Chuẩn bị một dãy các dung dịch trong bình định mức 10ml:
CCu2+ tăng dần và nằm trong khoảng tuân theo định luật Beer. CPAN = 1,5. CCu2+, CNaSCN = 50000. CCu2+, CNaNO3 = 0,1M và những lợng khác nhau của ion cản (sao cho đạt đúng tỷ lệ không cản), điều chỉnh pH = 2,80.
Tiến hành chiết phức bằng 5,00 ml dung môi isobutylic. Đo mật độ quang ở các điều kiện tối u. Kết quả thu đợc ở bảng 3.25.
Bảng 3.25. Sự phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ của phức
STT CCu2+ .105 i ∆Α 1 0,50 0,247 2 1,00 0,508 3 1,50 0,776 4 2,00 1,023 5 2,25 1,175 6 2,50 1,298
Xử lí số liệu trong bảng 3.25 bằng chơng trình Regression trong phần mềm Ms - Excel ta thu đợc phơng trình đờng chuẩn khi có mặt ion cản:
i
∆Α = (5,26±0,04).104. CCu2+ + (-0,02±0,01)
3.5.3. Xác định hàm lợng Đồng trong mẫu nhân tạo bằng phơng pháp chiết-trắc quang
Để đánh giá độ chính xác của phơng pháp và có cơ sở khoa học trớc khi phân tích hàm lợng đồng trong một số đối tợng phân tích, chúng tôi tiến hành xác định hàm lợng đồng trong mẫu nhân tạo.
Chuẩn bị dung dịch nghiên cứu:
CCu2+ = 2,0.10-5M; CPAN = 3,0.10-5 M ; CSCN−=50000.CCu2+;
CNaNO3 = 0,1 M; pH=2,80 và những lợng khác nhau của ion cản sao cho
đạt đúng tỷ lệ không cản.
Tiến hành chiết bằng dung môi rợu isobutylic trong các điều kiện tối u, đo mật độ quang của dịch chiết so với thuốc thử PAN. Lặp lại thí nghiệm 5 lần, kết quả đợc trình bày trong bảng 3.26:
Bảng 3.26: Kết quả xác định hàm lợng đồng trong mẫu nhân tạo bằng phơng pháp chiết- trắc quang ( l=1,001cm, à =0,1, pH=2,80, λmax =560nm)
STT Hàm lợng thực của đồng ∆Ai Hàm lợng đồng xác định đợc 1 2,0.10-5M 1,054 2,0042.10-5M 2 2,0.10-5M 1,052 2,0004.10-5M 3 2,0.10-5M 1,046 1,9890.10-5M 4 2,0.10-5M 1,056 2,0080.10-5M 5 2,0.10-5M 1,043 1,9833.10-5M
Để đánh giá độ chính xác của phơng pháp chúng tôi sử dụng hàm phân bố student để so sánh giá trị trung bình của hàm lợng đồng xác định đợc với giá trị thực của nó. Ta có bảng các giá trị đặc trng của tập số liệu thực nghiệm:
Bảng 3.27 : Các giá trị đặc trng của tập số liệu thực nghiệm
Giá trị trung bình(X ) Phơng sai (S2) Độ lệch chuẩn (SX) t(0.95; 4)
1,9970.10-5 1,0902.10-14 4,670.10-8 2,78 Ta có: ttn = 5 8 (2,000 1,997).10 4,670.10 X X a S − − − − = = 0,642
Ta thấy ttn < t 0,.95; 4→ X ≠ a là do nguyên nhân ngẫu nhiên với p = 0,95. Sai số tơng đối q% = .100
X S . t 100 . X X k ; p = ε = 0,65%
Sai số tơng đối q% = 0,65% < 5%. Vì vậy có thể áp dụng kết quả nghiên cứu để xác định hàm lợng đồng trong mẫu thật.
3.5.4. Xác định hàm lợng Đồng trong viên nang Pharnargel bằng phơng pháp chiết - trắc quang. pháp chiết - trắc quang.
Thành phần viên nang mềm bao gồm vitamin và khoáng chất, trong đó thành phần khoáng chất nh sau:
Kim loại (hợp chất) Ca (Ca3(PO4)2) Mg (MgO) K (KCl) Mn (MnO) Zn (ZnO) Cu (CuO) Fe (FeSO4) Khối lợng (mg) 50 0,1 1 1 0,5 1 10 Ta thấy 65, 41 .0, 5 81, 41 0, 503 63, 549 79, 549 Zn Cu n n = = 55,85 .10 103, 91 6, 728 63, 549 79, 549 Fe Cu n n = =
Nh vậy theo kết quả nghiên cứu trên, có thể bỏ qua sự có mặt của ion kẽm, chỉ cần xử lí lợng sắt trong dung dịch mẫu đến tỉ lệ không cản.
Hoà tan lợng thuốc có trong viên nang Pharnargel bằng HNO3 đặc, nóng trong cốc thuỷ tinh chịu nhiệt, cho dung dich NH3 d vào để kết tủa hết Fe(OH)3, lọc rửa kết tủa thật kĩ rồi chuyển toàn bộ nớc lọc vào bình định mức 250ml, lắc đều, dùng nớc cất hai lần định mức đến vạch ta đợc dung dịch mẫu.
Lấy 3,00 ml dung dịch mẫu trên, thêm vào 0,45 ml dung dịch PAN 10- 3M, 1,5ml dung dịch NaSCN 5M, 1,00 ml dung dịch NaNO3 1M, dùng các dung dịch NaOH và HNO3 để điều chỉnh pH = 2,80, chuyển toàn bộ vào bình định mức 10 ml, định mức đến vạch. Sau đó tiến hành chiết phức bằng 5ml dung môi isobutylic, đo mật độ quang dịch chiết so với thuốc thử PAN tơng ứng trong các điều kiện tối u. Lặp lại thí nghiệm 5 lần, kết quả đợc trình bày trong bảng 3.29.
Bảng 3.29: Mật độ quang xác định hàm lợng đồng trong viên nang Pharnargel ( l= 1,001cm, à=0,1, pH = 2,80, λmax =560nm)
STT Thể tích mẫu(ml) ∆Ai
2 3,00 0,781
3 3,00 0,786
4 3,00 0,784
5 3,00 0,779
6 3,00 0,785
Từ kết quả ở bảng ta có mật độ quang trung bình của các mẫu
Pharnargel là: 0,783 0, 781 0,786 0,784 0,779 0,785 0,783 6 + + + + + ∆Α = =
Mặt khác phơng trình đờng chuẩn đã xây dựng ở mục 3.5.2.2 là:
i
∆Α = (5,26±0,04).104. CCu2+ + (- 0,02±0,01)
Từ đó chúng tôi tính đợc nồng độ ion Cu2+ trong bình định mức 10ml: 1,496.10-5 M ≤CCu2+ ≤ 1,557.10-5 M
Hàm lợng đồng trong mỗi viên nang Pharnargel đợc tính theo công thức:
mCu (mg) = . 2 100 10 2 . . .1000 .250.63,549.1000 1000 3 nc Cu Cu Cu m V C C M V + + =
Hàm lợng đồng trong viên nang Pharnargel là:
0,7922≤mCu2+ ≤0,8245.
Trong đó trên nhãn của sản phẩm có ghi mỗi viên nang Pharnargel chứa 1mg CuO tơng ứng với khoảng 0,7989 mg đồng. Nh vậy kết quả thu đợc phù hợp với hàm lợng đồng ghi trên sản phẩm.
3.6. Đánh giá phơng pháp phân tích đồng dựa trên phức đa ligan phức đa ligan
3.6.1. Độ nhạy của phơng pháp theo Sandell.E.B [1]
Độ nhạy của phơng pháp phân tích là nồng độ nhỏ nhất của chất cần phân tích có trong mẫu mà phơng pháp có thể xác định đợc.
Trong phân tích trắc quang và chiết – trắc quang, độ nhạy là nồng độ thấp nhất của chất đợc phát hiện khi mật độ quang là 0,001.
Nh vậy đối với phơng pháp phân tích đồng ta có:
min min . A C ε = l = 4 0,001 5,322.10 = 1,879.10 -8
Trong đó: ε là hệ số hấp thụ mol; l là chiều dày cuvet (1cm).
Nh vậy, độ nhạy của phép phân tích Cu2+ bằng phơng pháp chiết – trắc quang phức trên là: 1,879.10-8M.
3.6.2. Giới hạn phát hiện của thiết bị (Limit Of Detection LOD) [3]
Giới hạn phát hiện của thiết bị là tín hiệu nhỏ nhất bên trên nền nhiễu mà máy vẫn có khả năng phát hiện một cách tin cậy.
Để xác định đợc giới hạn phát hiện của thiết bị ta làm nh sau:
Chuẩn bị 6 mẫu trắng (mẫu blank) bằng cách dùng bình định mức 10ml gồm: 0,3ml PAN nồng độ 10-3M, 1ml NaNO3 1M rồi định mức bằng nớc cất 2 lần ở pH = 2,80. Sau đó chiết bằng 5ml dung môi rợu isobutylic. Đem đo mật độ quang của dãy dung dịch trên máy Cary-Varian (Mỹ) có bề dày cuvet là 1,001cm tại bớc sóng λ=560 nm, với dung dịch so sánh là nớc cất 2 lần. Từ đ- ờng chuẩn theo định luật Beer ∆Ai = 5,27 .104Ci + 0,01 và kết quả thực nghiệm ta có kết quả đợc trình bày ở bảng 3.30 nh sau:
(λ=560nm; l = 1,001cm; pH = 2,80; à =0,1)
STT Ai Cmin
1 0,031 3,985.10-7
2 0,032 4,175.10-7
4 0,030 3,795.10-7
5 0,033 4,364.10-7
6 0,035 4,744.10-7
Bảng 3.30. Kết quả xác định giới hạn của thiết bị
Từ các giá trị nồng độ ta có giá trị trung bình X =4,111.10-7. Gọi SX là
độ lệch chuẩn của phép đo ta có: ( ) ( ) ∑ 2 i X X - X S = n n -1 =1,674.10-8
Giới hạn phát hiện của thiết bị đợc tính theo công thức: 3.SX+X =3.1,674.10-8 + 4,111.10-7 = 4,613.10-7
Vậy giới hạn phát hiện của thiết bị là: 4,613.10-7M
3.6.3. Giới hạn phát hiện của phơng pháp: (Method Detection Limit (MDL) [3] (MDL) [3]
Giới hạn phát hiện của phơng pháp là nồng độ nhỏ nhất của chất phân tích tạo ra đợc một tín hiệu có thể phân biệt một cách tin cậy với tín hiệu mẫu trắng.
Để xác định giới hạn phát hiện của phơng pháp ta thực hiện làm mẫu spike bằng cách điều chế 5 bình định mức 10ml với thành phần gồm: 0,3ml PAN 10-3M, 2 ml SCN- 5 M, 1 ml dung dịch NaNO3 1M và thêm lần lợt dung dịch chuẩn Cu2+ có hàm lợng thay đổi. Định mức bằng nớc cất hai lần và điều chỉnh pH = 2,80. Đem đo dãy dung dịch trên máy Cary-Varian (Mỹ) có chiều dày cuvet là 1,001cm với dung dịch so sánh là dung dịch PAN ở bớc sóng 560 nm. Kết quả thu đợc ở bảng 3.31: STT Ci.105 (M) ∆Ai Cmin.105 (M) 1 0,50 0,259 0,472 2 1,00 0,531 0,989 3 1,25 0,661 1,235 4 1,50 0,801 1,501 5 2,00 1,069 2,009
Bảng 3.31: Kết quả xác định giới hạn của phơng pháp.
min
C = X = 1,241.10-5
Tra bảng với t(4, 0,95) = 2,78
Nếu gọi Sx là độ lệch chuẩn của phép đo, ta có:
( ) = ∑ 2 i x (X - X) S = n n -1 0,2562.10 -6
Giới hạn phát hiện của phơng pháp đợc tính theo công thức: MDL = Sx.t(4, 0,95) = 0,2562.10-5.2,78 = 7,122.10-6
Vậy giới hạn phát hiện của phơng pháp là: 7,122.10-6 (M)
3.6.4. Giới hạn phát hiện tin cậy: (Range Detection Limit RDL) [3]
Giới hạn phát hiện tin cậy là nồng độ thấp nhất của yếu tố phân tích đợc yêu cầu có trong mẫu đợc đảm bảo rằng kết quả phân tích sẽ vợt quá MDL với xác suất đã định. Xuất phát từ công thức:
RDL = 2.MDL = 2.7,122.10-6 = 1,424.10-5 M. Vậy giới hạn phát hiện tin cậy là: 1,424.10-5 M.
3.6.5. Giới hạn định lợng (Limit Of Quantitation) (LOQ)[4]
Giới hạn định lợng (LOQ) là mức mà trên đó kết quả định lợng có thể chấp nhận đợc với mức độ tin cậy định sẵn, xác định nơi mà độ chuẩn xác hợp lí của phơng pháp bắt đầu. Thông thờng LOQ đợc xác định giới hạn chuẩn xác là ±30%, có nghĩa:
LOQ = 3,33.MDL.
Dựa vào kết quả MDL đã xác định ở trên ta có giới hạn định lợng của ph- ơng pháp là:
LOQ = 3,33.7,122.10-6 = 2,372.10-5 M. Vậy giới hạn định lợng là: 2,372.10-5 M.
Kết luận
Căn cứ vào nhiệm vụ của đề tài, dựa trên các kết quả nghiên cứu chúng tôi đã rút ra các kết luận sau:
1. Đã khảo sát đợc phổ hấp thụ electron của thuốc thử PAN, phức đơn ligan Cu2+- PAN và phức đaligan PAN – Cu2+ - SCN-.
2. Đã nghiên cứu khả năng chiết phức PAN - Cu2+ - SCN- bằng một số dung môi hữu cơ thông dụng, từ đó tìm đợc dung môi chiết phức tốt nhất là rợu isobutylic.
3. Đã xác định đợc các điều kiện tối u để chiết phức:
λmax=560 nm, tt =30 phút, pHt=2,80, CSCN− =50000.CCu2+,V0 =5,00ml. 4. Đã xác định thành phần, cơ chế phản ứng và các tham số định lợng của phức trong dung môi rợu isobutylic:
. Bằng bốn phơng pháp độc lập: tỷ số mol, hệ đồng phân tử, Staric- Bacbanel và phơng pháp chuyển dịch cân bằng, chúng tôi đã xác định đợc thành phần phức: PAN: Cu2+ : SCN− = 1: 1: 1.
. Nghiên cứu cơ chế phản ứng đã xác định đợc các dạng cấu tử đi vào phức là:
+ Dạng ion kim loại là Cu2+. + Dạng thuốc thử PAN là R-.
+ Dạng của thuốc thử NaSCN là SCN-.
. Xác định các tham số định lợng của phức đa ligan PAN- Cu2+- SCN−
+ εPAN- Cu2+- SCN− = (5,322 ± 0,017).104 (p = 0,95, k =3). + lgKcb = 7,40 ± 0,78 (p = 0,95, k=3).
+ lgβ = 20,42 ± 0,69 (p = 0,95; k=3).
Kết quả xác định hệ số hấp thụ phân tử theo phơng pháp Komar phù hợp với phơng pháp đờng chuẩn.
5. Đã tìm đợc khoảng nồng độ tuân theo định luật Beer của phức PAN- Cu2+ - SCN− là (0,10 ữ 3,00).10-5 M. Xây dựng phơng trình đờng chuẩn biểu diễn sự phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ của phức:
∆Ai = (5,27 ± 0,07).104. CCu2+ + ( 0,013 ± 0,01)
6. Đã nghiên cứu ảnh hởng của một số ion cản và xây dựng lại phơng trình đờng chuẩn khi có mặt các ion cản là: ∆Αi = (5,26±0,04).104. CCu2+ + (- 0,02±0,01). Từ đó xác định hàm lợng đồng trong mẫu nhân tạo với sai số t- ơng đối q = 0,65 %.
7. Đã áp dụng kết quả nghiên cứu để xác định hàm lợng đồng trong viên nang Pharnargel. Kết quả thu đợc cho thấy hàm lợng đồng là: 0,7922
2
Cu
m +
≤ ≤0,8245, phù hợp với hàm lợng ghi trên nhãn sản phẩm 0,7989 mg CuO.
8. Đã đánh giá phơng pháp phân tích Cu2+ bằng thuốc thử PAN và SCN-:
• Độ nhạy của phơng pháp: 1,879.10-8M.
• Giới hạn phát hiện của thiết bị: 4,613.10-7M.
• Giới hạn phát hiện của phơng pháp là (MDL): 7,122.10-6 (M).
• Giới hạn phát hiện tin cậy là (RDL): 1,424.10-5 M.
• Giới hạn định lợng là (LOQ): 2,372.10-5 M
Với kết quả thu đợc trong luận văn này, hi vọng góp phần làm phong phú thêm các phơng pháp phân tích vết kim loại đồng trong các đối tợng phân tích khác nhau.
tiếng việt
1. N.X. Acmetop (1978), Hóa học vô cơ - Phần 2, NXB. ĐH&THCN. 2. I.V. Amakasev, V.M. Zamitkina (1980), Hợp chất trong dấu móc
vuông, NXB KHKT, Hà Nội.
3. A.K.Bapko, A.T.Philipenco (1975), Phân tích trắc quang. Tập 1,2, NXB.GD - Hà Nội.
4. Nguyễn Trọng Biểu (1974), Chuẩn bị dung dịch cho phân tích hoá học, NXB KH& KT, Hà Nội
5. Nguyễn Trọng Biểu, Từ Văn Mặc (2002), Thuốc thử hữu cơ, NXB KHKT.
6. N.L. Bloc (1974), Hóa học phân tích, NXB Giáo dục.
7. Tào Duy Cần (1996), Tra cứu tổng hợp thuốc và biệt dợc nớc ngoài , NXB KH& KT, Hà Nội.
8. Nguyễn Tinh Dung (2002), Hóa học phân tích - Phần II:Các phản ứng ion trong dung dịch nớc, NXB Giáo dục.
9. Nguyễn Tinh Dung (1981), Hóa học phân tích - Phần I: Lý thuyết cơ sở (cân bằng ion), NXB Giáo dục.
10. Trần Thị Đà, Nguyễn Thế Ngôn (2001), Hóa học vô cơ - Tập 2, Sách CĐSP. NXB Giáo dục.
11. H.Flaschka, G. Sxhwarzenbach (1979), Chuẩn độ phức chất, NXB ĐHQG Hà Nội.
12. Trần Tử Hiếu (2002), Hoá học phân tích, NXB ĐHQG Hà Nội.
13. Mai Thị Thanh Huyền (2004), Nghiên cứu sự tạo phức của Bi(III) với 1- (2 pyridylazo)- 2-naphthol (PAN) và HX (HX: axit axetic và các dẫn xuất clo của nó) bằng phơng pháp chiết - trắc quang và đánh giá độ nhạy của phơng pháp định lợng bitmut, Luận văn thạc sĩ khoa học hóa học.
14. Doerffel K (1983), Thống kê trong hóa học phân tích, Trần Bính và Nguyễn Văn Ngạc dịch, NXB ĐH và THCN, Hà Nội.
15. Chu Thị Thanh Lâm (2004), Nghiên cứu sự tạo phức đa ligan trong hệ 1- (2 pyridylazo)- 2-naphthol (PAN) - Bi(III) - SCN- bằng phơng pháp chiết - trắc quang. Nghiên cứu ứng dụng chúng xác định hàm lợng Bitmut trong một số đối tợng phân tích, Luận văn thạc sĩ khoa học hoá học .
16. Nguyễn Khắc Nghĩa (1997), áp dụng toán học thống kê xử lý số liệu thực nghiệm, Vinh.
17. Hồ Viết Quý (1999), Phức chất trong hoá học. NXB KH&KT.
18. Hồ Viết Quý (2002), Chiết tách, phân chia, xác định các chất bằng dung môi hữu cơ - Tập 1, NXB KHKT, Hà Nội.
19. Quyết định số 2131/QĐ - BYT (2002), Thờng quy kĩ thuật định lợng đồng trong thực phẩm, BYT.
20. Nguyễn Trọng Tài (2005), Nghiên cứu sự tạo phức đa ligan giữa Cu(II) với 4-(2-pyridilazo)-Rezocxin (PAR) và SCN- bằng phơng pháp chiết - trắc quang, ứng dụng kết quả nghiên cứu xác định hàm lợng đồng trong viên nang Siderfol - dợc phẩm ấn Độ, Luận văn thạc sĩ khoa học hóa học
21. Nguyễn Thanh Tuấn (2002), Nghiên cứu sự tạo phức của Mn(II) với thuốc thử 1- (2 pyridylazo)- 2-naphthol (PAN) trong môi trờng nớc- axeton và khả năng ứng dụng vào phân tích, Luận văn tốt nghiệp đại học.
tiếng anh
22. Argekra A.P, Ghalsasi Y.V, Sonawale S.B (2001), "Extraction of lead(II) and copper(II) from salicylate media by tributylphosphine oxid", Analytical sciences. Vol 17.pp.285-289.
23. Bati B, Cesur H (2002), " Solid-phase extraction of copper with lead 4- benzylpiperidinethiocarbamate on microcrystalline naphathalen and its spectrophotometric determination" , Turkj chem 26, 599-605.
24. Dameron C, Howe P.D (1998) "Environmental health criteria for copper" The United Nation Environment Programme.pp 1-225.
25. David Harvey (1995), Modern analytical chemistry, Wiley- interscience, New York.
26. Dedkob M.Y, Bogdanova V.I (1971), " Determination of copper and zinc(II) in blood by spectrophotometry and polarographic methods",
Springer verlag wien. Vol.56.No.3.502-506.
27. emiko Ohyshi (1986), "Relative stabilities of metal complexes of 4-(2- pyridylazo)resorcinol and 4-(2-thiazolylazo)resorcinol ", Polyhedron Vol.5, no.6, pp.1165-1170.
28. Grossman A.M, Grzeisk E.B (1995), "Derivative spectrophotometry in the determimation of metal ions with 4-(2-pyridylazo)resorcinol (PAR)", Fresenius J anal chem(1996) 354, 498-502.
29. Reddy A.V, Sarma L.S, Kumar J.K, Reddy B.K (2003), " A rapid and sens tive extrative spectrophotometric determination of the copper(II) in the