Xác định hàm lượng vết selen và asen trong ốc ở hồ tây hà nội bằng phương pháp von ampe hòa tan

đại học quốc gia hà nội TR-ờng đại học khoa häc tù nhiªn  - Hoàng châu thiện xác định hàm l-ợng vết selen asen ốc hồ tây - hà nội ph-ơng pháp von ampe hòa tan Luận văn thạc sĩ khoa học Hà nội - 2011 I HC QUC GIA H NI TR-ờng đại học khoa học tự nhiên - Hoàng châu thiện xác định hàm l-ợng vết selen asen ốc hồ tây - hà nội ph-ơng pháp von ampe hòa tan Chuyên ngành: Hoá phân tích MÃsố: 60 44 29 Luận văn thạc sĩ khoa häc Ng-êi h-íng dÉn khoa häc PGS.TS Hoµng Thä TÝn Hµ néi – 2011 MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN………………………………………… I.1 GIỚI THIỆU VỀ SELEN VÀ ASEN……………………………… I.1.1 Tính chất vật lí Selen Asen…………………………… I.1.2 Tính chất hố học Selen Asen………………………… I.1.3 Tính chất sinh hố Selen Asen I.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ASEN VÀ SELEN I.2.1 Các phƣơng pháp quang phổ………………………………… I.2.1.1 Phƣơng pháp hấp thụ nguyên tử (AAS) ……………… 10 I.2.1.2 Phƣơng pháp quang phổ phát xạ nguyên tử (AES)…… 11 I.2.2 Phƣơng pháp điện hóa ………………………………………… 11 I.2.2.1 Phƣơng pháp cực phổ………………………………… 11 I.2.2.2 Phƣơng pháp von – ampe hoà tan……………………… 13 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM 18 II.1 THIẾT BỊ, DỤNG CỤ VÀ HOÁ CHẤT……………………… 18 II.1.1 Thiết bị dụng cụ……………………………………… 18 II.1.2 Hoá chất……………………………………………………… 19 II.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU………………………………… 19 II.2.1 Cơ sở phƣơng pháp nghiên cứu………………………… 19 II.2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 20 II.3 ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU 20 II.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 20 II.4.1 Cơ sở xây dựng quy trình phân tích theo phƣơng pháp Von –Ampe hồ tan 20 II.4.2 Khảo sát tìm điều kiện tối ƣu 21 II.4.3 Xây dựng đƣờng chuẩn, đánh giá đƣờng chuẩn, xác định giới hạn phát hiện, giới hạn định lƣợng theo đƣờng chuẩn II.4.4 Áp dụng vào phân tích mẫu thực tế 22 22 II.5 CHUẨN BỊ MẪU PHÂN TÍCH………………………………… 22 II.5.1 Lấy mẫu bảo quản mẫu …………………………………… 22 II.5.2 Xử lí mẫu trƣớc phân tích 23 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN III.1 KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN TỐI ƢU……………………………… 25 25 III.1.1 Khảo sát ảnh hƣởng mơi trƣờng phân tích……………… 25 III.1.2 Khảo sát điều kiện kỹ thuật đo tối ƣu 37 III.1.3 Khảo sát ảnh hƣởng số nguyên tố ion 49 III.2 ĐÁNH GIÁ ĐỘ LẶP LẠI, GIỚI HẠN PHÁT HIỆN (LOD) VÀ GIỚI HẠN ĐỊNH LƢỢNG (LOQ)…………………………………… 59 III.2.1 Đánh giá độ lặp lại………………………………………… 59 III.2.2 Giới hạn phát (LOD)…………………………………… 61 III.2.3 Giới hạn định lƣợng (LOQ)………………………………… 62 III.3 ĐƢỜNG CHUẨN XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG SELEN VÀ ASEN………………………………………………………………… 62 III.3.1 Kết xây dựng đƣờng chuẩn…………………………… 62 III.3.2 Đánh giá độ xác đƣờng chuẩn…………………… 67 III.4 PHƢƠNG PHÁP THÊM CHUẨN XÁC ĐỊNH SELEN……… 68 III.4.1 Cơ sở phƣơng pháp thêm chuẩn………………………… 68 III.4.2 Ứng dụng phƣơng pháp thêm chuẩn xác định hàm lƣợng Selen Asen số mẫu ốc Hồ Tây ( Hà Nội)…………… 69 III.4.2.1 Quy trình phân tích mẫu 69 III.4.2.2 Kết phân tích mẫu 70 III.4.3 Kết đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) mẫu ốc 78 III.4.4 Kết phân tích đối chứng , xác định As(III) Se(IV) mẫu 79 KẾT LUẬN…………………………………………………………… 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………… 83 DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH I DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1.1: Khoảng làm việc số loại vật liệu …………… 15 Bảng 3.1: Các thông số đo chọn điện li ………………………………………… 25 Bảng 3.2: Kết đo khảo sát chọn điện li tối ƣu Se(IV)………………… 26 Bảng 3.3: Kết đo khảo sát chọn điện li tối ƣu As(III) ………………… 26 Bảng 3.4: Các thông số đo khảo sát nồng độ Cu(II) tối ƣu 28 Bảng 3.5: Kết qủa đo khảo sát nồng độ ion Cu(II) tối ƣu 28 Bảng 3.6: Kết qủa đo khảo sát nồng độ ion Cu(II) tối ƣu 29 Bảng 3.7: Kết qủa đo khảo sát nồng độ KI tối ƣu 30 Bảng 3.8: Kết khảo sát thời gian chiếu UV 31 Bảng 3.9: Các thông số đo khảo sát pH tối ƣu 32 Bảng 3.10: Kết qủa đo khảo sát pH tối ƣu …………………………………………… 32 Bảng 3.11: Kết qủa đo khảo sát pH tối ƣu As(III) 33 Bảng 3.12: Kết qủa đo khảo sát chọn điện phân tối ƣu Se(IV)………………… 35 Bảng 3.13: Kết qủa đo khảo sát chọn điện phân tối ƣu As(III)………………… 35 Bảng 3.14: Kết qủa đo khảo sát chọn thời gian điện phân tối ƣu Se(IV)…………… 36 Bảng 3.15: Kết qủa đo khảo sát chọn thời gian điện phân tối ƣu As(III) 36 Bảng 3.16: Các thông số đo chọn tốc độ quét 38 Bảng 3.17: Kết qủa đo khảo sát chọn tốc độ quét tối ƣu Se(IV) 38 Bảng 3.18: Kết qủa đo khảo sát chọn tốc độ quét tối ƣu As(III) 39 Bảng 3.19: Kết qủa khảo sát áp suất điều tiết giọt thủy ngân Se(IV) ……………… 40 Bảng 3.20: Kết qủa khảo sát áp suất điều tiết giọt thủy ngân As(III)……………… 40 Bảng 3.21: Các thông số đo chọn thơi gian cân 42 Bảng 3.22: Kết qủa đo khảo sát chọn thời gian cân tối ƣu Se(IV) 43 Bảng 3.23: Kết qủa đo khảo sát chọn thời gian cân tối ƣu As(III) 43 Bảng 3.24: Kết qủa đo khảo sát chọn thời gian cân tối ƣu Se(IV) 44 Bảng 3.25: Kết qủa đo khảo sát chọn tốc độ khuấy dung dịch As(III) 45 Bảng 3.26: Kết qủa đo khảo sát chọn biên độ xung Se(IV) 46 Bảng 3.27: Kết qủa đo khảo sát chọn biên độ xung As(III) 46 Bảng 3.28: Kết qủa đo khảo sát chọn thời gian đặt xung Se(IV) 47 Bảng 3.29: Kết qủa đo khảo sát chọn thời gian đặt xung As(III) 48 Bảng 3.30: Kết qủa đo khảo sát chọn thời gian đuổi oxi Se(IV) 49 Bảng 3.31: Kết qủa đo khảo sát chọn thời gian đuổi oxi As(III) 50 Bảng 3.32: Kết qủa đo khảo sát ảnh hƣởng Pb(II) với Se(IV) 51 Bảng 3.33: Kết qủa đo khảo sát ảnh hƣởng Pb(II) với As(III) 52 Bảng 3.34: Kết qủa đo khảo sát ảnh hƣởng Cd(II) với Se(IV) 53 Bảng 3.35: Kết qủa đo khảo sát ảnh hƣởng Cd(II) với As(III) 54 Bảng 3.36: Kết qủa đo khảo sát ảnh hƣởng Mn(II) với Se(IV) 55 Bảng 3.37: Kết qủa đo khảo sát ảnh hƣởng Mn(II) với As(III) 55 Bảng 3.38: Kết qủa đo khảo sát ảnh hƣởng Fe(III) với Se(IV) 56 Bảng 3.39: Kết qủa đo khảo sát ảnh hƣởng Fe(III) với As(III) 57 Bảng 3.40: Kết qủa đo khảo sát ảnh hƣởng As(III) với Se(IV) 57 Bảng 3.41: Kết qủa đo khảo sát ảnh hƣởng Se(IV) với As(III) 58 Bảng 3.42: Kết đánh giá độ lặp lại phép đo Se(IV)………………………… 60 Bảng 3.43: Kết đánh giá độ lặp lại phép đo As(III)………………………… 61 Bảng 3.44: Điều kiện tối ƣu phân tích Selen Asen 62 Bảng 3.45: Kết đo xây dựng đƣờng chuẩn xác định Se(IV)…………………… 63 Bảng 3.46: Kết đo xây dựng đƣờng chuẩn xác định As(III)…………………… 65 Bảng 3.47: Kết đánh giá độ xác đƣờng chuẩn Se(IV)………………… 67 Bảng 3.48: Kết đánh giá độ xác đƣờng chuẩn As(III)……………… 68 Bảng 3.49: Kết thêm chuẩn trung bình mẫu ốc tháng Se(IV)…… 71 Bảng 3.50: Kết thêm chuẩn trung bình mẫu ốc tháng As(III)…… 72 Bảng 3.51: Kết thêm chuẩn trung bình mẫu ốc tháng Se(IV)…… 74 Bảng 3.52: Kết thêm chuẩn trung bình mẫu ốc tháng As(III)…… 75 Bảng 3.53: Kết thêm chuẩn trung bình mẫu ốc tháng Se(IV)…… 77 Bảng 3.54: Kết thêm chuẩn trung bình mẫu ốc tháng As(III)… 77 Bảng 3.55: Kết đo mẫu máy hấp thụ nguyên tử (AAS) 79 Bảng 3.56: Hàm lƣợng Selen Asen mẫu đối chứng 79 II DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Các dạng thù hình Selen……………………………………………… Hình 1.2: Hợp chất As2O3…………………………………………………………… Hình 1.3: Selen với sức khoẻ………………………………………………………… Hình 1.4: Các đƣờng thâm nhập As vào thể ngƣời……………………… Hình 1.5: Sơ đồ phổ kế hấp thụ nguyên tử…………………………………………… 10 Hình 1.5: Sơ đồ phổ kế hấp thụ nguyên tử…………………………………………… 11 Hình 3.1: Đƣờng DP-CSV khảo sát điện li tối ƣu Se(IV) ………………… 26 Hình 3.2: Đƣờng DP-CSV khảo sát điện li tối ƣu As(III)……………………… 26 Hình 3.3: Đƣờng DP-CSV khảo sát nồng độ Cu(II) tối ƣu với Se(IV) 28 Hình 3.4: Sự phụ thuộc Ip vào nồng độ ion Cu(II) với Se(IV) 28 Hinh3.5: Đƣờng cong DP-CSV Khảo sát nồng độ Cu(II) tối ƣu với As(III)………… 29 Hình 3.6: Sự phụ thuộc Ip vào nồng độ ion Cu(II) với As(III) 29 Hình 3.8: Đƣờng cong DP-CSV khảo sát nồng độ KI tối ƣu với As(III) 30 Hình 3.9: Sự phụ thuộc Ip vào nồng độ KI với As(III) với As(III)……………… 30 Hình 3.10: Đƣờng DP-CSV khảo sát thời gian chiếu UV 31 Hình 3.11: Đƣờng cong DP-CSV khảo sát pH tối ƣu Se(IV)…………………… 33 Hình 3.12: Sự phụ thuộc Ip vào pH dung dịch Se(IV)………………… 33 Hình 3.13: Đƣờng DP-CSV khảo sát pH As(III) 34 Hình 3.14: Sự phụ thuộc Ip vào pH As(III) 34 Hình 3.15: Đƣờng DP-CSV khảo sát chọn điện phân tối ƣu Se(IV)………… 35 Hình 3.16: Đƣờng DP-CSV khảo sát điện phân tối ƣu As(III) 35 Hình 3.17: Đƣờng cong DP-CSV chọn thời gian điện phân tối ƣu Se(IV)……… 36 Hình 3.18: Sự phụ thuộc Ipic vào thời gian điện phân Se(IV)……………… 36 Hình 3.19: Sự phụ thuộc Ip vào thời gian điện phân dung dịch As(III)…… 37 Hình 3.20: Đƣờng DP-CSV khảo sát chọn tốc độ quét tối ƣu Se(IV)……… 38 Hình 3.21: Sự phụ thuộc Ipic vào tốc độ quét tối ƣu Se(IV)………………… 38 Hình 3.22: Đƣờng DP-CSV khảo sát tốc độ quét tối ƣu As(III) 39 Hình 3.23: Sự phụ thuộc Ip vào tốc độ quét As(III)…………………… 39 Hình 3.24: Đƣờng DP-CSV khảo sát áp suất điều tiết giọt thủy ngân Se(IV)……… 40 Hình 3.25:Sự phụ thuộc Ip vào áp suất điều tiết giọt thủy ngân Se(IV)………… 40 Hình 3.26: Đƣờng DP-CSV khảo sát áp suất giọt thủy ngân As(III)…………… 41 Hình 3.27:Sự phụ thuộc Ip vào áp suất giọt thủy ngân ngân As(III)………… 41 Hình 3.28: Đƣờng DP-CSV khảo sát chọn thời gian cân Se(IV)……………… 42 Hình3.29: Đồ thị phụ thuộc Ipic vào thời gian cân Se(IV)…………………… 42 Hình 3.30: Đƣờng DP-CSV khảo sát thời gian cân 43 Hình 3.31: Đƣờng DP-CSV khảo sát chọn tốc độ khuấy dung dịch Se(IV)………… 44 Hình 3.32: Sự phụ thuộc Ipic vào tốc độ khuấy trộn dung dịch Se(IV) 44 Hình 3.33: Đƣờng DP-CSV khảo sát tốc độ khuấy dung dịch As(III) 45 Hình 3.34: Sự phụ thuộc Ip vào tốc độ khuấy dung dịch As(III)………………… 45 Hình3.35 : Đƣờng DP-CSV khảo sát biên độ xung Se(IV) 46 Hình 3.36: Sự phụ thuộc Ipic vào biên độ xung Se(IV) 46 Hình 3.37: Phổ DP-CSV khảo sát biên độ xung As(III) 47 Hình 3.38: Sự phụ thuộc Ip vào biên độ xung As(III) 47 Hình 3.39: Đƣờng DP-CSV khảo sát thời gian đặt xung Se(IV) 48 Hình3.40: Sự phụ thuộc Ipic vào thời gian đặt xung Se(IV)……………………… 48 Hình 3.41: Đƣờng DP-CSV khảo sát thời gian đặt xung As(III) 48 Hình 3.42: Sự phụ thuộc Ip vào thời gian đặt xung As(III) 48 Hình 3.43: Đƣờng DP-CSV khảo sát thời gian đuổi oxi Se(IV) 50 Hình 3.44: Sự phụ thuộc Ipic thời gian đuổi oxi Se(IV) 50 Hình 3.45: Đƣờng DP-CSV khảo sát thời gian đuổi oxi As(III) 51 Hình 3.46: Sự phụ thuộc Ip vào thời gian đuổi oxi As(III) 51 Hình 3.47: Đƣờng DP-CSV khảo sát ảnh hƣởng Pb(II) với Se(IV) 52 Hình 3.48: Sự phụ thuộc Ipic vàoPb(II) với Se(IV) 52 Hình 3.49: Đƣờng DP-CSV khảo sát ảnh hƣởng Pb(II) với As(III) 52 Hình 3.50: Sự phụ thuộc Ip vàoPb(II) với As(III) 52 Hình 3.51: Đƣờng DP-CSV khảo sát ảnh hƣởng Cd(II) với Se(IV)…………… 53 Hình 3.52: Sự phụ thuộc Ipic vào nồng độ Cd(II) với Se(IV) 53 Hình 3.53: Đƣờng DP-CSV khảo sát ảnh hƣởng Cd(II) với As(III) 54 Hình 3.54: Sự phụ thuộc Ip vào nồng độ Cd(II) với As(III) 54 Hình 3.55: Đƣờng DP-CSV khảo sát ảnh hƣởng Mn(II) với Se(IV) 55 Hình 3.56: Sự phụ thuộc Ipic vào nồng độ Mn(II) với Se(IV) 55 Hình 3.57: Đƣờng DP-CSV khảo sát ảnh hƣởng Mn(II) với As(III) 55 Hình 3.58: Đƣờng DP-CSV khảo sát ảnh hƣởng Fe(III) với Se(IV)…………… 56 Hình 3.59: Sự phụ thuộc Ipic vào nồng độ Fe(III) với Se(IV)………………… 56 Hình 3.60: Đƣờng DP- CSV khảo sát ảnh hƣởng Fe(III) với As(III) 57 Hình 3.61: Sự phụ thuộc Ip vào nồng độ Fe(III) với As(III)…………………… 57 Hình 3.62: Đƣờng DP-CSV khảo sát ảnh hƣởng Se(IV)………………………… 58 Hình 3.63: Sự phụ thuộc Ipic vào nồng độ Se(IV) 58 Hình 3.64: Đƣờng DP-CSV khảo sát ảnh hƣởng Se(IV) với As(III) 59 Hình 3.65: Sự phụ thuộc Ip vào nồng độ Se(IV) với As(III)…………………… 59 Hình 3.66: Đƣờng DP-CSV đánh giá độ lặp lại Se(IV)………………………… 60 Hình 3.67: Sự phụ thuộc Ipic vào nồng độ Se(IV)…………………………… 63 Hình 3.68: Pic Selen theo nồng độ tăng dần…………………………………… 64 Hình 3.69: Đƣờng chuẩn xác định Selen khoảng ppb ÷ 250 ppb…………… 64 Hình 3.70: Pic asen theo nồng độ tăng dần……………………………………… 66 Hình 3.71: Sự phụ thuộc Ipic vào nồng độ As(III)…………………………… 66 Hình 3.72: Đƣờng DP-CSV thêm chuẩn mẫu ốc tháng Se(IV)…………………… 71 Hình 3.73: Đồ thị thêm chuẩn xác định Se(IV) mẫu ốc tháng (mẫu1)…………… 71 Hình 3.74: Đồ thị thêm chuẩn xác định Se(IV) mẫu ốc thu hồi tháng 1(mẫu2) 71 Hình 3.75: Đƣờng DP-CSV thêm chuẩn mẫu ốc tháng As(III)…………………… 73 Hình 3.76: Đồ thị thêm chuẩn xác định As(III) mẫu ốc (tháng 1)…………… 73 Hình 3.77: Đồ thị thêm chuẩn xác định As(III)trong mẫu ôc thu hồi (tháng 1)……… 73 Hình 3.78: Đƣờng DP-CSV thêm chuẩn mẫu Ốc tháng Se(IV)……………… 74 Hình 3.79: Đồ thị thêm chuẩn xác định Se(IV) mẫu ốc (tháng 3)…………… 75 Hình 3.80: Đƣờng DP-CSV thêm chuẩn mẫu ốc ( tháng 3) As(III)………………… 76 Hình 3.81: Đƣờng DP-CSV thêm chuẩn mẫu ốc ( tháng 3) As(III)………………… 76 Hình 3.82: Đồ thị thêm chuẩn xác định Se(IV) mẫu ốc (tháng 5)…………… 77 Hình 3.83: Đồ thị thêm chuẩn xác định As(III) mẫu ốc (tháng 5)…………… 78 Hình 3.75: Đường DP-CSV thêm chuẩn mẫu ốc tháng As(III) 200 y = 3.9955x + 57.183 180 R2 = 0.9999 160 140 120 I(nA) 100 80 60 40 20 -20 -15 -10 -5 10 15 20 25 30 35 -20 C(ppb) Hình 3.76: Đồ thị thêm chuẩn xác định Hình 3.77: Đồ thị thêm chuẩn xác As(III) mẫu ốc định As(III)trong mẫu ốc thu hồi (tháng 1) (tháng 1) Điều kiện đo Khối lƣợng cân: 0,1 gam Thể tích mẫu: 50 mL Thể tích đo: 10 mL -Nhƣ tính tốn theo phần mềm Origin 6.0 ta đƣợc: Parameter Value Error -A 55.512 0.63972 B 4.0672 0.03419 -R SD N P -0.99993 0.76462