5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.7.7. Ảnh hưởng của các chất cản trở
Trong các mẫu nước tự nhiên có thể có các cation như Cu(II), Zn(II), Fe (III)… hoặc chất hoạt động bề mặt đi kèm có thể gây ảnh hưởng đến tín hiệu Ip của các ion nghiên cứu. Bản thân sự có mặt đồng thời của các ion nghiên cứu cũng có thể ảnh hưởng qua lại lẫn nhau. Nguyên nhân của những ảnh hưởng này có thể là do thế đỉnh hòa tan của các chất là gần nhau, việc tạo thành hợp chất gian kim loại, hợp chất rắn,… Vì vậy, rất cần phải nghiên cứu ảnh hưởng lẫn nhau của các chất để xác lập ngưỡng ảnh hưởng và tìm biện pháp loại trừ thích hợp sao cho các phép ghi độ chính xác, độ lặp lại tốt.
Ảnh hưởng của các chất đi kèm đến cường độ dòng đỉnh hòa tan của Cd(II), Pb(II) được đánh giá qua độ sai lệch của cường độ dòng đỉnh hòa tan của Cd, Pb (%ΔIp) khi có mặt chất đi kèm trong dung dịch nghiên cứu so với khi không có mặt chất đi kèm.
Độ sai lệch %ΔIp được tính như sau:
0 0 I (Me) - I (Me) %ΔI = I (Me) p p p p
Trong đó: I (Me)p và I (Me)p 0 tương ứng là cường độ dòng đỉnh hòa tan của từng kim loại khi có mặt chất đi kèm trong dung dịch nghiên cứu so với khi không có mặt chất đi kèm đó.
Qua khảo sát cho thấy: với Zn(II) ở nồng độ gấp 100 lần nồng độ của Cd(II), Pb(II) thì không ảnh hưởng đến tín hiệu Ip của Pb(II), Cd(II) do trên điện cực PtNPs/GC thì Zn(II) kém nhạy hơn so với những kim loại khác do Ep của Zn(II) khá âm nên lúc này có sự cạnh tranh giữa quá trình tích lũy Zn(II) với quá trình thoát khí H2. Với Fe (III) cho thấy Fe(III) gây ảnh hưởng tới Cd khi [Fe(III)]/[Cd(II)] > 150; [Fe(III)]/[Pb(II)] > 200.
Qua khảo sát ảnh hưởng qua lại giữa Cd và Pb và ngược lại cho thấy: Cd có ảnh hưởng không đáng kể đến Pb và ngược lại, điều này được giải thích là
do cặp kim loại Cd-Pb có đường kính nguyên tử rất khác nhau (Pb: 3,5 Å; Cd: 3,04 Å), khó tạo thành hợp chất gian kim loại với nhau khi cùng bị kết tủa lên điện cực làm việc [4]. Do đó trong thực tế từng kim loại không gây cản trở cho việc xác định kim loại kia khi chúng đồng thời có mặt trong dung dịch. Vì vậy, trên đường DPASV xuất hiện 2 pic của 2 kim loại tương ứng có chiều cao tỉ lệ thuận với nồng độ của kim loại nghiên cứu tương ứng trong dung dịch. Vì vậy, trên đường DPASV xuất hiện 2 pic của 2 kim loại tương ứng có chiều cao tỉ lệ thuận với nồng độ của kim loại nghiên cứu tương ứng trong dung dịch.
Với Cu cho thấy ngay ở nồng độ Cu(II) thấp đã làm giảm đáng kể Ip của Cd(II) và Pb(II) với ngưỡng ảnh hưởng là [Cu]/[Cd] > 10 đối với Cd; [Cu]/[Pb] > 20 đối với Pb. Theo [1] Cu có thể tạo dung dịch rắn với Pb do chúng có mạng lưới tinh thể tương tự nhau (mạng lập phương tâm diện). Chính điều này đã làm pic cuả Pb giảm đi và đến một nồng độ đồng nhất định (Cu = 200 ppb) thì xuất hiện thêm pic phụ nữa, pic phụ này là pic hòa tan đơn lớp của Pb do nó tạo dung dịch rắn với Cu [16]. Mặt khác, sự có mặt của Cu cũng sẽ tạo hợp chất gian kim loại (hợp chất có thành phần xác định) trên bề mặt điện cực với Cd (các hợp chất gian kim loại của Cu-Cd có thể tạo thành là Cu2Cd, Cu4Cd, Cu5Cd8 hoặc CuCd3) gây ảnh hưởng khá mạnh đến độ cao đỉnh pic của Cd.
Để loại bỏ ảnh hưởng của Cu, chúng tôi tiến hành thêm [Fe(CN)6]4- vào dung dịch phân tích, kết quả cho thấy khi nồng độ [Fe(CN)6]4- gấp 5 lần nồng độ của Cu (tính theo nồng độ ppb) sẽ khắc phục được ảnh hưởng của Cu đến Cd, Pb nguyên nhân là do [Fe(CN)6]4- sẽ phản ứng với Cu(II) tạo thành một phức ổn định Cu2[Fe(CN)6] (phản ứng thực hiện ở điều kiện pH < 7) [27][32] nên không ảnh hưởng đến tín hiệu Cd, Pb. Ảnh hưởng của Cu(II) cũng như cách khắc phục được chỉ ra ở Hình 3.25 và Hình 3.26.
Hình 3.25: Đường DPASV ghi đo Ip của Cd, Pb khi có mặt [Cu(II)] = 200 ppb
Hình 3.26: Đường DPASV ghi đo Ip của Cd, Pb khi thêm K3[Fe(CN)6]
Các chất hoạt động bề mặt thường có mặt với nồng độ nhỏ trong các mẫu nước tự nhiên và chúng có thể bị hấp phụ lên bề mặt điện cực làm việc, nên sẽ cản trở phép xác định Cd(II), Pb(II) bằng phương pháp DPASV. Chúng tôi khảo sát ảnh hưởng của một số chất hoạt động bề mặt (Triton X-100, CTAB) đến tín hiệu Ip của Cd(II), Pb(II). Kết quả cho thấy sự có mặt của các chất hoạt động bề mặt có ảnh hưởng đáng kể đến Ip của Cd, Pb. Để loại bỏ ảnh hưởng của các chất hoạt động bề mặt, chúng tôi tiến hành chiếu tia UV trong 90 phút (hoặc nhiều hơn tùy theo tính chất của mẫu).