Từ định luật Faraday, ta có thể tính được nồng độ chất phân tích kết tủa trên điện cực HMDE theo công thức:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Trong đó: CM(Hg) : nồng độ ion kim loại M kết tủa trên bề mặt giọt thuỷ ngân. il : cường độ dòng giới hạn của sự khử ion kim loại.
n : số electron trao đổi. td : thời gian điện phân.
V(Hg) : thể tích giọt thuỷ ngân treo. F : hằng số Faraday.
Đối với mỗi chất, ở một nồng độ xác định thì cường độ dòng giới hạn (il) là không đổi. Giả sử ta tiến hành điện phân làm giàu kim loại trên bề mặt giọt thuỷ ngân với VHg = const, lúc đó ta có:
il/(n.F.VHg) = const = K (3.2)
Như vậy (3.1) có thể được viết lại như sau:
CM(Hg) = K.td (3.3)
Từ (3.3) ta thấy lượng kim loại được làm giàu trên bề mặt điện cực giọt thuỷ ngân tỉ lệ thuận với thời gian điện phân. Đối với phương pháp DP-ASV, trong những điều kiện xác định thì (Ip) tỉ lệ thuận với lượng chất đã được làm giàu trên bề mặt điện cực. Nếu thời gian điện phân ngắn thì lượng chất kết tủa trên bề mặt giọt thuỷ ngân ít, gây sai số lớn cho phép đo. Nếu thời gian điện phân quá lớn thì lại ảnh hưởng tới độ ổn định và độ lặp của phép đo (do sự tạo hỗn hống, và độ ổn định của giọt bị ảnh hưởng). Vì vậy, chúng ta cần phải khảo sát chọn thời gian điện phân tối ưu.
Chuẩn bị dung dịch khảo sát:
Dùng pipet 2 ml hút chính xác 0,5ml dung dịch NH4Ac 1M và 0,5ml HAc 1M vào bình định mức 20ml, sau đó thêm vào bình 0,1 ml dung dịch Zn2+ và 0,05 ml dung dịch Cd2+, Pb2+, Cu2+ cùng nồng độ 20 mg/l. Định mức bằng nước cất 2 lần tới vạch định mức, để có dung dịch cuối cùng khi đo là 100 ppb Zn2+ và 50 ppb Cd2+, Pb2+, Cu2+ trong nền NH4Ac + HAc tổng nồng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
tiến hành khảo sát. Ta tiến hành ghi đo trong các khoảng thời gian điện phân làm giàu khác nhau từ 60s † 240s ở điều kiện ghi đo cố định sau:
■ Khảo sát thời gian điện phân với các thông số máy như sau:
Bảng 3.9. Các thông số kỹ thuật ghi đo khảo sát thời gian điên phân
1 Điện cực làm việc MFE
2 Chế độ đo DPP
3 Thời gian chờ 10s
4 Bước biên độ 0,005
5 Bước thời gian 0,4s
6 Thế điện phân -1,3 (V)
7 Khoảng quét thế -1,3 ÷ 0,1 (V)
Chúng tôi tiến hành ghi đo như điều kiện ở bảng trên và thu được các phổ đồ đơn, chúng tôi tiến hành ghi số liệu và lưu phổ đồ, và ghép píc để so sánh trong (hình 3.15) :
Hình 3.15. Phổ đồ khảo sát thời gian điện phân làm giàu
Với 7 điểm thực nghiệm, tại mỗi điểm thực nghiệm ta tiến hành lặp 3 lần và lấy kết quả trung bình được thống kê dưới bảng sau:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bảng 3.10. Kết quả đo khảo sát thời gian điện phân làm giàu (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
tđiện phân (s) Ip (µA) Zn2+ Cd2+ Pb2+ Cu2+ 60 6,02 5,65 4,37 7,58 90 7,73 6,31 4,56 8,53 120 10,69 10,03 7,91 11,63 150 11,21 11,35 9.01 13,56 180 12,81 13,08 10,55 14,43 210 12,83 13,36 10,95 14,50 240 13,06 13,93 11,67 15,24 Nhận xét:
Từ thực nghiệm ta thấy Ip của cả 4 ion tỉ lệ thuận với sự biến thiên của thời gian điện phân và tương đối phù hợp với cơ sở lý thuyết. Tuy nhiên nếu tiến hành điện phân trong thời gian quá dài thì sẽ không duy trì được độ lặp lại và sự tuyến tính của phép đo do có sự tạo hỗn hống sâu ảnh hưởng tới quá trình hòa tan sau này. Chính vì vậy cần phải chọn thời gian điện phân thích hợp, phù hợp với lượng chất cần xác định trong mẫu. Ở đây chúng tôi chọn khoảng thời gian điện phân tối ưu là 120 giây cho các phép đo sau này.