Nghiên cứu sự tạo phức của crvi với amoni pyroliđin đithiocacbamat, chiết phức bằng metylizobutylxeton, ứng dụng để xác định đồng thời criii và crvi

Tr-ờng đại học vinh khoa hoá học phạm thị thu ph-ơng nghiên cứu tạo phức cr(VI) với amoni pyroliđin đithiocacbamat, chiết phức metylizobutylxeton, ứng dụng để xác định đồng thời cr(III) Cr(VI) tóm tắt khoá luận tốt nghiệp đại học chuyên ngành: hoá phân tích Vinh, 2008 Mục lục Trang mở đầu phÇn I: tæng quan .3 I Một số đặc điểm Crom vµ thc thư APDC I.1 Một số đặc điểm nguyên tố Crom I.1.1 vị trí, cấu tạo vµ tÝnh chÊt cđa Crom .3 I.1.2 Tính chất vật lý hoá học Crom I.1.3 §éc tÝnh nguồn gây ô nhiễm cuả Crom .10 I.2 Các ph-ơng pháp xác định Crom 13 II Các ph-ơng pháp để nghiên cứu phức 19 III Các b-ớc nghiên cứu phức màu dùng phân tích trắc quang 23 IV C¸c ph-ơng pháp định l-ợng ph-ơng pháp trắc quang 29 V Ph-ơng pháp toán học thống kê xử lý sè liƯu thùc nghiƯm 30 phÇn II thùc nghiƯm - kÕt qu¶ - th¶o ln 34 I Ho¸ chÊt, dơng cơ, m¸y mãc .34 II.Ph-ơng pháp pha chế dung dịch dùng phân tích 34 III tiến hành phân tích .35 III.1 Khảo sát hiệu ứng tạo phức đơn ligan Cr 3+ Cr6+ víi thc thư APDC .35 III.2 Khảo sát điều kiện t¹o phøc tèi -u .40 III.2.1 Chän b-íc sãng tèi -u .40 III.2.2 Khảo sát pH tối -u 41 III.2.3 Kh¶o s¸t thêi gian tèi -u 42 III.2.4 Khảo sát nồng độ thuốc thử tèi -u 46 III.2.5 Kh¶o sát l-ợng dung môi hữu tối -u để chiết phức 47 III.2.6 Khảo sát số lần chiết phøc 49 III.3 Kh¶o sát khoảng nồng độ tuân theo định luật Beer .50 III.4 Xây dựng đ-ờng chuẩn để xác định Cr6+ 51 III.4.1 Xây dựng đ-ờng chuẩn theo ph-ơng pháp chiết trắc quang 51 III.4.2 Khảo sát mẫu giả 54 III.4.3 Đánh giá ph-ơng pháp .55 III.5 Xác định đồng thời Cr3+ Cr6+ 56 PhÇn III: KÕt luËn 60 Tài liệu tham khảo 61 Lời cảm ơn Để hoàn thành khoá luận này, vô biết ơn: Cô giáo Th.s Võ Thị Hoà đà giao đề tài, h-ớng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện cần thiết cho việc nghiên cứu hoàn thành khoá luận Các thầy cô giáo tổ Hoá phân tích Tr-ờng Đại học Vinh Phòng thí nghiệm khoâ Hoá - Tr-ờng Đại học Vinh Sự động viên giúp đỡ gia đình, bạn bè, ng-ời thân với tô i trình làm luận văn Do thời gian hạn chế nên khoá luận nhiều thiếu sót Chúng mong nhận đ-ợc góp ý thầy cô bạn để khoá luận hoàn thiện tốt Vinh, tháng năm 2008 Sinh viên Phạm Thị Thu Ph-ơng Mục lục Trang mở đầu phÇn I: tỉng quan .3 I Một số đặc điểm Crom thuốc thử APDC I.1 Một số đặc điểm vỊ nguyªn tè Crom I.1.1 vị trí, cấu tạo tính chất Crom .3 I.1.2 TÝnh chÊt vật lý hoá học Crom I.1.3 Độc tính nguồn gây ô nhiễm cuả Crom .10 I.2 Các ph-ơng pháp xác định Crom 13 II Các ph-ơng pháp để nghiên cøu phøc 19 III C¸c b-íc nghiên cứu phức màu dùng phân tích trắc quang 23 IV Các ph-ơng pháp định l-ợng ph-ơng pháp trắc quang 29 V Ph-ơng pháp toán học thống kê xử lý số liệu thực nghiƯm 30 phÇn II thùc nghiƯm - kÕt - thảo luận 34 I Hoá chÊt, dơng cơ, m¸y mãc .34 II.Ph-ơng pháp pha chế dung dịch dùng phân tích 34 III tiến hành ph©n tÝch .35 III.1 Khảo sát hiệu ứng tạo phức đơn ligan Cr 3+ Cr6+ với thuốc thử APDC .35 III.2 Khảo sát điều kiện tạo phức tối -u .40 III.2.1 Chän b-íc sãng tèi -u .40 III.2.2 Khảo sát pH tối -u 41 III.2.3 Khảo sát thời gian tối -u 42 III.2.4 Khảo sát nồng độ thuốc thử tối -u 46 III.2.5 Khảo sát l-ợng dung môi hữu tối -u để chiết phức 47 III.2.6 Khảo sát số lần chiết phức 49 III.3 Khảo sát khoảng nồng độ tuân theo định luật Beer .50 III.4 Xây dựng đ-ờng chuẩn để xác định Cr6+ 51 III.4.1 Xây dựng đ-ờng chuẩn theo ph-ơng pháp chiÕt – tr¾c quang 51 III.4.2 Khảo sát mẫu gi¶ 54 III.4.3 Đánh giá ph-ơng pháp .55 III.5 Xác định đồng thời Cr3+ Cr6+ 56 Phần III: KÕt luËn 60 Tài liệu tham khảo 61 mở đầu Crom nguyên tố đ-ợc tìm thấy vào năm cuối kỉ thứ XVIII Bản thân kim loại Crom có màu trắng bạc nh-ng điều thú vị có hợp chất thiên nhiên Crom có màu sắc đẹp khác Theo đánh giá cuả nhà địa chất Crom nguyên tố phổ biến có vỏ trái đất Một số quặng Crom đ-ợc biết sớm màu sắc yếu tố gây ý Quặng Crom th-êng gỈp nhCromit, Cromspinen, stikhit Nh-ng phỉ biÕn quặng Cromit Việt Nam quặng Cromit có rải rác khắp tỉnh Bắc Trung Bộ Đặc biệt có mỏ sa khoáng Cromit lớn đ-ợc khai thác từ nhiều năm mỏ Cổ Định - Triệu Sơn Thanh Hoá Crom kim loại nặng độc hại, Crom gây tác hại nh- xơ cứng động mạch, ung th- qua đ-ờng tiêu hoá, gây đột biến gen, làm hoạt tính enzim thể ng-ời động vật Vì việc xác định Crom môi tr-ờng vấn đề quan trọng Để xác định vi l-ợng Crom đối t-ợng khác dùng ph-ơng pháp chiết trắc quang, trắc quang, cực phổ, phổ hấp thụ nguyên tử, sắc kí Để nâng cao độ nhạy phép xác định vi l-ợng nguyên tố ng-ời ta sử dụng ph-ơng pháp tổ hợp chiết với ph-ơng pháp phân tích hoá lí, có ph-ơng pháp tổ hợp chiết-phổ hấp thơ nguyªn tư dïng ngän lưa ( F- AAS ) Ưu điểm ph-ơng pháp so với việc xác định nguyên tố dung dịch n-ớc tăng độ nhạy phép xác định, phép phân tích nhanh đơn giản Để xác định Crom n-ớc uống, n-ớc thải, n-ớc biểntheo tổ chức môi tr-ờng Mỹ (EPA) đà đề nghị dùng ph-ơng pháp chiết phức Crom với amoni pyrolidin đithiocacbamat dung môi MIBK ph-ơng pháp 719.7; ph-ơng pháp 218.3; ph-ơng pháp 218.4 Các ph-ơng pháp dựa sở tạo phức Cr(VI) với APDC, chiết MIBK phun dịch chiết vào lửa (ph-ơng pháp AAS) Để áp dụng hiệu ph-ơng pháp cần phải biết số điều kiện để hình thành phức chiết phức Nh-ng tài liệu n-ớc đề cập đến vấn đề Do vậy, đà chọn đề tài:nghiên cứu tạo phức Cr(VI) với amoni pyrolidin đithiocacbamat, chiết phức metylizobutylxeton, ứng dụng để xác định đồng thời Cr(III) Cr(VI) làm luận văn tốt nghiệp đại học Thực đề tài giải nhiệm vụ sau : 1.Khảo sát hiệu ứng đơn ligan Cr(VI) amoni pyroliđin đithiocacbamat Khảo sát ®iỊu kiƯn t¹o phøc tèi -u cho sù t¹o phøc chiết phức metylizobutylxeton (MIBK) Khảo sát khoảng nồng độ tuân theo định luật Beer Xây dựng ®-êng chn phơ thc A vµo nång ®é Cr(VI) theo ph-ơng pháp trắc quang Xác định mẫu giả ứng dụng để xác định đồng thời Cr (III) Cr (VI) cïng mét mÉu PhÇn I: tỉng quan I số đặc điểm Crom thuốc thử amoni pyrolidin đithiocacbamat I.1 Một số đặc điểm nguyên tố Crom [1; 2; 14] I.1.1 vị trí, cấu tạo tính chất Crom Crom nguyên tố ô thứ 24 bảng hệ thống tuần hoàn, hàm l-ợng Crom vỏ trái đất chiếm 6.10 -3 % tỉng sè nguyªn tè - KÝ hiƯu: cr - Sè thø tù: 24 - CÊu h×nh electron: Cr: [Ar] 3d 54s1; Cr3+: [Ar] 3d 34s0; Cr6+ : [Ar] 3d 04s0 - Khối l-ợng nguyên tử: 51,996 - Bán kính nguyên tử: r=1,27 Ao - Độ âm điện theo pauling: 1,66 -ThÕ ®iƯn cùc chn: ECr3+/Cr = - 0,74 ( V ) ECr6+/Cr3+ = +1,33( V ) - Năng l-ợng ion hoá Mức năngl-ợng ion hoá I1 I2 I3 l-ợng ion hoá (eV) 6,76 16,49 30,95 - Số oxi ho¸ : 0; +1; +2; +3; +4; +5; +6 Trong bậc oxi hoá +3 đặc tr-ng đặc tr-ng +6 I.1.2 Tính chất vật lý hoá học Crom I.1.2.1 Tính chất vật lý Crom: kim loại nặng (d=7,2) có màu trắng bạc có ánh kim loại, cứng, khó nóng chảy khó sôi Một vài thông số vật lý: - Khối l-ợng riêng (g/cm 3): d=7,2 - Nhiệt độ nóng chảy: 1870 oC - Nhiệt độ sôi: 2197 oC - Nhiệt thăng hoa: 368,2 KJ/mol Crom tinh khiết dễ chế hoá học nh-ng có lẫn vết tạp chất trở nên cứng giòn Việc đ-a Crom vào thép làm tăng độ cứng, độ bền nhiệt, độ bền ăn mòn độ bền hoá học ThÐp dơng chøa: 3/4 % Cr ThÐp kh«ng rØ Cr:18/25 % Thép Crom-vonfram: 7,5 % Cr Crom đ-ợc ứng dơng nhiỊu thùc tÕ I.1.2.2 TÝnh chÊt ho¸ häc Crom I.1.2.2.1 Đơn chất Crom Crom kim loại chuyển tiếp d, trạng thái đơn chất có màu trắng có ánh kim, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, khó nóng chảy, khó sôi điều kiện th-ờng, crom bền vững với không khí Crom tan dung dịch axit tính oxi hoá dung dÜch cã tÝnh oxi ho¸ Cr + 2HCl = CrCl2 + H2 Crom đ-ợc ứng dụng nhiều thực tế ứng dụng làm tăng độ cứng độ bền thép xây dựng I.1.2.2.2 Hợp chất Crom Crom phổ biến thiên nhiên nên hợp chÊt cđa nã cịng phong phó nh-: hỵp chÊt cđa Crom(II), Cr(III), Cr(VI) Trong hợp chất kaliđicromat đ-ợc ứng dụng nhiều phổ biến thực tế Hỵp chÊt cđa Crom (III) a Crom(III) oxit Cr2O: Dạng tinh thể màu đen ánh kim có cấu tạo giống Al2O3 hợp chất bền Crom, nóng chảy 2265 0C Dạng vô định hình chất bột màu lục thẫm th-ờng dùng làm bột màu cho sơn thuốc vẽ Cr2O3 oxit trở mặt hoá học sau nung nóng, khôngtan n-ớc, dung dịch axit dung dÞch kiỊm TÝnh l-ìng tÝnh cđa Cr 2O3chØ thĨ hiƯn nấu chảy với kiềm hay kali hiđrosunfat Cr2O3 + 2KOH = 2KCrO + H2O Cr2O3 + 6KHSO4 = Cr2(SO4)3 + 3K2SO4 + 3H2O Ph¶n øng thø hai x¶y t-¬ng tù nh- vËy víi K 2S2O7 Cr2O3 + K2S2O7 = Cr2(SO4)3 + 3K2SO4 Khi nÊu ch¶y víi peoxit kim loại kiềm với hỗn hợp kiềm nitrat hay clorua kim loại kiềm, biến thành cromat 5Cr2O3 + NaBrO3 + 14NaOH = 10Na2CrO4 + 3Br2 + 7H2O Cr2O3 dùng để điều chế kim loại crom Cr2O3 đ-ợc điều chế cách đốt nóng hỗn hợp cña K 2Cr2O7 than hay l-u huúnh nåi b»ng thÐp K2Cr2O7 + S = Cr2O3 + K2SO4 b Crom (III) hiđroxit-Cr(OH)3: có cấu tạo giống với Al(OH)3 kết tủa nhầy, màu lục nhạt, không tan n-ớc có thành phần biến đổi đồng thời điều chỉnh pH = 2ữ định mức đến vạch (kiểm tra pH máy đo pH điều chỉnh dung dịch HNO 10-1M) Cho vào phễu chiết dung tích 125ml sau cho vào 5ml Metylizobutylxeton Đậy phễu chiết lắc bình khoảng thời gian 3phút Để yên cho hai t-ớng phân lớp phút, cẩn thận mở khoá cho lớp n-ớc chảy vào phễu khác , phần Metylizobutylxeton chứa phức crom cho chảy vào bình định mức 10ml qua phễu khô có giấy lọc khô loại băng trắng Sau tiến hành lÇn nhvËy (víi tỉng thĨ tich Metylizobutylxeton dïng lần chiết 10ml) thu tất vào bình định mức Cuối định mức Metylizobutylxeton Đậy nút lắc đều, sau để yên bãng tèi 10 phót, råi ®o nhanh mËt ®é quang dung dịch thu đ-ợc = 495nm 665nm Ta thu đ-ợc kết bảng III.2.4.3 Kết - thảo luận Tiến hành đo mật độ quang mẫu ta thu đ-ợc kết bảng Bảng 5: Sự phụ thuộc mật độ quang dung dịch vào nồng độ thuốc thử Bình VCr6 (ml) 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 VAPDC(ml) CTT C ionKL 10 15 20 25 A(=665nm) 0,218 0,341 0,554 0,496 0,532 A(=4955nm) 0,119 0,278 0,479 0,398 0,419 VËy tû lƯ CTT C ionKL = 15 lµ tèi -u III.2.5 Khảo sát l-ợng dung môi hữu tối -u để chiết phức III.2.5.1 Nguyên tắc Chế hoá mẫu ( dung dịch Cr6+ + thuốc thử APDC) điều kiện khác hoàn toàn nh- nhau, cho vào bình định mức dung tích 25ml Chiết phức với l-ợng dung môi Metylizobutylxeton khác Đo mật độ quang dung dịch thu đ-ợc = 495nm 665nm Ta rút đ-ợc phụ thuộc mật độ quang dung dịch phức vào l-ợng dung môi III.2.5.2 Cách tiến hành Lấy bình định mức dung tích 25ml lần l-ợt cho vào bình 2,00ml Cr6+ 10-3M, cho tiếp vào 3,00ml APDC 10 -2M pha lo·ng b»ng n-íc cÊt lần đồng thời điều chỉnh pH = 2ữ định mức đến vạch (kiểm tra pH máy đo pH điều chỉnh dung dịch HNO 10-1M) Cho vào phễu chiết dung tích 125ml sau cho vào 3,00ml Metylizobutylxeton Đậy phễu chiết lắc bình khoảng thời gian phút Để yên cho hai t-ớng phân lớp phút, cẩn thận mở khoá cho lớp n-ớc chảy vào phễu khác, phần Metylizobutylxeton chứa phức crom cho chảy vào bình định mức 10ml qua phễu khô có giấy lọc khô loại băng trắng Sau tiến hành lần nh- (với tổng thể tich Metylizobutylxeton dùng lần chiết với tổng thể tích khác t-ơng ứng là:7,00ml; 8,00ml; 9,00ml; 10,00ml; 11,00ml) thu tất vào bình định mức Cuối định mức Metylizobutylxeton Đậy nút lắc ®Ịu, sau ®ã ®Ĩ yªn bãng tèi 10 phót, đo nhanh mật độ quang dung dịch thu đ-ợc = 495nm 665nm Ta thu đ-ợc kÕt qu¶ ë b¶ng III.2.5.3 KÕt qu¶ th¶o luËn Tiến hành đo mật độ quang mẫu ta thu đ-ợc kết bảng: Bảng 6: Sự phụ thuộc mật độ quang dung dịch vào l-ợng dung môi chiết Bình Vdm ( ml) 10 11 A(=665nm) 0,517 0,523 0,533 0,554 0,494 A(=495nm) 0,410 0,422 0,435 0,479 0,444 NhËn xÐt: Nh- l-ợng dung môi tối -u sau lần chiết phức 10ml III.2.6 Khảo sát số lần chiết phức III.2.6.1.Nguyên tắc Ta chế hoá mẫu ®iỊu kiƯn nh- nhau, tiÕn hµnh thÝ nghiƯm nhnhau chØ khác số lần chiết phức, sau đo mật độ quang ë b-íc sãng  = 495nm vµ 665nm Tõ kết đo đ-ợc số lần chiết tối -u thời gian ứng với mật độ quang cực đại III.2.6.2 Cách tiến hành Lấy bình định mức dung tích 25ml lần l-ợt cho vào bình 2,00ml Cr6+ 10-3M, sau cho tiếp 3,00ml APDC 10 -2M vào pha loÃng n-ớc cất lần đồng thời điều chỉnh pH = 2ữ định mức đến vạch ( kiểm tra pH máy đo pH điều chỉnh dung dịch HNO3 10-1M) Cho vào phễu chiết dung tích 125ml sau cho vào Vml Metylizobutylxeton Đậy phễu chiết lắc bình khoảng thời gian phút Để yên cho hai t-ớng phân lớp khoảng thời gian 5phút cẩn thận mở khoá cho lớp n-ớc chảy vào phễu khác , phần Metylizobutylxeton chứa phức crom cho chảy vào bình định mức 10ml qua phễu khô có giấy lọc khô loại băng trắng Số lần chiết lần l-ợt là: lần; lần; lÇn; lÇn ; lÇn (víi tỉng thĨ tich Metylizobutylxeton dùng để chiết 10ml) thu tất vào bình định mức Cuối định mức Metylizobutylxeton Đậy nút lắc đều, sau để yên bãng tèi 10 råi ®o nhanh mËt ®é quang dung dịch thu đ-ợc = 495nm 665nm Ta thu đ-ợc kết ghi bảng III.2.6.3 Kết thảo luận Tiến hành đo mật độ quang mẫu ta thu đ-ợc kết bảng: Bảng 7: Sự phụ thuộc mật độ quang dung dịch vào số lần chiết phức Bình Sè lÇn chiÕt A(=665nm) 0,447 0,553 0,554 0,552 0,549 A(=495nm) 0,382 0,475 0,479 0,476 0,471 NhËn xÐt: Nh- vËy sè lÇn chiết phức tối -u lần III.3 Khảo sát khoảng nồng độ tuân theo định luật Beer III.3.1 Nguyên tắc Khảo sát mật độ quang dÃy phức có nồng độ tăng dần Tìm khoảng nồng độ mà mật độ quang tuyến tính, khoảng nồng độ tuân theo định luật Beer III.3.2 Cách tiến hành Lấy bình định mức dung tích 25ml cho vào bình thể tích Cr 6+có nồng độ 10 -3M + 1,5 thĨ tÝch APDC cã nång ®é 10 -2M, pha n-ớc cất lần đồng thời điều chỉnh pH = 2ữ3 định mức đến vạch Tiến hành chiết Metylizobutylxeton lần với tổng thể tích 10ml, thu tất vào bình định mức 10ml, định mức Metylizobutylxeton ta đ-ợc dÃy dung dịch có nồng độ tăng dần, thể tích Cr6+ tăng dần ứng với nồng độ bình là: 2.10-5 M; 4.10-5M; 6.10-5 M; 8.10-5M; 12.10-5M; 14.10-5M; 16.10 -5M; 20.10 -5M III.3.3 Kết thảo luận Tiến hành đo mật độ quang mẫu ta thu đ-ợc lÕt qu¶ ë b¶ng 8nh- sau: B¶ng 8: Sù phơ thuộc mật độ quang vào nồng độ phức chất B×nh CCr6+.10-5 12 14 16 20 A(=665nm) 0,143 0,272 0,419 0,554 0,829 0,968 1,104 1,382 A (=495nm) 0,149 0,233 0,333 0,425 0,578 0,662 0,747 0,952 VËy kho¶ng nång độ phức tuân theo định luật Beer 2.10 -5M ữ 20.10 -5M (Những khoảng nồng độ khác ch-a khảo sát) III.4 Xây dựng đ-ờng chuẩn để xác định Cr 6+ III.4.1 Xây dựng đ-ờng chuẩn theo ph-ơng pháp chiết trắc quang Điều chế dÃy phức Cr6+ -APDC (tỉ lệ 1:1,5) có niồng độ khác nhau, nằm khoảng tuân theo định luật Beer Cụ thể: ta chuẩn bị phễu chiết lần l-ợt thêm vào phễu 0,5 ;1; 1,5; 2; ; 3,5; 4; ml dung dịch Cr6+ nồng độ 10 -3M Sau ®ã thªm thc thư APDC 10-2M vãi thĨ tÝch gÊp 1,5 lần thể tích ion kim loại đà lấy Thêm n-ớc cất lần đồng thời điều chỉnh pH= 2ữ định mức đến vạch 25ml Các dung dịch thu đ-ợc t-ơng ứng có nồng độ ban đầu: 2.10 -5 M; 4.10 -5M; 6.10-5 M; 8.10 -5M; 12.10 -5M; 14.10 -5M; 16.10-5M; 20.10 -5M Cho vµo phƠu chiÕt dung tích 125 ml sau cho vào 5ml dung dịch Metylizobutylxeton Đậy phễu chiết lắc khoảng phút sau để yên cho hai t-ớng phân lớp phút Cẩn thận mở khoá cho n-ớc chảy vào phễu khác, phần Metylizobutylxeton cho chảy vào bình định mức 10ml qua phễu có giấy lọc khô loại băng trắng Sau tiến hành lần nh- thu tất vào bình định mức với tổng thể tích dung môi lần 10ml Cuối định mức Metylbutylxeton Đậy nút lắc để yên khoảng 10 phút sau đem ®o nhanh mËt ®é quang Ta thu ®-ỵc kÕt qđa ë b¶ng sau: B¶ng 9: Sù phơ thc mËt độ quang vào nồng độ phức màu Bình CCr6+.10-5 12 14 16 20 A (=665nm) 0,143 0,272 0,419 0,554 0,812 0,970 1,082 1,379 A (=495nm) 0,149 0,233 0,333 0,425 0,578 0,662 0,474 0,952 Atæng= A495+A665 0,292 0,505 0,762 0,979 1,390 1,632 1,829 2,331 Tõ kÕt qu¶ thùc nghiệm bảng xử lí số liệu ph-ơng pháp toán học thống kê ta thu đ-ợc ph-ơng trình đ-ờng chuẩn sau: Tại b-ớc sóng =495nm ta có ®å thÞ ®-êng chuÈn sau: A= 0.0436C + 0.0629 R2 = 0.9982 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 10 15 20 25 H×nh 12: Đồ thị đ-ờng chuẩn b-ớc sóng =495nm Tại b-ớc sóng =665 nm ta có đồ thị đ-ờng chuẩn sau: 1.6 1.4 A = 0.0683C + 0.0037 R2 = 0.9995 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 0 10 15 20 Hình 13: Đồ thị đ-ờng chuẩn b-íc sãng =665 nm 25 A 2.5 A = 0.1118.C + 0.0695 R2 = 0.9992 1.5 0.5 0 10 15 20 25 Hình 14 : Đồ thị đ-ờng chuẩn tổng pic III.4.2 Khảo sát mẫu giả III.4.2.1 Nguyên tắc Chế hoá mẫu ( dung dịch Cr6+ + thuốc thử APDC) điều kiện khác hoàn toàn nh- nhau, cho vào bình định mức dung tích 25ml Chiết phức với l-ợng dung môi Metylizobutylxeton Đo mật độ quang dung dịch thu đ-ợc = 495nm 665nm III.4.2.2 Cách tiến hành Lấy 2,50ml Cr6+ 10-3M, cho tiÕp vµo 3,75ml APDC 10 -2M pha loÃng n-ớc cất lần đồng thời điều chỉnh pH = ữ3 định mức đến vạch (kiểm tra pH máy đo pH điều chỉnh dung dịch HNO 101 M) Cho vào phễu chiết dung tích 125ml sau cho vào 5,00ml Metylizobutylxeton Đậy phễu chiết lắc bình khoảng thời gian 3phút Để yên cho hai t-ớng phân lớp phút, cẩn thận mở khoá cho lớp n-ớc chảy vào phễu khác, phần Metylizobutylxeton chứa phức crom cho chảy vào bình định mức 10ml qua phễu khô có giấy lọc khô loại băng trắng Sau tiến hành lÇn nh- vËy (víi tỉng thĨ tÝch Metylizobutylxeton dïng lần chiết 10,00ml) thu tất vào bình định mức Cuối định mức Metylizobutylxeton Đậy nút lắc đều, sau để yên bóng tối 10 phút, đo nhanh mật độ quang dung dịch thu đ-ợc = 495nm 665nm III.4.2.3 Kết qủa thảo luận Đo mật độ quang b-ớc sóng = 495nm 665nm ta thu đ-ợc kết quả: A495nm= 0,515 ; A 665nm = 0,698 Suy Atæng= A495 + A665 = 1,213 III.4.3 Đánh giá ph-ơng pháp Tại b-ớc sóng = 495nm ta có: Từ mật độ quang đo đ-ợc mẫu giả (với nồng độ Cr 6+ ban đầu C = 10.10 -5 M) thay vào ph-ơng trình đ-ờng chuÈn: A495 = 0,0436.10 C + 0,0629 Ta tÝnh đ-ợc nồng độ Cr6+trong mẫu giả theo ph-ơng trình là: C x0 = 10.3693.10 -5M áp dụng với xử lí thống kê toán học ta thu đ-ợc kết sau: q C  C x0 C o 100  3,693%  5% Nh- vËy ta cã thĨ ¸p dụng ph-ơng pháp nghiên cứu để xác định nồng độ nguyên tố mẫu phân tích t TN C x0  C SX  ; t(p;k)=2,45 - tTN< t(p;k) < tTN  Cx0 ≠ C0 lµ nguyên nhân ngẫu Tại b-ớc sóng = 665nm ta có: Từ mật độ quang đo đ-ợc mẫu giả (với nồng độ Cr 6+ban đầu C = 10.10 -5M) thay vào ph-ơng trình đ-ờng chuẩn A665 = 0,0683.10 C + 0,0037 Ta tính đ-ợc nồng độ Cr6+trong mẫu giả theo ph-ơng trình là: C x0 = 10,1654.10 -5M áp dụng với xử lí thống kê toán học ta thu đ-ợc kết sau: q C  C x0 Co 100  1.654%  5% Nh- ta áp dụng ph-ơng pháp nghiên cứu để xác định nồng độ nguyên tố mẫu ph©n tÝch tTN  Cx0  C SX  ; t(p;k)=2,45 - tTN< t(p;k) < tTN  Cx0 C0 nguyên nhân ngẫu nhiên Theo ph-ơng trình đ-ờng chuẩn tổng hai pic ta có: Từ mật độ quang đo đ-ợc mẫu giả (với nồng độ Cr 6+ban đầu C = 10.10 -5M) thay vào ph-ơng trình đ-ờng chuẩn: Atổng = 0,118.10 C + 0,0695 Ta tính đ-ợc nồng độ Cr6+trong mẫu giả theo ph-ơng trình là: C x0 = 9,691.10 -5M áp dụng với xử lí thống kê toán học ta thu đ-ợc kết sau: q C C x0 Co 100  3,093%  5% Nh- vËy ta áp dụng ph-ơng pháp nghiên cứu để xác định nồng độ nguyên tố mẫu phân tích t TN  C x0  C SX  ; t(p;k)=2,45 - tTN< t(p;k) < tTN  Cx0 C0 nguyên nhân ngẫu nhiên III.5 Xác định đồng thời Cr3+ Cr6+ III.5.1 Nguyên tắc - Lấy hàm l-ợng Cr3+ Cr6+ xác định, cho tạo phức với thuốc thử APDC với điều kiện tèi -u gièng nh- víi phøc cđa Cr 6+ víi thuốc thử APDC Sau đo đ-ợc mật độ quang b-ớc sóng 495 nm 665 nm - Lấy hàm hàm l-ợng Cr3+ Cr6+ xác định, sau ®ã ®em khư b»ng KMnO4 m«i tr-êng axit ®Ĩ chuyển Cr3+ thành Cr6+, tạo phức với thuốc thử APDC nh- Đo mật độ quang b-ớc sóng 495 nm 665 nm III.5.2 Cách tiến hành - Bình 1: Lấy 1,00ml Cr3+ 10-3M 1,00ml Cr6+ 10-3M , cho tiÕp vµo 3,00ml APDC 10 -2M pha lo·ng n-ớc cất lần đồng thời điều chỉnh pH = 2ữ3 định mức đến vạch (kiểm tra pH máy đo pH điều chỉnh dung dịch HNO 10-1M) Cho vµo phƠu chiÕt dung tÝch 125ml sau cho vào 5,00ml Metylizobutylxeton Đậy phễu chiết lắc bình khoảng thời gian 3phút Để yên cho hai t-íng ph©n líp phót, cÈn thËn më khoá cho lớp n-ớc chảy vào phễu khác, phần Metylizobutylxeton chứa phức crom cho chảy vào bình định mức 10ml qua phễu khô có giấy lọc khô loại băng trắng Sau tiến hành lần nh- (với tổng thể tích Metylizobutylxeton dùng lần chiết 10,00ml) thu tất vào bình định mức Cuối định mức Metylizobutylxeton Đậy nút lắc đều, sau để yên bóng tối 10 phút, đo nhanh mật độ quang dung dịch thu đ-ợc = 495nm 665nm - Bình 2: : LÊy 25,00ml Cr3+ 10-3M vµ 25,00ml Cr6+ 10-3M cho vào cốc thuỷ tinh đun nóng khử KMnO4 môi tr-ờng axit để oxi hoá Cr3+ thành Cr6+ cách sau: Đun nhẹ hỗn hợp chứa Cr 3+ Cr6+ (đà đ-ợc axit hoá) đến hỗn hợp nóng lên ta nhỏ giọt dung dịch KMnO vào khuấy Làm tiếp tục nh- dung dịch xuất màu hồng nhạt ngừng nhỏ giọt, tiếp tục đun thêm 10 phút Sau khử KMnO4 d- vài giọt hiđroxylamin hyđroclorua (NH 2OH HCl) đến hết màu hồng, sau đợi phút , đun nóng thêm phút, để nguội cuối định mức vào bình định mức 50ml Sau dùng pipet lấy 4ml hỗn hợp vừa khử (đà khử hết Cr 3+) vào bình định møc 25ml, cho tiÕp vµo 6,00ml APDC 10 -2M pha loÃng n-ớc cất lần đồng thời điều chỉnh pH = ữ3 định mức đến vạch (kiểm tra pH máy đo pH điều chỉnh dung dịch HNO 10-1M) Cho vào phễu chiết dung tích 125ml sau cho vào 5,00ml Metylizobutylxeton Đậy phễu chiết lắc bình khoảng thời gian 3phút Để yên cho hai t-ớng phân lớp phút, cẩn thận mở khoá cho lớp n-ớc chảy vào phễu khác, phần Metylizobutylxeton chứa phức crom cho chảy vào bình định møc 10ml qua mét phƠu kh« cã giÊy läc kh« loại băng trắng Sau tiến hành lần nh- vËy (víi tỉng thĨ tÝch Metylizobutylxeton dïng c¶ lần chiết 10,00ml) thu tất vào bình định mức Cuối định mức Metylizobutylxeton Đậy nút lắc đều, sau để yên bóng tèi 10 phót, råi ®o nhanh mËt ®é quang cđa dung dịch thu đ-ợc = 495nm 665nm III.5.3 Kết thảo luận Đo mật độ quang b-ớc sóng = 495nm 665nm thu đ-ợc kết sau: - bình 1: A495nm= 0,240 ; - ë b×nh 2: A495nm= 0,417 ; A665nm = 0,279; Atæng = 0,519 A 665nm = 0,553; A tæng = 0,970 Xác định nồng độ Cr3+ Cr6+: Tại b-ớc sóng = 495nm có ph-ơng trinh đ-ờng chuẩn là: A = 0,0436 105 C + 0,0629 (1) - Tại bình 1: A495nm= 0,240 thay vào ph-ơng trình đ-ờng chuẩn (1) ta tính đ-ợc : CCr6+ = 4,062.10 -5M ¸p dơng xư lý sè liƯu thèng kê thực nghiệm ta đ-ợc: q = 1,482% < 5% - Tại bình 2: A495nm= 0,417 thay vào ph-ơng trình ®-êng chn (1) ta tÝnh ®-ỵc CCr6+ + CCr3+ =8,122.10 -5M Suy CCr3+ = 4,06.10 -5M ¸p dơng xư lý số liệu thống kê thực nghiệm ta đ-ợc: q = 1,50% < 5%  T¹i b-íc sãng  = 665nm có ph-ơng trình đ-ờng chuẩn A665 = 0,0683.10 C + 0,0037 (2) - Tại bình 1: A665= 0,279 thay vào ph-ơng trình đ-ờng chuẩn (2) ta tính đ-ợc: CCr6+ =4,031.10 -5M ¸p dơng xư lý sè liƯu thèng kê thực nghiệm ta đ-ợc: q = 0,769 % < 5% - Tại bình 2: A665nm= 0,553 thay vào ph-ơng trình đ-ờng chuẩn (2) ta tính đ-ợc CCr6+ + CCr3+ =8,042.10 -5M Suy CCr3+ =4,011.10 -5M ¸p dơng xư lý số liệu thống kê thực nghiệm ta đ-ợc: q = 0,286% < 5% áp dụng ph-ơng trình đ-ờng chuÈn tæng pic: Atæng = 0,118.10 C + 0,0695 (3) - Tại bình 1: Atổng = 0,519 thay vào ph-ơng trình đ-ờng chuẩn (3) ta tính đ-ợc: CCr6+ =3,809.10 -5M áp dụng xử lý số liệu thống kê thực nghiệm ta đ-ợc: q = 4,77 % < 5% - Tại bình 2: Atổng = 0,970 thay vào ph-ơng trình đ-ờng chuẩn (3) ta tính đ-ợc CCr6+ + CCr3+ =7,631.10 -5M Suy CCr3+ = 3,822.10 -5M ¸p dơng xử lý số liệu thống kê thực nghiệm ta đ-ợc: q = 4,44 % < 5% KÕt luËn: Cã thÓ xác định đồng thời Cr3+ Cr6+ mẫu Phần III: Kết luận Căn vào mục đích chọn đề tài, giải nhiệm vụ dặt ra, đà thu đ-ợc số kết nh- sau: Đà tổng quan đ-ợc số vấn đề liên quan đến đề tài: đặc điểm Cr (VI) thuốc thử amoni pyrolidin đithiocacbamat, số vấn đề phân tích trắc quang, ph-ơng pháp xác định crom Đà khảo sát đ-ợc hiệu ứng tạo phức đơn ligan Cr 6+ amoni pyroliđin đithiocacbamat Đà xác định đ-ợc số điều kiện tối -u cho sù t¹o phøc: λMax=665 nm; pHtèi -u = ữ3; thời gian lắc chiết phút; thời gian để lắng phút; thời gian độ bền phức 10 phút; nồng độ thuốc thử tối -u CTT 15 ; khảo sát tổng thể tích l-ợng dung môi sau lần chiết 10ml CionKL Khảo sát khoảng nồng độ chất xác định tuân theo định luật Beer, kết quả: 2.10 -5 ữ 20.10 -5 M Xây dựng ph-ơng trình đ-ờng chuẩn ph-ơng pháp chiết trắc quang: A495nm = 0,0436.10 C + 0,0629 A665nm = 0,0683 10 C + 0,037 ứng dụng đề tài: - Xác định mẫu giả chứa Cr6+ thu đ-ợc kết quả: q495nm = 0,8945%; q 665nm= 0,94% ; sai số nguyên nhân ngẫu nhiên Có thể áp dụng ph-ơng pháp nghiên cứu để xác định nồng độ nguyên tố mẫu phân tích - Đà xác định đ-ợc đồng thời Cr3+ vµ Cr6+ cïng mét mÉu Tµi liƯu tham khảo Hoàng Nhâm, Hoá học vô (tập 1, 2, 3), Nxb Gi¸o dơc 1999 N.X Acmetop (1978), Hoá vô cơ- phần II Nxb Đại học trung học chuyên nghiệp A.K.Bapko, A.T.Philipenco (1975), Phân tích trắc quang Tập 1,2 Nxb Giáo dục- Hà Nội 30 thực tập hoá học phân tích Đại học KH-TN Khoa Hoá thuộc môn hoá phân tích H-íng dÉn vỊ chÊt l-ỵng n-íc ng cđa tỉ chức y tế giới đ-ợc vụ y tế dự phòng Paster Nha Trang dịch xuất 1994 Lê Đức Ngọc, Hoá sinh đại c-ơng, ĐHQG Hà Nội Nguyễn Khắc Nghĩa, Các ph-ơng pháp phân tích hoá lí, ĐHSP Vinh 1996 Nguyễn Khắc Nghĩa (1994), Toán thống kê xử lí số liệu, ĐHSP Vinh Nguyễn Trọng Biểu, Từ Văn Mạc (2002), Thuốc thử hữu Nxb KHKT Hà Nội 10 GS.TS Hồ Viết Quý (2006), Chiết tách phân chia xác định chất dung môi hữu (Tập 2) Nxb KH-KT 11 GS.TS Hồ Viết Quý (2001), Ph-ơng pháp phân tích lí hoá Nxb Giáo dục 12.GS.TS Lâm Minh Triết, Các ph-ơng pháp phân tích kim loại n-ớc n-ớc thải Nxb KH-KT 13.Lê Văn Khoa, Ph-ơng pháp phân tích dất n-ớc trồng phân bón Nxb Giáo dục 14 Hoàng Minh Châu, Cơ sở hoá học phân tích Nxb KH-KT 15 Nguyễn Khắc Nghĩa, Thực hành phân tích định l-ợng ĐHSP Vinh 16 David Harvey (2000), Modern Analytical Chemitstry, International Edition 17 P.gElving, IMKollhoff, Chemitscal anlyis, Interscience Publishers 18 Lê Đức (dịch) (1979), Nguyên tố vi l-ợng trồng trọt (Tập 2) Nxb KH-KT Hà Nội 19 Phạm Luận (2003), Ph-ơng pháp phân tích phổ nguyên tử Nxb ĐH Quốc gia Hà Nội 20 Trần Tứ Hiếu, Hoá phân tích, Nxb Tr-ờng Đại học đại c-ơng 21 Bài báo: Simultaneãu Extraction of Cr(III) and Cr(VI) -ith a Dithiocarbamate Reagent Followed by HPLC Separation for Chromium Speciation” cđa hai t¸c giả: Joanna Shafoen W ANG KongHwa CHIU ... nghiên cứu Do chúng ảnh h-ởng đến tranh tạo phức thật, đến hiệu ứng tạo phức tham số nhận đ-ợc III.3 Nghiên cứu khả áp dụng phức màu để định l-ợng trắc quang [11; 13; 14; 18] Để áp dụng phức màu... số định l-ợng nh- số bền, số cân phản ứng tạo phức th-ờng đ-ợc công bố lực ion xác định Mặt khác anion muối trơ, anion dung dịch đệm để giữ pH định có khả tạo phức với ion trung tâm kim loại nghiên. .. độ quang cực đại định III.2.5 Nghiên cứu lực ion Khi nghiên cứu định l-ợng phức ta th-ờng tiến hành lực ion định ( ví dụ = 0,1 hay 1,0) muối trơ mà anion không tạo phức tạo phức yếu nh-: NaClO