Nồng độ phơtphat
(M)
Thể tích phơtphat (ml)
Hiệu suất chiết Pb (%)
Hiệu suất chiết Cd (%) 8,0.10-4 0,14 48,5 52,6 1,0.10-3 0,17 61,1 65,1 2,0.10-3 0,34 74,2 71,9 4,0.10-3 0,67 81,6 79,3 6,0.10-3 1,00 86,8 87,7 8,0.10-3 1,34 83,4 84,2 1,0.10-2 1,67 79,3 78,5
Luận văn tốt nghiệp Chun ngành Hóa phân tích
Hình 3.9. Sự phụ thuộc của hiệu suất chiết Pb và Cd vào nồng độ đệm phôtphat (M) Dựa vào kết quả hình 3.9, nhận thấy hiệu suất chiết của Pb, Cd đạt giá trị cao nhất khi nồng độ dung dịch đệm phôtphat ở 6,0.10-3
M. Do vậy, ở các nghiên cứu tiếp theo chọn nồng độ phôtphat là 6,0.10-3 M để khảo sát đối với Pb và Cd .
3.5.9. Khảo sát ảnh hƣởng của độ nhớt đến tín hiệu phân tích.
Sau khi chiết điểm mù, pha giàu chất hoạt động bề mặt được hình thành, pha này hơi nhớt, do vậy ta phải thêm một lượng HNO3 (0,1M) pha trong methanol vào pha đó sau khi ly tâm để giảm độ nhớt của pha nhằm dễ dàng đưa vào ống phun của máy đo phổ. Do đó chúng tơi khảo sát ảnh hưởng của độ nhớt như sau:
- Đối với Pb: Cho vào các bình 10 ml gồm:
0,25 ml dung dịch Pb2+ có nồng độ 4ppm 0,2 ml dung dịch Triton X-100 2,0 % 1,0 ml dung dịch đệm phôtphat 6,0.10-3M (pH=8) 0,2 ml dung dịch dithizone 1,0.10-4 M - Đối với Cd: Cho vào các bình 10 ml gồm:
0,25 ml dung dịch Cd2+ có nồng độ 4ppm 0,2 ml dung dịch Triton X-100 2,0% 20 40 60 80 100 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 H (% ) Nồng độ phốt phat (.10-2M ) H(%) - Pb H(%) - Cd
Luận văn tốt nghiệp Chun ngành Hóa phân tích
1,0 ml dung dịch đệm phơtphat 6,0.10-3M (pH=8)
0,2 ml dung dịch dithizone 1,0.10-4
M
Sau đó định mức đến vạch, điều nhiệt ở 60oC trong thời gian 15 phút, sau đó tiến hành qui trình chiết như mơ tả ở mục 2.1.2,
Trong qui trình sau khi tách phần chất kết tụ lắng xuống và ngâm vào hỗn hợp muối đá thì ta cho thêm dung dịch HNO3 (0,1M) pha trong methanol có thể tích thay đổi trong khoảng [0,5ml; 2,0ml]. Kết quả thu được như sau:
Bảng 3.26: Ảnh hưởng độ nhớt đến hiệu suất chiết của Pb và Cd Thể tích CH3OH
(ml)
Hiệu suất chiết Pb H(%)
Hiệu suất chiết Cd H(%) 0,5 76,7 76,5 0,8 80,4 83,8 1,0 87,4 88,5 1,5 80,0 82,2 1,8 76,5 73,1 2,0 74,4 71,8
Hình 3.10. Sự phụ thuộc hiệu suất chiết của Pb và Cd vào độ nhớt
40 60 80 100 0 0,5 1 1,5 2 2,5 H (% ) Thể tích CH3OH (ml) H% - Pb H% - Cd
Luận văn tốt nghiệp Chun ngành Hóa phân tích
Dựa vào kết quả hình 3.10, nhận thấy khi thể tích methanol là 1,0ml thì hiệu suất chiết của Pb và Cd đạt cực đại, sau đó khi thể tích methanol tăng lên thì hiệu suất chiết giảm. Do đó ở các nghiên cứu tiếp theo của Pb và Cd, chúng tơi chọn thể tích methanol thêm vào là 1,0 ml
3.5.10. Ứng dụng phƣơng pháp CPE - FAAS xác định Pb, Cd trong mẫu nƣớc
Chúng tôi tiến hành xác định hàm lượng Pb và Cd trong mẫu nước Hồ Hoàn Kiếm và Hồ Tây. Mẫu tại Hồ Hoàn Kiếm được lấy vào buổi chiều ngày 19/12/2013 vào lúc 16h20 (mẫu HK) và mẫu ở Hồ Tây được lấy vào lúc 17h00 ngày 19/12/2013( mẫu HT). Mẫu khi lấy được axit hóa bằng 1ml HNO3 đặc (65%), mỗi mẫu được lấy vào chai nhựa loại 500ml.
Tiến hành đo kiểm tra hàm lượng các ion kim loại có trong mẫu bằng phương pháp ICP-MS, xác định hàm lượng các kim loại trong mỗi mẫu tại phịng phân tích ICP - Viện kiểm nghiệm vệ sinh an toàn thực phẩm Quốc gia. Kết quả cụ thể ở trong bảng 3.25 như sau:
Bảng 3.27. Kết quả đo hàm lượng chì và cadimi trong mẫu nước bằng ICP-MS Mẫu/Ion kim loại Mẫu HK Mẫu/Ion kim loại Mẫu HK
Nồng độ(ppb)
Mẫu HT Nồng độ (ppb)
Pb2+ 4,91 2,78
Cd2+ 0,075 0,249
* Xác định hiệu suất thu hồi
Hiệu suất thu hồi được tính như sau: H(%) = .100% Trong đó : Ctc : là nồng độ kim loại trong mẫu thêm
Luận văn tốt nghiệp Chun ngành Hóa phân tích
Ct: là nồng độ kim loại thêm chuẩn
Xác định Pb và Cd bằng phương pháp thêm chuẩn
Để xác định Pb và Cd trong mẫu nước bằng phương pháp thêm chuẩn ta lấy vào các bình định mức 10ml các hóa chất như sau:
Bảng 3.28. Lượng chất các dung dịch khi chuẩn bị mẫu thêm chuẩn Kim loại Mẫu Lượng thêm Kim loại Mẫu Lượng thêm
(ppm) VTriton X-100(2%) (ml) V Đệm phốt phat (ml) VDithizon 1,0.10-4 M (ml) Pb 1 0,0 0,2 1,0 0,2 2 0,2 0,2 1,0 0,2 3 0,4 0,2 1,0 0,2 4 0,6 0,2 1,0 0,2 Cd 1 0,0 0,2 1,0 0,2 2 0,2 0,2 1,0 0,2 3 0,4 0,2 1,0 0,2 4 0,6 0,2 1,0 0,2
Sau đó, thêm 5 ml dung dịch mẫu thực (mẫu HK và mẫu HT) vào mỗi bình, định mức bằng nước cất 2 lần đến vạch, điều nhiệt ở 60oC trong thời gian 15 phút, sau đó tiến hành qui trình chiết như mô tả ở mục 2.1.2.
Luận văn tốt nghiệp Chun ngành Hóa phân tích
Bảng 3.29. Kết quả xác định Pb, Cd trong mẫu nước HK và HT
Kim loại Mẫu Lượng thêm (ppm) Tìm thấy (ppm) H% Sai số*
Pb2+ HK 0,000 KPH - 3,4% 0,200 0,194 ± 0,029 86,7 0,400 0,409 ± 0,084 85,9 0,600 0,608 ± 0,067 87,3 HT 0,000 KPH - 2,8% 0,200 0,195 ± 0,024 87,6 0,400 0,408 ± 0,079 88,5 0,600 0,596 ± 0,032 85,8 Cd2+ HK 0,000 KPH - 4,1% 0,200 0,206 ± 0,065 86,5 0,400 0,388 ± 0,010 87,9 0,600 0,606 ± 0,069 87,8 HT 0,000 KPH - 3,2% 0,200 0,208 ± 0,075 87,2 0,400 0,388 ± 0,011 87,5 0,600 0,605 ± 0,065 88,2
Ghi chú: Sai số* là sai số tương đối so với phương pháp ICP-MS.
Nhận xét:
Từ các bảng số liệu 3.26 và 3.27 như trên, chúng tôi nhận thấy việc sử dụng
Luận văn tốt nghiệp Chun ngành Hóa phân tích
suất thu hồi tương đối cao, hàm lượng Pb2+
và Cd2+ xác định bằng phương pháp CPE-FAAS so với ICP-MS không chênh lệch nhiều, sai số nhỏ hơn < 5%.
Do đó sử dụng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kỹ thuật ngọn lửa để xác định hàm lượng các ion kim loại nặng sau khi đã tách, chiết và làm giàu bằng kỹ thuật chiết điểm mù là phù hợp, ứng dụng vào phân tích hàm lượng một số kim loại nặng trong mẫu nước thực tế.
Luận văn tốt nghiệp Chun ngành Hóa phân tích
KẾT LUẬN
Sau thời gian thực hiện luận văn với nội dung đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng
kỹ thuật chiết điểm mù (cloud point extraction) và phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) xác định lượng vết một số ion kim loại”. Chúng tôi đã nghiên cứu
và thu được các kết quả như sau:
1. Đã khảo sát và tìm các điều kiện tối ưu để xác định Pb2+ và Cd2+ bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kỹ thuật ngọn lửa (F-AAS). Xác định được giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng Pb, Cd:
- Chọn vạch đo với: Pb là 217,0 nm, Cd là 228,8 nm - Chọn khe đo với: Pb là 0,5 nm, Cd là 0,5 nm
- Cường độ đèn Catốt rỗng với: Pb là 12,0 mA, Cd là 7,0 mA - Chiều cao đèn nguyên tử hóa mẫu: Pb là 5,0 mm, Cd là 7,0 mm - Tốc độ khí: với Pb là 1,4 lít/phút, Cd là 1,6 lít/phút
- Nền axit cho cả Pb và Cd là: HNO3 (2%)
Tìm được khoảng tuyến tính và xây dựng đường chuẩn để xác định Pb2+
và Cd2+, từ đó tìm được giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của Pb và Cd là:
LOD (Pb) = 0,066ppm, LOQ (Pb)= 0,22ppm. LOD (Cd) = 0,041 ppm, LOQ (Cd) = 0,137ppm
2. Khảo sát được các điều kiện tách và làm giàu bằng kỹ thuật chiết điểm mù - pH tối ưu cho quá trình chiết Pb và Cd là 8.
- Nồng độ thuốc thử dithizone tối ưu của cả Pb và Cd là 1,0.10-4M
-Nồng độ chất hoạt động bề mặt Triton X-100 tối ưu của cả Pb và Cd là 2,0% -Nhiệt độ và thời gian cân bằng tối ưu cho quá trình chiết của cả Pb và Cd là: Nhiệt độ cân bằng ở 60oC và thời gian điều nhiệt là 15 phút.
- Tốc độ quay ly tâm tối ưu cho cả Pb và Cd là 3500 vòng/phút - Nồng độ dung dịch đệm phốt phat tối ưu là 6,0.10-3M
- Ảnh hưởng của độ nhớt đến tín hiệu đo
Luận văn tốt nghiệp Chuyên ngành Hóa phân tích
3. Ứng dụng phương pháp CPE - FAAS để xác định hàm lượng Pb và Cd trong mẫu nước Hồ Hoàn Kiếm và Hồ Tây. Kết quả cho thấy hàm lượng của cả Pb và Cd rất nhỏ, dưới giới hạn phát hiện của máy AAS. Sau khi tiến hành phương pháp thêm chuẩn, chúng tôi đã đánh giá hiệu suất thu hồi và so sánh với phương pháp ICP-MS, hiệu suất thu hồi lượng thêm chuẩn tương đối cao (≈ 90%) và sai số so với ICP-MS trong khoảng dưới 5%.
Với những kết quả ban đầu thu được đã mở ra hướng nghiên cứu mới và phạm vi ứng dụng của các phương pháp chiết hiện đại. Đồng thời, góp phần phát triển và hồn thiện kỹ thuật CPE trong thời gian sắp tới.
Luận văn tốt nghiệp Chun ngành Hóa phân tích
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt
1. Lê Lan Anh, Vũ Đức Lợi, Nguyễn Thị Minh Lợi và CCS (2009), “Nghiên cứu phân tích hàm lượng một số kim loại nặng trong rau, nước và đất khu vực Hà Nội”, Tạp chí Phân tích Hóa, Lý, Sinh học, 14(3), tr. 52-57.
2. Bùi Thị Ngọc Bích, Nguyễn Văn Hợp, Nguyễn Hải Phong, Võ Thị Bích Vân (2012),“ Nghiên cứu xác định Cu, Pb, Cd bằng phương pháp Von - ampe hòa tan anot sử dụng điện cực màng thủy ngân trên nền paster carbon”,
Tạp chí khoa học, Đại học Huế, Tập 74B, (5), tr. 65-74.
3. Lê Huy Bá (chủ biên) (2000), Độc học môi trường, Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh.
4. Trần Lệ Chi (2010), Phân tích dạng kim loại chì (Pb) và cadimi (Cd) trong
đất và trầm tích bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử. Luận văn
thạc sĩ hóa học - Đại học Thái Nguyên.
5. Nguyễn Tinh Dung (2000), Hóa học phân tích, phần III - Các phương pháp
phân tích định lượng hóa học, NXB Giáo dục.
6. Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyễn Xuân Trung , Nguyễn Văn Ri (2007),
Hóa học phân tích, phần 2: các phương pháp phân tích cơng cụ, NXB Đại
Học Quốc Gia Hà Nội.
7. Trần Tứ Hiếu (2000), Hóa học phân tích. NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội. 8. Phạm Luận (2006), Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, NXB Đại học
Quốc Gia Hà Nội.
9. Nguyễn Đình Luyện, Nguyễn Minh Đạo, Nguyễn Hữu Hiền (2010), nghiên cứu sự tạo phức giữa Fe(III) với 4-(3-metyl-2-pyridylazo) rezocxin bằng phương pháp trắc quang, tạp chí khoa học, Đại học Huế, Số 59, tr. 81-85. 10. Trần Tứ Hiếu (1999), Phân tích trắc quang, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội. 11. Phạm Luận (1999), Cơ sở lý thuyết của phương pháp phân tích phổ phát xạ
Luận văn tốt nghiệp Chun ngành Hóa phân tích
12. Trần Thị Ái Mỹ, Nguyễn Văn Hợp (2013), khảo sát điều kiện phân hủy mẫu thích hợp để xác định Zn, Cu trong trầm tích bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử, Tạp chí Khoa học Đại học Huế, tập 81, số 3, tr.
13. Hồng Nhâm (2001), Hóa vơ cơ - tập ba, NXB Giáo dục, Hà Nội.
14. Đỗ Thị Thanh Tâm (2011), Nghiên cứu xác định một số kim loại trong nguồn nước sinh hoạt ở khu vực xã Thạch Sơn - Lâm Thao - Phú Thọ, Luận
văn thạc sĩ hóa học - Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc Gia Hà Nội.
15. Trịnh Thị Thanh (2001), Độc học, môi trường và sức khoẻ con người, NXB Đại Học Quốc gia Hà Nội.
16. Bùi Thị Thư (2008), Nghiên cứu phân tích xác định hàm lượng một số kim
loại trong nước sinh hoạt và nước thải khu vực Từ Liêm - Hà Nội bằng phương pháp chiết trắc quang, Luận văn thạc sĩ khoa học – Đại học Khoa
Học Tự Nhiên Hà Nội.
17. Nguyễn Xuân Trung, Phạm Hồng Quân , Vũ Thị Trang (2007), nghiên cứu khả năng hấp phụ Cr(III) và Cr(VI) trên vật liệu chitosan biến tính, tạp chí phân tích hóa lý sinh học, tập 2, số 1, tr 63-67.
18. Ngô văn Tứ, Nguyễn Kim Quốc Việt (2009), phương pháp vơn – ampe hịa tan anot xác định Pb(II), Cd(II), Zn(II) trong Vẹm Xanh ở Đầm Lăng Cơ – Thừa Thiên Huế, tạp chí khoa học, Đại học Huế, số 50, tr. 155-161.
19. Hồ Viết Quý (2007), Các phương pháp phân tích cơng cụ trong hóa học hiện đại, NXB Đại học sư phạm, Hà Nội.
Tiếng anh
20. Dimosthenis L. Giokas, Qing Zhu, Qinmin Pan, Alberto Chisvert (2012),“ Cloud point - dispersive - solid phase extraction of hydrophobic organic compounds onto highly hydrophobic core - shell Fe2O3@C magnetic nanoparticles”. Journal of Chromatography A, 1251, p. 33–39.
Luận văn tốt nghiệp Chun ngành Hóa phân tích
21. R. Carabias-Mart´ınez, E. Rodr´ıguez-Gonzalo, B. Moreno-Cordero, J.L. Pe´rez-Pavo´n, C. Garc´ıa-Pinto, E. Ferna´ndez Laespada (2000),“Surfactant cloud point extraction and preconcentration of organic compounds prior to chromatography and capillary electrophoresis”, Journal of Chromatography
A, 902, p.251–265.
22. Shunping Xie, Man Chin Paau, Cheuk Fai Li, Dan Xiao, Martin M.F. Choi. (2010),“ Separation and preconcentration of persistent organic pollutants by cloud point extractio”, Journal of Chromatography A, 1217, p. 2306–2317. 23. Gustavo M. Wuilloud, Jorgelina C.A. de Wuilloud, Rodolfo G. Wuilloud,
Marı´a F. Silva, Roberto A. Olsina, Luis D. Martinez (2002), “Cloud point extraction of vanadium in parenteral solutions using a nonionic surfactant (PONPE 5.0) and determination by flow injection-inductively coupled plasma optical emission spectrometry”, Talanta, 58, p. 619-627.
24. M. Ghaedi, A. Shokrollahi, F. Ahmadi, H.R. Rajabi, M. Soylak (2008), “Cloud point extraction for the determination of copper, nickel and cobalt ions in environmental samples by flame atomic absorption spectrometry”,
Journal of Hazardous Materials,150, p. 533–540.
25. Mehrorang Ghaedi, Ardeshir Shokrollahi, Khodabakhsh Niknam, Ebrahim Niknam, Asma Najibi, Mustafa Soylak (2009), “Cloud point extraction and flame atomic absorption spectrometric determination of cadmium(II), lead(II), palladium(II) and silver(I) in environmental samples”, Journal of
Hazardous Materials, 168, p. 1022–1027.
26. Sayed Zia Mohammadi, Tayebeh Shamspur, Daryoush Afzali, Mohammad
Ali Taher, Yar Mohammad Baghelani (2011), “Applicability of cloud point extraction for the separation trace amount of lead ion in environmental and biological samples prior to determination by flame atomic absorption spectrometry”, King Saud University Arabian, Journal of Chemistry. 27. M. Ghaedi, K. Niknam2 and M. Soylak (2011), “Cloud Point Extraction
Luận văn tốt nghiệp Chun ngành Hóa phân tích
Cadmium and Palladium in Some Food and Biological Samples”, Pak. J.
Anal. Environ. Chem. Vol. 12, No. 1 & 2, p. 42-48.
28. Cle´sia C. Nascentes, Marco Aure´lio Z. Arruda (2003), “Cloud point formation based on mixed micelles in the presence of electrolytes for cobalt extraction and preconcentration”, Talanta 61, p. 759_/768.
29. Nahid Pourreza, Mohammad Reza Fat'hi, Ali Hatami (2012),“ Indirect cloud point extraction and spectrophotometric determination of nitrite in water and meat products”, Microchemical Journal, 104, p. 22–25.
30. HongXia Yu, Ben Kwok-Wai Man, Lily Lee-Ni Chan, Michael Hon-Wah Lam, Paul K.S. Lamb, Liansheng Wang, Hongjun Jin, Rudolf S.S. Wu (2004), “Cloud-point extraction of nodularin-R from natural waters”,
Analytica Chimica Acta, 509, p. 63–70.
31. S.A.M. Fathi, M.R. Yaftian (2009), “Cloud point extraction and flame
atomic absorption spectrometry determination of trace amounts of copper (II) ions in water samples”, Journal of Colloid and Interface Science, 334, p. 167–170.
32. S.A. Kulichenko, V.O. Doroschuk, S.O. Lelyushok (2003), “The cloud point extraction of copper(II) with monocarboxylic acids into non-ionic surfactant phase”, Talanta, 59, p. 767-773.
33. V.O. Doroschuk, S.O. Lelyushok, V.B. Ishchenko, S.A. Kulichenko (2004), “Flame atomic absorption determination of manganese(II) in natural water after cloud point extraction”, Talanta, 64, p. 853–856.
34. N. Pourreza, M. Zareian (2009), “Determination of Orange II in food samples after cloud point extraction using mixed micelles”, Journal of
Hazardous Materials, 165, p. 1124–1127.
35. M´arcia Andreia Mesquita da Silva, Vera L´ucia Azzolin Frescura, Adilson Jos´e Curtius (2000), “Determination of trace elements in water samples by ultrasonic nebulization inductively coupled plasma mass spectrometry after cloud point extraction”, Spectrochimica Acta Part B, 55, p. 803 – 813.
Luận văn tốt nghiệp Chun ngành Hóa phân tích
36. Mohamed Amine Didi, Amina Rim Sekkal, Didier Villemin (2011), “Cloud-