- Trang Chủ
- Hoá học
- Nghiên cứu tìm dung dịch nền và các điều kiện tối ưu để xác định đồng thời bốn ion kim loại nặng (Ca2+, Cd2+, Pb2+, Cu2+) dung dịch bằng phương pháp Von-Ampe hòa tan anot
Xem mẫu
- NGHIN CÙU TM DUNG DÀCH NN V CC
IU KIN TÈI ×U XC ÀNH ÇNG
THÍI BÈN ION KIM LOI NNG
(Zn , Cd , Pb , Cu ) DUNG DÀCH BNG
2+ 2+ 2+ 2+
PH×ÌNG PHP VON-AMPE HÁA TAN ANOT
D÷ìng Quang Phòng, Nguy¹n Vô Tòng v Ho ng Thà H¤nh
Tr÷íng ¤i håc S÷ ph¤m H Nëi
1. Mð ¦u
Trong c¡c b i b¡o tr÷îc [3 v 4] chóng tæi ¢ thæng b¡o k¸t qu£ nghi¶n cùu x¡c
ành ÷ñc çng thíi 3 ion kim lo¤i n°ng (Cd2+ , Pb2+ , Cu2+ ) b¬ng ph÷ìng ph¡p
Von-Ampe háa tan anot trong dung dàch n·n KCl v HCl ð pH ≈ 2, nh÷ng ð pH
n y nçng ë H+ lîn; th¸ i»n ph¥n l m gi u hìi ¥m, nh÷ vªy ð catot (-) câ sü khû:
2H+ + 2e → H2 ; Zn2+ + 2e → Zn (ion Zn2+ c¦n l m gi u º x¡c ành). H2 b¡m
xung quanh catot ng«n c£n ion c¦n x¡c ành b¡m v o i»n cüc n¶n vi»c x¡c ành
Zn2+ bà m§t nhi·u g¥y sai sè lîn. Ch½nh v¼ nhúng l½ do tr¶n, trong b i b¡o n y chóng
tæi thæng b¡o k¸t qu£ nghi¶n cùu t¼m ÷ñc c¡c i·u ki»n tèi ÷u ( °c bi»t l dung
dàch n·n) º x¡c ành çng thíi c£ 4 ion kim lo¤i: (Zn2+ , Cd2+ , Pb2+ , Cu2+ ) b¬ng
ph÷ìng ph¡p Von-Ampe háa tan anot.
2. Nëi dung nghi¶n cùu
2.1. Hâa ch§t, thi¸t bà, m¡y o
- T§t c£ c¡c hâa ch§t sû döng trong nghi¶n cùu ·u ¤t ë tinh khi¸t ph¥n t½ch
(PA).
- C¡c dung dàch chu©n nh÷ ion kim lo¤i (Zn2+ , Cd2+ , Pb2+ , Cu2+ ) ÷ñc pha tø
dung dàch chu©n gèc nçng ë 1000 mg/l cõa h¢ng Metrohm (Thöy S¾) s£n xu§t.
- N÷îc c§t ÷ñc sû döng l n÷îc c§t 2 l¦n, ÷ñc c§t tø m¡y Halminton do
Anh s£n xu§t.
1
- - C¡c döng cö thu tinh ·u ÷ñc chu©n hâa l¤i thº t½ch v câ ë ch½nh x¡c
tho£ m¢n.
- C¡c lo¤i pipet, micropipet, b¼nh ành mùc, b¼nh üng, cèc ong, èng ong,
ph¹u låc. . . (C¡c döng cö ·u ÷ñc rûa s¤ch b¬ng dung dàch HNO3 ; hén hñp rûa
K2 Cr2 O7 v H2 SO4 °c sau â tr¡ng l¤i nhi·u l¦n b¬ng n÷îc c§t 2 l¦n).
- M¡y o pH - Meter (TOA - Nhªt B£n).
- T§t c£ c¡c ph²p o dáng háa tan ÷ñc thüc hi»n tr¶n m¡y cüc phê a chùc
n«ng 797 VA Computrace do h¢ng Metrohm (Thöy S¾) s£n xu§t.
2.2. Thüc nghi»m, k¸t qu£ v b n luªn
2.2.1. Nghi¶n cùu t¼m c¡c i·u ki»n tèi ÷u còng c¡c y¸u tè £nh h÷ðng
tîi vi»c x¡c ành çng thíi k³m, cadimi, ch¼ v çng º x¥y düng
÷íng chu©n
Chóng tæi ti¸n h nh kh£o s¡t b¬ng thüc nghi»m º t¼m c¡c i·u ki»n tèi ÷u
[1,2,6 v 7] v x¥y düng ÷íng chu©n x¡c ành çng thíi 4 ion kim lo¤i n°ng
(Zn2+ , Cd2+ , Pb2+ , Cu2+ ) b¬ng ph÷ìng ph¡p Von-Ampe ho tan anot.
a. Kh£o s¡t £nh h÷ðng cõa mæi tr÷íng ph¥n t½ch
∗ Kh£o s¡t chån n·n i»n li tèi ÷u
Khi sû döng ph÷ìng ph¡p Von-Ampe háa tan anot º x¡c ành l÷ñng v¸t c¡c
kim lo¤i câ trong m¨u ph¥n t½ch th¼ n·n i»n li trì câ t¡c ëng £m b£o vi»c vªn
chuyºn ion ¸n b· m°t i»n cüc ch¿ do hi»n t÷ñng khu¸ch t¡n. M°t kh¡c mët l÷ñng
lîn ch§t i»n li trì trong dung dàch khæng nhúng âng vai trá l m n·n d¨n i»n
m cán l ch§t che, l mæi tr÷íng cho dung dành ph¥n t½ch çng thíi gâp ph¦n l m
t«ng ë nh¤y v t½nh chån låc cõa ph÷ìng ph¡p.
Do vªy vi»c lüa chån n·n i»n li c¦n £m b£o c¡c °c iºm: t½nh trì; câ ë
ên ành cao v· ë d¨n i»n; lüc ion v pH. Tr¶n cì sð â chóng tæi ti¸n h nh kh£o
s¡t tr¶n mët sè lo¤i n·n l : n·n KCl, NaCl, »m (NaAc + HAc), n·n »m (NH4 Ac
+ HAc).
K¸t qu£ kh£o s¡t cho th§y: Khi cè ành c¡c i·u ki»n tèi ÷u cho m¡y o; nçng
ë n·n; nçng ë dung dàch chu©n v pH cõa dung dàch th¼ chi·u cao pic háa tan
(Ip ) cõa c¡c ion kim lo¤i s³ ch¿ phö thuëc v o b£n ch§t cõa n·n i»n li: KCl 0,1 M;
NaCl 0,1 M; »m (NaAc + HAc) 0,1 M; n·n »m (NH4 Ac + HAc) 0,1 M. K¸t qu£
cho th§y khi sû döng dung dàch »m l hén hñp cõa mët axit y¸u v bazì y¸u, nâ câ
kh£ n«ng duy tr¼ mæi tr÷íng pH ên ành: Thù nh§t l khi th¶m v o h» mët l÷ñng ½t
axit m¤nh hay bazì m¤nh th¼ pH cõa dung dàch thay êi khæng ¡ng kº; Thù hai
l khi pha lo¢ng dung dàch »m th¼ nçng ë d¤ng axit l¨n bazì ·u gi£m nh÷ nhau
do â pH công ½t bà thay êi v¼ vªy chóng tæi chån ÷ñc n·n NH4 Ac + HAc l m
n·n i»n li trì º x¡c ành çng thíi 4 ion kim lo¤i (Zn2+ , Cd2+ , Pb2+ , Cu2+ ).
∗ Kh£o s¡t chån pH tèi ÷u
2
- L§y ch½nh x¡c 2,5 ml dung dàch chu©n (Zn2+ , Cd2+ , Pb2+ , Cu2+ ) 0,2 mg/l v
5 ml dung dàch »m (NH4 Ac + HAc) 0,1 M v o b¼nh ành mùc 25 ml. Th¶m n÷îc
c§t v o ¸n kho£ng 3/4 b¼nh, dòng dung dàch NH3 1,0 M ho°c HAc 1,0 M º ch¿nh
tîi pH c¦n kh£o s¡t. Dòng n÷îc c§t hai l¦n ành mùc tîi v¤ch ành mùc.
Chóng tæi ti¸n h nh o dáng háa tan ð 8 gi¡ trà pH kh¡c nhau. Méi dung dành
o l°p ba l¦n rçi l§y k¸t qu£ trung b¼nh (sau khi ¢ hi»u ch¿nh n·n). K¸t qu£ ÷ñc
ghi ð b£ng 1:
B£ng 1. K¸t qu£ o kh£o s¡t t¼m pH tèi ÷u
pH 2,93 3,1 3,6 4,0 4,5 5,0 5,9 6,5
Zn 2+
238,5 197,5 394 284 291 317 207 288
I (nA)
p Cd2+ 90,5 70,4 119 75 92,9 90,7 65,6 85,9
Pb2+ 99,55 67,85 81,15 43 60,3 42,8 11,1 27,2
Cu2+ 147,5 149,5 192,5 117 154 130 54,9 71,5
Trong kho£ng pH = 2,93 ¸n pH = 3,1 th¼ gi¡ trà dáng ho tan (Ip ) gi£m d¦n.
Khi pH t«ng tø 3,1 ¸n 3,6 th¼ gi¡ trà Ip cõa c£ bèn nguy¶n tè ·u t«ng v ¤t cüc
¤i (pH = 3,6). Khi pH t«ng tø 3,6 ¸n 4 th¼ gi¡ trà Ip cõa c£ bèn nguy¶n tè ·u
câ xu h÷îng gi£m xuèng, sau â chóng bi¸n thi¶n t«ng gi£m khæng çng ·u. i·u
n y l phò hñp v¼ khi pH t«ng l¶n th¼ sü h¼nh th nh phùc hidroxo cõa c¡c ion công
t«ng l¶n nh÷ng kh£ n«ng t¤o phùc cõa chóng l kh¡c nhau. Tr¶n cì sð kh£o s¡t
chóng tæi chån pH = 3,6 cho dung dàch ph¥n t½ch trong c¡c ph²p o sau n y.
∗ Kh£o s¡t nçng ë n·n tèi ÷u
Kh£o s¡t t¼m nçng ë n·n tèi ÷u khi c¡c i·u ki»n kh¡c ÷ñc giú cè ành, trø
nçng ë (NH4 Ac+HAc) thay êi trong kho£ng 0,0004 M ¸n 0,0500 M. C¡c k¸t qu£
thu ÷ñc thº hi»n tr¶n h¼nh 1:
H¼nh 1. Sü phö thuëc cõa Ip v o nçng ë n·n i»n li
Tø kho£ng nçng ë n·n l 0,02 M trð l¶n, c÷íng ë dáng ho tan (Ip ) cõa c£
bèn nguy¶n tè ·u t÷ìng èi ên ành. Chùng tä dáng i»n chuyºn khi â h¦u nh÷
khæng cán £nh h÷ðng ¸n c÷íng ë dáng ho tan. V¼ vªy nçng ë n·n cho ph²p l
tø 0,02 M trð l¶n. N¸u nçng ë ch§t i»n ho¤t l cï 10−5 M th¼ nçng ë n·n khi â
lîn g§p kho£ng 2000 l¦n. Nh÷ng n¸u ÷a v o dung dàch ph¥n t½ch mët l÷ñng lîn
ch§t i»n li trì câ thº g¥y nhi¹m b©n cho dung dành ph¥n t½ch. V¼ vªy trong c¡c
ph²p ph¥n t½ch sau n y chóng tæi chån nçng ë n·n i»n li l 0,04 M.
∗ Kh£o s¡t th¸ i»n ph¥n l m gi u
Khi kh£o s¡t t¼m th¸ i»n ph¥n l m gi u trong kho£ng qu²t th¸ tø - 1,50 V
¸n - 0,70 V khi cè ành c¡c i·u ki»n kh¡c. Phê ç dáng háa tan tr¶n h¼nh 2 v
c¡c k¸t qu£ thu ÷ñc thº hi»n tr¶n h¼nh 3:
H¼nh 2. Phê ç DP-ASV kh£o s¡t H¼nh 3. ÷íng biºu di¹n
3
- th¸ i»n ph¥n l m gi u sü phö thuëc Ip v o E p
Tø k¸t qu£ tr¶n ta câ thº th§y khi gi£m d¦n th¸ i»n ph¥n th¼ Ip (nA) t«ng
d¦n v i ¸n ên ành tø E p = -1,2V. Trong ph²p ph¥n t½ch x¡c ành çng thíi c£
bèn ion kim lo¤i (Zn2+ , Cd2+ , Pb2+ , Cu2+ ), ta câ thº chån th¸ i»n ph¥n ð kho£ng
nhä hìn -1,2V. Tuy nhi¶n º tr¡nh k¸t tõa c¡c t¤p ch§t; tr¡nh sü khû ion H+ v
°c bi»t º tr¡nh sai sè khi x¡c ành ion Zn2+ câ m°t trong dung dàch ph¥n t½ch,
chóng tæi chån gi¡ trà th¸ i»n ph¥n l m gi u trong ph²p x¡c ành çng thíi c£ bèn
ion kim lo¤i l -1,3 V( E p = -1,3 V ).
∗ Kh£o s¡t thíi gian i»n ph¥n l m gi u
Chóng tæi kh£o s¡t t¼m thíi gian i»n ph¥n l m gi u t÷ìng tü nh÷ c¡c möc
tr¶n (cè ành c¡c i·u ki»n tèi ÷u), kh¡c ð ché kh£o s¡t tø 5 gi¥y ¸n 300 gi¥y.
Tø thüc nghi»m cho ta th§y Ip cõa c£ 4 ion (Zn2+ , Cd2+ , Pb2+ , Cu2+ ) ho n
to n tuy¸n t½nh theo thíi gian i»n ph¥n. Thæng th÷íng vi»c ph¥n t½ch khæng thº
thüc hi»n trong thíi gian qu¡ d i v¼ vªy c¦n chån thíi gian i»n ph¥n phò hñp vîi
tøng dung dàch ph¥n t½ch. Vîi nhúng dung dàch qu¡ lo¢ng th¼ thíi gian i»n ph¥n
câ thº k²o d i hìn núa. Nh÷ng n¸u thíi gian i»n ph¥n qu¡ d i th¼ c¡c ion kim lo¤i
bà khu¸ch t¡n v o b¶n trong giåt Hg l m £nh h÷ðng ¸n chi·u cao pic (Ip ). Ð ¥y
chóng tæi chån thíi gian i»n ph¥n l 180 gi¥y º kh£o s¡t c¡c i·u ki»n kh¡c v
ph¥n t½ch m¨u thüc t¸ phò hñp.
∗ Kh£o s¡t thíi gian uêi oxi tèi ÷u
Kh£o s¡t t¼m thíi gian uêi oxi b¬ng c¡ch söc kh½ N2 khi cè ành c¡c i·u
ki»n tèi ÷u v c¡c tham sè cho m¡y o nh÷ng kh¡c ð ché kh£o s¡t tø 0 gi¥y ¸n 360
gi¥y.
Tø k¸t qu£ kh£o s¡t cho th§y oxi ho tan câ £nh h÷ðng ¸n chi·u cao pic
kh£o s¡t. Trong tr÷íng hñp khæng söc kh½ uêi oxi th¼ pic cao khæng c¥n èi, ch¥n
pic l»ch l¶n tr¶n cao do câ l¨n sâng khû oxi. Khi thíi gian söc kh½ tr¶n 150 gi¥y th¼
chi·u cao pic dáng háa tan ên ành, c¥n èi. Do â chóng tæi quy¸t ành chån thíi
gian söc kh½ uêi oxi l 180 gi¥y cho c¡c th½ nghi»m sau n y.
b. Kh£o s¡t t¼m c¡c i·u ki»n k¾ thuªt o tèi ÷u.
∗ Kh£o s¡t t¼m bi¶n ë xung
Ti¸n h nh ghi dáng háa tan cõa c¡c dung dàch khi cè ành c¡c i·u ki»n tèi
÷u cho m¡y o ð c¡c bi¶n ë xung kh¡c nhau. K¸t qu£ ÷ñc thº hi»n trong h¼nh 4.
H¼nh 4. ÷íng biºu di¹n sü phö thuëc Ip v o bi¶n ë xung
Khi t«ng bi¶n ë xung, gi¡ trà Ip cõa c£ bèn ion ·u t«ng ¡ng kº do â l m
t«ng ë nh¤y cõa ph÷ìng ph¡p. Gi¡ trà th¸ ¿nh pic (Ep), cõa c£ bèn ion ·u dàch
chuyºn v· vòng th¸ ¥m hìn. Chi·u rëng cõa c¡c ch¥n pic t«ng l¶n. Ta câ thº th§y
do sü mð rëng ch¥n pic v Ep dàch chuyºn v· vòng ¥m hìn (trong qu¡ tr¼nh khû
th¸ khû chuyºn v· ph½a d÷ìng) d¨n ¸n ch¥n pic cõa Cd2+ v Pb2+ câ hi»n t÷ñng
4
- giao nhau l m ë ph¥n gi£i cõa ph÷ìng ph¡p gi£m xuèng. Tø k¸t qu£ kh£o s¡t tr¶n,
trong kho£ng bi¶n ë xung ¢ kh£o s¡t chóng tæi chån gi¡ trà dung háa l 0,05V
cho c¡c ph²p o sau n y.
∗ Kh£o s¡t thíi gian °t xung
Kh£o s¡t t¼m thíi gian °t xung tèi ÷u t÷ìng tü nh÷ kh£o s¡t t¼m bi¶n ë
xung. C¡c i·u ki»n tèi ÷u ÷ñc giú cè ành nh÷ng kh¡c ð ché thíi gian °t mët
xung kh¡c nhau. Chóng tæi thu ÷ñc k¸t qu£ nh÷ sau: Khi t«ng thíi gian °t mët
xung th¼ Ip cõa c¡c ion kh£o s¡t gi£m xuèng; tuy nhi¶n khi thíi gian °t xung nhä
th¼ pic kh£o s¡t bà bi¸n d¤ng v ÷íng n·n bà n¥ng cao l¶n; ri¶ng pic cõa Cu2+
khæng cán c¥n èi v bi¸n d¤ng r§t nhi·u. º £m b£o ë óng v ë nh¤y cõa
ph²p ph¥n t½ch chóng tæi lüa chån thíi gian °t xung cho c¡c ph²p ph¥n t½ch sau
n y l 0,06 gi¥y.
∗ Kh£o s¡t tèc ë qu²t th¸
Chóng tæi kh£o s¡t t¼m tèc ë qu²t th¸ tèi ÷u t÷ìng tü nh÷ kh£o s¡t t¼m bi¶n
ë xung v cè ành c¡c i·u ki»n tèi ÷u nh÷ng kh¡c ð ché tèc ë qu²t th¸ kh¡c nhau.
K¸t qu£ cho th§y khi t«ng tèc ë qu²t th¸ th¼ Ip cõa c¡c ion (Zn2+ , Cd2+ , Pb2+ , Cu2+ )
·u t«ng l¶n. Tuy nhi¶n ð tèc ë qu²t nhanh ta câ thº th§y ÷íng n·n cõa ÷íng
cong cüc phê bà n¥ng l¶n, pic khæng c¥n èi. Tø k¸t qu£ ¢ nghi¶n cùu v kh£o s¡t
ð tr¶n chóng tæi quy¸t ành chån tèc ë qu²t th¸ cho c¡c ph²p o sau n y l 0,02
V/gi¥y.
∗ Kh£o s¡t tèc ë khu§y dung dàch
Kh£o s¡t t¼m tèc ë khu§y dung dàch tèi ÷u ti¸n h nh t÷ìng tü nh÷ kh£o s¡t
t¼m bi¶n ë xung. C¡c i·u ki»n tèi ÷u ÷ñc giú cè ành nh÷ng kh¡c ð ché tèc ë
khu§y dung dàch kh¡c nhau. Chóng tæi thu ÷ñc k¸t qu£ l khi t«ng tèc ë khu§y
trën dung dàch th¼ Ip còa c£ bèn ion ·u t«ng. Tuy nhi¶n tø tèc ë khu§y ≥ 2200
váng/phót th¼ Ip háa tan bi¸n thi¶n khæng theo quy luªt: Câ Ip háa tan cõa kim
lo¤i n y t«ng nh÷ng câ Ip háa tan cõa kim lo¤i kh¡c l¤i gi£m. Nh÷ vªy câ thº th§y
l÷ñng ch§t i»n ho¤t ÷ñc chuyºn ¸n i»n cüc khæng çng ·u. V¼ vªy º £m b£o
cho vi»c khu¸ch t¡n ên ành cõa ch§t i»n ho¤t ¸n i»n cüc ( £m b£o ë ch½nh x¡c
cõa ph²p o), chóng tæi chån tèc ë khu§y tèi ÷u l 2000 váng/phót.
∗ Kh£o s¡t k½ch th÷îc giåt thu ng¥n
Chóng tæi kh£o s¡t t¼m k½ch th÷îc giåt thu ng¥n tèi ÷u t÷ìng tü nh÷ kh£o
s¡t t¼m bi¶n ë xung. C¡c i·u ki»n tèi ÷u ÷ñc giú cè ành nh÷ng kh¡c ð ché cï
giåt thu ng¥n tø 1 ¸n 9. K¸t qu£ cho th§y khi t«ng k½ch th÷îc giåt thu ng¥n th¼
Ip cõa c¡c ion ·u t«ng. Nh÷ vªy sü £nh h÷ðng cõa vi»c gi£m nçng ë kim lo¤i trong
giåt thu ng¥n khi t«ng thº t½ch giåt câ t¡c ëng khæng m¤nh tîi Ip so vîi vi»c t«ng
di»n t½ch b· m°t giåt thu ng¥n. Tuy nhi¶n ta câ thº th§y tr¶n ÷íng cong cüc phê
ð cï giåt lîn, ÷íng ch¥n pic cõa Cu bà n¥ng l¶n, khæng trìn. Chóng tæi chån cï
giåt 4 l th½ch hñp cho qu¡ tr¼nh ph¥n t½ch ti¸p theo.
∗ Kh£o s¡t thíi gian c¥n b¬ng
5
- Kh£o s¡t t¼m thíi gian c¥n b¬ng tèi ÷u ti¸n h nh t÷ìng tü nh÷ kh£o s¡t t¼m
bi¶n ë xung. C¡c i·u ki»n tèi ÷u ÷ñc giú cè ành nh÷ng kh¡c ð ché thíi gian
c¥n b¬ng kh¡c nhau. K¸t qu£ nghi¶n cùu cho th§y khi thíi gian c¥n b¬ng l tr¶n
15 gi¥y, Ip cõa c£ bèn ion ¤t ÷ñc gi¡ trà ên ành. V¼ vªy chóng tæi chån thíi gian
c¥n b¬ng l 15 gi¥y cho c¡c th½ nghi»m ti¸p theo.
c. Kh£o s¡t £nh h÷ðng cõa mët sè ion kim lo¤i kh¡c ¸n vi»c x¡c
ành çng thíi
∗ Kh£o s¡t £nh h÷ðng cõa Fe3+
Chóng tæi kh£o s¡t t¼m giîi h¤n £nh h÷ðng Fe3+ khi cè ành c¡c i·u ki»n tèi
÷u, cán nçng ë Fe3+ thay êi. K¸t qu£ cho th§y nçng ë cõa Fe3+ h¦u nh÷ khæng
£nh h÷ðng tîi Ip cõa Cd2+ , Pb2+ v Cu2+ . Khi t«ng nçng ë cõa Fe3+ g§p 60 l¦n
nçng ë cõa Zn2+ th¼ Ip cõa Zn2+ bt ¦u gi£m m¤nh (Ip cõa Zn2+ gi£m kho£ng
6,74%). Cán khi nçng ë cõa Fe3+ g§p 100 l¦n nçng ë cõa Zn2+ , Ip cõa Zn2+ gi£m
¸n 19,2%. Khi t«ng nçng ë Fe3+ g§p hìn 100 l¦n nçng ë cõa Cd2+ , Pb2+ v
Cu2+ th¼ Ip cõa Cd2+ gi£m 3,4%, Ip cõa Cu2+ gi£m 6,3%. Ri¶ng Ip cõa Pb2+ t«ng
kho£ng 5,6%. Nh÷ vªy ph²p ành l÷ñng ch¿ ti¸n h nh khi nçng ë Fe3+ trong dung
dàch khæng v÷ñt qu¡ 100 l¦n nçng ë cõa Zn2+ . N¸u h m l÷ñng Fe3+ lîn ta ph£i
lo¤i bä tr÷îc khi ành l÷ñng.
∗ Kh£o s¡t £nh h÷ðng cõa Mn2+
Kh£o s¡t t¼m giîi h¤n £nh h÷ðng Mn2+ công t÷ìng tü nh÷ tr¶n v cè ành c¡c
i·u ki»n tèi ÷u nh÷ng kh¡c ð ché t«ng d¦n nçng ë Mn2+ . K¸t qu£ cho th§y Mn2+
h¦u nh÷ khæng £nh h÷ðng tîi Ip cõa Cd2+ , Pb2+ v Cu2+ . Khi t«ng nçng ë cõa
Mn2+ g§p 100 l¦n nçng ë cõa Zn2+ th¼ Ip cõa Zn2+ t«ng kho£ng 10,8%. Khi t«ng
nçng ë Mn2+ g§p hìn 100 l¦n nçng ë cõa Cd2+ , Pb2+ v Cu2+ th¼ Ip cõa Cd2+ ,
Pb2+ , Cu2+ h¦u nh÷ khæng thay êi. Nh÷ vªy khæng c¦n º þ ¸n sü câ m°t cõa
Mn2+ khi ành l÷ñng Cd2+ , Pb2+ v Cu2+ . Cán khi ành l÷ñng çng thíi c£ bèn ion
kim lo¤i (Zn2+ , Cd2+ , Pb2+ v Cu2+ ) th¼ nçng ë cõa Mn2+ khæng v÷ñt qu¡ 100 l¦n
so vîi c¡c ion c¦n ành l÷ñng.
d. Kh£o s¡t £nh h÷ðng qua l¤i giúa c¡c ion kim lo¤i khi x¡c ành
çng thíi
K¸t qu£ kh£o s¡t £nh h÷ðng qua l¤i giúa c¡c ion (Zn2+ , Cd2+ , Pb2+ , Cu2+ ) câ
m°t çng thíi trong dung dàch ph¥n t½ch cho th§y khi t«ng nçng ë c¡c ion l¶n g§p
100 l¦n so vîi nçng ë c¡c ion cán l¤i th¼ Ip cõa c¡c ion â thay êi khæng ¡ng kº
hay nâi c¡ch kh¡c chóng h¦u nh÷ khæng £nh h÷ðng ¸n nhau: Khi nçng ë Zn2+
g§p 100 l¦n Cd2+ , Pb2+ , Cu2+ th¼ Cd2+ , Pb2+ thay êi khæng ¡ng kº cán Cu2+
t«ng 12,3% (xem b£ng 2):
B£ng 2: K¸t qu£ kh£o s¡t £nh h÷ðng cõa Zn2+
¸n c¡c ion cán l¤i
T¿ l» nçng ë I (nA)
Zn / Cd / Pb / Cu Zn Cd Pb Cu
p
2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+
6
- 1:1:1:1 142 51,9 36,5 86,6
5:1:1:1 759 54,4 39,8 92,6
21 : 1 : 1 : 1 1120 59,7 45,6 95,8
41 : 1 : 1 : 1 1330 59,1 41,9 95,7
61 : 1 : 1 : 1 1500 60,2 49,7 100
81 : 1 : 1 : 1 1620 59,1 49,9 108
101 : 1 : 1 : 1 1630 58,5 46 107
Khi nçng ë Cd2+ g§p 100 l¦n Zn2+ , Pb2+ , Cu2+ th¼ Pb2+ thay êi khæng ¡ng
kº cán Cu2+ gi£m 14%, Zn2+ gi£m 8%. Tuy nhi¶n qua t i li»u tham kh£o [3;4;5],
qua m¨u thüc t¸ th¼ h m l÷ñng Cd2+ luæn nhä hìn h m l÷ñng Zn2+ v Cu2+ ; khi
nçng ë Pb2+ g§p 100 l¦n Zn2+ , Cd2+ , Cu2+ th¼ Zn2+ , Cd2+ v Cu2+ thay êi khæng
¡ng kº; khi nçng ë Cu2+ g§p 100 l¦n Zn2+ , Cd2+ , Pb2+ th¼ Cd2+ v Pb2+ thay êi
khæng ¡ng kº, cán Zn2+ t«ng 12,6%. V¼ vªy khi ành l÷ñng çng thíi Zn2+ , Cd2+ ,
Pb2+ v Cu2+ , ta th¶m 1 l÷ñng Ga3+ v o dung dàch ph¥n t½ch º tr¡nh ÷ñc hi»n
t÷ñng khi i»n ph¥n chóng çng thíi k¸t tõa tr¶n b· m°t i»n cüc, t¤o n¶n nhúng
dung dàch rn ho°c hñp ch§t gian kim lo¤i [2;6].
2.2.2. ÷íng chu©n x¡c ành h m l÷ñng c¡c ion nghi¶n cùu
Tr¶n cì sð i·u ki»n tèi ÷u nghi¶n cùu t¼m ÷ñc, chóng tæi ti¸n h nh x¥y düng ÷íng
chu©n º x¡c ành çng thíi nçng ë cõa 4 ion kim lo¤i (Zn2+ , Cd2+ , Pb2+ , Cu2+ )
trong kho£ng nçng ë (n.10−9 ÷ n.10−7 )M.
C¡ch ti¸n h nh: Pha d¢y c¡c dung dành kh£o s¡t câ nçng ë n·n i»n li l
dung dàch »m (NH4 Ac+HAc) 0,04 mol/l ð pH = 3,6. Thay êi nçng ë c¡c ion
(Zn2+ , Cd2+ , Pb2+ , Cu2+ ) trong kho£ng (n.10−9 ÷ n.10−7 )M v o b¼nh ành mùc 25
ml, th¶m n÷îc c§t hai l¦n ¸n v¤ch ành mùc. Méi dung dàch o l°p 3 l¦n l§y k¸t
qu£ dáng háa tan trung b¼nh phö thuëc v o nçng ë (sau khi ¢ hi»u ch¿nh m¨u
trng). Xû l½ thèng k¶ ÷íng chu©n cõa Zn2+ Cd2+ , Pb2+ , Cu2+ theo ph÷ìng ph¡p
hçi qui tuy¸n t½nh [5] tr¶n ch÷ìng tr¼nh Turbo-Pascal ( ¢ ÷ñc lªp tr¼nh s®n) thu
÷ñc ph÷ìng tr¼nh hçi qui t÷ìng ùng:
Ip(Zn2+ ) = (39, 36 ± 1, 21)106 .CZn2+ + (321 ± 21)
vîi kho£ng nçng ë k³m (II) tuy¸n t½nh (0,37 ÷ 36,92).10−6 M.
Ip(Cd2+ ) = (679, 92 ± 22, 15)106 .CCd2+ + (13 ± 2)
kho£ng nçng ë cadimi (II) tuy¸n t½nh tø (0,71 ÷ 142,86).10−8 M.
Ip(Cu2+ ) = (456, 16 ± 15, 66)106 .CCu2+ + (67 ± 21)
kho£ng nçng ë çng (II) tuy¸n t½nh l (3,75 ÷ 250).10−8 M.
7
- Ip(Pb2+ ) = (766, 35 ± 35, 17)106 .CPb2+ + (27 ± 14)
kho£ng nçng ë ch¼ (II) tuy¸n t½nh l (0,39 ÷ 77,29).10−8 M, ÷íng chu©n thu
÷ñc thº hi»n trong h¼nh 5:
H¼nh 5. Sü phö thuëc chi·u cao dáng háa tan
v o nçng ë ch¼ (II) ð i·u ki»n tèi ÷u
8
- Sau â chóng tæi kiºm tra ë ch½nh x¡c cõa c¡c ÷íng chu©n tr¶n vîi c¡c m¨u
tü t¤o:
- M¨u 1: CZn2+ = 36,9.10−8 M; CCd2+ = 7,1.10−8 M; CP b2+ = 3,9.10−8 M;
CCu2+ = 37,5.10−8 M.
- M¨u 2: CZn2+ = 73,8.10−8 M; CCd2+ = 14,3.10−8 M; CP b2+ = 15,5.10−8 M;
CCu2+ = 50.10−8 M.
- M¨u 3: CZn2+ = 200.10−8 M; CCd2+ = 85,7.10−8 M; CP b2+ = 30,9.10−8 M;
CCu2+ = 150.10−8 M.
C¡c k¸t qu£ x¡c ành ÷ñc ghi trong b£ng 3:
B£ng 3. K¸t qu£ x¡c ành nçng ë c¡c ion kim lo¤i trong m¨u gi£
theo ÷íng chu©n so vîi l÷ñng cho v o
Zn .(10 M)
2+ 8
Cd .(10 M) Pb .(10 M)
2+ 8 2+ 8
Cu .(10 M)
2+ 8
M¨u
Cho X¡c Cho X¡c Cho X¡c Cho X¡c
q%∗ q% q% q%
v o ành v o ành v o ành v o ành
35,5 7,3 3,8 38,5
1 36,9 ± 3,8 7,1 ± 2,8 3,9 ± 2,6 37,5 ± 2,7
1,7 0,3 0,1 1,2
72,3 14,0 15,8 49,2
2 73,8 ± 2,1 14,3 ± 2,0 15,5 ± 1,9 50,0 ± 1,6
3,1 0,5 0,5 1,5
202,9 84,7 30,6 15,9
3 200 ± 1,5 85,7 ± 1,1 30,9 ± 0,97 150,0 ± 1,2
10,1 2,9 0,9 4,8
Trong â q%* l sai sè t÷ìng èi giúa l½ thuy¸t (cho v o) v thüc nghi»m (x¡c
ành theo ÷íng chu©n).
K¸t qu£ thu ÷ñc cho sai sè t÷ìng èi nhä (< 5%), n¬m trong kho£ng cho ph²p
cõa ph¥n t½ch l÷ñng v¸t. Sü sai sè giúa l½ thuy¸t v thüc nghi»m ch¿ l ng¨u nhi¶n.
°c bi»t khi sû döng h» »m n y x¡c ành k³m(II) khi câ çng thíi cadimi(II),
ch¼(II) v çng(II) khæng bà m§t, mc sai sè nhä hìn 4%. Vªy câ thº sû döng c¡c
ph÷ìng tr¼nh ÷íng chu©n tr¶n º x¡c ành h m l÷ñng c¡c kim lo¤i n°ng (k³m,
cadimi, ch¼ v çng) trong m¨u n÷îc.
9
- 3. K¸t luªn
- Chóng tæi ¢ nghi¶n cùu t¼m ÷ñc: dung dàch n·n (NH4 Ac+HAc) câ pH = 3,6;
nçng ë n·n i»n li l 0,04 mol vîi i»n cüc l m vi»c HMDE ( i»n cüc giåt thõy
ng¥n treo); ch¸ ë o DP; k½ch th÷îc giåt 4; tèc ë khu§y 2000 váng/phót; thíi
gian uêi æxi 180 gi¥y; th¸ i»n ph¥n l m gi u -1,3V; thíi gian l m gi u 180 gi¥y;
thíi gian c¥n b¬ng 15 gi¥y; bi¶n ë xung 0,05 V; thíi gian °t xung 0,04 gi¥y; tèc
ë qu²t th¸ 0,02 V/gi¥y; kho£ng qu²t th¸ (-1,3 ÷ 0,2) V s³ bà m§t k³m (II) khæng
¡ng kº trong qu¡ tr¼nh x¡c ành v sai sè mc ph£i ð trong giîi h¤n cho ph²p.
- Chóng tæi công ¢ x¥y düng ÷ñc 4 ÷íng chu©n º x¡c ành çng thíi nçng
ë cõa 4 ion kim lo¤i (Zn2+ , Cd2+ , Pb2+ , Cu2+ ) trong kho£ng nçng ë (n.10−9 ÷
n.10−7 ).
- Chóng tæi ¢ kiºm tra 4 ÷íng chu©n x¥y düng ÷ñc thæng qua vi»c ¡nh
gi¡ ë ch½nh x¡c c¡c k¸t qu£ ph¥n t½ch m¨u chu©n cõa h¢ng Metrohm - Thöy s¾. K¸t
qu£ cho th§y sai sè t÷ìng èi nhä (< 5 %) n¬m trong kho£ng cho ph²p cõa ph¥n
t½ch l÷ñng v¸t. Sü sai sè giúa l½ thuy¸t v thüc nghi»m ch¿ l ng¨u nhi¶n. Vªy câ thº
sû döng c¡c ph÷ìng tr¼nh ÷íng chu©n tr¶n º x¡c ành çng thíi h m l÷ñng cõa
4 ion kim lo¤i n°ng (k³m, cadimi, ch¼ v çng) trong m¨u n÷îc.
TI LIU THAM KHO
[1] L¶ Lan Anh, L¶ Quèc Hòng, Tø Vång Nghi, 1993. Nghi¶n cùu o i»n
l÷ñng x¡c ành nçng ë ch§t ph¥n t½ch trong ph÷ìng ph¡p Von-Ampe háa tan. T¤p
ch½ Hâa håc, 31(3), tr. 21-23.
[2] Tø Vång Nghi, Tr¦n Ch÷ìng Huy¸n, Ph¤m Luªn, 1990. Mët sè ph÷ìng
ph¡p ph¥n t½ch i»n hâa hi»n ¤i. Ch÷ìng tr¼nh hñp t¡c Khoa håc k¾ thuªt Vi»t
Nam - H Lan.
[3] D÷ìng Quang Phòng, Vô V«n Ti¸n, Tr¦n Minh Thành, 2007. Nghi¶n cùu qui
tr¼nh ph¥n t½ch, ¡nh gi¡ h m l÷ñng ëc tè ion kim lo¤i n°ng (Cd2+ , Pb2+ , Cu2+ ),
3
c¡c ion dinh d÷ïng (NH4+ , NO2− , NO3− , PO4− ) trong n÷îc hç nuæi c¡ ð quªn Ho ng
Mai H Nëi v · xu§t ph÷ìng ph¡p xû l½ sinh håc v hâa håc. T¤p ch½ ph¥n t½ch
Hâa, L½ v Sinh håc, T-12, sè 1, tr. 8-15.
[4] D÷ìng Quang Phòng, Vô V«n Ti¸n, Ho ng V«n Thi·u, 2002. Nghi¶n cùu
c¡c i·u ki»n tèi ÷u º x¡c ành h m l÷ñng K³m, Ca imi, Ch¼, çng trong n÷îc
nuæi c¡ Hç T¥y H Nëi b¬ng ph÷ìng ph¡p von ampe ho tan. T¤p ch½ khoa håc,
Tr÷íng ¤i håc S÷ ph¤m H Nëi, sè 4, tr. 80 - 86.
10
- [5] T¤ thà Th£o, 2005. B i gi£ng chuy¶n · thèng k¶ trong hâa ph¥n t½ch. ¤i
håc khoa håc tü nhi¶n - ¤i håc Quèc gia H Nëi.
[6] A. Ali Ensafi, T. Khayamian, A. Benvidi and E. Mirmomtaz, 2006. Si-
multaneous Determination of Copper, Lead and Cadmium by Cathodic Adsorptive
Stripping Voltammetry Using Artificial Neural Network. Analytica. Chimica. Acta,
volume 561, pp. 225-232.
[7] G. Gillain, J. Rutagengwa, 1985. Determination of Zn, Cd, Pb, Cu, Sb
and Bi in Milk by Differential Pulse Anodic Stripping Voltammetry following two
indipendent mineralisation methods. Analysis, 13(10), pp. 471- 473.
ABSTRACT
Study the optimum of simultaneous determination
four heavy metallic ions (Zn , Cd , Pb , Cu )
2+ 2+ 2+ 2+
by anodic stripping voltammetry
The optimum conditions are: the ammonic acetate and acetic acid (pH=3,6) as
the buffer; the 0.04 mol/L electrolytic concentrate; using the HMDE as the working
electrode; DP mode; drop size 4; stirring speed 2000 rpm; purging dissolved oxygen
with nitrogen for 180 seconds; deposition potential 1.3V; deposition time 180 s;
equilibration time 15 s; pulse amplitude 50 mV; pulse time 0.04 s; sweep rate 0.02
V.s−1 ; voltage range (-1.3 ÷ 0.2) V. The four linear ranges of four ions were from
10−9 to 10−7 mol/L with small relative errors (< 5 %) in the permission of the trace
analysis. The errors between the real values and the practice values were random.
This procedure was applied in the samples of water to determine four cations (Zn2+ ,
Cd2+ , Pb2+ and Cu2+ )
11
nguon tai.lieu . vn
