Kết quả khảo sát cho thấy khoảng tuyến tính của phƣơng pháp là: 0,05 – 1 ppm. Từ đó xây dựng đƣờng chuẩn nitrit trong khoảng nồng độ 0,05 – 1 ppm. Kết quả đƣợc biểu diễn trên hình 3.6 .
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Y = A + B * X
Th«ng sè Gi¸ tri Sai sè
------------------------------------------------------------ A 0.00394 0.00372 B 0.84808 0.00707 ------------------------------------------------------------ R SD N P ------------------------------------------------------------ 0.99979 0.00697 8 <0.0001 ------------------------------------------------------------ Abs C NO2- (ppm)
Phƣơng trình hồi qui của đƣờng chuẩn sẽ có dạng : Y = (0,00394 ± 0,00910) + (0,84808 ± 0,01730)x.
Hay độ hấp thụ quang A = (0,00394 ± 0,00910) + (0,84808 ± 0,01730)CNO2-.
Giá trị hệ số a có Pvalue = 0,33> 0,05. Có nghĩa là hệ số a khơng có sự khác
nhau có nghĩa với giá trị 0 ở độ tin cậy 95% hay phƣơng pháp không mắc sai số hệ thống.
Giới hạn phát hiện: LOD = 3Sy/b = 0,024 ppm NO2-
hay 0,007 ppm NO2- - N.
Giới hạn định lƣợng: LOQ = 10Sy/b = 0,082 ppm NO2- hay 0,025 ppm NO2- - N.
Khoảng tuyến tính là: 0,082 – 1,0 ppm NO2- hay 0,025 – 0,3 ppm NO2- - N.
Nếu phân tích mẫu nƣớc mặt với 10,00 ml mẫu sau đó định mức lên 25,00 ml
thì giới hạn phát hiện của phƣơng pháp là: (0,025x 25):10 = 0,006 ppm NO2- - N.
Do đó để định lƣợng trực tiếp nitrit trong nƣớc mặt cần cải tiến thuốc thử tránh pha loãng dung dịch.
3.1.2. Nghiên cứu chế tạo kit thử định lƣợng nitrit
Để chế tạo kit thử định lƣợng nitrit ở dạng rắn phải thay thế axit axetic bằng một axit hữu cơ khác phù hợp và tan tốt trong nƣớc. Trong số các axit xitric, axit tatric, axit oxalic thì axit xitric và axit tatric tan kém trong nƣớc. Vì vậy, chúng tôi sử dụng axit oxalic để thay thế axit axetic trong quá trình chế tạo kit thử rắn.
Theo kết quả khảo sát các điều kiện xác định nitrit trong phịng thí nghiệm thì hàm lƣợng thuốc thử cho vào bình định mức 25,00 ml là rất nhỏ. Do đó, khi kit thử đƣợc chuyển sang dạng rắn để tiện sử dụng, bảo quản trong thời gian dài và làm giảm sai số cho quá trình cân, cần sử dụng thêm chất độn để tăng lƣợng cân cho mỗi túi kit. Chất độn phải trơ đối với thuốc thử và nitrit, không làm thay đổi pH của dung dịch sau khi đƣợc hòa tan. Các muối clorua của kim loại kiềm đáp ứng đƣợc các yêu cầu trên đồng thời tạo nên mơi trƣờng có lực ion khơng đổi. Vậy nên chúng tôi chọn muối NaCl làm chất độn.
3.1.2.1. Xây dựng thành phần kit thử nitrit
Trên cơ sở khảo sát hàm lƣợng thuốc thử và khoảng pH tối ƣu khi phân tích nitrit trong phịng thí nghiệm chúng tơi xây dựng thành phần kit thử rắn nhƣ sau: Cân 0,2 g α-naphtylamin, 0,5g axit sunfanilic, 3g axit oxalic, 26,3 g NaCl. Tiến hành nghiền nhỏ, trộn đều hỗn hợp trên và bảo quản trong lọ kín đƣợc 150 gói kit nitrit, với lƣợng cân mỗi gói là 0,2g sử dụng cho phân tích 10,00 ml mẫu.
3.1.2.2. Khảo sát khả năng sử dụng axit oxalic làm môi trường phản ứng
Các mẫu nƣớc, nƣớc thải, nƣớc sinh hoạt thƣờng có ion NO3- , mà trong môi
trƣờng axit, nitrat thể hiện tính oxi hóa mạnh, axit oxalic là chất khử, do vậy cần
xem xét khả năng khử của axit oxalic đối với ion NO3-
.
Lấy vào các bình định mức 10,00 ml gồm 0,6 ml NO2- 10ppm, thêm thể tích
dung dịch NO3- tiêu chuẩn để đƣợc các mức nồng độ nhƣ bảng 3.7. Thêm tiếp 0,2g
kit thử nitrit, lắc cho tan hết, định mức đến vạch bằng nƣớc cất. Lắc đều và tiến hành đo độ hấp thụ quang ở bƣớc sóng 520nm với dung dịch so sánh là mẫu trắng. Kết quả đƣợc biểu thị trong bảng 3.7.
Bảng 3.7: Khảo sát khả năng khử của axit oxalic đối với nitrat
C NO2-(ppm) 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6
C NO3-(ppm) 0 0,6 6 60 120 240
Abs 0,524 0,529 0,523 0,530 0,520 0,524
Kết quả thực nghiệm cho thấy NO3- không bị khử xuống NO2- bởi axit
oxalic. Do đó có thể sử dụng axit oxalic để thay thế cho axit axetic trong thuốc thử
Griess mà không làm ảnh hƣởng đến kết quả phân tích nitrit khi mẫu có chứa NO3-.
3.1.2.3. Khảo sát thời gian ổn định màu của phức khi sử dụng kit thử
Lấy vào bình định mức 10,00 ml gồm 0,6 ml dung dịch chuẩn NO2-
10 ppm, thêm 0,2g kit thử nitrit, lắc cho tan hết, định mức đến vạch bằng nƣớc cất. Lắc đều và tiến hành đo độ hấp thụ quang theo thời gian ở chế độ đo động học với bƣớc sóng 520 nm trong 30 phút, với dung dịch so sánh là mẫu trắng. Kết quả thu đƣợc ở
Bảng 3.8: Ảnh hưởng của thời gian đến độ hấp thụ quang của phức màu azo
Thời gian(phút) 1 4 5 6 10 15 20 25 30
Abs 0,408 0,511 0,515 0,518 0,519 0,519 0,518 0,516 0,514
Hình 3.7 : Ảnh hưởng của thời gian đến độ hấp thụ quang của phức màu azo
Kết quả thực nghiệm cho thấy phức azo có độ hấp thụ quang cao và ổn định từ 4 đến 25 phút. Thời gian ổn định màu của phức khi sử dụng kit nitrit nhanh hơn khi sử dụng thuốc thử Griess cổ điển. Vì vậy trong các thí nghiệm tiếp theo chúng tơi tiến hành đo độ hấp thụ quang của phức màu sau khi thuốc thử tan hết từ 5 - 25 phút.
3.1.2.4. Khảo sát khoảng tuyến tính và xây dựng đường chuẩn xác định nitrit khi sử dụng kit thử
Chuẩn bị các bình định mức 10,00 ml với nồng độ NO2- trong khoảng từ 0,05
– 1,2 ppm, thêm 0,2g kit thử nitrit, lắc cho tan hết, định mức đến vạch bằng nƣớc cất. Sau 5 phút đem đo độ hấp thụ quang tại bƣớc sóng 520 nm, với mẫu trắng làm dung dịch so sánh. Kết quả đƣợc trình bày trong bảng 3.9 và đƣợc biểu diễn trên hình 3.8 :
Bảng 3.9: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào nồng độ NO2-
Cnitrit (ppm) 0,05 0,1 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2
Abs 0,045 0,088 0,157 0,322 0,461 0,611 0,766 0,816
Hình 3.8: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào nồng độ NO2-
Kết quả khảo sát cho thấy khoảng tuyến tính của phƣơng pháp là: 0,05 – 1,0 ppm. Từ đó xây dựng đƣờng chuẩn nitrit trong khoảng nồng độ 0,05 – 1,0 ppm. Kết quả đƣợc biểu diễn trên hình 3.9.
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 A + B * X Th«ng sè Giá trị Sai sè ------------------------------------------------------------ A 0.00765 0.00317 B 0.7593 0.00602 ------------------------------------------------------------ R SD N P ------------------------------------------------------------ 0.99981 0.00594 8 <0.0001 ------------------------------------------------------------ A bs CNO2- (ppm)
Phƣơng trình hồi qui của đƣờng chuẩn sẽ có dạng : Y = (0,00765 ± 0,00776) + (0,7593 ± 0,0147)x.
Hay độ hấp thụ quang A = (0,00765 ± 0,00776) + (0,7593 ± 0,0147)CNO2-.
Giá trị hệ số a có Pvalue = 0,062 > 0,05. Có nghĩa là hệ số a khơng có sự khác
nhau có nghĩa với giá trị 0 ở độ tin cậy 95% hay phƣơng pháp không mắc sai số hệ thống.
Giới hạn phát hiện, giới hạn định lƣợng:
LOD đƣợc xem là nồng độ thấp nhất của chất phân tích mà hệ thống phân
tích cịn cho tín hiệu phân tích khác có nghĩa với tín hiệu của mẫu trắng. Để xác định LOD chúng tôi tiến hành đo độ hấp thụ quang của mẫu trắng kết quả thu đƣơc ở bảng 3.10.
Bảng 3.10: Độ hấp thụ quang của mẫu trắng khi xác định nitrit
STT 1 2 3 4 5 6 7
Abs 0,002 0,002 0,001 0,004 0,001 0,002 0,002
Từ kết quả trên ta tính đƣợc Sblank = 0,001
Giới hạn phát hiện LOD = 3Sblank /b = 0,004 ppm NO2- hay 0,0012 ppm NO2- - N.
Giới hạn định lƣợng: LOQ = 10Sy/b = 0,013ppm NO2- hay 0,004 ppm NO2- - N.
Khoảng tuyến tính là: 0,013– 1,0 ppm NO2-
hay 0,004 – 0,3 ppm NO2- - N.
3.1.2.5. Nghiên cứu thay thế pipet và bình định mức bằng dụng cụ ngoài hiện trường (xy lanh, ống fancol) trường (xy lanh, ống fancol)
Điều kiện thí nghiệm:
- Dung dịch mẫu chứa nitrit đƣợc lọc qua giấy lọc vào bình nón. Dùng pipet
hút 5,00 ml mẫu giả chứa 0,4 ppm NO2-vào bình định mức 10,00 ml, thêm 0,2g kit
thử NO2-, lắc cho tan hết, định mức bằng nƣớc cất đến vạch. Để ổn định 5 phút, đo
- Dùng xy lanh gắn đầu lọc lấy hút 5,00 ml mẫu giả vào ống fancol 15,00 ml,
thêm 0,2g kit thử NO2-, lắc cho tan hết, định mức bằng nƣớc cất đến vạch 10,00 ml.
Để ổn định 5 phút, đo độ hấp thụ quang ở bƣớc sóng 520 nm. Kết quả đƣợc trình bày trong bảng 3.11
Bảng 3.11: Kết quả phân tích nitrit trong mẫu nước bằng dụng cụ PTN và dụng cụ hiện trường
C xy lanh+ Ống fancol (ppm) 0,398 0,396 0,405 0,405 0,401
C pipet + bình định mức (ppm) 0,398 0,403 0,403 0,401 0,409
Từ số liệu ở bảng 3.11 sử dụng chuẩn t so sánh hai giá trị trung bình và
Minitab 16 thì cho kết quả Pvalue = 0,427 > 0,05 hay giá trị ttính < tbảng. Nhƣ vậy hai
giá trị hàm lƣợng trung bình hàm lƣợng NO2-
trong mẫu giả khác nhau khơng có ý nghĩa thống kê. Vậy có thể thay thế pipet và bình định mức trong phịng thí nghiệm bằng các dụng cụ ngoài hiện trƣờng nhƣ xy lanh và ống fancol.
3.1.2.6. So sánh sự sai khác 2 nồng độ trong dung dịch mẫu khi sử dụng quy trình phịng thí nghiệm và phân tích hiện trường xác định nitrit trình phịng thí nghiệm và phân tích hiện trường xác định nitrit
- Tại hiện trƣờng: lấy 5,00 ml mẫu nƣớc tự tạo chứa 0,4 ppm NO2- vào ống
fancol 15,00 ml, thêm 0,2g kit thử NO2-, lắc cho tan hết, định mức bằng nƣớc cất
đến vạch 10,00 ml. Để ổn định 5 phút, đo độ hấp thụ quang ở bƣớc sóng 520 nm.
- Tại phịng thí nghiệm: lấy 5,00 ml mẫu nƣớc tự tạo chứa 0,4 ppm NO2- vào
bình định mức 10,00 ml, thêm 1,00 ml dung dịch B và 1,00 ml dung dịch A, lắc đều và định mức bằng nƣớc cất đến vạch. Để ổn định 10 phút, đo độ hấp thụ quang ở bƣớc sóng 520 nm. Kết quả đƣợc trình bày trong bảng 3.12
Bảng 3.12: Kết quả đo mẫu xác định nitrit bằng quy trình PTN và hiện trường
Hiện trƣờng 0,398 0,396 0,405 0,405 0,401
PTN 0,414 0,392 0,393 0,423 0,412
Từ số liệu ở bảng 3.11 sử dụng chuẩn t so sánh hai giá trị trung bình và
giá trị hàm lƣợng trung bình hàm lƣợng NO2- trong mẫu tự tạo khác nhau khơng có ý nghĩa thống kê.
Vậy có thể thấy kết quả phân tích cùng mẫu khi sử dụng quy trình phịng thí nghiệm và hiện trƣờng là khơng khác nhau.
3.1.2.7. Đánh giá độ chính xác của phép phân tích dùng kit thử nitrit
* Độ lặp lại
- Với dung dịch chuẩn
Tiến hành khảo sát độ lặp lại của phƣơng pháp khi phân tích lại dung dịch chuẩn ở 3 mức nồng độ 0,1; 0,4; 0,8 ppm. Đo các mẫu tƣơng tự nhƣ khi xây dựng đƣờng chuẩn với kit thử định lƣợng nitrit. Mỗi mẫu tiến hành đo 5 lần, độ lặp lại đƣợc đánh giá dựa trên độ lệch chuẩn và độ lệch chuẩn tƣơng đối
Bảng 3.13: Đánh giá độ lặp lại của phép đo với dung dịch chuẩn khi sử dụng kit thử nitrit Nồng độ(ppm) A1 A2 A3 A4 A5 RSD (%) 0,1 0,088 0,086 0,094 0,087 0,095 4,65 0,4 0,32 0,313 0,321 0,329 0,326 1,9 0,8 0,614 0,625 0,620 0,626 0,623 0,78 - Với mẫu thực
Tiến hành khảo sát độ lặp lại với mẫu nƣớc mẫu nƣớc mặt vùng hạ lƣu sông Cầu Hải Dƣơng. Mẫu nƣớc 25-2 và mẫu 11-1 (lấy mẫu ngày 4 /9 /2015).
Lấy 350 ml mẫu, dùng xylanh gắn đầu lọc lấy 9,00 ml mẫu nƣớc và đo các mẫu tƣơng tự nhƣ khi xây dựng đƣờng chuẩn. Độ lặp lại đƣợc đánh giá dựa trên độ lệch chuẩn và độ lệch chuẩn tƣơng đối của giá trị hàm lƣợng (ppm) cùng một mẫu, phân tích lặp lại 5 lần.
Bảng 3.14: Đánh giá độ lặp lại của phép đo với mẫu thực khi sử dụng kit thử nitrit
Kí hiệu C1 C2 C3 C4 C5 S RSD (%)
25-2 0,28 0,306 0,305 0,297 0,312 1,25.10-2 4,17
Độ lệch chuẩn tƣơng đối của phép đo với dung dịch chuẩn và trên nền mẫu thực tƣơng đối nhỏ, sai số nhỏ hơn 5% nhƣ vậy phƣơng pháp có độ lặp lại tốt.
* Độ đúng
Đánh giá độ đúng của phƣơng pháp thông qua độ thu hồi bằng cách thêm vào mẫu tự tạo hàm lƣợng nitrit ở các nồng độ 0,1; 0,2; 0,4 ppm. Tiến hành phân tích đồng thời mẫu đã đƣợc thêm chuẩn và mẫu chƣa thêm chuẩn tƣơng tự nhƣ khi xây dựng đƣờng chuẩn. Mỗi mẫu làm lặp lại 3 lần.
Bảng 3.15. Kết quả phân tích mẫu thực tế đánh giá độ đúng của phương pháp phân tích nitrit
Lƣợng thêm vào(ppm)
Atb ± SD Lƣợng tìm
thấy(ppm) ± SD
Hiệu suất thu hồi(%)
0 0,087±0,0006 0,105±0,003 -
0,1 0,170±0,002 0,214±0,011 108
0,2 0,250±0,004 0,319±0,007 107
0,4 0,419±0,004 0,542±0,027 109
Từ kết quả cho thấy hiệu suất thu hồi nitrit của phƣơng pháp khá tốt dao động từ 107 – 109 % chứng tỏ ta có thể sử dụng phƣơng pháp để phân tích mẫu thực.
3.1.2.8. Khảo sát độ bền của kit thử nitrit
Để đánh giá độ bền của kit nitrit chúng tôi tiến hành khảo sát sự tạo phức
màu của NO2- 0,4ppm với kit ở các thời gian khác nhau sau khi trộn. Lấy vào bình
mức 10,00 ml: 0,4 ml dung dịch chuẩn NO2-
10,00ppm, thêm 0,2g kit thử nitrit, lắc cho tan hết, định mức đến vạch bằng nƣớc cất. Sau 5 phút đem đo độ hấp thụ quang