OOFe Fe O O O O OH N N N N N Fe N N N OH CO2H + SO H Fe3+ SOH 3 SO3H HO SO3H Phƣơng pháp O-phenanthroline Nguyên lý
Sắt bị khử thành dạng Fe2+ bằng cách đun sôi với acid và hydroxylamine và được xử lý với 1,10 phenanthroline ở pH 3,2 – 3,2. Ba phân tử phenanthroline tạo hợp chất càng cua với mỗi một nguyên tử Fe2+ thành dạng phức chất có màu đỏ-cam. Phức màu hấp thụ ánh sáng tối đa (λmax) ở bước sóng 510nm.
3
O-phenanthroline + Fe2+
Các chất gây nhiễu và giới hạn
Màu đỏ gạch
Các chất gây nhiễu trong phân tích gồm: chất oxy hóa, cyanide, nitrite, polyphosphate, Cr và Zn (lớn hơn 10 lần của Fe), Co và Cu ( lớn hơn 5 mg/L), Ni (lớn hơn 2 mg/L. Bi, Cd, Hg, Mo, và Ag gây kết tủa phenanthroline. Đun mẫu với acid để chuyển polyphosphate thành orthophosphate và loại bỏ cyanide, nitrite. Xử lý hydroxylamine để loại bỏ các chất oxy hóa. Trong trường hợp bị nhiễu do kim loại cao nên tăng thêm lượng phenanthroline khi phân tích.
3
OH H
NN N N N Fe N N N NN N N N
Hàm lượng Fe nhỏ hơn 10µg/L có thể xác định bằng máy quang phổ với độ dài truyền quang 5 cm hoặc lớn hơn.
Phƣơng pháp TPTZ
Nguyên lý
2,4,6-tripyridyl-s-triazin (TPTZ) phản ứng với Fe2+ tạo thành phức màu xanh tía (blue- purple). N N N 2 N N N + Fe2+ 8.7.7 Xác định hàm lƣợng SiO2 Phƣơng pháp Molybdosilicate
Trong môi trường pH từ 3 – 4, SiO2 và các dẫn suất của nó sẽ tồn tại dưới dạng H2SiO3 (Silicic acid), H2SiO3 sẽ kết hợp với (NH4)2MoO4 (Molybdate ammonium) hình thành phức chất Molybdosilicate có màu vàng, cường độ đậm nhạt phụ thuộc vào hàm lượng H2SiO3 có trong mẫu.
H2SiO3 + 12(NH4)2MoO4 + 24HCl
H8Si(Mo2O7)6 + 24NH4Cl + 9H2O
Phƣơng pháp Heteropoly blue
Nguyên lý
Trong môi trường pH thấp (~1) ammonium molybdate phản ứng với silic hòa tan (reactive silica) trong nước tạo thành molybdosilicic acid (silicomolybdic acid) màu vàng.
SiO2 + H2O → H2SiO3 (Silicic acid)
H2SiO3 + 3H2O → H8SiO6 (silicic acid hydrate)
H8SiO6 + 12(NH4)2MoO4 + 18 H2SO4 ⇒ H8[Si(Mo2O7)6] + 12 (NH4)2SO4 + 12 H2O
Molybdosilicic acid bị khữ bởi ascorbic acid hoặc aminonaphtholsulfonic acid thành heteropoly blue (màu xanh). Heteropody blue hấp thụ ánh sáng tối đa (λmax) ở bước sóng 815 nm.
N N
N N
N O
Phosphate cũng phản ứng với ammonium molybdate tạo thành phosphomolybdic acid (màu vàng). Vì vậy, phosphate có trong mẫu nước sẽ gây nhiễu khi phân tích silic. Dùng oxalic acid hoặc citric acid để phá hủy phosphomolybdic acid trước khi khử Molybdosilicic acid thành heteropoly acid có thể khắc phục sự nhiễu do phosphate. Giới hạn phân tích là 50 µg/L với phương pháp so màu quang phổ.
Các chất gây nhiễu
Dụng cụ thủy tinh và hóa chất chứa silic có thể gây nhiễu, nên dùng hóa chất và dụng cụ có hàm lượng silic thấp. Tanin, phosphate, sắt, màu, nước đục có thể gây nhiễu, oxalic acid có thể loại trừ nhiễu do phosphate và tanin. Nếu cần thiết thì có thể hiệu chỉnh độ hấp thụ quang đối với mẫu nước đục và có màu.
8.7.8 Xác định hàm lƣợng Phenol Phƣơng pháp 4-Aminoantipyrine Phƣơng pháp 4-Aminoantipyrine
Trong môi trường pH = 10, với sự hiện diện của Fe(CN)3 phenol phản ứng với 4- aminoantipyrine hình thành phức màu vàng và được ly trích trong trong dịch CHCl3 (chloroform). So màu ở bước sóng λ = 500nm.
H3CH3C H3C OH O NH2 H3C O H3C 4-Aminoantipyrine Phenol
8.8 Một số thiết bị chính trong phân tích quang phổ
Máy so màu đi hiện trường Máy so màu 1 chùm tia Máy so mày 2 chùm tia
TÀI LIỆU THAM KHẢO
APHA, AWWA, WEF. 2001. Standard moethods for the examination of water and wastewater, 19th edition.. American Public Health Association 1015 Fifteenth Street, NW Washington, DC 20005.
Gauglitz, G., Vo-Dinh, T., 2003. Handbook of Spectroscopy. Wiley-VCH Verlag GmbH and Co. KGaA, Weinheim. ISBN 3-527-29782-0. 1156 pp.
Harvey, D., 2000. Modern analytical chemistry. McGraw-Hill Higher Education. The International Edition. 816 pp.
Laitenen, H.A., Ewing, G.W., 2003. A history of analytical chemistry. The Division of Analytical Chemistry of the American Chemical Society: Washington, D.C. pp. 103– 243.
Lykos, P., 1992. The Beer–Lambert Law Revisited: A development without calculus. J. Chem. Educ. 69, 730-732.