Chuyên ngành hoá học Luận văn tốt nghiệp Lời cảm ơn Để hoàn thành luận văn vô biết ơn: Tiến sỹ Nguyễn Khắc Nghĩa đà giao đề tài, hớng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện vỊ tinh thÇn cịng nh vËt chÊt cÇn thiÕt cho việc nghiên cứu hoàn thành luận văn Các thầy cô giáo môn Hoá phân tích, Hoá vô , thầy giáo ban chủ nhiệm khoa Hoá thầy cô phụ trách phòng thí nghiệm khoa Hoá Học- Trờng Đại Học Vinh Sự động viên, giúp đỡ bạn bè, ngời thân trình làm luận văn Đinh Thị Tuyết Nhung Đinh Thị Tuyết Nhung K39A-Hoá Chuyên ngành hoá học Luận văn tốt nghiệp Mục lục Trang Mở đầu Phần I: Tổng quan I.1 Đặc điểm ion sắt (II), sắt (III) I.2 Các phản ứng ion sắt (II), sắt (III) I.2.1 Các phản ứng ion sắt (II) I.2.2 Các phản ứng ion sắt (III) I.3 Các thuốc thử hữu dùng để trắc quang xác định sắt I.3.1 Thuốc thử O-phenantrolin I.3.2 Thuèc thö thioxianat I.3.3 Thuèc thö 2-axetyl- piridazin I.3.4 Thc thư ®ipyridyl- glioxal- dithiosemicacbazon I.3.5 Thuèc thö Trioxiazobenzen(TOAB) I.4 Thuèc thö 4-(2-pyridylazo)-rezocxin (PAR) vµ phøc Fe-PAR I.4.1 Thc thư 4-(2-pyridylazo)-rezocxin (PAR) I.4.2 Phức Fe-PAR 10 I.5 Phơng pháp trắc quang nghiên cứu phức màu 11 I.5.1 Định luật Bughe- Lambe 12 I.5.2 Định luật Bia 12 I.5.3 Định luật hợp Bughe-Lambe-Bia 13 I.5.4 Định luật cộng tính 13 I.6 Các phơng pháp xác định thành phần phức 14 I.6.1 Phơng pháp biến đổi liên tục (phơng pháp đồng phân tử gam) 14 I.6.2 Phơng pháp tỷ số mol (phơng pháp bảo hoà) 17 I.7 Phơng pháp thống kê xử lý kết phân tích 19 Đinh Thị Tuyết Nhung K39A-Hoá Chuyên ngành hoá học Luận văn tốt nghiệp I.8 Một sè kÕt ln rót tõ phÇn tỉng quan 20 Phần II: Thực nghiệm thảo luận kết 21 II.1 Dơng cơ, m¸y mãc, ho¸ chÊt 21 II.2 Pha chÕ dung dÞch 21 II.2.1 Pha chÕ dung dÞch Fe (II) 10-3M 21 II.2.2 Pha chÕ dung dÞch Fe (III) 10-3M 21 II.2.3 Pha chÕ dung dÞch PAR 10-3M 21 II.2.4 Pha chế dung dịch đệm NaOH-Na2B407 (có pH = 10 ) 22 II.2.5 Pha chÕ dung dÞch H2O2 15% 22 II.2.6 Pha chÕ dung dÞch (NH4O)2SO4 10% 22 II.3 Tiến hành phân tích 22 II.3.1 Chứng minh tính chất cộng tính mật độ quang 22 II.3.2 Xác định đồng thời hàm lợng sắt (II) sắt (III) mẫu giả 23 II.3.3 Xác định đồng thời hàm lợng sắt (II) sắt (III) nớc 26 ngầm khối khối - phờng Trung Đô- Thành phố Vinh Phần III: Kết luận 35 Tài liệu tham khảo 37 Đinh Thị Tuyết Nhung K39A-Hoá Chuyên ngành hoá học Luận văn tốt nghiệp Mở ĐầU Sắt nguyên tố phổ biến đứng hàng thứ t sau oxi , silic nhôm, kim loại đợc biết đến từ thời thợng cỗ, với trữ lợng vỏ đất 1,5% [9] Sắt nguyên tố quan trọng ngành công nghiệp ảnh hởng đến sức khoẻ ngời Theo tiêu chuẩn quốc tế cho nớc uống hàm lợng sắt tối đa 3,0 mg/l [8] Những nguồn nớc sinh hoạt thiếu sắt vợt hàm lợng gây ảnh hởng xấu cho thể Vì việc xác định hàm lợng sắt nhu cầu thờng trực, nhà phân tích đà nghiên cứu nhằm tìm phơng pháp tối u để xác định sắt Có nhiều phơng pháp để xác định sắt nh phơng pháp chuẩn độ oxi hoá khử, phơng pháp chuẩn độ tạo phức, phơng pháp trắc quang .Trong phân tích trắc quang phơng pháp phân tích hoá lý phổ biến quan trọng để xác định hàm lợng sắt Phơng pháp phân tích trắc quang có độ nhạy, độ xác, độ lặp lại phép đo cao nên dùng để xác định hàm lợng bé, trung bình hàm lợng lớn nguyên tố Phơng pháp thực nhanh, thuận lợi, thiết bị đơn giản dễ thực cho giá thành rẻ, phù hợp với yêu cầu nh điều kiện phòng thí nghiệm Khoa Hoá - Trờng Đại Học Vinh Vì lý chọn phơng pháp phân tích trắc quang để nghiên cứu đề tài:" Xác định đồng thời sắt (II) sắt (III) nớc ngầm khối khối - phờng Trung Đô - thành phố Vinh phơng pháp trắc quang với 4-(2-pyridylazo)- rezocxin" Để thực đề tài nhiệm vụ đặt là: Kiểm tra định luật cộng tính mật độ quang với hai cấu tử sắt (II) sắt (III) với thuốc thử PAR Xác định đồng thời hàm lợng sắt (II), sắt (III) mẫu giả Xác định đồng thời hàm lợng sắt (II), sắt (III) nớc ngầm khối khối 9- phờng Trung Đô- thành phố Vinh Chúng hi vọng với kết nghiên cứu góp phần làm phong phú thêm lĩnh vực phân tích xác định vi lợng sắt Phần I: Tổng quan Đinh Thị Tuyết Nhung K39A-Hoá Chuyên ngành hoá học Luận văn tốt nghiệp II.1 Đặc điểm ion sắt (II), sắt (III) [2,3,9] Sắt thuộc phân nhóm VIII chu kỳ IV bảng hệ thống tuần hoàn Menđeleep với cấu hình electron hoá trị 3d64s2 Những trạng thái oxi hoá đặc trng sắt +2 +3 Giữa Fe2+ Fe3+ dung dịch nớc có cân b»ng oxi ho¸ khư: Fe3+ + e o Fe2+ , E Fe 3+ / Fe + = 0,77V Trong dung dịch nớc nh hợp chất đơn giản Fe(II) dễ bị oxi hoá thành Fe(III) Sắt (II) hiđroxit Fe(0H)2 có tính bazơ rõ, dung dịch muối sắt (II) bị thuỷ phân yêú Sắt (III) hiđroxit Fe(0H)3 có tính bazơ yếu, nên dung dịch FeCl3, Fe2(S04)3 bị thuỷ phân mạnh đun nóng Giống nh ion đa số kim loại chuyển tiếp, ion sắt chất tạo phức mạnh Sắt (III) tạo nên nhiều phức chất Đa số phức chất có cấu hình bát diện nh M[FeCl4] (M kim loại kiềm) Những phức chất bát diện thờng có spin cao, trừ phức chất t¹o víi phèi tư trêng m¹nh cã spin thÊp nh [Fe(CN)6]3, [Fe(phen)3]3+ (phen 0-phenantrolin) Sắt (II) có khả tạo phức chất bát diện nh [Fe(phen)3]2+; [Fe(H20)6]2+; [Fe(NH3)6]2+; [Fe(CN)6]4- phức [Fe(CN)6]4- màu vàng phức bền sắt (II) phức amoniacat [Fe(NH3)6]2+ bền tồn trạng thái rắn hay dung dịch bảo hoà amoniac, dung dịch nớc bị thuỷ phân tạo thành hiđrôxit Đinh Thị Tuyết Nhung K39A-Hoá Chuyên ngành hoá học Luận văn tốt nghiệp I.2 Các phản ứng ion sắt (II) sắt (III) I.2.1 Các phản ứng ion sắt (II) +Các phản ứng oxi hoá sắt (II) - Tác dụng với hiđropeoxit H202 m«i trêng kiỊm: 2Fe2+ + 40H- + H202 = 2Fe(0H)3 - Tác dụng với kali pemanganat KMn04 môi trêng axit: 5Fe2+ + 8H+ + Mn04- = 5Fe3+ + Mn2+ +4H20 - T¸c dơng víi kali bicromat K2Cr207 : 6Fe2+ + 14H+ + Cr2072-= 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H20 + Các phản ứng tạo phức sắt (II) - Tác dụng với kali ferixianua K3[Fe(CN)6] tạo kết tủa sắt ferixianua Fe3[Fe(CN)6]2 có màu xanh turbull Đây phản ứng nhạy ion sắt (II), lợng nhỏ tìm thấy 0,1, độ loÃng giới hạn 1/5x107 - Tác dụng với kali feroxianua K4[Fe(CN)6] tạo kết tủa trắng Fe2[Fe(CN)6] - Tác dụng với đimetyl glioxim Trong môi trờng amôniac thuốc thử tạo với ion sắt (II) phức tan có màu đỏ hồng: 2C4H6N2(OH)2 + Fe2+ = [(C4H6NONOH)2Fe] + 2H+ Phản ứng nhạy ion sắt (II) lợng tìm thấy nhỏ 0.1 độ loÃng giới hạn 1/2,25x 105 - Tác dụng với , đipyriđin: tạo phức tan màu đỏ môi trờng axit Đinh Thị Tuyết Nhung K39A-Hoá Chuyên ngành hoá học Luận văn tốt nghiệp I.2.2 Các phản ứng ion sắt (III) - Phản ứng thuỷ phân: Các muối sắt (III) bị thuỷ phân mạnh sản phẩm thờng bị hiđrat hoá tạo ion có màu làm cho dung dịch thờng có màu vàng nâu: [Fe(H2O)6]3+ + H2O= [Fe(OH)(H2O)5]2+ +H3O+ -Muối sắt (III) nớc bị khử tơng đối dễ ion I- , S2-, Sn2+ 2Fe3+ +2I- = 2Fe2+ + I2 - T¸c dơng víi kali feroxianua: 4Fe3+ + 3[Fe(CN)6]4- = Fe4[Fe(CN)6]3 (kÕt tđa xanh pruss) - T¸c dơng víi NH4SCN cho phøc tan màu đỏ máu có thành phần thay đổi từ [Fe(SCN)]2+ ®Õn [Fe(SCN)6]3- - T¸c dơng víi axit salixilic môi trờng axit mạnh: pH< tạo phức [Fe(Sal)]+ màu tím nhạt pH =4 tạo phức [Fe(Sal)2]- màu đỏ da cam pH tạo phức [Fe(Sal)3]3- màu vàng Phản ứng nhạy nÕu thay axit b»ng mét dÉn xt dƠ tan h¬n lµ axit sufosalixilic: COOH 3C6H3 OH SO3H COO + Fe3+ C6H3 O 3Fe SO3H +6H+ Đinh Thị Tuyết Nhung K39A-Hoá Chuyên ngành hoá học Luận văn tốt nghiệp I.3 Các thuốc thử hữu dùng để trắc quang sắt I.3.1 Thc thư 0-phenantrolin [2,4] 0-phenantrolin lµ bét tinh thĨ trắng, khó tan nớc, tan tốt rợu etylic, không tan ete, tan axit loÃng Phản ứng để nhận biết sắt (II): Khi trộn dung dịch FeSO4 dung dịch 0-phenantrolin nớc tạo thành ion phức [Fe(C12H8N2)2]2+ cho dung dịch màu đỏ Khi thêm dung dịch Ce4+ vào dung dịch phức [Fe(C12H8N2)2]2+ dung dịch chuyển từ màu đỏ sang màu xanh da trời 0-phenantrolin thuốc thử tốt sắt, nhạy NH4CNS axeton Phức chất màu đỏ mạnh pH= - 9, dung dịch bền tháng tuân theo cách chặt chẽ định luật Beer Sắt (III) tạo phức với 0-phenantrolin, phức có màu xanh lục cực đại hấp thụ bớc sóng 585nm Tuy phức không bền theo thời gian chuyển thành màu vàng cực đại hấp thụ 360nm I.3.2 Thc thư thioxianat [1] Thioxianat lµ thc thư nhạy với ion sắt (III), đợc sử dụng phân tích định lợng sắt Vì axit thioxianic axit mạnh nên nồng độ ion thioxianat bị ảnh hởng nồng độ ion H+ dung dịch Cờng độ màu phức sắt (III) thioxianat phụ thuộc vào lợng d thioxianat, loại axit thời gian phản ứng Theo Sarlo Babco [1] phức hấp thụ cực đại bớc sóng 480nm hàm bậc nồng độ thioxianat Dung dịch phức sắt (III) thioxianat bị giảm màu để ánh sáng tốc độ giảm màu chậm vùng axit yếu nhanh nhiệt độ tăng Đinh Thị Tuyết Nhung K39A-Hoá Chuyên ngành hoá học Luận văn tốt nghiệp Khi có mặt hiđropeoxit amonipesunfat làm cho cờng độ màu độ bền phức giảm Sự d thioxianat cần thiết, làm tăng độ nhạy phép đo mà loại trừ đợc ảnh hởng ion F-, PO43- số anion khác tạo phức đợc với ion sắt (III) Những ion gây ảnh hởng đến việc xác định ion sắt (III) thuốc thử thioxianat nh : meta photphat,florua, oxalat Chóng t¹o phøc víi ion Fe(III) môi trờng axit Ngoài có ion tạo kết tủa hay tạo phức màu với ion thioxianat nh: Cu2+, Co3+, Bi3+,Ag+, Hg2+ … Do ®ã muốn sử dụng thioxianat để xác định sắt phải tách ion cản trở đến màu phức I.3.3 Thuốc thử 2-axetyl-piridazin [4] Khi sắt (II) tạo phức với thuốc thử tạo phức kéo dài vòng 24h Nếu phản ứng tiến hành nhiệt độ 600C cần sau phức màu đạt đến cực đại hấp thụ 475 - 510nm Để tránh ảnh hởng ion lạ ngời ta chiết phức nitrobezen, pH =3,5- 4,5 lúc phức hấp thụ cực đại 510- 520nm I.3.4 Thuốc thử dipyrydyl- glioxal- dithiosemicacbazon [4] Cả hai ion sắt (II), sắt (III) tạo phức đợc với thuốc thử Sắt (III) tạo với thuốc thử cho màu vàng, có cực đại hấp thụ 400nm Còn sắt (II) cho phức màu đỏ tía có hai thành phần khác (thuốc thử: sắt 2:1 1:1) pH=2,5 phức hấp thụ cực đại 550nm, pH=5- 10 phức hấp thụ cực đại 590- 610 nm, khoảng tuân theo định luật Beer - ppm Đinh Thị Tuyết Nhung K39A-Hoá Luận văn tốt nghiệp Chuyên ngành hoá học I.3.5 Thuốc thử Trioxiazobenzen (TOAB) [4] Đến đà có nhiều công trình nghiên cứu sư dơng TOAB vµ mét sè dÉn xt cđa nã vào mục đích phân tích Hầu hết công trình nghiên cứu dựa vào hai loại phản ứng đặc trng dÃy thuốc thử phản ứng oxi hoá khử phản ứng tạo phức Về phản ứng oxi hoá khử nhiều tác giả nghiên cứu tơng tác TOAB với chất oxi hoá nh Ce (IV), KMnO4, I2 Về phản ứng tạo phức với có mặt hai nhóm hyđroxyl vị trí o- o,- nhóm azo nên TOAB có khả tạo phức với nhiều ion kim loại Gần tác giả Ngô Văn Tứ đà nghiên cứu tạo phức ion sắt (III) với thuốc thử TOAB Kết cho thấy phức đợc tạo thành với tỷ lệ sắt (III): TOAB 1:2 môi trờng kiềm pH= 8,5 11,5 ë bíc sãng 610nm H»ng sè kh«ng bền điều kiện phức Fe(TOAB)23- Kob= (1,23 0,12)x 10-30 Điều nói lên phức tạo sắt (III) với TOAB phức bền, môi trờng kiềm pH= 12,5 phức không bị phân huỷ I.4 Thuốc thử 4-(2-pyridylazo)- rezocxin (PAR ) phức sắt -PAR I.4 1.Thc thư 4-(2-pyridylazo)- rezocxin (PAR ) [1,4,5] PAR lµ thuốc thử hữu đợc Tritribabin tổng hợp năm 1918, nhng ứng dụng đợc áp dụng rộng rÃi năm gần Thuốc thử đợc dùng làm thị cho phép chuẩn độ loạt kim loại complexon thuốc thử màu cho phép phân tích trắc quang Đinh Thị Tuyết Nhung K39A-Hoá Chuyên ngành hoá học Luận văn tốt nghiệp Bảng 2:Tính chất cộng tính mật độ quang dung dịch phức Fe - PAR (= 500nm, l= 1cm) Giá trị A với Fe(II) Giá trị A với Fe(III) Giá tri A víi Fe(II)+Fe(III) 0,220 0,014 0,234 0,220 0,015 0,234 0,221 0,014 0,233 0,220 0,015 0,234 0,221 0,015 0,233 KÕt cho thấy mật độ quang trờng hợp cã tÝnh chÊt céng tÝnh Nhê tÝnh chÊt nµy cã thể xác định đồng thời sắt(II) sắt(III) nớc II.3.2 Xác định đồng thời hàm lợng sắt(II) sắt(III) mẫu giả Lấy 0,2ml Fe(II) 0,005ml Fe(III) nồng độ 10-3M cho vào bình định mức 25ml Thêm vào 0,7 ml PAR 10-3M, thêm 10ml đệm NaOH-Na2B4O7 ( có pH=10), định mức tới vạch nớc cất hai lần, để yên khoảng 15 phút tiến hành đo mật độ quang bớc sóng 500nm.Dung dịch so sánh dung dịch thuốc thử, đợc giá trị A1 Lấy 0,2ml Fe(II) 0,005 ml Fe(III) nồng độ 10-3M vào cốc thuỷ tinh nhỏ, thêm vào 1ml dung dịch H2O215% để oxi hoá hoàn toàn Fe(II) lên Fe(III), đun nhẹ để đuổi hết H2O2 d, làm nguội đa vào bình định mức 25 ml, thêm 0,7ml PAR 10-3M tiến hành giống thí nghiệm , thu đợc giá tri A2 LÊy 0,2 ml Fe(II) vµ 0,005ml Fe(III) cã nồng độ 10-3M vào cốc thuỷ tinh nhỏ, thêm vào 1ml dung dịch hiđroxilamin monosunfat 10%, đun nhẹ để khử hoàn toàn Fe(III) xuống Fe(II), để nguội chuyển vào bình định mức Đinh Thị Tuyết Nhung K39A-Hoá Chuyên ngành hoá học Luận văn tốt nghiệp 25ml, thêm 0,7ml PAR 10-3M tiến hành thí nghiệm nh trên, thu đợc giá trị A3 Các kết thực nghiệm thu đợc ghi bảng Bảng 3: Giá trị mật độ quang phức Fe - PAR xác định mẫu giả Giá trị mật độ quang A1 A2 A3 0,234 0,700 0,223 0,234 0,701 0,224 0,235 0,703 0,223 0,234 0,701 0,223 0,234 0,700 0,224 LÇn thí nghiệm II.3.2.1 Xác định đồng thời hàm lợng,sắt(II) sắt (III) mẫu giả trình oxi hoá hoàn toàn sắt (II) lên sắt (III) Từ định luật Bughe - Lambe - Bia: A= ε × l × C Ta cã:A1= ε Fe × l × C Fe + ε Fe × l × C Fe 3+ 3+ 2+ 2+ (1) A2= ε Fe × l (C Fe + C Fe ) (2) A3= ε Fe × l (C Fe + C Fe ) (3) 3+ 3+ 2+ 3+ 2+ 2+ (víi l lµ chiỊu dµi cuvet l=1cm) Gọi x1, y1 lần lợt nồng độ Fe(II) Fe(III) ban đầu, từ phơng trình (1) (2) ta cã hƯ: A1= ε Fe × y1 + ε Fe 3+ 2+ ì x1 A2= Fe ì (x1+y1) 3+ Đinh Thị Tuyết Nhung K39A-Hoá Chuyên ngành hoá học Luận văn tèt nghiƯp Phøc Fe(II) víi PAR, phøc Fe(III) víi PAR hấp thụ cực đại bớc sóng 500nm có hệ sè hÊp thơ ph©n tư gam ε Fe 3+ =8,62.104,ε Fe =2,75.104 2+ Giải hệ phơng trình thu đợc hàm lợng sắt (II) sắt (III) ghi bảng Bảng 4: Kết xác định hàm lợng sắt(II) sắt(III) mẫu giả sau lần thÝ nghiƯm: LÇn thÝ nghiƯm Fe(II)(µg/l) 444,64 445,76 446,32 445,48 444,64 Fe(III)(µ/l) 11,09 10,78 10,50 10,92 10,61 áp dụng phơng pháp toán học thống kê ®Ĩ xư lý tËp sè liƯu thùc nghiƯm trªn thu đợc: Hàm lợng sắt(II) mẫu giả (445,370,91) àg / l (Hàm lợng thật 448,00àg/l) Sai số % tơng đối từ (-0,38%) ữ (-0,79%) Hàm lợng sắt(III) mẫu giả (10,780,15)àg/l (Hàm lợng thật 11,20àg/l) Sai số % tơng đối từ (-2,4%) ữ (-5%) II.3.2.2 Xác định đồng thời hàm lợng sắt(II) sắt(III) mẫu giả trình khử hoàn toàn sắt(III) xuống sắt(II) Gọi x2, y2 lần lợt nồng độ Fe(II) Fe(III) ban đầu, từ phơng trình(1) (3) ta có hệ: A1= ε Fe 2+ × x2 +ε Fe A3= ε Fe 2+ ì (x2+y2) 3+ ì y2 Đinh Thị Tuyết Nhung K39A-Hoá Chuyên ngành hoá học Luận văn tốt nghiệp Gải hệ phơng trình thu đợc hàm lợng sắt (II) sắt (III) ghi bảng Bảng 5: Kết xác định hàm lợng sắt (II) sắt (III) mẫu giả sau lần thí nghiƯm: LÇn thÝ nghiƯm Fe(II) (µg/l) 443,52 446,88 442,68 443,69 446,88 Fe(III) (µg/l) 10,89 10,21 11,42 10,52 10,21 áp dụng phơng pháp toán học thống kê để xử lý tập số liệu thực nghiệm thu đợc: Hàm lợng sắt(II) mẫu giả là(444,732,47)àg/l(Hàm lợng thật 448,00àg/l) Sai số % tơng đối từ (-0,18% ) ữ (-1,28%) Hàm lợng sắt(III) mẫu giả là(10,650,1) àg/l(Hàm lợng thật là11,20àg/l) Sai số % tơng đối từ (-4%) ữ (-4,9%) II.3.3.Xác định đồng thời sắt(II) sắt(III) nớc ngầm khối khối - phờng Trung Đô- thành phố Vinh Cách lấy mẫu: Lấy đầy nớc vào bình polietylen, axít hoá mẫu nơi lấy Mỗi lít mẫu phải cho thêm 25ml axít HNO3 HCl đặc để tránh tợng keo sắt bám lên thành bình Cách tiến hành: lấy 0.2 ml nớc , thêm 0,7ml PAR 10-3M, thêm 10ml dung dịch đệm NaOH- Na2B4O7 (pH=10) vào bình định mức 25 ml, định mức nớc cất lần đến vạch tiến hành ®o mËt ®é quang, ë bíc sãng 500nm, chiỊu dµy cuvet 1cm Dung dịch so sánh dung dịch thuốc thử, ta đợc giá trị A1 Lấy 0,2 ml nớc cho vào cốc thuỷ tinh nhỏ, thêm 1ml H2O2 15% để oxi hoá hoàn toàn sắt(II) lên sắt(III), đun nhẹ để đuổi H2O2 d Làm nguội chuyển Đinh Thị Tuyết Nhung K39A-Hoá Chuyên ngành hoá học Luận văn tốt nghiệp vào bình định mức 25ml, thêm 0,7ml PAR 10-3M, định mức nớc cất lần đến vạch Tiến hành đo mật độ quang nh ta thu đợc giá trị A2 Lấy 0,2ml nớc cho vào cốc thuỷ tinh nhỏ, thêm 1ml hiđroxilamin monosunfat 10% để khử hoàn toàn sắt(III) xuống sắt(II), đun nhẹ, để nguội chuyển vào bình định mức 25ml thêm 0,7ml PAR 10 -3M tiến hành thí nghiệm nh , thu đợc giá trị A3 Bảng 6: Gía trị mật độ quang phức Fe - PAR mÉu níc ngÇm thø nhÊt (MI) khèi 4- phờng Trung Đô - thành phố Vinh: A A1 A2 A3 0,185 0,361 0,115 0,184 0,360 0,115 0,185 0,360 0,115 0,183 0,361 0,114 0,185 0,360 0,115 Lần Lập hệ phơng trình: A1= Fe A3= ε Fe 2+ 2+ × x2 +ε Fe 3+ ì y2 ì (x2+y2) Giải hệ phơng trình thu đợc hàm lợng sắt (II), sắt (III) mẫu nớc ngầm (MI) khối - phờng Trung Đô trình oxi hoá hoàn toàn từ sắt (II) lên sắt (III) sau lần thí nghiệm ghi bảng Bảng 7: Kết hàm lợng sắt(II), sắt(III) nớc ngầm (MI) khối trình oxi hoá hoàn toàn sắt(II) lên sắt(III): Đinh Thị Tuyết Nhung K39A-Hoá Chuyên ngành hoá học Luận văn tốt nghiệp Fe(II)µg/l 168,00 168,00 168,88 169,68 166,88 Fe(III)àg/l 64,64 66,08 67,20 64,96 67,20 Lần thí nghiệm Xử lý kết thu đợc: Hàm lợng sắt(II) (167,891,42)àg/l Sai số tơng đối pháp đo : q%= 0,85% Hàm lợng sắt(III) là(66,421,11)àg/l Sai số tơng đối phép đo : q%= 1,67% Lập hệ phơng trình: A1= Fe A3= ε Fe 2+ 2+ × x2 +ε Fe 3+ ì y2 ì (x2+y2) Giải hệ phơng trình thu đợc hàm lợng sắt (II), sắt (III) mÉu níc ngÇm (MI) khèi - phêng Trung Đô trình khử hoàn toàn sắt (III) xuống sắt (II) sau lần thí nghiệm ghi bảng Bảng 8: Kết hàm lợng sắt(II), sắt(III) mẫu nớc ngầm (MI) khối - Trung Đô trình khử hoàn toàn sắt(III) xuống sắt(II) Lần thí nghiƯm Fe(II)µg/l 167,44 168,00 167,44 166,32 167,44 Fe(III)àg/l 66,64 66,08 66,64 66,08 66,64 Đinh Thị Tuyết Nhung K39A-Hoá Chuyên ngành hoá học Luận văn tốt nghiệp Xử lý kết thu đợc: Hàm lợng sắt(II) là(167,33 0,75)àg/l ; Sai số tơng đối phép đo: q %= 0,45% Hàm lợng sắt(III) là(66,42 0,38)àg/l; Sai số tơng đối phép đo: q%= 0,57% Làm tơng tự nh mẫu cho mẫu nớc ngầm (MII) khối - phờng Trung Đô Bảng 9: Giá trị mật độ quang phức sắt - PAR mẫu nớc ngầm (MII) - khối phờng Trung Đô - thµnh Vinh A A1 A2 A3 0,311 0,631 0,203 0,311 0,632 0,202 0,312 0,634 0,201 0,313 0,634 0,202 0,313 0,633 0,203 Lần Giải hệ phơng trình nh thu đợc hàm lợng sắt (II), sắt (III) mẫu nớc ngầm (MII) - khối - phờng Trung Đô ghi bảng 10, bảng 11 Đinh Thị Tuyết Nhung K39A-Hoá Chuyên ngành hoá học Luận văn tốt nghiệp Bảng 10 : Kết xác định hàm lợng sắt (II) , sắt (III) mÉu níc ngÇm (MII) - khèi - phêng Trung Đô trình oxi hoá hoàn toàn sắt (II) lên sắt (III) Fe(II) (µg/l) 305,20 306,32 307,44 306,32 305,20 Fe(III) (µg/l) 104,72 104,16 104,16 105,28 105,84 Lần thí nghiệm Xử lý kết thu đợc: Hàm lợng sắt (II) (306,10 1,16) àg/l; Sai số tơng đối phép đo: q % = 0,38% Hàm lợng sắt (III) (104,83 0,91) àg/l; Sai số tơng đối phép đo: q %= 0,87% Bảng 11: Kết xác định hàm lợng sắt (II), s¾t (III) (MII) - khèi - phêng Trung Đô trình khử hoàn toàn sắt (III) xuống sắt (II) Fe(II) (àg/l) 310,24 307,44 303,52 305,76 308,56 Fe(III) (µg/l) 103,04 104,16 105,84 105,84 104,72 Lần thí nghiệm Xử lý kết thu đợc: Hàm lợng sắt (II) (307,10 3,32) àg/l; Sai số tơng đối phép đo: q % = 1% Hàm lợng sắt (III) (104,72 1,47) àg/l; Sai số tơng đối phép đo: q %= 1,4% Đinh Thị Tuyết Nhung K39A-Hoá Chuyên ngành hoá học Luận văn tốt nghiệp Tiến hành phân tích xác định đồng thời hàm lợng sắt (II), sắt (III) mẫu nớc ngầm thứ (MI') khối 9- phờng Trung Đô - thành phố Vinh theo quy trình Chúng thu đợc kết bảng 12, bảng 13 bảng 14 Bảng 12: Giá trị mật độ quang phức sắt - PAR mÉu níc ngÇm (MI') khèi - phêng Trung §« A A1 A2 A3 0,225 0,443 0,142 0,222 0,442 0,140 0,223 0,444 0,142 0,225 0,444 0,141 0,224 0,444 0,141 Lần Bảng 13: Kết xác định hàm lợng sắt (II) sắt(III) nớc ngầm (MI') - khối - phờng Trung Đô trình oxi hoá hoàn toàn sắt(II) lên sắt(III) Fe(II)µg/l 201,76 210,00 210,56 208,88 210,00 Fe(III)àg/l 80,08 77,28 77,84 79,52 78,40 Lầnthínghiệm Đinh Thị Tuyết Nhung K39A-Hoá Chuyên ngành hoá học Luận văn tốt nghiệp Xử lý kết thu đợc: Hàm lợng sắt(II) là(209,44 1,39) àg/l; Sai số tơng đối phép đo: q %= 0,6% Hàm lợng sắt(III) là(78,62 1,44) àg/l; Sai số tơng đối phép đo: q %= 1,8% Bảng 14: Kết xác định hàm lợng sắt(II), sắt(III) mẫu nớc ngầm (MI') - khối 4- phờng Trung Đô trình khử hoàn toàn sắt(III) xuống sắt(II) Lần thí nghiệm Fe(II)(àg/l) 210,00 206,64 211,68 207,20 208,32 Fe(III)(µg/l) 78,96 78,40 77,28 80,08 78,96 Xử lý kết thu đợc: Hàm lợng sắt(II) là(208,77 2,58)àg/l; Sai số tơng đối phép đo: q%= 1,2% Hàm lợng sắt(III) là(78,74 1,27) àg/l; Sai số tơng đối phép đo: q %= 1,6% Tiến hành phân tích xác định đồng thời hàm lợng sắt (II), sắt (III) mẫu nớc ngầm thứ hai (MII') khối 9- phờng Trung Đô - thành phố Vinh theo quy trình Chúng thu đợc kết bảng 15, bảng 16 bảng 17 Đinh Thị Tuyết Nhung K39A-Hoá Chuyên ngành hoá học Luận văn tốt nghiệp Bảng 15: Giá trị mật độ quang phức sắt - PAR mÉu níc ngÇm (MII') khèi - phêng Trung §« A A1 A2 A3 0,381 0,801 0,255 0,381 0,802 0,253 0,384 0,801 0,253 0,380 0,802 0,255 0,385 0,800 0,260 Lần Bảng 16: Kết xác định hàm lợng sắt (II) sắt(III) nớc ngầm (MII') - khối - phờng Trung Đô trình oxi hoá hoàn toàn sắt(II) lên sắt(III) Lần thí nghiệm Fe(II)àg/l 400,96 401,52 397,60 402,64 395,92 Fe(III)µg/l 119,28 119,28 122,64 118,16 123,76 Xử lý kết thu đợc: Hàm lợng sắt(II) là(399,73 3,53) àg/l; Sai số tơng đối phép đo: q %= 0,88% Hàm lợng sắt(III) là(120,62 3,03) àg/l; Sai số tơng đối phép đo: q %= 2,5% Đinh Thị Tuyết Nhung K39A-Hoá Chuyên ngành hoá học Luận văn tốt nghiệp Bảng 17: Kết xác định hàm lợng sắt(II), sắt(III) mẫu nớc ngầm (MII') - khối 4- phờng Trung Đô trình khử hoàn toàn sắt(III) xuống sắt(II) Lần thí nghiệm Fe(II)(àg/l) 398,72 393,12 Fe(III)(µg/l) 120,40 122,08 390,32 124,88 399,84 119,28 409,92 119,28 Xử lý kết thu đợc: Hàm lợng sắt(II) là(388,38 4,24)àg/l; Sai số tơng đối phép đo: q%= 1,1% Hàm lợng sắt(III) là(121,18 2,89) àg/l; Sai số tơng đối phép đo: q %=2,38% Đinh Thị Tuyết Nhung K39A-Hoá Luận văn tốt nghiệp Chuyên ngành hoá học Phần III: Kết luận Giải nhiệm vụ đặt đề tài, rút kết luận sau đây: Đà chứng minh đợc tính chất cộng tính mật độ quang dung dịch phøc Fe (II) vµ Fe (III) víi thc thư PAR Đà xác định đợc đồng thời hàm lợng sắt(II) sắt(III) mẫu giả - Bằng trình oxi hoá hoàn toàn sắt(II) lên sắt(III) đợc: Hàm lợng sắt(II) là(445,37 0,91) àg/l (hàm lợng thật 448,00àg/l); Sai số % tơng đối từ (-0,38% ) ữ(-0,79%) Hàm lợng sắt(III) là(10,78 0,15) àg/l (hàm lợng thật 11,20àg/l); Sai số % tơng đối từ (-2,4%) ữ(-5%) - Bằng trình khử hoàn toàn sắt(III) xuống sắt(II) đợc: Hàm lợng sắt(II) (444,73 2,47) àg/l (hàm lợng thật 448,00%àg/l); Sai số % tơng đối (-0,18%) ữ(-1,28%) Hàm lợng sắt(III) (10,65 0,1) àg/l (hàm lợng thật 11,20àg/l); Sai số % tơng đói từ (-4%) ữ(-4.9%) Đà xác định đợc hàm lợng sắt(II) sắt(III) hai mẫu nớc ngầm khối 4- phờng Trung Đô - Thành phố Vinh - Bằng trình oxi hoá hoàn toàn sắt(II) lên sắt(III) Đối với mẫu đợc: Hàm lợng sắt(II) là(167,89 1,42) àg/l ; q%= 0,85% Hàm lợng sắt(III) là(66,42 1,11) àg/l ; q%= 1,67% Đối với mẫu đợc: Hàm lợng sắt(II) là(306,10 1,16) àg/l ; q%= 0,38% Hàm lợng sắt(III) là(104,83 0,91) àg/l ; q%= 0,87% - Bằng trình khử hoàn toàn sắt(III) xuống sắt(II) Đối với mẫu đợc: Hàm lợng sắt(II) là(167,33 0,75) àg/l ; q%= 0,45% Hàm lợng sắt(III) là(66,42 0,38) àg/l ; q%= 0,57% Đinh Thị Tuyết Nhung K39A-Hoá Chuyên ngành hoá học Luận văn tốt nghiệp Đối với mẫu đợc: Hàm lợng sắt(II) là(307,10 3,32) àg/l ; q%= 1% Hàm lợng sắt(III) là(104,72 1,47) àg/l ; q%= 1,4% Đà xác định đợc hàm lợng sắt(II) sắt(III) hai mẫu nớc ngầm khối 9- phờng Trung Đô- thành phố Vinh - Bằng trình oxi hoá hoàn toàn sắt(II) lên sắt(III) Đối với mẫu đợc: Hàm lợng sắt(II) là(209,44 1,39) àg/l ; q%= 0,6% Hàm lợng sắt(III) là(78,62 1,44) àg/l ; q%= 1,8% Đối với mẫu đợc: Hàm lợng sắt(II) là(399,73 3,53) àg/l ; q%= 0,88% Hàm lợng sắt(III) là(120,62 3,03) àg/l ; q%= 2,5% - Bằng trình khử hoàn toàn sắt(III) xuống sắt(II) Đối với mẫu đợc: Hàm lợng sắt(II) là(208,77 2,58) àg/l ; q%= 1,2% Hàm lợng sắt(III) là(78,74 1,27) àg/l ; q%= 1,6% Đối với mẫu đợc: Hàm lợng sắt(II) là(398,38 4,24) àg/l ; q%= 1,1% Hàm lợng sắt(III) là(121,18 2,89) àg/l ; q%= 2,38% Theo tiêu chuẩn quốc tế cho nớc uống hàm lợng sắt tối đa cho phép 0,3mg/l [8] Nên với hàm lợng sắt nớc ngầm khối khối phờng Trung Đô - thành phố Vinh , không thiết phải xử lý sắt trớc sử dụng ( mẫu 1), cần phải xử lý sơ ( mẫu 2) Tuy nhiên kết phân tích hàm lợng sắt (II) , sắt(III) mang tính chất địa phơng cha khái quát cho nớc ngầm khối khối - phờng Trung Đô - thành phố Vinh Tài liệu tham khảo Đinh Thị Tuyết Nhung K39A-Hoá Luận văn tốt nghiệp Chuyên ngành hoá học [1].AK.BABKO,A.T.PILIPENKO- Phân tích trắc quangT1-NXBGD, HN-1974 [2] Nguyễn Trọng Biểu- Từ Văn Mặc- Thuốc thử hữu cơ-NXBKHKT, HN -1978 [3] Hoàng Minh Châu- Hoá học phân tích định tính- NXBGD, HN-1977 [4] Võ Tiến Dũng Luận ¸n th¹c sü khoa häc ho¸ häc - HuÕ 1997 [5] Đinh Trờng Giang - Luận văn thạc sỹ - Vinh 2001 [6] Nguyễn khắc Nghĩa- Các phơng pháp phân tích hoá lý-ĐHSPV-1996 [7] Nguyễn Khắc Nghĩa- áp dụng toán học thống kê để xử lý số liệu thực nghiệm- ĐHSPV-1997 [8] Từ Vọng Nghi, Huỳnh Văn Trung, Trần Tứ Hiếu- Phân tích nớc - NXBKH-KT, Hà Nội 1986 [9] Hoàng Nhâm - Hoá Học vô Tập 3- NXBGD, HN - 2000 [10] Hå ViÕt Quý – Phøc chÊt hoá học- NXBKH KT,HN - 1999 [11] Hồ Viết Quý Phân tích lí hoá - NXBGD, HN - 2000 [12] Hå ViÕt Q, D¬ng Quang Phïng, Ngun Văn Hải, Lê Thu Thuỷ-Tạp chí hoá học T33, số I, Tr63-66, 1995 [13] Lâm Ngọc Thụ, Nguyễn Phạm Hà, Lê Đình Huy- Tạp chí hoá học,T 38,số III,Tr22-25-2000 [14], Lâm Ngọc Thụ, Nguyễn Phạm Hà - Tạp chí hoá häc T36, sè II, 1998 [15], L©m Ngäc Thơ, Ngun Phạm Hà - Tạp chí hoá học T36, số III, 1998 [16] D Perrin: 0rgamicheski analiticheski reagentu " Izd" "Mir", M 1968 Đinh Thị Tuyết Nhung K39A-Hoá ... Trung Đô A A1 A2 A3 0,225 0 ,44 3 0, 142 0,222 0 ,44 2 0, 140 0,223 0 ,44 4 0, 142 0,225 0 ,44 4 0, 141 0,2 24 0 ,44 4 0, 141 Lần Bảng 13: Kết xác định hàm lợng sắt (II) sắt(III) nớc ngầm (MI'') - khối - phờng Trung. .. Kết xác định hàm lợng sắt(II) sắt(III) mẫu giả sau lần thí nghiệm: Lần thí nghiệm Fe(II)( àg/l) 44 4, 64 445 ,76 44 6,32 44 5 ,48 44 4, 64 Fe(III)( µ/l) 11, 09 10,78 10,50 10 ,92 10,61 áp dụng phơng pháp toán... Học Vinh Vì lý chọn phơng pháp phân tích trắc quang để nghiên cứu đề tài:" Xác định đồng thời sắt (II) sắt (III) nớc ngầm khối khối - phờng Trung Đô - thành phố Vinh phơng pháp trắc quang với 4- (2-pyridylazo)-