Cu(II) có hoạt tính cực phổ, trong nhiều nền cho các sóng cực phổ, sóng của đồng nằm trong khoảng thế khá dương so với các kim loại khác, từ 0-0.6V. Vì vậy xác định đồng bằng phương pháp này rất thuận lợi và khá chọn lọc. Nền hỗn hợp đệm amoniac là một trong những nền rất tốt để xác định đồng. Trong nền amoniac ion đông (II) bị khử theo hai bậc và cho hai sóng cực phổ. Thí dụ, trong nền NH3 1M +NH4Cl 1M sóng thứ nhất với sự khử Cu (II) xuống Cu (I) có thế nửa sóng
-0.25V, so với điện cực calomen bão hòa, sóng thứ hai ứng với sự khử Cu (I) xuống Cu có thế nửa sóng -0.54V. Để xác định đồng nên xác dùng sóng thứ hai. Trong nền này các ion kim loại bị khử ở thế âm hơn như Cd (II), Co (II), Ni (II), Zn (II), Mn (II),... không gây ảnh hưởng đến việc xác định đồng. Oxi hòa tan trong nước thường được khử bằng cách thêm vào lượng đủ Natri sunfit Na2SO3. Cromat, Co (III), và Tl (III) cũng cho sóng cực phổ trong khoảng thế có sóng đồng, nên các nguyên tố đó gây cản trở nếu hàm lượng của chúng đáng kể. Nếu trong nước có hàm lượng lớn Fe (III), Al (III), Bitmut, Mangan là những kim loại kết tủa Hydroxit trong môi trường Amoniac, thì kết tủa đó có thể hấp phụ một phần nên đồng, trong trường hợp này để tránh sai số không nên tiến hành định lượng đồng bằng phương pháp đường chuẩn, mà nên dùng phương pháp thêm. Phương pháp đó được thực hiện như sau. Lấy hai thể tích mẫu nước như nhau cho vào hai bình định mức như nhau, một bình cho thêm vào một lượng xác định đồng đã biếtnồng độ, thêm vào cả hai bình những thuốc thử cần thiết với lượng như nhau, rồi định mức bằng nước cất. Ghi cực phổ hai dung dịch đó trong những điều kiện hoàn toàn như nhau. Lượng dung dịch chuẩn được thêm vào như thế nào để chiều cao của sóng cực phổ của dung dịch được thêm vào đó gần gấp đôi chiều cao sóng cực phổ của dung dịch kia. Lượng đồng được tính theo công thức như sau:
Cx = (h0*Ct)/ (ht-h0), mg/l; Trong đó:
Ct: lượng đồng đã được thêm vào bình định mức, mg; H0: chiều cao sóng cực phổ của dung dịch không thêm; Ht: chiều cao sóng cực phổ của dung dịch thêm đồng; Các chiều cao nên tính bằng milimet.
Nếu trong nước chứa lượng đáng kể chất hữu cơ thì làm như sau: thêm vào thể tích nước lấy để phân tích 1-2ml H2SO4 đặc, 3-5ml HNO3 đặc và làm bay hơi dung dịch trong tủ hút đến khi xuất hiện hơi SO3. Nếu dung dịch thu được còn có màu thì lại thêm vào 5ml HNO3 đặc và lại làm bay hơi lần nữa như trên, động tác này được lặp lạicho đến khi thu được dung dịch không màu. Sau đó làm bay hơi
dung dịch đến cạn khô. Phần bã sau khi để nguội được hòa tan trong nước cất hai lần, đun nóng để hòa tan hết các muối tan, lọc qua phễu lọc khô bằng thủy tinh xốp và giữ lấy dung dịch để xác định đồng.
Dưới đây sẽ trình bày hai phương pháp, phương pháp A cho các loại nước chứa trên 0.5mg Cu/l và phương pháp B cho các loại nước chứa từ 0.02-0.5mgCu/l nước.
Để loại trừ cực đại cực phổ dùng dung dịch Gielatin.
Dụng cụ hóa chất:
Máy cực phổ (nên dùng máy tự ghi), các bình điện phân dung tích 50ml, dùng đáy Hg làm anot.
Dung dịch nền NH3 5M+NH4Cl 5M: hòa tan 276g NH4Cl loại tkpt và 300ml NH3 đặc trong bình nước và định mức thành 1l dung dịch. Đựng dung dịch này trong bình PE có nút kín.
Gielatin dung dịch nước 0.5%: Hòa tan 0.5g Gielatin trong 100ml nước cất hai lần đun nóng đến 80oC, khuấy nhẹ cho đến khi tan hết, thêm vào 3giọt H2SO4 đặc.
Natri sunfit, tkpt dung dịch bão hòa, điều chế ngay trước khi dùng.
Đồng sunfat, dung dịch chuẩn chứa 0.050mgCu/ml được điều chế ngay trước khi dùng từ dung dịch gốc chứa 0.200mgCu/ml.
Cách tiến hành:
Phương pháp A: Nếu mẫu nước chứa từ 2-50mgCu/l thì lấy 25ml dung dịch mẫu cho vào bình định mức dung tích 50ml. Nếu mẫu nước chỉ chứa trong khoảng 0.2-2mgCu/l thì lấy 250ml, cho vào cốc thủy tinh chịu nhiệt sạch, thêm vào 1ml HCl đặc và làm bay hơi trên nồi cách thủy. Sau khi để nguội, tẩm ướt bằng 1ml HCl đặc, hòa tan muối bằng nước cất, và chuyển toàn bộ dung dịch vào bình định mức dung tích 50ml. Trung hòa mẫu bằng NH3 đến khi đổi mầu metyl da cam, thêm vào 10ml dung dịch nền, 1ml dung dịch Gielatin, 1ml dung dịch Na2SO3 định mức bằng nước cất hai lần và lắc đều. Tráng bình điện phân (đã có thủy ngân sạch ở đáy bình làm anot) bằng vài mililit dung dịch đó, đổ một phần dung dịch
trong bình định mức vào bình điện phân. Ghi cực phổ từ thế -0.2V đến -0.8V ở độ nhạy thích hợp. Độ nhạy được chọn như thế nào để sóng cực phổ có chiều cao tối thiểu 15mm.
Lập đường chuẩn: Chuẩn bị một loạt 12 bình định mức dung tích 50ml, lần lượt thêm vào mỗi bình: 0; 1.0; 2.0; 3.0; 4.0; 5.0; 6.0; 8.0; 10.0; 15.0; 20.0 và 25.0ml dung dịch chuẩn chứa 0.05mgCu/l. Trong mỗi bình được thêm vào các dung dịch thuốc thử như đã nói trong phần ghi cực phổ mẫu. Tiến hành ghi cực phổ trong cùng điều kiện ghi cực phổ mẫu. Đo chiều cao của các bước sóng thu được, tính chiều cao bằng milimet. Vẽ đường chuẩn, đường chuẩn phải là đường thẳng qua gốc tọa độ.
Phương pháp B: cho các mẫu có hàm lượng đồng trong khỏang 0.02- 5mgCu/l nước. lấy 250ml mẫu nước, thêm vào 1ml HCl đặc, làm bay hơi đến khô. Sau khi để nguội thêm vào 5ml HCl đặc nữa và lại lam bay hơi đến khô. Sau khi để nguội, thêm vào 5ml dung dịch được chế như sau: 10ml dung dịch nền được trộn đều với 1ml Gielatin, 1ml dung dịch Na2SO3 và 38ml nước cất. Dùng đũa thủy tinh nhỏ để khuấy đều cho muối trong cốc tan hết. Chuyển toàn bộ dung dịch bình điện phân khô đã chứa Hg khô và sạch dùng làm anot đáy. Cuối cùng ghi cực phổ từ -0.2V đến -0.8V.
Cần nhớ rằng các phép ghi cực phổ đối với dãy dung dịch chuẩn, các dung dịch mẫu theo cả hai phương pháp A và B đều phải được tiến hành ở cùng điều kiện: ở cùng nhiệt độ, cùng chiều cao bầu chứa thủy ngân, cùng một mao quản, cùng một độ nhạycủa máy.
Tính kết quả:
Dãy dung dịch chuẩn đã được chuẩn bị như trên tương ứng với các hàm lượng của Cu như sau: 0; 1.0; 2.0; 3.0; 4.0; 5.0; 6.0; 8.0; 10.0; 15.0; 20.0; và 25.0mgCu/l nước.
Hàm lượng đồng được xác định theo phương pháp A: X=(C*50)/V, mgCu/l
C; nồng độ tìm được theo đường chuẩn; V: thể tích mẫu nước, ml;
50: thể tích mẫu được pha loãng (thể tích bình định mức). Hàm lượng đồng xác định theo phương pháp B:
X=(C*50)/V, mgCu/l
Ý nghĩa các đại lượng cũng như trong công thức trên: Các kết quả được làm tròn như sau:
Khoảng, mg/l 2.0-5.0 5.0-10.0 10.0-20.0 20.0-50.0
Làm tròn 0.1 0.2 0.4 1.0
4.10. Chì
Hàm lượng chì trong nước thiên nhiên rất nhỏ, nằm trong khỏang 0.001- 0.02mg/l. Trong nước thải sinh hoạt cũng có hàm lượng vết chì vì nước chảy qua ống dẫn bằng chì. Trong nước thải, đặc biệt là nước thải của các nhà máy háo chất và các khu luyện kim chứa lượng đáng kể chì. Chẳng hạn, trong nước thải của các nhà máy sản xuất chì-kẽm có thể chứa 6-7mgPb/l. Chì trong nước thải có ở dưới dạng tan (ion đơn hoặc ion phức) hoặc dưới dạng muối khó tan như sunfat, cacbonat, sunfua. Khi lấy mẫu để phân tích chì, trong 1l nước cần thêm vào 3ml HNO3 đặc hoặc 2ml CH3COOH đặc.
Để xác định chì trong nước bề mặt, nước thải sinh hoạt thường dùng phương pháp chiết trắc quang với thuốc thử hữu cơ dithizon là phương pháp cho phép xác định 0.1-1.0 mgPb/l.
Chì là kim loại dễ xác định bằng phương pháp cực phổ, phương pháp này cho phép xác định chì trong nước từ 0.05mg đến vài lượngmiligram trong 1l nước. Để xác định chì trong những loại nước sạch, có hàm lượng nhỏ hơn 0.02mg/l, nên dùng phương pháp phân tích điện hóa hòa tan như cực phổ hỗn hống hoặc von- ampe hòa tan dùng cực đĩa quay, đó là những phương pháp có độ nhạy cao, không cần phải làm giàu chì khi xác định. Phương pháp đó sẽ được trình bày trong phần phục lục.
Dưới đây sẽ trình bày các phương pháp trắc quang dithizon và phương pháp cực phổ xác định chì.