Trong phần này chỳng tụi trỡnh bày kỹ thuật thực nghiệm bao gồm: Cỏch pha húa chất, mỏy đo và cỏc dụng cụ thớ nghiệm, cũng như cỏc phương phỏp tiến hành thớ nghiệm.
2.1. Dụng cụ và thiết bị nghiờn cứu
2.1.1. Dụng cụ
Cỏc dụng cụ thủy tinh đo thể tớch như pipet, micropipette, buret, microburet, bỡnh định mức, cốc thủy tinh, phễu chiết cú thể tớch khỏc nhau đều được ngõm rửa kĩ bằng hỗn hợp sunfocromic, trỏng rửa bằng nước cất một và hai lần…
2.1.2. Thiết bị nghiờn cứu
Cõn phõn tớch SARTORIUS Gp 1503p (Đức) (độ chớnh xỏc).
Cõn kĩ thuật Precisa HA 60 (Switzerland).
Mỏy đo pH METTLER TOLEDO 320 (Anh) với tớn hiệu 2 số lẻ sau dấu phẩy.
Mỏy đo quang phổ HITACHI U – 2910 SPECTROPHOTOMETER và mỏy HITACHI U – 2800 SPECTROPHOTOMETER (Nhật Bản) đo mật độ quang với tớn hiệu 3 số lẻ sau dấu phẩy, cuvet thủy tinh cú bề dày 1,001cm.
Mỏy lắc siờu õm Power sonic 510 (Hàn Quốc).
Tớnh toỏn và xử lý số liệu bằng chương trỡnh MS- Excel, phần mềm đồ họa Matlab.
2.2. Pha chế húa chất
Tất cả cỏc húa chất sử dụng trong luận văn đều thuộc loại tinh khiết húa học hoặc tinh khiết phõn tớch, nước cất một lần và nước cất hai lần.
2.2.1. Dung dịch Zr4+ (10-3M)
Cõn chớnh xỏc trờn cõn phõn tớch một lượng ZrO(NO3)2.8H2O, chuyển lượng húa chất vào cốc đó rửa sạch và sấy khụ, cho vào một lượng axit HNO3 đặc để hũa tan, tiếp đú dựng HNO3 1M hũa tan tiếp. Sau đú chuyển vào bỡnh định mức, thờm HNO3 1M đến vạch định mức và lắc đều ta được dung dịch Zr4+.
Nồng độ dung dịch được kiểm tra bằng chuẩn độ Complexon ở nhiệt độ 80oC đến 90oC dựng xilen da cam làm chỉ thị màu trong mụi trường pH = 0,5.
Để cú dung dịch Zr4+ 10-3 M, ta hỳt V ml theo tớnh toỏn dung dịch Zr4+ cú nồng độ chớnh xỏc ở trờn vào bỡnh định mức đó được rửa sạch, dựng HNO3 0,25M thờm vào cho đến vạch định mức và lắc đều ta được dung dịch Zr4+ 10- 3 M.
2.2.2. Dung dịch PAN (10-3 M)
Cõn chớnh xỏc trờn cõn phõn tớch 0,0276g thuốc thử PAN cho vào bỡnh định mức 100ml hũa tan bằng 80ml axetụn, lắc đều rồi định mức bằng nước cất đến vạch ta được dung dịch PAN cú nồng độ 10-3 M, cỏc dung dịch bộ hơn được pha từ dung dịch này.
2.2.3. Dung dịch CH2ClCOOH 1M
Cõn chớnh xỏc trờn cõn phõn tớch 18,9g CH2ClCOOH tinh khiết, hũa tan bằng nước cất hai lần vào bỡnh định mức 100ml, lắc đều rối định mức đến vạch, ta được dung dịch CH2ClCOOH 1M.
2.2.4. Dung dịch húa chất khỏc
Cỏc dung dịch NaOH và HNO3 được dựng để điều chỉnh pH thớch hợp dung dịch nghiờn cứu. Dung dịch NaNO3 2M dựng để duy trỡ lực ion cố định, được pha chế bằng cỏch cõn chớnh xỏc một lượng NaNO3 theo tớnh toỏn ứng với nồng độ 2M, hũa tan và chuyển vào bỡnh định mức, thờm nước cất đến vạch và lắc đều.
2.3. Cỏch tiến hành thớ nghiệm
2.3.1. Chuẩn bị dung dịch so sỏnh PAN
Hỳt chớnh xỏc một thể tớch dung dịch PAN cho vào cốc, thờm một thể tớch dung dịch NaNO3 để giữ lực ion cố định, sau đú thờm nước cất hai lần và đo pH trờn mỏy. Dựng dung dịch NaOH hoặc HNO3 thớch hợp để điều chỉnh pH cần thiết, chuyển vào bỡnh định mức, rửa điện cực, trỏng cốc và thờm nước cất hai lần đến vạch. Sau đú, cho dung dịch vào phễu chiết và chiết lờn pha hữu cơ, loại bỏ phần nước. Lấy phần dịch chiết để làm dung dịch so sỏnh khi đo mật độ quang của phức trong dung mụi hữu cơ.
2.3.2. Chuẩn bị dung dịch phức PAN - Zr(IV) - CH2ClCOOH
Hỳt chớnh xỏc một thể tớch dung dịch Zr4+ cho vào cốc, thờm một thể tớch dung dịch PAN và một thể tớch xỏc định dung dịch CH2ClCOOH. Tiếp đú thờm một thể tớch dung dịch NaNO3 2M để giữ lực ion cố định. Sau đú, chuyển vào bỡnh định mức, trỏng cốc, thờm nước cất hai lần đến vạch. Dựng dung dịch NaOH hoặc HNO3 thớch hợp để điều chỉnh pH đến giỏ trị thớch hợp cần thiết. Sau đú chiết lờn pha hữu cơ loại bỏ phần nước. Lấy phần dịch chiết của phức đem đo mật độ quang so với dịch chiết của dung dịch so sỏnh.
2.3.3. Phương phỏp nghiờn cứu
Nghiờn cứu sự tạo phức đa ligan PAN - Zr(IV) - CH2ClCOOH trong cỏc dung mụi hữu cơ khỏc nhau (khụng phõn cực, ớt phõn cực, phõn cực….) nhằm chọn được dung mụi chiết tốt nhất.
Xỏc định cỏc điều kiện tối ưu tạo phức như: thời gian tối ưu (ttư), khoảng pH tối ưu (pHtư), thể tớch pha hữu cơ chiết tối ưu, số lần chiết.
Cỏc phộp đo sau được thực hiện tại cỏc điều kiện tối ưu trờn.
Xỏc định thành phần phức, hằng số bền của phức, hằng số cõn bằng của phức, hệ số hấp thụ phõn tử gam của phức.
2.4. Xử lý kết quả thực nghiệm
•Giản đồ phõn bố cỏc dạng tồn tại của Zr(IV), thuốc thử PAN và thuốc thử CH2ClCOOH được xử lý bằng phần mềm đồ họa Matlab.
•Cơ chế phản ứng, phương trỡnh đường chuẩn và cỏc tham số định lượng của phức được xử lý trờn mỏy tớnh bằng chương trỡnh Descriptive, Regression trong phần mềm Ms- Excell.
Chương 3