Chƣơng 3: THẢO LUẬN VÀ KẾT QUẢ
3.1. Khảo sát đáp ứng điện hóa của cloramphenicol trên HMDE
Để nghiên cứu xác định cloramphenicol theo phƣơng pháp von-ampe trên điện cực làm việc HMDE, chúng ta cần tìm hiểu đặc trƣng điện hóa của cloramphenicol nhƣ tính thuận nghịch của phản ứng điện cực của cloramphenicol, số lƣợng electron trao đổi của cloramphenicol trong quá trình khử thông qua việc xem xét và đánh giá đƣờng von-ampe vòng của quá trình điện cực. Điện thế của điện cực có thể đƣợc thiết lập theo nồng độ của các dạng oxy hoá và dạng khử trên bề mặt (COx: dạng oxy hoá, CKh: dạng khử) theo phƣơng trình Nerst:
Kh Ox o C C nF RT E E 2.3 log , V (1) Trong đó: Eo là thế oxy hoá-khử tiêu chuẩn (V),
R là hằng số khí (8.314 J K-1 mol-1), T là nhiệt độ Kelvin (273 K),
n là số electron trao đổi trong phản ứng, F là hằng số Faraday (96,487 C).
Ở 25oC, thay các giá trị R, F, T = 298K, vào phƣơng trình (1), ta có:
Kh Ox o C C n E E 0,059log (1‟)
Khoảng cách đỉnh thế của một cặp oxy hóa-khử thuận nghịch đƣợc tính theo công thức: n E E Ep p,a p,c 0,059
Trong đó, Ep,a và Ep,c lần lƣợt là vị trí thế anot và catot, n là số electron trao đổi.
Dựa vào vị trí pic Ep,a và Ep,c trên đƣờng đáp ứng von-ampe vòng của các chất điện hoạt sẽ tính đƣợc Ep. Từ đó tính đƣợc số electron trao đổi n trong quá trình oxy hóa khử. Giả sử có 1 electron trao đổi thì Ep= 0,059V.
Theo kết quả của nhiều nghiên cứu trƣớc đây, đệm acetat (pH = 4,5 † 5,5) là nền thích hợp để xác định cloramphenicol theo phƣơng pháp von-ampe xung vi phân.
Khảo sát đƣờng von-ampe vòng của dung dịch cloramphenicol nồng độ 2,5ppm trong nền đệm acetat 0,1M pH 5,5 cho kết quả nhƣ sau:
-0.20 -0.10 0.00 0.10 0.20E (V) E (V) -1.00e-7 0 1.00e-7 2.00e-7 i (A )
Hình 3.1: Đường quét von-ampe vòng của cloramphenicol nồng độ 2,5ppm trong nền axetat 0,1M pH 5,5
Thế đỉnh pic của pic oxi hóa (Ep,a) và pic khử (Ep,c) lần lƣợt đƣợc tìm thấy ở vị trí 18,9 mV và 16,8 mV. Áp dụng vào phƣơng trình đã đề cập ở trên, ta có:
20357 0357 , 0 059 , 0 , , n n E E Ep pa pc
Theo lý thuyết trong quá trình điện hóa, cloramphenicol bị khử tại vị trí nhóm nitro (-NO2) thành nhóm amino (-NH2), chuyển từ số oxi hóa +3 về -3, trao đổi 6 electron. Tham khảo bài báo [27] của tác giả Kjetil Fossdal và Jacobsen, quá trình khử cloraphenicol đƣợc chia thành 2 giai đoạn. Giai đoạn 1 khử nhóm nitro
18,9 mV
thành nhóm hydroxylamine gồm quá trình khử chậm 2 điện tử và nhanh 2 điện tử. Sau đó, giai đoạn 2 ở thế âm hơn, nhóm hydroxylamine bị khử 2 điện tử thành nhóm amin.
Nhƣ vậy, thực chất pic tín hiệu đƣợc ghi nhận trong bài luận văn này là của quá trình 1. Do ảnh hƣởng của quá trình trao đổi chậm 2e nên kết quả cho thấy sự chênh lệch giữa thực nghiệm và lý thuyết.
Việc lựa chọn sử dụng pic anot hay catot phụ thuộc vào chiều cao pic của chúng. Hình 3.1 cho chúng ta thấy chiều cao pic oxi hóa và khử là tƣơng đối cân nhau, 145 nA đối với pic anot và 120 nA đối với pic catot. Tuy nhiên do pic anot cho tín hiệu cao hơn, rõ ràng hơn nên trong khuôn khổ luận văn này chúng tôi sẽ tiến hành các bƣớc thực nhiệm tiếp theo bằng kỹ thuật ghi xung vi phân lấy pic anot.