3.7.1. Độ nhạy của phơng pháp
Độ nhạy của một 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, độ nhạy là nồng độ thấp nhất của chất đợc phát hiện khi mật độ quang là 0,001.
8 4 min min 5,429.10 001 , 1 . 10 . 840 , 1 001 , 0 . − = = = l A C ε
Trong đó ε là hệ số hấp thụ phân tử, l là chiều dày cuvet (l = 1,001 cm).
Nh vậy độ nhạy của phép phân tích Zn2+ bằng phơng pháp trắc quang của phức nghiên cứu là: 5,429.10-8M.
3.7.2. Giới hạn phát hiện của thiết bị
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.
Cách xác định giới hạn phát hiện của thiết bị:
Điều chế 5 mẫu trắng nh nhau trong 5 bình định mức 10 ml, có nồng độ trong mỗi mẫu: CMTX = 6.10-5M, CNaNO3 = 0,1M, duy trì pH = 6,3 bởi dung dịch
HNO3 và NaOH. Định mức bằng nớc cất hai lần tới vạch. Tiến hành đo mật độ quang của dãy dung dịch trên máy UV-ViS 1601 PC Shimadzu có chiều dày cuvet là 1,001 cm với dung dịch so sánh là nớc cất hai lần tại bớc sóng 596 nm và ta có kết quả ở bảng 3.28.
Bảng 3.28: Kết quả xác định giới hạn phát hiện của thiết bị (l = 0,001 cm,
STT ∆Ai Cmin.106 1 0,006 1,484 2 0,014 1,913 3 0,024 2,455 4 0,031 2,843 5 0,044 3,572
Từ các giá trị nồng độ Cmin ta có giá trị trung bình C =X = 2,453.10min -6M. Gọi S là độ lệch chuẩn của phép đo ta có:X
( ) ( ) 8 14 2 10 . 228 , 3 4 . 5 10 . 085 , 2 1 − − = = − − = ∑ n n X X S i X
Giới hạn phát hiện của thiết bị đợc tính theo công thức:
3.S + X = 3.3,228.10X -8 + 2,453.10-6 = 2,549.10-6. Vậy giới hạn phát hiện của thiết bị là: 2,549.10-6M.
3.7.3. Giới hạn phát hiện của phơng pháp (Method Detection Limit MDL)
Giới hạn phát hiện của phơng pháp là nồng độ nhỏ nhất của chất phân tích tạo ra đợc một tín hiệu để có thể phân biệt một cách tin cậy với tín hiệu mẫu trắng.
Cách xác định giới hạn phát hiện của phơng pháp:
Tiến hành pha chế 5 dung dịch phức trong 5 bình định mức 10 ml với thành phần gồm 0,8 ml MTX 10-3M; CNaNO3 = 0,1M và thêm lần lợt dung dịch
chuẩn Zn2+ có hàm lợng thay đổi. Duy trì pH = 6,3 bởi HNO3 và NaOH. Định mức bằng nớc cất hai lần tới vạch. Tiến hành đo mật độ quang của dãy dung dịch so với các mẫu trắng tơng ứng ở các điều kiện tối u, kết quả thu đợc ở bảng 3.29.
Bảng 3.29: Kết quả xác định giới hạn phát hiện của phơng pháp
STT ∆Ai Cmin.105 1 0,345 2,001 2 0,452 2,585 3 0,538 3,054 4 0,679 3,828 5 0,721 4,056 min C = X = 3,105.10-5; trong bảng tp,k = t0,95,4 = 2,78. ( ) ( ) 2 10 6 2,942.10 3,835.10 1 5.4 − − − = = = − ∑ i X X X S n n
Giới hạn phát hiện của phơng pháp:
MDL = S .t = 3,835.10X p,k -6.2,78 = 1,067.10-5 M.
3.7.4. Giới hạn phát hiện tin cậy: Range Detection Limit (RDL)
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 = 2.1,067.10-5 = 2,134.10-5 M. Vậy giới hạn phát hiện tin cậy là: 2,134.10-5 M.
3.7.5. Giới hạn định lợng của phơng pháp: Limit of quantitation (LOQ)
Giới hạn định lợng là mức mà trên đó kết quả định lợng có thể chấp nhận đựơc với mức độ tin cậy 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 = 3,33.1,067.10-5 = 3,553.10-5 M. Vậy giới hạn định lợng của phơng pháp là: 3,553.10-5 M.
Kết luận
Từ kết quả nghiên cứu, bằng thực nghiệm chúng tôi rút ra các kết luận sau:
1. Đã xác định đợc các điều kiện tối u cho sự tạo phức và xác định đợc các tham số định lợng của phức trong hệ Zn2+-MTX:
• Các điều kiện tối u để tạo phức:
tt = 20 phút, pHt = 6,30, λt =596 nm.
• Bằng ba phơng pháp độc lập: phơng pháp tỷ số mol, phơng pháp hệ đồng phân tử, phơng pháp Staric - Bacbanel, chúng tôi đã xác định đợc thành phần phức:
Zn2+ - MTX = 1:1, phức tạo thành là phức đơn nhân.
• Nghiên cứu cơ chế của phản ứng tạo phức đã xác định đợc các dạng cấu tử đi vào phức là:
- Dạng ion kim loại là Zn2+. - Dạng thuốc thử MTX là H2R4-.
Và phơng trình phản ứng tạo phức tổng quát là: Zn2+ + H3R3- Zn(H2R)2- + H+
Xác định các tham số định lợng của phức Zn(H2R)2- theo phơng pháp Komar:
εphức = (1,840 ± 0,024).104, lgβ = 8,162 ± 0,081
lgKP = 0,962 ± 0,081.
Kết quả xác định hệ số hấp thụ phân tử theo phơng pháp Komar phù hợp với phơng pháp đờng chuẩn.
2. Đã xây dựng đợc phơng trình đờng chuẩn biểu diễn sự phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ của phức, phơng trình đờng chuẩn có dạng:
3. Đã xác định đợc hàm lợng kẽm trong mẫu nhân tạo theo 2 phơng pháp:
Phơng pháp đờng chuẩn với sai số tơng đối q = 1,26%. Phơng pháp thêm chuẩn với sai số tơng đối q = 0,69%.
4. Đã đánh giá phơng pháp phân tích Zn2+ bằng thuốc thử MTX: Độ nhạy của phơng pháp là: 5,429.10-8 M.
Giới hạn phát hiện của thiết bị là: 2,549.10-6 M.
Giới hạn phát hiện của phơng pháp (MDL) là: 1,067.10-5 M. Giới hạn phát hiện tin cậy (RDL) là: 2,134.10-5 M.
Tài liệu tham khảo I. Tiếng việt:
1. N.X.Acmetop (1987), Hoá vô cơ. Phần II. Nxb ĐH&THCN.
2. IV.Amakasev, V.M Zamitkina (1980), Hợp chất trong dấu mọc vuông, Nxb KH&KT, Hà Nội.
3. A.K.Bapko, A.T.Pilipenco (1975), Phân tích trắc quang, Tập 1-2, Nxb Giáo dục, Hà Nội.
4. Nguyễn Trọng Biểu (1975), 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 KH&KT, Hà Nội.
6. N.I Bloc (1970), Hoá học phân tích định tính, Tập II, Nxb Giáo dục, Hà Nội.
7. Doerffel (1983), Thống kê trong hoá học phân tích, Nxb ĐH&THCN, Hà Nội.
8. Nguyễn Tinh Dung (2000), Hoá học phân tích, Phần II - Các phản ứng ion trong dung dịch nớc, Nxb Giáo dục, Hà Nội.
9. Hội đồng dợc điển - Bộ Y tế (2002), Dợc điển Việt Nam III.
10. Hồ Thị Khuê Đào (2002), Xác định độ nhạy trắc quang của phản ứng giữa ion Zn2+ với xilen da cam trong môi trờng muối KNO3, Luận văn thạc sĩ Khoa học Hoá học, ĐHSP Hà Nội.
11. Hoàng Nhâm (2000), Hoá học vô cơ, Tập 3, Nxb Giáo dục, Hà Nội. 12. Nguyễn Khắc Nghĩa (1997), áp dụng toán học thống kê xử lý số liệu
thực nghiệm, ĐH Vinh.
13. Hồ Viết Quý (2002), Chiết tách, phân chia, xác định các chất bằng dung môi hữu cơ, lý thuyết thực hành và ứng dụng, Tập 1, Nxb KH&KT, Hà Nội.
14. Hồ Viết Quý (1995), Phức chất phơng pháp nghiên cứu và ứng dụng trong hoá học hiện đại, ĐHSP Quy Nhơn.
15. Hồ Viết Quý (1999), Phức chất trong hoá học, Nxb KH&KT, Hà Nội. 16. Trần Hữu Hng (2005), Nghiên cứu sự tạo phức của bitmut với MTB
bằng phơng pháp trắc quang, Luận văn thạc sĩ khoa học hóa học, Hà Nội
17. C.Shwarzenbach, H. Flaschka (1979), Chuẩn độ phức chất, Nxb KH&KT, Hà Nội.
II. TIếNg ANH:
18. 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.
19. Benamor, M; Belhamel, K; Draa, M.T (2001), Use of xylenol orange and cetylpyridinium of zinc in pharmaceutical products, J. Pharm. Biomed. Anal. 23(6), 1033-1038. Chem. Abs. Vol 134, 61671.
20. Themelis DG, Tzanavaras PD, Papadimitriou JK (2001), Flow injection manifold for the dicrect spectrophotometric determination of bismuth in pharmaceutical products using methylthymol blue as a chromogenic reagent, Analyst (www.pubmed.gov).
21. Kiwoncha, Eio Sik Young and Joung Hae Lee (1989), Study on the spectrophotometric determination of some rare earths, Journal of the Korean chemical society, vol 33, No.3.
22. B. Krato Chvil and Carmelita Maitra (1982), Assay of metallochromic dyes by weight titration with copper(II) using a copper(II), ion - selective electrode, Can, J.chem.
23. HR. Pouretedal, G. Vanony (2005), Kinetic spectrophotometric determination of vanadium by the catalyic effect of methylthymol blue - bromate reaction, Bulgarian Journal of chemical education, volume 14, Issue 6 (558 - 566).
24. Ripoll JP (1976), Clorimetric determination of calcium in serum using methylthymol blue, Clin chim acta (www.pubmed.gov).
25. Bogumila Antczak, Stanislaw Zieli ski, Lechoslaw Omozik, Kupracz (1983), Simultaneous determination of light and heavy lanthanides in their mixture with methylthymol blue as indicator, Microchemical Journal, Volume 28, Issue 1, Pages 1-9.
26. Christoph Bremer, Ernst Grell (1996), Protolysis and Mg2+ binding of metylthymol blue, Inorganica Chimica Acta, Volume 241, Issue 2, Pages 13-19.
27. H.F.Combs and E.L.Grove (1970), Indirect determination of fluorides by the edta titration of samarium, Tanlanta, Volume 17, Issue 7, Pages 599-606.
28. Harumi Immada, Takashi Yoshino, Sadaaki Murakami and Megumi Kagawa (1974), Acid equilibria of metylthymol blue and formation constants of cobalt (II), nickel (II), copper (II) and zine (II) complexes with metylthymol blue, Talanta, Volume 21, Issue 3, Pages 211-224. 29. Yukio Hirai, Norimasa Yoza, Youichi Kurokawa and Shigeru-Ohashi
(1980), Flow injection determinations of polyphosphates based on colored metal complexes of xylenol orange and metylthymol blue,
Analytica Chimica Acta, Volume 121, Pages 281-287.
30. Jii Adam and Rudolph Pibil (1969), Clorimetric determination of thorium with methylthymol blue, Alanta, volume 16, Issue 12, Pages 1956-1601.
31. Grudpan K., Sooksamiti P., Lainraungrath S., (1995), Determination of uranium in tin tailings using 4-(2- Pyridilazo)- resorcinol by flow - injection analysis’, Analytica Chilik Acta, vol. 304, PP. 51-55.
32. Gao, Hang - Wen (1998), Updated b-correction spectrophotometic investigation of zinc chelate solution with acid chrome plue Kend determination of zinc, Asian j. Chem., 10(1), 79-85. Chem. Abs. Vol 128, 135837.
33. Gao, Ling, Ren, Shouxin (2000), Simultaneous spectrophotometric determination of Mn, Zn, and Co by kernel Partial least square method, j.Auto. Chem., 20(6), 1979 -1983.Chem.Abs.Vol 130, 75482.
34. Ge, Sxuaning, Chen, jianguo, Wang, Songqing (1998), Spectrophotometric determination of microamount zinc with concentration with solublemenbrance filter, Fenci Kesle xcueboa, 14(3), 219-221- Chem.Abs.Vol 128, 117192.
35. Ge, Xuaning (2000),-Spectrophotometric determination of trace zinc by extraction into naphthalene phase, Lihua Jianian, Huaxue Fence, 35(3), 131-132. Chem. Abs. Vol 131, 38903.
36. 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.
37. Gilaair G, Rutagengwa J (1985), Determination of Zn, Cd, Cu,Sb and Bi in mille by differential pulse anodie striping voltametry following two indipendent mineralisation method, Analysis,13(10), pp 471.
38. Hu, Hao, Yong (1988), Spectrophotometric determination of zinc with 2,3,7- trihydroxy- 9- đibromohydroxyphenylfluorone, Yankuang Ceshi, 17(2), 159-160. Chem. Abs. Vol 129, 89577.
39. Joseph, Abraham; Narayana, B. (2000), Complexometric determination of zinc(II) using 2,2' - bipyridyl as selective masking agent, Mikrochim. Acta, 134(1-2), 33-35. Chem. Abs. Vol 133, 129242.
40. Korn, Maria das Gracas Andrade; Ferreira, Adriana Costa; Teixeira, Leonardo Sena Gomes; Costa, Antonio Celso Spinola (2000),
Spectrophotometric determination of zinc using 7-(4-nitrophenylazo)- 8-hydroxylquinoline-5- sunfonic axid, J. Braz. Chem. Soc., 10(1), 46-50. Chem. Abs. Vol 131, 67331.
41. Liang, Xiuli Wang, Aiping; Liu, Lijun; Wang, Qinghai (2002),
Determination of industrial zinc sulfide content by oxidationreduction titration, Huaxue Fenxi Jiliang,10(6), 6-7, Chem. Abs. Vol 136, 177157. 42. Ohno, Noriko; Sakai, Tadao (1998), Spectrophotometric determination
of Cu, Fe, and Zinc in sera using 2-(5-nitro-2pyridylazo)-5-(N- propyl-N- sunfopropylamino) phenol, Bunseki Kagaku, 46(12), 937- 942. Chem. Abs. Vol 128, 45452.
43. Reng, Yiyeng (2000), Rapid determination of zinc in manganeses brass, Lihua Jianian, Huaxue Fence, 35(7), 328-330. Chem. Abs. Vol 131, 266247.
44. Saran, R. Baishya, N.K (2000), Spectrophotometric determination of submicrogram amount of zinc with 5-(2'- carbomethoxyphenyl)azo-8- quinolinol in the anionic micellar medium of sodium dodexysulfate, J. Indian Chem. Soc., 76(8), 416-417, Chem. Abs. Vol 131, 193428. 45. Shao, Qian, Ge, Shengsong, Chen, Liping (2000), DW
Spectrophotometric determination of micro zinc by standard addition method, Lihua Jianian, Huaxue Fence, 34(10), 451-454. Chem. Abs. Vol 130, 89743.
46. Tang, Bing, Zhu, Youchun (2001), Cotinuous determination of Fe3+, Fe2+,and Zn2+ by oxidation- reduction- complexometric titration, Zhongguo Jishui Paishui, 17(4), 59-61, Chem. Abs. Vol 135, 235492. 47. Thakur, Manisha, Deb, Manas Kant, Mishra, R.K (2000), Sensitive
determination of zinc with N-hydroxyl- N,N'- điphenylbenzamidine and diphenylcarbazone in airborne dust particulates, Chem. Anal.,43(5), 843-851, Chem. Abs. Vol 130, 32397.
48. Teixeria, Leonardo S.G., Costa, Antonio C. S., Garrigues, Salvador; Dela Guardia (2002), Miguel-Flow-injection solid phase partial least- squares spectrophotometric simutanneous determination of Fe, Ni and Zn, Journal of the Brazilian Chemical Society, 13(1), 54-59, Chem. Abs. Vol 136, 177168.
49. Tony, K.A., Katikeyan, S., Rao, T. Prasada, Iyer, C.S.P (2000), Ion exchange separation and determination of Mn, Co, Zn, and Ni with xylenol orange as pos-column reagent, Anal. Lett., 32(13), 2665- 2667.Chem. Abs. Vol 132, 8527.
50. Wang, Ming; Liang, Yunsheng; Li, Jingjing (2001), EDTA titrimetric determination of zinc and cadmium, Lihua Jianyan, Huaxue Fence, 36(12), 564-565. Chem. Abs. Vol 134, 109868.
51. Winkler, Wanda, Arenhoven-Pacula, Agata (2000), Spectrophotometric determination of zinc with phenylfluorone in the presence of Triton X- 100 and cetylpyridinium chloride, Chem. Anal., 44(4), 725-730. Chem. Abs. Vol 131, 161727.
52. Yang, Yuedong (2000), Chitosan column preconcentration of trace Ni, Zn and Cu in seawater and determination by ion-pair HPLC, Yejin Fenxi, 18(2), 1-3.. Chem. Abs. Vol 130, 7171.
53. Yang Zhijie (2001), Rapid photometric determination of lead in plant leaves with xylenol orange as color reagent', Chemical Abs tracts, Vol. 134, N01 (12846 d).
III. Tiếng Nga
54. Axмедов C. A., Taмaeв O. A., Aбдyлaeв P. P (1971), Зaвод. Лаб., T.
37, c. 756-757. 55. ΉевскаЯ Е.М,Шелинина Е.И (1975), “Гетеро-Цикли-Чесќие осканоЗо ШединениЯ КанФoтοменриЧеские реагены на ВисмуТ” Жах,Т31,No5,993-1105.. 56. В.П.Антонвич; Е.М.Невская; В.А.Назаренко, Гидролиз ионов леталов в разбавленных растворах, Томиздат .с. 63-71, 1979. 57. Лурье, справоуник по Аналитиуеской химии, издатльство химия, Москва, 1971.
Phụ lục
1. Các chơng trình sử dụng phần mềm đồ hoạ Matlab 5.3:
1.1. Chơng trình Matlap 5.3 của kẽm
>> k1=10.^-7.7; >> k2=10.^-9.1; >> k3=10.^-11.5; >> k4=10.^-12.7; >> p=0:1/20:14; >> s=1+k1*10.^p+k1*k2*10.^2.^p+k1*k2*k3*10.^3.^p+k1*k2*k3*k4*10.^4.^p; >> y1=100./ms; >> y2=100*k1*10.^p./ms; >>y3=100*k1*k2*10.^2.^p./ms; >> y4=100*k1*k2*k3*10.^3.^p./ms; >> y5=100*k1*k2*k3*k4*10.^4.^p./ms; >> plot(p,y1,p,y2,p,y3,p,y4,p,y5); >> grid on;
>> title('GIAN DO PHAN BO CAC DANG TON TAI CUA Zn(II)'); >> xlabel('pH cua dung dich');
>> ylabel('% cac dang ton tai cua Zn(II)'); >> gtext('\leftarrow [Zn2+]')
>> gtext('\leftarrow [Zn(OH)+]') >> gtext('\leftarrow [Zn(OH)2') >> gtext('\leftarrow [Zn(OH)3]') >> gtext('\leftarrow [Zn(OH)4]')
1.2. Chơng trình Matlab của MTX >>k1=10.^-1.13; >>k2=10.^-2.05; >>k3=10.^-3.24; >>k4=10.^-7.20; >>k5=10.^--11.20; >>k6=10.^-13.40; >>p=0:1/20:14; >>ms=1+k1*10.^p+k1*k2*10.^p.^2+k1*k2*k3*10.^p.^3+k1*k2*k3*k4*10.^p .^4+k1*k2*k3*k4*k5*10.^p.^5+k1*k2*k3*k4*k5*k6*10.^p.^6; >>y1=100./ms; >>y2=100*k1*10.^p./ms; >>y3=100*k1*k2*10.^p.^2./ms; >>y4=100*k1*k2*k3*10.^p.^3./ms; >>y5=100*k1*k2*k3*k4*10.^p.^4./ms; >>y6=100*k1*k2*k3*k4*k5*10.^p.^5./ms; >>y7=100*k1*k2*k3*k4*k5*k6*10.^p.^6./ms; >>plot (p,y1p,y2,p,y3,p,y4,p,y5,p,y6,p,y7);
>>title (‘GIAN DO PHAN BO CAC DANG TON TAI CUA MTX’); >>xlabel (‘pH cua dung dich’);
>>ylabel (‘% cac dang ton tai cua MTX’); >>grid on; >>gtext (Veftarrow [H6R]’) >>gtext (Veftarrow [H5R]’) >>gtext (Veftarrow [H4R]’) >>gtext (Veftarrow [H3R]’) >>gtext (Veftarrow [H2R]’) >>gtext (Veftarrow [HR]’) >>gtext (Veftarrow [R]’)
2. Kết quả xử lí số liệu bằng chơng trình Regression Bảng 1: Kết quả tính lgβ, lgKP, ε của phức Kp lgB ε Mean 0,962 8,1626 1,84028 Standard Error 0,029428 0,029378 0,008493 Median 0,961 8,161 1,8357
Mode #N/A #N/A #N/A
Standard Deviation 0,065803 0,065691 0,018991 Sample Variance 0,00433 0,004315 0,000361 Kurtosis 1,778644 1,834733 -1,402945 Skewness 0,11174 0,067845 0,651789 Range 0,185 0,185 0,0436 Minimum 0,871 8,071 1,8233 Maximum 1,056 8,256 1,8669 Sum 4,81 40,813 9,2014 Count 5 5 5 Largest(1) 1,056 8,256 1,8669 Smallest(1) 0,871 8,071 1,8233 Confidence Level(95.0%) 0,081705 0,081566 0,02358
Bảng 2: Sự phụ thuộc lgZn2+ vào pH SUMMARY OUTPUT Regression Statistics Multiple R 0,999977 R Square 0,999953 Adjusted R Square 0,99993 Standard Error 0,004712 Observations 4 ANOVA df SS MS F Significance F Regression 1 0,950462 0,950462 42811,53 2,33574E-05 Residual 2 4,44E-05 2,22E-05
Total 3 0,950506
Coefficients Standard Error t Stat P-value Lower 95%
Intercept -1,23816 0,025437 -48,67602 0,000422 -1,347606041 X Variable 1 0,999139 0,004829 206,9095 2,34E-05 0,978362315
Bảng 3: Chơng trình Regression để xây dựng phơng trình đờng chuẩn SUMMARY OUTPUT Regression Statistics Multiple R 0,995242 R Square 0,990508 Adjusted R Square 0,989321 Standard Error 0,033279 Observations 10 ANOVA df SS MS F Significance F