Nghiên cứu hoàn thiện quy trình phân tích chì trong sản xuất thuốc gợi nổ chì azotua bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN CHU VIỆT SƠN NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN QUY TRÌNH PHÂN TÍCH CHÌ TRONG SẢN XUẤT THUỐC GỢI NỔ CHÌ AZOTUA BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC HÀ NỘI - 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN CHU VIỆT SƠN NGHIÊN CỨU HỒN THIỆN QUY TRÌNH PHÂN TÍCH CHÌ TRONG SẢN XUẤT THUỐC GỢI NỔ CHÌ AZOTUA BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ Chuyên ngành: Hoá Phân tích Mã số: 60.44.29 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS ĐỖ QUANG TRUNG HÀ NỘI - 2011 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung thuốc gợi nổ (thuốc nổ sơ cấp) 1.1.1 Đặc điểm chung thuốc gợi nổ 1.1.2 Phân loại thuốc gợi nổ 1.1.3 Công dụng thuốc gợi nổ 1.2 Giới thiệu chì azotua 1.2.1 Giới thiệu chung 1.2.2 Tính chất .6 1.2.3 Cơng dụng chì azotua 1.2.4 Giới thiệu Cơng ty Hóa chất 21 cơng nghệ sản xuất chì azotua Cơng ty 1.3 Các phƣơng pháp phân tích chì 11 1.3.1 Phƣơng pháp trọng lƣợng 11 1.3.2 Phƣơng pháp thể tích 11 1.3.3 Các phƣơng pháp phân tích điện hố 13 1.3.4 Các phƣơng pháp phân tích quang học 14 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM 20 2.1 Đối tƣợng nội dung nghiên cứu 20 2.2.1 Đối tƣợng nghiên cứu .20 2.2.2 Nội dung nghiên cứu 21 2.2 Hóa chất, thiết bị dụng cụ 22 2.2.1 Hoá chất .22 2.2.2 Thiết bị dụng cụ 22 2.3 Quy trình thực nghiệm phân tích chì azotua phƣơng pháp chuẩn độ thể tích 23 2.4 Nghiên cứu phân tích hàm lƣợng chì chì azotua phƣơng pháp F-AAS 24 2.5 Chuẩn bị mẫu phân tích 27 2.5.1 Phƣơng pháp lấy mẫu 27 2.5.2 Xử lý mẫu 27 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN .28 3.1 Nghiên cứu ảnh hƣởng yếu tố đến kết xác định hàm lƣợng chì theo phƣơng pháp chuẩn độ thể tích 28 3.1.1 Xác định hiệu suất thu hồi phƣơng pháp thêm chuẩn 28 3.1.2 Nghiên cứu ảnh hƣởng yếu tố độ pH, thời gian, nhiệt độ đến kết xác định hàm lƣợng chì 29 3.2 Khảo sát lại điều kiện đo phổ Chì phƣơng pháp F-AAS 32 3.2.1 Khảo sát thơng số đo phổ chì 32 3.2.2 Khảo sát điều kiện nguyên tử hóa mẫu 35 3.2.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến phép đo Pb 37 3.2.4 Khảo sát ảnh hƣởng anion cation 39 3.2.5 Đánh giá chung phƣơng pháp đo Pb chọn .43 3.2.6 Kết phân tích mẫu thực tế phƣơng pháp F-AAS 53 3.3 Đánh giá chung phƣơng pháp xác định hàm lƣợng chì thuốc gợi nổ chì azotua 55 KẾT LUẬN 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN STT Kí hiệu Tên đầy đủ viết tắt Độ hấp thụ quang (Absorption) Abs Abs tb Độ hấp thụ quang trung bình AAS Phổ hấp thụ nguyên tử (atomic absorption spectrometry) AES Phổ phát xạ nguyên tử (atomic emision spectrometry) EDTA Etylen diamin tetraaxetic axit F-AAS Phương pháp phân tích Phổ hấp thụ nguyên tử lửa (Flame atomic absorption spectrometry) GF-AAS Phương pháp phân tích Phổ hấp thụ nguyên tử không lửa (Graphite furnace atomic absorption spectrometry) HCL Đèn ca tốt rỗng (Hollow cathod lamp) LOD Giới hạn phát (Limit of Detection) 10 LOQ Giới hạn định lượng (Limit of Quantity) 11 ppm Phần triệu (part per million) 12 ppb Phần tỷ (part per billion) 13 PVA Polyvinylancol 14 RSD Độ lệch chuẩn tương đối (Relative standard deviation) 15 SD 16 TGN Thuốc gợi nổ 17 TNP Thuốc nổ phá 18 VEDTA Thể tích dung dịch EDTA Độ lệch chuẩn (Standard deviation) DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Chỉ tiêu số loại thuốc gợi nổ chì azotua 20 Bảng 3.1 Kết xác định hiệu xuất thu hồi phương pháp thêm chuẩn 29 Bảng 3.2 Các mức thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng yêu tố 30 Bảng 3.3 Kết khảo sát ảnh hưởng yếu tố đến hàm lượng chì xác định theo phương pháp chuẩn độ thể tích .30 Bảng 3.4 Kết khảo sát chọn vạch đo chì 33 Bảng 3.5 Kết khảo sát cường độ dòng đèn 34 Bảng 3.6 Quan hệ tín hiệu hấp thụ độ rộng khe đo 35 Bảng 3.7 Quan hệ tín hiệu hấp thụ chiều cao Burner 36 Bảng 3.8 Kết khảo sát lưu lượng khí cháy 37 Bảng 3.9 Ảnh hưởng nồng độ axit HNO3 đến tín hiệu hấp thụ 38 Bảng 3.10 Ảnh hưởng nồng độ axit HCl đến tín hiệu hấp thụ 38 Bảng 3.11 Ảnh hưởng nồng độ axit H2SO4 đến tín hiệu hấp thụ .39 Bảng 3.12 Ảnh hưởng cation Na+ 41 Bảng 3.13 Ảnh hưởng cation NH4+ 41 Bảng 3.14 Ảnh hưởng anion NO2- 42 Bảng 3.15 Ảnh hưởng anion CH3COO- 42 Bảng 3.16 Độ hấp thụ quang đến dung dịch mẫu trắng 44 Bảng 3.17 Kết khảo sát khoảng tuyến tính 48 Bảng 3.18 Sai số phép đo Pb theo F-AAS .49 Bảng 3.19 Độ lặp lại phép đo xác định Pb theo F-AAS .50 Bảng 3.20 Các điều kiện đo phổ chì .51 Bảng 3.21 Kết đo số lơ sản phẩm chì azotua F-AAS .53 Bảng 3.22 Kết đo số lơ sản phẩm chì azotua chuẩn độ complexon .53 Bảng 3.23 Kết đo hàm lượng chì mẫu chì stipnat nước thải 54 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Đồ thị tốc độ nổ chất nổ .2 Hình 1.2 Hình dạng tinh thể chì azotua PVA Hình 1.3 Hình dạng tinh thể chì azotua hồ tinh Hình 1.4 Sơ đồ tiến trình cơng nghệ sản xuất chì azotua .9 Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống máy F-AAS .26 Hình 3.1 Ảnh hưởng yếu tố đến kết đo hàm lượng chì 31 Hình 3.2 Ảnh máy đo AA-6800 sử dụng để xác định hàm lượng chì .32 Hình 3.3 Đồ thị phụ thuộc tín hiệu AAS vào nồng độ chì 44 Hình 3.4 Đường chuẩn xác định chì hệ F - AAS 45 Hình 3.5 Sơ đồ cơng nghệ xác định hàm lượng chì phương pháp FAAS 51 MỞ ĐẦU Ngày việc sử dụng loại thuốc gợi nổ dùng công nghệ Quân nhiệm vụ quan trọng nhiều Quốc gia Phân tích xác thành phần loại thuốc gợi nổ yêu cầu thiếu tất lĩnh vực kinh tế nói chung Quốc phịng nói riêng Hầu hết tất loại hoả cụ phục vụ cho kinh tế Quân có nguyên lý chung sử dụng loại thuốc gợi nổ (thuốc nổ sơ cấp) để nhận xung lượng ban đầu chuyển hoá thành phản ứng nổ để mồi nổ loại thuốc nổ phá (thuốc nổ thứ cấp) Trong loại thuốc gợi nổ chì azotua hay cịn gọi chì azit sử dụng rộng rãi phổ biến loại kíp nổ tồn giới Ưu điểm loại thuốc có độ nhạy với ma sát, lửa vừa phải đảm bảo an toàn sản xuất sử dụng đồng thời có gia tốc biến đổi nổ lớn gấp nhiều lần loại thuốc gợi nổ khác nên dễ dàng kích nổ thuốc nổ thứ cấp Tuỳ theo mục đích sử dụng cho dân dụng hay quân mà loại thuốc giới có dạng sử dụng phổ biến sau: Chì azotua kết tinh, chì azotua hồ tinh, chì azotua poly vinyl ancol Việc phân tích đánh giá xác chất lượng chúng có ý nghĩa quan trọng đặc biệt lĩnh vực Qn Hiện Cơng ty Hóa chất 21-Bộ Quốc phòng sản xuất loại thuốc dùng cho loại hỏa cụ, việc đánh giá chất lượng sản phẩm sử dụng chủ yếu phương pháp chuẩn độ thể tích để xác định hàm lượng chì thuốc Vì việc nghiên cứu khảo sát lại quy trình phân tích cũ nghiên cứu phương pháp phân tích phương pháp công cụ việc làm cần thiết Xuất phát từ thực tế, nội dung luận văn đề cập đến việc nghiên cứu khảo sát lại quy trình phân tích chì phương pháp chuẩn độ thể tích nghiên cứu xác định hàm lượng chì phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử lửa (F-AAS) thuốc gợi nổ chì azotua sản xuất Cơng ty Hố chất 21 làm sở cho việc đánh giá chất lượng loại thuốc trước nhồi nén vào loại hoả cụ dùng cho Quân nói riêng kinh tế Quốc dân nói chung Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung thuốc gợi nổ (thuốc nổ sơ cấp) 1.1.1 Đặc điểm chung thuốc gợi nổ Thuốc gợi nổ (TGN) loại chất nổ có độ nhạy cao, dễ dàng bị gây nổ xung lượng kích thích đơn giản có cường độ nhỏ như: va đập, đâm chọc, ma sát, tia lửa, dòng điện thực nghiệm cho biết độ nhạy với va đập TGN cao thuốc nổ phá (TNP) khoảng 20 đến 30 lần Khác với nhóm thuốc nổ khác, TGN cháy khơng ổn định q trình cháy nhanh chóng chuyển sang nổ Ở áp suất thấp, tốc độ cháy TGN lớn; áp suất tăng, tốc độ cháy tăng vọt theo đạt giá trị mà q trình cháy q trình khơng ổn định [2] Biến hóa TGN nổ; trường hợp lượng TGN nhỏ hỗn hợp TGN với số chất khác xảy biến hóa cháy mà khơng nổ Khi đốt khơng khí, TGN dễ bén lửa, tốc độ cháy tăng nhanh, biến hóa cháy diễn khơng ổn định nhanh chóng chuyển thành nổ Đối với TNP (thuốc nổ thứ cấp) điều kiện định cháy chuyển thành nổ (cháy lượng lớn cháy thể tích kín) Gia tốc biến đổi nổ TGN lớn nhiều so với thuốc nổ, nổ nhanh chóng đạt trạng thái nổ ổn định Nhưng tốc độ ổn định TGN nhỏ nhiều so với thuốc nổ nên độ mạnh TGN thuốc nổ phá Sự biến thiên tốc độ nổ TGN TNP biểu diễn đồ thị hình 1.1 D (m/s TNP D2 TGN D1 t1 t2 Hình 1.1: Đồ thị tốc độ nổ chất nổ t (s) t1 - Thời gian tăng tốc độ TGN t2 - Thời gian tăng tốc TNP D1 - Tốc độ nổ ổn định TGN D2 - Tốc độ nổ ổn định TNP Đặc trưng lượng nổ TGN tính theo đơn vị khối lượng nhỏ so với TNP thuốc phóng, tính theo đơn vị thể tích ngược lại khối lượng riêng TGN lớn nhiều so với TNP thuốc phóng Đặc trưng quan trọng TGN khả mồi nổ chất nổ khác Khả mồi nổ đánh giá lượng TGN giới hạn Lượng TGN giới hạn lượng TGN nhỏ đủ để gây nổ hoàn toàn gam chất nổ khác điều kiện định Lượng TGN giới hạn nhỏ khả mồi nổ lớn ngược lại Do gia tốc biến đổi nổ TGN lớn nhiều so với loại thuốc nổ khác nên mật độ lượng tạo thời gian ngắn, đủ để gây nổ cho chất nổ khác Như vậy, thấy gia tốc biến đổi nổ lớn khả mồi cao Khả mồi thuốc nổ phụ thuộc vào yếu tố: + Dạng xung lượng kích thích ban đầu: Nếu dạng xung lượng kích thích ban đầu phù hợp với độ nhạy cao TGN khả mồi theo dạng xung lượng cao + Cường độ xung lượng kích thích ban đầu: Cường độ xung lượng kích thích ban đầu lớn khả mồi cao + Mật độ TGN: Mật độ TGN lớn gia tốc biến đổi lớn, tốc độ nổ ổn định cao, khả mồi mạnh + Nhiệt độ ban đầu liều TGN: Nhiệt độ ban đầu liều TGN cao độ nhạy tăng nên nổ gia tốc biến đổi nổ lớn, khả mồi cao + Vỏ bọc: Nếu TGN có vỏ bọc nổ lượng nổ bị phân tán tuyến tính vào nồng độ (vì P< 0,05) với độ tương quan r = 0,9993 cao, sai lệch SD=0,00987 nhỏ, kết mơ tả hình 3.4 Hình 3.4 Đường chuẩn xác định chì hệ F - AAS Theo kết tính tốn từ phần mềm Origin 6.0 phương trình hồi quy đầy đủ đường chuẩn xác định chì phương pháp F - AAS [21] có dạng y = A + Bx sau: A = (0,0205  0,00958) + (0,03807  0,000913).CPb Trong đó: A: độ hấp thụ quang (Abs) CPb: nồng độ chì (mg/l) Để kiểm tra sai số hệ thống phương pháp, cần so sánh số A phương trình hồi quy với giá trị Nếu xem A = 0, phương trình trở thành: y = B’x Các giá trị B’ tính bảng sau: 45 Mẫu x 0,5 y 0,0251 0,0496 0,0974 0,1386 0,1828 0,213 0,252 0,3284 B’ 0,0502 0,0496 0,0487 0,0466 0,0457 0,0426 0,042 0,0411 Mẫu 10 11 12 13 14 x 10 12 14 16 18 20 y 0,4154 0,4769 0,5381 0,6318 0,7169 0,7692 B’ 0,0415 0,0397 0,0384 0,0394 0,0398 0,0384 Các giá trị liên quan đến hệ số là: Trung bình Mean 0,04314 Độ sai chuẩn Standard error 1,12.10-3 Độ lệch chuẩn Standard deviation 4,19.10-3 Phương sai mẫu Sample variance 1,76.10-5 Tổng Sum 0,60391 Độ tin cậy (95%) Confidence level(95% ) 2,43.10-3 Nếu A  khơng có ý nghĩa thống kê mức độ tin cậy 95%, phương trình hồi quy có dạng: Y  ( B'  t.S B ) X Ta có Y = (0,04314  1,94.1,12.10-3).X = (0,04314  0,00217)X Áp dụng công thức SS   (Yi  A  B X i ) S  SS n2 Ta có bảng giá trị: Hàm Tổng bình phương Bậc tự Phương sai Y = A + B.X 1,17.10-3 12 S2= 9,74.10-5 Y = B’.X 2,27.10-3 11 S’2= 2,06.10-4 46 Thay giá trị vào ta có Ftính  S '2 2,06.10 4   2,12 S 9,74.10 5 Fbảng(0,95;12;13) = 2,69  Ftính < Fbảng, có nghĩa sai khác giá trị A giá trị khơng có ý nghĩa thống kê, phương pháp không mắc sai số hệ thống Từ kết sau dựng đồ thị Hpic = f (Cppm) ta tìm khoảng tuyến tính Pb từ 0,5  20 ppm có độ xác cao Do đó, q trình xử lý mẫu tính tốn cho lượng Pb nằm khoảng tuyến tính Nếu nồng độ Pb nằm ngồi khoảng tuyến tính ta phải pha lỗng làm giàu 3.2.5.2 Giới hạn phát (LOD) giới hạn định lượng (LOQ) phép đo chì phương pháp F-AAS [20] LOD xem nồng độ thấp (xL) chất phân tích mà hệ thống phân tích cịn cho tín hiệu phân tích khác (yL) có nghĩa với tín hiệu mẫu trắng hay tín hiệu Tức : yLOD= y B  k.S B y B tín hiệu trung bình mẫu trắng sau nB thí nghiệm (ít 10 thí nghiệm độc lập) SB độ lệch chuẩn đo lặp lại tín hiệu mẫu trắng, k đại lượng số học chọn theo độ tin cậy mong muốn Với độ tin cậy cần đạt 99% k3 yB  nB nB y j 1 Bj S 2B  ( y Bi  y B )  nB  i Như vậy, nồng độ nhỏ mà thiết bị phân tích phát theo phương trình hồi qui dạng y= a+bx phương pháp đường chuẩn là: xLOD  yB  3S Ba b Trong trường hợp a  khơng có ý nghĩa thống kê xLOD  3S B b LOQ xem nồng độ thấp (xQ) chất phân tích mà hệ 47 thống phân tích định lượng với tín hiệu phân tích (yQ) khác có ý nghĩa định lượng với tín hiệu mẫu trắng (nền) LOQ tính theo cơng thức: yQ= y B + K SB Thông thường LOQ tính với K=10 tức CQ  10.S B b Để tính LOD phép đo chì phương pháp F-AAS, luận văn tiến hành đo lặp 21 lần mẫu trắng (blank) có HNO3 nồng độ 2% tương tự mẫu thực khơng có chì Kết thể bảng 3.17 Bảng 3.17 Độ hấp thụ quang dung dịch mẫu trắng STT Abs tb STT Abs tb STT Abs tb -0,0025 -0,0006 15 -0,0019 -0,0017 0,0036 16 -0,0032 0,0018 10 0,001 17 -0,003 -0,0006 11 -0,0002 18 -0,0019 0,0009 12 -0,0018 19 -0,0034 0,0049 13 -0,0026 20 0,0021 0,0022 14 -0,0013 21 0,0028 Áp dụng công thức trình bày trên, chúng tơi tính giới hạn phát (LOD) giới hạn định lượng chì sau: LOD = 0,09 mg/l LOQ = 0,30 mg/l 3.2.5.3 Sai số độ lặp lại phép đo Để đánh giá sai số độ lặp lại phép đo, ta dựng đường chuẩn, pha ba mẫu có nồng độ điểm đầu, điểm điểm cuối đường chuẩn, thực phép đo mẫu mười lần Sai số tính theo cơng thức: %X  Ai  At At 48  100% Trong đó: %X: sai số phần trăm tương đối; Ai: độ hấp thụ quang đo được; At: độ hấp thụ quang tìm theo đường chuẩn Kết đo mẫu trắng cho bảng 3.18 Bảng 3.18: Sai số phép đo Pb theo F-AAS Mẫu Pb (ppm) 0,5 10 20 At 0,0395 0,4012 0,7819 2+ Lần đo Ai %X Ai %X Ai %X 0,0398 0,76 0,4154 3,50 0,7662 2,01 0,0402 1,77 0,4005 0,17 0,7688 1,68 0,0405 2,53 0,4116 2,59 0,7502 4,05 0,0392 0,76 0,4007 0,12 0,7698 1,55 0,0368 6,84 0,4112 2,49 0,7468 4,49 0,0369 6,58 0,4018 0,14 0,7528 3,72 0,0388 1,77 0,4122 2,74 0,7763 0,72 0,0418 5,82 0,4163 3,76 0,8112 3,75 0,0412 4,30 0,4016 0,10 0,8088 3,44 10 0,0366 7,34 0,4022 0,25 0,8117 3,81 Atb 0,03918 3,85 0,4074 1,59 0,77626 2,92 Kết khảo sát cho thấy sai số tuân theo định luật phân bố Gauss Điểm đầu điểm cuối vùng tuyến tính sai số mắc phải lớn hơn, vùng nồng độ nằm đường chuẩn sai số nhỏ Tuy nhiên tất sai số nhỏ giới hạn cho phép phân tích 10% 3.2.5.4 Độ lặp lại phép đo Một phương pháp phân tích tốt phải có độ lặp lại tốt hệ số biến động nhỏ Để đánh giá độ lặp lại phép đo xác định Pb theo F-AAS, dựa vào giá trị chiều cao pic hấp thụ mẫu có nồng độ đầu, cuối đường chuẩn 49 Độ lặp lại đánh giá theo đại lượng công thức: S (A %V  i  Atb ) (n  1) S  100% Atb Trong đó: Ai : Độ hấp thụ quang lần đo thứ i; Atb : Độ hấp thu quang trung bình sau n lần đo; n : Số lần đo; S : Độ lệch chuẩn; V : Hệ số biến động phép đo Kết tính tốn cho bảng 3.19: Bảng 3.19: Độ lặp lại phép đo xác định Pb theo F-AAS Pb2+ (ppm) Độ lệch chuẩn (S) Hệ số biến động (V%) 0,5 0,001909 4,83 10 0,009196 2,29 20 0,026140 3,34 Qua việc khảo sát khoảng tuyến tính, xác định sai số độ lặp lại phép đo xác định Pb theo F-AAS, thấy phương pháp phân tích có độ nhạy độ xác cao, đồng thời lại ổn định, thích hợp cho phép đo định lượng Pb 3.2.5.5 Tổng hợp điều kiện đo phổ Pb Từ kết nghiên cứu trên, điều kiện phù hợp cho phép xác định Pb F-AAS chọn Tổng hợp bảng 3.20: 50 Bảng 3.20: Các điều kiện đo phổ Pb Yếu tố Nguyên tố Pb Vạch đo (nm) 217,0 Khe đo (nm) 1,0 Cường độ đèn HCL (mA) (60% Imax) Chiều cao Burner (mm) 5,0 Tốc độ dẫn mẫu (ml/phút) 1,2 Môi trường mẫu đo (HNO3 %) Khoảng tuyến tính (ppm) 0,5  20 3.2.5.6 Quy trình xác định hàm lượng chì phương pháp F-AAS Từ kết nghiên cứu trên, điều kiện phù hợp cho phép xác định hàm lượng chì thuốc gợi nổ chì azotua theo sơ đồ hình 3.5: Cân thuốc Lấy mẫu Cho vào 10mlNaNO210%+50ml HNO310% Định mức đến 250ml Pha loãng 10 lần, bổ sung HNO3 đạt 2% Đo F-AAS Hình 3.5 Sơ đồ cơng nghệ xác định hàm lượng chì phương pháp F-AAS *) Lấy mẫu, xử lý mẫu: Mẫu phân tích lấy gián tiếp dụng cụ chuyên dùng ngẫu nhiên hộp thuốc mẻ thuốc sản xuất ngày ( lô 51 sản phẩm), chuyển thuốc vào hộp giấy lấy mẫu chuyên dụng khô, chuyển đến phịng phân tích lí hố, đặt hộp mẫu vào bình hút ẩm khoang an toàn chứa mẫu thuốc theo quy định - Chuyển hộp mẫu sang buồng cân, cân từ 0,02 gam đến 0,025 gam thuốc Pb(N3)2-PVA (độ xác đến 0,0001 gam) vào cốc 100 ml Cho vào cốc có thuốc 10ml dung dịch NaNO2 nồng độ 10±1%, lắc nhẹ cho thuốc tan hoàn toàn Đong 50 ml HNO3 nồng độ 10% cho vào cốc khuấy 510 phút để yên 20 phút cho phản ứng hoàn toàn loại hết gốc N3- - Chuyển tồn dung dịch vào bình định mức 250ml, dùng nước cất lần để tráng rửa hết mẫu cốc vào bình mức, bổ sung nước cất đến vạch mức, lắc kỹ cho đảm bảo đồng dung dịch - Lấy 5ml dung dịch cho vào bình định mức 50ml bổ sung thêm 10 ml HNO3 nồng độ 10% sau cho nước cất đến vạch mức, lắc kỹ để yên khoảng phút *) Đo phổ AAS xác định hàm lượng chì: - Dùng dung dịch chuẩn Pb2+ nồng độ 1000 ppm, pha thành dung dịch chuẩn làm việc nồng độ: 1, 2, 4, 6, 10, 12, 14, 16, 18, 20 ppm môi trường HNO3 2%, đem đo mẫu máy AA-6800, từ độ hấp thụ quang tương ứng tiến hành dựng đường chuẩn, thông số máy chọn theo bảng 3.20 - Đưa mẫu cần phân tích đo độ hấp thụ quang để xác định hàm lượng chì mẫu đo (CPb) *) Tính tốn kết quả: Hàm lượng chì thuốc chì azotua tính theo cơng thức sau: X Pb (%)  CPb  2500  207 C  100  0,1778  Pb 291 m  10 m Trong đó: - XPb: hàm lượng chì cần xác định, %; 52 - CPb: nồng độ chì đo thiết bị F-AAS phương pháp đường chuẩn, ppm; - m: khối lượng mẫu thuốc đem phân tích, gam 3.2.6 Kết phân tích mẫu thực tế phương pháp F-AAS Kết phân tích hàm lượng chì số mẫu chì azotua Cơng ty Hóa chất 21 cho bảng 3.21, 3.22 Bảng 3.21 Kết đo số lô sản phẩm chì azotua F-AAS Khối lƣợng Nồng độ Hàm lƣợng (ppm) chì (%) 0,3875 9,640 71,12 0,0203 0,3240 7,973 69,83 192/4 0,0198 0,3265 8,037 72,17 233/6 0,0257 0,4104 10,242 70,86 STT Lô/mẻ 170/1 0,0241 178/3 mẫu (g) Abs tb Bảng 3.22 Kết đo số lơ sản phẩm chì azotua chuẩn độ Complexon STT Lơ/mẻ Khối lƣợng mẫu (g) VEDTA(ml) Hàm lƣợng chì (%) 170/1 178/3 192/4 233/6 0,1256 0,1347 0,1425 0,1108 17,10 17,98 19,64 15,32 69,99 68,62 70,85 71,08 Ghi Ghi chú: Sử dụng dung dịch tiêu chuẩn EDTA có nồng độ là: 0,02481M Dựa vào phương pháp F-AAS chúng tơi thử xác định hàm lượng chì có thuốc gợi nổ chì stipnat (C6H(NO2)3O2Pb) đồng thời xác định hàm lượng chì nước thải chưa qua xử lý, qua xử lý bước 1, qua xử lý hồn chỉnh Cơng ty hóa chất 21 Kết thử nghiệm cho bảng 3.23 53 Bảng 3.23 Kết đo hàm lượng chì mẫu chì stipnat nước thải STT Tên mẫu Abs tb Kết Ghi Chì stipnat lơ 45/1 0,4122 45,32% Quy định 43,546,0% Nước thải chưa qua xử lý mẫu 0,3060 1,5% Lấy bể gom nước thải chưa qua xử lý (pha loãng 2000 lần) Nước thải chưa qua xử lý mẫu 0,1728 0,036% Lấy bể điện phân (pha loãng 1000 lần) Nước thải chưa qua xử lý mẫu 0,1766 2,05% Lấy bình tiêu hủy dung dịch (pha lỗng 5000 lần) Nước thải qua xử lý 0,00143 Không phát (≤0,09mg/l) TCVN 5945:1995 quy định nước thải cấp B u cầu hàm lượng chì ≤0,5mg/lít Nhận xét: Như phương pháp F-AAS xác định hàm lượng chì thuốc gợi nổ chì azotua nói riêng loại thuốc gợi nổ có chì nói chung sản xuất Cơng ty Hóa chất 21 Kết đo phù hợp với yêu cầu đề đánh giá chất lượng sản phẩm làm để đưa vào sử dụng Đồng thới việc xác định hàm lượng chì mẫu nước thải đánh giá trình xử lý nước Cơng ty Hóa chất 21, nước thải bình tiêu hủy tính nổ sản phẩm hàm lượng chì cỡ khoảng 14%, sau vào bể gom nồng độ giảm xuống 23 lần pha loãng, bể điện phân q trình điện phân chưa hồn tồn nên cịn lại 1%, sau điện phân hoàn chỉnh qua trình lọc, xử lý vi sinh vật, hàm lượng chì ≤ 0,09 mg/lít đạt tiêu chuẩn nước thải cấp B theo TCVN 5945-1995 [6] 54 3.3 Đánh giá chung hai phƣơng pháp xác định hàm lƣợng chì thuốc gợi nổ chì azotua Như qua việc sử dụng hai phương pháp xác định hàm lượng chì thuốc gợi nổ chì azotua cho kết tương đương Tuy nhiên loại mẫu có hàm lượng chì lớn phương pháp chuẩn độ thể tích đơn giản có độ xác đáp ứng nhu cầu sản xuất Tuy nhiên kết phụ thuộc nhiều vào người phân tích, dung dịch chuẩn, độ pH dung dịch, đồng thời không xác định hàm lượng chì có lượng nhỏ mẫu nước thải vết chì loại thuốc gợi nổ Việc sử dụng phương pháp F-AAS cho kết xác, ngồi việc xác định xác hàm lượng chì thuốc gợi nổ chì azotua trình bày luận văn xác định chì loại thuốc gợi nổ khác như: chì stipnat (C6H(NO2)3O2Pb), chì sunphua xianua Pb(CNS)2, hàm lượng chì loại thuốc hoả thuật có sử dụng dạng oxit chì như: PbO, Pb3O4, PbO2, PbCrO4 hợp chất thiếu để chế tạo loại hoả cụ phục vụ cho Quốc phịng kinh tế Quốc dân nói chung Cơng ty Hố chất 21, ngồi cịn xác định lượng Pb (II) nước thải Đặc biệt điều kiện sản xuất công nghiệp cần kết phân tích nhanh để đáp ứng cho sản xuất việc sử dụng phương pháp phân tích hàm lượng chì F-AAS phù hợp hiệu cao, nhiên phương pháp mới, giá thành thiết bị cao 55 KẾT LUẬN Qua thời gian thực luận văn, triển khai nghiên cứu, thực nghiệm đạt mục tiêu đề Một số kết luận văn đạt sau: - Đã nghiên cứu hiệu suất thu hồi ảnh hưởng yếu tố tới việc phân tích hàm lượng chì thuốc gợi nổ chì azotua chuẩn độ theo phương pháp thể tích việc sử dụng mơ hình hóa thực nghiệm Kết cho thấy ảnh hưởng độ pH lớn việc xác định hàm lượng chì, cịn yếu tố nhiệt độ, thời gian phân tích ảnh hưởng không lớn kết chuẩn độ - Đã nghiên cứu khảo sát lại quy trình phân tích xác định hàm lượng chì thuốc gợi nổ chì azotua phương pháp F-AAS Các kết thực nghiệm cho thấy điều kiện thích hợp là: Vạch đo: 217,0 nm; khe đo 1,0 nm; cường độ dòng đèn HCL: 8mA; chiều cao Burner: 5,0 mm; tốc độ dẫn mẫu: 1,2 ml/phút; môi trường đo dung dịch HNO3 nồng độ: 2%; mẫu chì azotua phân tích phải phá hủy tính nổ NaNO2 10% HNO3 10% Với điều kiện phương pháp phân tích ổn định xác định vùng tuyến tính từ (0,5 20) ppm; giới hạn phát (LOD) 0,09 ppm giới hạn định lượng (LOQ) 0,30 ppm Kết phân tích mẫu cho thấy dùng phương pháp F-AAS hiệu so với phương pháp chuẩn độ thể tích Có thể nói đề tài nghiên cứu xác định hàm lượng chì kỹ thuật F-AAS áp dụng vào lĩnh vực phân tích thuốc gợi nổ dùng cho quân sự, sử dụng phương pháp phân tích cho phép xác định hầu hết loại thuốc gợi nổ, thuốc hỏa thuật, nước thải dùng cho hoả cụ pháo hoa Kết luận văn góp phần quan trọng vào việc nâng cao việc đánh giá chất lượng sản phẩm sản xuất hỏa cụ nhằm tăng thời hạn bảo quản sử dụng vũ khí./ 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt 1- Bộ Quốc phịng (2006), Chì azotua hồ tinh, Tiêu chuẩn ngành 06TCN 905:2001 2- Bộ mơn Đạn (1976), Thuốc phóng- Thuốc nổ, Học viện Kỹ thuật Quân 3- Nhà máy Z121 (1980), Quy trình phân tích thuốc gợi nổ 4- Nhà máy Z121 (2009), Quy trình chế tạo chì azotua PVA 5- Nhà máy Z121 (2002), Sổ tay Kỹ thuật- chì azotua 6- Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng (1995), Tiêu chuẩn nước thải công nghiệp, Tiêu chuẩn Việt Nam 5945:1995 7- A G Gost (1987), Thuốc phóng Thuốc nổ, Học viện Kỹ thuật Quân 8- Đặng Thị An, Trần Quang Tiến (2006), “Ơ nhiễm chì Cacdimi đất nông nghiệp số nông sản Văn Lâm-Hưng Yên”, Tạp chí khoa học Đất, tr 56-58 9- Đặng Thị An, Nguyễn Phương Hạnh, Nguyễn Đức Thịnh (2008), “Đất bị ô nhiễm kim loại nặng số khu vực Việt Nam”, Tạp chí khoa học Đất, tr 59-61 10- Đặng Thị An, Chu Thị Hà, Đào Thị Chung Thúy (2008), “Một số đặc điểm hệ thực vật vùng đất bị ô nhiễm chì Cacdimi Tân Long - Đồng Hỉ - Thái Ngun”, Tạp chí Khoa học Tồn quốc sinh thái tài nguyên sinh vật lần thứ 2, tr 297-301 11 Nguyễn Tinh Dung (2009), Hóa học phân tích phần 2, Nhà xuất Giáo dục 12 Nguyễn Tinh Dung (2009), Hóa học phân tích phần 3, Nhà xuất Giáo dục 13 Trần Tứ Hiếu (2002), Hóa học phân tích, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà nội 57 14- Lương Thị Loan (2009), “Xây dựng quy triǹ h xác đinh ̣ đồ ng , chì, cadimi mẫu huyế t bằ ng phương pháp quang phổ plasma ghép nố i khố i phổ (ICP-MS)” Luận văn Thạc sỹ khoa học, Đại học Khoa học Tự nhiên Đại học Quốc gia Hà nội 15- Phạm Luận (2005), Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội 16- Từ Vọng Nghi, Trần Chương Huyến, Phạm Luận (1990), Giáo trình chun đề số phương pháp phân tích điện hóa đại 17- Nguyễn Nhật Quang (2004), “Khảo sát đánh giá ô nhiễm kim loại nặng nước thải Hà Nội”, Luận văn thạc sỹ, Đại học Bách khoa Hà nội 18- Nguyễn Văn Ri (2009), Giáo trình phương pháp tách 19- Nguyễn Văn Ri, Tạ Thị Thảo (2006), Giáo trình Thực tập hóa học phân tích – Phần 20- Tạ Thị Thảo (2005), Giáo trình chun đề Thống kê Hố phân tích 21- Tạ Thị Thảo (2005), Tốn tin ứng dụng hóa phân tích (Chemometric) 22- Cái Văn Tranh, Phạm Văn Khang, Nguyễn Xuân Huân (2006), “Hiện trạng chất lượng môi trường đất- nước khu vực Nhà máy pin Văn Điển”, Tạp chí mơi trường, tr 149-151 23- Nguyễn Lương Vũ (1998), “Khảo sát đánh giá nhiễm Chì nước thải đất khu vực Công ty Acqui-Pin Vĩnh Phú”, Luận văn Thạc sỹ khoa học, Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà nội Tài liệu Tiếng Anh 24- Headquarters Department of the Army Technical manual (1984), Military explosives, pages 68-87 58 25- Celal Duran, Ali Gundogdu, Volkan Numan Bulut, Mustafa Soylak, Latif Elci, Hasan Basri Senturk, Mehmet Tufekci (2007), “Solid-phase extraction of Mn(II), Co(II), Ni(II), Cu(II), Cd(II) and Pb(II) ions from environmental samples by flame atomic absorption spectrometry (FAAS)”, Journal of Hazardous Materials, 146, pages 347-355 26- Ching-Long Lei (2004), “Studies denitrification of military explosive (lead azide) produce wastewater treatment”, Thesis for Master of Science, Ta Tung University 27- John Talbot and Aaron Weiss (1994), “Laboratory Methods for ICP-MS Analysis of Trace Metals in Precipitation”, Hazardous Waste Research and Information Center 28- Herbert Ellern (1968), Military and civilian pyrotechnics, Chemical Publishing Company INC, pages 155-157 29- Skerfving Schutz, IA Bergdahl, A Ekholm, and S Skerfving (1996), “Measurement by ICP-MS of lead in plasma and whole blood of lead workers and controls”, Occupational and environmental medicine 30- Umit Divrikli, Abdullah Akdogan, Mustafa Soylak, Latif Elci (2007), “Solid-phase extraction of Fe(III), Pb(II) and Cr(III) in environmental samples on amberlite XAD-7 and their determinations by flame atomic absorption spectrometry”, Journal of Hazardous Materials, 149, pages 331-337 59 ... CHU VIỆT SƠN NGHIÊN CỨU HỒN THIỆN QUY TRÌNH PHÂN TÍCH CHÌ TRONG SẢN XUẤT THUỐC GỢI NỔ CHÌ AZOTUA BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUN TỬ Chun ngành: Hố Phân tích Mã số: 60.44.29 LUẬN... phương pháp phân tích đại) bao gồm phương pháp phân tích điện hóa, phương pháp phân tích quang phổ phương pháp khác Trong thực tế người ta thường dùng phương pháp phân tích quang học phương pháp phân. .. 2.3 Quy trình thực nghiệm phân tích hàm lƣợng chì chì azotua phƣơng pháp chuẩn độ thể tích Quy trình phân tích xác định hàm lượng chì thuốc gợi nổ chì azotua dùng phương pháp chuẩn độ thể tích