III. 1.1. Khảo sát sự xuất hiện pic
Để khảo sát sự xuất hiện pic Se(IV) chúng tôi tiến hành làm như sau: Lấy lOml dung dịch H2SO4 0,01 M + 2 ml dung dịch (NH4)S0410% +
0,1 ml CuS04 lg/1, tiến hành thêm dung dịch chuẩn Se(IV) lmg/1, ghi đo đường cong Von - Ampe hòa tan catot xung vi phân trong các điều kiện như sau:
Bảng 3.1 : Các thông số đo khảo sát sự xuất hiện pic
Kết quả : Ưpic Se(IV) là : -0,663 ± 0,05 V
III1.2. Khảo sát ảnh hưởng của môi trường phân tích
III. 1.2.1. Khảo sát chọn pH tối ưn
Trong dung dịch phân tích với các giá trị pH khác nhau, các ion sẽ tồn tại ở các dạng khác nhau, điều này làm thay đổi đặc tính điện hóa của các ion có mặt trong dung dịch dẫn đến thế khử của chúng cũng thay đối. Mặt khác, do đặc điếm chỉ có Se(IV) có khả năng hoạt động hóa học vì vậy trong quá trình phá mẫu xác định Selen ta phải chuyển về dạng Se(IV). Chúng tôi chọn H2SCL để thay dổi và khảo sát pH tối ưu trong phân tích selen.
Chúng tôi tiến hành ghi đo đường cong Von - Ampe hòa tan với các thông sô đo như ở trong bảng 3.1. Ket quả thu được ở bảng 3.2.
Bảng 3.2: Kết quả đo khảo sát pH tối ưu
1,5- 2,25 thì chiều cao pic tăng mạnh theo sự tăng pH. Gía trị pH để pic ổn định là 1,85-2,4.
III. 1.2.2. Khảo sát chọn nồng độ Cu(II) tối ưu
Để khảo sát chọn nồng độ Cu(II) tối ưu, chúng tôi tiến hành như sau:
Lấy lOml dung dịch H2SO4 0,0IM + 0,4ml dung dịch Se lmg/1 + 2ml dung dịch (NH4)2S04 10% và tiến hành thay đổi nồng độ Cu(II) để khảo sát.
Chúng tôi tiến hành ghi đo đường cong Von - Ampe hòa tan với các thông số đo như trong bảng 3.1
Ket quả thu được là hình 3.2 và bảng 3.3:
Bảng 3.3: Kết quả đo khảo sát chọn nồng độ Cu(II) tối ưu
Hình 3.2: Sự phụ thuộc của Ipic vào nồng độ Cu(II) Nhận xét: Từ kết quả khảo sát trên chúng tôi rút ra.
Chiều cao pic Se(IV) tăng dần khi tăng dần nồng độ Cu(II). Khi nồng độ Cu(II) thì chiều cao pic Se(IV) thấp, khi tăng nồng độ Cu(II) tuy chiều cao pic tăng nhung đường nền xấu.
Vì vậy, chúng tôi chọn nồng độ Cu(II) tối ưu cho phép phân tích là 8ppm, cho pic cao, đẹp, độ lặp lại tốt.
III. 1.3. Khảo sát các điều kiện kỹ thuật ghi đo tối mi
III. 1.3.1. Khảo sát thế điện phân làm giàu
Khi điện phân làm giàu, ta cần chọn thế điện phân thích họp để đảm bảo chỉ kết tủa lên điện cực nguyên tố cần quan tâm. Hạn chế tối đa những kết tủa hoặc những phản ứng điện cực khác gây ảnh hưởng tới độ nhạy và độ chính xác của phép phân tích. Thế điện phân cần phải âm hơn hoặc bằng thế khử cực của các nguyên tố cần xác định đê khử được toàn bộ chúng trên bề mặt điện cực theo công thức ( 1.2 )
Trên cơ sở đó chúng tôi tiến hành khảo sát chọn thế điện phân làm giàu trong các điều kiện được đưa ra trong bảng 3.4 với thế điện phân khác nhau.
Bảng 3.4: Các thông số đo khảo sát chọn thế điện phân
Kết quả khảo sát thế điện phân làm giàu được trình bày ở bảng 3.5 và hình 3.3. Bảng 3.5: Kêt quả đo khảo sát chọn thê điện phân tôi ưu
Ipic(ưA)
76,1 71,1 69,3 62,9 52,3
STT 1 2 3 4 5 6
Tốc độ quét thế(V) 0,01 0,012 0,015 0,02 0,03 0,06
Chiều cao pic (nA) 66,1 63,4 64,6 62,9 56,2 54,9
n g h i ê n c u u t h e d i e n p h a n
Hình 3.3: Đường DP- csv khảo sát chọn thế điện phân tối ưu Nhận xét: Từ kết quả trên, ta có thể nhận thấy khi thế điện phân tăng thì chiều cao pic tăng. Tuy nhiên đẻ tránh các tạp chất và sự khử của các ion khác, chúng tôi chọn thế điện phân làm giàu trong phân tích xác định hàm lượng selen là -0,55V.
III. 1.3.2. Khảo sát ảnh hưỏng của toc độ quét thế
Trong phân tích cực phổ, đặc biệt là phương pháp Von - Ampe hòa tan, tốc độ quét thế có ảnh hưởng rất lớn đến cường độ dòng hòa tan. Neu tốc độ quét thế nhanh thì rút ngan thòi gian phân tích, đường cong cực phổ trơn, nhưng khả năng hòa tan của kim loại trong hỗn hống với thủy ngân không tốt nên độ lặp lại của phép đo sẽ giảm, tức là độ lệch chuẩn của phép đo tăng lên, đồng thời độ cân đối của pic cũng giảm đi. Ngược lại khi tốc độ quét thế chậm, độ lặp lại của phép đo cao, pic thu được có hình dạng cân đối, đặc biệt là có thể tách được các
48
pic riêng biệt đối với các nguyên tố có pic gần nhau trên đirờng cực phổ, song đường cực phố thu được lại không trơn. Do đó ta phải chọn tốc độ quét thế hợp lý đê tiết kiệm thời gian, đảm bảo độ chính xác của phép đo và độ trơn của đường cong cực phổ.
Sử dụng các kết quả tối ưu đã khảo sát trên, thay đổi tốc độ quét thế từ 0,01- 0,075V/s ghi đo đường Von - Ampe hòa tan catot xung vi phân của Se(IV) theo quy trình như trong mục III. 1.1
Ket quả thu được ở bảng 3.6 và các hình 3.4, hình 3.5
Bảng 3.6: Kết quả đo khảo sát tốc độ quét thế
Hình 3.4: Đường DP — csv khảo sát chọn tốc độ quét thế
Điện cực làm việc HMDE Thời gian cân bằng 30s
Thời gian sục khí N2 300s Bước thế 0,006V
pH 1,85-2,4 Thế quét bắt đầu -0,55V
Biên độ xung 0,08V Thế quét kết thúc -0,9V
Thời gian điện phân 30s Tốc độ quét thế 0,02 (V/s)
Thời gian đặt xung 0,04s Thời gian mỗi bước thế 0,3s
Chế độ đo DP Tốc độ khuấy(vòng/phút) 0 Kích thước giọt 4 Stt 1 2 3 4 5 6 7 T(s) 50 100 150 200 250 300 350 Ipic (nA) 7,9 8,7 9,17 9,28 9,57 10,9 9,79
quét thế nhanh thì đường nền thấp, ta thấy đồ thị không trơn. Từ kết quả đã
nghiên cứu khảo sát ở trên, chúng tôi quyết định chọn tốc độ quét thế cho các phép đo sau này là 0,02V/s.
III. 1.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của oxi hòa tan
Như đã nêu trên, ở nhiệt độ phòng và áp suất khí quyên, nồng độ 02 hòa tan trong dung dịch phân tích thường khoảng 2.10'3M. Trên điện cực thuỷ ngân oxy hoà tan cho 2 sóng ứng với quá trình khử 02 về H202, chiếm khoảng thế (0 -5- 0,9)V khi điện cực so sánh là điện cực calomen; sóng peroxy ứng với quá trình khử H202 về H20 (trong môi trường axit) hoặc khử về OH' (trong môi trường kiềm hoặc trung tính), chiếm khoảng thế (-0,9 -T- 1,2)V.
Như vậy, khi nghiên cứu vùng thế catot (0 -j- -1,5)V các sóng đó làm ảnh hưởng ảnh hưởng đến tín hiệu đường von - ampe hoà tan của các chất phân tích, gây cản trở phép đo. Vì thế cần phải có biện pháp loại trừ oxy ra khỏi dung dịch phân tích bằng cách sục khí tro (N2 hoặc Ar) hoặc dùng các tác nhân hoá học Trên cơ sở đó chúng tôi tiến hành khảo sát chọn thời gian đuổi oxi trong
Bảng 3.7: Các thông sô đo khảo sát ảnh hưởng của oxi
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của oxy hòa tan thu được ở bảng 3.8.
Bảng 3.8: Ket quả đo khảo sát chọn thời gian đuối oxi
Nhận xét: Khi thời gian đuối oxi thấp Ipic thấp, pic bị nhiễu và chân pic cao hơn. Nếu tăng thời gian đuổi oxi thỉ pic thu được rõ ràng, Iplctăng, chân pic thấp và Ipic đạt giá trị cao nhất tại 300s, vì vậy chúng tôi quyết định chọn thời gian đuối oxi là 300s cho các phép đo.
IIL2. Phương pháp thêm chuẩn xác định selen
III. 2.1. Cơ sở của phương pháp thêm chuân
Dựa trên sự tuyến tính giữa chiều cao pic hòa tan (Ip) vào nồng độ ion chất phân tích (CIU) khi xây dựng đường chuẩn xác định được ở phần trên đê tiến hành phương pháp thêm chuẩn.
Phương pháp này tiến hành như sau:
Đo và ghi giản đồ Von - Ampe hòa tan của dung dịch X (có nồng độ Cx
cần xác định), được chiều cao pic hòa tan Ix tỉ lệ với nồng độ chất phân tích (Cx) theo phương trình III. 1
Ix = K.cx (III. 1)
Sau đó thêm vào dung dịch X một lượng dung dịch chuẩn đã biết nồng độ Cc và có thể tích vc rồi ghi đo lại giản đồ Von - Ampe hòa tan của dung dịch này ta được chiều cao pic hòa tan I(x + c) hên hệ với nồng độ mới theo phương trình III.2
I(x+C) = KX^ + V-V,
+ V, (III.2)
Từ (III. 1) và (III.2) ta thu được phương trình tính nồng độ cx như sau:
c* = c X-
'-'C
ịc
V. + V (III.3)
Ưu diêm của phương pháp thêm chuẩn là có độ chính xác và tin cậy cao, loại trừ được các sai số phông nền. Mặt khác số liệu đã được máy đo hiệu chỉnh nên kết quả có độ tin cậy cao.
III.2.2. ứng dụng phương pháp thêm tiêu chuẩn xác định hàm lượng selen trong một só mẫu nấm
III. 2.2.1. Ouy trình phân tích mẫu
> Quy trình phân tích mẫu gồm 3 giai đoạn:
- Vô cơ hóa mẫu: Phá hủy các hợp chất hữu cơ có trong mẫu, chuyển Selen trong mẫu về dạng vô cơ Se032'.
- Chuyển (khử) Se(VI) về Se(IV).
- Xác định hàm lượng Selen có trong mẫu bằng phương pháp thêm chuẩn.
> ứng dụng xử lý mẫu nấm
Chúng tôi đã nghiên cứu khảo sát nhiều quy trình xử lý mẫu nấm khác nhau như:
- Xử lý ướt với axit HNƠ3
- Xử lý ướt với hệ( HNO3 + H2SƠ4 + HCIO4) - Xử lý ướt với hệ( H2SO4 + H2O2)
- Xử lý ướt với hệ( HNO3 + H2Ơ2 )
Qua những nghiên cứu khảo sát và chúng tôi đã tìm ra được chỉ có hệ (HNO3 + LLCL ) là oxi hóa triệt đế chất hữu cơ và không gây mất hàm lượng Se. Quy trình đó nghiêm ngặt như sau:
-Cân 2,5 gam nấm mỗi loại : Linh chi đỏ, Linh chi đen, nấm lạ cho vào cốc chịu nhiệt đánh số thứ tự, đậy bằng phiễu thủy tinh.
Bước 1: Lấy chính xác lOml dung dịch HNO3 đặc rồi cho vào bình, tiến hành đun nóng ở nhiệt độ từ 100°c đến 120°c và giữ trong vòng 30 phút sau đó để nguội bình.
Bước 2: Tiếp tục cho khoảng 15ml dung dịch H202 và giữ trong vòng 30 phút ở nhiệt độ 120°c. Đế nguội và tráng rửa muỗng và thành bình rồi sau đó tiến hành bay hơi axit.
T(phút) 0 5 10 15 20 25 30 45 60
Ipic(nA) 0 2,66 12,3 22,9 39,3 50,1 51,7 48,2 50,8
T°(°C) 50 60 70 80 90 100 110 120
MA) 1,05 2,84 4,43 5,12 4,82 5,08 6,69 6,77
,10's ,10'Bước 3: Sử 8 ,10‘8 dụng lOml hỗn hợp HNO3 và H. l o8 ,10'8 ,icr8 ,10‘8 202 mỗi loại đun nhẹ ở . l o8 Ố0°c - 80°c đến khi muối trắng ẩm.
Bước 4: Hòa tan muối trắng ẩm bằng 25ml HC1 5M đun trong 30 phút ở 100°c để chuyển Se(VI) về dạng Se(IV), sau đó tiến hành đun cách thủy ở nhiệt độ 60°c - 80°c đến khi muối trắng ẩm. Để nguội và định mức vào bình 25inl bằng nước cất đềion, chờ phân tích.
Quy trình phân tích: Lấy 0,5ml mẫu vào cốc đựng mẫu rồi thêm lOml nước cất đềion + 2ml (NH4)2S04 10 % + 0,3 ml EDTA 0,1M + 0,1 ml CuS04 lg/1 (lấy bằng micropipet). Sau đó sử dụng máy đo pH để điều chỉnh pH vào khoảng 1,85 - 2,4 bằng các dung dịch axit HC1 IM và dung dịch NaOH IM,
toàn bộ dung dịch cho vào bình điện phân chuẩn bị đo định lượng . Tiến hành xác định Selen bằng phương pháp thêm chuẩn.
III. 2.2.2. Khảo sát thời gian khửSe(l !) về Se(IV) bằng HCỈ 5M
Trong quá trình vô cơ hóa mẫu nấm để chuyển các dạng tồn tại của Selen trong mẫu về dạng vô cơ, do vậy phải dùng hỗn hợp chất oxi hóa mạnh (HNO3, H2Ơ2). Selen vô cơ thu được sau khi phá mẫu bị oxi hóa thành Se(VI) dưới dạng Se032'. Vậy để phân tích lượng Selen bằng phương pháp Von - Ampe hòa tan ta phải khử Se(VI) về Se(IV) có hoạt động điện hóa bằng cách đun mẫu trên bếp điện trong môi trường HC1 5M.
Hiệu suất khử Se(VI) về Se(IV) phụ thuộc vào thời gian đun mẫu, do vậy chúng tôi tiến hành khảo sát thời gian đun mẫu trong HC1 5M thích hợp nhằm tiết kiệm thời gian cho quá trình phân tích và tìm ra thời gian tối ưu cho việc chuyển Se(VI) về Se(IV).
Đế tiến hành khảo sát thời gian đun mẫu trong HC1 5M chúng tôi sử dụng mẫu nấm linh chi đổ và quy trình như ở mục III.2.2.1.Sử dụng 9 mẫu nấm linh chi đỏ, quy trình sử lý như nhau nhưng thời gian đun Se(IV) trong HC1 5M khác nhau. Kết quả thể hiện ở bảng 3.9 và hình 3.6
54
Bảng 3.9: Kết quả khảo sát thời gian chuyến Se( VI) thành Se (IV) trong
HC1 5M
Khao satthoi gian dun chuyên Se(VI) thanh Se (IV)
Hình 3.6: Dường cong DP- csv khảo sát thời gian đun chuyển Se(VI) về Se(IV) trong dung dịch HC1 5M
Nhận xét: Khi thời gian đun từ 25 phút - 60 phút chiều cao pic Se(IV) lớn, tuy nhiên tại vị trí t = 30 phút hình dáng pic cân đối và cho độ lặp lại tốt nhất nên chúng tôi chọn t = 30 phút làm thời gian đun tối ưu chuyển Se(VI) thành Se(VI) trong HC1 5M.
III. 2.2. 3. Nghiên cừu nhiệt độ đun mâu của quá trình khử Se(VI) thành Se(IV)
Trong quá trình vô cơ hóa mẫu đé chuyển các dạng tồn tại của Selen trong mẫu về dạng vô cơ, dùng hỗn hợp chất oxi hóa mạnh (HNO3, H2O2). Khi dùng
55
dung dịch HC1 5M khử Se(VI) về Se(IV) ngoài việc phụ thuộc vào thời gian đun mẫu thì hiệu suất khử Se(VI) về Se(IV) còn phụ thuộc vào nhiệt độ đun mẫu, do vậy chúng tôi tiến hành khảo sát nhiệt độ đun mẫu trong HC1 5M thích hợp. Đe tiến hành nghiên cứu nhiệt độ đun mẫu trong HC1 5M của quá trình khử Se(VI) thành Se(IV) chúng tôi tiến hành với mẫu nấm linh chi đỏ theo quy trình ở mục
m.2.2.1
Sử dụng 8 mẫu nấm linh chi đỏ với quy trình xử lý mẫu như nhau nhưng thay đổi nhiệt độ đun mẫu từ 50 - 120°c để chuyển Se(VI) thành Se(IV) trong HC1 5M. Kết quả thể hiện ở bảng 3.10 và hình 3.7, hình 3.8
Bảng 3.10: Ket quả nghiên cúu nhiệt độ đun mẫu của quá trình khử Se(VI)
thành Se(IV)
khao sat nhiet do dun soi mau 50,60,70 oC
Hình 3.7: Đường DP-CSV khảo sát nhiệt độ đun sôi mâu 50, 60, 70°c
Khao satnhiet do dun 80,90,100,110.120 oC
Hình 3.8: Dường DP-CSV khảo sát nhiệt độ đun 80, 90, 100, 110, 120 °c Nhận xét: Qua kết quả thể hiện ở bảng 3.10 và 2 hình 3.7 và 3.8 thấy rằng ■Khi nhiệt độ đun mẫu từ 80 - 100°c thì chiều cao pic lớn và ốn định, tuy nhiên đồ thị đẹp, lặp lại trong khoảng 90 -100°c .Chúng tôi chọn nhiệt độ tối ưu cho quy trình đun là 90°c đẻ chuyển Se(VI) thành Se(IV).
III. 3.2.4. Kết quả phân tích Seỉen trong các mẫu nấm
- Chuẩn bị mẫu theo quy trình như mục III.2.2.1 với thời gian đun mẫu chuyển Se(VI) thành Se(IV) trong thời gian 30 phút và đun ở 90°c
- Sử dụng các điều kiện tối ưu ghi đo như đã khảo sát trong các mục III. 1
- Ghi đo đường Von - Ampe hòa tan catot xung vi phân của dung dịch mẫu chứa Se(IV).
-140rũ
-120nl
-100nl
^Ị- -80.0rũ
Xac dính Se
Nam linh chi do - QT H202-3
U(V)
Final results +/- Res. dev. % Comments
Se:
Se ^ = 0.056 mg/L 0.014 2.491
Hình 3.9: Kết quả định lượng Selen trong mẫu nấm linh Chi Đỏ lần 1 Xac dinh Se
X Dinh Se - mau nam QT H202
-150n_i---
Se:
Se = 0.062 mg/L 0.010_ 1.573
Hình 3.10 : Ket quả định lượng Selen trong mẫu nấm Linh Chi Đen lần 1
MẩuK Lần phân tích Hàm lượng Selen trên đồ thị (mg/1) Hàm lượng Selen sau khi
trừ trong mẫu trang