Chọn cỏc điều kiện định lượng
a. Chọn bước súng
Bước súng thường chọn sao cho bước súng ứng với cực đại hấp thụ max. - Khi đú đường chuẩn cú độ dốc lớn nhất. Cựng một sai số ∆A sai số ∆C nhỏ nhất.
- Tại λmax, sai số bước súng ớt ảnh hưởng. b.Chọn khoảng nồng độ thớch hợp
Nồng độ phải được chọn sao cho độ hấp thụ thu được rơi vào khoảng vựng tối ưu là 0,2 – 0,8 và càng gần 0,43 càng tốt.
c. Chọn cỏc điều kiện làm việc khỏc
- Chiết chất cần kiểm nghiệm khỏi tạp rồi mới định lượng được. - Làm cỏc phản ứng màu
- Ảnh hưởng của pH
Trong dung dịch nước, pH cú ảnh hưởng rất lớn đến bước súng hấp thụ cực đại(λmax) cũng như độ hấp thụ cực đại của dung dịch (Amax )
Khi pH thay đổi thỡ λmax của dung dịch sẽ chuyển dịch và Amax cũng thay đổi. Nếu λmax chuyển về bước súng dài thỡ gọi là sự chuyển đỏ (bathocromic shift). Nếu λmax chuyển về bước súng ngắn thỡ gọi là sự chuyển xanh (hypsocromic shift).
- Ảnh hưởng của dung mụi
Cú nhiều dung mụi trong suốt thớch hợp cho vựng khả kiến và phần lớn vựng tử ngoại. Cỏc dung mụi phải tinh khiết.
Khi chọn dung mụi trờn cơ sở để hoà tan thỡ dung mụi khụng phõn cực tốt hơn dung mụi phõn cực và cỏc dung mụi khụng phõn cực cho cỏc đỉnh hấp thụ nhọn hơn.
Nước và cỏc alcol đều cú thể là dung mụi cho vựng tử ngoại, nhưng nếu cồn etylic cú lẫn aldehyd thỡ sẽ bị hấp thụ rất mạnh cho nờn phải lưu ý về độ tinh khiết của dung mụi.
Chương 2: THỰC NGHIỆM 2.1. Phương phỏp thu và xử lý mẫu.
2.1.1. Thu mẫu
Cỏc mẫu nghiờn cứu được lấy ở xó Hộ Độ và xó Thạch Hạ.
Mẫu được lấy vào thỏng 4 năm 2014, nhiệt độ ngày lấy mẫu khoảng 210C, trời khụng mưa những ngày trước đú thời tiết bỡnh thường. Cỏc mẫu phõn tớch được lấy theo đỳng qui trỡnh.
Mỗi mẫu được lấy ở 3 vị trớ khỏc nhau, mẫu 1 và mẫu 2 lấy ở xó Thạch Hạ, mẫu 3 lấy ở xó Hộ Độ, tọa độ cỏc mẫu là:
Hỡnh 2.1. Quang cảnh vựng lấy mẫu
2.1.2. Xử lý mẫu
Cỏc mẫu đất được đập nhỏ, để nơi khụ rỏo, nhặt hết rễ cõy, đỏ nhỏ, xỏc thực vật, trải đều lờn khay men, phơi khụ trong nhà. Sau vài ngày mẫu đất khụ, cho vào cối sứ gió nhỏ, rõy qua rõy 1 mm, cho vào cỏc chộn sứ rồi sấy khụ trong tủ sấy ở 1050C trong thời gian 2,5 giờ. Để nguội, trộn đều cỏc mẫu với nhau rồi cho vào cỏc hộp nhựa ghi nhón.
2.2. Hoỏ chất , dụng cụ , mỏy múc
2.2.1. Hoỏ chất
Hoỏ chất được sử dụng trong cỏc thớ nghiệm ở dạng tinh khiết hoỏ học hoặc tinh khiết phõn tớch, nước cất hai lần.
2.2.2. Dụng cụ, mỏy múc
Bỡnh định mức, bỡnh tam giỏc, cốc thuỷ tinh, phễu lọc, buret, pi pet, ống nhỏ giọt, đũa thuỷ tinh, chộn sứ, ống đong, cối sứ, hệ thống đun khuấy đa vị trớ, bỡnh hỳt ẩm …
Cõn phõn tớch Trung Quốc độ chớnh xỏc 0,0001 g, tủ sấy, lũ nung.
2.3. Pha chế dung dịch phõn tớch [1, 2, 6, 10, 17, 18]
2.3.1. Dung dịch muối Morh 0,2N
Cõn 20,00(g) (NH4)2SO4 .FeSO4.6H2O hoà tan trong 50ml nước chứa 5 ml H2SO4 đặc và định mức bằng nước cất hai lần đến 250ml . Nồng độ của dung dịch này được chuẩn độ lại như sau: lấy 10ml dung dịch K2Cr2O7 0,4N trong H2SO4(1:1) cho vào bỡnh tam giỏc 250ml, thờm 2ml H3PO4 đặc, cho vào 15ml nước, thờm tiếp hai giọt điphenylamin. Chuẩn độ dung dịch này bằng muối Mo cho đến khi dung dịch chuyển từ màu lam tớm sang màu xanh lỏ cõy.
2.3.2. Dung dịch K2Cr2O7 0,4N
Pha từ ống chuẩn K2Cr2O7 0,1N.
2.3.3. Thuốc thử điphenylamin
Cõn 0,5g điphenylamin hũa tan vào 100ml H2SO4 đặc, thờm 20ml nước cất hai lần rồi lắc đều, bảo quản dung dịch trong bỡnh thủy tinh sẫm màu.
2.3.4. Một số hoỏ chất khỏc
- P2O5
- H3PO4 đặc - H2SO4 đặc
2.3.5. Điều chế dung dịch gốc và dung dịch tiờu chuẩn của Cu[25]
• Đồng, dung dịch gốc tương ứng với nồng độ 1000mg/l
Cõn 1,0000g đồng kim loại (độ tinh khiết tối thiểu là 99,5%) với độ chớnh xỏc ± 0,0002 g rồi hoà tan lượng cõn đú bằng 40ml axit nitric (1.6.3.2.3) trong cốc đun thuỷ tinh 250ml cú nắp đậy. Sau đú thờm 100ml nước, đun sụi đến bốc khúi nitơ oxit, làm nguội, chuyển vào bỡnh định mức 1000ml và thờm đến vạch mức.
• Đồng, dung dịch tiờu chuẩn tương ứng với nồng độ 20mg/l
Dựng pipet lấy 20,00 ml dung dịch gốc cho vào bỡnh định mức 1000ml. Thờm vào 20ml axit nitric (1.6.3.2.3) và thờm nước đến vạch mức.
• Cỏc húa chất khỏc bổ trợ cho phõn tớch theo TCVN
2.4. Xỏc định một số chỉ tiờu chung của đất
2.4.1. Xỏc định thành phần cấp hạt của đất [30]
2.4.1.1. Thiết bị thớ nghiệm
Cõn kỹ thuật, cối sứ và chày bọc cao su, tủ sấy, bỏt đựng đất, dao con, tỉ trọng kế, phễu thủy tinh, cỏc bỡnh tam giỏc, nhiệt kế, que khuấy, đồng hồ bấm dõy, quả lờ cao su, thước thẳng dài 20cm cú vạch chia milimet, bộ sàng (cú ngăn đỏy) cú kớch thước lỗ: 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,25 và 0,1mm
2.4.1.2. Tiến hành thớ nghiệm
Mẫu được lấy theo phương phỏp chia tư. Cõn mẫu đất đó chia trờn cõn kĩ thuật . Lấy một mẫu đất và cõn khối lượng của nú, đổ mẫu đất vào bộ sàng tiờu chuẩn và lắc bằng tay hoặc bằng mỏy. Sàng cho đến khi kiểm tra khụng thấy một hạt đất nào rơi xuống giấy nữa thỡ dừng lại.
2.4.2. Xỏc định độ ẩm trong đất [4, 12, 13, 29]
2.4.2.1. Nguyờn tắc
Cõn mẫu thử tại thời điểm đó làm khụ ngoài khụng khớ, lấy mẫu và sau khi sấy khụ tới khối lượng khụng đổi.
Độ ẩm (X) của mẫu thử, tớnh bằng phần trăm theo cụng thức sau : X = 100%
trong đú :
• m1là khối lượng của mẫu thử trước khi sấy, tớnh bằng gam. • m2là khối lượng mẫu thử sau khi sấy, tớnh bằng gam.
2.4.2.2. Thiết bị
Tủ sấy, bỡnh hỳt ẩm cú chứa P2O5, cõn phõn tớch cú độ chớnh xỏc 0,0001g.
2.4.2.3. Quy trỡnh phõn tớch
Sấy cốc bằng thủy tinh ở 105oC đến khối lượng khụng đổi.Cho cốc vào bỡnh hỳt ẩm để ở nhiệt độ phũng. Cõn chớnh xỏc khối lượng cốc bằng cõn phõn tớch.
Cho vào cốc 10g đất đó hong khụ trong khụng khớ và rõy qua rõy 1mm. cõn khối lượng đất đó sấy và cốc.
Cho vào tủ sấy ở 105oC– 110oC trong 8h và lấy ra cho vào bỡnh hỳt ẩm để hạ nhiệt độ xuống nhiệt độ phũng.
Cõn khối lượng cốc và đất sau khi đó sấy, tiếp tục sấy cốc và đất cho đến khi khối lượng khụng đổi. Kết quả phõn tớch chỉ ra ở bảng 3.4.
Sấy chộn bằng sứ ở 105oC đến khối lượng khụng đổi. Cho chộn vào bỡnh hỳt ẩm để đến nhiệt độ phũng, cõn chớnh xỏc khối lượng chộn bằng cõn phõn tớch (m0).
Cõn 10(g) đất đó khụ kiệt trờn cõn phõn tớch và đó rõy qua rõy 1mm, cõn khối lượng chộn đó sấy và đất (m1). Đậy chộn cho vào lũ nung ở nhiệt độ 6000C trong 1 giờ.Lấy ra cho vào bỡnh hỳt ẩm để hạ nhiệt độ tới nhiệt độ phũng. Cõn khối lượng chộn và đất sau khi nung (m2) và lặp lại đến khi m2 khụng đổi. Như vậy sau khi nung chỉ cũn lại những khoỏng chất của đất cũn mựn và chất hữu cơ đó chỏy hết. Phần trăm tổng khoỏng tớnh bằng cụng thức:
% tổng lượng khoỏng = Trong đú:
k: hệ số khụ kiệt; m0: khối lượng chộn;
m1: khối lượng chộn và đất trước khi nung; m2: khối lượng chộn và đất sau khi nung; Kết quả tiến hành trờn 3 mẫu đất khỏc nhau Kết quả được chỉ ra ở bảng 3.5.
2.4.4. Xỏc định tổng lượng mựn của đất bằng phương phỏp Chiurin [4, 12, 13] [4, 12, 13]
2.4.4.1. Nguyờn tắc
Tiến hành theo phương phỏp này nhanh và tương đối chớnh xỏc nờn hiện nay được sử dụng rất phổ biến.
Dựng hỗn hợp chất oxi hoỏ mạnh là H2SO4(đ) và K2Cr2O7 (1:1) lấy dư để oxi hoỏ cacbon trong mựn:
3C + 8 H2SO4 + 2K2Cr2O7 = 3CO2 + 2 Cr2(SO4)3 +2 K2SO4 + 8 H2O Lượng K2Cr2O7 cũn dư được dựng muối khử là FeSO4 hay muối Morh FeSO4(NH4)2SO4. 6H2O để chuẩn:
6FeSO4 + 7H2SO4+ K2Cr2O7 = 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7 H2O Chất chỉ thị là điphenylamin 0,24%.
Trong quỏ trỡnh chuẩn độ, Fe3+ cú thể ảnh hưởng đến quỏ trỡnh chuyển màu của chất chỉ thị. Vỡ vậy trước khi chuẩn độ cần thờm một luợng nhỏ H3PO4 hoặc muối chứa F— để tạo phức khụng màu với Fe3+. Kết quả phõn tớch được xỏc định:
% mựn = a K N V V ). .0,003.1,724. ( 1 − 2
V1: thể tớch muối Morh dựng để chuẩn độ thớ nghiệm trắng (ml) V2: thể tớch muối Morh dựng để chuẩn độ mẫu (ml)
a : lượng mẫu lấy phõn tớch (g) K : hệ số khụ kiết
N : nồng độ đương lượng của dung dịch muối Morh 0,196N. 1,724: hệ số tớnh ra mựn.
0.003: là mỗi mili đương lượng của dung dịch K2Cr2O7 0,4N oxi hoỏ được 0,003(g) cacbon.
2.4.4.2. Quy trỡnh phõn tớch.
Cõn 0,200 (g) đất cho vào bỡnh tam giỏc 100ml, dựng buret cho từ từ 10ml dung dịch K2Cr2O7 0,4N trong H2SO4 (1:1) vào và lắc nhẹ cho ngấm đều. Đậy bỡnh bằng phễu nhỏ và đun trờn bếp cỏch cỏt cho dung dịch sụi ở 1800 C trong 5 phỳt. Lấy ra để nguội, trỏng và rửa đất trờn thành bỡnh bằng 15ml nước cất 2 lần,
sau đú cho vào dung dịch 2ml H3PO4 đặc và 2 giọt chỉ thị điphenylamin. Chuẩn độ bằng dung dịch muối Morh ở trờn cho đến khi dung dịch chuyển từ màu tớm sang màu xanh lỏ cõy.
Đồng thời tiến hành thớ nghiệm trắng: lấy một bỡnh tam giỏc 100ml cho vào đú 10ml dung dịch K2Cr2O7 0,4N trong H2SO4 (1:1). Đậy bỡnh bằng phễu nhỏ và đun trờn bếp cỏch cỏt cho dung dịch sụi ở 1800 C trong 5 phỳt. Lấy ra để nguội, trỏng và rửa đất trờn thành bỡnh bằng 15ml nước cất 2 lần, sau đú cho vào dung dịch 2ml H3PO4 đặc và 2 giọt chỉ thị điphenylamin. Chuẩn độ bằng dung dịch muối Morh cho đến khi dung dịch chuyển từ màu tớm sang màu xanh lỏ cõy. Kết quả phõn tớch chỉ ra ở bảng 3.6.
2.4.5. Phương phỏp xỏc định tỉ trọng của đất theo TCVN 4195-1995[27] 1995[27]
Bằng phương phỏp chia tư, lấy khoảng 100 đến 200g đất ở trạng thỏi khụ giú cho vào cối sứ và dựng chày sứ nghiền nhỏ. Đem đất đó nghiền cho lọt qua rõy No2, phần đất cũn lại được tiếp tục nghiền nhỏ trong cối sứ và lại sàng qua rõy No2 cho đến khi khụng cũn hạt thụ nằm trờn rõy nữa.
Đem đất đó lọt qua rõy sấy khụ ở nhiệt độ 100 đến 105oC đến khối lượng khụng đổi.Sau đú lấy khoảng 15g bột đất này, rồi dựng phễu cho vào bỡnh tỉ trọng đó biết trước khối lượng và được sấy khụ.
Cõn để xỏc định khối lượng của bỡnh tỉ trọng với đất khụ, sau đú trừ đi khối lượng của bỡnh, được khối lượng của đất khụ.
Đổ dầu hỏa vào khoảng nửa thể tớch bỡnh tỉ trọng, giữ bỡnh trong tay, lắc đều rồi đặt vào buồng hỳt chõn khụng để làm thoỏt hết khụng khi ra khỏi chất lỏng đó được chuẩn bị.
Mở mỏy bơm để tạo chõn khụng trong bỡnh tỉ trọng cú chứa đất và dầu hỏa. Sự thoỏt khớ khi hỳt chõn khụng được kể từ lỳc trong bỡnh bắt đầu xuất hiện bọt khớ. Tiếp tục tạo chõn khụng cho đến khi trong bỡnh tỉ trọng ngừng nổi bọt khớ nhưng thời gian bơm (kể từ khi trong bỡnh bắt đầu xuất hiện bọt khớ) khụng ớt hơn 1 giờ.
Đổ thờm dầu hỏa vào bỡnh tỉ trọng đó được hỳt chõn khụng cho đến vạch ngấn của bỡnh và đo nhiệt độ của huyền phự trong bỡnh tỉ trọng với độ chớnh xỏc tới 0,50C.
Tiến hành hiệu chỉnh vị trớ mặt cong bằng cỏch thờm từng giọt dầu hỏa đó được hỳt chõn khụng vào bỡnh tỉ trọng cho đến vạch chuẩn. Trường hợp dựng bỡnh tỉ trọng cú ống mao dẫn trong nỳt đậy thỡ thờm dầu hỏa đến nửa cổ bỡnh rồi đậy nỳt lại, dầu hỏa sẽ theo ống mao dẫn trào ra ngoài và mặt cong đú nằm tại đỉnh của ống mao dẫn.(*)
Dựng khăn bụng khụ lau sạch dầu hỏa dớnh ở ngoài bỡnh và mộp trờn của cổ bỡnh. Sau đú đem cõn để xỏc định khối lượng của bỡnh tỉ trọng chứa đầy huyền phự (m2).(**)
Đổ huyền phự ra và rửa sạch bỡnh bằng dầu hỏa hoặc nước xà phũng.Nếu rửa sạch bỡnh bằng nước thỡ phải sấy khụ và để nguội bỡnh đến nhiệt độ trong phũng.Sau đú cho dầu hỏa đó hỳt chõn khụng và cú cựng nhiệt độ với huyền phự vào trong bỡnh tỉ trọng.
Tiếp tục thực hiện (*) và (**) rồi đem cõn kĩ thuật để xỏc định khối lượng của bỡnh tỉ trọng chứa đầy dầu hỏa (m3)
2.4.6. Phương phỏp xỏc định độ xốp (khối lượng thể tớch) bằng phương phỏp dao vũng theo TCVN 4202-1995[28] phương phỏp dao vũng theo TCVN 4202-1995[28]
Dựng thước kẹp đo đường kớnh trong (d) và chiều cao (h) của dao vũng, tớnh thể tớch của dao vũng bằng cm3. Cõn để xỏc định khối lượng của dao vũng.
Dựng dao thẳng gọt bằng mặt mẫu đất và đặt đầu sắc của dao vũng lờn chỗ lấy mẫu.
Dựng dao thẳng gọt xộn dưới dao vũng trụ đất sau đú ấn nhẹ dao vũng vào trụ đất theo chiều thẳng đứng, tiếp tục gọt đất và ấn dao vũng cho đến khi trong dao vũng hoàn toàn đầy đất.
Để đất khụng bị nộn khi ấn dao vũng, nờn lấp thờm vũng đệm lờn phớa trờn dao vũng, lấy vũng đệm ra, dựng dao bằng cắt gọt phần đất thừa nhụ lờn trờn miệng dao vũng và đậy lờn trờn dao vũng một tấm kớnh phẳng đó cõn trước.
Cắt đứt trụ đất cỏch mộp dưới của dao vũng khoảng 10mm. Tiếp theo, lật ngược dao vũng cú đất sau đú gạt bằng mặt và đậy dao vũng bằng một tấm kớnh đó biết trước khối lượng.
Lau sạch đất bỏm ở thành dao vũng và trờn cỏc tấm đậy. Cõn dao vũng cú đất và cỏc tấm kớnh đậy ở hai mặt. Sau khi cõn xong, lấy một phần đất trong dao vũng cho vào cỏc hộp cú khối lượng hoặc lấy toàn bộ đất trong dao vũng đem sấy khụ để xỏc định độ ẩm của đất.
Cỏc kết quả được chỉ ra ở bảng 3.7
2.5. Xỏc định tổng số vi lượng Cu theo TCVN 6496-1999, Mo theo TCN-STPT 1999 TCN-STPT 1999
2.5.1. Xỏc định hàm lượng đồng theo TCVN 6496:1999 [25]
Mỏy quang phổ hấp thụ nguyờn tử được sử dụng là Model: AA-6800. Hóng sản xuất: SHIMADZU (JAPAN), đo ở bước súng: 324,8 nm.
Sử dụng dịch chiết đất bằng cường thuỷ theo ISO 11466. Kết quả phõn tớch được chỉ ra ở bảng 2.8
2.5.2. Xỏc định Mo theo TCN – STPT 1999 [26]
Sử dụng mỏy quang phổ tử ngoại khả kiến (UV-Vis: Ultrospec -2000), xuất xứ: Japan, giới hạn bước súng: 190nm đến 1000nm.
Cõn chớnh xỏc 1,00g đất khụ khụng khớ đó qua nghiền trong cốc mó nóo và qua rõy 0,2mm cho vào bỡnh tam giỏc.
Thờm 15ml nước và lọc hoặc li tõm, rửa 3 lần bằng dung dịch HCl 6M và 3 lần bằng nước. Dồn dung dịch lọc và dung dịch rửa vào cốc. Cụ cạn đến khụ trờn bếp cỏch thủy, hũa tan bằng 10ml dung dịch HCl 6M.
Trớch một phần dung dịch xỏc định để khi xỏc định cú khoảng 1 cho vào bỡnh chiết, sau đú cho 2ml dung dịch KI 50% để xử lớ sắt cú trong dung dịch.
Vụ hiệu húa iot được giải phúng bằng 2ml dung dịch axit ascorbic.
Thờm 1ml dung dịch axit tactric, 2ml dung dịch thioure và 4ml dung dịch dithiol. Để yờn hỗn hợp 30 phỳt.
Cho thờm 10ml izoamyl axetat và lắc mạnh 30 giõy.
Tỏch hết dấu vết của nước từ pha hữu cơ bằng tỏch lọc hoặc li tõm,Phức hệ màu ổn định trong vài giờ, sau đú đo trờn mỏy Spectrophotometer tại bước súng 680nm. Cỏc kết quả chỉ ra ở bảng 3.8.
2.6. Xỏc định tổng số vi lượng Zn, Mn và cỏc nguyờn tố đất hiếm trong đất bằng phương phỏp kớch hoạt nơtron
Khi xỏc định hàm lượng nguyờn tố bằng phương phỏp kớch hoạt nơtron trờn lũ phản ứng hạt nhõn cần dựa vào cỏc thụng số hạt nhõn liờn quan và lựa chọn vào cỏc điều kiện thớch hợp nhất (mX, mst, tc, tn, td, đỉnh năng lượng Eλ) để phõn tớch đạt hiệu quả cao nhất, đú là độ nhạy, độ lặp lại và độ chớnh xỏc cao.