V. Các bớc nghiên cứu một phức màu trong phân tích trắc quang [15]
V.3 Nghiên cứu khả năng áp dụng phức màu cho phép xác định định lợng
[15]
Để áp dụng một phức màu cho phép xác định định lợng bằng phơng pháp trắc quang, sau khi tìm đợc các điều kiện tạo phức tối u ta cần nghiên cứu một số điều kiện cho phép xác định định lợng.
Trớc tiên ta khảo sát nồng độ ion kim loại (cũng là nồng độ của phức vì phần lớn các phức dùng trong phân tích trắc quang là phức đơn nhân) tuân theo định luật Beer. Khoảng nồng độ ion kim loại (C) tuân theo định luật Beer đợc giữ hằng định trong quá trình xác định định lợng. Đờng chuẩn theo toạ độ A=f(C) chỉ cho biết khoảng tuân theo định luật Beer đối với các dung dịch chuẩn, cha áp dụng cho xác định định lợng cho mẫu thật. Để áp dụng đợc đờng chuẩn ta phải nghiên cứu ảnh hởng của các ion cản trở có trong mẫu phân tích.
Để xác định các ion cản trở ta làm nh sau:
Lấy một nồng độ cố định của ion kim loại ta cần xác định, sau đó giữ các điều kiện thực nghiệm tối u về bớc sóng, thời gian, nhiệt độ, nồng độ thuốc thử, lực ion hằng định, tăng dần nồng độ ion cản trở cho đến lúc không có sự tăng… hoặc giảm mật dộ quang của dung dịch phức. Sau khi tìm đợc các tỉ số nồng độ: C ion cản trở/ C ion cần xđ) giới hạn (ở đó mật độ quang vẫn hằng định so với mật độ quang ban đầu của dung dịch chứa ion cần xác định), ta giữ nguyên tất cả các tỉ số này cố định và xây dựng lại đừơng cong chuẩn
A= f(C ion cần xác định), khi có mặt tất cả các ion cản trở ở tỉ lệ cho phép. Xử lý thống kê đờng chuẩn này, ta đợc đờng chuẩn có dạng:
A = (a±εa) + (b±εb) .Cx (1)
Phơng trình đờng chuẩn (1) đợc dùng để xác định nồng độ nguyên tố cần xác định trong mẫu thật.
Trớc khi xác định mẫu thật ta phải xác định mẫu nhân tạo để xem phạm vi sai số cho phép hay không (đối với phép xác định trắc quang thì sai số tơng đối cho phép là ±5%).
Để xác định mẫu thật ta lấy một thể tích xác định dung dịch mẫu, sao cho mật độ quang rơi vào khoảng tuyến tính trên đờng chuẩn
A= f(c), sau lúc chế hoá cần thiết để nhận đợc phức màu ở điều kiện tối u, đo mật độ quang Ax của mẫu phân tích, thay Ax vào (1) ta tìm đợc Cx là nồng độ nguyên tố xác định trong mẫu thật.
VI.các phơng pháp định lợng phân tích trắc quang [3; 11; 15]
VI.1. Phơng pháp thêm
Lấy một lợng dung dịch phân tích (Cx) vào 2 bình định mức 1 và 2. Thêm vào bình 2 một lợng dung dịch chuẩn của chất phân tích (Ca). Thực hiện phản ứng hiện màu ở cả 2 bình trong các điều kiện tối u đã chọn hoàn toàn nh nhau. Đem đo mật độ quang của hai dung dịch ở bớc sóng tối u và trong cùng cuvet. Theo định luật Buge – Lambe – Beer ta có:
Ax = ε.l.Cx (dung dịch không thêm) Aa = ε.l.( Cx + Ca) (dung dịch có thêm) ⇒ Cx = x a x a A A A C − .
Dùng phơng pháp này ta có thể loại trừ đợc ảnh hởng của các ion lạ có trong dung dịch phân tích. Phơng pháp này cũng đợc dùng để kiểm tra độ đúng của phép xác định.
VI.2 Phơng pháp đờng chuẩn.
Là phơng pháp đợc áp dụng trong phân tích hàng loạt mẫu, cho phép phân tích, tính kết quả nhanh.
Trớc hết ta phải chế hoá một dãy dung dịch chuẩn có lợng dung dịch chuẩn tăng dần, còn lợng thuốc thử, độ axit và các điều kiện chế hoá khác là nh nhau. Đo mật độ quang của dãy dung dịch và lập đồ thị chuẩn A = f(C). Để tiến hành định lợng chất X trong dung dịch phân tích ta tiến hành pha chế các dung dịch
phân tích trong các điều kiện nh xây dựng đờng chuẩn rồi đem đo mật độ quang Ax. Để xác định nồng độ Cx trớc tiên ta cần xử lý thống kê đờng chuẩn dạng:
A= ( a ± εa ) + ( b ± εb ). C Sau đó thay Ax vào ta tìm đợc Cx.
Phơng pháp này có u điểm là xác định đợc hàng loạt mẫu, máy đo càng chính xác thì kết quả đo càng tin cậy. Điều kiện áp dụng phơng pháp này là các dung dịch màu hấp thụ ánh sáng phải tuân theo định luật Beer.
VI.3 Phơng pháp vi sai.
Phơng pháp này thờng đợc áp dụng để xác định các nồng độ lớn, giảm sai số của thuốc thử thừa, của phông đo.
Trong phơng pháp trắc quang vi sai dung dịch so sánh không phải là dung môi nguyên chất mà trong dung dịch sau:
- Dung dịch có nguyên tố cần xác định với nồng độ bé hơn hoặc lớn hơn nồng độ của nó trong dung dịch nghiên cứu làm dung dịch so sánh.
- Dùng một phần dung dịch nghiên cứu làm dung dịch so sánh.
- Dùng dung dịch có chứa tất cả các cấu tử trừ ion xác định làm dung dịch so sánh.
`
VI.4 Phơng pháp dãy tiêu chuẩn
Cho dung dịch chuẩn chất cần xác định vào một dãy ống nghiệm đợc dùng để so màu, pha loãng các dung dịch đến thể tích nh nhau, thêm vào từng ống nghiệm lợng thuốc thử nh nhau và chế hoá các dung dịch này ở những điều kiện nh nhau để chuyển cấu tử cần xác định thành hợp chất màu.
Dung dịch mẫu phân tích cũng đợc chuẩn bị tơng tự, đem so sánh màu của dung dịch phân tích với màu của dãy dung dịch chuẩn.
Phơng pháp dãy tiêu chuẩn có thể dùng để xác định hàm lợng của các dung dịch mà sự hấp thụ của chúng không tuân theo định luật Beer, cách thực hiện đơn giản, nhanh, không đòi hỏi máy móc phức tạp. Nhng nhợc điểm của
phơng pháp là các dung dịch tiêu chuẩn thờng không bền màu, do đó thờng xuyên phải pha lại.
VI.5 Phơng pháp chuẩn độ
Lấy dung dịch cần phân tích vào cốc thứ nhất, chế hoá với thuốc thử và điều chỉnh pH cần thiết để chuyển cấu tử xác định thành hợp chất màu. Cốc thứ hai chứa cùng lợng thuốc thử và các điều kiện khác giống cốc một, dùng nớc điều chỉnh cho thể tích hai cốc bằng nhau, sau đó nhỏ dung dịch tiêu chuẩn của chất cần xác định vào cốc thứ hai cho đến khi màu của hai cốc nh nhau. Hàm l- ợng chất X trong dung dịch phân tích bằng hàm lợng chất X trong dung dịch chuẩn thêm vào.
Về bản chất phơng pháp này là phơng pháp chuẩn độ dùng dung dịch thứ hai làm chỉ thị. Phơng pháp này chỉ đợc áp dụng cho những phản ứng tạo phức màu nhanh và không có phản ứng phụ. Gíơi hạn nồng độ phơng pháp này khá rộng, áp dụng đợc cho các dung dịch màu mà sự hấp thụ ánh sáng của chúng không tuân theo định luật Beer, cách thực hiện đơn giản, nhanh, không cần đến máy móc.
VI.6 Phơng pháp cân bằng
Cho vào bình định mức thứ nhất một lợng dung dịch chuẩn chất cần xác định X (Ca), bình hai chứa dung dịch phân tích (Cx). Thêm vào hai bình lợng thuốc thử nh nhau và chế hoá trong các điều kiện nh nhau để chuyển định lợng dung dịch X thành hợp chất màu, sau đó định mức để có thể tích bằng nhau, rồi xác định nồng độ Cx.
Có thể dùng máy đo mật độ quang của các dung dịch ở cùng bứơc sóng, ta có: A1 = εl.Ca A2 = εl.Cx Từ đó ta có: 1 2 2 1 . A A Ca C C C A A x x a ⇒ = =