CHƢƠNG 2 : THỰC NGHIỆM
2.6. Các phƣơng pháp xác định đặc trƣng vật liệu
2.6.1. Nhiễu xạ tia X
Thành phần pha, cấu trúc tinh thể của các mẫu quặng trƣớc và sau khi nung, các mẫu bã thải thu đƣợc sau khi hòa tách, các mẫu kết tủa đƣợc xác định bằng phƣơng pháp nhiễu xạ tia X (XRD). Tiến hành trên máy D8 ADVANCE (Bruker- Đức) với bức xạ Cu K (= 0,15406 nm, 40kV, 40mA), 2= 10-70o bƣớc quét 0,030, tốc độ 0,010/s tại Khoa Hóa – Trƣờng Đại học Khoa học Tự Nhiên – Đại học quốc gia Hà Nội.
2.6.2. Phổ khối lượng cảm ứng plasma (ICP-MS)
Hàm lƣợng kim loại đƣợc xác định bằng phƣơng pháp phổ khối cảm ứng ICP – MS. Mẫu đƣa vào phân tích sẽ đƣợc kích thích bằng plasma, dịng plasma đƣợc đƣa qua hệ thống khối phổ để định tính và định lƣợng các nguyên tố. Các dung dịch đo ICP – MS trên thiết bị Elan 9000, Perkin Elmer – Mỹ tại Viện Địa lý – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Các mẫu vật liệu đƣợc hòa tan trong nƣớc cƣờng thủy và xác định hàm lƣợng kim loại bằng khối phổ khối lƣợng cảm ứng plasma.
Hàm lƣợng (% khối lƣợng) của kim loại đƣợc tính bằng cơng thức:
%Kim loại = . V. 100 H= x 100% C – Co m mSb thu đƣợc mSb ban đầu
Trong đó: C: nồng độ của kim loại trong mẫu phân tích (mg/ml)
Co: nồng độ của kim loại trong mẫu trắng (mg/ml)
m: khối lƣợng của mẫu chất rắn/ chất mang (mg) V: thể tích dung dịch định mức sau khi phá mẫu (ml)
2.6.3. Phân tích Sb bằng phương pháp chuẩn độ oxi hóa khử
Chuyển Sb (III) dễ thủy phân vào phức tactrat [K(SbO)C4H4O6] và tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn KBrO3 trong môi trƣờng axit, với chất chỉ thị là metyl da cam.
SbCl3 + HCl + 9H2O ↔ [Sb(H2O)4(OH)2]+ + 4Cl- + 3H3O+ [Sb(H2O)4(OH)2]+ + KHC4H4O6 = K(SbO)C4H4O6 + H3O+ + 4H2O KBrO3 + 3K(SbO)C4H4O6 + 15 HCl = 3 SbCl5 + KBr + 3 KHC4H4O6 + 6H2O
(BrO3 - + 3Sb3+ + 6H+ = Br- + 3Sb5+ + 3 H2O)
Khi toàn bộ Sb(III) đã đƣợc chuẩn độ hết thì lƣợng dƣ khơng đáng kể của BrO3 - sẽ tác dụng với Br- tạo thành Br2 làm mất màu chất chỉ thị.
BrO3 - + 5Br- + 6H+ = 3 Br2 + 3H2O
Phản ứng chuẩn độ có thể đƣợc tăng tốc độ bởi xúc tác Hg(II) trong môi trƣờng axit mạnh.
Cách tiến hành
Dùng pipet lấy chính xác V ml dung dịch Sb(III) cần xác định cho vào bình nón 250 ml. Thêm 5 ml HCl 1:3; 2 ml dung dịch KHC4H4O6 5% và 3 ÷ 5 giọt chỉ thị metyl da cam.
Dùng dung dịch KBrO3 0,1M từ buret chuẩn độ cho tới khi mất mầu chỉ thị (khơng lấy kết quả này vì trong q trình chuẩn độ Br2 cũng hình thành, nó bị Sb (III) khử ngay, song một phần cũng làm mất màu chỉ thị) để xác định điểm tƣơng đƣơng cho lần chuẩn độ tiếp theo.
Tiếp tục cũng làm nhƣ trên nhƣng cho chỉ thị vào khi đã chuẩn gần đến điểm tƣơng đƣơng lần đầu và chuẩn độ tiếp cho đến khi mất màu dung dịch. Ghi số V0 ml KBrO3 tiêu tốn, tính tốn theo cơng thức sau:
CSb(III) = 3.CKBrO3.V0/V Trong đó:
CSb(III) và CKBrO3 lần lƣợt là nồng độ mol/lit của dung dịch Sb3+ và KBrO3 (M)