3.3. Kết quả khảo sát, đánh giá quy trình quy trình chiết chọn lọc một số dạng của thủy ngân trong trầm tích
3.3.3. Kết quả khảo sát quy trình xác định hàm lượng dạng F3
Kết quả khảo sát độ tan của HgS ở thí nghiệm 2.4.4 mục d cho kết quả HgS hầu như không tan hoặc tan ít trong các dung dịch HCl 1:1, dung dịch HCl + HNO3 với các tỷ lệ thể tích HCl : HNO3 : H2O là 1:1:1; 1:1:2; 1:1:3;
1:1:4; 1:1:5, độ hòa tan cao nhất của HgS trong dung dịch HCl + HNO3 có tỷ lệ thể tích HCl : HNO3 : H2O là 1:1:1 chỉ đạt 25,5%.
Khi bổ sung thêm CuCl vào các dung dịch trên thì độ hòa tan của HgS tăng lên do tạo thành phức HgCl42- và Cu2S có tích số tan là 2,5.10-48, Cu2S được giữ lại ở phần cặn không tan. Trong các thí nghiệm khảo sát, dung dịch hòa tan gần như hoàn toàn HgS khi bổ sung thêm CuCl là dung dịch HCl + HNO3 với các tỷ lệ thể tích HCl:HNO3:H2O là 1:1:1; 1:1:2 (độ hòa tan lớn hơn 99,3%), các dung dịch khác độ hòa tan đạt thấp hơn. Vì vậy, trong các khảo sát tiếp theo chúng tôi lựa chọn chiết dạng thủy ngân sunfua bằng dung dịch hỗn hợp HCl và HNO3 với tỷ lệ thể tích HCl:HNO3:H2O là 1:1:2 có bổ sung thêm CuCl.
b) Khảo sát các điều kiện để chiết dạng thủy ngân sunfua trong trầm tích Với dung dịch chiết lựa chọn là dung dịch hỗn hợp HCl và HNO3 với tỷ lệ thể tích HCl:HNO3:H2O là 1:1:2 có bổ sung thêm CuCl.
Các yếu tố khảo sát cho quy trinh chiết chọn lọc dạng F3 gồm:
Thể tích dung dịch hỗn hợp HCl và HNO3 với tỷ lệ thể tích HCl:HNO3:H2O là 1:1:2
Khối lượng CuCl thêm vào hệ tách chiết
Thời gian lắc chiết
Các thí nghiệm khảo sát quy trình chiết dạng F3 được thực hiện theo sơ đồ hình 2.11 trên mẫu trầm tích trắng thêm chuẩn HgS với hàm lượng thêm chuẩn
107
khoảng 500 àHg/g. Mỗi thớ nghiệm khảo sỏt tiến hành làm lặp 03 lần. Kết quả các thí nghiệm khảo sát được thể hiện ở bảng 3.28 và hình 3.8.
Bảng 3.28: Các yếu tố khảo sát trong quy trình xác định dạng F3 Yếu tố kháo sát Đại lƣợng (Đơn
vị)
Điều kiện thay đổi
TN1 TN2 TN3 TN4 TN5 (1) Khảo sát thể tích
dung dịchchiết
Thể tích (mL) 5 10 15 20 25
Hiệu suất thu hồi
trung bình (%) 61,87 93,27 97,01 99,04 99,67 (2) Khảo sát lượng
CuCl thêm vào
Khối lượng (gam) 0,1 0,1 0,3 0,4 0,5 Hiệu suất thu hồi
trung bình (%) 72,81 93,63 98,56 92,94 88,03 (3) Khảo sát thời gian
lắc chiết
Thời gian (phút) 2 5 7 10
Hiệu suất thu hồi
trung bình (%) 63,96 97,08 94,21 96,86
Hình 3.8: Tổng hợp kết quả khảo sát các yếu tố trong quy trình chiết chọn lọc dạng dạng F3
Kết quả khảo sát thể tích dung dịch hỗn hợp HCl:HNO3:H2O (tỷ lệ 1:1:2) cho thấy khi tăng thể tích chiết từ 5,0 mL đến 15,0 mL thì độ thu hồi HgS tăng đáng kể, tiếp tục tăng thể tích chiết đến 20,0 mL thì độ thu hồi không có sự thay đổi rõ rệt. Ở thí nghiệm sử dụng 10mL độ thu hồi tương đối cao
108
90,55%, nằm trong khoảng cho phép của AOAC. Tuy nhiên, kết quả tiến hành thực nghiệm cho thấy nếu chiết với thể tích 10,0 mL thì sau khi ly tâm trầm tích chưa lắng hết và dịch chiết thu được bị đục. Để đảm bảo độ thu hồi quá trình chiết HgS, chúng tôi lựa chọn thể tích dung dịch chiết là 15,0 mL (đạt độ thu hồi 98,32 %) cho quy trình chiết HgS ra khỏi mẫu nghiên cứu.
Với lượng CuCl thêm vào, ở tất cả các thí nghiệm khảo sát độ thu hồi của quy trình chiết đạt từ 70,78% đến 97,49%, độ thu hồi tăng khi tăng khối lượng của CuCl. Với khối lượng CuCl thêm vào mỗi lần chiết từ 0,2 g thì cho độ thu hồi HgS cao (lớn hơn 95,3%). Do vậy trong các nghiên cứu sử dụng lượng CuCl thêm vào mỗi lần chiết là 0,2 g.
Kết quả khảo sát thời gian lắc chiết cho thấy, với thời gian 2 phút chưa đủ để tách, chiết được hết HgS (chỉ tách được khoảng 70%). Nếu mẫu được lắc chiết với thời gian lớn hơn hoặc bằng 5 phút thì chiết gần như được hoàn toàn HgS (độ thu hồi lớn hơn 95%). Như vậy để đảm bảo độ thu hồi HgS cũng như tiết kiệm thời gian trong quá trình chiết, trong các nghiên cứu tiếp theo chúng tôi lựa chọn thời gian lắc chiết là 5 phút.
Từ các kết quả đã khảo sát chúng tôi lựa chọn điều kiện chiết để xác định dạng F3 (HgS) trong trầm tích là sử dụng dung dịch chiết HCl + HNO3 với tỷ lệ thể tích HCl : HNO3 : H2O là 1:1:2, thể tích dung dịch chiết 15,0 mL cho 2,0 gam mẫu, khối lượng CuCl thêm vào mỗi lần chiết là 0,2 g, thời gian lắc chiết là 5 phút, với mỗi mẫu quá trình chiết lặp lại 03 lần.
Tổng hợp các kết quả khảo sát từ mục 3.2.1 đến 3.2.3, quy trình tổng hợp xác định dạng của thủy ngân trong trầm tích được tóm tắt theo sơ đồ hình 3.9.
Theo sơ đồ hình 3.9, với 2 gam mẫu trầm tích thì:
+ Dạng F1: Thể tích dung dịch trước khi định lượng trên thiết bị CV – AAS là 50 mL, đường chuẩn được xây dựng như trong quy trình xác định T – Hg
+Dạng F2: Thể tích dung dịch trước khi định lượng trên thiết bị CV – AAS là 45mL, đường chuẩn được xây dựng từ dung dịch chuẩn Hg2+ trong nền là dung dịch H2SO4 0,1M
+Dạng F3: Thể tích dung dịch trước khi định lượng trên thiết bị CV – AAS là 45mL, đường chuẩn được xây dựng từ dung dịch chuẩn Hg2+ trong nền là dung dịch HCl + HNO3 với tỉ lệ HCl : HNO3 : H2O là 1:1:2 về thể tích , hòa tan 0,2 gam CuCl
109 Cân 2 gam mẫu trầm tích cho vào
ống ly tâm thủy tinh 50 ml
+ Lắc với 15ml CH3Cl
+ Ly tâm ở 3000 vòng/phút trong 10 phút Qúa trình chiết lặp lại 3 lần
Pha Na2S2O3
+ Xử lý mẫu theo quy trình T-Hg
+ Đo hàm lượng thủy ngân trên thiết bị CV- AAS
Cặn (1) Pha CHCl3
+ Chuyển toàn bộ pha CHCl3 vào phễu chiết + Thêm 2ml dung dịch Na2S2O3 0,01M + Lắc 3 phút, chiết lấy pha Na2S2O3 + Qúa trình chiết lặp lại 1 lần nữa
Xác định dạng F1
+ Làm khô cặn bằng cách thổi khí Nitơ + Thêm 15ml dung dịch H2SO4 0,1M, lắc 10 phút, ly tâm ở 3000 vòng/phút trong 10 phút + Qúa trình chiết lặp lại 2 lần nữa
Cặn (2) Pha nước
+ Thêm 15ml dung dịch hỗn hợp HCl + HNO3 với tỉ lệ HCl : HNO3 : H2O là 1:1:2 về thể tích
+ Thêm 0,2 gam CuCl
+ Lắc 5 phút, ly tâm ở 3000 vòng/phút trong 5 phút
Đo hàm lượng thủy ngân trên thiết bị CV- AAS Xác định dạng F2
Cặn (3) Pha nước
+ Xử lý mẫu theo quy trình T-Hg
+ Đo hàm lượng thủy ngân trên thiết bị CV-AAS Đo hàm lượng thủy ngân trên thiết bị CV- AAS
Xác định dạng F3 Xác định dạng F4
Hình 3.9: Quy trình chiết chọn lọc các dạng F1, F2, F3
110