1 LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn thành phịng thí nghiệm hóa phân tích - Khoa hóa học - Trường Đại học Vinh Bằng lòng trân trọng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Khắc Nghĩa - người hướng dẫn khoa học, tận tình bảo em suốt trình học tập nghiên cứu Em xin trân trọng cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa Hóa, thầy giáo ,các cán phịng thí nghiệm khoa hóa –Trường Đại học vinh,cán kỹ thuật viên thuộc Trung tâm kiểm nghiệm dược phẩm-Mỹ phẩm Nghệ An giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho em hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp, bạn bè, người thân ủng hộ, động viên tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Vinh, tháng 10 năm 2013 Người thực Lê Thanh Bình MỤC LỤC 1.1.2.1 Trạng thái tự nhiên .4 1.1.2.3 Độc tính chì 1.1.3 Tính chất vật lý[2] 1.1.4 Tính chất hố học 1.1.5 Khả tạo phức Pb2+ [14] 1.1.5.3 Khả tạo phức chì với thuốc thử 1-( 2- thiazolylazo )- 2naphthol MỞ ĐẦU Chì nguyên tố dùng để làm ắc quy, đầu đạn, đúc khuôn, chế tạo thuỷ tinh pha lê, pha vào xăng để tăng số octan Do có tính phóng xạ mà người ta dùng chì làm áo giáp cho nhân viên, chụp X quang, lị phản ứng hạt nhân, đựng ngun tố phóng xạ, cho vào hình vi tính, ti vi,… Tuy nhiên, Pb nguyên tố gây nhiễm độc cho môi trường, đặc biệt hàm lượng chì xăng động đốt thải cho môi trường lớn, ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống người sinh vật Chì ngun tố có khả tạo phức với nhiều phối tử, đặc biệt phối tử hữu Trong thời gian qua, việc phân tích chì mẫu vật nghiên cứu nhiều phương pháp khác nhau, nhiên chưa có tài liệu cơng bố hồn chỉnh việc nghiên cứu tạo phức chiết phức đaligan chì với thuốc thử 1-(2-pyridylazơ)-2-naphtol (PAN) Vì vậy, chúng tơi nghiên cứu phức màu chì phương pháp chiết - trắc quang - phương pháp có nhiều triển vọng phù hợp với điều kiện phịng thí nghiệm nước ta Xuất phát từ lí này, chúng tơi chọn đề tài “ Nghiên cứu chiết - trắc quang tạo phức 1-(2-pyridylazo)-2-naphthol (PAN)- Pb(II) -SCN- xác định hàm lượng Chì nước mặt, nước ngầm xã Nam Giang, huyện Nam Đàn, tỉnh Nghệ An'' Để thực đề tài tập trung giải nhiệm vụ sau: Khảo sát hiệu ứng tạo phức Pb(II) với PAN SCN- Khảo sát điều kiện tối ưu tạo phức chiết phức Xác định thành phần phức Nghiên cứu chế tạo phức PAN-Pb(II)-SCN5 Xác định hệ số hấp thụ electron, số cân số bền điều kiện phức Xác định đường chuẩn để định lượng chì Ứng dụng kết nghiên cứu để định lượng Pb(II) mẫu nước mặt nước ngầm Chương I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu ngun tố chì 1.1.1 Vị trí, cấu tạo tính chất chì Chì ngun tố thứ 82 bảng hệ thống tuần hoàn Sau số thơng số chì Ký hiệu: Pb Số thứ tự: 82 Khối lượng nguyên tử: 207,2 dvc Cấu hình electron: [Xe] 4f145d106s26p2 Bán kính ion: 1,26A0 Độ âm điện (theo paoling): 2,33 Thế điện cực tiêu chuẩn E0Pb2+/Pb = -0,126V Năng lượng ion hoá: Mức lượng ion hoá Năng lượng ion hoá I1 I2 I3 I4 I5 I6 7.42 15.03 31.93 39 69.7 84 Từ giá trị I3 đến giá trị I4 có giá trị tương đối lớn, từ giá trị I đến I6 có giá trị lớn chì tồn số ơxi hóa : +2 +4 1.1.2 Trạng thái tự nhiên, vai trị độc tính chì 1.1.2.1 Trạng thái tự nhiên Chì nguyên tố phổ biến vỏ trái đất Chì tồn trạng thái oxy hố 0, +2 +4, muối Pb(II) hay gặp có độ bền cao Trong tự nhiên, chì tồn loại quặng galenit (PbS), Cesurit (PbCO3) anglesit (PbSO4) Chì nước chiếm tỷ lệ thấp, khí chì tương đối giàu so với kim loại nặng khác 1.1.2.2 Vai trị ứng dụng chì Chì sử dụng để chế tạo pin, ăcquy chì - axit hợp kim Trong kỹ thuật đại chì ứng dụng làm vỏ bọc dây cáp, que hàn Một lượng nhỏ chì cho vào trình nấu thuỷ tinh thu loại vật liệu có thẩm mỹ cao, pha lê Trong y học, chì sử dụng làm thuốc giảm đau, làm ăn da chống viêm nhiễm 1.1.2.3 Độc tính chì Bảng 1.1 Lượng chì bị hấp thụ vào thể ngày Nguồn hấp thụ Khơng khí Nước (dạng hồ tan Lượng chì Vào người Bài tiết (μgPb/ngày) 10 (μgPb/ngày) (μgPb/ngày) 200 15 25 (tích tụ phức) Thực phẩm (dạng phức) 200 xương) Tác dụng sinh hoá chủ yếu chì tác động tới tổng hợp máu dẫn đến phá vỡ hồng cầu Chì cản trở việc sử dụng oxy glucoza để sản sinh lượng cho trình sống Nồng độ chì máu nằm khoảng 0,3ppm Ở nồng độ cao ( > 0,3 – 0,8 ppm) gây tượng thiếu máu, rối loạn chức thận phá huỷ não Chì nhiễm vào thể qua da, đường tiêu hố, hơ hấp 1.1.3 Tính chất vật lý[2] Chì kim loại màu xám thẫm , mềm dễ bị rát mỏng Nhiệt độ nóng chảy: 327,460C Nhiệt độ sôi: 1740C Khối lượng riêng: 11,34 g/cm3 Chì hợp chất Chì độc nguy hiểm tính tích luỹ nó, nên khó giải độc bị nhiễm độc lâu dài Chì hấp thụ tốt tia phóng xạ 1.1.4 Tính chất hố học Tính chất đặc trưng Chì tính khử, thể sau: • Tác dụng với nguyên tố không kim loại: 2Pb+ O2 = 2PbO Pb + X2 = PbX2 ( X: halogen) • Tác dụng yếu với axit HCl axit H 2SO4 nồng độ 80% tạo lớp muối, PbCl2 PbSO4 khó tan Khi axit nồng độ đặc có phản ứng lớp muối bị hồ tan: PbCl2 + 2HCl = H2 PbCl4 PbSO4 + H2SO4 = Pb(HSO4)2 • Với axit HNO3, chì tác dụng tương tự kim loại khác • Khi có mặt oxy, chì tương tác với nước axit hữu cơ: 2Pb + 2H2O + O2 = Pb(OH)2 2Pb + CH3COOH + O2 = (CH3COO)2Pb + 10 H2O • Tác dụng với dung dịch kiềm nóng: Pb + KOH + 2H2O = K2 [Pb(OH)4 ] + H2 1.1.5 Khả tạo phức Pb2+ [14] 1.1.5.1 Khả tạo phức Chì với thuốc thử Đithizon Thuốc thử: Điphenylthiocacbazon (Đithizon), thuốc thử truyền thống sử dụng rộng rãi để xác định lượng vết chì cách chắn dựa vào phản ứng với đithizon Ưu điểm: Phức chì - đithizon cho ta phương pháp nhạy (ở λ = 520 nm, hệ số hấp thụ mol phân tử ε = 65 000) Nhược điểm: Sự quang hoá dung dịch đithizon phức không tan nước Để định lượng chì nước người ta chiết phức chì đithizonat CCl4 pH = - với lượng dư xianua để che nhiều kim loại khác bị chiết xuất với chì Nồng độ cực tiểu bị phát 1,0μg/10ml dung dịch chì – đithizon 1.1.5.2 Khả tạo phức chì với thuốc thử 1-(2-pyridylazo) - naphthol (PAN) Người ta cho định lượng chì 1-(2-pyridylazo)- 2naphthol với có mặt chất hoạt động bề mặt khơng điện li phương pháp trắc quang Điều kiện tối ưu để xác định chì dựa vào phản ứng phức Pb(II)- PAN với diện chất hoạt động bề mặt không điện li (polioxietyleneoylphenol ) pH = ( Na 2B4O7 - HClO4 ) với 5% chất hoạt động bề mặt đo bước sóng 555nm Tại bước sóng khoảng nồng độ tuân theo định luật Beer xác định từ 1,3 - 4,5 ppm hệ số hấp thụ mol phân tử 20200 l/mol.cm Kết đinh lượng thu có độ lệch chuẩn tương đối 0,9% giới hạn phát 0,12ppm 1.1.5.3 Khả tạo phức chì với thuốc thử 1-( 2- thiazolylazo )- 2naphthol Phản ứng chì với thuốc thử 1-( 2- thiazolylazo )- 2- naphtol môi trường axit yếu (pH = 6,1 - 6,7) tạo thành hợp phức chelat màu nâu đỏ đậm hỗn hợp metylic - nước Vì dùng 1-(2-thiazolylazo)- naphtol để định lượng chì phương pháp trắc quang Phức chất chúng hình thành theo tỷ lệ 1:1, có cực đại hấp thụ bước sóng 578nm - 580nm dung dịch có chứa 40% CH3OH bền 36 Tại cực đại hấp thụ khoảng nồng độ tuân theo định luật Beer 0,2- 0,6μg/ml, số bền phức lgK = 5,30 hệ số hấp thụ mol phân tử 17000l/mol.cm Độ nhạy Xenđen 0,012 μg/cm2 với nồng độ hấp thụ nhỏ 0,0001 Kết thu có độ lệch chuẩn tương đối 60,65% sai số tương đối 61,08% Phương pháp dùng để xác định chì hợp kim 1.1.5.4 Khả tạo phức chì với thuốc thử 6,6 “dimetyl-2,2’,6’,2” terirpiriddin Khi cho chì phản ứng với thuốc thử 6,6 “dimetyl-2,2’,6’,2” – terirpiriddin tạo phức theo tỷ lệ 3: môi trường đệm axetat pH = 5,0 - 6,0, phức hấp thụ cực đại bước sóng 375nm, hệ số hấp thụ mol phân tử 57100 l/mol.cm khoảng nồng độ tuân theo định luật Beer từ 25mg/25ml Có thể che Fe3+ NaF tách Cr(IV) trao đổi ion Phương pháp dùng để xác định lượng nhỏ Pb Cu tinh khiết với độ lệch chuẩn tương đối 3,83% 1.1.5.5 Khả tạo phức chì với Xilen da cam Các tác giả dùng Xilen da cam xác định chì phương pháp trắc quang, phức có tỷ lệ 1:1 pH = 4,5 - 5,4, phức hấp thụ cực đại bước sóng 580nm, hệ số hấp thụ mol phân tử 15500l/mol.cm khoảng nồng độ tuân theo định luật Beer từ - 30μg/50ml Kết thu có độ lệch chuẩn tương đối 2,0 - 2,5% 1.1.5.6 Khả tạo phức chì với thuốc thử PAN Có nhiều ý kiến khác thành phần phức Pb 2+ : PAR chẳng hạn pH = 10 tỷ lệ tạo phức Pb2+ : PAR 1:1, λ = 520nm, hệ số hấp thụ mol phân tử ε = 38000 lgβ = 6,48 Qua nhiều nghiên cứu, tác giả rút kết luận có tạo phức PbRH+ pH =5 phức PbR pH = 10 1.1.6 Một số phương pháp xác định chì 1.1.6.1 Phương pháp chuẩn độ Phản ứng chuẩn độ: Pb2+ + H2Y2- = PbY2- + 2H+ β = 1018,91 Cách tính: Xác định thể tích EDTA nồng độ xác định ( C m ) cần để chuẩn độ V0 mol dung dịch ion chì (H) (dựa vào đổi màu thị từ đỏ sang xanh ) Vml Từ suy nồng độ C 0M dung dịch chì theo phương trình C0V0 = CV → C0 = CV / V0 Hàm lượng chì dung dịch = C0V0 x 0,207 (g) • Nhận xét: -Ưu điểm: Phương pháp chuẩn độ khơng địi hỏi nhiều thiết bị chun dụng đắt tiền, kỹ thuật tiến hành đơn giản - Nhược điểm: Phương pháp chuẩn độ dễ mắc phải sai số nguyên nhân chủ quan khách quan Xác định không thật xác điểm tương đương phải dựa vào mắt thường quan sát đổi màu 1.1.6.2.Xác định phương pháp cực phổ Thường áp dụng nồng độ chì nhỏ 0,1 mg/l ( 4,826 x 10-7 M ) 1.1.6.3 Phương pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử phát xạ nguyên tử Phương pháp cho độ xác độ nhạy cao có giá trị lớn phân tích, xác định đồng thời nhiều nguyên tố khác mẫu 1.1.6.4 Xác định chì phương pháp trắc quang Theo nhiều nghiên cứu, nồng độ tối thiểu chì xác định phương pháp trắc quang theo đường chuẩn 0,1mg/l ( 4,826 x 10-7 M ) Vì dùng thuốc thử PAR xác định hàm lượng chì nguồn nước bị ô nhiễm phương pháp trắc quang 1.2 Tính chất khả tạo phức PAN 1.2.1 Cấu tạo, tính chất vật lý PAN Thuốc thử 1- (2-pyridylazo )- naphthol (PAN) có Cơng thức: N N N HO - Khối lượng phân tử: M = 249,27 - Công thức phân tử PAN: C15H11ON3 - Cấu tạo PAN gồm hai vòng liên kết với qua cầu -N = N-, vòng pyridyl, vòng bên vòng naphtol ngưng tụ PAN thuốc thử hữu có dạng bột màu đỏ, không tan nước, tan tốt rượu axeton Vì đặc điểm mà người ta thường chọn axeton làm dung môi để pha PAN Khi tan axeton có dung dịch màu vàng hấp thụ bước sóng cực đại λ max = 470nm, khơng hấp thụ bước sóng cao 560nm Tuỳ thuộc vào pH mơi trường mà thuốc thử PAN tồn dạng khác nhau, có ba dạng tồn H 2In+, HIn In- có số phân ly tương ứng: pK1 = 1,9 pK2 = 12,2 Chúng ta mơ tả dạng tồn PAN qua cân sau: N NH PK1 = 1,9 N N + N N HO HO PK2 = 12,2 N N N - O 10 1.2.2 Khả tạo phức PAN PAN thuốc thử đơn bazơ tam phối vị, phức tạo với có khả chiết làm giàu dung môi hữu CCl 4, CHCl3, rượu isoamylic, rượu isobutylic, rượu n-amylic, rượu n-butylic….PAN tạo phức bền với nhiều kim loại cho phức màu mạnh như: coban, sắt, mangan, niken, kẽm tạo hợp chất nội phức có màu vàng đậm CCl 4, CHCl3, ben zen, đietylete PAN tan clorofom benzen tạo phức với Fe 3+ môi trường pH từ ÷ Phức che lát có λmax = 775nm, ε = 16.10-3 l/mol.cm dùng xác định sắt khống ngun liệu Có thể mơ tả dạng phức với kim loại sau: N N N N N N O HO Me Ngày nhà khoa học giới sử dụng PAN cho mục đích phân tích khác Vì chúng tơi định nghiên cứu tạo phức đaligan Pb(II) với thuốc thử PAN ion SCN - phương pháp chiết trắc quang 1.3 Kali thioxianua KSCN Muối kali thioxianat tinh thể màu trắng có khối lượng phân tử 97 Khi tan nước KSCN phân li hoàn tồn thành hai ion K+ SCN- • Tính chất ion SCNTrong dung dịch nước ion SCN- có phản ứng trung tính HSCN axit tương đối mạnh: HSCN H+ + SCN- lgK = - 0,8 79 3,50.10-5 3,50.10-5 3,50.10-5 3,485.10-5 3,463.10-5 3,392.10-5 0,799 0,794 0,778 Để đánh giá độ xác phương pháp, chúng tơi sử dụng hàm phân bố student để xứ lý tập số liệu thu kết ghi bảng 3.34 Bảng 3.34: Các giá trị đặc trưng tập số liệu thực nghiệm: Giá trị trung Phương sai bình ( X ) 3,454.10-5M (s2) 1,350.10-13 Độ lệch chuẩn (S ) Ε t ( 0,95; 4) 1,642.10-7 4,560.10-7 2,776 X Khoảng tin cậy: X − ε ≤ C ≤ X + ε → 3,411.10-5 ≤ C ≤ 3,502.10-5 Ta có : ttn = X −a SX = (3,457 − 3,5).10 −5 1,644.10 −7 = 2,616 Ta thấy ttn < t (0,95;4 ) → X ≠ a nguyên nhân ngẫu nhiên với p = 0,95 t p , f S X ε 2,776.1,644.10 −7 q % = 100 = 100 = 100 = 1,32% 3,457.10 −5 X X Sai số tương đối phép xác định ( q% = 1,32% ) < 5% Từ kết cho thấy áp dụng kết nghiên cứu hệ phức PANPb(II)-SCN để xác định lượng chì nước, đối tượng nghiên cứu nước mặt, nước ngầm xã Nam Giang, huyện Nam Đàn, tỉnh Nghệ An 3.6.4 Xác định hàm lượng Pb mẫu nước mặt nước ngầm xã Nam Giang, huyện Nam Đàn, tỉnh Nghệ An 3.6.4.1 Quy trình lấy mẫu xử lý mẫu • Quy trình lấy mẫu Mẫu nước lấy theo kỹ thuật lấy mẫu nước mặt nước ngầm xã Nam Giang, huyện Nam Đàn, tỉnh Nghệ An - Chai chứa mẫu: nhựa, nút nhựa (khơng lót giấy) - Thời gian lấy mẫu: 8h30 phút ngày 10/8/2013 80 - Địa điểm lấy mẫu: Xã Nam Giang, huyện Nam Đàn ,tỉnh Nghệ An Vị trí lấy mẫu: + Nước giếng khoan: bật bơm giếng cho nước chảy xả bỏ – 10 phút + Nước mặt: chọn vị trí dịng, lấy mẫu độ sâu cách mặt nước 0,1m - Bảo quản mẫu : Mẫu phải chuyển đến phịng thí nghiệm để tránh phản ứng sinh hóa xảy làm sai lệch kết • Quy trình xử lý mẫu Mẫu nước xử lý theo qui trình sau: Lấy 5000ml mẫu để xử lý Lọc thô nhiều lần để loại cặn bẩn đến thu mẫu trong, sau cho vài giọt HNO3 đặc vào khấy Tiến hành cô cạn muối khan, ta lại cho tiếp vài giọt HNO3 đặc dùng nước cất định mức 25,00ml Dùng mẫu để phân tích xác định hàm lượng Pb2+ Do điều kiện thời gian có hạn chúng tơi khơng nghiên cứu hết ion gây cản đến tạo phức Pb2+ với PAN SCN- Mặt khác dùng phương pháp thêm nhiều mẫu chuẩn để loại trừ yếu tố cản trở, loại trừ sai số phông ( Mattrix effect) hợp lý Do chúng tơi chọn phương pháp thêm nhiều mẫu chuẩn phân tích trắc quang để xác định hàm lượng Pb2+ mẫu nước nói 3.6.4.2 Xác định hàm lượng Pb phương pháp thêm nhiều mẫu chuẩn phân tích trắc quang a Đối với nước ngầm Để xác định hàm lượng Pb mẫu nước ngầm chúng tơi tiến hành thí nghiệm sau: Chuẩn bị dung dịch phức PAN-Pb(II) -SCN- từ mẫu nước cách: Lấy bình dịnh mức 10,00ml Mẫu Vx(ml) mẫu VTC,ml Pb2+ 1 - 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 81 (C0) VTThử(ml) dư CPb2+(TC) Đo A A0 1,0.10-5 ΔА2-1 2,0.10-5 ΔА3-1 3,0.10-5 ΔА4-1 4,0.10-5 ΔА5-1 5,0.10-5 ΔА6-1 VTC C Nồng độ tiêu chuẩn tính theo cơng thức: CTC = V ; C0 = 10-3M dm Các dung dịch chỉnh pH tối ưu (pH = 5,50) với lực ion 0,1 Sau tiến hành đo mật độ quang dịch chiết phức đaligan điều kiện tối ưu Chúng tiến hành đo mật độ quang dịch chiết mẫu 2,3,4,5,6 so với mẫu ( dung dịch so sánh ) Kết thu bảng 3.35 hình 3.27 Bảng 3.35: Giá trị mật độ quang mẫu nước ngầm xã Nam Giang, huyện Nam Đàn, tỉnh Nghệ An Mẫu CPb2+(TC) ΔА A0 1,0.10-5 0,321 2,0.10-5 0,490 3,0.10-5 0,751 4,0.10-5 0,988 5,0.10-5 1,216 Hình 3.27: Đường thêm chuẩn xác định hàm lượng chì mẫu nước ngầm xã Nam Giang, huyện Nam Đàn, tỉnh Nghệ An Xử lý kết theo ngơn ngữ lập trình pascal với ( p = 0,95) ta phương trình đường thẳng : ΔА = ( 0,2288 ± 0,0140 )CPb2+ + ( 0,0668 ± 0,0467 ) 82 Từ ta có phương trình đường thêm chuẩn là: ΔА = ( 0,2288 ± 0,0140 )CPb2+ + ( 0,0668 ± 0,0467 ) Xử lý đường thêm chuẩn: Ta kéo dài đồ thị thấy cắt trục tung điểm, điểm giá trị Ax ( mật độ quang mẫu phân tích), cắt trục hồnh điểm từ ta xác định nồng độ chì mẫu phân tích Ta có mơ sau: ΔА ΔΑ6 ΔΑ5 ΔΑ4 ΔΑ3 ΔA2 Ax α Cx C2 C3 CPb2+.105M C4 C5 C6 Các giá trị nồng độ mật độ quang tương ứng đồ thị hình 3.27 Cx nồng chì mẫu nước cần xác định Phương trình đường thêm chuẩn cắt trục tung điểm (khi CPb2+ = 0,0M) Vậy ta có: Ax = 0,0668 tg α = Ax/ Cx= 0,2288 Suy Cx= Ax/ 0,2288 = 0,0668/0,2288=0,2920.10-5 M Vậy nồng độ Pb2+ mẫu nước để phân tích là: C0Pb2+ = 0,2920.10-5M Hàm lượng chì 25,00ml mẫu nước ngầm là: C1(Pb2+) = 0,2920.10-5.10 = 0,2920.10-4M Hàm lượng chì 5000,00ml mẫu nước là: 83 Cđầu (Pb2+) = 0,2920.10-4.25/5000= 1,46.10 -7 iongam/lit tương đương với 3,0222.10-5 g/l ( hay 3,0222.10-2 mg/l ) Vậy mẫu nước ngầm có hàm lượng Pb 0,03022 mg/l thấp giá trị giới hạn hàm lượng Pb (0,03022mg/l < 0,1mg/l) theo TCVN b Đối với nước mặt Để xác định hàm lượng Pb mẫu nước mặt tiến hành sau: Chuẩn bị dung dịch phức PAN-Pb(II) -SCN- từ mẫu nước cách: Lấy bình dịnh mức 10,00ml Mẫu Vx(ml) mẫu VTC,ml Pb2+ 1 - 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 (C0) VTThử(ml) dư CPb2+(TC) Đo A A0 1,0.10-5 ΔА2-1 2,0.10-5 ΔА3-1 3,0.10-5 ΔА4-1 4,0.10-5 ΔА5-1 5,0.10-5 ΔА6-1 VTC C Nồng độ tiêu chuẩn tính theo công thức: CTC = V ; C0 = 10-3M dm Các dung chỉnh pH tối ưu (pH = 5,50) với lực ion 0,1 Sau tiến hành đo mật độ quang dịch chiết phức đaligan điều kiện tối ưu Chúng tiến hành đo mật độ quang dịch chiết mẫu 2,3,4,5,6 so với mẫu ( dung dịch so sánh ) Kết thu bảng 3.36 hình 3.28 Bảng 3.36: Giá trị mật độ quang mẫu nước mặt sông đào xã Nam Giang, huyện Nam Đàn, tỉnh Nghệ An Mẫu CPb2+(TC) ΔА A0 1,0.10-5 0,320 2,0.10-5 0,488 3,0.10-5 0,748 4,0.10-5 0,784 5,0.10-5 1,202 84 Hình 3.28: Đường thêm chuẩn xác định hàm lượng chì mẫu nước mặt sông đào xã Nam Giang, huyện Nam Đàn, tỉnh Nghệ An Xử lý kết theo ngôn ngữ lập trình pascal với ( p = 0,95) ta phương trình đường thẳng : ΔА = ( 0,206 ± 0,0140 )CPb2+ + ( 0,0904 ± 0,0467 ) Từ ta có phương trình đường thêm chuẩn là: ΔА = ( 0,206 ± 0,0140 )CPb2+ + ( 0,0904 ± 0,0467 ) Xử lý đường thêm chuẩn: Ta kéo dài đồ thị thấy cắt trục tung điểm, điểm giá trị Ax ( mật độ quang mẫu phân tích), cắt trục hồnh điểm từ ta xác định nồng độ chì mẫu phân tích Ta có mơ sau: 85 ΔА ΔΑ6 ΔΑ5 ΔΑ4 ΔΑ3 ΔA2 α Ax Cx C2 C3 CPb2+.105M C5 C4 C6 Các giá trị nồng độ mật độ quang tương ứng đồ thị hình 3.28 Cx nồng chì mẫu nước cần xác định Phương trình đường thêm chuẩn cắt trục tung điểm (khi CPb2+ = 0,0M) Vậy ta có: Ax = 0,0904 tg α = Ax/ Cx= 0,206 Suy Cx= Ax/ 0,206 = 0,0904/0,206=0,4388.10-5 M Vậy nồng độ Pb2+ mẫu nước để phân tích là: C0Pb2+ = 0,4388.10-5M Hàm lượng chì 25,00ml mẫu nước mặt là: C1(Pb2+) = 0,4388.10-5 10 = 0,4388.10-4 M Hàm lượng chì 5000,00ml mẫu nước là: Cđầu (Pb2+) = 0,4388.10-4.25/5000= 2,194.10 -7 iongam/lit tương đương với 4,5416.10-5 g/l ( hay 4,5416.10-2 mg/l ) Vậy mẫu nước mặt có hàm lượng Pb 0,0454mg/l thấp giá trị giới hạn hàm lượng Pb (0,0454mg/l < 0,1mg/l) theo TCVN 86 KẾT LUẬN Căn vào nhiệm vụ đề tài dựa kết nghiên cứu rút kết luận sau: Sau thời gian tiến hành đề tài luận văn rút số kết luận sau Đã nghiên cứu cách có hệ thống tạo phức chiết phức đaligan hệ PAN-Pb(II)-SCN- phương pháp chiết - trắc quang Các điều kiện tạo phức chiết phức đaligan tối ưu 2.1 Phức đaligan PAN-Pb(II)-SCN- chiết tốt rượu isoamylic 2.2 Bước sóng hấp thụ cực đại phức đaligan: λ = 560nm 2.3 Khoảng pH tối ưu (5,4 - 6,0), chọn pH tối ưu 5,50 2.4 đaligan rượu isoamylic ổn định sau 10 phút (sau chiết) 2.5 Thời gian lắc chiết (đạt cân chiết) phút 2.6 Thời gian phức pha nước có mật độ quang ổn định (15 phút sau pha chế) 2.7 Thể tích dung mơi chiết ( rượu isoamylic ) 5,0ml Đã nghiên cứu chế phản ứng tạo phức chiết phức đaligan • Xây dựng giản đồ phân bố Pb(II), PAN, HSCN • Xây dựng đồ thị phụ thuộc -lgB = f(pH) • Đã xác định chế phản ứng tạo phức đaligan Dạng chì vào phức là: Pb2+ Dạng PAN vào phức: RDạng HSCN vào phức: SCN4 Đã xây dựng tham số định lượng phức đaligan Phản ứng tạo phức chiết phức Pb2+ + HR + SCN- [(R)Pb(SCN)]o + H+ Kp • Đã xác định số cân phản ứng tạo phức đaligan, Kp lgKp = 5,56 ± 0,40 • Đã xác định số bền điều kiện phức đaligan lgβ = 15,79 ± 0,42 87 • Đã xác định hệ số hấp thụ phân tử phức đaligan Theo phương pháp Komar: ε PAN − Pb ( II )− SCN = (2, 25 + 0, 04).10 Theo phương pháp đường chuẩn: ε PAN − Pb ( II )− SCN = (2, 26 ± 0, 05).10 − Kết ứng dụng phân tích • Xác định Pb mẫu nhân tạo Kết cho thấy tTN = 2,616 < tLT = 2,776 • Đã nghiên cứu ion cản trở, xây dựng đường chuẩn có mặt ion cản giới hạn cho phép • Đã xác định vi lượng Pb mẫu nước mặt nước ngầm xã Nam Giang huyện Nam Đàn tỉnh Nghệ An Kết cho thấy hàm lượng chì nước ngầm 0,03022mg/l nước mặt 0,0454mg/l (< 0,1mg/l giới hạn cho phép TCVN) Có thể áp dụng phức đaligan nghiên cứu để xác định vi lượng chì đối tượng phân tích phương pháp chiết - trắc quang, phương pháp thiết thực, phù hợp với trang thiết bị phịng thí nghiệm Việt Nam, giá thành hạ 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Hồng Minh Châu (1970): Hóa học phân tích định tính NXBGD Hà Nội N.X.Acmetop (1978): Hóa vơ cơ: Phần II, NXB ĐH THCN 3.Phạm Văn Trường, Nghiên cứu chiết – trắc quang tạo phức chiết phức đaligan hệ 1-(2-pyridylazơ)-2-naphtol (PAN)- Co(III) -SCN- ứng dụng phân tích Luận văn Thạc sĩ Khoa học Hóa học, Đại học Vinh, 2008 Nguyễn Xuân Dũng, Phạm Luận (1987): Sách tra cứu pha chế dung dịch Tập II NXB KHTN, Hà Nội Nguyễn Khắc Nghĩa(1997) Áp dụng toán học thống kê xử lý số liệu thực nghiệm, Đại học Vinh Nguyễn Trọng Biểu ( 1974): Chuẩn bị dung dịch cho phân tích hóa học, NXB KH KT, Hà Nội Nguyễn Trọng Biểu, Từ Văn Mạc (2002): Thuốc thử hữu cơ, NXB KH KT, Hà Nội Trịnh Hoàng Nhã, Nghiên cứu chiết – trắc quang tạo phức chiết phức đaligan hệ 1-(2-pyridylazơ)-2-naphtol (PAN)- Pb(II)- CHCl2COOH ứng dụng phân tích Luận văn Thạc sĩ Khoa học Hóa học, Đại học Vinh, 2009 Tiểu chuẩn Việt Nam - Chất lượng nước Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt Tiêu chuẩn Việt Nam 3942, 1995, trang 45-46 10 Nguyễn Tinh Dung (2000): Hóa học phân tích Phần II- Các phản ứng ion dung dịch nước, NXB Giáo dục 11 Hồ Viết Quý (1999): Các phương pháp phân tích quang học hóa học, NXB ĐHQG, Hà Nội 12 Hồ Viết Quý (2001); (2006): Chiết, tách, phân chia xác định chất dung môi hữu cơ, Tập I, II NXB KH KT 13 Hồ Viết Quý (1999): Phức chất hóa học NXB KH KT, Hà Nội 14.Hồ Viết Quý (1995): Phức chất phương pháp nghiên cứu ứng dụng hóa học đại NXB ĐHSP Quy Nhơn 89 15 Hồ Viết Quý (1994): Xử lý số liệu thực nghiệm toán học thống kê, ĐHSP Quy Nhơn 16 Trịnh Ngọc Hào (2007): Nghiên cứu chiết - trắc quang phức đaligan hệ PAN-Fe(III)-SCN- (hay axit salixilic) metylisobutylxeton (MIBX) ứng dụng phân tích, luận văn thạc sĩ hóa học ĐHSP Hà Nội 17 Hồng Nhâm (2000): Hóa học vơ cơ, tập ba, NXB Giáo dục, Hà Nội 18 Nguyễn Đức Vận (2000): Hóa học vơ tập 2- Các kim loại điển hình, NXB KH KT 19 Phạm Hùng Việt - Trần Tứ Hiếu - Nguyễn Văn Nội (1999): Hóa học mơi trường NXB ĐHQG Hà Nội 20 Yu A Zolotor (1968): '' Chiết hợp chất nội phức ( phức chelat ) NXB "khoa học'', Mascova Tiếng Anh 21 Cheng K.L.(1960) '' Analytical applications of xylenol orange complex'' Talanta, Vol 5, pp.254-259 22 Benamor, M; Belhamel, K; Draa, M.T (2001)- Use of xylenol orange and cetylpyridinium of zinc in pharmaceutical products J Pharm Biomed Anal.23(6), 1033-1038 Chem Abs Vol 134,61671, 23 Gilaair G, Rutagengwa J (1985) '' Determination of Zn, Cd, Cu, Sb and Bi in mille by differential pulse anodie striping voltametry following two indipendent mineralisation method'', Analysis, 13(10), pp 471 24 G.V Prokhorova, e.n.vinogranova, N.V Pronina (1970), J.A.ch., 25,207334 Totopova V ph, Preobrejene kaya G A., Bamkirxeva V E (1961), Electrokhimiya,3, 1250 25 Umland F, Yansen A, Tiris D, Vius G (1975) " Complex compounds in analytical chemistry '', " Peace '', p.533 26 Grudpan k., Sooksamiti P., Lainraungrath S., (1995): “ Determination of uranium in tin tailings using 4- (2- pyridilazo)- resorsinol by flow-injection analysis ” Analytica Chimica Acta, Vol.304, pp 51-55 ... Nghiên cứu chiết - trắc quang tạo phức 1- (2 -pyridylazo)- 2- naphthol (PAN)- Pb (II) -SCN- xác định hàm lượng Chì nước mặt, nước ngầm xã Nam Giang, huyện Nam Đàn, tỉnh Nghệ An'' '' Để thực đề tài tập... ligan (Pb (II) -PAN) Điều chứng tỏ có tạo phức đaligan hệ Pb (II) -PAN -SCN- Như phức đaligan hấp thụ λmax =560nm 3 .2 Nghiên cứu điều kiện tối ưu cho tạo phức đaligan PAN -Pb (II) -SCN- 42 3 .2. 1 Sự. .. sau: Khảo sát hiệu ứng tạo phức Pb (II) với PAN SCN- Khảo sát điều kiện tối ưu tạo phức chiết phức Xác định thành phần phức Nghiên cứu chế tạo phức PAN-Pb (II)- SCN5 Xác định hệ số hấp thụ electron,