Dithizon là thuốc thử hữu cơ có khả năng tạo phức càng cua với hàng loạt ion kim loại, trong đó có chì. Phức chì dithizonat khó tan trong nước nhưng lại dễ tan và tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như: CHCl3 hoặc CCl4. Vì vậy, người ta thường dùng phương pháp chiết trắc quang để xác định chì. Trong CCl4 chì dithizonat có màu đỏ, cực đại hấp thụ ở 520nm.
Chì dithizonat được chiết chọn lọc và định lượng từ dung dịch nước có pH=8-9, chứa lượng dư xianua là chất dùng để che nhiều kim loại khác có thể cùng bị chiết với chì. Trong môi trường kể trên cùng bị chiết với chì có Tali, bitmut và thiếc (II). Tali không cản trở việc xác định chì nhưng thiếc và bitmut ngăn cản nên cần tách trước bằng cách chiết chúng từ môi trường axit. Trong môi trường axit chỉ có chì không bị chiết, còn lại trong tướng nước. Thiếc và bitmut được tách trước như sau: thêm hydrazin vào dung dịch mẫu nước, đun nóng để khử thiếc (IV) xuống thiếc (II) và khử các chất khác. Sau khi để nguội,thêm dung dịch Natri tactrat vào, đưa pH của dung dịch đến 2.5-3 (bàng dung dịch axit tactric). Tiến hành chiết nhiều lần mỗi lần bằng 5ml dung dịch dithizon 0.1% trong CHCl3. Tiến hành chiết cho đến khi tướng hữu cơ vẫn giữ nguyên màu xanh của dithizon. Cuối cùng lắc tướng nước vài lần với CHCl3 (mỗi lần dùng 5ml) đến khi tướng đó không còn màu xanh. Tiến hành chiết như vậy không những tách được thiếc mà còn tách được cả thủy ngân, bạc và đồng.
Nếu trong mẫu nước chứa lượng đáng kể các chất hữu cơ, cần phải vô cơ hóa chúng bằng cách cho vào vài mililit HNO3 đặc và HClO4 đặc rồi cô mẫu đến khô. Sau đó tẩm ướt bã khô bằng axit nitric và hòa tan bằng nước cất. Các chất oxi hóa cần được khử trước bằng hydrazin.
Dụng cụ hóa chất:
Quang sắc kế có kính lọc xanh hoặc phổ quang kế đo ở bước sóng 520nm và các cuvet có chiều dày từ 2-5cm.
Nước cất hai lần được cất bằng bộ cất thủy tinh.
Dung dịch phenol phtalein 0.5% (xem cách pha trong phần xác định pH của nước).
Hydrazin axetat: dung dịch dùng để khử. Trộn 15ml dung dịch Hydrazin hydrat 64% với 50ml CH3COOH loại bằng? Và dùng nước cất pha loãng dung dịch đến 100ml.
Natri tactrat,dung dịch 10%: Hòa tan 10g Na2C4H4O6.2H2O trong nước và định mức đến 100ml. Cho dung dịch vào phễu chiết sạch, thêm vào từng lượng nhỏ (5ml mỗi lần) dung dịch dithizon trong CCl4 và chiết. Lặp lại động tác này cho đến khi dung dịch dithizon thêm vào vẫn giữ nguyên màu xanh sau khi chiết. Rửa tướng nước bằng từng lượng nhỏ dung môi cho đến khi phần dung môi cuối cùng không còn màu xanh.
Axit tactric loại tkpt, dung dịch 50%. Kali hoặc Natri xianua, dung dịch 10%. Dithizon:
-Dung dịch gốc:Hòa tan 50mg dithizon trong 100ml CCl4 ở trong một phễu chiết dung tích 500ml, thêm vào đó 200ml nước cất và 5-10ml dung dịch NH3 đặc. Đậy nút phễu và lắc cẩn thận trong 2phút. Dithizon đã chuyển sang tướng nước. Sau khi hai tướng đã phân lớp, tháo bỏ lớp dung môi hữu cơ, thêm vào phễu chiết 20ml CCl4, lắc hỗn hợp này, để phân lớp và tháo bỏ lớp CCl4 và HCl loãng cho đến khi tướng nước có phản ứng axit rõ (thử bằng giấy thử pH). Đậy nút phễu và lắc hỗn hợp để chuyển hoàn toàn dithizon sang tướng hữu cơ. Chuyển tướng hữu cơ sang một phễu chiết sạch khác, rửa nó ba lần, mỗi lần bằng 50ml nước cất. Sau đó chuyển dung dịch dithizon đã được làm sạch vào bình thủy tinh màu nâu sẫm và đổ lên bề mặt dung dịch đó dung dịch HCl 0.5% chứa NH2NH2.H2SO4 0.5%. Để dung dịch trong tủ tối, chỗ mát. Dung dịch bền trong vài tháng.
-Dung dịch làm việc: lấy 1 thể tích dung dịch dithizon gốc trộn với 1 thể tích CCl4 sạch và đựng dung dịch trong bình thủy tinh màu nâu sẫm. Dung dịch bền trong 1tuần.
Cacbon tetrachlorua loại tkpth hoặc đã được cất lại.
Thimol xanh: dung dịch 0.4%: hòa tan 0.4g muối Natri của thimol xanh trong nước cất và định mức thành 100ml dung dịch.
Dung dịch rửa (NH3+KCN+Na2SO3): thêm 10ml dung dịch KCN loại tkpt 10% vào 175ml NH3 đặc loại tkpt, thêm vào 7.5ml Na2SO3 10% pha loãng bằng nước cất đến 1l. Dung dịch Na2SO3 cần được làm sạch chỉ bằng cách chiết trước bằng dithizon.
Dung dịch rửa rất độc vì chứa lượng lớn KCN HCl đặc, loại tkpt.
Chì nitrat, dung dịch chuẩn:
-Dung dịch gốc: Hòa tan 200mg chì kim loại loại tkpt trong 4ml HNO3 1:1, đun nóng để chì tan hoàn toàn, để nguội, chuyển toàn bộ vào bình đinh mức 1l, định mức bằng nước cất hai lần, lắc đều. Đựng dung dịch trong bình sạch bằng PE. -Dung dịch làm việc: lấy 10ml dung dịch gốc (1ml dung dịch được chuẩn bị như trên chứa 0.200mg Pb) pha loãng bằng nước cất thành 1l dung dịch. Dung dịch này chứa 0.002mg Pb/1ml.
Cách tiến hành:
Định tính. Thêm 1ml dung dịch muối xâynhet (Kali Natri tactrat) 25%, 0.5ml NaOH 25% và 0.5ml KCN 10% vào 100ml mẫu nước để trong cốc thủy tinh nhỏ dung tích 50ml. Lắc đều hỗn hợp và thêm vào 1ml Na2SO3 5% mới điều chế. Nếu trong nước có lượng vết chì, dung dịch sẽ cuất hiện màu vàng, nếu nồng độ chì lớn hơn thì có màu nâu hung hoặc kết tủa nâu hung. Độ nhạy của phép định tính này là 0.3mgPb/l.
Định lượng: thêm vào cốc 100ml mẫu nước đã được pha loãng hoặc được cô trước để trong đó chứa từ 0.01-0.100mgPb. Để lên bếp cách thủy, làm bay hơi dung dịch đến khi còn 30ml, thêm vào vài giọt dung dịch phenol phtalein và dung dịch amoniac, khuấy nhẹ và cho amoniac đến khi dung dịch xuất hiện màu hồng. Sau đó thêm vào 10ml dung dịch Hydrazin axetat và đun nóng hỗn hợp đến 90- 95oC trong 12phút. Sau đó chuyển hoàn toàn dung dịch vào phễu chiết, thêm vào
10ml dung dịch Natri tactrat, 5giọt thimol xanh và thêm amoniac vào cho đến khi xuất hiện màu xanh của chất chỉ thị. Thêm 10ml dung dịch xianua và thêm vào từng giọt dung dịch axit tactric cho đến khi dung dịch chuyển màu từ xanh biển sang xanh lá cây. Thêm vào 10ml dung dịch dithizon (dung dịch làm việc) và chiết chì. Thật cẩn thận chuyển phần chiết hữu cơ sang phễu chiết khác (không được để những giọt dung dịch sang phễu này, ở phễu chiết phải còn lại một chút tướng hữu cơ). Tiếp tục chiết mỗi lần bằng 5ml dithizon, cho đến khi dung dịch dithizon không đổi màu. Cuối cùng còn chiết 5ml dung dịch CCl4. Tất cả các phần chiết đều được thu vào trong phễu chiết thứ hai. Rửa bằng 20ml dung dịch rửa để lấy hết dithizon tự do trong tướng hữu cơ. Chuyển dung dịch chì dithizonat vào bình định mức 50ml, lớp nước trong phễu chiết được lắc hai lần với 1ml CCl4 và lấy phần CCl4 đó vào bình định mức. Định mức bằng CCl4 và lắc đều. Đo mật độ quang của dung dịch. Đồng thời tiến hành thí nghiệm với nước cất và cũng thể tích như vậy dithizon. lấy mật độ quang của dung dịch trừ đi mật độ quang của thí nghiệm không (mẫu trắng) và từ đường chuẩn xác định hàm lượng chì trong nước.
Lập đường chuẩn: thêm vào một loạt cốc: 0; 2.5; 5.0; ;10.0; 15.0; 20.0; 30.0; 40.0 và 50.0ml dung dịch chuẩn chứa 0.002mg Pb/ml và thêm nước cất vào mỗi cốc đến thể tích 100ml. Như vậy ta thu được các dung dịch có hàm lượng Pb: 0; 0.050; 0.10;…và 1.0mg Pb/l. Các dung dịch được chế hóa như đã làm với mẫu nước trừ động tác khử. Khi chiết, tất cả các dung dịch chuẩn đều được sử dụng những lượng như nhau dung dịch dithizon, lượng đó đã được dùng để chiết dung dịch có nồng độ lớn nhất. Lấy các giá trị mật độ quang thu được trừ đi giá trị mật độ quang dung dịch mẫu trắng và vẽ đường chuẩn.
Tính kết quả:
Hàm lượng chì được tính theo công thức: X= (C*100)/V, mg/l
Trong đó:
C-nồng độ chì tìm được theo đường chuẩn, mg/l; V-thể tích mẫu nước lấy để phân tích, ml;
100-thể tích mẫu nước đã được pha loãng.