III.1. Khảo sỏt chọn nồng độ Cu(II) tối ưu
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. Việc lựa chọn Cu(II) rất quan trọng vỡ nú ảnh hưởng đến độ nhạy, độ lặp lại và độ tuyến tớnh của phộp phõn tớch.
Tiến hành khảo sỏt nồng độ Cu(II) tối ưu trong điều kiện được đưa ra ở:
Bảng 3.1: Cỏc thụng số để khảo sỏt nồng độ Cu(II)
Điện cực làm việc HMDE Nền HCl 1M
Chế độ đo SWP Thời gian điện phõn 40s Kớch thước giọt 4 Thời gian cõn bằng 10s Tốc độ quột 0,175 V/s Biờn độ xung 0,05V
Thời gian sục khớ 300s Tần số 100Hz
Thế điện phõn làm giàu -0,38V Khoảng thế quột -0,45ữ-1,0V
Nồng độ As(III) 10ppb Bước thế 2mV
Thay đổi nồng độ Cu(II) từ 10 - 45ppm, đo tớn hiệu hũa tan tương ứng (Ipic). Kết quả thu được ở bảng 3.2 và hỡnh 3.1
Bảng 3.2: Kết quả đo khảo sỏt nồng độ ion Cu(II) tối ưu
Stt 1 2 3 4 5 6 7 8
Cu(II) ppm 10 13 15 20 25 35 40 45
Hỡnh 3.1: Sự phụ thuộc của Ipic vào nồng độ Cu(II)
Nhận xột: Chiều cao pic tăng nhanh và đạt cực đại trong khoảng
10ữ15ppm. Khi nụng độ lớn hơn khoảng này, chiều cao pic giảm dần. Ở vị trớ nồng độ Cu(II) là 35ppm, mặc dự chiều cao pic lớn nhưng chỳng tụi cú khảo sỏt độ lặp lại và độ lặp lại và khụng tuyến tớnh. Từ những vấn đề khảo sỏt trờn chỳng tụi quyết định chọn nồng độ Cu(II) tối ưu để tạo hợp chất gian kim loại cựng với As(III) là 15 ppm và cũng là nền điện ly trong mụi trường axit để khảo sỏt cỏc điều kiện tối ưu khỏc cũng nhu trong phõn tớch định lượng As(III).
III.2. Khảo sỏt cỏc thụng số ghi đo
III.2.1. Khảo sỏt thế điện phõn làm giàu
Khi điện phõn làm giàu, ta cần chọn thế điện phõn thớch hợp để đảm bảo chỉ kết tủa lờn điện cực nguyờn tố cần quan tõm. Hạn chế tối đa những kết tủa hoặc những phản ứng điện cực khỏc gõy ảnh hưởng đến độ nhạy và độ chớnh xỏc của phộp phõn tớch. Thế điện phõn cần phải õm hơn hoặc bằng thế khử cực của cỏc nguyờn tố cần xỏc định để khử chỳng trờn toàn bộ bề mặt điện cực theo cụng thức:
Trờn cơ sở đú chỳng tụi tiến hành khảo sỏt chọn thế điện phõn làm giàu trong cỏc điều kiện được đưa ra như ở bảng 3.1. Trong đú bổ xung nồng độ Cu(II) là 15ppm và thay đổi thế điện phõn. Quan sỏt tớn hiệu đo Ipic sau mỗi lần thay đổi thế diện phõn, kết quả ghi đo được trỡnh bày ở bảng 3.3 và hỡnh 3.2
Bảng 3.3 Kết quả đo chọn thế điện phõn tối ưu
Stt 1 2 3 4 5
Eđp(V) -0,36 -0,37 -0,38 -0,4 -0,45 Ipic(nA) 41 45,8 67 58 (peak xấu) Peak xấu
a) b)
Hỡnh 3.2.a) Phổ SWP-CSV khảo sỏt tại cỏc giỏ trị thế điện phõn khỏc nhau b) Phổ SWP-CSV ở thế điện phõn -0,38V
Nhận xột: Từ kết quả trờn ta cú thể thấy khi thế điện phõn tăng, I pic
cũng tăng và cực đại tại –0,38V. Chỳng tụi cũng đó khảo sỏt mức độ lặp lại
k h a o s a t t h e d i e n p h a n c u a A s e n ( I I I ) -500m -600m -700m -800m -900m -1.00 -1.20u -1.00u -800n -600n -400n -200n 0 I ( A) k s t h e d i e n p h a n -500m -600m -700m -800m -900m -1.00 -800n -600n -400n -200n 0 I ( A) 51
và mức độ tuyến tớnh của phộp đo tại cỏc giỏ trị thế điện phõn kể trờn và nhận thấy tại thế điện phõn -0,38V đỏp ứng được yờu cầu. Chiều cao pic lớn, phộp đo lặp lại và tuyến tớnh. Vỡ vậy chỳng tụi chọn -0,38V làm thế điện phõn cho cỏc nghiờn cứu As(III).
III.2.2. Khảo sỏt thời gian điện phõn làm giàu (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Theo định luật Faraday, lượng chất kết tủa lờn điện cực tỷ lệ thuận với thời gian điện phõn theo cụng thức:
CM(Hg)= ) ( . . . Hg d l V F n t i (3.1) Trong đú
CM(Hg): nồng độ kim loại M kết tủa trờn bề mặt thủy ngõn. il : Cường độ dũng giới hạn của sự khử ion kim loại
n: Số electron trao đổi V(Hg) : thể tớch giọt thủy ngõn treo. td : Thời gian điện phõn F : Hằng số Faraday
Đối với mỗi chất, ở một nồng độ xỏc định thỡ il là khụng đổi. Giả sử ta tiến hành điện phõn với điện cực HMDE cú kớch thước khụng đổi thỡ lỳc đú: = ) ( . . Hg l V F n i const=K (3.2)
Vậy (3.1) cú thể được viết lại như sau : CM =K.td (3.3)
Sử dụng cỏc thụng số ghi đo như ở bảng 3.1 với hàm lượng Cu(II) tối ưu 15ppm, thay đổi thời gian điện phõn (thời gian tớch gúp hợp chất gian kim loại Cu3As2. Quan sỏt chiều cao pic (Ipic) theo sự thay đổi thời gian điện phõn, kết quả ghi đo được trỡnh bày ở bảng 3.4
Bảng 3.4: Kết quả ghi đo khảo sỏt chọn thời gian điện phõn tối ưu
Stt 1 2 3 4 5
Thời gian (s) 40 45 50 55 60
Ipic(nA) 127,0 183,0 238,0 314,0 (peak xấu) Peak xấu
Nhận xột: chiều cao pic tăng dần theo thời gian điện phõn do thời
gian điện phõn càng lõu thỡ lượng chất được tớch lũy trờn bề mặt điện cực càng lớn, tuy nhiờn khi phõn tớch khụng thể thực hiện trong thời gian quỏ dài, vỡ vậy cần chọn thời gian phự hợp với từng dung dịch phõn tớch. Với những dung dịch quỏ loóng thỡ thời gian điện phõn cú thể kộo dài hơn nữa. Nhưng nếu thời gian quỏ dài thỡ cỏc ion kim loại bị khuếch tỏn vào bờn trong giọt thủy ngõn làm ảnh hưởng đến chiều cao pic (Ip). Mặt khỏc trong quỏ trỡnh khảo sỏt, chỳng tụi tiến hành đo lặp lại 3 lần cho mỗi thời gian điện phõn khỏc nhau để so sỏnh độ lặp lại. Kết quả là với thời gian điện phõn 40s cho độ lặp lại tốt hơn và pic thu được là cõn đối nờn chỳng tụi quyết định chọn thời gian điện phõn cho cỏc thớ nghiệm về sau là 40s.
III.2.3 Khảo sỏt thời gian cõn bằng
Thời gian cõn bằng là thời gian nghỉ giữa hai giai đoạn tớch gúp (điện phõn làm giàu) và giai đoạn hũa tan. Nú là thời gian để toàn bộ hệ thống tĩnh lặng và hợp chất gian phõn bố đều trờn điện cực giọt thủy ngõn. Lựa chọn thời gian cõn bằng tối ưu bằng cỏch thay đổi thời gian cõn bằng từ 5-15s, và quan sỏt; chiều cao pớc (tớn hiệu đo). Kết quả thhu được ở bảng 3.5 và hỡnh 3.4
Bảng 3.5: Kết quả ghi đo khảo sỏt thời gian cõn bằng tối ưu
Stt 1 2 3 4
Thời gian cõn bằng 5s 8s 10s 15s I(nA) Lần 1 62,2 86,1 126,0 188,0
Lần 2 53,9 86,3 117,0 191,0 TB 58,05 86,2 121,5 189,5
a) b)
Hỡnh 3.3.a) Phổ SWP-CSV khảo sỏt chọn thời gian cõn bằng 8s b) Phổ SWP-CSV khảo sỏt chọn thời gian cõn bằng
Nhận xột: Thời gian cõn bằng tăng thỡ chiều cao pic cũng tăng. Mặt
khỏc chỳng tụi cũng nghiờn cứu độ lặp lại ở cỏc vị trớ thời gian cõn bằng khỏc nhau và nhận thấy thời gian cõn bằng 8s thỡ chiều cao pic đủ lớn, độ lặp lại tốt, hỡnh dạng pic cõn đối. Vỡ vậy chỳng tụi chọn thời gian cõn bằng 8s cho cỏc nghiờn cứu sau này về As(III)
III.2.4 Khảo sỏt biờn độ xung
Thay đổi cỏc biờn độ xung khỏc nhau, cố định thụng số ghi đo tối ưu đó khảo sỏt được ở trờn, chỳng tụi quan sỏt tớn hiệu đo Ipic. Kết quả được trỡnh bày trong bảng 3.6 và hỡnh 3.4 k h a o s a t t h o i g i a n c a n b a n g -500m -600m -700m -800m -900m -1.00 U (V) -1.25u -1.00u -750n -500n -250n 0 I ( A) k s t h o i g i a n c a n b a n g -500m -600m -700m -800m -900m -1.00 -800n -600n -400n -200n 0 I ( A) 54
Bảng 3.6: Khảo sỏt sự phụ thuộc chiều cao pic của As(III) vào biờn độ xung
Biờn độ xung(V) 0,02 0,03 0,04 0,05
I(nA) Lần 1Lần2 39,339,1 47,247,6 51,553,0 127,0129,0
TB 39,2 44,7 52,25 128,0
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
a) b)
Hỡnh 3.4.a) Phổ SWP-CSV khảo sỏt chọn biờn độ xung