PHẦN 2 ĐỐI TƯỢNG, MỤC ĐÍCH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3.1.Phương pháp xác định hàm lượng ion kim loại trong phức chất
Để xác định hàm lượng ion kim loại trong phức chất tổng hợp được, trước tiên chúng tôi tiến hành vô cơ hóa mẫu theo quy trình sau:
• Cân một lượng chính xác m gam mẫu (khoảng 0,01÷0,03 g) trên cân phân tích, chuyển toàn bộ lượng cân vào bình Kendan.
• Thấm ướt mẫu bằng vài ml H2SO4 đặc (hoặc HNO3 đặc đối với mẫu của KLKT) và đun trên bếp điện trong tủ hút đến khi có khói SO2 ( hoặc NO2) bay ra. Để nguội, thêm khoảng 1 ml H2O2 đặc (30%) rồi đun nóng để loại SO2 ( hoặc NO2).
• Tiếp tục lặp lại quy trình như trên cho đến khi mẫu phân hủy hoàn toàn, dung dịch thu được trong suốt và có màu đặc trưng của ion kim loại.
• Chuyển dung dịch thu được vào bình định mức dung tích 50 ml, thêm nước cất đến vạch mức, lắc đều.
Xác định hàm lượng Cu2+[7]
Hàm lượng Cu2+ được xác định theo phương pháp chuẩn độ complexon với chất chỉ thị murexit ở pH ~ 8.
• Nguyên tắc
Dựa trên phản ứng tạo phức bền của Cu2+ với EDTA: 2 4 4 Cu + +NH Ind→CuInd+ +NH+ 2 2 2 2 Cu + +H Y − →CuY − +2H+ 2 2 2
CuInd+ +H Y − →CuY − +Ind− +2H+
(vàng nhạt) (tím)
Phản ứng được tiến hành ở pH ~ 8, chất chỉ thị murexit 1% trong NaCl.
• Cách tiến hành
Dùng pipet lấy chính xác V1 ml dung dịch Cu2+ vào bình nón cỡ 100 ml, thêm một ít chất chỉ thị murexit, dùng dung dịch NH3 1 N để điều chỉnh pH ~ 8 (thêm vài giọt NH3 cho tới khi dung dịch có màu vàng nhạt thoáng đục). Chuẩn độ Cu2+ bằng dung dịch EDTA đã biết nồng độ cho tới khi dung dịch chuyển sang màu tím đỏ. Ghi thể tích EDTA đã chuẩn độ. Lặp lại 3 lần rồi lấy kết quả trung bình (V2 ml).
2 EDTA 3 3 1 V .C 50 1 %Cu 63,55 100% V 10 m = × × × × Trong đó:
CEDTA: nồng độ của dung dịch EDTA đã dùng (mo.l-1)
m: khối lượng phức chất đem phân tích (g)
Xác định Ca2+ [7]
Hàm lượng canxi Ca2+ được xác định bằng phương pháp chuẩn độ complexon với chất chỉ thị murexit ở pH ≥ 13.
• Nguyên tắc
Dựa trên phản ứng tạo phức bền của Ca2+ với EDTA: 2 4 4 Ca + +NH Ind→CaInd+ +NH+ 2 2 2 2 Ca + +H Y − →CaY − +2H+ 2 2 2
CaInd H Y+ − →CaY − +Ind− +2H+
(đỏ) (tím)
• Cách tiến hành
Dùng pipet lấy chính xác V1 ml dung dịch Ca2+ cần xác định vào bình nón cỡ 100 ml, thêm 20 ml nước cất, 2 ml dung dịch NaOH 2 N và một ít chất chỉ thị murexit (1% trong NaCl). Lắc đều, dung dịch có màu đỏ. Chuẩn độ bằng dung dịch EDTA đã biết nồng độ tới khi dung dịch chuyển sang màu tím. Ghi số ml EDTA đã chuẩn độ. Làm 3 lần rồi lấy kết quả trung bình (V2 ml).
Hàm lượng canxi trong phức chất được xách định như sau: 2 EDTA 3 1 V .C 50 1 %Ca 40, 08 100% V 10 m = × × × × Trong đó:
CEDTA: nồng độ của dung dịch EDTA đã dùng (mol.l-1)
m: khối lượng phức chất đem phân tích (g)
Hàm lượng Sr2+ và Ba2+ được xác định theo phương pháp thay thế với chất chỉ thị eriocrom đen T ở pH ~ 10.
• Nguyên tắc
Các ion M2+ (M2+ = Ba2+, Sr2+) và Mg2+ đều tạo phức bền với complexon III (hằng số bền xấp xỉ nhau). Tuy nhiên, khả năng tạo phức có màu của Ba2+ và Sr2+ với chỉ thị ET-OO kém hơn Mg2+. Khi chuẩn độ hỗn hợp này ở pH ~ 10, tại sát điểm tương đương, Mg2+ sẽ phản ứng với chất chỉ thị tốt hơn nên phức MgInd+ còn lại, nó phản ứng với EDTA để chuyển thành chỉ thị tự do khi BaInd+ hoặc SrInd+ đã phản ứng hết, sự thay đổi màu rõ rệt làm cho phép chuẩn độ chính xác hơn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Các phản ứng xảy ra trước điểm tương đương:
2 2 2 2 2 2 2 2 M H Y MY 2H Mg H Y MgY 2H + − − + + − − + + → + + → + 2 2 2 2 MInd+ +H Y − →MY − +H Ind
Tại điểm tương đương:
2 2
2 2
MgInd H Y+ − →MgY − +H Ind
(đỏ nho) (xanh)
• Cách tiến hành
Lấy vào bình nón V1 ml dung dịch M2+, thêm chính xác 5 ml dung dịch Mg2+ có nồng độ CMg, thêm 10 ml dung dịch đệm amoni + amoniclorua, pH ~ 10 và một ít chất chỉ thị ET-OO, dung dịch có màu đỏ nho. Chuẩn độ bằng dung dịch EDTA đã biết nồng độ cho đến khi dung dịch chuyển sang màu xanh. Ghi số ml EDTA đã chuẩn độ. Làm 3 lần và lấy kết quả trung bình (V2 ml).
Hàm lượng bari được tính như sau: EDTA 2 Mg Mg M 3 1 C .V C .V 50 1 %M M 100% V 10 m − = × × × × Trong đó:
m: khối lượng phức chất đem phân tích (g)
CMg: nồng độ dung dịch Mg2+
VMg: thể tích dung dịch Mg2+
MM: khối lượng nguyên tử của M
Xác định hàm lượng các đất hiếm [6]
Hàm lượng các NTĐH được xác định theo phương pháp chuẩn độ complexon, chất chỉ thị asenazo III ở pH ~ 5,0÷5,5.
• Nguyên tắc
Dựa trên phản ứng tạo phức bền của ion đất hiếm với EDTA:
3 2 4 4 Ln + +NH Ind →LnInd + +NH+ 3 2 2 Ln + +H Y − →LnY− +2H+ 2 2 2
LnInd ++H Y − →LnY−+2H+ +Ind−
(xanh) (đỏ nho)
• Cách tiến hành
Dùng pipet lấy chính xác V1 ml dung dịch Ln3+ vào bình nón cỡ 100 ml. Thêm 5 ml dung dịch đệm axetat có pH ~ 5, thêm tiếp 2÷3 giọt dung dịch chỉ thị asenazo III, dung dịch có màu xanh. Chuẩn độ bằng dung dịch EDTA đã biết nồng độ cho đến khi dung dịch chuyển sang màu đỏ nho. Ghi số ml EDTA đã chuẩn độ. Lặp lại thí nghiệm 3 lần rồi lấy kết quả trung bình (V2 ml).
Hàm lượng ion đất hiếm xác định theo công thức: 2 EDTA Ln 3 1 V .C 50 1 %Ln M 100% V 10 m = × × × × Trong đó:
CEDTA: nồng độ của dung dịch EDTA đã dùng (mol.l-1)
m: khối lượng phức chất đem phân tích (g)
MLn: khối lượng nguyên tử của Ln
Hàm lượng của canxi và bari trong quá trình tách các KLKT khỏi NTĐH được xác định bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (F-AAS).
Thông số đo canxi bằng kỹ thuật F-AAS: • Vạch đo: 422,7 nm
• Khe đo: 0,5 nm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
• Cường độ dòng đèn HCl: 10 mA (=55,6% Imax) • Chế độ bổ chính nền: dùng nguồn liên tục BGC-D2
• Chiều cao đèn nguyên tử hóa mẫu (Burner height): 7,0 mm
• Lưu lượng hỗn hợp khí cháy: không khí nén (8,0 l.phút-1), axetylen (6,5 l.phút-1), N2O (6,5 l.phút-1).
Thông số đo bari bằng kỹ thuật F-AAS: • Vạch đo: 553,5 nm
• Khe đo: 0,2 nm
• Cường độ dòng đèn HCl: 15 mA (=75% Imax)
• Chế độ bổ chính nền: không bổ chính nền (NON BGC) • Chiều cao đèn nguyên tử hóa mẫu (Burner height): 11,0 mm
• Lưu lượng hỗn hợp khí cháy: không khí nén (8,0 l.phút-1), axetylen (7,0 l.phút-1), N2O (6,5 l.phút-1).
Xác định hàm lượng Nd3+ trong hỗn hợp tách
Để xác định hàm lượng Nd3+ trong quá trình tách KLKT khỏi NTĐH, chúng tôi xây dựng đồ thị sự phụ thuộc của mật độ quang D vào nồng độ của dung dịch. Mật độ quang được đo trên máy Labomed UVS 2700 (Mỹ). Cách tiến hành như sau:
Pha dung dịch Nd3+ 0,2 M: cân chính xác 0,3365 g Nd2O3 (ứng 10-3 mol) trên cân phân tích, sau đó chuyển vào cốc thủy tinh chịu nhiệt cỡ 50 ml. Thêm vài ml dung dịch HCl đặc rồi đun trên bếp điện cho đến khi oxit tan hết, tiếp tục đun để đuổi bớt axit dư, để nguội. Chuyển toàn bộ dung dịch vào bình định mức dung tích 10 ml, thêm nước cất đến vạch định mức và lắc đều.
Chuẩn bị 5 bình định mức sạch dung tích 10 ml, lần lượt thêm vào mỗi bình 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5 ml dung dịch Nd3+ 0,2 M, sau đó thêm nước cất vào mỗi bình đến vạch định mức và lắc đều.
Để xác định bước sóng mà tại đó dung dịch hấp thụ ánh sáng cực đại, chúng tôi tiến hành ghi phổ hấp thụ electron của 1 trong 5 bình trên với cuvet thạch anh. Giá trị λmax xác định được là 574 nm.
Lần lượt đo mật độ quang của các dung dịch tại bước sóng 574 nm. Kết quả thu được ghi trong bảng 2.1.
Bảng 2.1. Mật độ quang của các dung dịch Nd3+
1 2
0,01 0,02
0,036 0,070
Từ kết quả trên, chúng tôi xây dựng đồ thị sự phụ thuộc của mật độ quang D vào nồng độ mol.l-1 của dung dịch (hình 2.1).
Như vậy, trong khoảng nồng độ khảo sát (0,01÷0,05 M), mật độ quang D phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ của dung dịch Nd3+.