TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC -o0o - BÁO CÁO ĐỒ ÁN TÌM HIỂU PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHÌ TRONG NƯỚC NGẦM GVHD: Lê Thị Hồng Thúy SVTH: Trần Lam Phương LỚP: 05DHHH4 MSSV: 2004140202 Tp Hồ Chí Minh, Tháng 11/2016 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nhóm sinh viên gồm : TRẦN LAM PHƯƠNG MSSV: 2004140202 Nhận xét : Điểm đánh giá: Ngày ……….tháng ………….năm 2016 ( ký tên, ghi rõ họ tên) MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU LỜI CẢM ƠN CHƯƠNG 1: MỘT SỐ TÍNH CHẤT VÀ HỢP CHẤT CỦA CHÌ .7 1.1 Tính chất hóa học chì [4] 1.2 Một số hợp chất quan trọng chì 1.2.1 Oxit chì 1.2.2 Hydroxit chì 1.2.3 Muối Pb2+ CHƯƠNG 2: TÁC ĐỘNG CỦA KIM LOẠI CHÌ ĐỐI VỚI CON NGƯỜI VÀ MÔI TRƯỜNG 11 2.1 Ứng dụng kim loại chì [5] 11 2.2 Vai trò sinh học chì người sinh vật [5] .11 2.3 Tác hại ô nhiễm người [5] 12 2.4 Tiêu chuẩn Việt nam chất lượng nước ngầm [6] 14 CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHÌ 16 3.1.Phương pháp hóa học [3] 16 3.1.1 Phương pháp chuẩn độ Complexon 16 3.1.1.1 Xác định trực tiếp Pb với thị Eriochcrom đen T 16 3.1.1.2 Xác định trực tiếp Pb với thị xilenol da cam 16 3.1.1.3 Xác định trực tiếp Pb với thị pyrogatlol đỏ 16 3.1.1.4 Xác định Pb theo phương pháp .17 3.1.2 Phương pháp thể tích 17 3.1.2.1 Phương pháp iot 17 3.1.2.2 Phương pháp đo màu 17 3.2 Phương pháp phân tích công cụ 17 3.2.1 Các phương pháp điện hóa .17 3.2.1.1 Phương pháp cực phổ cổ điển [1] 17 3.2.1.2 Phương pháp Vôn-Ampe hòa tan [1] 18 3.2.2 Phương pháp phổ 18 3.2.2.1 Phương pháp phân tích trắc quang [3] 18 3.2.2.2 Phương pháp chiết trắc quang [3] 19 3.2.2.3 Phương pháp phổ phát xạ [2] .19 3.2.2.4 Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử [2] .20 CHƯƠNG 4: CHỌN PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 20 4.1 Cơ sở lý thuyết phương pháp phân tích trắc quang 21 4.2 Phương pháp phân tích trắc quang kỹ thuật đường chuẩn .23 TÀI LIỆU THAM KHẢO 26 LỜI MỞ ĐẦU Nước ngầm nguồn nước cung cấp sinh hoạt chủ yếu nhiều quốc gia thề giới Do vậy, ô nhiễm nước ngầm có ảnh hưởng lớn đến chất lượng môi trường sống người Ngày nay, trạng thái ô nhiễm suy thoái nước ngầm xảy khu vực đô thị thành phố lớn giới Để hạn chế tác động ô nhiễm suy thoái nước ngầm cần phải tiến hành công tác điều tra, thăm dò trữ lượng chất lượng nước ngầm, xử lý nước thải chống ô nhiễm nguồn nước mặn, quan trắc thường xuyên trữ lượng nguồn nước ngầm Có thể nói nguồn nước bị ô nhiễm nhiều nguyên nhân khác Nguyên nhân chủ yếu gây ô nhiễm kim loại nặng trình đổ vào môi trường nước thải công nghiệp, nước thải độc hại không xử lý xử lý không đạt yêu cầu Ô nhiễm nước kim loại nặng có tác dụng tiêu cực đến môi trường sống người sinh vật, kim loại nặng tích lũy theo chuỗi thức ăn xâm nhập vào thể người Nước mặn bị ô nhiễm lan truyền chất ô nhiễm vào nước ngầm, vào đất thành phần môi trường Để xác định chì để đánh giá chất lượng nước ngầm, đề tài em là: “Tìm hiểu phương pháp xác định chì nước ngầm” Để thực đề tài này, em xin đưa nội dung: - Tính chất hóa học chì - Tác động kim loại chì đố với người môi trường - Các phương pháp xác định chì - Kết luận chọn phương pháp phân tích LỜI CẢM ƠN Sau đây, em xin cảm ơn cô Lê Thị Hồng Thúy bảo hướng dẫn em tận tình để em hoàn thành đề tài Em xin chân thành cảm ơn cô ạ! Trường ĐH CNTP – Khoa Công nghệ hóa học CHƯƠNG 1: MỘT SỐ TÍNH CHẤT VÀ HỢP CHẤT CỦA CHÌ 1.1 Tính chất hóa học chì [4] Ở điểu kiện thường, Pb bị oxi hóa tạo thành lớp oxi màu xám xanh bao bọc mặt, bảo vệ cho Pb không tiếp tục bị oxy hóa Khi đun nóng Pb tương tác với oxy theo phản ứng: 2Pb + O2 → 2PbO Kim loại Pb tương tác với halogen nhiều kim loại khác: PB + X2 → PbX2 Chì điện cực âm, nên nguyên tắc tan axit Nhưng thực tế Pb tương tác bề mặt với dung dịch HCl H 2SO4 80% bị bao bọc lớp muối khó tan (PbCl PbSO4) với dung dịch đậm axit đó, Pb tan muối khó tan lớp bảo vệ chuyển thành hợp chất dễ tan: PbCl2 + 2HCl → H2PbCl4 PbSO4 + H2SO4 → Pb(HSO4)2 Với axit nitric, nồng độ Pb tương tác kim loại: 3Pb + 8HNO3 (loãng) → 3Pb(NO3)2 + 2NO + 4H2O Khi có mặt oxy, Pb tương tác với nước: 2Pb + H2O + O2 → 2Pb(OH)2 Và tan axit axetic chất hữu khác: 2Pb + 4CH3COOH + O2 → 2Pb(CH3COO)2 + H2O Với dung dịch kiềm, Pb có tương tác đun nóng, giải phóng H2: Pb + 2KOH + 2H2O → K2[Pb(OH)4] + H2 ↑ Ion Pb2+ có khả tạo phức với số thuốc thử hữu Đithizon Điphênyl Cacbazit; 1-(2-Pyridylazo)-Naphtol; Amoni pyrilodyn đithiocacbamat (APDC)…, điển hình với Đithizon với pH = 8,5 – 9,5 tạp phức đặc trưng màu đỏ gạch Còn với EDTA, Pb2+ tạo phức bền pH = 10: Pb2+ + H2Y2- → PbY2- + 2H+ LÊ THỊ HỒNG THÚY Trường ĐH CNTP – Khoa Công nghệ hóa học 1.2 Một số hợp chất quan trọng chì 1.2.1 Oxit chì PbO chất rắn tồn hai dạng: PbO-α màu đỏ PbO-β màu vàng PbO tan axit kiềm mạnh, điều chế cách đốt Pb không khí Trong oxit, PbO2 quan trọng Nó dùng làm chất oxy hóa mạnh Ngoài PbO2 chì có oxit Pb2O3 Pb3O4 Các oxit Pb2O3 Pb3O4 chứa Pb(II), Pb(IV), nên oxit hỗn hợp Pb 2O3 tồn hai dạng tinh thể: dạng lập phương màu vàng – đỏ dạng đơn màu đen Ở nhiệt độ 390 ÷ 420 0C Pb2O3 bớt oxy Pb3O4 Pb2O3 không tan nước tác dụng với dung dịch kiềm nóng tạo nên PbO2: Pb2O3 + 2KOH + H2O → K2[Pb(OH)4] + PbO2 Pb3O4 tồn dạng bột màu da cam, phản ứng với dung dịch loãng HNO hay H2SO4: Pb3O4 + 4HNO3 → 2Pb(NO3)2 + PbO2 + 2H2O Pb3O4 + 2H2SO4 → 2PbSO4 + PbO2 + H2O 1.2.2 Hydroxit chì Một số phản ứng hydroxit chì: 2NaOH + Pb(OH)2 → Na2[Pb(OH)4] H2O2 + Pb(OH)2 → 2H2O + PbO2 Pb(OH)2 + 2HCl → 2H2O + PbCl2 2Pb + O2 + 2H2O → Pb(OH)2 1.2.3 Muối Pb2+ -Tác dụng axit clohidric HCl clorua tan Axit clohidric HCl muối clorua tan tạo với Pb 2+ kết tủa trắng chì clorua PbCl2 tan nước lạnh (7,54g/l 25 C) tan nhiều nước nóng (35,9 g/l 1000C) Sau kết tủa chì clorua pha lại phải đun cho tan hết kết tủa làm lạnh dung dịch chì clorua nóng ta thu tinh LÊ THỊ HỒNG THÚY Trường ĐH CNTP – Khoa Công nghệ hóa học thể chì clorua hình kim dễ nhận Chì clorua tan mtrong axut clohidric,natri clorua, kali clorua đặc tạo thành ion phức: PbCl2 + 2Cl- → [PbCl4]2Khi pha loãng phức kết tủa PbCl2 lại tách -Tác dụng Kaliodua KI: Kaliodua làm kết tủa chì Pb2+ + 2I- → PbI2↓ PbI2 + 2I- →[ PbI4]3Chì clorua tan nhiều nước sôi dễ tan dung dịch axit acetic nóng -Tác dụng axit sunfuric H2SO4 sunfat khác: Các ion SO42- tạo với Pb2+ kết tủa tinh thể màu trắng: Pb2+ + SO42- → PbSO4↓ -Chì sunfat tan nước axit tan H 2SO4 đặc tạo thành muối sunfat axit: PbSO4 + H2SO4 → Pb(HSO4)2 -Chì sunfat tan dung dịch nóng aminoaxetat aminotactrat: PbSO4 + 4CH3COONH4 → (NH4)2[Pb(CH3COO)4] + (NH4)2SO4 -Và dung dịch kiềm Tác dụng với kalicromat hay kalibicromat K2Cr2O7 Pb2+ + CrO42- → PbCrO4↓ 2Pb2+ + Cr2O72- + H2O → 2PbCrO4↓ + 2H+ -Chì cromat không tan axit acetic 2N tan axit nitric 3N, dễ tan kiềm (khác với BaSO4) 2PbCrO4 + 2H+ → 2Pb2+ + Cr2O72- + H2O PbCrO4 + 4OH- → PbO22- + CrO42- + 2H2O -Tác dụng hidro sunfua H2S sunfua tan loại thuốc thử tạo với ion Pb2+ kết tủa chì sunfat màu đen: Pb2+ +S2- → PbS↓ -Do độ tan chì sunfat bé (T=10-17) nên cho muối sunfat tan tác dụng với dung dịch chì môi trường kiềm ta đuoicự kết tủa PbS LÊ THỊ HỒNG THÚY Trường ĐH CNTP – Khoa Công nghệ hóa học PbO22- + 2H2O + S2- → PbS↓ + 4OHPhản ứng dùng để xác định chì có mặt Ba2+ -Tác dụng với amoni hidroxit NH4OH: Dung dịch NH4 tác dụng với Pb2+ tạo kết tủa chì hidroxit 2NH4OH + Pb2+ → Pb(OH)2 + 2NH4+ LÊ THỊ HỒNG THÚY 10 Trường ĐH CNTP – Khoa Công nghệ hóa học trọng tổng hợp máu chuyển hóa delta – amino levunilicaxit thành porphobilinogen Chì ức chế ALA – dehyratase enzym, giai đoạn tạo thành porphobilinogen xảy Kết phá hủy trình tổng hợp hemoglobin sắc tố hô hấp khác cần thiết máu cytochromes Cuối chì cản trở việc sử dụng oxy glucoza để sản sinh lượng trình sống Sự cản trở tìm thấy nồng độ cồn máu nằm khoảng 0,3 ppm Ở nồng độ cao (>0,3 ppm) gây tượng thiếu máu (thiếu hemoglobin), hàm lượng chì máu nằm khoảng 0,5 – 0,8 ppm gây rối loạn chức thận phá hủy não Dạng tồn chì nước dạng có hóa trị II, có nồng độ 0,1 mg/lít kìm hãm hợp chất oxy hóa vi sinh, hợp chất hữu đầu độc vi sinh vật bậc thấp nước, với nồng độ đạt tới 0,5 mg/lít kìm hãm trình oxy hóa amoniac thành nitrat phần lớn kim loại nặng, chì tích tụ lại thể thực vật sống nước Với loại thực vật bậc cao hệ số làm giàu lên đến 100 lần loại béo đạt tới 46 nghìn lần Các vi sinh vật bật thấp bị ảnh hưởng xấu nồng độ – 30 αg/lít Đối với người, xương nơi tàng trữ tích tụ chì thể Sau phần chì tương tác với photphat xương thể tính độc hại truyền vào mô mềm thể Chì nhiễm vào thể qua da, dường tiêu hóa, hô hấp Người bị nhiễm độc chì mắc số bệnh thiếu máu, đau đầu, sưng khớp, chóng mặt, Chính tác hại nguy hiểm chì người nên nước giới có quy định chặt chẽ hàm lượng chì tối đa cho phép có nước không vượt 0,01 mg/lít (QCVN 09 : 2008/BTNMT) 2.3 Tác hại ô nhiễm người [5] Nguồn nước bị ô nhiễm kim loại nặng, đặc biệt Chì (Pb) có ảnh hưởng lớn tới sức khỏe người Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), việc sử dụng nguồn nước nhiễm lượng chì lớn thời gian dài khiến người bị nhiễm độc chí tử vong không cứu chữa kịp thời LÊ THỊ HỒNG THÚY 12 Trường ĐH CNTP – Khoa Công nghệ hóa học Chúng ta phân tích số tác hại không kể đến chì sức khỏe: Đối với trẻ em có mức hấp thụ chì cao gấp 3-4 lần người lớn Chì tích tụ xương, cản trở chuyển hóa Canxi cách kìm hãm chuyển hóa vitamin D, gây độc quan thần kinh trung ương lẫn thần kinh ngoại biên Đặc biệt, Chì gây tác động mãn tính tới phát triển trí tuệ Ngộ độc Chì gây biến chứng viêm não trẻ em Chì tác động lên hệ thống enzyme vận chuyển hiđro gây nên số rối loạn thể, chủ yếu rối loạn phận tạo huyết (tủy xương) Tùy theo mức độ nhiễm độc gây tai biến, nặng gây tử vong Với phụ nữ có thai thường xuyên tiếp xúc với chì khả sẩy thai thai nhi chết sau sinh lớn Chì có tác dụng độc hại cho thể người gây số bệnh kinh niên, mãn tính, ví dụ bệnh thận hay bệnh thần kinh Chì nguyên tố tồn tự nhiên có công dụng định đời sống, người chì có tác hại gây ảnh hưởng đến sức khỏe LÊ THỊ HỒNG THÚY 13 Trường ĐH CNTP – Khoa Công nghệ hóa học 2.4 Tiêu chuẩn Việt nam chất lượng nước ngầm [6] Giá trị giới hạn thông số chất lượng nước ngầm quy định bảng sau đây: Bảng 2.1 Tiêu chuẩn Việt Nam chất lượng nước ngầm TT Thông số Đơn vị Giá trị giới hạn pH - 5,5 – 8,5 Độ cứng (tính theo CaCO3) mg/l 500 Chất rắn tổng số mg/l 1500 COD (KMnO4) mg/l Amoni (tính theo N) mg/l 0,1 Clorua (Cl-) mg/l 250 Florua (F-) mg/l 1,0 Nitrit (NO2 ) (tính theo N) - mg/l 1,0 Nitrat (NO3 ) (tính theo N) - mg/l 15 10 Sunfat (SO42-) mg/l 400 11 Xianua (CN-) mg/l 0,01 12 Phenol mg/l 0,001 13 Asen (As) mg/l 0,05 14 Cadimi (Cd) mg/l 0,005 15 Chì (Pb) mg/l 0,01 16 Ctom VI (Cr6+) mg/l 0,05 17 Đồng (Cu) mg/l 1,0 18 Kẽm (Zn) mg/l 3,0 19 Mangan (Mn) mg/l 0,5 20 Thủy ngân (Hg) mg/l 0,001 21 Sắt (Fe) mg/l 5,0 22 Selen (Se) mg/l 0,01 23 Tổng hoạt độ phóng xạ α Bq/l 0,1 LÊ THỊ HỒNG THÚY 14 Trường ĐH CNTP – Khoa Công nghệ hóa học 24 Tổng hoạt độ phóng xạ β Bq/l 1,0 25 E – Coli MPN/100ml Không phát thấy 26 Coliform MPN/100ml LÊ THỊ HỒNG THÚY 15 Trường ĐH CNTP – Khoa Công nghệ hóa học CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHÌ 3.1.Phương pháp hóa học [3] 3.1.1 Phương pháp chuẩn độ Complexon Khi chọn chất thị cho chuẩn độ ion kim loại ban82ng phương pháp Complexon người ta phải chọn pH thích hợp để phản ứng tạo phức Complexon kim loại xảy hoàn toàn Chất thị tự phức với ion kim loại có màu khác đổi màu chất thị xảy gần điểm tương đương để đảm bảo tính xác phép phân tích Sau dây số phương pháp xác định Pb phương pháp Complexon (dùng EDTA) 3.1.1.1 Xác định trực tiếp Pb với thị Eriochcrom đen T Hàm lượng Pb mẫu phân tích khoảng 20 mg Pb 100 ml người ta dùng ml dung dịch tactrat (1 : ) trietranolamin (TEA) để làm tạo phức che ion kim loại gây cản trở cho phép xác định Pb Sau đó, trung hòa lượng tương đương dung dịch NaOH Trong số trường hợp cụ thêm chất che nh7 KCN Sau thêm ml dung dịch đệm pH = 10 chất thị Eriochcrom đen T, tiến hành chuẩn độ đến dung dịch chuyển màu đỏ sang xanh 3.1.1.2 Xác định trực tiếp Pb với thị xilenol da cam Trong hàm lượng phân tích thượng không 50 mg Pb 100 ml, cần thiết trung hòa dung dịch NaOH đến pH = ÷ 3, sau thêm lượng thích hợp dung dịch đệm axetat, lúc pH dung dịch cần phải 5, thêm chất thị chuẩn độ dung dịch (EDTA) từ màu tím sang màu vàng hoàn toàn 3.1.1.3 Xác định trực tiếp Pb với thị pyrogatlol đỏ Xác định Pb phương pháp chuẩn độ trực tiếp với EDTA người ta dùng chất thị pyrogatlol đỏ môi trường axit yếu Phép chuẩn độ kết thúc dung dịch thị màu tím sang màu đỏ sáng Nếu cần thiết phải sử dụng chất che thích hợp LÊ THỊ HỒNG THÚY 16 Trường ĐH CNTP – Khoa Công nghệ hóa học 3.1.1.4 Xác định Pb theo phương pháp Dung dịch phân tích không 30 mg Pb 100 ml, thêm lượng thích hợp MgY2- trung hòa NaOH Nếu cần thiết thêm chất che KCN, thêm dung dịch đệm pH = 10 tiến hành chuẩn độ EDTA đến dung dịch chuyển từ đỏ sang xanh 3.1.2 Phương pháp thể tích 3.1.2.1 Phương pháp iot Dùng dung dịch K2Cr2O7 với lượng dư cho tác dụng với Pb tạo PbCrO 4, lại cho tác dụng với dung dịch KI môi trường axit, chuẩn độ I giải phóng dung dịch Na2S2O3 từ tính lượng chì mẫu phân tích 3.1.2.2 Phương pháp đo màu Phương pháp dựa vào phản ứng tạo thành chì sunfua (PbS) màu xám đục, đem so sánh với ống đựng dung dịch PbS tiêu chuẩn biết từ nồng độ Từ suy nồng độ chì mẫu phân tích Phương pháp đơn giản dung trường hợp có nồng độ tương đối lớn, dễ mắc phải sai số lớn 3.2 Phương pháp phân tích công cụ 3.2.1 Các phương pháp điện hóa 3.2.1.1 Phương pháp cực phổ cổ điển [1] Nguyên tắc: Đo cường độ dòng trình điện phân: Cường độ dòng phụ thuộc vào: -Nồng độ chất điện ly (bị điện phân) dung dịch -Thế điện cực  Tiến hành điện phân đo cường độ dòng dãy dung dịch chuẩn Dựa vào đồ thị cường độ dòng – nồng độ => xác định nồng độ chất cần định phân có dung dịch => Phương pháp gọi phương pháp cực phổ LÊ THỊ HỒNG THÚY 17 Trường ĐH CNTP – Khoa Công nghệ hóa học  Phương pháp cực phổ thường sử dụng điện cực giọt Hg 3.2.1.2 Phương pháp Vôn-Ampe hòa tan [1] Nguyên tắc: Đo cường độ dòng trình điện phân: Cường độ dòng phụ thuộc vào: -Nồng độ chất điện ly (bị điện phân) dung dịch -Thế điện cực Dựa vào đồ thị cường độ dòng – nồng độ => theo dõi biến thiên cường độ dòng so với thay đổi nồng độ chất phản ứng hóa học phản ứng điện hóa Ứng dụng trình chuẩn độ => gọi phương pháp chuẩn độ ampe Phương pháp Volt – Ampere (VA) thuộc nhóm phương pháp phân tích dựa vào việc nghiên cứu đường cong Volt – Ampere (đường cong phân cực, đường cong I – E) chế độ dừng không dừng 3.2.2 Phương pháp phổ 3.2.2.1 Phương pháp phân tích trắc quang [3] Phương pháp phân tích trắc quang nhóm phương pháp phân tích quang học Phương pháp dựa vào việc chuyển chất phân tích thành hợp chất có khả hấp thụ ánh sáng đo độ hấp thụ lượng ánh sáng để suy lượng chất cần phân tích Pb(II) cation kim loại có khả tạo phức màu với nhiều thuốc thử hữu khác Vì áp dụng phương pháp trắc quang với đithizon phương pháp truyền thống phổ biến tính ưu việt Phép phân tích trắc quang gắn liền với hợp chất màu, dùng màu sắc để phân tích đối tượng nghiên cứu tiến hành theo bước sau: - Lấy đối tượng nghiên cứu vào dung dịch Tạo hợp chất màu với thuốc thử hữu thích hợp Đo mật độ quang (xác định cường độ màu chất nghiên cưu) So sánh cường độ màu (hoặc độ hấp thụ quang) dung dịch nghiên cứu với dung dịch chuẩn LÊ THỊ HỒNG THÚY 18 Trường ĐH CNTP – Khoa Công nghệ hóa học 3.2.2.2 Phương pháp chiết trắc quang [3] Phương pháp triết trắc quang cho phép ta nâng cao độ chọn lọc, độ nhạy cô đặc nguyên tố Trong nguyên tố chiết điều kiện khác nhau, chiết loại bỏ bớt yếu tố cản trở, tăng đọ chọn lọc cho phép phân tích Khi chiết thường từ thể tích lớn pha nước, phức màu chuyển vào thể tích nhỏ dung môi hữu cơ, vừa cô đặc vừa tăng đọ nhạy phép phân tích trắc quang Ngoài pha hữu vừa có số điện môi độ phân cực nhỏ đáng kể so với pha nước, phức bền hơn, việc chuyển ion xác định Thông thường phức chiết vaò dung môi hữu có hệ số hấp thụ phân tử gam lớn đáng kể so với đại lượng pha nước Trong tự nhiên pha nước để áp dụng phức hữu phép xác định chiết – trắc quang ta cần nghiên cứu điều kiện tối ưu bước sóng, thời gian, pH, nhiệt độ, nồng độ, thuốc thử ion kim loại, khoảng nồng độ tuân theo định luật Beer, ion cản, dòng chuẩn để xác định dòng nhân tạo mẫu thật Các bước tiến hành tương tự pha nước Trong phép chiết trắc quang chọn dung môi chiết (hoặc dung môi hỗn hợp) có ý nghĩa định 3.2.2.3 Phương pháp phổ phát xạ [2] Phép đo phổ phát xạ nguyên tử phương pháp phân tích vật lý dựa tính chất phát xạ nguyên tử trạng thái để xác định thành phần hóa học nguyên tố, chất mẫu phân tích Vì có tên phân tích quang phổ hóa học Phương pháp sử dụng để phân tích định tính định lượng nguyên tố hóa học, chủ yếu kim loại đối tượng mẫu khác nhau, địa chất, hóa học, luyện kim, hóa dầu, nông nghiệp, thực phẩm, y dược, môi trường… thuộc loại mẫu rắn, mẫu dung dịch, mẫu bột, mẫu quặng, mẫu khí Tuy phân tích nhiều đối tượng, thực chất xác định kim loại chính, nghĩa nguyên tố có phổ phát xạ nhạy kích thích nguồn lượng thích hợp Vì vậy, đối tượng phương pháp phân tích dựa theo phép đo phổ phát xạ nguyên tử kim loại nồng độ nhỏ loại mẫu khác LÊ THỊ HỒNG THÚY 19 Trường ĐH CNTP – Khoa Công nghệ hóa học 3.2.2.4 Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử [2] Phương pháp phân tích dựa sở đo phổ hấp thụ nguyên tử nguyên tố gọi phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (phép đo AAS) Máy AAS phân tích tiêu mẫu có nồng độ từ ppb - ppm Mẫu phải vô hóa thành dung dịch phun vào hệ thống nguyên tử hóa mẫu máy AAS Khi cần phân tích nguyên tố ta gắn đèn cathode lõm nguyên tố Một dãy dung dịch chuẩn nguyên tố cần đo biết xác nồng độ đo song song Từ số liệu đo ta tính nồng độ nguyên tố cần đo có dung dịch mẫu đem phân tích Hình 3.1: Hệ thống máy hấp thu nguyên tử AAS hãng Varian CHƯƠNG 4: CHỌN PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH Thông qua tổng quan phương pháp xác định lượng Pb, nước thấy nhiều phương pháp Tuy nhiên việc nghiên cứu phải xuất phát từ yêu cầu việc phân tích điều kiện thực nghiệm để chọn phương pháp hợp lí đáp ứng yêu cầu đề LÊ THỊ HỒNG THÚY 20 Trường ĐH CNTP – Khoa Công nghệ hóa học Phương pháp chuẩn độ đơn giản, không đòi hỏi thiết bị đắt tiền, song phương pháp có độ nhạy, độ chọn lọc không cao Do phép phân tích mắc phải sai số lớn đặc biệt phân tích chất có hàm lượng dạng vết Phương pháp cực phổ phương pháp Vôn – Ampe hòa tan có khả xác định hỗn hợp kim loại chứa mẫu với hàm lượng khoảng 0,001% với độ xác cao Nhưng phương pháp khó khăn hoàn cảnh trang thiết bị thí nghiệm chưa đáp ứng Phương pháp phân tích trắc quang đặc biệt chiết trắc quang có độ xác chọn lọc cao biết quan tâm đến điều kiện, độ tinh khiết thuốc thử, khả che ion cản trở, biết làm giàu hàm lượng chất phân tích theo kỹ thuật thích hợp Hiện nay, phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử phương pháp cực phổ sử dụng rộng rãi chúng đáp ứng yêu cầu kết phân tích đặt Vì thế, người phân tích phải biết chọn phương pháp phù hợp tùy theo điều kiện khả đáp ứng nhu cầu Vì vậy, phương pháp phân tích trắc quang kỹ thuật đường chuẩn phương pháp em trình bày 4.1 Cơ sở lý thuyết phương pháp phân tích trắc quang Phương pháp dựa vào việc chuyển chất cần phân tích thành hợp chất màu có khả hấp thụ ánh sáng đo độ hấp thụ ánh sáng để suy lượng chất cần nghiên cứu dung dịch Xét suy yếu cường độ dòng sáng đơn sắc qua dung dịch màu có chiều dài l (cm) Hai nhà bác học Bouguer Lambert thực nghiệm tính toán đưa công thức: I0 = I1 10-kl (1) Trong đó: I0: cường độ dòng sáng sau qua khỏi lớp dung dịch màu có chiều dài l ( cường độ sáng bị hấp thụ) I1: cường độ dòng sáng tới LÊ THỊ HỒNG THÚY 21 Trường ĐH CNTP – Khoa Công nghệ hóa học l: bề sày lớp dung dịch k: hệ số đặc trưng cho hấp thụ ánh sáng dung dịch phụ thuộc vào tính chất dung dịch Đây biểu thức định luật Bouguer – Lambert: Từ (1) suy ra:  (2) Đặt D = = kl Người ta gọi D mật độ quang dung dịch (có thể ký hiệu A), nội dung định luật Bouguer – Lambert phát biểu: “Lượng tương đối dòng bị hấp thụ môi trường mà qua không phụ thuộc vào cường độ ánh sáng tới Mỗi lớp bề dày dung dịch hấp thụ cường độ ánh sáng đơn sắc nhau” Năm 1852, nhà bác học Beer thiết lập định luật phụ thuộc ánh sáng bị hấp thụ vào nồng độ dung dịch chất màu Nội dung định luật: Độ hấp thụ ánh sáng dung dịch màu, mật độ quang tỷ lệ bậc với nồng độ dung dịch màu có biểu thức: lg = K’C (3) Trong đó: C: nồng độ dung dịch màu K’: ý nghĩa K Từ hai định luật Bouguer – Lambert Beer, nhà bác học đưa định luật hợp Bouguer – Lambert Beer: Sự giảm cường độ dòng sáng qua dung dịch phụ thuộc vào nồng độ bề dày lớp dung dịch LÊ THỊ HỒNG THÚY 22 Trường ĐH CNTP – Khoa Công nghệ hóa học Biểu thức định luật: D =  l C (4) Với hệ số hấp thụ phân tử gam phụ thuộc vào chất dung dịch màu Định luật Bouguer – Lambert – Beer định luật làm sở cho phương pháp phân tích trắc quang biểu thức (4) thường sử dụng để tính toán kết phân tích trắc quang Như phép phân tích trắc quang gắn liền với hợp chất màu, dùng màu sắc để phân tích đối tượng nghiên cứu tiến hành theo bước sau: - Lấy đối tượng nghiên cứu vào dung dịch Tạo hợp chất màu với thuốc thử hữu thích hợp Đo mật độ quang (xác định cường độ màu chất nghiên cưu) So sánh cường độ màu (hoặc độ hấp thụ quang) dung dịch nghiên cứu với dung dịch chuẩn Vì giá trị độ quang phụ thuộc vào nồng độ bề dày lớp dung dịch nên thực phương pháp trắc quang để xác định Pb liên quan đến yếu tố sau: • Cuvet: - Chọn lọc cuvet không tan dung dịch cần đo (tức dung môi phải phủ hợp) - Các đặt cuvet: lần thay dung dịch để đo mật độ quang cần theo dõi xác để đặt cuvet vị trí lần đo trước - Sử dụng: Mỗi lần thay dung dịch trước đem vào máy đothật cẩn thận lau khô, mặt thành cuvet lượng dung dịch màu lần lấy đo tuần hoàn khoảng 3/2 chiều cao cuvet 4.2 Phương pháp phân tích trắc quang kỹ thuật đường chuẩn Phương pháp đường chuẩn phương pháp dùng phân tích, hàng loạt mẫu cho phép phân tích, tính toán, kết nhanh Nội dung phương pháp: Pha chế dãy dung dịch chuẩn có nồng độ chất nghiên cứu tăng dần, lượng thuốc thử, axit điều kiện hóa chất khác LÊ THỊ HỒNG THÚY 23 Trường ĐH CNTP – Khoa Công nghệ hóa học Đo mật độ quang dãy dung dịch lập đồ thị D = f(C) gọi đường chuẩn Khi sử dụng dung dịch so sánh dung dịch trắng chứa tất cấu tử dung dịch chuẩn trừ cấu tử cần xác định Để lượng chất xác định có dung dịch phân tích ta pha chế dung dịch cần phân tích điều kiện giống đường chuẩn đo mật độ quang Dx Dùng đồ thị chuẩn tính giá trị C x, phương pháp có ưu điểm xác định hàng loạt chất cần phân tích, máy đo xác kết tin cậy Song để dùng phương pháp này, hấp thụ ánh sáng dung dịch màu phải tuân theo định luật hấp thụ ánh sáng Bounge – Lamber – Beer tức có tuyến tính D C Hàm lượng chất nghiên cứu xác định theo công thức: (mg/mL) (5) Trong đó: C: Hàm lượng kim loại tính theo đường chuẩn (mg) V: Thể tích mẫu nước phân tích (mL) Để xây dựng quy trình thực nghiệm xác định Pb - Xây dựng đường chuẩn - Đo mật độ quang dung dịch màu máy bước sóng từ 410 ÷ 710 nm Từ suy nồng độ chì Ứng dụng cho việc xác định chì nước ngầm Trong trường hợp này, muốn xác định Pb trước hết dùng NH 2OH để khử chất không cần thiết NH 2OH chất khử mạnh môi trường kiềm Trong mẫu nước đem phân tích có ion khác Hg 2+; Zn2+; Fe2+; Cu2+; Ag+ Trong có cation Cu2+; Hg2+; Zn2+; Sn2+;… Sẽ gây cản trở cho việc xác định Pb phương pháp trắc quang Vì thực nên sử dụng chất che KCN làm thuốc thử đithizon dung môi CCl chúng có khả tạo phức màu với đithizon tương đồng với chì đithizonat LÊ THỊ HỒNG THÚY 24 Trường ĐH CNTP – Khoa Công nghệ hóa học LÊ THỊ HỒNG THÚY 25 Trường ĐH CNTP – Khoa Công nghệ hóa học TÀI LIỆU THAM KHẢO 1/ Đặng Tấn Hiệp – Võ Thúy Vi, Phân tích dụng cụ 2, Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP Hồ Chí Minh, 2016 2/ Phạm Luận, Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, 2006 3/ Lâm Minh Triết – Diệp Ngọc Sương, Các phương pháp phân tích kim loại nước nước thải, NXB Khoa học kỹ thuật, 2000 4/ luanvan.co/luan-van/dac-diem-va-tac-dung-cua-chi-plumbum-20374 5/ vi.wikipedia.org/wiki/Chì 6/ gree-vn.com/pdf/QCVN09-2008BTNMT.pdf 7/ www.case.vn/vi-VN/34/96/115/details.case LÊ THỊ HỒNG THÚY 26 ... chất lượng nước ngầm [6] 14 CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHÌ 16 3.1 .Phương pháp hóa học [3] 16 3.1.1 Phương pháp chuẩn độ Complexon 16 3.1.1.1 Xác định trực tiếp... truyền chất ô nhiễm vào nước ngầm, vào đất thành phần môi trường Để xác định chì để đánh giá chất lượng nước ngầm, đề tài em là: “Tìm hiểu phương pháp xác định chì nước ngầm Để thực đề tài này,... hóa học CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHÌ 3.1 .Phương pháp hóa học [3] 3.1.1 Phương pháp chuẩn độ Complexon Khi chọn chất thị cho chuẩn độ ion kim loại ban82ng phương pháp Complexon người