CHƢƠNG 2 THỰC NGHIỆM
2.2. Đối tƣợng nghiên cứu và cách tiếp cận
Đối tượng nghiên của luận án là dạng As(III) vơ cơ vơ cơ và As(V) vơ cơ vơ cơ trong các mẫu nước tự nhiên (nước ngầm, nước sơng) cĩ chứa asen.
Việc phân tích riêng rẽ As(III) vơ cơ và As(V) vơ cơ trong các mẫu nước thường gặp khĩ khăn về việc tách riêng biệt hai dạng này ra khỏi nhau trước khi sử dụng các phương pháp thơng thường để xác định nồng độ của chúng. Bên cạnh đĩ As(III) vơ cơ trong các mẫu nước, khi gặp oxy khơng khí, rất dễ bị oxi hĩa lên As(V) vơ cơ. Đây là một khĩ khăn khi phải giữ nguyên trạng của asen ít nhất trong một khoảng thời gian tính bằng phút để tránh sai số do sự chuyển dạng của asen, trước và trong khi tiến hành tách hai dạng này của asen ra khỏi nhau và phân tích chúng.
Thực tế cho thấy độ tan của oxi vào trong nước phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ của nước, nồng độ muối tan và các dung mơi hữu cơ tan được trong nước. Từ những thử nghiệm mang tính thăm dị, chúng nhận thấy rằng sự cĩ mặt của etanol trong nước ngồi việc làm giảm hằng số điện mơi, etanol cịn cĩ khả năng làm giảm tốc độ oxi hĩa As(III) vơ cơ lên As(V) vơ cơ trong dung dịch.
Bên cạnh đĩ, như chúng ta đều đã biết, ở mơi trường nước cĩ pH nhỏ hơn 6,0 thì As(III) vơ cơ vơ cơ tồn tại gần như 100% dưới dạng phân tử trung tính axit asenơ khơng phân ly; trong khi đĩ As(V) vơ cơ đã tồn tại ở các dạng anion, sản phẩm phân ly của axit asenic, H2AsO4- và HAsO42-.
Từ những nhận thức trên, chúng tơi thấy rằng, nếu sử dụng mơi trường nước - dung mơi hữu cơ cho nghiên cứu tách và phân tích As(III) vơ cơ bên cạnh As(V) vơ cơ sử dụng nhựa trao đơi anionit cĩ thể sẽ cĩ những tác động tích cực tạo nên sự thành cơng đĩ là: (1) Mơi trường nước - dung mơi hữu cơ cĩ hằng số điện mơi nhỏ hơn cĩ thể sẽ chuyển dịch cân bằng phân ly của các
axit của asen về phía kiềm hơn sẽ tạo điều kiện phân tích trực tiếp các mẫu nước tại hiện trường ở các giá trị pH thường gặp của các nguồn nước tự nhiên; (2) Khi cĩ mặt của dung mơi hữu cơ tan trong nước cĩ thể sẽ làm giảm độ tan và tốc độ oxi hĩa As(III) vơ cơ lên As(V) vơ cơ của oxy hịa tan trong nước; điều này xảy ra sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc tách As(III) vơ cơ trong mẫu nước, làm giảm sai số của phép phân tích và (3) Mơi trường nước - dung mơi hữu cơ cĩ thể làm tăng sự khác biệt khả năng phân ly, thế oxi hĩa khử và các tính chất khác cĩ thể của hai dạng As(III) vơ cơ và As(V) vơ cơ trong dung dịch.
Với cách thức tiếp cận như trình bày ở trên, luận án sẽ tập trung vào nghiên cứu và giải quyết các nội dung chính như sau:
- Xác định dạng tồn tại của As(III) vơ cơ và As(V) vơ cơ trong dung dịch nước và nước - dung mơi hữu cơ.
- Xác định các hằng số phân ly axit của axit asenơ và asenic trong nước và nước - dung mơi hữu cơ.
- Xác định khả năng tách riêng các dạng khác nhau của asen trong nước bằng các vật liệu trao đổi ion hoặc các vật liệu hấp phụ chọn lọc.
- Nghiên cứu sử dụng nhựa trao đổi ion sẵn cĩ trên thị trường để tách riêng rẽ As(III) vơ cơ và As(V) trong mơi trường nước - dung mơi hữu cơ.
- Nghiên cứu đánh giá và loại trừ các yếu tố ảnh hưởng đến q trình tách và phân tích As(III) vơ cơ bên cạnh As(V) vơ cơ.
- Xây dựng quy trình phân tích riêng rẽ As(III) vơ cơ và As(V) vơ cơ trong các mẫu nước.
- Sử dụng quy trình đề xuất, phân tích xác định nồng độ As(III) vơ cơ và As(V) vơ cơ trong các mẫu thực tế và sơ bộ đánh giá tỷ lệ tồn tại của hai dạng asen trong nước tự nhiên.