2.1. Pha chế dung dịch chì tiêu chuẩn. 2.1.1. Dung dịch gốc.
Hoà tan 200 mg chì kim loại 4 ml HNO3 1 : 1, đun nóng để chì hoà tan hoàn toàn, để nguội, chuyển toàn bộ vào bình định mức 1 lít, định mức bằng nớc cất, lắc đều đựng trong bình sạch polietylen.
2.1.2. Dung dịch làm việc.
Lấy 10 ml dung dịch gốc pha loãng bằng nớc cất thành 1 lít dung dịch. dung dịch này chứa 2 ml/l nghĩa là 0,002 mg/ml.
2.2. Pha chế dung dịch đithizon. 2.2.1. Dung dịch gốc.
Hoà tan 50 mg đithizon trong 100 ml CCl4 ở trong một phểu chiết dung tích 500 ml, thêm vào đó 200 ml cất và 5 ữ 10 ml dung dịch NH3 đặc. Đậy nút phểu và lắc cẩn thận trong hai phút. đithizon đã chuyển sang tớng nớc. Sau khi hai tớng đã phân lớp, tháo bỏ lớp dung môi hữu cơ, thêm vào phểu chiết 20 ml CCl4. Cẩn thận thêm vào phểu chiết 200 ml CCl4 và HCl loãng cho đến khi tớng nớc có phản ứng axit rõ. Đậy nút phểu và lắc hỗn hợp để chuyển hoàn toàn đithizon sang tớng hữu cơ, chuyển tớng hữu cơ sang một phểu chiết sạch khác rửa nó ba lần mỗi lần bằng 50 ml nớc cất sau đó chuyển dung dịch đithizon đã đợc làm sạch vào bình thuỷ tinh màu nâu sẩm và đổ lên bề mặt dung dịch đó dung dịch HCl 0,5%. Để dung dịch chỗ mát. Dung dịch bền trong vài tháng.
2.2.2. Dung dịch làm việc.
Lấy một thể tích của dung dịch gốc trộn với một thể tích CCl4 sạch, đựng dung dịch này trong bình thuỷ tinh tối màu và để chỗ mát. Dung dịch có thể bền trong một tuần.
2.3. Pha chế các dung dịch cần thiết khác. 2.3.1. Amonhiđroxit, dung dịch bão hoà.
Cho vào chai polyetylen (1 lit) 600 ml nớc cất và làm lạnh bằng cách cho vào một chậu đá. Cho khí NH3 từ chai chứa khí sục vào chai nhựa để làm lạnh sau khi khí đi qua hệ lọc khí bằng bông thuỷ tinh cho đến khi thể tích chất lỏng trong chai nhựa đạt đến 900 ml.
Cũng có thể áp dụng phơng pháp khác là: Rót 900 ml amonhiđroxit đậm đặc vào một bình cất có dung tích 1500 ml và cất, thu phần cất vào một chai nhựa làm lạnh có dung tích một lít đã chứa 250 ml nớc cất cho đến khi thể tích chất lỏng trong chai nhựa tăng đến 900 ml.
2.3.2. Axit tactric, dung dịch 50%.
Hoà tan 50 g axit tactric trong 100 ml nớc cất.
2.3.3. Cacbon tetraclorua.
Lắc 1000 ml dung môi CCl4 với 50 ml dung dịch KOH 50 %. Lặp lại động tác này một vài lần, sau đó rửa CCl4 mấy lần bằng H2SO4 đặc, mỗi lần khoảng 20 ữ 25 ml cho đến khi lớp axit không có màu.
Rửa CCl4 bằng dung dịch NaHCO3 loãng vã sau đó rủa nhiều lần với nớc. Làm khô bằng CaCl2 qua đêm và sau đó cất lại.
2.3.4. Thimol xanh, dung dịch 0,4%.
Hoà tan 0,4 g chỉ thị thimol xanh trong 100 ml nớc cất.
2.3.5. Kalixianua, dung dịch 10%.
Hoà tan 10 g KCN trong 100 ml nớc cất.
Chú ý:
KCN rất độc phải thận trọng để tránh hít phải.
2.3.6. Natritactrat, dung dịch 10 %.
Hoà tan 10 g Natritactratđihiđrat trong 100 ml nớc cất.
Để tinh chế dung dịch này, lắc với dung dịch đithizon trong CCl4 (dung dịch làm việc) cho đến khi tớng dung môi hữu cơ có màu xanh. Rửa sạch vết của đithizon bằng cách chiết CCl4 tinh khiết cho đến khi dung dịch có màu nh nớc cất.
2.3.7. Kalixianua kiềm.
Thêm 175 ml NH3 bão hoà, 15 ml dung dịch KCN và 7,5 ml dung dịch Na2SO3 ( 10 g trong 100 ml nớc). Pha loảng thành 500 ml bằng nớc cất.
Để loại chì khỏi Na2SO3, hoà tan 10 g Na2SO3 trong 100 ml nớc cất và chiềt bằng dung dịch đithizon gốc cho đến khi màu của hợp chất hữu cơ là màu xanh.
Nếu cần thiết thì phải cất lại trong thiết bị thuỷ tinh bo- silicat. Phần cất khoảng 22% axit HCl
3. Tìm các điều kiện tối u xác định Pb trong mẫu nớc bằng phơng pháp chiết trắc quang.
3.1. Chọn bớc sóng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Lấy 15 ml dung dịch chuẩn PbNO3 cho vào bình định mức cỡ 100ml cho thêm nớc cất 2 lần tới vạch rồi chuyển toàn bộ vào phểu chiết, thêm 10ml natritactrat, 5 giọt thimol xanh và thêm amoniac cho tới khi xuất hiện màu xanh của chỉ thị (màu xanh nớc biển). Thêm 100ml dung dịch xianua và thêm từng giọt dung dịch natri tactrac cho đến khi dung dịch chuyển màu thành xanh nớc biển sang xanh lá cây, thử bằng giấy PH sao cho PH = 8. Thêm vào 10ml dung dịch đithizon và tiến hành chiết chì. Thật cẩn thận chuyển phần chiết hữu cơ sang phểu chiết khác (Pb đã tan trong tớng hữu cơ) không đợc để những giọt dung dịch nớc sang phểu chiết này. Tiếp tục chiết mỗi lần bằng 5 ml dung dịch đithizon cho đến khi dung dịch không đổi màu (chứng tỏ đã hết chì trong tớng nớc.
Cuối cùng chiết bằng 5 ml CCl4 tất cả các phần chiết đều thu vào phểu chiết thứ hai.
Cho vào phểu chiết thứ hai 2 ml dung dịch nữa để lấy hết đithizon tự do trong tớng hữu cơ. Tiến hành rửa nhiều lần bằng dung dịch rửa cho đến khi dung dịch rửa không đổi màu thì dừng lại.
Chuyển dung dịch chì đithizonat và bình định mực 50 ml. Lớp nớc đợc lắc hai lần với 1ml CCl4 và lấy phần CCl4 đó vào phần định mức. Định mức bằng CCl4
lắc đều.
Tiến hành đo mật độ quang ở các bớc sóng khác nhau kết quả thu đợc ghi trong bảng sau:
của phức chì đithizonat (l = 1cm): Vdd chuẩn Pb2+ (ml) λ (nm) D D D1 D2 D3 15 430 0.095 0.110 0.090 0.098 15 470 0.105 0.108 0.110 0.108 15 490 0.105 0.120 0.118 0.114 15 520 0.119 0.125 0.127 0.124 15 540 0.102 0.099 0.106 0.102 15 580 0.105 0.101 0.098 0.101 15 600 0.090 0.097 0.091 0.093 15 710 0.089 0.085 0.085 0.086 Nhận xét:
Từ kết quả thực nghiệm thu đợc trong bảng chúng tôi thấy giá trị mật độ quang lớn nhất ở trong sóng λ = 520 nm. Do đó chúng tôi chọn kính lọc sóng có bớc sóng bằng 520 nm để đo mật độ quang của phức màu chì đithizonat trong quá trình thực nghiệm xác định chì trong các đối tợng phân tích.
3.2. Chọn giá trị PH.
Để khảo sát ảnh hởng của PH đến giá trị mật độ quang của dung dịch chúng tôi tiến hành nh sau:
Lấy bình định mức cỡ 100 ml cho vào mỗi bình 15 ml dung dịch chuẩn chì nitrat, pha loãng vào nớc cất hai lần cho đến vạch. Tơng tự ở phần chọn bớc sóng chúng tôi tiến hành chọn phức màu và chiết bằng dung môi CCl4. Vì phức chất chì đithizonat bền hơn trong môi trờng kiềm nên chúng tôi chọn môi trờng PH để chiết chì đithizonat trong khoảng từ 7 ữ 10. Kết quả đo mật độ của dung dịch chì ở bảng sau:
Bảng 2: Sự phụ thuộc nồng độ quang của đợc chì đithizonat vào PH (λ = 520 nm, l =1cm).
Vdd chuẩn Pb2+ (ml) PH D D D1 D2 D3 15 7 0,118 0,117 0,112 0,116 15 8 0,126 0,119 0,127 0,124 15 9 0,093 0,105 0,103 0,100 15 10 0,097 0,091 0,111 0,100 Nhận xét:
Từ kết quả thực nghiệm thu đợc trong bảng 6 chúng tôi thầy giá trị mật độ quang cao nhất ở môi trờng PH = 8.
Do đó để tiến hành xác định chì bằng phơng pháp chiết trắc quang. Phức chì đithizon bởi dung môi CCl4 trong các đối tợng môi trờng chúng tôi thực hiện chiết ở môi trờng PH = 8 và đo mật độ quang ở bớc sóng λ = 520 nm.
3.3. Khả năng che của xianua.
Lấy15 ml Pb(NO3)2 cho vào bình định mức cỡ 100ml, cho tiếp vào 20ml dung dịch chứa các ion: Cu2+, Ag2+, Zn2+, Sn2+, Br3+, Cd2+, có hàm lợng không lớn. Thêm nớc cất tới vạch, sau đó chế hoá dung dịch này hoàn toàn tơng tự nh khi xác định bớc sóng.
Tiến hành đo mật độ quang của dung dịch ở bớc sóng λ = 520 nm, PH = 8, kết quả thu đợc mật độ quang trong bình bằng 0,227.
Nh vậy khi xác định chì bằng phơng pháp chiết trắc quang với đithizon có mặt của các chất cản trở nh: Cu2+, Zn2+, Cd2+,… nếu sử dụng chất tạo phức CN- để che chúng thì kết quả thu đợc có độ chính xác cao: sai số tơng đối là: -2,42%.
4. Xác định lợng vết kim loại chì trong mẫu tự tạo bằng phơng
pháp chiết trắc quang.
Để có cơ sở chắc chắn, khoa học áp dụng phơng pháp phân tích và các điều kiện tối u về bớc sóng, PH, chất che các ion kim loại cản trở vừa chọn. Trớc khi phân tích lợng vết kim loại chì trong mẫu nớc nói chung và trong mẫu nớc ngầm- khối 7- Bến Thuỷ- TP Vinh- Nghệ An. Thì chúng tôi thử nghiệm xác định kim loại có trong mẫu tự tạo.
Mẫu tự tạo đem phân tích đợc chế hoá chứa ion: Cu2+, Pb2+, Cd2+,Ag+, Bi3+, Zn2+,Mn2+. Trong dung dịch này hàm lợng kim loại chì là 1mg/l còn các kim loại khác có hàm lợng nhỏ hơn xấp xỉ nh các mẫu nớc ngầm vừa có. Tiến hành chế hoá mẫu với các thuốc thử, chất che, dung môi, PH và đo mật độ quang của dung dịch phức màu với kính lọc sóng có bớc sóng thích hợp đã chọn. Kết quả thực nghiệm thu đợc đã tính toán ghi trong bảng sau:
Bảng 3: Kết quả xác định lợng vết kim loại Pb trong mẫu tự tạo:
Hàm lợng cần xác định (mg/l) Hàm lợng xác định đ- ợc (mg/l) Hàm lợng X Độ tin cậy ε q%= 100 . X ε Ttn= X S q X − 1 1.021 1 0.992 0.996 4,062.10-3 0,408% 0.296 1 0.975 Nhận xét :
tTN= 0,296 < tP<K= 4,3 suy ra sai số ngẫu nhiên. vậy có thể áp dụng kết quả nghiên cứu để xác định hàm lợng chì trong mẫu thật.
5. Phơng pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu.
Lợng mẫu cần lấy phụ thuộc vào nồng độ Pb trong mẫu và có thể lấy lợng mẫu trong khoảng sau:
Nồng độ (mg/l) thể tích mẫu( ml)
< 1 1000 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1- 10 100
10 – 100 10
100- 1000 1
Lấy mẫu vào vào cốc chịu nhiệt dung tích 100 ml, axit hoá bằng axit nitric theo chỉ thị metyl da cam sau đó thêm 5 ml axit nitric đặc và cô trên bếp cách thuỷ, đậy bằng nắp kính đồng hồ cho đến khi còn thể tích 15 – 20 ml.
Chuyển mẫu đã cô sơ bộ vào bình nón, làm lạnh, thêm 5 ml axit HNO3 và 10 ml axit HClO4 ( 60%). Thêm một vài hạt đá bọt, cô nhẹ trên bếp cho đến khi xuất hiện khói trắng của axit HClO4.
Làm nguội dung dịch, pha loãng đến 50 ml với nớc cất, sau đó lại đun để đuổi hết clo và oxit nitơ. Lọc qua phểu lọc thủy tinh, rửa nhiều lần bằng nớc cất. Chuyển nớc lọc và nớc rửa vào bình định mức 100 ml, để nguội định mức đến vạch và lắc kĩ.
Mẫu nớc để xác định phải thêm 3ml axit HNO3 đặc và 2 ml CH3COOH đặc vào một lít mẫu.
6. Định lợng chì trong mẫu thật.
6.1. Nguồn mẫu nớc.
Nớc đợc lấy từ giếng khoan nhà bà Trần Thị Hờng – Khối 7- Bến Thủy – Vinh – Nghệ An
6.2. Cách tiến hành.
Lấy một lợng mẫu 10 ml chứa khoảng 10 ữ 100 àg chì vào bình tam giác
250 ml
Pha loãng mẫu bằng 10 ml nớc cất, htêm 10 ữ 15 ml dung dịch chỉ thị phenolphtalein và trung hoà mẫu bằng dung dịch amon hiđroxit (1 : 1) cho đến khi xuất hiện màu hồng. Thêm 20 ml hiđrazin axetat rồi đun nóng đến 90 ữ 950 C trên bếp cách thuỷ ít nhất 10 phút, sau đó để nguội.
Thêm 20 ml dung dịch natri tactrat. Dùng dung dịch amon hiđroxit (1 : 1) hoặc axit tactric để chỉnh PH đến khoảng 2,5. Chuyển dung dịch sang phểu chiết.
Chiết dung dịch trong phểu chiết bằng từng phần nhỏ (3 ml ) dung dịch đithizon gốc cho đến khi lớp hữu cơ không có màu hồng. Mỗi lần chiết phải lắc kĩ và cẩn thận xả pha hữu cơ khỏi phểu chiết.
Chiết dung dịch 2 lần mỗi lần bằng 5 ml dung dịch CCl4 để đuổi hết vết đithizon. Bỏ pha hữu cơ.
Thêm 10 ml dung dịch natri tactrat và 5 giọt chỉ thị thimol xanh. Nếu cần thì thêm từng giọt amon hiđroxit đặc để chuyển màu chỉ thị sang xanh da trời.
Thêm 10 ml dung dịch KCN. Chỉnh PH đến 8,5 bằng cánh thêm axit tactric hoặc amon hiđroxit (1 : 1) cho đến khi chỉ thị chuyển sang màu xanh lá cây.
Dùng 5 ml đithizon dung dịch làm việc. Lắc kĩ và cẩn thận chuyển pha dung môi sang một phểu chiết khác. Không đợc để lẫn pha nớc vào pha hữu cơ.
Chiết pha nớc lại vài lần, mỗi lần bằng 2 ml dung dịch đithizon làm việc cho đến khi màu xanh của đithizon bền vững ít nhất trong 2 lần chiết.
Trộn tất cả cả phần chiết này với phần chiết đầu tiên. khi tiến hành phân tích một loạt mẫu, cũng nh làm với mẫu trắng và mẫu chuẩn, đều phải lấy cùng thể tích dung dịch đithizon làm việc cho tất cả các lần chiết và các mẫu.
Cuối cùng chiết pha nớc bằng 5 ml CCl4 và gộp với các phần chiết trớc đây. Thêm vào pha hữu cơ 20 ml dung dịch KCN và lắc kĩ.
Chiết pha CCl4 vào một bình định mức 50 ml. Chiết pha nớc hai lần mỗi lần bằng 2 ml CCl4. Gộp tất cả các pha hữu cơ vào bình định mức và bỏ pha nớc.
Thêm CCl4 vào pha hữu cơ trong bình định mức cho đến vạch định mức, lắc kĩ.
Lọc pha hữu cơ (CCl4) này qua phểu lọc giấy khô để tách các hạt nớc đo độ hấp phụ của dung dịch ở 520 nm tiến hành đồng thời với mẫu trắng.
Tất cả các mẫu đều đợc đo với cuvet so sánh chứa CCl4.
6.3. Xây dựng đờng chuẩn. 6.3.1. Nguyên tắc phơng pháp.
Xác định Pb trong nớc ngầm bằng phơng pháp chiết trắc quang, khi tạo phức màu với thuốc thử đithizon với sự có mặt natritactrat 1M, dung dịch clorua hiđroxylamin, dung dịch KCN 10% và chiết bằng dung môi tetracloruacacbon.
Chuẩn bị dung dịch chuẩn: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Cho vào 9 cốc thuỷ tinh dung tích 100 ml các dung dịch lần lợt:
1,00; 2,50; 5,00; 10,00; 15,00; 20,00; 30,00; 40,00; 50,00 (ml) dung dịch chuẩn chứa 0,002 mg Pb/ml.
Thêm những lợng nh nhau dung dịch đithizon, lợng đó đã đợc dùng để chiết dung dịch có nồng độ lớn nhất.
So các giá trị mật độ quang của dung dịch phức và mẫu trắng tại bớc sóng λ = 520 nm.
Bảng 4: Sự phụ thuộc mật độ quang của dung dịch phức đithizonat chì vào nồng độ Pb2+ (λ = 520, l = 1 cm): V (ml) dung dịch chuẩn Nồng độ Pb2+ (mg/l) D 1,00 0,02 0,018 2,50 0,05 0,020 5,0 0,10 0,022 10,0 0,20 0,028 15,0 0,30 0,033 20,0 0,40 0,039 30,0 0,50 0,050 40,0 0,80 0,061 50,0 4,00 0,072 D 0,1 y= 0,0546 x + 0,0168 0,05 . 0,01 0,1 0,5 1CPb2+(mg/l)
6.3.2. Cách tiến hành:
Thêm vào cốc 100 ml mẫu nớc đã đợc pha loãng hoặc cô đặc trớc để trong đó chứa từ 0,01 ữ 0,100 mg Pb. Để lên bếp cách thuỷ làm bay hơi dung dịch đến khi còn 30 ml, thêm vào vài giọt dung dịch phenolphtalein và dung dịch amoniac, khuấy nhẹ và cho amoniac đến khi dung dịch xuất hiện màu hồng. Sau đó thêm vào 100 ml dung dịch hiđrozin axetat và đun nóng hỗn hợp đến 90ữ950c trong 12 phút. Sau đó chuyển hoàn toàn dung dịch vào phểu chiết, thêm vào10ml dung dịch natri axetat, 5 giọt thimol xanh và thêm amoniac vào cho tới khi xuất hiện màu xanh của chất chỉ thị.
Thêm vào 10 ml dung dịch xianua và thêm từng giọt dung dịch axit tactric cho đến khi dung dịch chuyển từ màu xanh biến sang màu xanh lá cây. Thêm vào 10 ml dung dịch đithizon (dung dịch làm việc) và chiết chì. Thật cẩn thận chuyển phần chiết hữu cơ sang phểu chiết khác (không để những giọt dung dịch nớc sang phểu này, ở phểu đã chiết phải còn lại một chút tớng hữu cơ).
Tiếp tục chiết mỗi lần 5 ml đithizon cho đến khi dung dịch đithizon không đổi màu. Cuối cùng còn chiết bằng 5 ml CCl4. Tất cả các phần chiết đều đợc thu về trong phểu chiết thứ hai.
Rửa bằng 20 ml dung dịch rửa để lấy hết đithizon tự do trong nớc hữu cơ chuyển dung dịch chì đithizon vào bình định mức 50 ml, lớp nớc trong phần phểu đợc lắng hai lần với 1 ml CCl4 và lấy phần CCl4 vàobình định mức. Định mức bằng CCl4 và lắc đều. Đo mật độ quang của dung dịch trong cuvet l = 1cm, ở bớc