Để thu được kết quả của phép phân tích với độ chính xác cao ngoài việc lựa chọn các điều kiện tố ưu, phương pháp và các thao tác thí nghiệm thì việc xử lí và đánh giá các kết quả cũng có một ý nghĩa rất quan trọng. Để đánh giá độ chính xác của kết quả phân tích chúng tôi áp dụng các phương pháp toán học thống kê với một số nội dung chủ yếu sau:
Xác định độ lặp lại của các kết quả phân tích.
Khi tiến hành phân tích n lần với các giá trị X1, X2, X3... Xi ta sẽ có: - Hàm lượng trung bình: n X X = Σ i - Phương sai: S2 = 1 Σ 2 − − n ) X X ( i - Độ lệch chuẩn trung bình: n S S 2 X =
Xác định độ tin cậy của kết quả phân tích. - Cận tin cậy ε =tp;k. SX
Trong đó tp;k là hàm phân bố student ứng với bậc tự do k (k=n - 1) và xác suất p.
- Khoảng tin cậy X - ε ≤ a ≤ X+ε
Nếu ε càng nhỏ thì X càng gần tới giá trị thực - Hàm phân bố thực nghiệm ttn =
X
S a X−
So sánh ttn với tp;k nếu ttn < tp;k thì X≠ a là do nguyên nhân ngẫu nhiên hay kết quả phân tích là tin cậy và chấp nhận được.
Sai số tương đối q% = .100
X S . t 100 . X X k ; p = ε CHƯƠNG 2 KỶ THUẬT THỰC NGHIỆM
2.1. DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU.2.1.1. Dụng cụ. 2.1.1. Dụng cụ.
Các dụng cụ thuỷ tinh đo thể tích như pipet, buret, bình định mức, cốc thuỷ tinh có thể tích khác nhau đều được ngâm rửa kỹ bằng hỗn hợp sunfocromic, tráng rửa bằng nước cất một lần và hai lần.
2.1.2. Thiết bị nghiên cứu.
+ Cân phân tích SARTORIUS Gp 1503P (Đức) (độ chính xác ± 0,1mg). + Máy đo pH METTLER TOLEDO 320 (Anh) được chuẩn hoá bằng các dung dịch chuẩn có pH=4,00 và pH= 7,00 hàng ngày trước khi đo.
+ Máy đo quang: HITACHI U - SPECTROPHOTOMETER 2910(Nhật Bản) đo mật độ quang với tín hiệu sai số 3 số lẻ sau dấu phẩy, cuvet thủy tinh có bề dày 1,001cm.
+ Tính toán và xử lý số liệu bằng chương trình MS - Excell 2007, phần mềm đồ họa Matlab và Microcal Origin trên Computer.
2.2. PHA CHẾ HOÁ CHẤT.
Tất cả các hoá chất sử dụng trong luận văn đều thuộc loại tinh khiết hoá học hoặc tinh khiết phân tích, nước cất một lần và hai lần.
2.2.1. Dung dịch Fe3+ (10 - 3M)
Cân chính xác 0,404g Fe(NO3)3.9H2O kim loại tinh khiết trên cân phân tích, hòa tan trong HNO3 0,1M, rồi sau đó pha loãng bằng dung dịch HNO3
0,01M trong bình định mức một lít, lắc đều, rồi định mức đến vạch ta được dung dịch Fe3+ nồngđộ 1.10-3 M. Các dung dịch Fe3+ có nồng độ bé hơn được pha từ dung dịch này. Dung dịch Fe3+ được kiểm tra lại nồng độ bằng phương pháp chuẩn độ thể tích với EDTA với chỉ thị axit sufosalixilic.
2.2.2. Dung dịch PAN (10 - 3M).
Cân chính xác trên cân phân tích 0,249g PAN, hòa tan trong bình định mức một lít bằng axeton, lắc đều rồi định mức đến vạch ta được dung dịch PAN có nồng độ 10 - 3M. Các dung dịch có nồng độ bé hơn được pha từ dung dịch này.
2.2.3. Dung dịch CCl3COOH: 1M
Cân chính xác trên cân phân tích 163,387g CCl3COOH tinh khiết (PA), hòa tan bằng nước cất hai lần vào bình định mức dung tích 1 lít, lắc đều rồi định mức đến vạch, ta được dung dịch CCl3COOH 1M.
2.2.4. Các dung môi:
- Dung môi Axeton tinh khiết, Nước cất hai lần. - Dung môi Axeton – nước
2.2.5. Các dung dịch khác:
- Dung dịch NaNO3 1M dùng để duy trì lực ion µ = 0,1 ta được pha chế từ hóa chất loại PA bằng cách cân chính xác 85,00g NaNO3 trên cân phân tích hòa tan bằng nước cất hai lần vào bình định mức dung tích 1 lít, lắc đều rồi định mức tới vạch ta được dung dịch NaNO3 1M. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Các dung dịch NaOH và HNO3 ở các nồng độ khác nhau được pha chế từ các loại hóa chất PA dùng để điều chỉnh pH thích hợp.
2.3. CÁCH TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM. 2.3.1. Chuẩn bị dung dịch so sánh PAN
Hút chính xác một thể tích cần thiết dung dịch PAN cho vào cốc, thêm dung dịch NaNO3 1M để được lực ion. Chuyển dung dịch vào bình định mức 10 ml, thêm hỗn hợp nước – dung môi hữu cơ đến vạch, điều chỉnh pH bằng NaOH hoặc HNO3 đến giá trị cần thiết. Sau đó lấy dung dịch để làm dung dịch so sánh khi đo mật độ quang của phức trong dung môi hữu cơ.
2.3.2. Chuẩn bị dung dịch phức PAN - Fe3+ - CCl3COOH
Hút chính xác một thể tích cần thiết dung dịch Fe3+ cho vào cốc, thêm tiếp một thể tích xác định dung dịch PAN và một thể tích xác định dung dịch CCl3COOH, thêm dung dịch NaNO3 1M để giữ lực ion cố định.
Sau đó, chuyển vào bình định mức, tráng cốc, thêm hỗn hợp dung môi nước – hữu cơ gần đến vạch để dươc dung dịch đồng nhất, điều chỉnh pH bằng dung dịch NaOH hoặc HNO3 đến giá trị cần thiết. Sau đó đem dung dịch của phức đo mật độ quang so với dung dịch so sánh.
2.3.3. Phương pháp nghiên cứu
+ Nghiên cứu sự tạo phức đa ligan PAN - Fe3+ - CCl3COOH trong các dung môi hữu cơ – nước bằng phương pháp trắc quang.
+ Xác định các điều kiện tạo phức tối ưu như: bước sóng tối ưu (λmax), khoảng pH tối ưu (pHtư), thời gian tối ưu (ttư)...
2.4. XỬ LÝ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM.
+ Giản đồ phân bố các dạng tồn tại của Fe3+, thuốc thử PAN và thuốc thử CCl3COO− được xử lý bằng phần mềm MS - exel 2007.
+ Cơ chế phản ứng, phương trình đường chuẩn và các tham số định lượng của phức được xử lí trên máy tính bằng chương trình Descriptive statistic, Regression trong phần mềm Ms - Excell.
Chương 3: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN
3.1. NGHIÊN CỨU SỰ TẠO PHỨC ĐA LIGAN PAN - Fe3+ - CCl3COOH
TRONG DUNG MÔI HỮU CƠ.
3.1.1. Nghiên cứu hiệu ứng tạo phức đa ligan.
Chúng tôi tiến hành khảo sát phổ hấp thụ phân tử của thuốc thử PAN, phức đa li gan PAN - Fe3+ - CCl3COO - ở các điều kiện tối ưu, bằng cách chuẩn bị các dung dịch trong các bình định mức 10 ml trong các điều kiện tối ưu như sau:
Chuẩn bị các dung dịch:
Dung dịch so sánh: CPAN = 5.10 - 5 M, CNaNO3 = 0,1 M, pH=3,70 Dung dịch phức PAN - Fe3+ - CCl3COO - : pH=3,70 ;
Tiến hành đo phổ hấp thụ phân tử của thuốc thử PAN (so với dung môi nước - xeton), phức đa li gan PAN - Fe3+ - CCl3COOH(so với thuốc thử PAN) tại các bước sóng khác nhau, kết quả được trình bày trong bảng 3.1 và hình 3.1
Bảng 3.1: Số liệu phổ hấp thụ phân tử của phức đaligan Fe3+ - PAN -
CCl3COOH, đơn ligan Fe3+ - PAN và thuốc thử PANtrong dung môi nước - xeton ( l =1,001 cm, µ =0,1, pH = 3,70)
λ(nm)
∆Ai
PAN- Fe- CCl3COO-
∆Ai PAN - Fe ∆Ai PAN 466 0, 1 -0,432 0,821 500 0,264 -0,019 0,542 510 0,495 0,228 0,331 519,5 0,545 0,356 0,160 530 0,525 0,397 0,079 540 0,51 0,410 0,047 550 0,485 0,406 0,036 560 0,43 0,388 0,030 580 0,323 0,325 0,020 590 0,287 0,288 0,025 600 0,267 0,243 0,013 610 0,263 0,200 0,012 620 0,275 0,161 0,011 630 0,287 0,126 0,010 640 0,317 0,103 0,010 650 0,358 0,089 0,010 660 0,393 0,083 0,010 670 0,428 0,083 0,010 680 0,475 0,087 0,011 690 0,512 0,093 0,012
λ(nm)
∆Ai
PAN- Fe- CCl3COO-
∆Ai PAN - Fe ∆Ai PAN 700 0,545 0,098 0,012 710 0,589 0,102 0,012 720 0,566 0,112 0,012 730 0,622 0,126 0,013 740 0,652 0,137 0,011 750 0,661 0,144 0,011 762 0,674 0,157 0,011 450 500 550 600 650 700 750 800 850 λ(nm) 0.2 0.1 0 0.3 0.5 0 0.6 0 0.7 0 0.8 0 0.9 0.4 ∆Ai (1) (2) (3) 42 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
(1) : PAN (pH = 3.7) đo so với dung môi nước – hữu cơ
(2) : PAN – Fe3+ - CCl3COOH (pH = 3.7) đo với PAN trong dung môi nước – hữu cơ
(3) : PAN – Fe 3+ (pH =3,7) đo so với PAN trong dung môi nước – hữu cơ
Hình 3.1 : Phổ hấp thụ phân tử của thuốc thử PAN, phức đơn và đa ligan của sắt trong hệ dung môi nước- hữu cơ
Phổ của phức PAN - Fe3+ - CCl3COOHhấp thụ cực đại ở hai bước sóng cực đại (λ1max = 519,5nm, λ2max = 762nm). Do ở cực đại thứ 2, bước sóng λ2max cách xa λmax của PAN và có mật độ quang cao hơn hẳn mật độ quang ở λ1max, nên chúng tôi chọn λ2max = 762nm làm bước sóng để nghiên cứu các quá trình tiếp theo.
Kết quả cho thấy: Trong dung môi nước – hữu cơ so với thuốc thử PAN, phổ hấp thụ của phức đa ligan PAN - Fe3+ - CCl3COOH dịch chuyển về vùng sóng dài hơn, kết quả đó được trình bày trong bảng 3.2:
Bảng 3.2: Bước sóng hấp thụ cực đại của PAN và phức đa ligan.
Dung dịch nghiên cứu pH λmax(nm) ∆Ai
PAN 3,70 466 0,821
PAN - Fe3+ - CCl3COOH 3,70 762 0,674
Trong các thí nghiệm tiếp theo, chúng tôi tiến hành đo mật độ quang của phức PAN - Fe3+ - CCl3COOHtại bước sóng tối ưu là 762 nm.
3.1.2. Các điều kiện tối ưu tạo phức đa ligan PAN - Fe3+ - CCl3COOH3.1.2.1. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào tỉ lệ % thể tích hỗn 3.1.2.1. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào tỉ lệ % thể tích hỗn hợp dung môi nước – hữu cơ.
Chuẩn bị các dung dịch :
Dung dịch so sánh : CPAN = 5.10 -5 M, CNaNO3= 0,1M, pH= 3,70.
Dung dịch phức : PAN - Fe3+ - CCl3COOH ở pH=3,70: CFe3+ = 3.10 -5M, CPAN = 5.10 - 5 M, CCCl COO3 −= 2.10 - 2 M, CNaNO3 = 0,1 M, λmax=762 nm.
Tiến hành pha các chất vào bình định mức 10ml với hỗn hợp nước và axeton theo tỉ lệ khác nhau. Sau đó đo mật độ quang của phức kết quả được trình bày trong bảng 3.3 và hình 3.2:
Bảng 3.3 : Sự phụ thuộc mật độ quang của phức PAN - Fe3+ - CCl3COOH