Nghiên cứu định lượng cadimin (ii), chì (ii), đồng (ii), mangan (ii) trong nước thải các phòng thí nghiệm của đại học vinh bằng phương pháp vôn ampe hoà tan anot xung vi phân (asp dpp)

Luận văn tốt nghiệp Tr-ờng đại học vinh Khoa hoá häc  - Nghiên cứu định l-ợng cadimi(II), chì(II), đồng(II), mangan(II) n-ớc thảI phòng thí nghiệm đại học vinh ph-ơng pháp vôn ampe hoà tan anot xung vi phân (asv dpp) Khoá luận tốt nghiệp đại học Chuyên ngành: hoá học phân tích H-ớng dẫn thực : Th.S Đinh Thị Tr-ờng Giang Sinh viên thực : Nguyễn Thị Thu Thủ Líp : K45E Ho¸ häc  Vinh 04/2009 Sinh viên: Nguyễn Thị Thu Thuỷ Lớp 45E Hoá Luận văn tốt nghiệp Lời cảm ơn Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn cô Th.S Đinh Thị Tr-ờng Giang đà giao đề tài giúp đỡ em tận tình, chu đáo suốt trình làm thí nghiệm hoàn thành khoá luận Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo môn Hoá phân tích, thầy giáo, cô giáo h-ớng dẫn phòng thí nghiệm thuộc khoa Hoá học tr-ờng ĐHV đà tạo điều kiện giúp đỡ em trình hoàn thành khoá luận tốt nghiệp Cuối em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến bố mẹ, anh chị em bạn bè đà quan tâm, động viên em hoàn thành khoá luận tốt nghiệp Vinh, tháng năm 2009 Sinh viên Nguyễn Thị Thu Thuỷ Mục lục Trang Sinh viên: Nguyễn Thị Thu Thuỷ Lớp 45E Hoá Luận văn tốt nghiệp Lời cảm ơn Phần mở đầu Phần I: Tổng quan tài liệu I.1 Giới thiệu nguyên tố: cadimi, chì ,®ång,mangan I.1.1 Cadimi I.1.1.1 Giíi thiƯu vỊ cadimi I.1.1.2 Các ph-ơng pháp xác định cadimi I.1.1.2.1 Ph-ơng pháp trắc quang I.1.1.2.2 Ph-ơng pháp cực phổ I.1.1.2.3 Ph-ơng pháp chuẩn độ complexon I.1.1.2.4 Ph-ơng pháp AAS I.1.2 Chì I.1.2.1 Giới thiệu chì I.1.2.2 Các ph-ơng pháp xác định chì 11 I.1.2.2.1 Ph-ơng pháp trắc quang 12 I.1.2.2.2 Ph-ơng pháp cực phổ 13 I.1.2.2.3 Ph-ơng pháp chuẩn độ complexon 14 I.1.2.2.3.1 Xác định trực tiếp thị Ecriocrom đen T 14 I.1.2.2.3.2 Xác định trực tiếp thị Xylen da cam 15 I.1.2.2.4 Ph-ơng pháp AAS 15 I.1.3 Đồng 15 I.1.3.1 Giới thiệu đồng 15 I.1.3.2 Các ph-ơng pháp xác định đồng 18 I.1.3.2.1 Ph-ơng pháp trắc quang 18 I.1.3.2.2 Ph-ơng pháp cực phổ 20 I.1.3.2.3 Ph-ơng pháp Neocuproine 22 Sinh viên: Nguyễn Thị Thu Thuỷ Lớp 45E Hoá Luận văn tốt nghiệp I.1.3.2.4 Ph-ơng pháp AAS 24 I.1.4 Mangan 24 I.1.4.1 Giíi thiƯu vỊ mangan 24 I.1.4.2 Các ph-ơng pháp xác định mangan 26 I.1.4.2.1 Ph-ơng pháp trắc quang pemanganat 26 I.1.4.2.2 Ph-ơng pháp cực phổ 28 I.1.4.2.3 Ph-ơng pháp AAS 29 I.2 Ph-ơng pháp cực phổ 29 I.2.1 Cơ sở ph-ơng pháp 29 I.2.2 Ph-ơng pháp Vôn-Ampe hoà tan 30 I.2.2.1 Nguyên tắc 30 I.2.2.2 Các kĩ thuật ghi đo đ-ờng Vôn-Ampe hoà tan 32 I.2.2.2.1 Ph-ơng pháp cực phổ sóng vuông 32 I.2.2.2.2 Ph-ơng pháp cực phổ xung th-ờng 34 I.2.2.2.3 Ph-ơng pháp cực phổ vi phân 36 I.2.3 Các ph-ơng pháp phân tích định l-ợng 36 I.2.3.1 Ph-ơng pháp đ-ờng chuẩn 36 I.2.3.2 Ph-ơng pháp thêm chuẩn 37 I.2.4 Các loại điện cực làm việc sử dụng Vôn-Ampe hoà tan I.2.4.1 38 Điện cực thuỷ ngân treo, điện cực thuỷ ngân rơi (HMDE, DME) 38 I.2.4.2 Điện cực rắn hình đĩa.( RDE ) 39 I.2.4.3 Điện cực màng thuỷ ngân (TMFE ) 39 Phần II : Thực nghiệm kết 41 II.1 Thiết bị, dụng cụ hoá chất 41 II.1.1 Thiết bị, dụng cụ 41 II.1.2 Hoá chất 41 II.2 Lấy bảo quản mẫu 42 Sinh viên: Nguyễn Thị Thu Thuỷ Lớp 45E Hoá Luận văn tốt nghiệp II.3 Vô hoá mẫu 42 II.4 Xác định Cadimi, chì, đồng 43 II.4.1 Thực nghiêm tìm điều kiện tối -u cho phép xác định Cd, Pb, Cu 43 II.4.1.1 Pha chÕ dung dÞch 43 II.4.1.2 Khảo sát điều kiện tối -u cho phép xác định II.4.1.2.1 Cd,Pb,Cu 44 Khảo sát xuất pic 44 II.4.1.2.2 Khảo sát biên độ xung 44 II.4.1.2.3 Khảo sát thời gian sục khí 46 II.4.1.2.4 Khảo sát tốc độ quét 47 II.4.1.2.5 Khảo sát thời gian cân 48 II.4.1.2.6 Khảo sát ảnh h-ởng nồng độ chất lên 48 II.4.1.3 Kết điều kiện tối -u cho phép xác định Cd, Pb,Cu 50 II.4.2 Xác định Cd, Pb, Cu mẫu tự tạo 51 II.4.3 Xác định Cd, Pb, Cu mẫu n-ớc thải 53 II.4.3.1 Xác định Cd, Pb, Cu mẫu n-ớc thải khoa Vật lý 53 II.4.3.2 Xác định Cd, Pb, Cu mẫu n-ớc thải khoa Vật lý 54 II.4.3.3 Xác định Cd, Pb, Cu mẫu n-ớc thải khoa Sinh 55 học II.5 Xác định Mangan 57 II.5.1 Thực nghiệm tìm điều kiện tối -u cho phép xác định Mn(II) 57 II.5.1.1 Pha chế dung dịch cho phép xác định Mn(II) 57 II.5.1.2 Khảo sát điều kiện tối -u cho phép xác định 58 Mn(II) II.5.1.2.1 Khảo sát xuất pic 58 II.5.1.2.2 Khảo sát biên độ xung 58 II.5.1.2.3 Khảo sát tốc độ quét 59 Sinh viên: Nguyễn Thị Thu Thuỷ Lớp 45E Hoá Luận văn tốt nghiệp II.5.1.2.4 Khảo sát thời gian sục khí 59 II.5.1.2.5 Khảo sát thời gian cân 60 II.5.1.2.6 Khảo sát ảnh h-ởng pH 61 II.5.1.3 Kết phép xác định điều kiện tối -u cho phép xác định Mn(II) 62 II.5.2 Xác định Mangan mẫu tự tạo 63 II.5.3 Xác định Mangan mẫu n-ớc thải 64 II.5.3.1 Xác định Mangan mẫu n-ớc thải khoa Hoá học 64 II.5.3.2 Xác định Mangan mẫu n-ớc thải khoa Sinh học 65 II.5.3.3 Xác định Mangan mẫu n-ớc thải khoa Vật lý 66 Phần III: Kết luận 67 Tài liệu tham khảo Mở đầu N-ớc nguồn tài nguyên thiên nhiên quý giá, có nơi, đóng vai trò quan trọng yếu tố thiếu hoạt động Trái Đất Tuy nhiên phát triển mạnh mẽ công nghiệp, hoạt động ng-ời đà làm cho môi tr-ờng n-ớc ngày ô nhiễm nghiêm trọng Vì đà có nhiều công nghệ xử lý n-ớc thải đà đ-ợc sử dụng rộng rÃi Nhiễm độc nguồn n-ớc phần lớn kim loại nặng gây như: Hg, Pb, Cd, Cu, Crvấn đề loại bỏ, làm giảm lượng kim loại nặng ®éc h¹i n-íc xng møc cho phÐp cã ý nghĩa quan trọng công việc bảo vệ môi tr-ờng Trong số kim loại nặng Cd, Pb kim loại có độc tính cao với động vật ng-ời, gây bệnh ung th-, bệnh x-ơng Cu ảnh h-ởng đến trình oxi hoá khử, trình tổng hợp hemoglobin photpholipit Khi ng-êi tiÕp xóc nhiỊu víi Mn sÏ làm suy nh-ợc hệ thần kinh, gan tuyến th-ợng thận Sinh viên: Nguyễn Thị Thu Thuỷ Lớp 45E Hoá Luận văn tốt nghiệp Phân tích toàn diện xác mẫu n-ớc trình phức tạp đòi hỏi nhiều thời gian, phải sử dụng ph-ơng pháp phân tích hoá học, vật lý ph-ơng pháp sinh, y học khác Trong khuôn khổ ®Ị tµi vµ ®iỊu kiƯn thÝ nghiƯm vèn cã, chóng giới hạn việc " Xác định Mangan xác định đồng thời Cadimi, Chì , Đồng n-ớc thải phòng thí nghiệm tr-ờng Đại Học Vinh ph-ơng pháp VônAmpe hoà tan xung vi phân" ph-ơng pháp có độ xác cao Với đề tài đề nhiệm vụ: - Tìm điều kiện tối -u để định l-ợng Mn, định l-ợng ®ång thêi Cd, Pb, Cu - Thư c¸c ®iỊu kiƯn tối -u đà chọn vào việc phân tích mẫu tự tạo Mn Cd, Pb, Cu - Phân tÝch mÉu chøa (Mn, Cd, Pb, Cu) n-íc th¶i Chúng hi vọng khoá luận góp phần bổ sung thêm vào ph-ơng pháp xác định l-ợng vết kim loại nặng số đối t-ợng, môi tr-ờng khác nhau: n-ớc sinh hoạt, n-ớc tự nhiên , n-ớc thải, n-ớc biển có hàm l-ợng vết Sinh viên: Nguyễn Thị Thu Thuỷ Lớp 45E Hoá Luận văn tốt nghiệp Sinh viên: Nguyễn Thị Thu Thuỷ Lớp 45E Hoá Luận văn tốt nghiệp Phần I: I.1 Tổng quan Giới thiệu nguyên tố : Cadimi , chì , đồng , mangan I.1.1 Cadimi(Cd) I.1.1.1 Giới thiệu cadimi Cadimi nguyên tố đ-ợc nhà bác học F.Stromeyer (ng-ời Đức) tìm năm 1817 Cadimi nguyên tố thuộc chu kì 6, nhóm IIB Bảng 1.1 : C¸c h»ng sè vËt lý cđa Cadimi Sè thứ tự bảng HTTH 48 Khối k-ợng nguyên tử (đvC) 112,4 Cấu hình electron 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s2 Bán kính nguyên tử (A0) 1,39 Độ âm điện (theo Pauling) 1,69 Khối l-ơng riêng (g/cm3) 8,642 Năng l-ợng ion hoá (eV) I1 I2 I3 8,99 16,90 37,47 Cadimi nguyên tố đứng cuối dÃy nguyên tố d Nguyên tử cadimi có obitan d đà điền đủ 10 electron nh- nguyên tử nhóm IB, nh-ng cấu hình electron 4d10 t-ơng đối bền tr-ờng hợp này, nên cadimi khả hai electron để tạo trạng thái oxi hoá +2, +3 nh- bạc (Ag) Nghĩa hoá trị cadimi electron s Cadimi có giá trị I2 ,I3 t-ơng đối lớn, giá trị I3 cao đà làm cho l-ợng mạng l-ới tinh thể không đủ để làm bền cho trạng thái oxi hoá +3 Cho nên trạng thái oxi hoá cao cadimi +2, số oxi hoá tồn Cadimi kim loại màu trắng bạc, nặng, mềm dễ dát mỏng, nhiệt độ nóng chảy 320,90C, nhiệt độ sôi 7670C Nguyên nhân dễ nóng Sinh viên: Nguyễn Thị Thu Thuỷ Lớp 45E Hoá Luận văn tốt nghiệp chảy dễ bay cadimi t-ơng tác yếu nguyên tử kim loại gây nên cấu hình t-ơng đối bền 4d10 cản trở electron d tham gia vào liên kết kim loại Cadmi không khí ẩm bị bao phủ màng oxit nên ánh kim.Trong tự nhiên cadimi có đồng vị bền :106Cd (1,215%); 112 108 Cd (0,875%); 110 Cd (12,29%); 111 Cd (12,7%); Cd (24,7%); 113Cd (12,39%); 114Cd (28,96%); 116Cd (7,58%) Trong đồng vị phóng xạ đồng vị 113 Cd có tiết diện bắt nơtron lớn nên cadimi kim loại đ-ợc dùng làm điều chỉnh dòng nơtron lò phản ứng nguyên tử Cadimi đ-ợc dùng để mạ vỏ ôtô, vỏ máy bay,và tàu biển, làm điện cực ắc quy kiềm, chế tạo hợp kim Một l-ợng nhỏ cadimi thêm vào đồng làm tăng độ bền nh-ng không làm giảm độ dẫn điện đồng nên hợp kim Cu-Cd đ-ợc dùng làm dây dẫn Hợp kim cadimi có đặc điểm mềm nên vật liệu không thay đ-ợc để chế tạo ổ trục Cadimi chiếm đến 12,5% hợp kim dễ nóng chảy (750C) gọi hợp kim U đỏ Trong vỏ Trái Đất, cadimi th-ờng tồn dạng khoáng vật, khoáng vật cadimi grenokit (CdS), khoáng vật riêng th-ờng lẫn với khoáng vật kẽm thuỷ ngân xinaba hay thần sa (HgS) Cadimi th-ờng có quặng đa kim với chì đồng Trong n-ớc thiên nhiên th-ờng cadimi, nh-ng n-ớc thải từ khu công nghiệp hoá chất luyện kim th-ờng có cadimi, cadimi từ nguồn n-ớc thải th-ờng nhiễm vào n-ớc thiên nhiên, đặc biệt n-ớc bề mặt Hàm l-ợng cadimi n-ớc bề mặt nhỏ, khoảng vài g/ lít.Trong n-ớc Cadimi dạng ion đơn môi tr-ờng axit dạng ion phức (cianua, tactrat) dạng không tan (hidroxit, cacbonat) môi tr-ờng kiềm (pH=8-9) độ tan Cadimi tăng pH giảm Cadimi nguyên tố độc Cơ thể bị ngộ độc tiêu thụ 1mg/ ngày FAO/OMS cho phép ng-ời đ-ợc hấp thụ không 400Sinh viên: Nguyễn Thị Thu Thuỷ 10 Lớp 45E Hoá Luận văn tốt nghiệp Vậy phép đo định l-ợng đồng thời Cd2+, Pb2+, Cu2+ ph-ơng pháp Vôn-Ampe hoà tan anot xung vi phân đáng tin cậy II.4.3 Tiến hành định l-ợng Cadimi (II), chì (II), đồng (II) mẫu n-ớc thải Đại học Vinh II.4.3.1 Định l-ợng Cadimi (II), Chì (II), Đồng (II) mẫu n-ớc thải phòng thí nghiệm khoa Vật lý Quá trình định l-ợng Cadimi (II), Chì (II), Đồng (II) mẫu n-ớc thải phòng thí nghiệm khoa Vật lý ph-ơng pháp Vôn-Ampe hoà tan anot xung vi phân đ-ợc tiến hành nh- sau: LÊy 10ml mÉu n-íc th¶i + 0,5ml dung dịch đệm axetat pH=4,6 + 0,05ml dung dịch NaOH 1M vào bình điện phân Tiến hành ghi đo đ-ờng xung vi phân thể tích lần thêm dung dịch chuÈn chøa ®ång thêi Cd2+ 0,25ppm, Pb2+ 0,25ppm, Cu2+ 2,5ppm 0,08ml Kết thu đ-ợc hình 2.4 Sinh viên: Nguyễn Thị Thu Thuỷ 59 Lớp 45E Hoá Luận văn tốt nghiệp Hình 2.4: Kết định l-ợng đồng thời Cd, Pb, Cu mẫu n-ớc thải phòng thí nghiệm khoa Vật Lý II.4.3.2 Định l-ợng Cadimi (II), Chì (II), Đồng (II) mẫu n-ớc thải phòng thí nghiệm khoa Hoá học Quá trình định l-ợng Cadimi (II), Chì (II), Đồng (II) mẫu n-ớc thải phòng thí nghiệm khoa Vật lý ph-ơng pháp Vôn-Ampe hoà tan anot xung vi phân đ-ợc tiến hành nh- sau: Lấy 0,5ml mẫu n-ớc thải + 0,05ml dung dịch đệm axetat pH=4,6 + 10ml n-íc cÊt lÇn + 0,1ml dung dịch HNO3 1M vào bình điện phân Tiến hành ghi đo đ-ờng xung vi phân thể tích lần thêm dung dịch Sinh viên: Nguyễn Thị Thu Thuỷ 60 Lớp 45E Hoá Luận văn tốt nghiệp chuẩn chứa đồng thời Cd2+ 0,25ppm, Pb2+ 0,8ppm, Cu2+ 3ppm 0,05ml Kết thu đ-ợc hình 2.5 Hình 2.5: Kết định l-ợng đồng thời Cd,Pb,Cu mẫu n-ớc thải phòng thí nghiệm khoa Hoá học II.4.3.3 Định l-ợng Cadimi (II), Chì (II), Đồng (II) mẫu n-ớc thải phòng thí nghiệm khoa Sinh học Quá trình định l-ợng Cadimi (II), Chì (II), Đồng (II) mẫu n-ớc thải phòng thí nghiệm khoa Sinh học ph-ơng pháp Vôn-Ampe hoà tan anot đ-ợc tiến hành nh- sau: Lấy 10ml n-ớc thải + 0,5ml dung dịch đệm axetat pH=4,6 + 0,2ml dung dịch NaOH 1M cho vào bình điện phân Tiến hành ghi đo d-ờng Sinh viên: Nguyễn Thị Thu Thuỷ 61 Lớp 45E Hoá Luận văn tốt nghiệp xung vi phân thể tich lần thêm dung dịch chuẩn chứa đồng thời Cd2+ 0,25ppm, Pb2+ 0,5ppm, Cu2+ 1,5ppm 0,05ml Kết thu đ-ợc hình 2.6 Hình 2.6: Kết định l-ợng đồng thời Cd,Pb,Cu mẫu n-ớc thải phòng thí nghiệm khoa Sinh học Sinh viên: Nguyễn Thị Thu Thuỷ 62 Lớp 45E Hoá Luận văn tốt nghiệp II.5 Xác định Mangan II.5.1 Thực nghiệm tìm điều kiện tối -u cho phép xác định Mn(II) II.5.1.1 Pha chế dung dịch cho phép xác định Mn(II) - Dung dịch chuẩn Zn2+ 10ppm - Dung dịch chuẩn Mn2+ 10ppm - Dung dịch đệm amoni - Dung dịch đệm borax - Dung dịch NH3 25% - MnSO4.H2O - Dung dịch chuẩn Mn 1ppm Cách tiến hành: - Dung dịch chuẩn Zn2+ 10ppm: Lấy 1ml dung dịch chuẩn Zn2+ 1000ppm định mức đến 100ml n-ớc cất lần ta đ-ợc dung dịch chuẩn Zn2+ 10ppm - Dung dÞch chn Mn2+ 10ppm: LÊy 250ml n-íc, thêm vào 2ml dung dịch HNO3 đặc, lắc kĩ Cân 0,01536g MnSO4.10H20 cho vào bình định mức đến 500ml n-ớc cất lần tới vạch 500 ta đ-ợc dung dÞch chuÈn Mn2+10ppm - Dung dÞch chuÈn Mn2+ 1ppm: LÊy 10ml dung dịch chuẩn Mn2+ 10ppm định mức tới 100ml n-ớc cất lần ta đ-ợc dung dịch chuẩn Mn2+ 1ppm - Dung dịch đệm amoni: Lấy 8,3ml dung dịch HCl 37% + 22,41758ml dung dịch NH3 25% định mức đến 100ml n-ớc cất lần ta đ-ợc dung dịch đệm amoni có pH=10,2, - Dung dịch đệm borax: Lấy 3,8137g Na2B4O7.10H2O 1,36g NaOH cho vào bình định mức tới 50ml n-ớc cất lần ta đ-ợc dung dịch đệm borax Sinh viên: Nguyễn Thị Thu Thuỷ 63 Lớp 45E Hoá Luận văn tốt nghiệp II.5.1.2 Khảo sát điều kiện tối -u cho phép xác định Mn(II) II.5.1.2.1 Khảo sát xuất pic Để khảo sát xuất pic Mangan(II), ®· tiÕn hµnh thÝ nghiƯm nh- sau: LÊy 0,05ml dung dÞch Mn2+10ppm + 10ml n-íc cÊt + 0,05ml dung dÞch NH325% + 0,2ml dung dÞch Zn2+ 10ppm + 0,5ml dung dịch đệm amoni + 0,5ml dung dịch đệm borax cho vào bình điện phân, tiến hành điện phân Uđp=-1,65V, quét từ -1,65V -1,3V Sau tiến hành thêm 0,05ml dung dịch chuẩn Mn2+ 10ppm vào bình điện phân tiến hành ghi đo đ-ờng xung vi phân, thu đ-ợc kết sau : Upic (Mn) -1,46 0,05V II.5.1.2.2 Khảo sát biên độ xung Để khảo sát biên độ xung, sử dụng điện phân điện phân Uđp=-1,65V, thời gian điện phân lµ 60s, quÐt thÕ tõ -1,65V -1,3V LÊy 0,05ml dung dÞch Mn2+10ppm + 10ml n-íc cÊt + 0,05ml dung dÞch NH325% + 0,2ml dung dÞch Zn2+ 10ppm + 0,5ml dung dịch đệm amoni + 0,5ml dung dịch đệm borax cho vào bình điện phân Tiến hành ghi đo d-ờng xung vi phân dung dịch biên độ xung khác nhau, kết thu đ-ợc bảng 2.8 Bảng 2.8: Sự thay đổi chiều cao pic Mn theo biên ®é xung Biªn ®é xung(V) ChiỊu cao pic h(A) -0,75 -6,3.10-9 -0,075 -7,3.10-9 -0,08 -7,13.10-9 Qua kÕt qu¶ ë b¶ng 2.8 rút đ-ợc kết luận: Chúng chọn biên độ xung -0,075V biên độ xung chiều cao pic cao đẹp Sinh viên: Nguyễn Thị Thu Thuỷ 64 Lớp 45E Hoá Luận văn tốt nghiệp II.5.1.2.3 Khảo sát tốc độ quét Các điều kiện đo nh- thí nghiệm thay đổi tốc độ quét thu đ-ợc kết bảng 2.9 Bảng 2.9: Sự thay đổi chiỊu cao pic Mn theo tèc ®é qt Tèc ®é quÐt (V/s) ChiÒu cao pic h(A) -4,14.10-9 0,015 0,012 -5,12 10-9 0,01 -5,44.10-9 0,0074 -6,5.10-9 Qua kÕt qu¶ ë b¶ng 2.9 rút kết luận: Khi giảm tốc độ quét chiều cao pic tăng, tốc độ quét 0,01V/s 0,0074V/s chiều cao pic tăng nh-ng đ-ờng tăng lên Vì chọn tốc độ quét 0,012V/s II.5.1.2.4 Khảo sát thời gian sục khí Để khảo sát ảnh h-ởng thời gian sục khí (loại oxi hoà tan) đến chiều cao pic pic tiến hành nh- sau Sử dụng điều kiện đo: điện phân, thời gian điện phân, biên độ xung, thời gian đặt xung, tốc độ quét nh- sục khí với ¸p st PN2 =1atm, thay ®ỉi thêi gian sơc khÝ thu đ-ợc kết hình 2.6 bảng 2.10 Bảng 2.10: Sự thay đổi chiều cao pic Mn theo thêi gian sôc khÝ Thêi gian sôc khÝ (s) 10 Chiều cao pic h (A) đ-ờng xấu, không pic, ®-êng nhiƠu 100 -8,48.10-9 200 - 7,75.10-9 300 -7,57.10-9 400 -7,33.10-9 600 -7,54.10-9 Sinh viên: Nguyễn Thị Thu Thuỷ 65 Lớp 45E Hoá Luận văn tốt nghiệp Hình 2.7: Sù thay ®ỉi chiỊu cao pic theo thêi gian sục khí Qua hình 2.7 bảng 2.10 rót kÕt ln: chän thêi gian sơc khÝ lµ từ 100s 300s chiều cao pic thay đổi không đáng kể cao II.5.1.2.5 Khảo sát thời gian cân Sau điện phân th-ờng ngừng khuấy dung dịch, dùng cực giọt thuỷ ngân tĩnh cực màng thuỷ ngân điều chế chỗ bề mặt cực đĩa cần có thời gian nghỉ tức để yên hệ thống khoảng thời gian ngắn (5s - 60s) để l-ợng kim loại phân bố bề mặt cực Để khảo sát ảnh h-ởng thời gian cân tới phép đo tiến hành thí nghiệm với điều kiện đo nh- thay đổi thời gian nghỉ lần điện phân thu đ-ợc bảng 2.11 sau: Sinh viên: Nguyễn Thị Thu Thuỷ 66 Lớp 45E Hoá Luận văn tốt nghiệp Bảng 2.11: Sự thay đổi chiều cao pic Mn theo thời gian cân b»ng Thêi gian c©n b»ng (s) ChiỊu cao pic h(A) -5,12.10-9 -5,03.10-9 10 -5,09.10-9 15 -5,81.10-9 Qua b¶ng 2.11 nhận thấy thời gian cân 15s chiều cao pic cao nh-ng đ-ờng lại cao Vì chọn thời gian cân 3s II.5.1.2.6 Khảo sát ảnh h-ởng pH Để khảo sát ảnh h-ởng pH đến chiều cao pic điều chỉnh giá trị pH dung dịch điện phân dung dịch NH3 25% Cách thùc hiƯn : LÊy 0,05ml dung dÞch Mn2+10ppm + 10ml n-íc cÊt + 0,05ml dung dÞch NH325% + 0,2ml dung dịch Zn2+ 10ppm + 0,5ml dung dịch đệm amoni + 0,5ml dung dịch đệm borax cho vào bình điện phân Sử dụng điều kiện đo: biên độ xung, tốc ®é qt, thêi gian sơc khÝ, thêi gian c©n b»ng tối -u đà khảo sát trên, quét từ -1,65V 1,3V, tốc độ khuấy 2000 vòng/phút thu đ-ợc kết hình 2.7 bảng 2.12 Bảng 2.12: Sù thay ®ỉi chiỊu cao pic Mn theo pH pH ChiÒu cao pic h(A) 9,9 -1,28.10-9 10,2 -9,62.10-9 10,5 -7,67.10-9 10,7 -7,23.10-9 Sinh viên: Nguyễn Thị Thu Thuỷ 67 Lớp 45E Hoá Luận văn tốt nghiệp 10,5 10,7 10,2 9,9 Hình2.8: Sự thay đổi chiều cao pic theo pH Qua bảng hình 2.8 bảng 2.12 nhận thấy pH tăng chiều cao pic giảm, nh-ng pH=9,9 đ-ờng cao Vì chọn pH tối -u 10,2 II.5.1.3 Kết khảo sát tối -u phép đo Mn(II) Qua trình khảo sát điều kiện tối -u, tiến hành ghi phổ xung vi phân Mn2+ , dung dịch đệm amoni đệm borax, rút số kết luận sử dụng tham số sau cho trình định l-ợng Mn2+ là: - Tốc độ khuấy: 2000 vòng/phút - Cỡ giọt: - Biên ®é xung (V): -0,075 - Tèc ®é quÐt thÕ (V/s): -0,012 - Thêi gian sôc khÝ (s): 300 - Thêi gian điện phân (s): 60 Sinh viên: Nguyễn Thị Thu Thuỷ 68 Lớp 45E Hoá Luận văn tốt nghiệp - Thời gian đặt xung (s): 0,04 - Thời gian cân (s): - Thế điện phân (V): -1,65 - Thế bắt đầu quét (V): -1,65 - Kết thúc quÐt (V): -1,3 - pH tèi -u: 10,2 II.5.2 X¸c định Mn(II) mẫu tự tạo Để có sở chắn áp dụng ph-ơng pháp xác định Mn(II) ph-ơng pháp Vôn-Ampe hoà tan anot xung vi phân với điều kiện tới -u đà chọn , tiến hành định l-ợng Mn(II) ph-ơng pháp đ-ờng chuẩn thêm chuẩn Sau trình bày ph-ơng pháp định l-ợng Mn(II) mẫu tự tạo ph-ơng pháp đ-ờng chuẩn Lấy 0,05ml dung dịch Mn2+ 10ppm + 10ml n-íc cÊt lÇn + 0,05ml dung dÞch NH3 25% + 0,2ml dung dÞch Zn2+ 10ppm + 0,5ml dung dịch đệm amoni + 0,5ml dung dịch đệm borax Tiến hành ghi đo đ-ờng VônAmpe hoà tan anot với thông số đà chọn, thu đ-ợc chiều cao h x Việc tính toán hx dựa vào ph-ơng pháp đ-ờng chuẩn Phép xây dựng đ-ờng chuẩn: Lấy lần l-ợt thể tích khác dung dịch Mn2+ 10ppm cho vào bình định mức 10ml, thành phần khác t-ơng tự nh- mẫu tự tạo Tiến hành ghi đo đ-ờng Vôn-Ampe hoà tan anot dung dịch chuẩn với tham số đà chọn Kết thu đ-ợc bảng 2.13 Bảng 2.13 : Kết xây dung đ-ờng chuẩn Mn VMn2+ 10ppm (ml) CMn2+ (M) ChiÒu cao pic h(nA) 0,025 4,04.10-7 -2,38 0,05 8,05.10-7 -4,5 0,075 1,2.10-6 -7,15 0,1 1,6.10-6 -9,14 Sinh viên: Nguyễn Thị Thu Thuỷ 69 Lớp 45E Hoá Luận văn tốt nghiệp Đ-ờng chuẩn biểu diễn sụ phụ thuộc chiều cao pic vào thể tích y = -1,7318x- 0,0092 với R2 = 0,9969 dung dịch mẫu là: C-nong cua cua dung dich mau chuan (10-7M) Duong chuan cua Mn y = -1.7318x - 0.0092 R2 = 0.9969 20 15 10 -10 -8 -6 -4 -2 h-chieu cao pic (nA) MÉu tù t¹o cã CMn2+ = 0,0442 mg/l, ph-ơng pháp Vôn-Ampe hoà tan anot đo đ-ợc với mẫu tự tạo có chiều cao hx = -4,6 (nA), thay vào ph-ơng trình đ-ờng chuẩn thu đ-ợc nồng độ Mn2+ tính theo đ-ờng chuẩn CMn2+ = 0,0437 mg/l Víi sai sè q  0, 0437  0, 0442 0, 0442 100  1,13% KÕt luận : áp dụng ph-ơng pháp đ-ờng chuẩn cho phép định l-ợng Mn2+ II.5.3 Xác định Mn(II) mẫu n-ớc thải II.5.3.1 Xác định Mn(II) mẫu n-ớc thải phòng thí nghiệm khoa Hoá học Quá trình định l-ợng Mangan(II) mẫu n-ớc thải phòng thí nghiệm Đại học Vinh đ-ợc tiến hành nh- sau: Lấy 0,5ml mẫu + 10ml n-ớc cất lần + 0,05ml dung dịch NH3 25% + 0,2ml dung dÞch Zn2+ 10ppm + 0,5ml dung dịch đệm amoni + 0,5ml dung dịch đệm borax vào bình điện phân Tiến hành ghi đo đ-ờng xung vi phân, thể tích lần thêm dung dịch chuẩn Mn2+ 1ppm 0,5ml, kết thu đ-ợc hình 2.8 Sinh viên: Nguyễn Thị Thu Thuỷ 70 Lớp 45E Hoá Luận văn tốt nghiệp Hình 2.8: Kết định l-ợng Mn(II) n-ớc thải phòng thí nghiệm khoa Hoá học II.5.3.2 Xác định Mn(II) mẫu n-ớc thải phòng thí nghiệm khoa Sinh học Quá trình định l-ợng Mn(II) mẫu n-ớc thải khoa Sinh học đ-ợc tiÕn hµnh nh- sau: LÊy 10ml mÉu + 0,05ml dung dÞch NH3 25% + 0,2ml dung dÞch Zn2+ 10ppm + 0,5ml dung dịch đệm amoni + 0,5ml dung dịch đệm borax vào bình điện phân Tiến hành ghi đo đ-ờng xung vi phân, thể tích Sinh viên: Nguyễn Thị Thu Thuỷ 71 Lớp 45E Hoá Luận văn tốt nghiệp lần thêm dung dịch chuẩn Mn2+ 1ppm 0,15ml, kết thu đ-ợc hình 2.9 Hình 2.9: Kết định l-ợng Mn(II) n-ớc thải khoa Sinh học II.5.3.3 Xác định Mn(II) mẫu n-ớc thải phòng thí nghiệm khoa Vật lý Quá trình định l-ợng Mn(II) mẫu phòng thí nghiệm khoa Vật lý đ-ợc tiến hành nh- sau: Lấy 10ml mẫu + 0,05ml dung dịch NH3 25% + 0,2ml dung dÞch Zn2+ 10ppm + 0,5ml dung dịch đệm amoni + 0,5ml dung dịch đệm borax vào bình điện phân Tiến hành ghi đo đ-ờng xung vi phân thu đ-ợc chiều cao pic mẫu hmẫu = -0,968nA Dựa vào đ-ờng chuẩn đà xây dựng phép đo mẫu tự tạo, tính đ-ợc nồng độ Mn(II) mẫu n-ớc thải khoa Vật lý là: 9,159g/l Sinh viên: Nguyễn Thị Thu Thuỷ 72 Lớp 45E Hoá Luận văn tốt nghiệp Phần III : Kết luận Đà tổng quan đ-ợc ph-ơng pháp xử lý tách loại Cd, Pb, Cu, Mn từ môi tr-ờng n-ớc ph-ơng pháp: chiết trắc quang, ph-ơng pháp AAS, ph-ơng pháp Vôn-Ampe hoà tan anot xung vi phân Đà khảo sát đ-ợc điều kiện tối -u để xác định Mn xác định đồng thời Cd, Pb, Cu ph-ơng pháp Vôn- Ampe hoà tan anot xung vi phân Đà tiến hành xác định Mn, xác định đồng thời Cd, Pb, Cu mẫu tự tạo với sai số 2% Đà tiến hành định l-ợng Mn(II) định l-ợng đồng thời Cd(II), Pb(II), Cu(II) mẫu n-ớc thải phòng thí nghiƯm khoa Ho¸ häc , khoa VËt lý, khoa Sinh häc KÕt qu¶ nh- sau: Khoa Lý Khoa Sinh Khoa Ho¸ Cd 0,291g/L 0,527g/L 18,596g/L Pb 2,119g/L 7,874g/L 0,241mg/L Cu 0,033mg/L 0,004mg/L 0,966mg/L Mn 9,159g/L 20,564g/L 1,255mg/L Sinh viªn: Ngun Thị Thu Thuỷ 73 Lớp 45E Hoá ... học khác Trong khuôn khổ đề tài điều kiện thí nghiệm vốn có, giới hạn vi? ??c " Xác định Mangan xác định đồng thời Cadimi, Chì , Đồng n-ớc thải phòng thí nghiệm tr-ờng Đại Học Vinh ph-ơng pháp VônAmpe... xác định đồng ph-ơng pháp thuận lợi chọn lọc Nền hỗn hợp đệm ammoniac tốt để xác định đồng Trong ion kim loại bị khử âm nh- Cd(II), Co(II), Ni(II), Zn(II), Mn(II) không gây ảnh hưởng đến vi? ??c... Ph-ơng pháp cực phổ vi phân 36 I.2.3 Các ph-ơng pháp phân tích định l-ợng 36 I.2.3.1 Ph-ơng pháp đ-ờng chuẩn 36 I.2.3.2 Ph-ơng pháp thêm chuẩn 37 I.2.4 Các loại điện cực làm vi? ??c sử dụng Vôn- Ampe hoà