Xác định hàm lượng một số nguyên tố vi lượng và đất hiếm trong đất trồng cam ở huyện quỳ hợp tỉnh nghệ an

Hồ Thanh Sơn Chuyên Ngành Hoá Vô Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học vinh Hồ sơn Xác định hàm lợng số nguyên tố vi lợng đất đất trồng cam huyện Quỳ Hợp tỉnh Nghệ An Chuyên ngành: hoá vô Mà số: Luân văn thạc sĩ hoá học Ngời hớng dÉn khoa häc: TS Ngun qc th¾ng Vinh – 2008 Hồ Thanh Sơn Chuyên Ngành Hoá Vô LờI CảM ƠN Luận văn đ ợc hoàn thành phòng thí nghiệm Hoá Vô - Khoa Hoá học Tr ờng Đại học Vinh, Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt Để hoàn thành đ ợc luận văn này, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: - TS Nguyễn Quốc Thắng đà giao đề tài, tận tình h ớng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho việc hoàn thành luận văn - TS Nguyễn Hoa Du, PGS.TS Nguyễn Điểu, PGS.TS Nguyễn Khắc Nghĩa đà đóng góp nhiều ý kiến quý báu cho luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Chủ nhiệm Khoa Sau Đại học, Ban Chủ nhiệm Khoa Hoá học Tr ờng Đại học Vinh thầy giáo, cô giáo, cán phòng thí nghiệm Khoa Hoá học đà giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi nhất, cung cấp hoá chất đầy đủ, thiết bị trình nghiên cứu Xin cảm ơn tất ng ời thân gia đình bạn bè đà động viên, giúp đỡ trình thực luận văn Vinh, tháng 12 năm 2008 Tác giả Hồ Thanh Sơn Mở đầu Hồ Thanh Sơn Chuyên Ngành Hoá Vô a Đặt vấn đề: Quỳ Hợp vùng đất tốt, phù hợp với nhiều loại ăn Điều có nhiều nguyên nhân, có yếu tố thổ nhỡng Trong thổ nhỡng, nguyên tố vi lợng đặc biệt nguyên tố đất đóng vai trò quan trọng Vì vậy, nghiên cứu ảnh hởng nguyên tố vi lợng đất đất trồng ăn huyện Quỳ Hợp tỉnh Nghệ An hớng nghiên cứu mới, kết đề tài góp phần vào việc làm bảo tồn, nhân rộng diện tích trồng ăn huyện Quỳ Hợp b Tình hình nghiên cứu nớc: Trong năm gần đây, việc nghiên cứu sử dụng nguyên tố vi lợng, đặc biệt nguyên tố đất vào trồng trọt chăn nuôi đà đợc nhiều nớc giíi quan t©m nh Mü, Brazin, Ostraylia, Trung Qc, Ên Độ, Philippin Kết nghiên cứu theo hớng đà mang lại số kết tốt việc làm tăng suất chất lợng sản phẩm nông nghiệp (có loại trồng suất tăng 200%) Nhiều công trình nghiên cứu giới đà chứng minh ảnh hởng nguyên tố đất đến suất chất lợng trồng Xeri lantan làm tăng trọng lợng chất xanh, suất lợng đờng tuyệt đối ăn quả, samari làm tăng phát triển mà làm tăng hàm lợng đờng rõ rệt (tăng 123% so với đối chứng) Ngoài nguyên tố đất làm tăng phát triển rễ tăng tính kháng bệnh cho trồng Gần đây, quan lợng nguyên tử quốc tế (IAEA) đà tổ chức chủ trì chơng trình, dự án hợp tác nghiên cứu lơng thực, thực phẩm triển khai chơng trình hợp tác nghiên cøu thêi gian 2006 - 2010 vỊ ®iỊu tra phân bố nguyên tố vi lợng đất thông qua hợp đồng nghiên cứu (Research Contracts) c Tình hình nghiên cứu nớc: Hồ Thanh Sơn Chuyên Ngành Hoá Vô Từ đầu năm 1990, nguyên tố đất đà đợc viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, viện Nông hoá Thổ nhỡng số trờng đại học quan tâm nghiên cứu Các kết nghiên cứu thử nghiệm lên số loại trồng vật nuôi cho kết tốt Hiện số tỉnh nh Đồng Nai, Bình Dơng, Lâm Đồng có đề tài khoa học theo hớng áp dụng cho số ăn đặc sản địa phơng d Tình hình nghiên cứu Nghệ An: Nghệ An vấn đề nghiên cứu nguyên tố vi lợng ỏi, đặc biệt nguyên tố đất hầu nh cha đợc nghiên cứu Vì vậy, chọn đề tài: "Xác định hàm lợng số nguyên tố vi lợng đất ®Êt trång cam ë hun Q Hỵp tØnh NghƯ An " làm nội dung khoa học cho luận văn cao học thạc sĩ Đề tài đợc đặt cần thiết vừa mang ý nghĩa khoa học cao, áp dụng phơng pháp nghiên cứu tiên tiến kỉ thuật hạt nhân, mặt khác vừa mang tính thực tiễn, đáp ứng yêu cầu thực tế Nghệ An Đặc biệt kết đề tài có thĨ gãp phÇn më réng diƯn tÝch trång gièng cam quí Quỳ Hợp Thực đề tài giải vấn đề sau: Xác định số tiêu đất trồng nh: Tổng mùn, tổng khoáng, độ chua thuỷ phân, dung tích hấp phụ Xác định hàm lợng di động Cu, Zn, Mn, Mo đất phơng pháp trắc quang xác định tổng số vi lợng Cu, Zn, Mn, Mo nguyên tố đất đất phơng pháp kích hoạt nơtron So sánh kết phân tích mẫu cần phân tích mẫu ®èi chøng Rót kÕt ln, nhËn xÐt cÇn thiết Chơng1: tổng quan Hồ Thanh Sơn Chuyên Ngành Hoá Vô 1.1 Khái quát thổ nhỡng huyện Quỳ Hợp [14 ] Quỳ Hợp huyện miền núi phía tây bắc tỉnh Nghệ An, phía bắc giáp với huyện Quỳ Châu, phía nam giáp với huyện Tân Kỳ Anh Sơn, phía đông giáp với huyện Nghĩa Đàn, phía tây giáp với huyện Con Cuông Quỳ Châu Diện tích đất tự nhiên huyện Quỳ Hợp 94.173 ha, đất nông nghiệp l 13.729 ha, đất lâm nghiệp có 26.624 ha, đất chuyên dùng cã 2.785 ha, ®Êt ë cã 765 ha, ®Êt cha sử dụng 50.269 Quỳ Hợp có dân số 118.400 ngời, nữ 66.650 ngời, tuổi lao động 66.640 ngời, dân tộc Thái có 43.120 ngời, dân tộc Thổ có 18.400 ngời lại ngời Kinh: 56.870 ngời Đợc thành lập từ năm 1963, với quan tâm, đạo đầu t Trung ơng, tỉnh, 45 năm qua, Đảng bộ, quyền nhân dân Quỳ Hợp đà nổ lực phấn đấu trở thành huyện có tốc độ tăng trởng kinh tế cao tỉnh 18,8% (giai đoạn 1996 2000) 24,5% (giai đoạn 2000 2003) Do đặc điểm thổ nhỡng nên Quỳ Hợp có điều kiện phát triển lâm nghiệp trồng loại công nghiệp ngắn ngày dài ngày nh chè, cao su, cà phê, míacây ăn nh cam, vải, nhÃnĐồng thời huyện có tiềm để phát triển loại nh ngô, khoai, sắn, lúa Đất đai Quỳ Hợp phần lớn thuộc lu vực sông Dinh, sông Hiếu Sông Dinh chi lu sông Hiếu Sông Hiếu sông con, nhánh sông Cả (tức sông Lam) Đồng nhỏ hẹp, phân tán, tỷ lệ đất nông nghiệp ít, đất nồi nói nhiỊu Cã ®Õn 75% diƯn tÝch ®Êt ë ®é cao trªn 200m so víi mùc níc biĨn ë hun miền núi Quỳ Hợp có loại đất sau đây: - đất Fe-ra-lit nâu đỏ phát triển đá ba-zan, đá vôi có diện tích không lớn, tầng đất dày, đến vài chục mét, thành phần giới chủ yếulà giới nặng nhng dung lợng hấp thụ ni-tơ không cao lắm, đất có độ xốp cao, giữ nớc mạnh, có lợng màu đạm tơng đối cao, lợng lân ka li tơng đối lớn thích hợp cho công nghiệp Hồ Thanh Sơn Chuyên Ngành Hoá Vô - Đất ba-zan xà Minh Hợp n»m vïng ®Êt ®á Phđ Q, song diƯn tÝch ít, loại đất phù hợp với cao su, chè, mía, cam - Đất đỏ đá vôi thờng có màu nâu đỏ vàng, loại đất tốt, có số u điểm mặt vật lý hoá học Loại đất hình thành vùng chuyên canh lúa, ngô, đỗ, lạc, bông, gai, thuốc - Đất đen mac-ga-rit có màu đen vùng đất ba-zan Đây loại đất có khoáng vật sét, nhờ có tính hấp thụ cation đất lớn, đất giàu kali loại đất tốt bậc - Đất Fe-ra-lit có vàng đỏ phát triển đá biến chất, chiếm diện tích nhiều Đất thờng chua, song tỉ lệ hữu có phèn thấp loại đất khác, độ phì nhiêu không đều, lân kém, kali nghèo - Đất phát triển phù sa cỉ, diƯn tÝch kh«ng nhiỊu, chÊt dinh dìng kÐm - Quỳ Hợp huyện có thành phần đất đa dạng phong phú, phù hợp với nhiều loại trồng Song vấn đề đất đai ngày nghèo độ dinh dỡng trình sử dụng khai thác đất, việc nghiên cứu ảnh hởng thành phần đất, đặc biệt nguyên tố vi lợng đất đất trồng Quỳ Hợp có ý nghĩa khoa học có ý nghĩa thực tế, kết đề tài góp phần vào việc bảo tồn, nhân rộng diện tích trồng cam Quỳ Hợp 1.2 Sơ lợc lịch sử xây dựng phát triển nông trờng Xuân Thành Quỳ - Hợp [14, 2] Nông trờng Xuân Thành đợc thành lập ngày 30/04/1985 sở chia tách từ Nông Trờng quốc doanh 3/2, ngày 06/02/2005 đợc UBND Tỉnh Nghệ An định đổi tên từ nông trờng quốc doanh Xuân Thành thành Công ty nông nghiệp Xuân Thành theo định số 4382/QĐ-UBND-ĐMDN Công ty nông nghiệp Xuân Thành doanh nghiệp nhà nớc sản xuất kinh doanh lĩnh vực nông nghiệp, nằm ranh giới quản lý hành hai xà Minh hợp Nghĩa xuân thuộc Huyện Quỳ hợp tỉnh Nghệ an Hồ Thanh Sơn Chuyên Ngành Hoá Vô Nông Trờng có tổng số cán công nhân viên chức 506 ngời dân tộc kinh 500 ngời chiếm 98,8%, lại dân tộc khác chiếm 1,2% Bộ máy tổ chức nông trờng gồm có phòng: phòng tổ chức hành chính, phòng kế hoạch sản suất phòng kế toán Bộ phận sản xuất có đội xởng chế biến Tổng diện tích tự nhiên đợc nhà nớc giao quyền sử dụng ®Êt lµ: 1.708 Trong ®ã cã 1040 ®Êt sản xuất nông nghiệp đợc phân bố cho cac loai cam, cao su, chè, cafe, mía, diện tích đất trồng cam 235,77 Những thuận lợi khó khăn nông trờng: Thuận lợi: Thuận lợi nông trờng đất đai phù hợp với nhiều loại trồng nh công nghiệp, ăn đặc biệt cam Bên cạnh thuận lợi đất đai nông trờng có lực lợng sản xuất dồi dào, có kinh nghiệm Khó khăn: Tách từ nông trờng quốc doanh 3/2 điều kiện sở vật chất nông trờng thiếu thốn, chuyển đổi trồng đà già không cho suất cao nên tách nông trờng đà phải trồng tất cả, đất đai màu mỡ nhng đà qua sử dụng nên không tốt nh trớc đây, bên cạnh trồng gặp phải số bệnh cha trị đợc nh bệnh loét, grin đầu cho sản phẩm hạn chế Cam Phủ Quỳ giống cam đà đợc xuât sang Liên Bang Nga trớc (năm 1985) Nhng từ năm 1989 tiêu thụ nội địa Bảng 1: Số liệu sản lợng cam nông trờng qua năm Năm 2004 2005 2006 2007 Sản lợng bình quân 22 20 19 18 Khắc phục khó khăn phát huy thuận lợi, từ năm 2005-2007 máy chuyên môn đà điều hành trình sản xuất, kinh doanh đạt kết tốt Sản lợng sản phẩm chủ yếu hoàn thành vợt mức kế hoạch hàng năm Doanh thu lợi nhuận tăng trởng liên tục vững chắc, kinh tế hộ CNVC lao động Hồ Thanh Sơn Chuyên Ngành Hoá Vô tiếp tục phát triển ổn định, nhiều hộ có thu nhập cao từ chế giao khoán đất Đời sống vật chất văn hoá tinh thần ngời lao động doanh nghiệp bớc đợc cải thiện nâng cao 1.3 Vị trí địa lí, điều kiện khí hậu đất đai vùng trồng cam nông trờng Xuân Thành [14] 1.3.1 Vị trí địa lí nông trờng: Về vị trí địa lý nông trờng là: - Phía đông giáp với nông trờng Tây hiếu 2, xà Nghĩa hiếu thuộc Huyện Nghĩa đàn Tỉnh Nghệ an - Phía bắc tiếp giáp với trục đờng tỉnh lộ 48 xóm Cốc, Chát xà Nghĩa xuân - Phía tây giáp với Công ty nông công nghiệp 3/2 - Phía nam giáp với xà Hạ sơn, Văn lợi thuộc huyện Quỳ hợp 1.3.2 Điều kiện khí hậu: Theo tài liệu Đài khí tợng thuỷ văn Bắc Trung Bộ nhiệt độ trung bình năm Quỳ hợp 230C, lợng ma bình quân năm 1502mm tổng số ngày ma lũ năm 80 90 ngày, độ ẩm không khí bình quân 86%, tổng số nắng trung bình hàng năm 1.690 giờ, ngày nắng cao 13giờ Nhìn chung khí hậu thời tiết Quỳ Hợp có thuận lợi cho trồng, nhng kéo theo phát triển nhiều loại sâu bệnh Qua điều tra nhận thấy, đất nông trờng Xuân Thành nằm ven sông Hiếu sông Dinh, có địa hình dốc chia cắt dÃy núi Dòng sông chảy xuyên qua núi đá vôi theo quy luật dòng chảy bồi tụ phù sa thể liên quan đến phát triển chất lợng cam đợc trồng nông trờng Nông trờng Xuân Thành thuộc loại đất ba zan, vùng đất tơng đối tốt xét yếu tố dinh dỡng đa lợng (NPK) 1.4 Tầm quan trọng đất số tiêu dinh dỡng đất trồng trọt [7, 8, 9, 12, 13, 22, 24, 25] 1.4.1 TÇm quan trọng đất: Hồ Thanh Sơn Chuyên Ngành Hoá Vô Đất nh thể sống có khả sử dụng chất thải, thúc đẩy sinh trởng, dự trữ làm nớc Đất nơi sinh sống phát triển thực vật, t liệu sản xuất nông nghiệp Đất phận quan trọng hệ sinh thái Đất có khả chứa, trao đổi, di chuyển điều hoà chất dinh dỡng Một loại đất đợc gọi đất tốt phải đảm bảo cho thực vật ăn no (cung cấp kịp thời đầy đủ thức ăn), uống ®đ” (chÕ ®é níc tèt) “ë tèt” (chÕ ®é kh«ng khí, nhiệt độ thích hợp, tơi xốp) đứng vững (rễ mọc sâu rộng) Tuỳ theo loại đất loại hình canh tác, lợng chất dinh dỡng đất khác Các nguyên tố dinh dỡng thực vật nhận đợc từ đất dới ba dạng: Thể rắn (dạng vô hữu cơ), thể lỏng (dạng dung dịch đất), thể khí (khí đất) Các tiêu dinh dỡng đất thờng đợc quan tâm nh: mùn, độ chua, lân, đạm, cation kim loại, đặc biệt nguyên tố vi lợng đóng vai trò quan trọng trồng thờng xuyên đợc nhà nông hoá quan tâm 1.4.2 Một số tiêu dinh dỡng đất 1.4.2.1: Chỉ tiêu đạm: Nitơ đất, nguồn gốc từ phân bón nguồn gốc khác nh tác dụng vi sinh vật cố định đạm, tác dụng đất sét oxi hoá đạm dạng N2 khí nớc tới đa đạm vào đất (phần lớn dạng NO3-) Đạm đất chủ yếu tồn dang hữu (95%- 99%) phần nhỏ dạng vô (NH4+, NO3 chiếm khoảng 1- 5%) Đối với trồng thực vật nói chung, sử dụng đạm dới dạng khoáng (NH4+, NO3-), dạng nitơ dễ tiêu Do đó, tổng lợng đạm có ý nghĩa dinh dỡng trực tiếp nhng phân tích đễ đánh giá độ phi nhiêu tiềm tàng đất 1.4.2.2: Lân: Trong đất lân tồn ba dạng: lân dễ tiêu, lân hữu cơ, lân vô - Lân hữu phụ thuộc vào lợng mùn, hoà tan môi trờng kiềm - Lân vô dạng muối photphat hoà tan môi trờng axít Hồ Thanh Sơn Chuyên Ngành Hoá Vô - Lân dễ tiêu đất: Di chuyển vào dới dạng ion dung dịch nh: H2PO4-, HPO42-, PO43- Tuỳ vào pH mà hút ion ion Lân đóng vai trò định cờng độ trình sinh trởng, phát triển thể thực vật có vai trò đặc biệt suất đối ăn Thiếu lân tỷ lệ đậu kém, chín chậm, lợng axít cao 1.4.2.3: Mùn: Mùn kết phân huỷ xác động, thực vật Mùn yếu tố thờng xuyên tác động vào hình thành, phát triển, trì cải tạo độ phì nhiêu đất nh: Tham gia biến đổi đá khoáng; tầng tích tụ làm đất tơi xốp; chống đợc tợng rửa trôi có khả giữ nớc cho đất, tổng mùn lớn tính đệm đất cao giúp đất chống chịu thay đổi đột ngột pH đảm bảo phản ng hoá học xảy bình thòng 1.4.2.4 Canxi magiê trao đổi: Ca2+, Mg2+ ion hai nguyên tố kiềm thổ cần thiết mặt dinh dỡng, tham gia hoạt động sinh lý, sinh hoá tế bào thực vật, đặc biệt Ca 2+, Mg2+ đợc xem chất đệm tham gia vào trình chống lại suy thoái việc bón nhiều phân vô 1.4.2.5 Độ chua: pH yếu tố ảnh hởng đến tiêu dinh dỡng đất Nếu phân bón không cân đối không ý đến cải tạo pH nguyên nhân làm cho đất bạc màu dẫn đến đất bị thoái hoá làm cho suất trồng bị giảm 1.4.2.6: Các nguyên tố vi lợng : Trong74 nguyên tố hoá học tìm thấy thể thực vật có 11 nguyên tố đa lợng (chiếm 99,95% trọng lợng chất khô), 63 nguyên tố lại vi lợng siêu vi lợng (chiếm 0,05%) Mặc dù tỷ lệ nhỏ nhng nguyên tố vi lợng đóng vai trò quan trọng hoạt động sống diễn hàng ngày 1.5 Các nguyên tố vi lợng vai trò sinh lý chúng trồng [7, 8, 9] 10 Hồ Thanh Sơn Chuyên Ngành Hoá Vô D 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 C 0 Hình 2: Đồ thị đờng chuẩn Mangan 2.5.2.2: Phơng trình đờng chuẩn kẽm Chuẩn bị 10 phễu chiết loại 250ml Dùng pipét cho vào lần lợt phễu chiết dung dịch Zn2+1 µ g/ml t¬ng øng: 1,00; 2,00; 3,00; 4,00; 5,00; 6,00; 7,00; 8,00; 9,00; 10,00ml Thêm nớc cất hai lần vào phễu để thể tích dung dịch phễu 10ml Thêm vào phễu giọt metyldacam, tiến hành trung hoà CH3COONa 5% đến thị chuyển sang màu vàng, lại thêm 0,20ml CH3COONa 5%và 2,00ml dung dịch natrithiosunfat 50%, giữ yên cho tách tớng Chiết dung dịch lần đithizôn 0,02%trong CCl4 Lần đầu 1,00ml, lần sau 2,00ml, sau lần thêm lắc phễu chiết khoảng phút Toàn lợng phức kẽm đithizônat CCl4 đợc chuyển vào phễu chiết khác chứa 15ml dung dịch NH30,01N, lắc 1-2 phút sau để yên cho phân lớp Chiết phần dung môi chứa phức kẽm đithizônat có màu đỏ vào bình định mức 25ml Thêm CCl đến 49 Hồ Thanh Sơn Chuyên Ngành Hoá Vô vạch mức tiến hành đo mật độ quang bớc sóng 535nm; l=1cm dung dịch so sánh CCl4 Kết thu đợc ghi bảng 12 hình Bảng 12: Kết thu đợc ®o mËt ®é quang cđa phøc kÏm dithizonat dung m«i CCl4 ë bíc sãng λ =536nm, l=1cm VZn2+ (1 µ gZn/ml) C (µ g/ml) D 10 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0,25 0,339 0,42 0,506 0,58 0,088 0,172 0,673 0,756 0,840 Sau xử lý số liệu có phơng trình đờng chuÈn lµ: y = 0,8352 x + 0,00448 D 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 C 0 0,5 1,5 Hình3 : Đờng chuẩn xác định kẽm phơng pháp chiết trắc quang với dithizon 2.5.2.3: Phơng trình đờng chuẩn molipđen Chuẩn bị 10 bình định mức 50ml Dùng pipét cho vào bình lần lợt thể tích dung dịch chuẩn molipđen có hàm lợng g/ml tơng ứng tăng dần: 1,00; 50 Hồ Thanh Sơn Chuyên Ngành Hoá Vô 2,00; 3,00; 4,00; 5,00; 6,00; 7,00; 8,00; 9,00; 10,00ml Thêm nơc cất hai lần để thể tích dung dịch phễu 10ml Thêm vào bình 11ml HCl 22% 3,00ml FeCl3 (có hàm lợng 5,00 mg Fe3+/1ml) Sau cho tiếp vào 15,00ml dung dịch NaF 4%, 5,00ml dung dịch NaNO320%, khuấy đều, thêm nớc cất đến vạch tiến hành xử lý lần lợt bình nh sau: Chuyển dung dịch từ bình vào phễu chiết, rửa bình vài lần khoảng 2,00 - 3,00ml nớc cất Thêm vào phễu chiết 4,00ml KSCN 20%, lắc đều, cho vào phễu 3,00-4,00ml dung dịch SnCl210%, lắc phễu màu đỏ nâu phức sắt thioxianat hoàn toàn cho vào phễu chiết 20,00ml dung dịch rợu n-butylic (đà đợc rửa dung dịch thiếc) Để chiết phức molipđenthioxianat cần lắc mạnh phễu chiết phút Để yên cho phân lớp rót lớp nớc phía dới phễu chiết nhng giữ lại khoảng 1,00ml lớp nớc Để loại bỏ phần Fe3+do chuyển từ Fe2+ cần rửa tiếp dung dịch muối thiếc cách cho vào phễu chiết 20,00ml dung dịch muối thiếc pha (2,00mlSnCl2 10% +18ml nớc) lắc Sau để yên tách bỏ lớp nớc, phần tớng hữu cho vào vào cuvét thuỷ tinh, thêm vào cuvét 1,00ml rọu C2H5OH đến giọt SnCl210% khuấy nhẹ dung dịch cuvét đũa thuỷ tinh nhỏ Để khoảng 20-30phút Tiến hành đo mật độ quang với dung dịch so sánh rợu n-butylic không xử lý b»ng mi thiÕc vµ níc ë bíc sãng 465nm; l=1cm Kết thu đợc ghi bảng 13 hình Bảng 13: Kết đo mật độ quang dung dịch chuẩn molipđen VMo (1 gMo/ml) C( µ /ml) D 10 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0,200 0,24 0,28 0,073 0,115 0,15 0,327 0,369 0,411 0,453 Sau xö lý ta có phơng trình đờng chuẩn đầy đủ là: y = 0,4226 x + 0,03074 51 Hồ Thanh Sơn Chuyên Ngành Hoá Vô D 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 C 0,5 1,5 Hình 4: Đờng chuẩn xác định molipđen phơng pháp chiết trắc quang với thioxianat 2.5.2.4: Xây dựng đờng chuẩn đồng Chuẩn bị 10 phễu chiết dung tích 250ml thể tích dung dịch chuẩn Cu2+có hàm lợng 1mg/ml theo thø tù: 1,00; 2,00; 3,00; 4,00; 5,00; 6,00; 7,00; 8,00; 9,00; 10,00ml Thêm nớc cất lần vào phễu để thể tích dung dịch phễu 10ml Thêm vào phễu 5,00ml dung dịch amonixitrat 5% giọt phênolphtalein Sau thêm giọt NH3 vào để trung hoà đến dung dịch có màu hồng nhạt, cho xác 20,00 ml chì đietylđithiocacbaminat CCl4, lắc liên tục 10 phút, sau đẻ yên cho phân lớp Chiết lớp CCl chứa phức đồng điêtylđithiocacbaminat có màu vàng qua giây lọc băng trắng vào cuvét thạch anh 1cm Tiến hành đo mật độ quang bớc sóng 453nm với dung dịch so sánh CCl4 Kết thu đợc ghi bảng 14 hình 52 Hồ Thanh Sơn Chuyên Ngành Hoá Vô Bảng 14: Kết thu đợc đo mËt ®é quang D cđa phøc ®ång ®ietylithiocarbamat ë bíc sãng λ =453nm, l =1cm VCu2+ (1 µ gCu/ml) C (µ g/ml) 10 0,1 D 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0,080 0,158 0,237 0,315 0,394 0,472 0,550 0,629 0,707 0,786 Sau xư lý ta cã ph¬ng trình đờng chuẩn đầy đủ: y = 0,784 x + 0,0016 D 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 C 0,5 1,5 Hình 5: Đờng chuẩn xác định đồng phơng pháp chiết trắc quang với đietylithiocacbamat 2.5.3: Phân tích định lợng Cu, Mn, Zn, Mo mẫu đất 2.5.3.1 Định lợng đồng: 53 Hồ Thanh Sơn Chuyên Ngành Hoá Vô a: Nguyên tắc : Bản chất phơng pháp đo trắc quang định lợng đồng sử dụng khả tạo phức Cu2+ với thuốc thử điêtylđithiocacbaminat pH=8 lớn Pb2+ Do Cu2+có màu vàng, bị chiết CCl4 Lấy dung dịch để đo mật độ quang ta xác định đơc hàm lợng đồng b: Tiến hành: Cân 25,00g đất khô đà rây qua rây 1mm, cho vµo cèc dung tÝch 250ml, tÈm b»ng nớc cất Thêm vào 20,00ml dung dịch HCl(d=1,19) chứa 0,3%H3BO3; 7,00ml HNO3(d=1,4) 10,00ml nớc, đun bêp điện yếu bếp cách thuỷ sôi 1giờ 30phút, lắc thêm nớc cất để giữ thể tích ban đầu Đun sôi nhẹ 30 phút, thêm nớc đến thể tích 70,00ml, đun nóng 60800C thêm vào 2,00ml gielatin1%, khy kü, tiÕp tơc ®un 10 phót, lọc nóng qua giấy lọc băng xanh, hứng nớc lọc vào bình định mức 250ml, thêm nớc cất đến vạch mức Dung dịch bình đợc giữ lại để xác định nguyên tố khác (dung dịch 1) Dùng pipet hút 25,00ml dung dịch cho vào phễu chiết dung tích 100ml, thêm 5,00 mldung dịch amonixitrat 5% giọt phênolphtalein, thêm giọt amoniăc đến xuất màu hồng nhạt, cho vào xác 15,00ml dung dịch chì đietylđithiocacbaminat CCl4, lắc khoảng 15 phút Để yên cho phân lớp, thấy xuất phức màu vàng đồng với đietylđithiocacbaminat CCl4 Chiết lọc phức vào cuvét thạch anh 1cm Tiến hành đo mËt ®é quang ë bíc sãng 453 nm Tõ mËt độ quang đờng chuẩn ta tính đợc hàm lợng đồng mẫu đất Kết phân tích đợc tính theo công thức: m=a/b Trong m: Hàm lợng đồng đất (mg/kg) a: lợng đồng tính theo đờng chuẩn (mg) b: khối lợng đất tơng ứng với thể tích lấy phân tích (g) 54 Hồ Thanh Sơn Chuyên Ngành Hoá Vô Kết phân tích đựoc ghi bảng 15 Bảng 15: Hàm lợng đồng đất cam nông trờng Xuân Thành Quỳ Hợp Mẫu 10 D 1,375 1,370 1,365 1,380 1,375 1,375 1,380 1,370 1,370 1,370 mCu 0,701 0,698 0,696 0,703 0,701 0,701 0,703 0,698 0,698 0,698 Từ kết trên, tính đợc hàm lợng đồng di động trung bình đất nông trờng Xuân Thành- Quỳ Hợp là: 0,699 mg/kg Tiến hành tơng tự với mẫu đất nông trờng 3/2- Qùy Hợp thu đợc hàm lợng đồng trung bình : 0,735 mg/kg 2.5.3.2 Định lợng kẽm: a: Nguyên tắc: Kẽm tồn chủ yếu dạng khoáng ZnS ZnCO3 Khi dung dịch chiết rút KCl ion Cl- d tác dụng tạo thành phức chất tan nớc: ZnS ZnCO3 + 4Cl- + 4Cl- = {ZnCl4}2- + S2- = {ZnCl4}2- + CO32- Vì kẽm vào dung dịch dới dạng phức Trong dung dịch loÃng, phức tồn chủ yếu dạng {Zn(H2O)6}2+ ion phối tử Cl- bị thay bëi phèi tư níc ChiÕt dung dÞch b»ng dung dÞch ®ithizon 0,02%trong CCl4, kÏm chun vỊ phøc kÏm ®ithizonat mµu đỏ Đo mật độ quang phức bơc sóng 535nm, cuvetthạch anh có l=1cm b: Tiến hành: Hút 5,00ml dung dịch cho vào phễu chiết 50ml, thêm vào giọt thị metyl dacam, trung hoà dung dịch natriaxetat 5% đến dung dịch chuyển 55 Hồ Thanh Sơn Chuyên Ngành Hoá Vô sang màu vàng, lại thêm 0,20ml dung dịch natriaxetat 5% 2,00ml dung dịch natrithiosunfat 50% Chiết lần dung dịch đithizon 0,02% CCl4, lần đầu 1,00ml, lần sau 2,00ml Sau lần chiết, phễu chiết lại đợc lắc máy lắc phút Toàn lợng phức kẽm đithizonat CCl4 đợc chuyển vào phễu chiết khác chứa 15,00ml dung dịch NH30,01N, lắc khoảng vài phút sau để yên cho phân lớp Chiết phần dung môi CCl4 chứa phức kẽm đithizonat có màu đỏ vào bình định mức 25ml Thêm CCl4đến vạch định mức sau đo mật độ quang bớc sóng 535nm, cuvet thạch anh l=1cm Từ mật độ quang đờng chuẩn ta tính đợc hàm lợng kẽm đất Kết phân tích đợc tính theo công thức: m = a/b Trong đó: m: Hàm lợng kẽm đất mg/kg a: lợng kẽm thể tích phân tích (mg) b: khối lợng đất tơng ứng với thể tích lâý để phân tích (g) Kết thu đợc ghi bảng 16 Bảng 16: Hàm lợng kẽm đất trồng cam nông trờng Xuân Thành Quỳ Hợp Mẫu 10 D 0,489 0,487 0,486 0,488 0,488 0,488 0,489 0,487 0,486 0,487 mZn 1,160 1,155 1,153 1,158 1,158 1,158 1,160 1,155 1,153 1,155 Tõ kÕt qu¶ trên, dựa vào đờng chuẩn, tính đợc hàm lợng kẽm di động trung bình đất nông trờng Xuân Thành Quỳ Hợp là:1,157 mg/kg 56 Hồ Thanh Sơn Chuyên Ngành Hoá Vô Tiến hành tơng tự với mẫu đất nông trờng 3/2- Quỳ Hợp, có hàm lợng kẽm di động trung bình là:1,440 mg/kg 2.5.3.3 Định lợng Mangan: a: Nguyên tắc: Mangan quặng chủ yếu tồn dạng khoáng nh Mn3O4, MnO2, Mn2O3, MnOOH nhờ trình phong hoá mà đợc chuyển dạng muối Mn2+ Khi dùng H2SO4 để chiết mangan đợc chuyển dạng Mn2+ Mn3+ sunfat tan Mn3O4 + H2SO4 = Mn2(SO4)2 + MnSO4 + H2O MnO2 + H2SO4 + FeSO4 = MnSO4 +Fe2(SO4)3 + H2O MnCO3 + H2SO4 = MnSO4 +CO2 + H2O MnOOH +H2SO4 = Mn2(SO4)3 + 4H2O Tuy nhiên, sản phẩm có MnSO4 vào dung dịch hoàn toàn Để chuyển toàn Mn3+ Mn2+ ta đun nóng dung dịch thu đợc với NH3 H2O2 Bản chất phép xác định mangan đo trắc quang dung dịch Mn 7+ có màu tím sử dụng phản ứng Mn2+ với Na2S2O8 có mặt AgNO3 làm xúc tác môi trờng H3PO4 2Mn2+ + 5S2O8 + 8H2O =2HMnO4 +10 SO42- + 14H+ §o mật đọ quang dung dịch tính hàm lợng mangan mẫu đất b: Tiến hành : 57 Hồ Thanh Sơn Chuyên Ngành Hoá Vô Lấy 10,00ml dung dịch cho vào cốc chịu nhiệt 50ml thêm 50,00ml dung dịch H2SO4 đặc 30,00ml H2O2 30% chng bếp điện đến khô Lặp lại trình oxihoá HNO3 H2O2 từ 2-3 lần Sau thêm 3,00ml HNO3 chng đến khô, thêm vào phần khô 25,00ml H2SO410% Đun khô bếp điện đén phần khô tan hoàn toàn ,thêm vào cốc 15,00ml nớc; 2,00ml H3PO4 (d=1,7); 10,00ml AgNO3 1% đun khoảng 10 phút, lọc dung dịch qua giấy lọc Thêm vào dung dịch nóng cốc khoảng 2,00g amonipesunfat, (chia làm lần) Khuấy dung dịch cẩn thận đũa thuỷ tinh, đun bêp điện khoảng 15 phút để oxihoá nhanh hoàn toàn đến axit manganic, xẩy trình phân huỷ mạnh liệt amonipesunfat có khí tạo thành Sau hÕt khÝ tho¸t lÊy cèc khái bÕp để nguội Chuyển dung dịch vào bình định mức50ml Thêm nớc cất lần đến vạch định mức Lúc ta tháy dung dịch có màu tím đặc trng, điều chứng tỏ có axit manganic tạo thành, nh quăng chứa mangan Tiến hành đo quang bớc sóng 526nm, l=1cm, dung dịch so sánh H2SO4 5% Từ mật độ quang đờng chuẩn ta tính đợc hàm lợng mangan mẫu đất Kết đợc tính theo công thức: m=a/b Trong đó: m: hàm lợng Mn đất mg/kg a: lợng Mn thể tích lấy để phân tích tìm đợc từ đờng chuẩn (mg) b: khối lợng đất tơng ứng với thể tích lấy để phân tích (g) Kết thu đợc ghi bảng 17 Bảng 17: Hàm lợng Mn đất nông trờng Xuân Thành Quỳ Hợp 58 Hồ Thanh Sơn Chuyên Ngành Hoá Vô Mẫu 10 D 0,288 0,289 0,286 0,287 0,288 0,286 0,287 0,288 0,288 0,289 mMn 0,831 0,837 0,818 0,824 0,831 0,818 0,824 0,831 0,831 0,837 Tõ kÕt qu¶ tính đợc hàm lợng di dộng mangan đất nông trờng Xuân Thành Quỳ Hợp là: 0,828 mg/kg Tiến hành tơng tự với đất nông trờng 3/2- Quỳ Hợp ta có kết sau: 1,030 mg/kg 2.5.3.4 Định lợng molipđen: a: Nguyên tắc : Dùng dung dịch chiết dung dịch đệm oxalat Crigg có pH= 3,3 để chiết lấy molipđen dới dạng dung dịch, sau dựa vào khả tạo phức Mo5+ với ion thioxianat có màu da cam, phức đợc chiết dung môi hữu rợu n-butylic Sau 20 phút đo mật độ quang dung dịch phức, từ tính đợc hàm lợng molipđen mẫu đất b: Tiến hành: Lấy 10,00ml dung dịch cho vào cốc 50ml, thêm vào 15,00ml dung dịch NaF 4%, thêm tiếp 3,00ml dung dịch NaNO320%, thêm nớc cất đến vạch định mức khuấy dung dịch chuyển toàn vào phễu chiết 100ml Thêm vào phễu chiết 4,00ml KSCN 20%, lắc đều, cho tiếp vào phễu 4,00ml dung dịch SnCl2 10 % lắc màu đỏ nâu phức sắt thioxianat hoàn toàn cho vào phễu 20,00ml dung dịch rợu n-butylic lắc mạnh phễu chiết phút Để cho phân lớp rót lớp phía dới nhng giữ lại 1,00ml lớp nớc Phần chiết phễu lại có màu hồng nhạt nên phải rửa tiêp dung dịch chiết 20,00ml SnCl2 (18,00ml H2O+ 2,00ml SnCl210%) lắc phẽu chiết Tiếp 59 Hồ Thanh Sơn Chuyên Ngành Hoá Vô tục rót bỏ lớp H2O thu đợc phức màu da cam nhạt, pha loÃng gấp lần phức thu dợc rợu n-butylic Thêm tiếp vào 2,00ml rợu C2H5OH để loại bỏ hết nớc lẩn giọt dung dịch muối thiêc 10% khuấy Chuyển phức thu dợc vào cuvet 1cm Tiến hành đo mật độ quang phức với dung dịch so sánh rợu n-butylic, với kính lọc màu xanh níc biĨn cã bíc sãng 465nm Tõ mËt ®é quang đờng chuẩn ta tính đợc hàm lợng molipđen mẫu đất Kết phân tích đợc tính theo công thức: m=a/b Trong đó: m: Hàm lợng molipđen đất (mg/kg) a: Hàm lợng molipđen thể tích lây phân tích, tìm theo đờng chuẩn (mg) b: Khối lợng đát tơng ứng với thể tích lây để phân tích Kết thu đợc ghi bảng 18 Bảng 18: Hàm lọng Mo đất Nông Trờng Xuân Thành Q Hỵp MÉu 10 D 0,222 0,220 0,221 0,223 0,220 0,221 0,223 0,222 0,220 0,221 mMo 0,453 0,448 0,450 0,455 0,448 0,450 0,455 0,453 0,448 0,450 Từ kết tính đợc hàm lợng di dộng molipđen đất nông trờng Xuân Thành Quỳ Hợp là: 0,451 mg/kg Tiến hành tơng tự với đất nông trờng 3/2- Quỳ Hợp thu đợc hàm lợng molipđen là: 0,425 mg/kg 2.6 xác định tổng số vi lợng Cu, Zn, Mn, Mo nguyên tố đất đất phơng pháp kích hoạt nơtron 60 Hồ Thanh Sơn Chuyên Ngành Hoá Vô 2.6.1 Chuẩn bị mẫu Cân xác 0,500 gam mẫu đất nông trờng Xuân Thành- Quỳ Hợp đà đợc sấy khô, nghiền nhỏ, rây qua rây 1mm 0,500 gam mẫu đất nông trờng 3/2Quỳ Hợp, cho mẫu vào túi nilon hàn kín gửi vào phân tích Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt 2.6.2 Kết phân tích Kết qủa phân tích thu đợc với hàm lợng tổng số nguyên tố đất số nguyên tố vi lợng nh Cu, Mn, Mo, Zn (đơn vị tính ppm) Bảng19: Hàm lợng nguyên tố vi lợng đất TT TT 1 2 Tên mẫu Tên mẫutrnông nông Xuân trờng ờng Xuân Thành Thành nông trnông trờng 3/2 êng 3/2 La Ce 46.9 80.3 0.3 0.7 94.4 263 0.5 0.5 ± ± ± ± Pr Nd ± 22.4 35.1 ± 0.5 3.3 38.0 ± 82.0 ± 5.6 4.3 Sm Eu ± 7.64 1.09 ± 0.32 0.03 17.5 ± 4.19 ± 0.53 0.05 Ho Er Zn Mo Tb Tm ± Yb ± Lu ±