3.9.1. Khảo sát quá trình hòa tan mẫu bằng các loại axit
Như kết quả của các khảo sát ở phần 3.3 đã cho thấy các phương pháp phân hủy mẫu bằng các loại axit đều không thích hợp cho việc xác định thủy ngân bằng phương pháp bay hơi lạnh vì khi đó Au, Ag và Cu bị tan cùng với thủy ngân sẽ cản trở quá trình xác định. Vì vậy chúng tôi cho rằng chọn phương pháp đốt mẫu trong ống thủy tinh là thích hợp nhất. Chúng tôi tập trung vào khảo sát một số điều kiện chủ yếu trong giai đoạn phân hủy mẫu theo cách này.
Để kiểm tra khả năng hòa tan thủy ngân bằng axit HNO3 chúng tôi tiến hành như sau: chọn một mẫu không có thủy ngân để làm mẫu khảo sát, lấy những lượng cân 1gam mẫu rồi thêm những lượng thủy ngân khác nhau vào mẫu sau đó làm khô mẫu trong bình hút ẩm. Ngày hôm sau lấy ra cho vào ống thủy tinh 2 bầu giống như ống phân tích nước kết tinh. (Mô tả kĩ ở phần qui trình phân tích) trộn với 0,3 gam bột sắt và khoảng 0,5 gam bột CaO. Đốt trên ngọn lửa đền xì gas trong vòng 1-2 phút ( thao tác đốt sẽ mô tả chi tiết ở phần quy trình phân tích). Để cho thủy ngân bay hơi lên bám vào thành ống dùng nhiệt ngắt phần bầu có chứa hỗn hợp mẫu và hàn kín đáy lại. Để khi nguội thì tiến hành hòa tan: một số mẫu hòa tan bằng HNO3 đặc nguội còn một số mẫu được hòa tan HNO3 đặc và nóng khoảng 80-900C. Tất cả đều được ngâm trong vòng 30 phút, sau đó chuyển sang bình định mức và pha loãng bằng nước cất sao cho nồng độ HNO3 cuối cùng là 10% … Kết quả thu được trình bày ở bảng 3.13
Bảng 3.13 cho thấy các mẫu hòa tan bằng axit HNO3 đặc nguội cho kết quả rất thấp và không ổn định chứng tỏ thủy ngân được hòa tan rất ít. Ngược lại những mẫu được dùng HNO3 đặc nóng thì lượng thủy ngân tìm thấy đều gần bằng lượng thủy ngân đã thêm vào mẫu ( >90%). Như vậy có thể dùng HNO3 đặc nóng để hòa tan thủy ngân sau khi đốt.
NGUYễN VĂN TOáN KHểA LUậN TốT NGHIệP 2015
KHOA HÓA HỌC 39 ĐHKHTN – ĐHQGHN
Bảng 3.13: Khả năng hòa tan Hg bằng HNO3
TT
Lượng Hg thêm vào
(àg)
Lượng thủy ngõn tỡm thấy ( àg)
HNO3 đặc nguội HNO3 đặc nóng
∑Hg ∑Hg-Hgm ∑Hg ∑Hg-Hgm
1 0 0,024 - 0,094 -
2 0 0,005 - 0,062 -
3 0 0,032 - 0,097 -
4 0,200 0,041 0,021 0,256 0,172
5 0,200 0,076 0,056 0,315 0,231
6 0,200 0,052 0,032 0,316 0,232
7 2,00 0,120 0,1 1,973 1,889
8 2,00 0,092 0,072 1,895 1,881
9 2,00 0,135 0,115 1,952 1,868
10 20,0 0,824 0,804 19,252 19,168
11 20,0 1,350 1,33 18,733 18,649
12 20,0 1,143 1,123 19,985 19,901
13 100 25,357 25,337 91,893 91,809
14 100 8,762 8,742 93,497 93,413
15 100 15,531 15,511 88,72 88,636
Ở đây tổng lượng thủy ngân trung bình trong mẫu khi hòa tan bằng HNO3 đặc nguội là 0,020àg và khi hũa tan bằng HNO3 đặc núng là 0.084àg.
3.9.2. Khảo sát ảnh hưởng của các hợp chất sunfua và các chất hữu cơ có trong mẫu Các hợp chất có chứa sunfua trong mẫu khi đốt ở nhiệt độ cao dễ sinh ra lưu huỳnh nguyên tố S và SO2 bay ra cùng với thủy ngân, khí SO2 có thể đẩy hơi thủy ngân ra khỏi ống, còn S khi gặp hơi Hg rất dễ tạo thành HgS. Còn các hợp chất hữu cơ có trong mẫu khi bị đốt sẽ giải phóng ra H2O, CO và CO2 có thể chiếm chỗ trong
NGUYễN VĂN TOáN KHểA LUậN TốT NGHIệP 2015
KHOA HÓA HỌC 40 ĐHKHTN – ĐHQGHN
ống, đẩy thủy ngân ra khỏi ống đốt. Để khảo sát ảnh hưởng của các loại hợp chất này, chúng tôi dùng hai mẫu biết chắc là có thủy ngân ở các cấp hàm lượng khác nhau để làm mẫu khảo sát, lấy những lượng cân 0,5gam mẫu rồi thêm những lượng thủy ngân khác nhau vào mẫu sau đó làm khô mẫu trong bình hút ẩm. Ngày hôm sau lấy ra cho vào ống thủy tinh 2 bầu giống như ống phân tích nước kết tinh. (Mô tả kĩ ở phần qui trình phân tích) trộn với 0,3 gam bột sắt và khoảng 0,5 gam bột CaO. Đốt trên ngọn lửa đền xì gas trong vòng 1-2 phút ( thao tác đốt sẽ mô tả chi tiết ở phần quy trình phân tích). Để cho thủy ngân bay hơi lên bám vào thành ống dùng nhiệt ngắt phần bầu có chứa hỗn hợp mẫu và hàn kín đáy lại. Để khi nguội thì tiến hành hòa tan bằng HNO3 đặc và nóng khoảng 80-900C. Tất cả đều được ngâm trong vòng 30 phút, sau đó chuyển sang bình định mức và pha loãng bằng nước cất sao cho nồng độ HNO3 cuối cùng là 10% .... Các kết quả được ghi lại ở bảng 3.14
Bảng 3.14: Ảnh hưởng của S và chất hữu cơ
Mẫu
Lượng S thêm vào (g)
Hg(mg/g) tìm thấy
Lượng tinh bột thêm vào (g)
Hg(mg/g) tìm thấy
Mẫu số 1
0 0,018 0 0,023
0 0,020 0 0,021
0 0,021 0 0,020
0,02 0,022 0,02 0,022
0,02 0,022 0,02 0,022
0,02 0,018 0,02 0,019
0,05 0,018 0,05 0,024
0,05 0,019 0,05 0,021
0,05 0,020 0.05 0,020
Mẫu số 2
0 3,090 0 3,218
0 2,988 0 3,076
0 3,294 0 3,195
0,02 2,924 0,02 3,127
0,02 2,894 0,02 3,184
0,02 3,006 0,02 3,218
0,05 2,888 0,05 3,225
0,05 2,932 0,05 3,058
0,05 2,816 0,05 3,192
NGUYễN VĂN TOáN KHểA LUậN TốT NGHIệP 2015
KHOA HÓA HỌC 41 ĐHKHTN – ĐHQGHN
Các kết quả khảo sát ở bảng 3.14 không giống như dự đoán. Với lượng cân mẫu 0,5 gam thì 0,05g lưu huỳnh hoặc tinh bột tương đương với 10% sunfua hay hợp chất hữu cơ cũng chưa thấy rõ ảnh hưởng tới kết quả xác định thủy ngân. Khi thủy ngân hàm lượng cao (mẫu số 2) thì khi có mặt lưu huỳnh kết quả xác định thủy ngân có vẻ bị hơi thấp. Nhưng điều này thể hiện không rõ nét vì giá trị sai lệch không đáng kể.
Các kết luận trên chứng tỏ rằng hơi thủy ngân bay ra khi đốt mẫu cũng rất dễ ngưng tụ lại trên thành ống thủy tinh, chúng có thể kịp ngưng tụ hoàn toàn trước khi bị hơi nước và các loại khí khác đẩy ra khỏi ống đốt mẫu.