Phản ứng hình thành benzene được giả định là có sự tham gia của H2O2. Ion kim loại khử vết H2O2 hình thành gốc hydroxyl tự do.
Với nhận định trên chúng ta xem xét ảnh hưởng của lượng H2O2 thêm vào lên phản ứng tạo benzene qua những thí nghiệm sau
a Ảnh hưởng của nồng độ H2O2 lên tốc độ hình thành benzene
Cách thực hiện thí nghiệm
- Chuẩn bị ống Headspace chứa sẵn 5 ml dung dịch đệm pH = 3
- Lần lượt thêm vào mỗi ống thí nghiệm 0,10 ml dung dịch soldium benzoate 2%; 0,15 ml dung dịch ascorbic acid 2%. 0,025 ml dung dịch nội chuẩn benzene C6D6.
- Thay đổi lượng H2O2 cho vào mỗi ống thí nghiệm. - Ủ mẫu ở 45oC với thời gian 2 giờ.
- Phân tích định lượng benzene sinh ra theo điều kiện phân tích đã chọn. Kết quả thí nghiệm
Bảng 2.27. Kết quả thực nghiệm ảnh hưởng của nồng độ H2O2 lên sự tạo thành benzene
STT
Nồng độ trong ống T Tg Lƣợng Benzene tạo thành
Ascorbic Benzoate H2O2 phản ứng Ctb ± Ux Ctb ± Ux mM (milimol/l) mM mg/l oC giờ (h) g/l g/l 0 3,22 2,62 0,00 0,00 45 2 0,098 0,029 0,098 ± 0,029 1 3,22 2,62 0,10 3,46 45 2 99,63 28,97 99,63 ± 28,97 2 3,22 2,62 0,26 8,66 45 2 171,18 49,97 171,18 ± 49,97 3 3,22 2,62 0,51 17,32 45 2 493,92 140,58 493,92 ± 140,50 4 3,22 2,62 1,02 34,64 45 2 1145,70 327,14 1145,70 ± 327,14 5 3,22 2,62 2,55 86,60 45 2 2292,56 649,83 2292,56 ± 649,83 6 3,22 2,62 5,09 173,20 45 2 2913,94 851,87 2913,94 ± 851,87 7 3,22 2,62 10,18 346,42 45 2 2894,11 828,07 2894,11 ± 828,07 8 3,22 2,62 15,28 519,62 45 2 3189,63 927,91 3189,63 ± 927,91 9 3,22 2,62 20,38 692,83 45 2 2969,46 847,10 2969,46 ± 847,10 Số liệu trích từ phụ lục 16
Trang 75
Hình 2.17. a,b. Ảnh hưởng của H2O2 lên sự hình thành benzene
Nhận xét và kết luận
- Khi đưa trực tiếp H2O2 vào dung dịch phản ứng dưới tác dụng của vết ion kim loại trong dung dịch H2O2 bị khử tạo thành gốc hydroxyl tự do. Nồng độ H2O2 càng lớn thì lượng gốc tự do hydroxyl sinh ra càng nhiều và như vậy nhiều benzene được tạo ra. Điều này đúng với thực nghiệm.
- Benzene hình thành phụ thuộc vào nồng độ H2O2. Khi nồng độ H2O2 nhỏ hơn nồng độ của ascorbic acid thì lượng benzene tăng phụ thuộc vào nồng độ H2O2. Đồ thị thực nghiệm cho thấy lượng benzene thình thành tăng gần như là một đường tuyến tính trong khoảng nồng độ này.
- Tuy nhiên, khi nồng độ H2O2 vượt quá nồng độ của ascorbic acid thì lượng benzene sinh ra gần như không tăng nữa. Có thể phản ứng ghép cặp gốc tự do tạo biphenyl và phenol xảy ra làm lượng benzene không tăng nữa. Điều này, được xác nhận trong thí nghiệm 2.2.2.8.