Chuẩn bị dung dịch phõn tớch khụng chứa vitamin C. Tiến hành thớ nghiệm nghiờn cứu như đó trỡnh bày trong phần 2.2.1.1, kết quả nghiờn cứu được thể hiện trờn hỡnh 3.2: -200m -100m 0 100m 200m U (V) 20.0n 40.0n 60.0n I (A )
Hỡnh 3.2. Đƣờng ASV của mẫu trắng
ĐKTN: Eđp=- 0,2V; tđp= 50s; tnghỉ = 20s; Kớch cỡ giọt thủy ngõn θ = 4; = 2000 vũng/phỳt; Đuổi oxi hũa tan (DO) trong 60s bằng N25.0.
Từ kết quả trờn hỡnh 3.2 chỳng tụi nhận thấy khụng xuất hiện pic của vitamin C cú nghĩa là sự nhiễm bẩn của toàn bộ hệ thống phõn tớch là hầu như khụng cú.
3.1.3. Nghiờn cứu lựa chọn pH tối ƣu
pH của dung dịch nền ảnh hưởng nhiều đến đường ASV của vitamin C. Khi pH thay đổi vị trớ của pic chuyển dịch theo chiều dương hoặc õm, cường độ dũng pic lớn hay nhỏ tựy thuộc vào sự cú mặt của ion H+
cú trong dung dịch.
Tiến hành thớ nghiệm nghiờn cứu với dung dịch vitamin C 50ppb, thờm vào đú một thể tớch nhất định dung dịch đệm axetat cú pH thay đổi từ 4,0 đến 5,0. Tiến hành ghi đo đường ASV của vitamin C với cỏc điều kiện ghi đo tương tự như phần 2.2.1.1. Kết quả ghi đo được thể hiện trờn hỡnh 3.3 và bảng 3.2:
-200m -100m 0 100m 200m U (V) 20.0n 40.0n 60.0n 80.0n I (A )
Hỡnh 3.3. Cỏc đƣờng ASV của vitamin C trong dung dịch đệm axetat với cỏc giỏ trị pH khỏc nhau
ĐKTN: CVit. C= 50 ppb; Eđp= -0,2V; tđp= 50s; tnghỉ = 20s; = 2000 vũng/phỳt; Kớch cỡ giọt thủy ngõn θ = 4; Đuổi oxi hũa tan (DO) trong 60s bằng N25.0
Bảng 3.2. Cỏc giỏ trị Ip của vitamin C tƣơng ứng với pH khỏc nhau của dung dich đệm axetat
pH IVit.C (nA) pH IVit.C (nA)
4,0 41,4 4,6 62,3 4,1 45,2 4,7 62,0 4,2 48,3 4,8 60,4 4,3 50,2 4,9 58,9 4,4 52,8 5,0 58,0 4,5 58,1
Từ cỏc kết quả thu được ở bảng 3.2 chỳng tụi tiến hành xõy dựng đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của dũng đỉnh hũa tan Ip vào giỏ trị pH dung dịch đệm. Kết quả được thể hiện trờn hỡnh 3.4:
0 10 20 30 40 50 60 70 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 5 pH Ip(nA) Ip(Vit.C)
Hỡnh 3.4. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của Ip vào giỏ trị pH dung dịch đệm
Từ cỏc kết quả nghiờn cứu được, chỳng tụi nhận thấy:
Khi tăng dần giỏ trị pH của dung dịch đệm, thế đỉnh pic dịch chuyển về phớa dương hơn. Mặt khỏc, trong vựng khảo sỏt giỏ trị pH dung dịch đệm từ 4,0 đến 5,0 dũng đỉnh hũa tan Ip của vitamin C tăng dần trong khoảng pH 4,0 đến 4,6; sau đú cú xu hướng giảm nhẹ ở cỏc giỏ trị pH 4,7 đến 5,0. Ở cỏc giỏ trị pH từ 4,6 đến 4,7 cỏc đường ASV đạt giỏ trị ổn định, thế đỉnh pic cao, chõn pic cõn đối, pic gọn và đẹp. Điều này cú thể là do trong dung dịch xảy ra bỏn phản ứng oxi húa khử của vitamin C:
C6H8O6 C6H6O6 + 2H+ + 2e-
Hơn nữa trong dung dịch vitamin C phõn li ở nấc thứ nhất cho pKa1 = 4,17 và phõn ly rất yếu ở nấc 2, pKa2 = 11,56. Tốc độ oxi húa vitamin C thành axit L- đehiđroascorbic (khụng bền, nú dễ bị thuỷ phõn phỏ vũng tạo axit 2,3- đixetogulonic) càng lớn khi pH càng tăng.
Do vậy, khi pH của dung dịch tăng tức là nồng độ ion H+
giảm, làm cho cõn bằng trờn dịch chuyển sang phải tạo ra dạng C6H6O6 làm cho thế đỉnh pic Ep cú sự dịch chuyển.
Vỡ vậy, để thuận lợi cho quỏ trỡnh phõn tớch vitamin C chỳng tụi chọn giỏ trị pH dung dịch đệm thớch hợp nhất cho việc ghi đo dũng Von-Ampe hũa tan của vitamin C là 4,6.
3.1.4. Nghiờn cứu lựa chọn thể tớch dung dịch đệm axetat làm nền
Để lựa chọn được thể tớch thớch hợp dung dịch đệm axetat làm nền chỳng tụi tiến hành thớ nghiệm nghiờn cứu với dung dịch vitamin C 50ppb, thờm vào đú những thể tớch khỏc nhau từ 0,0 đến 1,0 mL dung dịch đệm axetat cú pH 4,6. Tiến hành ghi đo đường ASV của vitamin C với cỏc điều kiện ghi đo tương tự như phần 2.2.1.1. Kết quả ghi đo được thể hiện trờn hỡnh 3.5 và bảng 3.3:
-200m -100m 0 100m 200m U (V) 0 25.0n 50.0n 75.0n 100n 125n 150n I (A )
Hỡnh 3.5. Cỏc đƣờng ASV của vitamin C ở cỏc thể tớch khỏc nhau của dung dịch đệm axetat pH 4,6
ĐKTN: CVit. C= 50 ppb; Eđp= -0,2V; tđp= 50s; tnghỉ = 20s; = 2000 vũng/phỳt; Kớch cỡ giọt thủy ngõn θ = 4; Đuổi oxi hũa tan (DO) trong 60s bằng N25.0;
Bảng 3.3. Sự phụ thuộc của Ip vào thể tớch dung dịch đệm axetat V(mL) IVit. C (nA) V(mL) IVit. C (nA)
0,0 3,12 0,6 61,9 0,1 41,1 0,7 61,7 0,2 51,4 0,8 62,1 0,3 56,5 0,9 62,4 0,4 59,1 1,0 61,7 0,5 62,2
Từ cỏc kết quả nghiờn cứu ở bảng 3.3 chỳng tụi xõy dựng đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc Ip của vitanmin C vào thể tớch dung dịch đệm axetat. Kết quả được chỉ ra trờn hỡnh 3.6: 0 10 20 30 40 50 60 70 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 V(mL) Ip(nA) Ip(Vit.C)
Hỡnh 3.6. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của Ip vào thể tớch dung dịch đệm
Từ kết quả thu được chỳng tụi nhận thấy: khi tăng thể tớch dung dịch đệm từ 0,1 đến 0,5 mL thỡ cỏc giỏ trị Ip của vitamin C cũng tăng dần và đạt giỏ trị ổn định và lớn nhất ở giỏ trị thể tớch dung dịch đệm bằng 0,5 mL. Khi tiếp tục tăng dần thể tớch dung dịch đệm từ 0,5 đến 1,0 mL thỡ cỏc giỏ trị Ip của vitamin C tương đối ổn định. Vỡ vậy chỳng tụi chọn thể tớch dung dịch đệm tối ưu bằng 0,5 mL cho cỏc phộp ghi đo tiếp theo.
3.1.5. Nghiờn cứu lựa chọn thời gian sục khớ
Để lựa chọn được thời gian sục khớ thớch hợp, chỳng tụi tiến hành thớ nghiệm nghiờn cứu với dung dịch vitamin C 50ppb, thờm vào đú 0,5mL dung dịch đệm axetat cú pH 4,6 và thay đổi thời gian sục khớ từ 15 s đến 300s. Sau đú, tiến hành ghi đo đường ASV của vitamin C với cỏc điều kiện ghi đo tương tự như phần 2.2.1.1. Kết quả ghi đo được thể hiện trờn hỡnh 3.7 và bảng 3.4:
-200m -100m 0 100m 200m U (V) 25.0n 50.0n 75.0n 100n 125n 150n I (A )
Hỡnh 3.7. Cỏc đƣờng ASV của Vitamin C ở cỏc thời gian sục khớ khỏc nhau
ĐKTN: CVit. C = 50 ppb; Eđp= -0,2V; tđp= 50s; tnghỉ = 20s; = 2000 vũng/phỳt; Kớch cỡ giọt thủy ngõn θ = 4; Đuổi oxi hũa tan (DO) bằng N25.0
Bảng 3.4. Cỏc giỏ trị Ip của vitamin C tƣơng ứng với thời gian sục khớ (tsk) khỏc nhau
tsk (s) IVit. C (nA) tsk (s) IVit. C (nA)
0 98,2 120 60,6
15 76,0 150 58,1
30 62,6 200 56,6
60 61,9 250 56,4
90 61,5 300 56,2
Từ cỏc kết quả nghiờn cứu ở hỡnh 3.7 và bảng 3.4 chỳng tụi xõy dựng đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc Ip của vitanmin C vào thời gian sục khớ. Kết quả được chỉ ra trờn hỡnh 3.8:
0 20 40 60 80 100 120 0 50 100 150 200 250 300 350 tsk(s) Ip(nA) Ip(Vit.C)
Hỡnh 3.8. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của Ip vào thời gian sục khớ
Dựa vào cỏc kết quả nghiờn cứu chỳng tụi nhận thấy: trong vựng khảo sỏt thời gian sục khớ, ở thời gian sục khớ là 15s giỏ trị Ip cao, tuy nhiờn chõn pic cao, khụng cõn đối, ảnh hưởng đến độ chớnh xỏc của phộp đo. Trong khoảng thời gian 30s đến 120s dũng đỉnh hũa tan Ip của Vitamin C khỏ ổn định, trong khoảng thời gian từ 150s đến 300s cú xu hướng giảm nhẹ. Chớnh vỡ vậy, để thuận lợi cho việc phõn tớch vitamin C, tiết kiệm được thời gian phõn tớch mà vẫn đảm bảo độ chớnh xỏc, chỳng tụi chọn giỏ trị thời gian sục khớ thớch hợp nhất cho việc ghi đo dũng Von-Ampe hũa tan là 60s.
3.1.6. Nghiờn cứu lựa chọn thời gian điện phõn làm giàu
Để lựa chọn được thời gian điện phõn làm giàu thớch hợp, chỳng tụi tiến hành thớ nghiệm nghiờn cứu với dung dịch vitamin C 50ppb, thờm vào đú 0,5mL dung dịch đệm axetat cú pH 4,6 và thay đổi thời gian điện phõn từ 15s đến 300s. Sau đú, tiến hành ghi đo đường ASV của vitamin C với cỏc điều kiện ghi đo tương tự như phần 2.2.1.1. Kết quả ghi đo được thể hiện trờn hỡnh 3.9 và bảng 3.5:
-200m -100m 0 100m 200m U (V) 25.0n 50.0n 75.0n 100n 125n 150n I (A )
Hỡnh 3.9. Cỏc đƣờng ASV của vitamin C ở cỏc thời gian điện phõn làm giàu khỏc nhau
ĐKTN: : CVit. C =50 ppb; tnghỉ = 20s; = 2000 vũng/phỳt; Kớch cỡ giọt thủy ngõn θ = 4; Đuổi oxi hũa tan (DO) bằng N25.0 trong 60s;
Bảng 3.5. Cỏc giỏ trị Ip của vitamin C ở cỏc thời gian điện phõn làm giàu khỏc nhau
tđf (s) IVit.C (nA) tđf (s) IVit.C (nA)
5 67,0 60 62,2 10 80,0 70 60,9 20 79,0 80 61,1 30 70,0 90 60,4 40 63,0 100 59,8 50 62,7
Từ cỏc kết quả nghiờn cứu ở hỡnh 3.9 và bảng 3.5 chỳng tụi xõy dựng đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc Ip của vitanmin C vào thời gian điện phõn làm giàu. Kết quả được chỉ ra trờn hỡnh 3.10:
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 tđp(s) Ip(nA) Ip(Vit.C)
Hỡnh 3.10. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của Ip vào thời gian điện phõn
Dựa vào kết quả thu được ở hỡnh 3.9, bảng 3.5 và hỡnh 3.10 chỳng tụi nhận thấy: Khi tăng thời gian điện phõn thỡ cỏc giỏ trị Ip của vitamin C thay đổi khụng nhiều. Tuy nhiờn, ở những thời gian đầu chiều cao pic chưa ổn định, chõn pic cao và rộng, pic khụng cõn đối. Trong khoảng thời gian từ 50s trở đi chiều cao pic ổn định, chõn pic hẹp và thấp, pic cõn đối hơn rất nhiều. Điều này cú thể là do lỳc này tốc độ khử vitamin C mới ổn định, lượng vitamin C khuếch tỏn vào trong lũng điện cực thủy ngõn đạt giỏ trị ổn định và lớn nhất. Như vậy, để đảm bảo độ chớnh xỏc của phộp phõn tớch vitamin C, chỳng tụi chọn thời gian điện phõn làm giàu là 50s.
3.1.7. Nghiờn cứu ảnh hƣởng của kớch cỡ giọt thủy ngõn
Khi tiến hành phộp phõn tớch DP-ASV trờn điện cực HMDE , độ lặp lại của kớch thước giọt thuỷ ngõn sau cỏc lần đo cú ảnh hưởng trực tiếp đến độ lặp của cỏc phộp đo. Mặt khỏc việc tăng kớch cỡ giọt thuỷ ngõn làm diện tớch bề mặt của giọt cũng tăng dẫn tới lượng chất kết tủa lờn bề mặt giọt thủy ngõn tăng. Vỡ vậy, tăng kớch thước giọt cú thể làm tăng độ nhạy của phộp phõn tớch. Tuy nhiờn với giọt treo khi kớch cỡ giọt quỏ lớn thỡ giọt dễ bị rơi trong quỏ trỡnh phõn tớch làm kết quả phõn tớch kộm chớnh xỏc. Do đú chỳng tụi tiến hành khảo sỏt sự phụ thuộc của cường độ dũng hoà tan Ip vào kớch thước giọt thuỷ ngõn.
Chỳng tụi tiến hành thớ nghiệm nghiờn cứu với dung dịch vitamin C 50 ppb, thờm vào đú 0,5mL dung dịch đệm axetat cú pH 4,6 và thay đổi kớch cỡ giọt thủy
ngõn từ 1 đến 9. Sau đú, tiến hành ghi đo đường ASV của vitamin C với thời gian điện phõn là 50s và cỏc điều kiện ghi đo khỏc tương tự như phần 2.2.1.1. Kết quả ghi đo được thể hiện trờn hỡnh 3.11 và bảng 3.6:
-100m 0 100m 200m U (V) 0 25.0n 50.0n 75.0n 100n 125n I (A )
Hỡnh 3.11. Cỏc đƣờng ASV của vitamin C ứng với kớch cỡ giọt thủy ngõn khỏc nhau
ĐKTN: CVit. C = 50 ppb; Eđp= -0,2V; tđp= 50s; tnghỉ = 20s; = 2000 vũng/phỳt;
Đuổi oxi hũa tan (DO) bằng N25.0 trong 30s;cỏc đường từ 1 đến 9 tương ứng với kớch cỡ giọt từ 1 đến 9.
Bảng 3.6. Kết quả khảo sỏt ảnh hƣởng của
kớch cỡ giọt thủy ngõn (θ ) đến dũng đỉnh hũa tan của vitamin C
θ IVit.C (nA) θ IVit.C (nA)
1 32,2 6 66,8 2 47,0 7 73,0 3 56,1 8 79,5 4 62,5 9 91,0 5 63,7 9 2 4 6 7 1 3 5 8
Từ cỏc kết quả nghiờn cứu ở hỡnh 3.11 và bảng 3.6 chỳng tụi xõy dựng đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc Ip của vitanmin C vào kớch cỡ giọt thủy ngõn. Kết quả được chỉ ra trờn hỡnh 3.12: 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 2 4 6 8 10 Kớch cỡ giọt Ip(nA) Ip(Vit.C)
Hỡnh 3.12. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của Ip vào kớch cỡ giọt Hg
Cỏc kết quả nghiờn cứu cho thấy khi kớch cỡ giọt Hg tăng dần từ 1 đến 9 thỡ dũng đỉnh hũa tan Ip cũng tăng dần. Tuy nhiờn, khi tăng kớch thước giọt thủy ngõn quỏ lớn thỡ giọt dễ bị rơi trong quỏ trỡnh phõn tớch làm sai lệch kết quả phõn tớch. Chớnh vỡ vậy, để thuận lợi cho quỏ trỡnh phõn tớch chỳng tụi chọn kớch cỡ giọt bằng 4 trong cỏc phộp ghi đo.
3.1.8. Nghiờn cứu ảnh hƣởng của thế điện phõn làm giàu
Mục đớch của việc chọn thế điện phõn tối ưu là để kết tủa làm giàu tốt vitamin C lờn bề mặt điện cực, đồng thời cú thể hạn chế đến mức tối đa cỏc hợp chất khỏc kết tủa theo lờn bề mặt điện cực, nhằm làm tăng độ nhạy và độ chọn lọc của phộp đo. Đõy là một yếu tố quan trọng, quyết định kết quả phõn tớch.
Tiến hành thớ nghiệm nghiờn cứu với dung dịch vitamin C 50ppb, thờm vào đú 0,5mL dung dịch đệm axetat cú pH 4,6; kớch cỡ giọt thủy ngõn bằng 4, điện phõn trong thời gian 50s. Sau đú, tiến hành ghi đo đường ASV của vitamin C với sự thay đổi giỏ trị thế điện phõn làm giàu từ - 0,30V đến 0,30V và cỏc điều kiện ghi đo khỏc tương tự như phần 2.2.1.1. Kết quả ghi đo được thể hiện trờn hỡnh 3.13 và bảng 3.7:
-200m -100m 0 100m 200m U (V) 20.0n 40.0n 60.0n 80.0n I (A )
Hỡnh 3.13. Cỏc đƣờng ASV của vitamin C ở cỏc thế điện phõn làm giàu khỏc nhau
ĐKTN: : CVit. C =50 ppb; tđp= 50s; tnghỉ = 20s; = 2000 vũng/phỳt; Đuổi oxi hũa tan (DO) bằng N25.0 trong 60s.
Bảng 3.7. Giỏ trị Ip của vitamin C ở cỏc giỏ trị thế điện phõn (Eđf) khỏc nhau Eđf (V) Ip (nA) Eđf (V) Ip (nA) -0,30 56,7 0,05 50,1 -0,25 59,7 0,10 48,0 -0,20 61,2 0,20 43,6 -0,15 57,0 0,30 41,4 -0,10 55,7
Từ cỏc kết quả nghiờn cứu ở hỡnh 3.13 và bảng 3.7 chỳng tụi xõy dựng đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc Ip của vitanmin C vào thế điện phõn làm giàu. Kết quả được chỉ ra trờn hỡnh 3.14:
0 10 20 30 40 50 60 70 -0.3 -0.25 -0.2 -0.15 -0.1 0.05 0.1 0.2 0.3 Eđf (V) Ip(nA) Ip(Vit.C)
Hỡnh 3.14. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của Ip vào thế điện phõn
Dựa vào cỏc kết quả thu được ở trờn chỳng tụi nhận thấy: Khi tăng dần giỏ trị thế điện phõn đặt vào hai điện cực từ - 0,30V đến - 0,20V thỡ giỏ trị Ip của vitamin C cũng tăng dần và đạt giỏ trị lớn nhất ở thế bằng – 0,20V. Tuy nhiờn khi tăng dần giỏ trị thế điện phõn từ -0,15V đến 0,30V, giỏ trị Ip của vitamin C cú xu hướng giảm dần. Điều này là do càng gần với thế đỉnh pic Ep của chất nghiờn cứu thỡ sự khuếch tỏn cỏc chất điện hoạt tới điện cực giảm, do đú lượng chất kết tủa trờn bề mặt điện cực giảm dẫn tới cường độ dũng Ip giảm. Chớnh vỡ vậy, để thuận lợi cho quỏ trỡnh phõn tớch chỳng tụi chọn giỏ trị thế điện phõn làm giàu thớch hợp nhất là - 0,20V trong cỏc phộp ghi đo.
3.1.9. Nghiờn cứu ảnh hƣởng của tốc độ khuấy dung dịch
Trong quỏ trỡnh điện phõn làm giàu, cỏc chất phõn tớch được kết tủa trờn bề mặt và hoà tan vào giọt thuỷ ngõn ở dạng hỗn hống làm cho nồng độ chất phõn tớch trong lớp dung dịch sỏt bề mặt giọt thuỷ ngõn giảm xuống. Do đú, để giỳp cỏc chất điện hoạt khuếch tỏn đều đến bề mặt điện cực đảm bảo cho nồng độ chất điện hoạt ở lớp dung dịch sỏt bề mặt điện cực khụng đổi, chỳng ta phải tiến hành khuấy dung dịch trong suốt thời gian điện phõn làm giàu. Tốc độ khuấy càng lớn thỡ Ip càng cao.