CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN
1.2. Các phƣơng pháp phân tích nitrit, nitrat và amoni trong phịng thí nghiệm
1.2.3. Các phƣơng pháp khác
1.2.3.1. Xác định nitrit * Phương pháp cực phổ
Nitrit là ion có hoạt tính cực phổ, khi xác định nitrit bằng phƣơng pháp cực
phổ dùng nền LaCl3 3% và BaCl2 2% thì nitrit cho sóng cực phổ ở -1,2 V so với
anot thủy ngân. Nếu dùng nền là hỗn hợp dung dịch đệm xitrat 2M có pH = 5 thì
giới hạn phát hiện sẽ là 0,25 ppm NO2-.
Nếu dùng nền KCl 0,2M + SCN-
0,04M + Co2+ 2.10-4 M có pH = 1-2 thì sẽ
cho pic xuất hiện ở điện thế -0,5V và chiều cao pic tỷ lệ với nồng độ của ion NO2-.
Có thể xác định NO2- bằng cách chuyển nó thành diphenylnitroamin trong
mơi trƣờng axit. Để phản ứng chuyển hóa đƣợc nhanh chóng ngƣời ta dùng chất xúc tác là KSCN [35].
Phƣơng pháp cực phổ đòi hỏi thiết bị và hóa chất phức tạp, điều kiện thí nghiệm để đảm bảo độ đúng của tín hiệu đo khắt khe nên khơng phù hợp cho xác định nhanh ngoài hiện trƣờng.
* Phương pháp sắc khí
Ion nitrit phân tích bằng phƣơng pháp sắc khí lỏng hiệu năng cao với pha động là axit p-hydrobenzoic 8mM và Bis-Tris 3,2 mM. Hàm lƣợng nitrit có thể xác
định đến 10-8
M.
Ion nitrit cũng có thể xác định cùng với các ion khác bằng phƣơng pháp sắc
kí ion. Tuy nhiên, giới hạn phƣơng pháp này chỉ xác định đƣợc 0,1 mg NO2-/l. Mẫu
đƣợc bơm vào cột tách bằng van bơm mẫu, nhờ pha động thích hợp chảy qua cột tách. Tại đây các cấu tử trong hỗn hợp đƣợc tách ra khỏi nhau và phát hiện nhờ bộ Detector thích hợp [24, 31, 37].
Phƣơng pháp sắc ký cặp ion pha đảo HPLC xác định hàm lƣợng nitrit trong
khơng khí lỏng và nƣớc ao hồ. Sử dụng cột C18 pha đảo ( kích thƣớc hạt nhồi 5µm)
với pha động gồm 83% ion tƣơng tác với thuốc thử tetrabutylammonium hydroxide
(TBA-OH) 3 mM, dung dịch đệm Na3PO4 2 mM ở pH = 3,9 và 17% axetonitril (tốc
độ dòng 0,4 ml/ phút). Phản ứng hấp thụ ánh sáng UV ở 205nm, khoảng tuyến tính từ 10 µg/ml đến 100µg/ml. Độ lệch chuẩn tƣơng đối để xác định nitrit nhỏ hơn 3 %
[36].
1.2.3.2. Xác định nitrat * Phương pháp cực phổ
Trong môi trƣờng chất điện li với sự có mặt ion La3+ hay Ba2+, ion NO3- cho
sóng cực phổ tại thế từ -1,1 đến -1,4 V.
Để xác định nitrat ngƣời ta thƣờng dùng sóng xúc tác urani. Trong môi
trƣờng tạo phức nền Na2CO3 0,1M thì UO22+ chỉ cho một sóng định lƣợng có E1/2=
0,9 -1,1V phụ thuộc vào nồng độ NO3- .
Ngồi ra nitrat cịn xác định trên điện cực giọt thuỷ ngân (DME) với dung
dịch nền là H2SO4 đặc : phenol = 4:1. Thế bán sóng của nitro phenol tạo thành ở -
0,2 V. Giới hạn xác định NO3- theo phƣơng pháp này là 5ppm.
* Phương pháp sắc kí trao đổi ion
Cơ sở của IEC là sự cạnh tranh các nhóm tích điện trái dấu trên chất trao đổi
giữa ion NO3- và ion NO2- chứa trong pha động gồm dung dịch mẫu phân tích, đệm
Lithium borate gluconate và dung môi acetonnitrile tại pH = 6,5. Pha động sẽ tƣơng tác với pha tĩnh là cột sắc ký trao đổi ion Waters IC-PacTM Anion HC 150 x 4,6 mm column. Hệ thống sắc kí làm việc với tốc độ dòng là 1ml/phút với detecter là máy đo quang UV-VIS tại bƣớc sóng 205nm. Dung tích mẫu là 40µm [31].
Dựa vào thời gian lƣu của ion NO3- và ion NO2- trong dung dịch chuẩn ta có
thể xác định đƣợc đỉnh nitrate/nitrite trong mẫu cần phân tích trong tập hợp các chất mà sắc ký trao đổi ion tách ở 2 pic tƣơng ứng.
Phƣơng pháp khá hiệu quả, độ chọn lọc cao, ứng dụng rộng rãi. Sử dụng lƣợng mẫu nhỏ. Tuy nhiên, hệ thống máy móc đắt, cần loại trừ màu của dung dịch phân tích.
1.2.3.3. Xác định amoni * Phương pháp trao đổi ion
Amoni trong dung dịch có thể xác định bằng cách cho dung dịch đi qua cột
trao đổi cation dạng H+. Ion NH4+ thay thế H+ trên nhựa trao đổi ion đẩy H+ đi vào
dung dịch, ta chuẩn độ H+
sẽ xác định đƣợc NH4+.
R-SO3 +NH4+→ R-SO3NH4 + H+
* Phương pháp dùng điện cực chọn lọc ion
Phƣơng pháp này đƣợc xác định dựa trên điện cực chọn lọc ion amoni và
trên máy đo pH có thang mV đƣợc mở rộng hoặc các máy đo chuyên dụng.
Điện cực amoni sử dụng màng đặc biệt để phân tách dung dịch mẫu và dung
dịch muối NH4Cl bên trong điện cực. Amoni trong dung dịch mẫu khuếch tán vào dung dịch bên trong qua màng và làm thay đổi pH của dung dịch bên trong. Sự thay
đổi này đƣợc nhận biết bằng điện cực pH. Nồng độ cân bằng của ion Cl-
bên trong
dung dịch đƣợc nhận biết bởi điện cực chọn lọc Cl-
nhƣ là một điện cực so sánh.
Phƣơng pháp này có ƣu điểm là độ đục và màu của dung dịch không ảnh hƣởng tới quá trình xác định và khơng cần thiết phải pha lỗng dung dịch mẫu phân tích.
Các amin bay hơi có ảnh hƣởng dƣơng. Thủy ngân gây ảnh hƣởng vì có khả
năng tạo phức với amoni mạnh. Do đó các mẫu phân tích khơng đƣợc bảo quản khi
có HgCl2.
Tuy nhiên phƣơng pháp này ít đƣợc sử dụng vì nó cho kết quả có độ chính
xác không cao và ở điều kiện nƣớc ta hiện nay sử dụng điện cực chọn lọc ion amoni cịn hạn chế vì chúng ta chƣa sản xuất đƣợc trong nƣớc.
* Phương pháp phân tích dịng chảy sử dụng detector quang
Đo quang hợp chất màu xanh tạo ra bởi phản ứng giữa amoni với ion
salixilat và hypoclorit khi có mặt natri nitrosopentaxyanoferat(III) - natrinitropussiat ở bƣớc sóng khoảng 650nm. Ion hypoclorit đƣợc sinh ra thủy phân 1,3 – diclo – 5 sodio – 1,3,5 – triazinanetrion (natri dicloisoxyanurat) trong kiềm, và phản ứng với amoni tạo ra cloramin. Cloramin phản ứng với natri salixilat ở pH 12,6 khi có mặt nitropussiat. Mọi cloramin có trong mẫu đều đƣợc định lƣợng [13].
Natri xitrat đƣợc thêm vào để che một cation đặc biệt là Ca2+ và Mg2+ (mọi
phản ứng đều đƣợc thực hiện tự động nhờ kỹ thuật dòng chảy) chất màu đƣợc đo bằng một máy trắc phổ dịng tự động. Hai cấu hình hệ thống đo đƣợc quy định. Một hệ thống có khối thẩm tách và thích hợp để xác định nồng độ amoni tính theo nitơ đến 50mg/l. Cấu hình khơng có khối thẩm tách và thích hợp để xác định nồng độ amoni tính theo nitơ đến 0,5mg/l.