Trƣớc khi phân tích cô cạn 500 ml mẫu nƣớc 2 lần xuống còn 250 ml. Với phƣơng pháp thêm tiêu chuẩn, chúng tôi chuẩn bị một dãy thí nghiệm trong bình định mức 10,0ml.
- Dung dịch so sánh: 1ml mẫu phân tích, CPAN = 5.10-5M; pH=7,50; µ=0,1.
- Dung dịch đo: 1ml mẫu phân tích, CPAN = 5.10-5M; CZn2+=0,5.10-5M đến CZn2+=1,5.10-5M; pH=7,50; µ=0,1.
Đo độ hấp thụ và dựa vào hàm hồi quy A=f(CZn2+
), ngoại suy tính ra nồng độ của kẽm trong mẫu. Đồ thị của phƣơng pháp thêm tiêu chuẩn đƣợc xây dựng nhƣ sau:
Hình 3.18: Đồ thị của phƣơng pháp thêm tiêu chuẩn
Cx
A
Nồng độ thêm ∆Ci
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Các hàm hồi quy dạng A = a.CX + b. Tại A =0, CX =|b/a|.
3.7.5. Xác định hàm lượng Zn2+ bằng phương pháp thêm nhiều mẫu chuẩn
trong phân tích chiết- trắc quang
Bảng 3.33: Giá trị độ hấp thụ quang của các dung dịch (có thêm Zn2+ chuẩn) STT CZn 2+ .105M chuẩn ∆A1 Mẫu 1 ∆A2 Mẫu 2 ∆A3 Mẫu 3 ∆A4 Mẫu 4 ∆A5 Mẫu 5 1 0,5 0,529 1,027 0,477 0,275 0,261 2 1,0 0,768 1,116 0,739 0,509 0,478 3 1,2 0,861 1,351 0,811 0,635 0,589 4 1,5 0,988 1,495 0,849 0,742 0,722
Dựa vào kết quả trên ta có các đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc độ hấp thụ quang vào nồng độ thêm chuẩn của các mẫu và phƣơng trình đƣờng thêm chuẩn nhƣ sau:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
Hình 3.19: Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang của mẫu M1 (1,00 ml) có thêm chất chuẩn (với các lƣợng khác nhau) so với mẫu phân tích vào nồng độ tiêu
chuẩn 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
Hình 3.20: Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang của mẫu M2 (1,00 ml) có thêm chất chuẩn (với các lƣợng khác nhau) so với mẫu phân tích vào nồng độ tiêu
chuẩn ∆A 1 CZn2+.105 y=0.4611x+0.3023 R2=0.9991 ∆A 2 CZn2+.105 y=0.47621x+0.758 R2=0.942
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
Hình 3.21: Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang của mẫu M3 (1,00 ml) có thêm chất chuẩn (với các lƣợng khác nhau) so với mẫu phân tích vào nồng độ tiêu
chuẩn 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
Hình 3.22: Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang của mẫu M4 (1,00 ml) có thêm chất chuẩn (với các lƣợng khác nhau) so với mẫu phân tích vào nồng độ tiêu
chuẩn CZn2+.105 ∆A 3 y=0.4706x+0.2499 R2=0.996 y=0.4763x+0.0401 R2=0.9937 CZn 2+ .105 ∆A 4
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
Hình 3.23: Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang của mẫu M5 (1,00 ml) có thêm chất chuẩn (với các lƣợng khác nhau) so với mẫu phân tích vào nồng độ tiêu
chuẩn
Dựa vào kết quả trên ta có phƣơng trình sự phụ thuộc độ hấp thụ quang dung dịch đo vào nồng độ Zn2+ chuẩn cho thêm vào dung dịch.
Từ đó ta tính đƣợc hàm lƣợng Zn2+ theo công thức: CZn
2+
= b/a.
Vì nồng độ này trong 10ml do hút 1ml mẫu đã cô cạn 2 lần để pha chế, nên ta có: CZn2+ thực .5 500 250 . 10 . a b a b (M)
Bảng 3.34: Phƣơng trình sự phụ thuộc độ hấp thụ quang dung dịch đo vào nồng độ Zn2+ chuẩn cho thêm vào dung dịch và kết quả tính đƣợc
hàm lƣợng Zn2+
trong các mẫu
Mẫu Phƣơng trình thêm
chuẩn CZn 2+ (M) CZn 2+ thực (M) CZn 2+ (mg/l) 1 Y=0,4611x + 0,302 6,549.10-6 3,274.10-5 2,140 2 Y=0,4762x + 0,758 1,592.10-5 7,958.10-5 5,203 y=0.4638x+0.0255 R2=0.9983 CZn 2+ .105 ∆A 5
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
3 Y=0,4706x + 0,249 5,291.10-6 2,646.10-5 1,728
4 Y=0,4763x + 0,040 8,398.10-7 4,200.10-6 0,274
5 Y=0,4638x + 0,026 5,605.10-7 2,803.10-6 0,183
So sánh với kết quả kiểm tra nồng độ của kẽm theo phƣơng pháp chiết- HTNT thì sai số của phép đo chiết- trắc quang so với phép đo chiết-HTNT là:
Bảng 3.35: Sai số của phép đo quang so với phép chiết-HTNT
Mẫu PP chiết- trắc quang (mg/l) PP chiết-HTNT (mg/l) Sai số (%)
1 2,140 2,091 2,34
2 5,203 5,318 2,16
3 1,728 1,716 0,70
4 0,274 0,277 1,08
5 0,183 0,196 1,30
Sai số này có thể chấp nhận đƣợc. Vì thế có thể ứng dụng phƣơng pháp chiết- trắc quang để xác định hàm lƣợng kẽm trong một số mẫu nƣớc.
Hàm lƣợng kẽm cho phép theo TCVN 5502:2003 trong nƣớc cấp sinh hoạt là 0,7 mg/l đến 1,5 mg/l. Từ đó ta có bảng so sánh kết quả phân tích với tiêu chuẩn.
Bảng 3.36: So sánh kết quả phân tích so với tiêu chuẩn
Mẫu M1 M2 M3 M4 M5
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Số lần vƣợt chỉ tiêu cho phép 1,43 3,47 1,15
Ghi chú: (X): nƣớc đã bị ô nhiễm (O): nƣớc chƣa bị ô nhiễm
Nhận xét: Theo phƣơng pháp đƣờng chuẩn chúng tôi đã xác định đƣợc hàm lƣợng của kẽm trong một số mẫu phân tích. Kết quả cho thấy các mẫu M1, M2, M3 đã vƣợt quá tiêu chuẩn cho phép và đã bị ô nhiễm kim loại kẽm. Do đó, các nguồn nƣớc này không nên đƣa vào sử dụng sinh hoạt.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
KẾT LUẬN
Căn cứ vào nhiệm vụ của đề tài, dựa trên các kết quả nghiên cứu, chúng tôi rút ra kết luận sau:
1. Đã nghiên cứu chiết – trắc quang sự tạo phức và chiết phức trong hệ Zn(II) – PAN.
2. Đã xác định các điều kiện tạo phức và chiết phức Zn(II) – PAN tối ƣu: Dung môi chiết: Cacbon tetraclorua (CCl4).
Khoảng pH tối ƣu là: 6,90 ÷ 7,80; chọn pH tối ƣu là 7,50.
Phức trong CCl4 có độ hấp thụ quang ổn định sau khi chiết 30 phút và ổn định trong khoảng vài giờ.
Thời gian lắc chiết tối ƣu là 4 phút. Thể tích dung môi chiết là 5,0ml.
3. Đã xác định thành phần của phức Zn(II)-PAN bằng ba phƣơng pháp độc lập nhau. Kết quả cho thấy Zn(II):PAN=1:2, phức tạo ra là phức đơn nhân, đơn ligan.
4. Đã xác định cơ chế phản ứng tạo phức và chiết phức. Xây dựng các giản đồ phân bố của Zn(II), PAN. Xây dựng đồ thị phụ thuộc –lgB = f(pH).
Đã xác định đƣợc cơ chế của phản ứng tạo phức: Dạng ion kẽm đi vào phức là: Zn2+
Dạng PAN đi vào phức: R-
5. Đã xác định các tham số định lƣợng của phức:
Xác định hằng số cân bằng của phản ứng tạo phức (Kp): lgKp = 4,896 ± 0,0266
Đã xác định hằng số bền điều kiện của phức: lgβ = 22,679 ± 0,486
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Đã xác định hệ số hấp thụ phân tử của phức:
Theo phƣơng pháp Komar: εZn(II)-PAN = (4,666 ± 0,042).104
Theo phƣơng pháp đƣờng chuẩn: εZn(II)-PAN = (4,691 ± 0,029).104 Kết quả xác định εphức của hai phƣơng pháp khá phù hợp nhau.
6. Xác định hàm lƣợng các ion cản ảnh hƣởng tới phép xác định kẽm bằng phƣơng pháp chiết - trắc quang.
7. Xác định đƣợc hàm lƣợng kẽm trong 5 mẫu nƣớc khu vực KCN Khai Quang – Thành phố Vĩnh Yên – Tỉnh Vĩnh Phúc.
Từ kết quả phân tích ta thấy: Một số mẫu nƣớc vùng này đã bị ô nhiễm ion kẽm so với tiêu chuẩn Việt Nam. Do đó không nên đƣa vào sử dụng hoặc là sử dụng sau khi đã đƣợc xử lý loại trừ ion Zn2+.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. N.X.Acmetop (1978), “Hóa vô cơ”, Phần II, Nxb ĐH&THCN, Hà Nội. 2. A.K.Bapko, A.T.Philipenco (1975), “Phân tích trắc quang”, tập 1, 2,
NXB Giáo dục Hà Nội.
3. Nguyễn Trọng Biểu (1974), “Chuẩn bị dung dịch cho phân tích hoá học”, Nxb KH và KT, Hà Nội.
4. Nguyễn Trọng Biểu, Từ Văn Mạc (2002), “Thuốc thử hữu cơ”, NXB KH & KT, Hà Nội.
5. K.Doerffel (Trần Bình và Nguyễn Văn Ngọc dịch) (1983), “Thống kê trong hóa học phân tích”, NXB ĐH & THCN, Hà Nội.
6. Nguyễn Tinh Dung (2000): “Hóa học phân tích”. Phần II- “Các phản ứng ion trong dung dịch nước”. NXBGD, Hà Nội.
7. Nguyễn Tinh Dung (2000): “Hóa học phân tích”. Phần III- “Các phương pháp phân tích định lượng hóa học”. NXBGD, Hà Nội.
8. Nguyễn Tinh Dung (2005), “Hóa học phân tích I – cân bằng ion trong dung dịch”, NXB Đại học Sƣ Phạm.
9. Nguyễn Xuân Hải (2006), “Ô nhiễm kim loại nặng trong đất và nước vùng trồng hoa và rau xã Tây Tựu - huyện Từ Liêm - Hà Nội”. Tạp chí nông nghiệp và phát triển nông thôn.
10.Nguyễn Khắc Nghĩa, Hoàng Văn Trung (2008), “Nghiên cứu sự tạo phức đơn ligan giữa kẽm và PAN bằng phương pháp trắc quang và ứng dụng phân tích kẽm trong thuốc mỡ”. Tạp chí hóa học và ứng dụng (4/2008). 11.Hoàng Nhâm (1999), “Hóa vô cơ”, tập 2, NXBGD.
12.Hoàng Nhâm (2003), “Hóa vô cơ”, tập 3, NXBGD.
13.Hồ Viết Quý (1994), “Xử lý số liệu thực nghiệm bằng phương pháp toán học thống kê”, ĐHSP Quy Nhơn.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
14.Hồ Viết Quý (1999), “Các phương pháp phân tích quang học trong hoá học”. NXB ĐH Quốc gia Hà Nội.
15.Hồ Viết Quý, “Chiết tách, phân chia, xác định các chất bằng dung môi hữu cơ, lý thuyết thực hành và ứng dụng”, tập 1 (2002), tập 2 (2006) NXB KH&KT.
16.Hồ Viết Quý (1995), “Phức chất phương pháp nghiên cứu và ứng dụng trong hoá học hiện đại”, NXB Quy Nhơn.
17.Hồ Viết Quý (1999), “Phức chất trong hoá học”, NXB KH&KT.
18.Hồ Viết Quý (1991), Nguyễn Tinh Dung, “Các phương pháp phân tích lý hóa”. NXBĐHSPHN.
19.C. Shwarzenbach, H.Flaschka (1979), “Chuẩn độ phức chất”, NXB KH&KT Hà Nội.
20.Tuyển tập các tiêu chuẩn về môi trƣờng (2008). NXB Lao động - Xã hội.
Tiếng Anh
21.Bashaw, Andrew P, Farquharson, Michale J (2002), Simutanneous determination of Fe, Cu and Zn concentrations in skin phantoms using XRF spectrometry, X Ray Spectrometry, 31(1), 47-52. Chem.Abs.Vol 136, 179994.
22.Benamor, M Belhamel, K Draa, M.T (2001), Use of xylenol orange anh cetylpyridinium of zinc in pharmaceutical products.J.Pharm.Biomed. Anal.23(6), 1033-1038. Chem. Abs. Vol 134,61671.
23.Chen, Jianrong, Teo, Khay Chuan (2002), Determination of cadmium, copper, lead anh zinc in water samples by flame automic absortion spectrometry after cloud point extraction, Analytica Chimica Acta, 450(1- 2), 215-222, Chem.Abs, Vol 136, 188936.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
25.Fernander M.L, Molina D.A, Pascual M.I, Capitan L.F (1965), “Solid- Phase Spectrophotometric determination of trace amounts of vanadium at sub – mg/ml level with 4-(2-pyridylazo) – resorsinol”, Talanta, Vol.42, pp.1057-1065.
26.Gao, Hang-wen (1998), Updated b-correction spectrophotometric investigation of zinc chelate solution with acid chrome blue K and determination of zinc. Asian J.Chem.10(1), 79-85. Chem. Abs. Vol 128, 135837.
27.Gao, Ling, Ren, Shouxin (2000), Simultaneous spectrophotometric determination of Mn, Zn, and Co by kernel partial least – square method.J Autom, Chem 20(6), 1979-1983, Chem. Abs. Vol 130, 75482.
28.Ge, Xuaning, Chen, Jianguo, Wang, Songqing (1998), Spectrophotometric determination of microamount zinc with concentration with solublemembrance filter, Fenxi Kexue Xuebao, 14(3), 219-221, Chem.Abs. Vol 128, 117192.
29.Gilaair G, Duyckaerts G. (1979), "Direct and simultaneous determination of Zn, Cd, Pb, Cu, Sb and Bi dissolved in sea water by differential pulse anodic stripping voltametry with a hanging mercury drop electrode" Anal. Chem. Acta, 106, pp.23-37.
30.Gilaair G, Rutagengwa J. (1985), "Determination of Zn, Cd, Cu, Sb and Bi in mille by differential pulse anodie stripping voltametry following two indipendent mineralisation method", Analysis, 13(10), pp471.