2.1. Thiết bị và dụng cụ
Các thiết bị và dụng cụ cần thiết để tiến hành nghiên cứu, khảo sát quá trình điều chế phức lantan với axit xitric bao gồm: pH mét, máy khuấy từ gia nhiệt, máy ly tâm, cân phân tích, kính hiển vi, máy chụp ảnh, bình tam giác dung tích từ 100 ml đến 500 ml, các loại cốc thủy tinh, các pipet, micropipet....
Phổ hồng ngoại được đo trên máy quang phổ kế hồng ngoại FTIR IMPACT 4010 (CHLB Đức), phổ phân tích nhiệt được đo trên máy Shimadzu DTA-50, Shimadzu 50H tại Khoa Hóa học ĐHKHTN ĐHQG- Hà Nội.
2.2. Hóa chất
- Các hóa chất sử dụng dạng P.A. như axit xitric, LaCl3, dung dịch amoniac, HCl, asenazo (III)....
- Dung dịch chuẩn DTPA dùng để chuẩn độ La3+ có khối lượng phân tử 393 đvC, độ sạch P.A. được pha chế như sau: cân 3,93 g DTPA, thêm 2ml dung dịch amoniac đậm đặc, thêm nước cất vào lắc đều, sau đó thêm dần nước cất vào đến vạch 1000 ml (pha trong bình định mức 1000 ml), ta được dung dịch chuẩn DTPA = 10-2
M, chuẩn độ lại DTPA bằng dung dịch chuẩn Zn2+
10-2 M.
- Dung dịch đệm axetat 2 M, pH = 4,2: cân 80g NaOH, cho vào bình định mức 1000 ml, thêm nước cất vào, hòa tan, để nguội. Sau đó, thêm dần 560 ml CH3COOH đậm đặc, khuấy đều rồi thêm nước cất đến vạch.
2.3. Thực nghiệm
Quá trình điều chế phức lantan xitrat được thực hiện như sau: Hút một thể tích chính xác dung dịch LaCl3 có nồng độ đã biết cho vào ống ly tâm, kết tủa hidroxit La(OH)3 bằng dung dịch amoniac với lượng hơi dư để kết tủa hết La3+. Nhỏ từ từ từng giọt dung dịch amoniac và dùng đũa thủy tinh khuấy để tạo kết tủa bông (sau khi khuấy ly tâm loại phần nước trong). Dùng nước cất để rửa sạch kết tủa bằng phương pháp gạn có ly tâm. Rửa cho đến khi nước rửa có pH khoảng bằng 7. Axit hóa nước
rửa, định mức và chuẩn độ lượng La3+
bị kéo theo bằng dung dịch DTPA với chỉ thị asenazo III trong dung dịch đệm axetat pH = 4,2.
Lấy giá trị La3+ ban đầu trừ đi lượng La3+ bị kéo theo trong quá trình li tâm, sẽ tính được lượng La3+
tạo kết tủa La(OH)3 . Tính toán lượng axit xitric cần thiết để tác dụng ngay với La(OH)3 mới sinh.Thêm một ít nước cất vào hỗn hợp La(OH)3 và axit xitric, tiến hành khuấy và đun trên máy khuấy từ gia nhiệt ở nhiệt độ nhất định cho đến khi kết tủa tan hoàn toàn.
Cô dung dịch trên bếp điều nhiệt ở nhiệt độ 55 – 600C cho đến khi xuất hiện váng trên bề mặt, để nguội, cho vào bình hút ẩm trong vòng 2 ngày, thì thu được phức rắn có màu trắng. Lọc hút, thu phức và dung dịch lọc.
Tiến hành chuẩn độ lượng La3+ còn lại trong dung dịch lọc bằng dung dịch DTPA, chỉ thị asenazo III đệm axetat pH = 4,2 từ đó tính được lượng La3+ đã tham gia tạo phức.
Hiệu suất của phản ứng tạo phức được tính theo công thức sau:
Trong đó: n 3
b d
La : số mol La3+
trong dung dịch ban đầu
n 3
d u
La : số mol La3+ còn lại
2.4. Thử nghiệm bón vi lƣợng lantan xitrat cho cây cà chua
Thử nghiệm dung dịch phức lantan xitrat làm phân bón vi lượng cho cây cà chua ở phường Thủy Dương, thị xã Hương Thủy, Thừa Thiên Huế được tiến hành qua hai giai đoạn. Giai đoạn thứ nhất là tiến hành nghiên cứu thử nghiệm phun dung dịch phức lantan xitrat làm phân bón vi lượng cho cây cà chua non. Giai đoạn thứ hai là nghiên cứu thử nghiệm phun dung dịch phức lantan xitrat làm phân bón vi lượng cho cây cà chua trưởng thành.
+ Nghiên cứu thử nghiệm phun dung dịch phức lantan xitrat làm phân bón vi lượng cho cây cà chua non (thử nghiệm ở giai đoạn 1):
Đất ruộng được cày bừa cẩn thận, phơi ải, đánh vụn, chia làm 8 lô (mỗi lô có diện tích 10m2 và phân riêng ra 7 lô để phun dung dịch phức lantan xitrat các nồng độ 50; 100; 150; 200; 250; 300; 350 ppm và 1 lô đối chứng) để khảo sát khả năng phát triển của cây cà chua non khi phun các dung dịch phức lantan xitrat ở các nồng độ nói
H% = .100% 3 3 3 b d d u b d La La La n n n
trên. Dung dịch phức lantan xitrat được phun lên lá cây cà chua 3 lần, cách nhau 7 ngày một lần (thử nghiệm ở giai đoạn 1, khoảng 20 ngày).
Sau khi thử nghiệm ở giai đoạn 1 xong, cây cà chua non phát triển thêm được 20 ngày tuổi thì nghiên cứu chọn khoảng nồng độ của dung dịch phức lantan xitrat thích hợp cho sự phát triển tiếp theo cho cây cà chua đã trưởng thành này.
+ Nghiên cứu thử nghiệm phun dung dịch phức lantan xitrat làm phân bón vi lượng cho cây cà chua trưởng thành (thử nghiệm ở giai đoạn 2):
Tương tự đất trồng cà chua non, đất ruộng trồng cà chua lấy quả, được phân thành 4 lô (diện tích mỗi lô là 100 m2), các lô đất được lên luống và trồng cà chua với mật độ là 60 cm x 45 cm x cây. Sử dụng 3 lô để thử nghiệm phun dung dịch phức lantan xitrat làm phân bón vi lượng cho cây cà chua trưởng thành (còn 1 lô dành để đối chứng). Các chế độ chăm bón khác cho cây cà chua vẫn thực hiện như cũ và không thay đổi gì.
Tiến hành phun lên lá khi trời nắng dung dịch phức lantan xitrat ở các nồng độ thích hợp (các nồng độ đã chọn được trong quá trình khảo sát ở cây cà chua non ở giai đoạn 1) để làm phân bón vi lượng cho cây cà chua trưởng thành. Dung dịch phức lantan xitrat cũng được phun một lần trong một tuần, phun cho đến khi cà chua có trái thì dừng phun. Khi trái chín thì thu hoạch và cân để tính năng suất.
2.5. Đánh giá kết quả thực nghiệm
Để kiểm nghiệm tính hiệu quả của các dung dịch phức lantan xitrat đã có ảnh hưởng như thế nào đến năng suất cà chua, chúng tôi đã xử lý số liệu thực nghiệm bằng bài toán ANOVA (analysis of variance) một chiều. Các kết quả thí nghiệm này chịu tác động của hai nguồn sai số: do bản thân phương pháp đo (ta có phương sai 1) và do ảnh hưởng của yếu tố khảo sát (phương sai 2).
Xét phương sai 1 và phương sai 2
- Nếu phương sai 2 phương sai 1, thì yếu tố khảo sát không ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm.
- Nếu phương sai 2 phương sai 1, thì yếu tố khảo sát ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm.
Vấn đề đặt ra là yếu tố khảo sát ảnh hưởng như thế nào đến kết quả thí nghiệm. Các vấn đề này đều giải quyết được bằng phân tích phương sai ANOVA như sau:
Bố trí thí nghiệm: Khảo sát yếu tố nồng độ dung dịch phức lantan xitrat thay đổi từ 0 đến 350 ppm đến quá trình sinh trưởng của cây cà chua non. Thí nghiệm được lặp lại ba lần và được trình bày như bảng 2.1.
Bảng 2.1. Bố trí thí nghiệm theo ANOVA một chiều
Số lần thí nghiệm
Nồng độ vi lượng lantan xitrat (ppm)
0 50 100 150 200 250 300 350 1 X11 X12 X13 X14 X15 X16 X17 X18