CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. NGHIÊN CỨU CÁC ĐIỀU KIỆN TỐI ƢU XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG Sb
3.1.2.1. Nồng độ và bản chất của dung dịch axit
Đối với dịng axit, chúng tơi chỉ khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ và bản chất axit sử dụng, khơng khảo sát tốc độ dịng này do dịng axit và dịng NaBH4 có cùng tốc độ bơm nên chỉ khảo sát tốc độ dòng khi nghiên cứu điều kiện tối ƣu cho dòng NaBH4.
* Ảnh hưởng của nồng độ axit (nồng độ H+
) tới quá trình khử Sb(III) thành stibin
Để xác định đƣợc nồng độ H+ tối ƣu cho q trình phân tích, chúng tơi tiến hành thí nghiệm với các điều kiện sau:
- Dịng mẫu: Sb(III) 10ppb, tốc độ dòng 5ml/phút.
- Dòng chất khử NaBH4 chứa NaBH4 0,5% trong NaOH 0,2%, tốc độ dòng 2ml/phút.
- Dịng axit: Sử dụng HCl có nồng độ biến thiên trong khoảng 1M – 8M, có cùng tốc độ với dịng chất khử.
Các dung dịch đƣợc đo 3 lần để lấy kết quả độ hấp thụ trung bình; dung dich so sánh là mẫu trắng. Kết quả khảo sát độ hấp thụ quang và độ lệch chuẩn tín hiệu đo thu đƣợc nhƣ trong bảng 3.5 và biểu diễn trên đồ thị hình 3.3.
Bảng 3.5: Ảnh hưởng của nồng độ H+ tới độ hấp thụ quang của Sb
CH+. M 1 2 3 4 5 6 7 8
1 0,6745 0,6822 0,7027 0,7349 0,7884 0,8279 0,7909 0,7170 2 0,6737 0,6668 0,6805 0,7126 0,7650 0,8794 0,7993 0,7179
Vũ Thị Thảo Thực nghiệm
Abs
3 0,6753 0,6977 0,7204 0,7572 0,8117 0,7764 0,7825 0,7162 TB 0,6745 0,6822 0,7027 0,7349 0,7884 0,8279 0,7909 0,7170 RSD(%) 0,17 3,20 5,50 4,29 4,19 8,80 1,50 0,18
Hình 3.3: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang của Sb vào nồng độ H+
Kết quả khảo sát cho thấy, nồng độ H+ càng lớn thì hiệu suất khử càng cao, quá trình khử Sb (III) thành stibin xảy ra càng hồn toàn. Khi tiếp tục tăng nồng độ H+ trên 6M thì độ hấp thụ quang giảm do có thể xảy ra một số phản ứng phụ. Có thể nói. nồng độ H+ càng cao thì càng có khả năng tăng độ nhạy của phép đo, tuy nhiên nồng độ quá cao sẽ gây khó khăn cho q trình tiến hành thí nghiệm và tốn nhiều hóa chất mà độ nhạy tăng khơng đáng kể thậm chí cịn bị giảm. Kết hợp giữa các u cầu thí nghiệm, chúng tơi lựa chọn dung dịch có nồng độ H+ 6M để tiến hành hidrua hóa Sb(III).
Để kiểm chứng lại ảnh hƣởng của nồng độ H+
lên độ hấp thụ quang của Sb (III) có ý nghĩa thống kê hay không, chúng tôi sử dụng ANOVA để đánh giá và thu đƣợc các kết quả sau:
Nguồn phương sai DF SS MS F
P Nồng độ H+ 7 0,067025 0,009575 17,39 0,00 Sai số 16 0,008810 0,000551 Tổng 23 0,075835 S = 0,02347 R-Sq = 88,38% R-Sq(adj) = 83,30%
Vũ Thị Thảo Thực nghiệm
Kết quả trên cho thấy với độ tin cậy P = 95%, thu đƣợc trị số Pvalue = 0,00 nhỏ hơn α = 0,05, điều này chứng tỏ sự khác nhau giữa hai phƣơng sai là có nghĩa, tức là các giá trị trung bình trong những điều kiện khác nhau là khác nhau. Nhƣ vậy, nồng độ H+ có ảnh hƣởng đến độ hấp thụ quang của Sb (III).
* Ảnh hưởng của loại axit tới quá trình khử Sb(III) thành stibin:
Tiến hành khảo sát với một số axit khác nhau để chọn axit thích hợp nhất cho q trình xác định Sb(III), chúng tôi vẫn sử dụng dung dịch mẫu có chứa 10ppb Sb(III), các điều kiện đo nhƣ đã chọn. Kết quả nghiên cứu trên 4 loại axit thu đƣợc ở bảng 3.6.
Nhƣ vậy, nếu xem hiệu suất hiđrua hóa khi dùng dung dịch HCl là 100% thì khi dùng H2SO4, HNO3 và H3PO4 với nồng độ H+ gần nhƣ nhau sẽ đạt đƣợc hiệu suất khử gần 100%. Đặc biệt khi dùng dung dịch HNO3 làm môi trƣờng với cùng nồng độ H+ cho kết quả đạt 100%. Chúng tôi cũng đã tiến hành khảo sát khả năng khử Sb(III) thành stibin trong các mơi trƣờng phản ứng có nồng độ CH3COOH từ 5M lên tới 10M nhƣng hiệu suất khử vẫn dƣới 60%. Nhƣ vậy, có thể dùng dung dịch axit HCl 6M hoặc H2SO4 3M hoặc HNO3 1M làm môi trƣờng phản ứng cho quá trình khử Sb(III) thành stibin bằng chất khử NaBH4. Tuy nhiên, thực tế các mẫu nƣớc phân tích thƣờng đƣợc axit hóa bằng HCl thay vì dùng H2SO4 còn các mẫu quặng đƣợc phá bằng nƣớc cƣờng thủy nên chúng tôi lựa chọn axit HCl 6M hoặc HNO3 6M làm môi trƣờng khử trong phép đo Sb.
Bảng 3.6: Ảnh hưởng của bản chất axit đến độ hấp thụ quang của dung dịch Sb(III) Dung dịch HCl 6M H2SO4 3M ([H+] = 6M) HNO3 6M H3PO4 6M ([H+] 6M) Abs Lần 1 0,1279 0,1211 0,1380 0,1097 Lần 2 0,1266 0,1320 0,1115 0,1217 Lần 3 0,1175 0,1098 0,1300 0,1137 TB 0,1240 0,1210 0,1241 0,1150
Vũ Thị Thảo Thực nghiệm
RSD(%) 5,39 9,18 8,80 5,31
%Abs 100 98 100 93