có thể bị ung thư phối, ung thư gan

Crom (VŨ) là tác nhân oxi hoá mạnh gây độc cao đối với con người vi

sáp, thuốc nhuộm, chất tẩy rửa, thuốc nổ, pháo, diêm, xi manga gốm, bột

mầu, thuỷ tỉnh, chế tạo ắc quy, mạ kẽm, mạ điện và mạ Crom ©)

"Tóm lại, hàm lượng lớn các kim loại nặng nói sngg Wem nói riêng nêu

bị phơi nhiễm đều ảnh hưởng trực tiếp đến sức oÈ`vớn người Chính vì vậy

Trang 16

s* Đối với động, thực vật

Người ta khảo sát sự sống của cá chép bằng cách ngâm trứng cá sau khi thụ xà

késo v6i tai pH=6,3 vo

Thực hiện vác thí nghiệm trên thực vật cũng nhận thấy Crom gây ảnh

Trang 17

plus.google.com/+DayKémQuyNhon

1.5 Giới hạn cho phép của Crom [2]

Theo tiêu chuẩn Việt Nam giới hạn cho phép của Crom trong nước thải

http://daykemquynhon.blogspot.com

công nghiệp được thê hiện trong bảng dưới đây:

Bảng 1.2: Chỉ tiêu Crom trong nước thải công nghiệp

Đóng góp PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tú

* < giá trị cột B,che được

u vực nước dùng làm nguồn cung cấp

Ợi, tưới tiêu, nuôi tròng thủy sản

dé vào khu vực nước dùng trong các mục đích

¢

Trang 18

1.6 Các phương pháp xác định Crom [1], [4]

Hiện nay, có rất nhiều phương pháp khác nhau để có thể xác định crom,

đối tượng khác nhau mà có thể lựa chọn phương pháp phân tích phù hợp su

Phương pháp phân Phu háp cực phô

tần cảm ứng ICP-MS

iN

LÓT - Phương pháp sắc ký trao đôi ion

Trang 19

dụng cụ; | thiétbi | chọn lọc, | hiện; Chi

Trang 20

1.6.1 Phương pháp phân tích hóa học

1.6.1.1 Phương pháp phân tích trọng lượng -_ Có độ chính xác tới 0,1%

thích hợp, thêm lượng thuốc thử gấp 1,5 lần để kết tủa nguyên tố c định, sau đó rửa rồi sấy, nung đến khối lượng không đổi Từ lýợng cân

kết tủa thu được sẽ tính được hàm lượng của chất phân ứeh€ :

- Crom duge xác định dưới dang kết tủa cromat chì, cío hat thủy ngân,

cromat bari, và CraO›, nhưng thực tế thường dàng Yế tủa baricromat

- Phương pháp này được sử dụng rong ha xác định crom khi hàm lượng

- Nguyén tic: Dua trén sự dođhê tích dung dịch thuốc thử đã biết nồng độ

tác dụng đủ toàn bộ Ìượng chất định phân đó Thời điểm thêm lượng

Để nhận biết điểm tương đương, người ta dùng các chất gây ra hiện tượng

có thể hgh sit bang mit goi 1a chat chi thi

- Craàà (VD có thể xác định bằng cách chuẩn độ bằng dung dịch Fe(I)

ợc sử dụng rộng rãi nhất) với chất chỉ thị điphenylamin, trong phản

là:

Crạ0?~ + 6Fe** + 14H* = 2Cr** + 6Fe* + 7HạO

- Ngoai ra Crom (VI) có thể xác định bằng phương pháp chuẩn độ lôt, dựa

Trang 21

- Sau d6 chuan lượng I; tạo thành bằng dung dịch Na;S;O; với chỉ thị hồ tỉnh bột Phản ứng chuẩn độ như sau:

I; + 2Na;S;O; = 2Nal + Na;S„Os

-_ Nhược điểm:

- _ Không phù hợp với phân tích lượng vết Q :

- Nguyén tac: Ngudi ta thay déi liên tục DANH tính điện áp vào 2 cực để

cao của đường cong Von - Affpe có thể định lượng được ion kim loại

trong dung dịch ghi cực nổ 9À dòng giới hạn lu, ở các điều kiện xác định

tỉ lệ thuận với néng dgion rong dung dịch ghi cực phố theo phương trình

- Trong phương pháp phân tích này, người ta dùng điện cực giọt thuỷ ngân

rơi là đÌềý cực làm việc Để định lượng các chất có hoạt tính cực phổ,

Tota thường dùng hai phương pháp : phương pháp đường chuẩn và

4 Dhuong pháp thêm chuẩn

` Phương pháp này có khá nhiều ưu điểm : cho phép xác định cả chất vô cơ

và hữu cơ với nồng độ 10 - 105 M Sai số của phương pháp thường là 2 -

3% với nồng độ 10° - 10? M, là 5% với nồng độ 10M (ở điều kiện nhiệt

Trang 22

- Tuy nhién, phương pháp này cũng có những hạn chế như ảnh hưởng của đồng tụ điện, dòng cực đại

$ Về bản chất, phương pháp Von - Ampe hoà tan cũng giống như mong)

pháp cực phô là dựa trên việc đo cường độ dòng đê xác định nông đột

việc trong khoảng thời gian xác định, tại thế điện cực xe

điện cực làm việc, đo và ghi dòng hoà tan Tree

‹ CVD) trong khoảng nông độ từ 35_:g/1 đến 2mg/1

WY Có khả năng định lượng chính xác một số kim loại nặng là

Trang 23

1.6.2.2 Phwong phap phan tich quang hoc

1.6.2.2.1.Phương pháp phân tích quang phổ hấp thụ phan tir (UV - Vis) :

- _ Phương pháp phân tích phô hấp thụ phân tử ( phổ electron hay phổ UV - >

Vis) dựa trên việc đo phố UV- Vis của những chất có khả năng hấp tN năng lượng chùm sáng để tạo ra phổ hấp thụ phân tir, voi nhim;

không có phổ UV - Vis thì cho tác dụng với thuốc thử thích Và

hợp chất phức bền có khả năng hấp thụ tia bức xạ và choi UV- Vis

Cr (VD) tác duy với thuốc thử Diphenyl cacbazit (DPC) dé tạo phức màu

đỏ tím trồg môi trường axit HạSO¿

-_ Các tác giả cho rằng phức tạo thành của Cr6+ với thuốc thử DPC trong

môi trường axit có độ hấp thụ cực đại ở bước sóng Amax = 540 nm (e =

Trang 24

- Uudiém:

- Cho phép xác định nồng độ chất ở khoảng 10-5M đến 10-7M,

- Don gian, tiện lợi, độ nhạy tương đối cao nên được sử `

- Nhugc diém: khéng chon lọc, một thuốc thử có thé tạo phức viền

KR

1.6.2.2.2 Phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử (AESÉ

ion

cảm ứngŒCP)

thực hiện c bước sau:

- Trưởe hết phải dùng một nguồn năng lượng phù hợp để chuyển chất cần

xe ainn X thành hơi nguyên tử ( quá trình nguyên tử hóa mẫu)

-_ Dùng một hệ thống máy quang học (lăng kính hay cách tử) dé phân ly

chùm sáng bức xạ thành các tia đơn sắc, ứng với mỗi tia đơn sắc là một

Trang 25

- Dua vao vi tri các vạch phố ta có thể phân tích định tính được các nguyên

tố có trong mẫu phân tích Nếu đo cường độ vạch phổ thì ta có thể xác

định được hàm lượng nguyên tố cần phân tích

(ETA-ICP-AES) xác định Cr(HI) và Cr(VI) dựa vào sự khác nhau giữa phản ứng tạo phức vòng càng của Cr(II) và Cr(VI) với Acety] ieeÌbne

Cr{HI) tạo phức vòng càng với Acetylacetone được tách ra và*sau đó xác

định bằng phương pháp bay hơi nhiệt- phát xạ nguyên ee ứng cao tần

plasma (ETV-ICP-AES) Cr(VI) phản ứng tạo ie vòng càng với

ng/ml, dé lệch chuẩn tương đối là 2,5% và; %

-_ Ngày nay, phổ phát xa ICP 1a mét dng cu phân tích phục vụ đắc lực cho

nghiên cứu và sản xuất với độ ôn nh và độ nhạy cao

1.6.2.2.3 Phương pháp quang ph ấp thụ nguyên tử (AAS)

-_ Khi chiếu một chùm tà Sáng có bước sóng xác định ứng đúng với tia phát

các nguyên tử tự do sẽ hâp thụ năng lượng của các tia chiêu vào và tạo ra

Trang 26

-_ Trong phương pháp phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử thì Qin

chuyển hóa chất cần xác định thành hơi nguyên tử (quá triếc nguyên tử

như: độ nhạy, độ chính xác cao, lượng mãt tiền thu ít, tốc độ phân tích

nhanh Với ưu điểm này, AAS được thế.giởidùng làm phương pháp tiêu

-_ Đã có nhiều công thiên cứu và ứng dụng phương pháp GF-AAS

xác định các kim lagi-nang trong nhiều đối tượng khác nhau

©

- Khi ain nau phân tích vào ngon lita plasma, trong điều kiện nhiệt độ cao

HN h:ma, các chất có trong mẫu khi đó sẽ bị hóa hơi, nguyên tử hóa và

<£n hóa tạo thành ion dương có điện tích +l và các electron tự do Thu và

dẫn dòng ion đó vào thiết bị phân giải phổ để phân chia chúng theo số

khối (m/z) sẽ tạo ra phổ khối của nguyên tử chất cần phân tích Sau đó,

đánh giá định tính và định lượng phổ thu được

- Ky thuật phân tích ICP-MS là một trong những kỹ thuật phân tích hiện

đại Kỹ thuật này được nghiên cứu và phát triển rất mạnh trong những năm gân đây Với nhiều ưu điểm vượt trội, kỹ thuật ICP-MS được ứng

26

Se hơn kĩ thuật ngọn lửa 50 - 1000 lần; cỡ 0,1 - 1ppb và sai số không vượt À`

Định dạng
Số trang	52
Dung lượng	10,13 MB