- Số phẫu diện: rộng: 1m - dài 1,2m. - Độ sâu: 30cm.
- Địa điểm lấy mẫu: Quảng Hng - Quảng Xơng - Thanh Hoá. - Ngày lấy mẫu: 14 / 11/ 2003
- Ngày thí nghiệm: 4/ 12/ 2003. Quá trình thí nghiệm:
Đất đợc bóp nhỏ, nhặt sạch các xác thực vật, sỏi đá... cho vào hộp giấy, phơi khô trong nhà nơi thoáng mát, không có ánh nắng chiếu vào. Đất đã khô đ- ợc rây qua rây (lần 1), nghiền nhỏ mẫu bằng cối chày sứ, rây lại lần 2 và để riêng dùng làm thí nghiệm.
Cân trên cân phân tích 2,5000g đất khô không khí đã rây 2 lần ở trên, cho mẫu vào bình tam giác 500ml. Thêm vào 25ml dung dịch KCl 1N, lắc trên máy khuấy từ 1 giờ rồi lọc qua phễu lọc, dùng giấy lọc băng trắng đã tinh chế khỏi các vết nguyên tố vi lợng.
Lấy 5 ml dung dịch lọc cho vào phễu chiết sạch sau đó tiến hành thí nghiệm đã trình bày mục [3.1.1]. Đo mật độ quang ở λ = 540 nm, l = 1cm với dung dịch so sánh là CCl4 thu đợc kết quả ghi ở bảng 4:
Bảng 4: Giá trị mật độ quang phức kẽm đithizonat mẫu đất Quảng Hng -Quảng Xơng- Thanh Hoá.
Mẫu Mật độ quang Ā
A1 A2 A3
1 0,296 0,297 0,295 0,296
2 0,297 0,298 0,296 0,297
3 0,296 0,295 0,294 0,295
Thay các giá trị mật độ quang vào phơng trình đờng chuẩn chúng tôi thu đợc hàm lợng kẽm di động trong mẫu đất Quảng Hng - Quảng Xơng - Thanh Hoá sau 3 lần thí nghiệm ghi ở 5 bảng.
Bảng 5: Kết quả hàm lợng Kẽm trong mẫu đất Quảng Hng - Quảng Xơng - Thanh Hoá:
Lần thí nghiệm Mật độ quang trungbình Ā Hàm lợng kẽm Zn2+ (mg/kg) 1 0,296 0,0785 2 0,297 0,0788 3 0,295 0,0781
Xử lý kết quả bằng toán học thống kê:
Hàm lợng kẽm di động là: 0,0785 ± 0,00008 (mg/kg) Sai số tơng đối của phép đo là: q% = 1,10%.
II.3.2.2. Mẫu đất Hng Đông - Thành phố Vinh - Nghệ An.
- Số phẫu diện: Rộng: 1m - dài 1,2m. - Độ sâu: 30cm.
- Địa điểm lấy mẫu: Hng Đông - Thành phố Vinh - Nghệ An. - Ngày lấy mẫu: Ngày 1/12/2003.
- Ngày thí nghiệm: 18/12/2003.
- Quá trình thí nghiệm: Sơ chế đất qua các quá trình: Nghiền, nhặt hết các xác thực vật, sỏi, đá v.v . Phơi khô trong không khí, rây 2 lần qua rây [3.2.1].
Cân trên cân phân tích 2,5000g đất khô trong không khí đã sấy cho mẫu vào bình tam giác 500ml. Thêm vào 25ml dung dịch KCl 1N lắc mẫu trên máy
khuấy từ 1 giờ rồi lọc qua phễu lọc, dùng giấy lọc băng trắng đã tinh chế khỏi các vết nguyên tố vi lợng.
Lấy 5ml dung dịch lọc cho vào phễu chiết sạch sau đó tiến hành nh mục [3.1.1]. Độ mật độ quang ở λ = 540nm, l = 1cm với dung dịch so sánh là dung môi CCl4 thu đợc kết quả bảng 6:
Bảng 6: Giá trị mật độ quang phức Kẽm - H2Dz mẫu đất Hng Đông - Thành phố Vinh: Mẫu Mật độ quang Ā A1 A2 A3 1 0,222 0,223 0,224 0,223 2 0,221 0,220 0,222 0,221 3 0,221 0,222 0,223 0,222
Thay vào đờng chuẩn chúng tôi thu đợc hàm lợng Kẽm di động trong mẫu đất Hng Đông - Thành phố Vinh sau 3 lần thí nghiệm ghi trong bảng 7.
Bảng 7: Kết quả hàm lợng kẽm di động trong mẫu đất Hng Đông - Thành phố Vinh. Lần thí nghiệm Mật độ quang trung bình (Ā) Hàm lợng Zn2+ (mg/kg) 1 0,223 0,0546 2 0,221 0,0540 3 0,222 0,0543
Xử lý bằng toán học thống kê chúng tôi thu đợc: Hàm lợng di động kẽm là: 0,0543 ± 0,00007 (mg/kg) Sai số tơng đối là: q% = 1,3%.
II.3.2.3. Mẫu đất Phúc Trạch - Hơng Khê - Hà Tĩnh.
- Số phẫu diện: Rộng: 1m - dài: 1,2m. - Độ sâu: 30cm
- Ngày lấy mẫu: 21/11/2003. - Ngày thí nghiệm: 10/12/2003 - Quá trình thí nghiệm:
Đất đợc bóp nhỏ, nhặt sạch xác thực vật, sỏi, đáv .v. cho vào hộp giấy, phơi khô trong nhà nơi thoáng mát và tránh ánh nắng chiếu vào mẫu. Đất đã khô rây qua rây, nghiền bằng cối chày sứ rồi rây lại lần nữa, để riêng dùng làm mẫu thí nghiệm.
Cân trên cân phân tích 2,5000g đất khô không khí trên, cho mẫu vào bình tam giác 500ml. Thêm vào 25ml dung dịch KCl 1N, dùng máy khuấy từ lắc 1giờ rồi lọc qua phễu lọc dùng giấy lọc băng trắng. Lấy 5ml dung dịch lọc cho vào phễu chiết sau đó tiến hành thêm 2 giọt chỉ thị metyl da cam, trung hoà bằng 10ml dung dịch natriaxetat 5% đến khi thấy chỉ thị chuyển sang màu vàng, lại thêm vào 2ml dung dịch natrithiosunfat 50%. Chiết kẽm 2 lần bằng dung dịch đithizon 0,02% trong CCl4, lần 1 dùng 2ml đithizon 0,02% trong CCl4, cho vào phễu chiết lắc 5 phút, để tách tớng 5 phút, sau đó tách tớng hữu cơ vào mẫu chiết mới (phễu 2).
Chiết lần 2: Thêm vào cả 2 phễu chiết mỗi phễu chiết 1ml dung dịch đithizon 0,02% trong CCl4, làm giống lần 1 tách tớng hữu cơ ở phễu 1 cho vào phễu 2.
Thêm vào phễu chiết 2 có chứa kẽm đithizon 25ml dung dịch Amoniăc 0,01N lắc 1 phút. Lớp kẽm đithizonat có màu đỏ đợc chuyển vào bình định mức khô 25ml, thêm dung dịch CCl4 đến vạch mức. Đo mật độ quang ở bớc sóng λ = 540nm, l = 1cm, dung dịch so sánh CCl4 thu đợc kết quả ở bảng 8
Bảng 8: Giá trị mật độ quang phụ thuộc vào phức Kẽm - H2Dz trong mẫu đất Phúc Trạch - Hơng Khê - Hà Tĩnh.
Mẫu Mật độ quang Ā
A1 A2 A3
1 0,277 0,277 0,277 0,277
2 0,279 0,278 0,277 0,278
Theo phơng trình đờng chuẩn chúng tôi tìm đợc hàm lợng kẽm di động trong mẫu đất Phúc Trạch - Hơng Khê - Hà Tĩnh sau 3 lần làm thí nghiệm ghi ở bảng 9.
Bảng 9: Kết quả hàm lợng trong mẫu đất Phúc Trạch - Hơng Khê - Hà Tĩnh Lần thí nghiệm Mật độ quang trung bình (Ā) Hàm lợng Zn2+ (mg/kg) 1 0,277 0,0723 2 0,278 0,0726 3 0,279 0,0729
Bằng toán học thống kê xử lý kết quả thu đợc:
Hàm lợng kẽm di động là 0,0726 ± 0,00074 (mg/kg). Sai số tơng đối của phép đo là q% = 1,0%
II. 3.3. So sánh hàm lợng kẽm 3 mẫu đất với thang đánh giá.
*. Bảng thang đánh giá hàm lợng kẽm (mgZn/kg). Rất nghèo : < 0,2 Nghèo : 0,2 - 1,0 Trung bình : 2 - 3 Giàu : 4 - 5 Rất giàu : > 5
Dựa theo thang đánh giá chúng tôi thấy với hàm lợng kẽm xác định đợc ở 3 mẫu đất Thanh - Nghệ - Tĩnh thì chúng đều xếp vào loại đất rất nghèo hàm l- ợng kẽm.
Theo [1.4] thì trong cây cần có: 20 - 240 mgZn/kg chất khô. Kẽm tồn tại ở dạng dễ tiêu cho cây là: 0,002% khối lợng chất khô (theo Vinogradov, 1950).
*. So sánh hàm lợng kẽm giữa 3 loại đất:
Mẫu đất Kim loại xác định Thuốc thử Hàm lợng xác định (mg/kg) Độ chính xác ε Sai số q%
Đất Thanh Hoá Zn Đi thi zon 0,0785 0,0008 1,1%
Đất Nghệ An Zn Đi thi zon 0,0543 0,0007 1,3%
Đất Hà Tĩnh Zn Đi thi zon 0,0726 0,00074 1,0%
Nhận xét:
Chúng tôi nhận thấy hàm lợng kẽm trong mẫu đất Thanh Hoá là lớn nhất, tiếp đến đất Hà Tĩnh và cuối cùng là đất Nghệ An.
Qua kết quả nghiên cứu đem lại chúng tôi thấy rằng vấn đề phân tích vi l- ợng kẽm trong đất cha phải đã giải quyết đợc toàn bộ việc phân tích mà mới chỉ tập trung phân tích lợng vết của kẽm bằng phơng pháp chiết trắc quang. Để mở rộng việc phân tích thành phân tích các lợng vết các kim loại khác thì cần đi sâu vào nghiên cứu các phơng pháp khác nh phơng pháp tách, làm giàu. Hớng nghiên cứu bằng làm giàu chất phân tích tốt hơn là áp dụng phơng pháp điện hoá hoà tan. Song để có thể phân tích mẫu đất một cách toàn diện, triệt để hơn chúng ta kết hợp nhiều phơng pháp chiết trắc quang - Phơng pháp hấp thụ nguyên tử (AAS) - phơng pháp cực phổ...
Trong luận văn chúng tôi mới đề cập việc phân tích vi lợng kẽm trong đối tợng: Đất Thanh Hoá, đất Nghệ An, đất Hà Tĩnh. Kết quả thu đợc đã xác nhận tính thực tế và có lợi nhiều mặt của phơng pháp chiết trắc quang. Phơng pháp chiết trắc quang là phơng pháp xác định các nguyên tố có nhiều triển vọng trong việc nghiên cứu các phơng pháp tự động để kiểm tra. Ngày nay, phơng pháp chiết trắc quang là một trong 4 hớng nghiên cứu chủ yếu của các nhà Hoá học phân tích nói riêng, của ngành Hoá học nói chung.
Kết quả phân tích 3 mẫu đất cho phép chúng tôi rút ra một số kết luận: Trong cả 3 mẫu đất đều là loại đất rất nghèo hàm lợng kẽm và chúng không đủ đáp ứng hàm lợng kẽm mà cây trồng cần. Điều này có thể giải thích một phần nào đó cho sự sinh trởng và phát triển của cây bởi ở vùng đất Phúc Trạch đã 4 -
5 năm nay cây ít quả làm ảnh hởng tới nhiều mặt nh năng suất, chất lợng... đặc biệt là vấn đề kinh tế.
Với nhiệm vụ đặt ra chúng tôi đã giải quyết đợc nh sau:
1. Đã tổng quan đợc cách lấy mẫu nh thế nào, phơi và nghiên mẫu ra sao, đã tổng quan đợc các phơng pháp xác định Kẽm và tìm đợc phơng pháp phù hợp là phơng pháp chiết trắc quáng - một phơng pháp phù hợp, thuận lợi về nhiều phơng diện hơn cả.
2. Đã tìm đợc thuốc thử thích hợp nhất cho việc xác định kẽm và phù hợp với phơng pháp chiết trắc quang là thuốc thử đithizon với dung môi CCl4.
3. Đã tìm đợc các điều kiện tối u và áp dụng các điều kiện tối u (PH, λ, chất che) đó để xác định kẽm trong đất.
4. Đã tiến hành xác định bằng phơng pháp chiết trắc quang vết kim loại kẽm trong 3 mẫu đất Thanh Hoá - Nghệ An - Hà Tĩnh, thu đợc kết quả:
+ Mẫu đất Quảng Hng - Quảng Xơng - Thanh Hoá: Hàm lợng Zn: 0,0785 ± 0,0008 (mg/kg)
Sai số tơng đối: 1,1%.
+ Mẫu đất Hng Đông - Thành phố Vinh - Nghệ An: Hàm lợng Kẽm: 0,0543 ± 0,0007 (mg/kg)
Sai số tơng đối: 1,3%.
+ Mẫu đất Phúc Trạch - Hơng Khê - Hà Tĩnh: Hàm lợng Zn: 0,0726 ± 0,00074 (mg/kg) Sai số tơng đối: 1,0%
5. Đã tiến hành so sánh kết quả hàm lợng kẽm ở các mẫu đất đều thuộc vào loại đất rất nghèo hàm lợng kẽm.
Cả 3 mẫu đất đều cho thấy các loại đất này không đủ hàm lợng Kẽm tối thiểu để cung cấp cho cây trồng (lợng Zn mà cây dễ tiêu là 0,002% khối lợng so với chất khô).
Tuy nhiên những kết quả phân tích hàm lợng Kẽm này cha khái quát đợc cho các loại đất ở Quảng Hng Thanh Hoá, đất ở Hng Đông - Nghệ An và đất ở
Phúc Trạch - Hà Tĩnh. Và để có kết quả toàn diện hơn cũng là vấn đề đang đợc nghiên cứu thêm.
[1] Phân tích trắc quang T1 T2 A.K. Barko - A. T. Pilipenco NXB Giáo dục - Hà Nội - 1975
[2] Hoá học phân tích định tính - Phản ứng cation NI. BLoc
NXB Giáo dục - Hà Nội - 1970 [3] Thuốc thử hữu cơ
Nguyễn Trọng Biểu, Từ Văn Mặc
NXB Khoa học - Kỹ thuật - Hà Nội - 1978 [4] Cơ sở hoá học phân tích
Hoàng Minh Châu (chủ biên), Từ Văn Mặc, Từ Vọng Nghi. NXB Khoa học và kỹ thuật - Hà Nội - 2003
[5] Kỹ thuật môi trờng
Tăng Văn Đoàn, Trần Đức Hạ NXB Giáo dục - 2001 [6] Xử lý số liệu thực nghiệm Nguyễn Khắc Nghĩa Đại học Vinh - 1997 [7] Hoá học phân tích P1, P2 NIa. Lôghinôp NXB Giáo dục - 1979
[8] Phơng pháp phân tích đất, nớc, cây trồng Lê Văn Khoa.
NXB Giáo dục - Hà Nội - 2001 [9] Các phơng pháp phân tích lý hoá.
Hồ Viết Quý, Nguyễn Tinh Dung Đại học S phạm I - Hà Nội - 1976 [10] Phức chất trong hoá học
Hồ Viết Quý
NXB Khoa học và kỹ thuật - Hà Nội - 1999
Hồ Viết Quý
NXB Đại học S phạm - Hà Nội - 1999 [12] Cơ sở hoá học phân tích hiện đại - T2
Hồ Viết Quý
NXB Đại học S phạm - Hà Nội - 2002 [13] Chuẩn độ phức chất
G.Schwarxenbach - H.Flasch Ka
NXB Khoa học và kỹ thuật - Hà Nội - 1979
[14] Hoá kỹ thuật đại cơng, T2: Hoá nông hoặc Lê Viết Phùng NXB Giáo dục - 1987
[15] Các phơng pháp hoá phân tích - T1 G.Saclo
NXB Đại học và trung học chuyên nghiệp - Hà Nội - 1972.
Mục lục
Tran g
Mở đầu 1
Phần I: Tổng quan tài liệu 3
I. Vài nét sơ lợc về đất 3
I.1. Khái niệm về đất 3
I.2. Thành phần và tính chất của đất 3
I.3.2. Phơi khôi mẫu 4
I.3.3. Nghiền và rây mẫu 4
II. Đặc điểm về Kẽm 4
II.1. Tính chất chung của Kẽm 4
II.2. Các phản ứng của ion kẽm (Zn2+) 5
III. Thuốc thử hữu cơ và phức của nó với Kẽm 6
III.1. Thuốc thử Eriocrom đen T (ET-OO) 6
III.2. Thuốc thử 1-(2-piridilazo)-naphtol –2 (PAN) 7
III.3. Thuốc thử đithizon 7
III.4. Thuốc thử Zin con 9
III.5. Thuốc thử 8- hyđroxiquynolin 9
IV. Các phơng pháp xác định vị lợng Kẽm 10
IV.1. Phơng pháp chuẩn độ Complexon 10
IV.1.1. Xác định Kẽm bằng ET-OO. 11
IV.1.2. Xác định Kẽm với đimetylnaphtiđin 11
IV.2. Phơng pháp cực phổ 11
IV.3. Phơng pháp chiết – trắc quang 12
IV.4. Một số vấn đề khi áp dụng phơng pháp chiết trắc quang để
xác định Zn 13
IV.4.1. Cơ sở lý thuyết của phơng pháp phân tích trắc quang 13
IV.4.2 Phơng pháp chiết 15
IV.4.3. Che các nguyên tố cản trở 17
IV.4.4. Các phơng pháp định lợng trong phân tích trắc quang 17
a. Phơng pháp Vi sai 17
b. Phơng pháp đờng chuẩn 19
IV.4.5. Phơng pháp thống kê xử lý kết quả phân tích 20
V. Kết luận rút ra từ phần tổng quan 21
Phần II Thực nghiệm 22
II.1 Dụng cụ, máy móc, hoá chất 22
II.1.1. Dụng cụ 22
II.1.2. Thiết bị máy móc 22
II.1.3 Hoá chất 22
II.2 Pha chế các dung dịch 22
II.2.1. Pha chế dung dịch chuẩn Kẽm 22
II.2.2. Pha và tinh chế đithizon 22
II.2.2.1. Dung dịch đithizon 0,02% 22
II.2.2.2 Tinh chế đithizon 23
II.2.3. Pha chế các dung dịch cần cho thí nghiệm 23
II.3. Tiến hành phân tích 24
II.3.1. Tìm các điều kiện tối u xác định vi lợng Kẽm 24
II.3.1.1. Chọn bớc sóng 24
II.3.1.3. Khả năng che của natri thiosunfat và natri axetat 26
II.3.1.4. Xây dựng đờng chuẩn 26
II.3.2. áp dụng vào xác định Zn trong 3 mẫu đất Thanh – Nghệ –
Tĩnh 28
II.3.2.1 Mẫu đất Quảng Hng - Quảng Xơng - Thanh Hoá 28 II.3.2.2 Mẫu đất Hng Đông – Thành phố Vinh - Nghệ An 29 II.3.2.3 Mẫu đất Phúc Trạch – Hơng Khê - Hà Tĩnh 30 II.3.3. So sánh hàm lợng Kẽm 3 mẫu đất với thanh đánh giá 32
Phần III Kết luận 35