CHƯƠNG 2 : THỰC NGHIỆM
2.6. Quy trình thực nghiệm
2.6.4. Xác định hàm lượng Cr tổng và bước đầu thăm dị phân tích dạng Cr
Cr(III) trong hỗn hợp bằng phương pháp chiết pha rắn (SPE) kết hợp phương pháp F- AAS.
Ngày nay việc xác định hàm lượng các dạng tồn tại của các kim loại nặng trong các mẫu nước, trầm tích, thực phẩm…đang được chú trọng phát triển. Các ion kim loại thường tồn tại ở các dạng khác nhau trong các hợp chất vơ cơ và hữu cơ, trong đó dạng vơ cơ thường có độc tính cao hơn và khó phân giải hơn dạng hợp chất hữu cơ khi đi vào môi trường và cơ thể sống. Hàm lượng crom hữu cơ ít hơn rất nhiều so với crom vơ cơ, nó thường chỉ được sử dụng làm chất xúc tác trong các phản ứng hóa sinh và là vi lượng bổ sung cho người và động vật. Vì vậy trong các nghiên cứu thường quan tâm đến hàm lượng crom vô cơ.
Trong các hợp chất vô cơ, crom tồn tại chủ yếu ở dạng Cr(VI) và Cr(III) trong đó Cr(VI) độc hơn nhiều so với Cr(III).
Dựa trên phương pháp F-AAS ta xác định được lượng Cr vơ cơ tổng có trong dung dịch. Lượng Cr (VI) xác định bằng cách cho tạo phức với Diphenylcacbazit trong môi trường axit và tiến hành đo bằng phương pháp trắc quang UV-VIS. Từ đó ta xác định được lượng Cr(III).
*Xác định lượng Cr(VI) và Cr(III) có trong mẫu phân tích ban đầu Nguyên tắc :
Dựa trên đặc điểm vật liệu đã biến tính (VL2) có khả năng hấp phụ Cr(VI) và Cr(III) ở các pH khác nhau là khác nhau, vì vậy khi kết hợp giữa phương pháp chiết pha rắn và phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa, chúng tôi đề xuất phương pháp xác định đồng thời hàm lượng Cr(VI) và Cr(III) có trong mẫu phân tích ban đầu như sau :
Hấp phụ mẫu tại hai giá trị pH =1 và pH = 6. Sau đó rửa giải cột chiết pha rắn bằng dung dịch rửa giải phù hợp thu được hiệu suất rửa giải và nồng độ Cr sau khi rửa giải lần lượt là H1 , H2 (%) và C1 , C2 (ppm).
Giả sử tại giá trị pH =1 hiệu suất hấp phụ của VL2 với Cr(VI) là a1 và Cr(III) là b1 , từ đó ta có phương trình (1):
[Cr tổng] = [Cr(VI)] + [Cr(III)] = a1 × [Cr(VI)]o + b1× [ Cr(III)]o = C1/H1
Tương tự, tại giá trị pH = 6 hiệu suất hấp phụ của VL2 với Cr(VI) là a2 và Cr(III) là b2 , ta có phương trình (2) :
[Cr tổng] = [Cr(VI)] + [Cr(III)] = a2 × [Cr(VI)]o + b2× [ Cr(III)]o = C2/H2
Như vậy giải hệ phương trình ở trên ta sẽ xác định được nồng độ của Cr(VI) và Cr(III) trong dung dịch ban đầu ( giả thiết bỏ qua % hàm lượng của crom hữu cơ ).
*Xác định hiệu suất hấp phụ của Cr vô cơ tổng, Cr(VI), Cr(III) trong hỗn hợp :
Tiến hành pha các dung dịch chứa đồng thời Cr(VI) 5ppm và Cr(III) 5ppm, điều chỉnh pH của dung dịch bằng 1 và bằng 6. Cho các dung dịch chạy qua cột hấp phụ chứa 0,5gam VL2 với tốc độ 1ml/phút . Xác định lượng Cr, Cr(VI) và Cr(III) trong dung dịch trước và sau hấp phụ bằng phương pháp F-AAS và phương pháp UV-VIS, từ đó xác định được hiệu suất hấp phụ của các dạng Cr.
Làm lặp lại thí nghiệm trên nhiều lần cho ta kết quả trung bình hiệu suất hấp phụ của Cr(VI) ở pH =1 và pH= 6 lần lượt là a1% , a2% và của Cr(III) là b1%, b2%.
*Thiết lập hệ phương trình xác định lượng Cr(VI) và Cr (III) trong dung dịch:
Tiến hành pha hai dung dịch hoàn toàn giống nhau có chứa đồng thời Cr (VI) 5ppm và Cr (III) 5ppm. Điều chỉnh pH của dung dịch thứ nhất để pH =1 và dung dịch thứ hai có pH = 6. Cho hai dung dịch nạp qua cột hấp phụ chứa 0,5g VL2 với tốc độ 1ml/phút. Sau đó tiến hành rửa giải lượng crom hấp phụ trên cột bằng dung dịch HNO3 3M, tốc độ rửa giải là 0,5 ml/phút.
Xác định lượng Cr tổng sau khi rửa giải bằng phương pháp F-AAS, thu được kết quả nồng độ Cr rửa giải ở pH =1 và pH = 6 là C1 và C2 và tính được hiệu suất thu hồi H1 và H2.
Từ đó chúng tơi thiết lập được 2 phương trình liên quan tới nồng độ của Cr(VI) và Cr(III) trong dung dịch ban đầu như sau :
+ Tại pH = 1 : a1% [Cr(VI)]o + b1% [Cr(III)]o = C1/ H1 (1) + Tại pH = 6 : a2% [Cr(VI)]o + b2% [Cr(III)]o = C2/ H2 (2) Kết hợp phương trình (1) và (2) ta có hệ :
Giải hệ ta thu được kết quả nồng độ của Cr(VI) và Cr(III) trong dung dịch ban đầu. Để kiểm tra lại kết quả của thí nghiệm trên và xác định chính xác nồng độ của Cr(VI) và Cr(III) trong dung dịch đầu, ta tiến hành đo dung dịch sau khi rửa giải bằng phương pháp F-AAS kết hợp phương pháp UV-VIS.
Tuy nhiên đây chỉ là bước thử ban đầu, để có kết quả chính xác hơn cần sử dụng phương pháp hồi quy đa biến tuyến tính thơng thường MLR (CLS, ILS, PCR ) hoặc mơ hình hồi quy đa biến phi tuyến tính ….khi xác định hàm lượng hai dạng Cr(III) và Cr(VI) có trong các mẫu phân tích.