2.3.3.1. Nguyên tắc
Amonimolipđat và antimony kali tartrat trong môi trường axit sẽ phản ứng với ion PO43- tạo thành phức antimony-photphat-molipđap. Phức này được khử bằng axit ascorbic tạo thành phức có màu xanh đậm. Độ đậm của màu tỉ lệ với nồng độ photphat.
và hóa trị (VI) với axit photphoric ( (MoO2.MoO3.4MoO3)2. H3PO4.4H2O). Đo cường độ hấp thụ của màu xanh ở bước sóng λ = 880 nm. Xây dựng đường chuẩn của PO43-. Xác định hàm lượng photphat dựa vào đường chuẩn.
Các yếu tố cản trở: Các ion AsO43-, SiO32- cũng có phản ứng tương tự tạo các kết tủa (NH4)3H4[As(Mo2O7)6]... ở nồng độ thấp khoảng 0,1 mg As/l đã gây nhiễu cho việc xác định photphat. Cr(VI) và NO2- cũng gây ảnh hưởng cản trở, làm giảm kết quả phân tích ~ 3% ở nồng độ 1 mg/l, giảm ~ 10 ÷ 15% ở nồng độ 10 mg/l
2.3.3.2. Khảo sát điều kiện tối ưu
a, Ảnh hưởng của pH đến sự hình thành hợp chất màu xanh molipden
Chuẩn bị 15 bình định mức 100 ml, lấy vào mỗi bình 2 ml dung dịch photphat chuẩn KH2PO4 (10 mg P/l). Định mức bằng nước cất 1 lần đến vạch. Sau đó thêm 1 giọt chỉ thị phenolphtalein, nếu xuất hiện màu hồng, thêm từ từ từng giọt dung dịch H2SO4 5N đến khi vừa mất màu. Điều chỉnh pH của các dung dịch trong bình thay đổi trong khoảng 0,00÷1,80 bằng dung dịch H2SO4. Thêm lần lượt vào mỗi bình 5 ml thuốc thử amstrong và 1ml axit ascobic lắc kỹ. Đợi màu phát triển ổn định, đo mật độ quang của loạt dung dịch màu trên máy UV - VIS CinTra 40 ở bước sóng lý thuyết 880 nm. Từ kết quả thu được, tìm được giá trị mật độ quang A ổn định ứng với khoảng pH tối ưu.
b, Ảnh hưởng của các yếu tố cản trở và vai trò của kaliantimony tactrat
Phản ứng tạo màu xanh molipden thường bị ảnh hưởng bởi nhiều chất cản trở như: SiO32-, AsO43-, NO2-, F-, Cl-, S2-... Trong thực tế, nồng độ của các ion AsO43-, NO2-, F-, Cl-, S2-... trong nước mặt thường nhỏ, chưa đủ lớn để gây ảnh hưởng đến kết quả phân tích (giới hạn gây ảnh hưởng khi hàm lượng F-, Cl- ≥ 70 mg/l; NO22- ≥ 1 mg/l). Nhưng hàm lượng ion SiO32- trong nước mặt thường tương đối cao, sẽ gây ảnh hưởng cản trở đáng kể đến phản ứng tạo màu, do đó cần được khảo sát kỹ. Ta khảo sát hai trường hợp:
- Trường hợp 1: Mẫu phân tích có chất cản trở silicat, và sử dụng thuốc thử amstrong không có kaliantimonyl tactrat K(SbO)C4H4O6.1/2H2O:
Thuốc thử amstrong gồm: 122 ml H2SO45N + 800ml nước cất, sau đó thêm10,5 amoni Molipdat.
Axit ascobic: Hòa tan 3g axit ascobic trong 100m nước cất.
Chuẩn bị 7 bình định mức 100 ml, hút vào mỗi bình 2 ml dung dịch photphat chuẩn KH2PO4 (10 mg P/l). Thêm vào mỗi bình các thể tích dung dịch Na2SiO3 khác nhau, sao cho nồng độ của Si trong các dung dịch đó là: 0; 2; 5; 10; 20; 40; 60 mg Si/l. Thêm 1 giọt chỉ thị phenolphtalein, nếu xuất hiện màu hồng, ta thêm dần từng giọt dung dịch H2SO4 5N đến khi vừa mất màu, định mức đến vạch bằng nước cất 1 lần. Đổ ra cốc 100ml, sau đó thêm lần lượt vào mỗi bình 5ml thuốc thử amstrong và 1ml axit ascobic, lắc kỹ, đo quang dung dịch màu trên máy UV-VIS CinTra 40 ở bước sóng lí thuyết 880 nm trong khoảng thời gian từ 0 ÷ 40 phút sau khi tạo phản ứng màu.
- Trường hợp 2: Mẫu phân tích có chất cản trở Si, sử dụng thuốc thử amstrong có chứa kaliantimonyl tactrat K(SbO)C4H4O6.1/2H2O.
c, Ảnh hưởng của tỉ lệ thể tích thuốc thử amstrong/ nồng độ octophotphat
Chuẩn bị 8 bình định mức 100 ml, hút vào mỗi bình 2ml dung dịch photphat chuẩn KH2PO4 (10mg P/l). Thêm 1 giọt chỉ thị phenolphtalein, nếu xuất hiện màu hồng, thêm dần từng giọt dung dịch H2SO4 5N đến khi vừa mất màu. Định mức bằng nước cất 1 lần đến vạch, Sau đó thêm lần lượt vào mỗi bình các thể tích thuốc thử amstrong lần lượt là 0; 1; 3; 5; 7; 8; 9; 10 ml và 1 ml axit ascobic lắc kỹ. Đo quang dung dịch màu trên máy UV-VIS CinTra 40 ở bước sóng lý thuyết 880 nm trong khoảng thời gian từ 0÷40 phút kể từ khi tạo màu. Từ kết quả thu được, ta tìm được tỉ lệ thể tích amstrong tối ưu, ứng với dung dịch có cường độ màu lớn và ổn định nhất.
Chuẩn bị một dung dịch màu: hút 2 ml dung dịch photphat chuẩn KH2PO4 (10 mg P/l), cho vào bình định mức dung tích 100 ml. Thêm 1 giọt chỉ thị phenolphtalein, nếu xuất hiện màu hồng, ta thêm dần từng giọt dung dịch H2SO4 5N đến khi vừa mất màu, định mức đến vạch bằng nước cất 1 lần. Sau đó thêm tiếp 5 ml dung dịch thuốc thử amstrong và 1ml axit ascobic, lắc kỹ. Đo quang dung dịch màu trên máy UV-VIS CinTra 40 ở bước sóng lý thuyết 880nm trong khoảng thời gian từ 0÷40 phút kể từ khi tạo màu. Từ kết quả thu được, ta tìm được khoảng thời gian tối ưu ứng với dung dịch có cường độ màu lớn và ổn định nhất.
2.3.3.3. Xây dựng đường chuẩn xác định photphat
- Dung dịch gốc PO43- 1g/l.
- Pha dung dịch làm việc PO43- 10mg/l: Lấy 1 ml PO43- 1g/l định mức vào bình 100 ml.
- Tiếp theo chuẩn bị dãy dung dịch chuẩn bằng cách dùng pipet lấy các thể tích xác định dung dịch chuẩn với nồng độ PO43- 10mg/l vào bình định mức 25 ml, thêm nước cất đến vạch.
Bảng 2.2. Dãy dung dịch chuẩn để xây dựng đường chuẩn xác định photphat
Bình Lượng dung dịch chuẩn CPO43- =10 mg/l CPO43- (mg/l)
Blank 0 0 1 0,5 ml 0,2 2 1,5 ml 0,6 3 2,5 ml 1,0 4 5,0 ml 2,0 5 7,5 ml 3,0 * Quy trình
- Đổ các dung dịch chuẩn vào các cốc 100ml có đánh số thứ tự tương ứng, đồng thời lấy 25 ml nước cất siêu sạch (làm mẫu trắng) cho vào cốc thủy tinh.
- Sau đó thêm 2,5 ml thuốc thử Amstrong và 0,5 ml dung dịch axit ascorbic vào mỗi cốc chứa dung dịch chuẩn và mẫu trắng, lắc đều.
- Sau 20 phút (để ổn định màu) thì tiến hành đo mật độ quang ở bước sóng 880 nm trên máy quang phổ UV- VIS.
2.3.3.4. Đánh giá độ tin cậy của đường chuẩn xác định photphat
Chuẩn bị một số dung dịch photphat đã biết chính xác nồng độ (nằm trong khoảng tuyến tính của đường chuẩn), tiến hành tạo phản ứng màu như khi xây dựng đường chuẩn và xác định lại nồng độ theo đường chuẩn. Lặp lại nhiều lần và xử lý các kết quả đo bằng thống kê toán học. Kết quả thu được nếu nằm trong phạm vi sai số cho phép thì đường chuẩn có độ tin cậy và được sử dụng cho các mẫu phân tích tiếp theo.