II.1. Dụng cụ, thiết bị, húa chất
II.1.1.Thiết bị, dụng cụ
II.1.1.1. Mỏy đo cực phổ 797 computrace (Metrohm – Thụy Sĩ)
Việc đo và ghi kết quả được thực hiện trờn mỏy đo cực phổ 797 Computrace do hóng Metrohm (Thụy Sĩ) sản xuất.
Mỏy đo cực phổ 797 Computrace bao gồm cỏc bộ phận chớnh như sau: - Hệ điện cực
Gồm 3 điện cực:
* Điện cực làm việc (WE): Điện cực giọt thủy ngõn treo (HDME), là giọt thủy ngõn cú kớch thước nhỏ, đường kớnh 0,05 – 0,15mm, treo trờn một mao quản, điện cực này cú ưu điểm: Quỏ thế của hidro lớn (Mụi trường axit -1,2V, cũn mụi trường trung tớnh hay kiềm -1,5V). Trờn bề mặt điện cực xảy ra quỏ trỡnh làm giàu và hũa tan chất cần phõn tớch.
*Điện cực so sỏnh (RE): Ag | AgCl | KCl 3M điện cực luụn được bảo quản trong dung dịch KCl bóo hũa.
*Điện cực phụ trợ (AE): Điện cực Pt - Bỡnh điện phõn:
Dung tớch 100 ml, được chế tạo từ thủy tinh thạch anh. Nắp bỡnh cú gắn cỏc điện cực, ống dẫn khớ trơ (Ar hoặc N2) nhằm đuổi oxi hũa tan dung dịch đo và cú một motor nhơ gắn với que khuấy để khuấy trộn đều dung dịch đo. Bỡnh điện phõn bao gồm cỏc bộ phận: nắp giỏ đậy, bỡnh đo, điện cực phự trợ, ống dẫn khớ và que khuấy.
Dựng để điều khiện thiết bị, đo, ghi và xử lớ kết quả. Mọi thụng số đều được nhập từ bàn phớm. Khi khụng đo, mỏy tớnh cú thể thực hiện mọi chức năng khỏc của một mỏy vi tớnh cỏ nhõn thụng thường.
- Phần mềm 797 VA computrace analysis 1.3
Được lập trỡnh để điều khiển hệ thống, lưu trữ cỏc phộp đo, quản lớ thụng số đo, xử lớ hỡnh ảnh phổ (thay đổi độ phúng đại, hệ số làm trơn, thay đổi chế độ màu, đường nột phổ)…
II.1.1.2. Thiết bị và dụng cụ khỏc
- Đũa thủy tinh. - Chậu thủy tinh. - Ống đong 50 ml. - Pipet 2ml, 5ml, 10 ml. - Micropipet. - Bỡnh định mức 50 ml, 100 ml, 25ml, 1000ml - Bỡnh tia. - Ống hỳt húa chất. - Giấy lọc. - Cõn phõn tớch độ chớnh xỏc +0,1mg (cõn satorious) - Phễu thủy tinh.
- Bỡnh tam giỏc.
Cỏc dụng cụ đều được rửa sạch, thường xuyờn trỏng lại bằng dung dịch HNO3 và hỗn hợp rửa K2,Cr2O7 và H2SO4 đặc sau đú trỏng lại nhiều lần bằng nước cất siờu sạch.s
II.1.2. Húa chất
Dung dịch gốc As(III) 3750 ppm, HCl đặc (36-37%),nước siờu sạch, CuSO4.5H2O, dung dịch Se gốc 1000ppm, dung dịch As(V) 1000ppm
Cỏc húa chất được pha chế: - Pha chế dung dịch As 10ppm - Pha chế dung dịch CuSO4 - Pha chế dung dịch HCl 1M * Pha chế dung dịch
- Pha chế dung dịch As(III)
Lõý 0,1334 ml As gốc 3750ppm+ 0,0875ml dung dịch HCl 1M cho vào bỡnh định mức 50ml rồi định mức bằng nước cất tới vạch thu được dung dịch As3+ 10ppm.
- Pha chế dung dịch CuSO4 2500ppm
Cõn chớnh xỏc 2,44g CuSO4.5H2O hũa tan trong 2,83ml dung dịch HCl 0,5% rồi cho vào bỡnh định mức 250ml sau đú dựng nước cất siờu sạch định mức tới vạch.
- Pha chế dung dịch HCl 1M
Lấy khoảng 700ml dung dịch nước cất siờu sạch vào bỡnh định mức 1000ml sau đú lấy 83ml dung dịch HCl đặc cho vào bỡnh định mức đú rồi dựng nước cất siờu sạch định mức tới vạch.
- Pha chế dung dịch Se(IV) 0,25 ppm
Lấy 6,25μl Se(IV) gốc cho vào bỡnh định mức 25 ml rồi định mức tới vạch bằng nước cất siờu sạch ta được dung dịch Se(IV) 0,25ppm.
Lấy 0,4ml As(V) gốc cho vào bỡnh định mức 50ml rồi định mức tới vạch bằng nước cất siờu sạch ta được dung dịch As(V) 8ppm.
II.2. Phương phỏp nghiờn cứu
II.2.1. Cơ sở của phương phỏp nghiờn cứu (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Cơ sở của phương phỏp nghiờn cứu dựa trờn tớnh chất điện húa của As(III) .Với asen và một số nguyờn tố khỏc như Se, hợp chất của asen được hỡnh thành trờn điện cực trong quỏ trỡnh điện phõn khi cú mặt của ion kim loại M trong dung dịch, lỳc đú asen tạo kết tủa gian với kim loại M trờn điện cực giọt thủy ngõn, hỡnh thành thờm súng khử của hợp chất gian kim loại.
Một số ion kim loại tạo được kết tủa gian kim loại với asen làm tăng độ nhạy của phộp phõn tớch xỏc định As bằng phương phỏp CSV. Cơ chế của phản ứng:
Quỏ trỡnh tớch gúp:
Cu2+ + 2e + Hg → Cu(Hg)
2As3+ + 3Cu(Hg) + 6e → Cu3As2 + 3Hg Quỏ trỡnh hũa tan:
Cu3As2 + 12H+ + 12e + 3Hg → 2AsH3 + 3H2 + 3Cu(Hg).
Trong phõn tớch điện húa, việc làm tăng độ nhạy cho phộp phõn tớch là rất cần thiết. Để thực hiện điều này chỳng tụi chọn Cu(II) làm ion tạo kết tủa gian kim loại với asen.
II.2.2. Phương phỏp nghiờn cứu
Chỳng tụi chọn phương phỏp Von-Ampe hũa tan catot súng vuụng (SWP-CSV) để xỏc định hàm lượng asen dựa vào tớnh chất điện húa của As(III) ở nồng độ vết và siờu vết. Phương phỏp Von-Ampe hũa tan là
phương phỏp vừa cú độ nhạy độ chớnh xỏc và tớnh chọn lọc cao lại vừa cú thể xỏc định vết kim loại, rất thớch hợp cho mục đớch đề ra.
II.2.3. Nội dung nghiờn cứu
II.2.3.1. Cơ sở xõy dựng quy trỡnh phõn tớch theo phương phỏp Von- Ampe hũa tan
Việc xõy dựng một quy trỡnh phõn tớch theo phương phỏp Von-Ampe hũa tan để phõn tớch vết và siờu vết xuất phỏt từ một số cơ sở sau:
- Chọn kiểu điện cực làm việc (thường dựng HMDE hoặc SMDE, ngoài ra cú thể dựng điện cực MEF hoặc điện cực biến tớnh) và kỹ thuật ghi đường von- ampe hũa tan phự hợp với mục đớch nghiờn cứu.
- Khảo sỏt ảnh hưởng của cỏc yếu tố đến tớn hiệu hũa tan ghi được (thế đỉnh Ep và dũng hũa tan Ip của chất phõn tớch) để tỡm được cỏc điều kiện tối ưu cho độ nhạy cao, chớnh xỏc (hay giỏ trị Ip lớn và lặp), độ phõn giải đỉnh tốt ( tỏch pic), ớt hoặc bị ảnh hưởng của cỏc chất cản trở.
II.2.3.2.Khảo sỏt tỡm cỏc điều kiện tối ưu
Phương phỏp khảo sỏt tỡm cỏc điều kiện tối ưu: thay đổi tuyến tớnh yếu tố khảo sỏt, đồng thời cố định những yếu tố khỏc và xột sự ảnh hưởng của nú đến mục tiờu phõn tớch. Cỏc yếu tố khảo sỏt điều kiện tối ưu bao gồm:
+ Khảo sỏt ảnh hưởng của mụi trường phõn tớch: Bao gồm thành phần nền, nồng độ nền…Đõy là cỏc yếu tố cú quan hệ chặt chẽ với nhau và chỳng quyết định đến độ dẫn điện của nền, dạng tồn tại của ion kim loại cần phõn tớch do đú ảnh hưởng đến động học của quỏ trỡnh hũa tan, hay chớnh là ảnh hưởng đến độ lớn của Ip, Ep, độ phõn giải đỉnh.
+ Cỏc thụng số kỹ thuật ghi đường Von-ampe hũa tan: cỏc thụng số này tỏc động lớn đến tớn hiệu hũa tan (Ip,Ep) ghi được, độ phõn giải đỉnh…
Giả sử dựng kỹ thuật von-ampe hũa tan súng vuụng thỡ cần khảo sỏt cỏc thụng số như biờn độ xung, bề rộng xung, thời gian điện phõn, thế điện phõn, tần số….
+ Ảnh hưởng của oxi hũa tan: nồng độ oxi trong dung dịch phõn tớch thường khoảng 2.10-3M.(ở nhiệt độ phũng và ỏp suất khớ quyển). Trờn điện cực thủy ngõn oxi hũa tan cho 2 súng với quỏ trỡnh khử oxi về H2O2, chiếm
khoảng thế (0ữ 0,9)V khi điện cực so sỏnh là điện cực calomen; súng peroxy ứng với quỏ trỡnh khử H2O2 về H2O (trong mụi trường axit) hoặc khử về OH- (trong mụi trường kiềm hoặc trung tớnh), chiếm khoảng thế (-0,9 ữ 1,2)V. Như vậy, khi nghiờn cứu vựng thế catot (0ữ -1,5)V cỏc súng đú làm ảnh hưởng đến tớn hiệu đường Von-Ampe hũa tan của cỏc chất phõn tớch, gõy cản trở phộp đo. Vỡ thế cần phải cú biện phỏp loại trừ oxi ra khỏi dung dịch phõn tớch bằng cỏch sục khớ trơ (N2 hoặc Ar) hoặc dựng tỏc nhõn húa học (Na2SO3 trong mụi trường kiềm hoặc axit ascorbic trong mụi trường axit…)
+ Chất cản trở mạnh trong phõn tớch Von-ampe hũa tan gồm:
Cỏc kim loại cú thế đỉnh lõn cận hoặc trựng với thế đỉnh của chất phõn tớch và cỏc chất hoạt động bề mặt là những chất cú thể hấp thụ lờn bề mặt điện cực gõy cản trở quỏ trỡnh làm giàu chất phõn tớch, pic bị nhiễu, cường độ giảm hay biến dạng pic.
II.3. Tiến hành thực nghiệm
Cỏc dung dịch khảo sỏt điều kiện tối ưu được chuẩn bị như sau:
+ Khảo sỏt nền Cu(II), lấy 25μl dung dịch As(III) 10ppm cho vào bỡnh định mức 25 ml. Định mức bằng nền HCl 1M đến vạch định mức (ta được dung dịch As(III) 10ppb. Để khảo sỏt nồng độ Cu (II) chỳng tụi tiến hành thờm vào dung dịch khảo sỏt những thể tớch khỏc nhau dung dịch chuẩn Cu(II) 2500ppm
+ Khảo sỏt sự ảnh hưởng của một thụng số kỹ thuật hay một ion nào đú ở điều kiện nền tối ưu chỳng tụi chuẩn bị dung dịch khảo sỏt như sau: lấy 20ml dung dịch HCl 1M+ 150μl Cu (II) 2500ppm + 25μl dung dịch As(III) 10ppm định mức bằng HCl tới 25ml. Sau đú thay đổi một thụng số kỹ thuật hay một ion nào đú cần khảo sỏt ảnh hưởng, xỏc định sự thay đổi của tớn hiệu hũa tan.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});