3.2.1. Khảo sát ảnh hƣởng qua lại giữa các ion phân tích [6], [7], [9], [22]
Một trong những ưu điểm của điện cực màng thủy ngân là sau khi các kim loại được kết tủa lên điện cực chúng sẽ tạo hỗn hống với thủy ngân do đó sẽ tránh được sự hình thành hợp chất gian kim loại giữa một số kim loại. Chính vì vậy sẽ làm tăng khả năng xác định đồng thời nhiều ion kim loại trong cùng một phép phân tích. Tuy nhiên nếu một ion kim loại có nồng độ lớn trong dung dịch thì nồng độ của kim loại đó trên lớp màng thủy ngân cũng lớn, do đó vẫn có khả năng hình thành hợp chất gian kim loại với các
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
kim loại khác. Mặt khác nếu nồng độ một ion kim loại nào đó mà quá lớn thì chân píc của nó sẽ mở rộng ra và sẽ gây ảnh hưởng tới các pic của ion khác liền kề gây mất chính xác cho phép phân tích. Vì vậy chúng tôi tiến hành khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ giữa các ion nghiên cứu với nhau.
Tiến hành khảo sát ảnh hưởng theo các thông số kỹ thuật ghi đo trong bảng sau:
Bảng 3.11. Các thông số kỹ thuật ghi đo khảo sát ảnh hƣởng của các ion
1 Điện cực làm việc MFE
2 Chế độ đo DPP
3 Thời gian điện phân 120s
4 Thời gian chờ 10s
5 Bước biên độ 0,005
6 Bước thời gian 0,4s
7 Thế điện phân -1,3 (V)
8 Khoảng quét thế -1,3 ÷ 0,1 (V)
3.2.1.1. Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ Zn2+
Chuẩn bị dung dịch khảo sát:
Pha dung dịch khảo sát :
Dùng pipet 2 ml hút chính xác 0,5ml dung dịch NH4Ac 1M và 0,5ml
HAc 1M vào bình định mức 20ml, sau đó thêm vào bình 0,5 ml dung dịch Zn2+, Cd2+, Pb2+, Cu2+ cùng nồng độ 1 mg/l. Định mức bằng nước cất 2 lần tới
vạch định mức, để có dung dịch cuối cùng khi đo là 25 ppb Zn2+,
Cd2+, Pb2+,
Cu2+ trong nền NH4Ac + HAc tổng nồng độ là0,05 M (pH = 4,5). Đây chính
là dung dịch đưa vào bình điện phân để tiến hành khảo sát.
Tiến hành thực nghiệm khảo sát ảnh hưởng của Zn2+, ghi đo dòng Ip
với các điều kiện thông số máy như bảng 3.11. với các nồng độ ion Zn2+
khác nhau chúng tôi thu được phổ đồ tổng hợp như hình sau:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 3.16. Phổ đồ khảo sát ảnh hƣởng của Zn2+
Mỗi điểm thực nghiệm ta tiến hành lặp 3 lần được kết quả, tính giá tri trung bình được ghi trong bảng số liệu sau:
Bảng 3.12. Kết quả ghi đo khảo sát sự ảnh hƣởng của Zn2+
Nồng độ Zn2+ (mg/l) Tỉ lệ Zn2+/M2+ Ip (µA ) Zn2+ Cd2+ Pb2+ Cu2+ 0,025 1 4,32 6,16 3,74 8,06 0,05 2 7,53 6,30 3,82 8,55 0,075 3 11,12 6,40 3,89 9,02 0,15 6 14,97 5,28 3,89 8,83 0,375 15 17,12 5,31 4,07 8,30 0,75 30 18,46 5,19 3,46 7,70
Từ bảng số liệu trên chúng tôi tiến hành biểu diễn sự phụ thuộc cường độ dòng vào tỉ lệ nồng độ của Zn2+
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 3.17. Sự phụ thuộc của Ip vào tỉ lệ giữa nồng độ (mg/l) của Zn2+
và M2+.
Nhận xét:
Khi ta tiến hành khảo sát tại các điểm thực nghiệm mà nồng độ của ion Zn2+ gấp từ 2 đến 30 lần nồng độ của các ion còn lại thì chiều cao và hình dạng pic của các ion kim loại còn lại thay đổi không đáng kể. Vậy nồng độ của ion Zn2+ hầu như không ảnh hưởng tới các ion còn lại trong quá trình định lượng.
3.2.1.2. Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ Cd2+
Chuẩn bị dung dịch khảo sát:
Pha dung dịch khảo sát:
Dùng pipet 2 ml hút chính xác 0,5ml dung dịch NH4Ac 1M và 0,5ml HAc 1M vào bình định mức 20ml, sau đó thêm vào bình 0,5 ml dung dịch Zn2+, Cd2+, Pb2+, Cu2+ cùng nồng độ 1 mg/l. Định mức bằng nước cất 2 lần tới
vạch định mức, để có dung dịch cuối cùng khi đo là 25 ppb Zn2+,
Cd2+, Pb2+,
Cu2+ trong nền NH4Ac + HAc tổng nồng độ là 0,05 M (pH =4,5). Đây chính
là dung dịch đưa vào bình điện phân để tiến hành khảo sát.
Tiến hành thực nghiệm khảo sát ảnh hưởng của Cd2+, ghi đo dòng Ip
với các điều kiện thông số máy như bảng 3.11. Với các nồng độ ion Cd2+
khác nhau chúng tôi thu được phổ đồ tổng hợp như hình sau:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 3.18. Phổ đồ khảo sát ảnh hƣởng của Cd2+
Mỗi điểm thực nghiệm ta tiến hành lặp 3 lần được kết quả, tính giá trị trung bình được ghi trong bảng số liệu sau:
Bảng 3.13. Kết quả ghi đo khảo sát sự ảnh hƣởng của Cd2+
Nồng độ Cd2+ (mg/l) Tỉ lệ Cd2+/M2+ Ip (µA ) Zn2+ Cd2+ Pb2+ Cu2+ 0,025 1 4,48 6,21 4,26 7,61 0,05 2 4,58 10,59 4,25 7,86 0,075 3 4,76 13,32 4,23 7,94 0,125 5 4,67 15,68 4,30 7,78 0,375 15 4,68 17,43 4,27 7,73 0,75 30 4,80 18,03 4,37 7,50
Từ bảng số liệu trên chúng tôi tiến hành biểu diễn sự phụ thuộc cường độ dòng vào tỉ lệ nồng độ của Cd2+
và nồng độ các ion M2+ như trong hình dưới đây:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 3.19. Sự phụ thuộc của Ip vào tỉ lệ giữa nồng độ (mg/l)của Cd2+
và M2+
Nhận xét:
Từ hình ảnh phổ đồ và đường biểu diễn sụ phụ thuộc của Ip vào tỉ lệ
giữa nồng độ Cd2+
và M2+ ta thấy khi nồng độ Cd2+ lớn gấp từ 2 đến 30 lần nồng độ các ion Zn2+,
Pb2+, Cu2+thì gần như không làm thay đổi đến cường độ
dòng Ip và hình dạng pic của các ion kim loại này. Vậy nồng độ của ion Cd2+
hầu như không ảnh hưởng tới các ion còn lại trong quá trình định lượng.
3.2.1.3. Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ Pb2+
Chuẩn bị dung dịch khảo sát:
Pha dung dịch khảo sát :
Dùng pipet 2 ml hút chính xác 0,5ml dung dịch NH4Ac 1M và 0,5ml HAc 1M vào bình định mức 20ml, sau đó thêm vào bình 0,5 ml dung dịch Zn2+, Cd2+, Pb2+, Cu2+ cùng nồng độ 1 mg/l. Định mức bằng nước cất 2 lần tới
vạch định mức, để có dung dịch cuối cùng khi đo là 25 ppb Zn2+,
Cd2+, Pb2+,
Cu2+ trong nền NH4Ac + HAc tổng nồng độ là 0,05 M (pH =4,5). Đây chính
là dung dịch đưa vào bình điện phân để tiến hành khảo sát.
Tiến hành thực nghiệm khảo sát ảnh hưởng của Pb2+, ghi đo dòng Ip với
các điều kiện thông số máy như bảng 3.11. Với các nồng độ ion Pb2+
khác nhau chúng tôi thu được phổ đồ tổng hợp như hình sau:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 3.20. Phổ đồ khảo sát ảnh hƣởng của Pb2+
Mỗi điểm thực nghiệm ta tiến hành lặp 3 lần được kết quả, tính giá tri trung bình được ghi trong bảng số liệu sau:
Bảng 3.14. Kết quả ghi đo khảo sát sự ảnh hƣởng của Pb2+
Nồng độ Pb2+ (mg/l) Tỉ lệ Pb2+/M2+ Ip (µA ) Zn2+ Cd2+ Pb2+ Cu2+ 0,025 1 4,5 5,95 4,07 7,61 0,05 2 4,65 5,53 8,14 7,45 0,075 3 4,64 5,98 10,78 6,91 0,25 10 4,42 5,79 13,04 6,73
Từ bảng số liệu trên chúng tôi tiến hành biểu diễn sự phụ thuộc cường độ dòng vào tỉ lệ nồng độ của Pb2+
và nồng độ các ion M2+ như trong hình dưới đây:
Hình 3.21. Sự phụ thuộc của Ip vào tỉ lệ giữa nồng độ (mg/l) của Pb2+
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Nhận xét:
Từ hình ảnh phổ đồ và đường biểu diễn sụ phụ thuộc của Ip vào tỉ lệ
giữa nồng độ Pb2+
và M2+ ta thấy khi nồng độ Pb2+ lớn gấp từ 2 đến 10 lần nồng độ các ion Zn2+,
Pb2+, Cu2+thì gần như không làm thay đổi đến cường độ
dòng Ip và hình dạng pic của các ion kim loại này. Vậy nồng độ của ion Cd2+
hầu như không ảnh hưởng tới các ion còn lại trong quá trình định lượng.
3.2.1.4. Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ Cu2+
Chuẩn bị dung dịch khảo sát:
Pha dung dịch khảo sát :
Dùng pipet 2 ml hút chính xác 0,5ml dung dịch NH4Ac 1M và 0,5ml HAc 1M vào bình định mức 20ml, sau đó thêm vào bình 0,5 ml dung dịch Cd2+, Pb2+, Cu2+ cùng nồng độ 1 mg/l và 0,05 ml dung dịch Zn2+ nồng độ 20 mg/l. Định mức bằng nước cất 2 lần tới vạch định mức, để có dung dịch cuối cùng khi đo là 50 ppb Zn2+
và 25 ppb Cd2+, Pb2+, Cu2+ trong nền NH4Ac +
HAc tổng nồng độ là0,05 M (pH =4,5). Đây chính là dung dịch đưa vào bình
điện phân để tiến hành khảo sát.
Tiến hành thực nghiệm khảo sát ảnh hưởng của Cu2+, ghi đo dòng Ip với
các điều kiện thông số máy như bảng 3.11. với các nồng độ ion Cu2+
khác nhau chúng tôi thu được phổ đồ tổng hợp như hình sau:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Mỗi điểm thực nghiệm ta tiến hành lặp 3 lần được kết quả, tính giá trị trung bình được ghi trong bảng số liệu sau:
♦Ảnh hƣởng của Cu2+
đối với Zn2+
Bảng 3.15. Kết quả ghi đo khảo sát sự ảnh hƣởng của Cu2+
đối với Zn2+ Nồng độ Cu2+ (mg/l) Tỉ lệ Cu2+/Zn2+ Eđp (V) Ip (µA ) Zn2+ Cu2+ 0,025 0,5 - 1,3 8,88 7.97 0,05 1 - 1,3 5,02 11,86 0,075 1,5 - 1,3 3,61 14,50 0,125 2,5 -1,3 3,25 16,35 0,25 5 -1,3 2,82 17,83
Từ bảng số liệu trên chúng tôi tiến hành biểu diễn sự phụ thuộc cường
độ dòng vào tỉ lệ nồng độ của Cu2+
và nồng độ các ion Zn2+ như trong hình
dưới đây:
Hình 3.23. Sự phụ thuộc của Ip vào tỉ lệ giữa nồng độ (mg/l) của Cu2+
và Zn2+
Nhận xét:
Từ hình ảnh phổ đồ, bảng kết quả khảo sát ảnh hưởng của Cu2+
đối với Zn2+ và đường biểu diễn sự phụ thuộc của Ip vào tỉ lệ giữa nồng độ (mg/l)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
của Cu2+
và Zn2+, ta thấy cường độ dòng Ip và hình dạng pic của ion Zn2+
giảm rất nhanh khi nồng độ Cu2+
gấp từ 0,5 đến 5 lần nồng độ Zn2+. Mặt khác
khi nồng độ Cu2+
tăng thì chân pic của Cu2+ mở rộng ra, hình dạng pic không
cân đối.Vậy khi tiến hành phân tích định lượng Zn2+
nếu lượng Cu2+ có mặt
trong mẫu nghiên cứu với lượng quá lớn ta phải xử lí mẫu để hàm lượng Cu2+
trong mẫu không ảnh hưởng đến tín hiệu dòng Ip và hình dạng của Zn2+
. ♦Ảnh hƣởng của Cu2+
đối với Cd2+
và Pb2+
Bảng 3.16. Kết quả ghi đo khảo sát sự ảnh hƣởng của Cu2+
đối với Cd2+ , Pb2+ Nồng độ Cu2+ (mg/l) Tỉ lệ Cu2+/M2+ Ip (µA ) Cu2+ Cd2+ Pb2+ 0,025 1 7,97 6,14 3,99 0,05 2 11,86 6,26 4,01 0,075 3 14,50 6,40 3,89 0,125 5 16,35 6,41 3,93 0,25 10 17,83 5,99 3,96
Từ bảng số liệu trên chúng tôi tiến hành biểu diễn sự phụ thuộc cường độ dòng vào tỉ lệ nồng độ của Cu2+
và nồng độ các ion Cd2+, Pb2+ như trong hình dưới đây:
Hình 3.24. Sự phụ thuộc của Ip vào tỉ lệ giữa nồng độ của Cu2+
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Nhận xét:
Khi ta tiến hành khảo sát tại các điểm thực nghiệm mà nồng độ của ion Cu2+ gấp từ 2 đến 10 lần nồng độ của các ion Cd2+, Pb2+ thì chiều cao và hình dạng các píc của các ion kim loại này hầu như không thay đổi. Vậy trong quá trình phân tich định lượng Cd2+, Pb2+ trong mẫu nghiên cứu ta không cần để ý tới sự ảnh hưởng của Cu2+
đối với Cd2+, Pb2+.
3.2.2.Khảo sát ảnh hƣởng của một số cation (Fe3+
, Mn2+) [6], [7], [9], [22]
Trong tự nhiên thì sắt và mangan là những nguyên tố rất phổ biến, mangan kém phổ biến hơn sắt nhưng nó luôn đi kèm với khoáng vật chứa sắt.
Chúng thuộc họ các nguyên tố phổ biến nhất cấu tạo nên vỏ trái đất..Hơn nữa
trong đối tượng nghiên cứu của đề tài là Chè thường có mặt 2 nguyên tố này. Mặt khác chúng cũng thể hiện đặc tính điện hoá trong các điều kiện ta tiến hành phép phân tích. Cụ thể là : Tham gia vào quá trình điện phân làm giàu, tạo hỗn hống với thủy ngân hay kết tủa đồng thời với các ion kim loại khác hoặc tạo thành các hợp chất gian kim loại. Điều này ảnh hưởng khả năng phát hiện và định lượng các ion cần phân tích. Vì vậy chúng ta cần nghiên cứu sự ảnh hưởng của các nguyên tố này và có biện pháp loại trừ thích hợp để đảm bảo độ chính xác cho các phép đo.
3.2.2.1. Khảo sát ảnh hƣởng của cation Fe3+
Chuẩn bị dung dịch khảo sát:
Pha dung dịch khảo sát :
Dùng pipet 2 ml hút chính xác 0,5ml dung dịch NH4Ac 1M và 0,5ml HAc 1M vào bình định mức 20ml, sau đó thêm vào bình 0,5 ml dung dịch Zn2+, Cd2+, Pb2+, Cu2+ cùng nồng độ 1 mg/l. Định mức bằng nước cất 2 lần tới
vạch định mức, để có dung dịch cuối cùng khi đo là 25 ppb Zn2+,
Cd2+, Pb2+,
Cu2+ trong nền NH4Ac + HAc tổng nồng độ là 0,05 M (pH =4,5). Đây chính
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Tiến hành thực nghiệm khảo sát ảnh hưởng của Fe3+
đối với 4 ion Zn2+, Cd2+, Pb2+, Cu2+, ghi đo dòng Ip với các điều kiện thông số máy như bảng
3.11. với các nồng độ ion Fe3+ khác nhau chúng tôi thu được phổ đồ tổng hợp
như hình sau:
Hình 3.25. Phổ đồ khảo sát ảnh hƣởng của Fe3+
Mỗi điểm thực nghiệm ta tiến hành lặp 3 lần được kết quả, tính giá tri trung bình được ghi trong bảng số liệu sau:
Bảng 3.17. Kết quả ghi đo khảo sát sự ảnh hƣởng của Fe3+
Nồng độ Fe3+ (mg/l) Tỉ lệ Fe3+/M2+ Ip (µA ) Zn2+ Cd2+ Pb2+ Cu2+ 0,0 0 3,90 5,93 3,84 8,16 0,025 1 3,62 5,51 3,60 7,61 0,125 5 3,62 5,47 3,49 7,55 0,625 25 3,56 6,21 4,43 7,74 1,5 60 3,69 6,32 4,39 7,55 2,5 100 3,77 5,88 3,99 7,63
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Từ bảng số liệu trên chúng tôi tiến hành biểu diễn sự phụ thuộc cường
độ dòng vào tỉ lệ nồng độ của Fe3+
và nồng độ các ion M2+ như trong hình dưới đây:
Hình 3.26. Sự phụ thuộc của Ip vào tỉ lệ giữa nồng độ (mg/l) của Fe3+ và M2+
Nhận xét:
Nhìn vào đồ thị và biểu đồ ta có thể thấy rằng Fe3+
ảnh hưởng không nhiều tới các ion Zn2+,
Cd2+, Pb2+, Cu2+. Ta thấy nồng độ của Fe3+
gấp 1 ÷
100 lần nồng độ của Zn2+ và Cu2+ thì sẽ làm giảm cường độ dòng Ip của các
ion này xuống khoảng 7,6 %. Còn nồng độ Fe3+
gấp 1 † 5 lần nồng độ Cd2+,
Pb2+ thì sẽ làm giảm cường độ dòng Ip của các ion này xuống khoảng 0,7%
sau đó lại tăng lên khoảng 0,6% khi nồng độ Fe3+
gấp 25 † 60 lần nồng độ Cd2+, Pb2+. Từ kết quả trên ta thấy khi nồng độ Fe3+ gấp 1 † 100 lần nồng độ Zn2+, Cd2+, Pb2+, Cu2+ thì không làm thay đổi nhiều đến cường độ dòng Ip và píc của các ion cũng không biến dạng. Như vậy khi tiến hành định lượng các ion Zn2+, Cd2+, Pb2+, Cu2+ chúng ta không cần để ý tới sự ảnh hưởng của Fe3+.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
3.2.2.2. Khảo sát ảnh hƣởng của cation Mn2+
Chuẩn bị dung dịch khảo sát:
Pha dung dịch khảo sát :
Dùng pipet 2 ml hút chính xác 0,5ml dung dịch NH4Ac 1M và 0,5ml HAc 1M vào bình định mức 20ml, sau đó thêm vào bình 0,5 ml dung dịch Zn2+, Cd2+, Pb2+, Cu2+ cùng nồng độ 1 mg/l. Định mức bằng nước cất 2 lần tới