Phương pháp xác định ion iođua bằng điện cực màng chọn lọc bác iođua

TAP CHỈ KHOA HỌC ĐHQGHN, KHTN & CN T.xx, Sò' 1, 2004 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ION IOĐUA BANG ĐIỆN c ự• c • • M À N G C H Ọ N LỌC BẠC IO Đ U A N guyễn Thị N hung, T rầ n Khiêm T h ẩm Viện Khoa học & Công nghệ Việt N a m Đ ặ t v ấ n để Trong n ă m gần đây, lĩnh vực p h â n tích mơi trường, việc th ay dần cơng cụ ph ân tích phức tạp, đ ắ t tiền d ụng cụ, th iế t bị p h â n tích kích thước nhỏ, thao tác đơn giản, có độ nhạ y độ chọn lọc cao nhu cầu xã hội cấp thiết Mặt khác, yêu cầu đòi hỏi công tác q u a n trắc môi trường ngày cao, việc nghiên cứu r ú t ngắn thời gian p h â n tích chi phí p h â n tích thách thức đơi vói nhà khoa học Nhu cầu thực tiễn thúc đẩy p h t triển m ạn h mẽ lĩnh vực nghiên cứu chê tạo điện cực k n ă n g ứng dụng chúng Trong nhữn g n ă m vừa qua để t h a y dần điện cực n h ậ p ngoại, nghiên cứu t h n h cơng quy trình cơng nghệ chê tạo điện cực r ắ n Ag2S, AgCl, AgBr ứng dụng vào p h â n tích [1-3] Trong cơng tr ìn h trìn h bày kêt nghiên cứu quy trìn h cơng nghệ chế tạo điện cực Agl khảo s t quy trìn h xác định ion iođua T h ự c n g h i ệ m v p h n g p h p n g h i ê n c ứ u 2.1 H o c h ấ t t h i ế t bị T ấ t hoá c h ất sử d ụng p h â n tích thuộc loại tin h kh iêt tinh k h iết p h â n tích ( p.a) Máy đo điện t h ế pMX 3000/ion Đức Điện cực so sá n h R 500 Đức Điện cực chọn lọc ion p tự chê tạo Dung dịch ch u ẩn I' IM C h ấ t ổn định lực ion K N 5M Dung dịch ion gây ả n h hưởng p từ muối tương ứng Các dung dịch có nồng độ t h ấ p pha h n g ngày 2.2 P h n g p h p t h ự c n g h i ê m Nối điện cực m àng chọn lọc ion iođua điện cực so s n h R500 vào máy đo Rửa điện cực cạn í h ậ n bằn g nước cất, t h ấ m khô giấy t h ấ m mềm n h ú n g hai điện cực vào cốc chứa du n g dịch p h â n tích, lắc du n g dịch Khi giá trị mV ổn định ghi kết đo, d ung dịch có nồng độ lỗng đo trước S a u lần đo phải rửa điện cực b ằn g nước cất t h ấ m khô b ằ n g giấy t h ấ m mềm N guyễn Thi N h u n g , T rầ n K h iê m T m 10 Bảo qu ản điện cực cẩn t h ậ n sau lần đo, điện cực so sá n h n g â m nước cất, điện cực thị iot để khô không làm sước bể mặt Để xác định hà m lượng ion iođua sử d ụ n g phương ph áp đường c huẩn phương pháp thêm K ế t q u ả n g h i ê n c ứ u v t h ả o l u ậ n Chúng tơi nghiên cứu tìm điều kiện tối ưu để tạo tinh thể Ag2S, Agl từ A g N KI cách sục khí H 2S cho d ung dịch KI vào dung dịch A g N môi trường N H 4OH Đồng thời khả o sá t tìm tỷ lệ thích hợp Agl Ag2S, chế độ nén để tạo đươc m àn g điện cực iođua hoàn thiện quy trình chế tạo điện cực có chất lượng tương đương điện cực nhậ p ngoại 3.1 K iể m tr a c c t h ô n g sô c ủ a đ i ê n cực A g l c h ế ta o đ ợ c Để kiểm t r a thông số điện cực c h ế tạo ch úng c h u ẩ n bị dãy dung dịch c huẩn [Ag+].= 10' - 10' M [ p] = 10' -10"6 M tiến h n h đo t h ế dung dịch Cũng n h điện cực m àng chọn lọc s 2' Cl' khảo sát chọn chất điện ly 0,5M N a N 3, pH = 4-10 Cho vào dãy bình định mức 25 thêm vào 2,5 ml N a N 5M, định dung dịch n hiệt độ xác định bình ba lần đo tr ìn h bày t r ê n ml, lượng ion Ag+( I") c h u ẩ n từ 10' -10 '6M, mức nước cất tiến h n h đo điện t h ế (28°C) s ố liệu thực nghiệm kết tru n g bảng 1, Kết thực nghiệm cho thấy điện cực bạc iođua c hế tạo dùng để xác định nồng độ [Ag+] = 1 -10"5M, tuyến tính khoảng ÌO^-IO^M, độ dốc (Se) = 57 mV/pAg; nồng độ [I'] = lO'MO^M tuyến tính k h o ả n g l _1-10'4M, Se = 60 mV/pI Vậy, thông sô' điện cực c hế tạo tương tự n h thông sô' điện cực n h ậ p ngoại [4] sử dụng để xác định h m lượng ion I', Ag+ B ả n g Đ iệ n t h ê c ủ a d u n g d ị c h ion Bạc, n n g độ [Ag+] = 10' -10‘5M [Ag+] M 10' 10‘2 10-3 mV 486 429 372 , 10-4 105 314 258 B ả n g Đ iệ n t h ế c ủ a d u n g d i c h ion Iod , n n g độ [1]= l-10‘6M [I ] M 10' 10'2 10-3 10'4 10-5 10'6 MV -285 -225 -165 -105 -36 +83 3.2 N g h i ê n c ứ u ả n h h n g c ủ a c c y ế u tô đ ế n v iê c x c đ i n h io n i o d u a Thực tê, bên cạnh ion I" dung dịch luôn tồn ion CN", s 2", Br', Cl' với h m lượng khác Vì vậy, nghiên cứu ả n h hưởng n g đến việc xác định r cần phải xem xét ả n h hưởng ion sa u tìm phương pháp loại trừ Đê xét ả n h hưởng ion nêu đến điện t h ế d un g dịch ion r , ta P h n g p h p xác đ ịn h ion iod ua b ằng điện CƯC 11 cô> định nồng độ [I ] = 10'4M, giữ điều kiện thực nghiệm ưu (pH, nhiệt độ, nồng độ chất điện ly, chê độ khuấy) tă n g d ần nồng độ ion đo điện thê c dung dịch Sau đó, so sán h với t h ế d u n g dịch ch u ẩn khơng có m ặt ion ả n h hưởng Kết thực nghiệm tr ìn h bày bảng 3,4 B ả n g Sự p h ụ t h u ộ c c ủ a điện th ê c ion P(mV) vào có m ặ t củ a ion c r ’ ([!-]= 10'5M) [Cl ] M 10-3 10-2 101 5.10-* E (mV) -36 -36 -36 -36 -36 B ả n g Sự p h ụ t h u ộ c c ủ a đ iện th ê c ủ a ion I (mV) vào ắự có m ặ t c ủ a ion Br ([ I' ]= 10'4M ) [ B rl M 10“ 10-3 10-2 10-' 10-' 5.10 ' E(mV) -105 -105 -105 -105 -107 -111 -121 Bả n g Sự p h ụ t h u ộ c c ủ a đ iệ n th ê c ủ a ion I' (mV) vào có m ặ t c ủ a ion CN ([ I' ]=10"4M ) [CN-] M E(mV) 10-5 104 10-3 -105 -105 -154 -199 Qua số liệu bảng 3.4.5 r ú t n h ậ n xét sau: - Khi h m lượng ion clorua lớn gấp 5.104 lần h m lượng ion iođua điện thê d un g dịch chưa bị t h a y đổi - Khi hàm lượng ion brô m u a lớn hàm lượng ion iođua 2.103 lần ion br ơm ua b ắ t đầu ả n h hưởng đến việc xác đị nh ion iođua Vì thực tê ion Cl' ion Br' ả n h hưởng đến việc xác định ion I \ Khi tỷ lệ [CN]/ [p]= l ion CN' ả n h hưởng đến kết q uả xảc định hàm lượng ion Iod Điều chứng tỏ r ằ n g điện cực chọn lọc bạc Iodua có th ể dùng để xác định ion CN' Riêng đơi vói ion s 2" ả nh hưởng r ấ t lớn đến t ấ t điện cực halogen tích sơ' hịa ta n Ag2S r ấ t bé(10'50) nên có m ặ t s 2' d ung dịch s 2' tác dung vói ion Ag+ bề m ăt điện cực làm hỏng bề m ặ t điện cực Vì vậy, trường hợp ion s 2’ cần ph ải loại khỏi du n g dịch định phân 3.3 L o a i t r c c io n ả n h h n g Kết khả o s t ả n h hưởng ion đ ến việc xác định ion iođua cho thấy, thực tê ion clorua ion brô m ua h ầ u n h không ả n h hưởng, ng h iên cứu phương phá p loại t r ả n h hưởng CN" s 2' Dựa t r ê n tính c h ấ t CN' s 2" làm h n g loạt thí nghiệm khảo sá t kết q u ả thực nghiệm cho thấy muôi Co2+ có th ể loại CN' s 2' khỏi dung dịch chứa ion iođua Khi cho mi C0SO4 vào dung dịch việc xác định N g u yễn Thi N h u n g , T r ầ n K h iê m T h ẩm 12 r khơng cịn bị ả n h hưởng ion CN' s 2\ Cơ c h ế p h ả n ứng xảy r a dung dịch có th ể đựợc giải thích sau: Co2+ + s 2- -> C oS ị Co2+ +4 CN - -> [Co(CN)6]4' Ngồi CN' s 2cịn có th ể loại t r cách đun nhẹ d u n g dịch môi trường axit H 2S loãng Tuy nhiên, phương p h áp th ứ n h ấ t có n h iề u ưu việt hơn, loại tr ion CN' s 2~ triệ t để hơn, an toàn không cần p h ả i đun Phương pháp th ứ hai, khô ng không chế nồng độ axit đ un khô n g cẩn t h ậ n p dễ bị m ấ t tạo t h n h ICN bay [5] Vì vậy, quy t r ìn h thực n g h iệm chọn phương p háp Quy t r ìn h thực nghiệm khảo sá t loại t r ả n h hưởng CN" s 2" tiến h n h theo bước sau: c h u ẩ n bị d u n g dịch có nồng độ ion iodua 1.10'4M, sa u cho vào dung dịch lượng CN ' n h ấ t định để dung dich có nồng độ CN' = 2.10'5; 4.10'5; 6.10'5; 1.10"4M, đo điện t h ế dung dịch đó, tiếp đến cho vào d ung dịch lượng s 2' =1.10"4M , vài tin h thê muôi C o S lắc cho t a n h ế t muối đo tiếp điện t h ế d un g dịch (các điều kiện pH, n h i ệ t độ, nồng độ chất điện ly, chế độ k h u ấ y phải giữ ổn đ ịnh lần đo) Kết thực nghiệm tr ìn h bày b ản g B ả n g Loại t r ả n h hư n g c ủ a CN’ s ('[ p ]= 10'4M ) [CN-] M 2.10-5 4.10-5 10-5 10-4 E(mV) -105 -126 -135 -145 -154 E(mV) (Có m ặ t Co2++10"4M s 2') -105 -106 -106 -106 -106 Qua kết q uả thực nghiệm cho thấy, ion CN ’ ion s 2' loại t r b ằ n g muôi C o S Vì ion s 2'phá h u ỷ bề m ặ t điện cực r ấ t m n h nên cần p h ả i loại t r muôi C o S trước xác định ion p 3.4 X c đ i n h io n I o d u a t r o n g m ẫ u g i ả Mẫu giả c h u ẩ n bị n h sau: Cho vào bình đị nh mức 2f»ml 1,2,3, 0,025ml; 0,25ml; 2,5ml d ung dịch c h u ẩ n p có h m lượng l m g / l m l (tương đương với nồng độ ion iođua dung dịch l m g / 1; 10mg/l; 100mg/l.), t h ê m vào 2,5ml N a N 5M, 2,5ml NaCN 10'2M; 2,5 ml N a 2S 10'2M vài tinh thê muối C o S lắc cho ta n h ế t muôi định mức nưốc cất đến vạch, cho côc dùng điện cực bạc iođua tự c h ế tạo để đo điện t h ế d u n g dịch t r ê n máy pM300X/ion Kết thực nghiệm trìn h bày t r ê n g Bả n g Xác đ ị n h h m lượng ion I o đ u a k h i có ion s 2“, CN ả n h h n g (kết q u ả t r u n g b ì n h c ủ a lầ n t h ự c n g h iệm ) Mẫu Hà m lượng ion iođua tìm ( mg/1) 0.09 Sai số’(%) H àm lượng ion Iodua ban đầu (mg/1) 0,10 10,00 9.80 2,0 100,00 99,00 1,0 10,0 13 P h ương p h p xác d in h ion iođua bă ng điện cực Kết thực nghiệm cho thấy, phương pháp loại tr ion ả n h hưởng quv trìn h xác định ion r phương pháp cho kêt tôt Với nồng độ dịch ion iođua [I ] = 10'4 - 10 ’M, sai sô - 2% Với nồng độ dịch ion iođua [I ] < lO 'M , sai sô 10 % Kết luận Đả chế tạo đưc điện cực bạc iođua có chất lượng tương đương với điện cực nhập ngoại, có khả định lượng xác ion I' ion Ag+ với nồng độ từ 10'5M đến 'M Đã xây dựng quy trìn h xác định h m lượng ion r ả n h hương CN' s 2' có m ặt ion Tài liệu t h a m k h ả o NguyễnThạc C t,T rần Khiêm Thẩm, Nguyễn Thị Nhung, Phương pháp xác định H 2S HCN điện cực màng chọn lọc Bạc sunfua Tạp chí P hẫn tích Hố, L ý S in h học T.5, N04 , 20 00, t r 40-43 NguyễnThạc Cát, T r ầ n Khiêm Thẩm, Nguyễn Thị Nhung, Phương pháp xác định ion clorua điện cực màng chọn lọc bạc clorua Tạp chí Phân tích Hốy Lý S in h học T.7, N02, 2002, tr.2-5 Nguyễn Thạc Cát, T r ầ n Khiêm Thẩm, Nguyễn Thị Nhung, Phương pháp xác định ion b rô m u a điện cực màng chọn lọc bạc brơmua Tạp chí Khoa học, Chuyên san Khoa học Tự Nhiên Công Nghệ T.7, N02, 2003, tr.9-14 N L a k s h m i n a r i a n a i a k h , M em brannyie electrodi, Lenigrad, Khimiia, 1979, 360 c BaÕKO A.K., riHJinrieHKO A.T., 0om O M em pim ecK U ù QHCUĨU3 M em oờ bi onpedeneHUH u e M e n ia ĩu io G , M ocK B a, “ X h m h a ” , , c VNU JOURNAL OF SCIENCE, Nat., Scỉ., & Tech., T xx, N01, 2004 D E T E R M IN A T IO N O F IO D ID E IO N BY A g l IO N -S E L E C T IV E ELECTRODE N g u y en Thi N hung, T r a n Kiem T h a m Academ y o f N a tu l Scientific a n d Technology A stud y on m an u fa ctu re of the silver iodide ion-selective electrode with high sensibility, ba la nced-tim e and satisfactory slope The assembled electrodes are successfully used for the dete rmination of iodidede ions and silver ions in concentration of 10' upto 10-1M The method for de te rm in a ti on of iodide ions at the presence of CN' a n d s 2' ions is also developed  ... ản điện cực cẩn t h ậ n sau lần đo, điện cực so sá n h n g â m nước cất, điện cực thị iot để khô không làm sước bể mặt Để xác định hà m lượng ion iođua sử d ụ n g phương ph áp đường c huẩn phương. .. nghiệm cho thấy, phương pháp loại tr ion ả n h hưởng quv trìn h xác định ion r phương pháp cho kêt tôt Với nồng độ dịch ion iođua [I ] = 10'4 - 10 ’M, sai sô - 2% Với nồng độ dịch ion iođua [I ]