phương pháp von ampe hòa tan anot xác định hàm lượng ni co trong nước

Mở đầu
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của nền kinh tế nói chung
là sự phát triển của ngành công nghiệp.Công nghiệp phát triển một mặt làm tăng
trưởng nền kinh tế, nhưng mặt khác cũng làm gia tăng lượng chất thải gây ảnh
hưởng tới môi trường xung quanh, trong đó phải kể đến ảnh hưởng của các kim
loại nặng. Sự ô nhiễm bởi các ion kim loại nặng nói chung, của Co
2+
và Ni
2+
nói
riêng đã và đang là vấn đề bức xúc được xã hội quan tâm bởi ảnh hưởng nghiêm
trọng của nó tới môi trường và sức khỏe của con người.
Niken là nguyên tố có độ cứng khá lớn, có nhiệt độ nóng chảy cao, có từ tính
nên nó là một trong những kim loại quan trọng để chế tạo các hợp kim. Niken có
tác dụng làm tăng độ bền, chống ăn mòn và chịu được nhiệt độ cao, dùng để chế
tạo các hợp kim như thép không rỉ, nam châm, sử dụng trong kỹ thuật vô tuyến,
rơle nhiệt, ăc quy… ngoài ra, niken còn là một nguyên tố nếu ở hàm lượng thích
hợp rất cần cho sự sinh trưởng và phát triển của thực vật, động vật và cả con
người. Nồng độ vết của niken có thể kích thích sự sinh trưởng của vi sinh vật.
Tuy nhiên, niken là nguyên tố gây độc mạnh nếu hàm lượng lớn hơn. EPA (Mỹ)
xếp niken vào nhóm các chất có khả năng gây ung thư cho người thông qua hoạt
động hít thở.
Coban là nguyên tố có độ cứng khá lớn, có từ tính mạnh, bền nhiệt và bền
hóa học nên có vai trò quan trọng đối với khoa học công nghệ và hóa học. Dùng
để chế tạo các hợp kim siêu cứng, hợp kim chịu mài mòn, ăn mòn, nam châm và
lưu trữ từ tính, làm lớp phủ bề mặt cho gốm sứ, điện cực trong pin điện…nhiều
sinh vật sống (kể cả người) phải cần một lượng nhỏ coban trong cơ thể để tồn
tại. Cho vào đất một lượng nhỏ coban từ 0,13-0,30 mg/kg sẽ làm tăng cường sức
khoẻ cho động vật ăn cỏ. Coban là một thành phần trung tâm của vitamin B -12.
1
Tuy nhiên coban là một nguyên tố có độc tính nhẹ.

60
Co là nguồn phát ra tia
gamma mạnh nên tiếp xúc với nó sẽ dẫn đến nguy cơ ung thư.
Để xác định hàm lượng của Coban và Niken trong các mẫu phân tích ở hàm
lượng nhỏ có rất nhiều phương pháp như: Phương pháp phân tích quang phổ hấp
thụ phân tử, quang phổ phát xạ , quang phổ hấp thụ nguyên tử, phương pháp von
- ampe hòa tan…Trong đó phương pháp von -ampe hòa tan có độ chính xác, độ
nhạy và độ chọn lọc cao cho phép xác định đồng thời hàm lượng vết nhiều cấu tử
mà không cần tách chúng ra khỏi nhau với quy trình phân tích dơn giản, thiết bị
không quá đắt như các phương pháp khác.
Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi lựa chọn và thực hiện đề tài: “Khảo
sát các điều kiện tối ưu xác định đồng thời hàm lượng vết Co (II) và Ni (II)
bằng phương pháp von -ampe hoà tan hấp phụ” với các nội dung:
1. Khảo sát lựa chọn các chất điện li khác nhau dùng làm nền.
2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ dòng pic:
- Ảnh hưởng của pH
- Ảnh hưởng của nồng độ chất điện li dùng làm nền.
- Ảnh hưởng của nồng độ chất tạo phức hấp phụ
- Ảnh hưởng của oxi hoà tan.
- Ảnh hưởng cuả thời gian điện phân.
- Ảnh hưởng cuả thế điện phân làm giàu.
- Ảnh hưởng cuả tốc độ quét thế.
- Ảnh hưởng cuả kích cỡ giọt thuỷ ngân.
Từ đó lựa chọn các điều kiện tối ưu cho phép phân tích.
3. Áp dụng các điều kiện tối ưu vào phân tích mẫu chuẩn để kiểm tra độ
chính xác của phương pháp.
2
Chơng 1: Tổng Quan
1.1 Giới thiệu phơng pháp Von -Ampe hòa tan [4,5]
1.1.1 Nguyên tắc

Phơng pháp von-ampe hòa tan đợc tiến hành theo hai giai đoạn: Giai đoạn
làm giàu và giai đoạn hòa tan.
* Giai đoạn làm giàu:
Chất phân tích đợc làm giàu trên bề mặt điện cực .
Điện cực làm việc thờng là điện cực giọt thuỷ ngân treo (HMDE), điện cực
đĩa quay bằng vật liệu trơ (than thuỷ tinh, than nhão tinh khiết), hoặc điện cực
màng thuỷ ngân trên bề mặt rắn trơ (MFE).
Trớc đây, trong quá trình làm giàu, chỉ tách một phần chất phân tích ra. Do
vậy, để nhận đợc các kết quả định hớng cần thiết không chỉ kiểm tra thế điện cực
mà còn phải lặp lại cẩn thận kích thớc của điện cực, thời gian điện phân, tốc độ
khuấy trộn cả dung dịch phân tích và dung dịch chuẩn dùng để chuẩn hoá.
Khi điện phân làm giàu, phải chọn thế điện phân thích hợp và giữ không đổi
trong suốt quá trình điện phân. Dung dịch đợc khuấy trong suốt quá trình điện
phân. Nếu dùng cực rắn đĩa quay thì cho cực quay với tốc độ không đổi. Nếu
dùng cực rắn tĩnh hoặc cực thuỷ ngân tĩnh thì dùng máy khuấy từ và cũng giữ tốc
độ khuấy không đổi trong suốt quá trình điện phân. Thời gian điện phân đợc
chọn tùy vào nồng độ chất cần xác định và kích thớc của cực làm việc.
Sau khi điện phân thờng ngừng khuấy dung dịch (hoặc ngừng quay cực). Nếu
dùng cực giọt thuỷ ngân tĩnh hoặc màng thuỷ ngân điều chế tại ch trên bề mặt
điện cực thì cần có thời gian nghỉ tức để yên hệ thống trong một thời gian ngắn
để lợng kim loại phân bố đều trên toàn điện cực.
* Giai đoạn hòa tan
Hòa tan kết tủa làm giàu trên cực bằng cách quét theo một chiều xác định
(anot hoặc catot) và ghi đờng von-ampe hòa tan bằng một kỹ thuật điện hoá nào
đó.
Nếu quá trình điện phân là quá trình khử chất phân tích ở thế không đổi (

E
dp
)

thì khi hòa tan cho thế quét với tốc độ không đổi và đủ lớn từ giá trị E
dp
về phía
các giá trị dơng hơn. Nh vậy quá trình hòa tan là quá trình anot và phơng pháp
3
phân tích này dợc gọi là phơng pháp von-ampe hòa tan anot (Anodic Strpping
Voltammetry- ASV).
Trờng hợp ngợc lại, nếu điện phân là quá trình oxi hóa anot chất phân tích để
nó kết tủa trên bề mặt điện cực thì quá trình phân cực hòa tan là quá trình catot
phơng pháp phân tích này dợc gọi là phơng pháp von-ampe hòa tan catot
(Cathodic Stripping Voltammetry- CSV).
- Có 3 trờng hợp chính hòa tan kết tủa đã đợc làm giàu:
Hòa tan kim loại đã kết tủa trên bề mặt cực rắn trơ.
Hòa tan kết tủa khó tan của các ion kim loại với thuốc thử đợc thêm vào dung
dịch phân tích.
Hòa tan kết tủa khó tan đợc tạo thành bởi anion cần xác định với cation của
chất làm điện cực.
Trong 3 trờng hợp trên, trờng hợp đầu là phổ biến nhất, và phơng pháp von-ampe
hòa tan là phơng pháp rất thích hợp để xác định lợng vết các kim loại.
Các loại phản ứng chính để làm giàu chất phân tích:
+ Làm giàu chất phân tích trên bề mặt điện cực dới dạng kết tủa các kim loại:
M
n+
+ Hg + ne Quá trình catot M(Hg)
hoặc M
n+
+ ne Quá trình catot M
0
(trên bề mặt điện cực trơ)
Giai đoạn hòa tan: Quét thế anot

M(Hg) ne Quá trình anot M
n+
+ Hg
hoặc M
0
ne Quá trình anot M
n+
Trong phơng pháp von-ampe hòa tan anot, để chọn thế điện phân làm giàu
( E
dp
) ta dựa vào phơng trình Nernt:
Oxh + ne K (Oxh: chất oxi hóa, K: chất khử )
E = E
o
+
][
][
lg
059,0
k
oxh
n
(ở 25
o
C)
hoặc dựa vào thế bán sóng (E
1/2
) trên sóng cực phổ của chất phân tích.
ở đây E
dp

phải chọn sao âm hơn so với E
1/2
.
4
+ Làm giàu chất phân tích trên bề mặt điện cực dới dạng hợp chất khó tan
hoặc hợp chất với ion kim loại làm điện cực hay một ion nào đó có trong dung
dịch. Phơng pháp này áp dụng cho cả cation và anion .
ở phơng pháp này E
dp
đợc chọn phải dơng hơn so với E
1/2
, và nếu phân tích
kim loại mà hợp chất của nó với thuốc thử nào đó có thể kết tủa trên bề mặt điện
cực làm việc ví dụ nh điện cực rắn trơ thì các phản ứng xảy ra nh sau :
Giai đoạn làm giàu : E
dp
giữ không đổi
M
n+
+ (n+m)R me Quá trình anot MR
n+m

Giai đoạn hòa tan: Quét thế catot
MR
n+m
+ me Quá trình catot M
n+
+ (n+m)R
Phơng pháp von-ampe hòa tan catot cho phép xác định các chất hữu cơ hoặc
anion tạo kết tủa với Hg

+
hoặc Hg
2+
khi sử dụng điện cực làm việc là điện cực
giọt thuỷ ngân treo (HMDE).
Các phản ứng xảy ra nh sau:
Giai đoạn làm giàu : E
dp
giữ không đổi
pHg(HMDE) + qX ne Quá trình anot pHg(HMDE) + qX
Giai đoạn hòa tan: Quét thế anot
Hg
p
X
q
(HMDE) + ne Quá trình catot pHg(HMDE) + qX
(X có thể là hợp chất hữu cơ hoặc ion vô cơ nh Halogenua, S
2-
, MoO
4
2
, VO
3
2
,
PO
4
3-
)
1.1.2 Ưu điểm của phơng pháp

- Có khả năng xác định đồng thời nhiều kim loại ở nồng độ vết, và siêu vết.
- Có độ nhạy cao, độ chính xác và độ lặp lại khá cao.
-Thiết bị rẻ tiền, dễ thiết kế để phân tích tự động, phân tích tại hiện trờng và
ghép nối làm detector cho các phơng pháp phân tích khác.
-Quy trình phân tích đơn giản: Không có giai đoạn tách, chiết hoặc trao đổi
ion, tránh đợc sự nhiễm bẩn mẫu hoặc mất chất phân tích, do vậy giảm thiểu đợc
sai số. Mặt khác có thể giảm đợc ảnh hởng của của các chất cản trở bằng cách
chọn điều kiện thí nghiệm nh: Thế điện phân làm giàu, thời gian làm giàu, thành
phần nền, pH
5
-Khi phân tích theo phơng pháp von-ampe hòa tan không cần đốt mẫu nên ph-
ơng pháp này thờng đợc dùng để kiểm tra chéo các phơng pháp khác nh AAS và
ICP-AES khi có những đòi hỏi cao về mặt pháp lý của kết quả phân tích.
-Đối với những nghiên cứu về động học và môi trờng, phơng pháp von-ampe
hòa tan có thể xác định các dạng tồn tại của các chất trong môi trờng, trong khi
đó các phơng pháp khác nh AAS và ICP-AES, NNA không làm đợc.
1.2 Giới thiệu về phơng pháp von-ampe hòa tan hấp phụ [4]
1.2.1 Nguyên tắc [4]
Phơng pháp von-ampe hòa tan hấp phụ ngày càng đợc đẩy mạnh nghiên cứu
phát triển và ứng dụng rộng rãi vì nó có thể xác định lợng vết và siêu vết các chất
hữu cơ và vô cơ mà phơng pháp von-ampe hòa tan không thể hoặc khó có thể xác
định.
Về cơ sở lý thuyết, phơng pháp von-ampe hòa tan hấp phụ khác biệt cơ bản
với phơng pháp von-ampe hoà tan ở cơ chế của quá trình làm giàu (hay quá trình
tích lũy chất lên bề mặt điện cực làm việc).
Nói chung phơng pháp von-ampe hòa tan hấp phụ gồm 3 giai đoạn: Giai đoạn
tạo thành, giai đoạn hấp phụ và giai đoạn khử phức chất hoạt động trên bề mặt
của kim loại.
Theo phơng pháp này, chất cần phân tích tạo phức với một phối tử nào đó trong
dung dịch và đợc hấp phụ lên bề mặt điện cực. Phản ứng có thể tóm tắt nh sau:

Giai đoạn làm giàu: giữ E
dp
không đổi
Trong trờng hợp đơn giản nhất, M
n+
phản ứng với L theo phơng trình sau:
M
n+
+ nL MLn
n+
(dd) (dd : dung dịch )
Tiếp theo phức hình thành đợc hấp phụ lên bề mặt điện cực làm việc:
MLn
n+
MLn
n+
(hp) (hp: hấp phụ)
Sự hấp phụ phối tử L trớc khi tạo thành phức:
nL (dd) nL(hp)
Sau đó phối tử đã hấp phụ phản ứng tạo phức với M
n+
(giai đoạn hoá học) .
M
n+
+ nL(hp) MLn
n+
(hp)
Giai đoạn hòa tan: Thế đợc quét theo chiều catot (chiều âm hơn) vào lúc này
xảy ra quá trình khử các tiểu phân đã bị hấp phụ theo phản ứng sau:
6

MLn
n+
(hp) + ne M + nL
Trong phơng pháp von-ampe hoà tan, đờng von-ampe có dạng pic. Thế đỉnh
E
p
và cờng độ dòng hoà tan I
p
phụ thuộc các yếu tố nh nền điện li, pH, chất tạo
phức, bản chất điện cực làm việc, kỹ thuật ghi đờng von-ampe hòa tan.
Trong những điều kiện xác định, có thể dựa vào thế đỉnh pic E
p
để phân tích
định tính và cờng độ dòng hoà tan I
p
để định lợng các chất vì I
p
tỷ lệ thuận với
nồng độ chất cần phân tích trong dung dịch theo phơng trình:
I
p
=k.C k: hệ số tỷ lệ
C: nồng độ chất cần phân tích
Nh vậy, qua việc đo và ghi cờng độ dòng pic ta có thể xác định đợc nồng độ
chất cần phân tích.
1.2.2 Ưu điểm của phơng pháp [4]
- Thực nghiệm cho thấy phơng pháp trên nhạy hơn rất nhiều so với phơng
pháp AdSV thông thờng. Có thể là do ở giai doạn đầu, quá trình điện phân tập
trung kim loại lên bề mặt điện cực gần nh là quá trình bất thuận nghịch trong khi
quá trình hấp phụ trực tiếp phức lên bề mặt điện cực lại là quá trình thuận nghịch.

- Phơng pháp này cũng tận dụng đợc u điểm của phơng pháp AdSV đó là
tránh đợc sự khuếch tán chất vào trong điện cực giọt Hg do tạo hỗn thống nh ở
phơng pháp ASV.
- Trong những trờng hợp cụ thể phơng pháp này tỏ ra rất hữu hiệu trong việc
loại trừ đợc hầu hết ảnh hởng của các kim loại có khả năng tạo phức hấp phụ
cạnh tranh với kim loại cần xác dịnh nhng lại không có khả năng tạo hỗn thống
với Hg.
- Do có những khác biệt về mặt bản chất của phơng pháp nên ngoài những u
điểm giống phơng pháp von-ampe hòa tan, phơng pháp von-ampe hòa tan hấp
phụ còn có những u điểm riêng nh: Xác định đợc nhiều kim loại hơn và độ chọn
lọc cao hơn so với phơng pháp von-ampe hòa tan anot và catot do có thể lựa chọn
đợc nhiều thuốc thử tạo thành phức bền và chọn lọc với kim loại hoà tan trong n-
ớc và thờng đạt đợc giới hạn phát hiện thấp hơn so với phơng pháp von-ampe hòa
tan anot và catot.
1.2.3 Nhợc điểm của phơng pháp [4]
7
Phơng pháp này có một hạn chế là chỉ thực hiện tốt đối với những chất vừa
xác định đợc theo phơng pháp ASV và vừa theo AdSV.
1.2.4 Các phối tử sử dụng trong phơng pháp von-ampe hòa tan hấp phụ
[4]
Trên cơ sở những hiểu biết về hóa học phức chất cho phép ngời phân tích lựa
chọn đúng phối tử tạo phức với phối tử cần phân tích. Ngày nay có nhiều loại
phối tử có thể sử dụng trong phơng pháp von-ampe hòa tan hấp phụ nh
pyrocatechol, các chất màu hydroyazo, dimeylglyoxim, 8-hydroxyquinolin, axit
đimetyleniamin pentaaxetic chứa N và O, các hợp chất chứa S cũng ngày càng đ-
ợc dùng nhiều nh: 2,5-dimecapto-1,3,4-thioazol và 2-quinolinthiol, các thuốc thử
nh: Nitrolotriacetic acid (NTA) và Ethylendiamintetraacetic acid (EDTA),
Alizarine red S, Brompyrogallol red (BPR) [4 ]
Thông thờng những chất làm phối tử sử dụng trong phơng pháp von-ampe hòa
tan hấp phụ là những chất hoạt động bề mặt hoặc tơng tác hóa học với Hg. Do đó

chúng có thể bị hấp phụ điện hóa hoặc hấp phụ hóa học lên bề mặt Hg. Sự có mặt
của các electron trong phân tử của phối tử sẽ làm tăng quá trình hấp phụ, trong
khi đó sự có mặt của S làm tăng sự hấp phụ hóa học. Trong số các phối tử đợc sử
dụng trong phơng pháp von-ampe hòa tan hấp phụ, thì có cả những phối tử không
điện hoạt (hay không hoạt động điện hoá) lẫn phối tử điện hoạt. Nếu phối tử là
điện hoạt thì nhất thiết phối tử đó và phức của nó với ion kim loại phải có thế oxi
hoá khử khác nhau. Thông thờng, các phối tử điện hoạt đợc sử dụng rất hữu hiệu
để xác định các kim loại không bị khử hoặc khó bị khử trong vùng thế khảo sát.
Đặc biệt, phức chất đợc tạo thành giữa phối tử với ion kim loại phải đủ bền và
phải điện hoạt. Động học của quá trình tạo phức phải đủ nhanh để tạo điều kiện
hấp phụ nhanh phức đó lên bề mặt điện cực làm việc, điều quan trọng khi áp
dụng phơng pháp von-ampe hòa tan hấp phụ vào hệ thống phân tích dòng chảy
(FIA).
1.2.5 Các yếu tố cần khảo sát khi xây dựng một quy trình phân tích theo
phơng pháp von-ampe hòa tan hấp phụ [4]
Khi nghiên cứu xây dựng một quy trình phân tích theo phơng pháp von-ampe
hòa tan hấp phụ để ứng dụng vào phân tích vết và siêu vết, trớc hết phải lựa chọn
8
điện cực làm việc (thờng dùng HMDE hoặc SMDE, ngoài ra có thể dùng điện
cực MFE hoặc điện cực biến tính) và kỹ thuật ghi đờng von-ampe hòa tan sao
cho phù hợp với mục đích nghiên cứu và điều kiện phòng thí nghiệm. Tiếp theo
là khảo sát ảnh hởng các yếu tố đến tín hiệu hòa tan ghi đợc (thế đỉnh E
p
và dòng
đỉnh hòa tan I
p
của chất phân tích) để tìm đợc các điều kiện tối u cho độ nhạy cao
(hay giá trị I
p
lớn và lặp lại), độ phân giải đỉnh tốt, ít hoặc không bị ảnh hởng của

các chất cản trở
Các yếu tố cần khảo sát bao gồm:
Thành phần nền, pH, nồng độ phối tử tạo phức. Đây là những yếu tố có quan
hệ chặt chẽ với nhau và chúng quyết định độ dẫn điện của nền, dạng tồn tại và độ
bền của phức giữa phối tử đợc chọn và ion kim loại cần phân tích. Và do đó ảnh
hởng đến động học của quá trình hấp phụ làm giàu cũng nh quá trình hoà tan,
hay chính là ảnh hởng đến độ lớn của I
p
, E
p
, độ phân giải đỉnh.
Thế điện phân và thời gian điện phân làm giàu; Các điều kiện thủy động học
trong qúa trình làm giàu nh tốc độ quay cực, thời gian nghỉ là những yếu tố ảnh
hởng quyết định đến hiệu quả của quá trình hấp phụ làm giàu (do chúng tác động
đến sự chuyển khối, động học hấp phụ điện hóa ) và dẫn tới tác động mạnh tới
I
p
, E
p
.
1.3 Giới thiệu điện cực giọt treo thủy ngân (HMDE) [4]
1.3.1 Cấu tạo
Điện cực HMDE là một điện cực đợc sử dụng phổ biến nhất trong phơng pháp
von-ampe hòa tan. Điện cực HMDE là một giọt Hg hình cầu có kích thớc dợc
treo trên đầu cuối của một mao quản thủy tinh có đờng kính trong khoảng 0,15 ữ
0,5 mm. Sau mỗi phép ghi đo, giọt Hg bị cỡng bức ra khỏi mao quản, để đợc thay
thế bằng một giọt mới tơng tự.
1.3.2 Ưu điểm của điện cực HMDE
Điện cực HMDE có quá thế hiđro cao khoảng -1,5V trong môi trờng kiềm và
trung tính và -1,2V trong môi trờng axit nên có khoảng thế phân cực rộng có thể

sử dụng để xác định nhiều kim loại, á kim cũng nh các hợp chất hữu cơ khác
nhau.
Điện cực HMDE cho các kết quả phân tích có độ lặp lại cao.
9
1.3.3 Nhợc điểm của điện cực HMDE
Điện cực HMDE khó chế tạo, vì rất khó tạo ra các giọt Hg có kích thớc lặp lại
và không cho phép xác định các kim loại có thế hòa tan dơng hơn Hg nh Ag,
Au
1.4 Kỹ thuật von-ampe hoà tan xung vi phân (Diferential Pulse Stripping
Voltammetry_DPSV) [5]
Phơng pháp von ampe hòa tan thờng sử dụng kỹ thuật von-ampe hoà tan xung
vi phân và kỹ thuật von-ampe hòa tan sóng vuông để ghi đờng von-ampe hòa tan.
Trong đề tài này chúng tôi dùng kỹ thuật von-ampe hòa tan xung vi phân.
Kỹ thuật DPSV là kỹ thuât đợc sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Nó có u điểm
là loại bỏ đơc tối đa dòng tụ điện. Điện cực đợc phân cực bằng một điện áp một
chiều biến thiên tuyến tính, vào cuối mỗi chu kỳ sẽ đặt thêm một xung vuông
góc có biên độ không đổi.Tuỳ theo từng thiết bị mà có biên độ xung có thể thay
đổi từ 10 ữ 100mV và bề rộng xung không đổi trong khoảng 30ữ100ms đợc đặt
chồng lên mi bớc thế. Dòng đợc ghi lại hai lần: 17ms trớc khi nạp xung (I
1
) và
17ms trớc khi ngắt xung (I
2
), khoảng thời gian ghi dòng thông thờng là 10ữ30ms.
Dòng thu đợc là hiệu của hai giá trị dòng đó (I =I
1
-I
2
) và I ghi đợc là hàm của thế
đặt lên điện cực làm việc.

10
Sù biÕn thiªn thÕ ®iÖn ph©n theo thêi gian.
H×nh 1: BiÕn thiªn thÕ theo thêi gian vµ d¹ng von-ampe hßa tan
t t t t
ttttttttt t
t t t t
E(V)
t
i=i
D¹ng ® êng von-ampe hßa tan
i
t(s)
11
Khi xung thế đợc áp vào, dòng tổng cộng trong hệ tăng lên do sự tăng dòng
Faraday (I
F
) và dòng tụ điện (I
C
). Dòng tụ giảm nhanh hơn nhiều so với dòng
Faraday vì :
I
C
e
-t/RC
*
và I
F
t
-1/2
Trong ó:

t: Thời gian
R: Điện trở
C
*

: Điện dung vi phân của lớp kép
Nh vậy, dòng tụ điện ghi đợc trớc lúc nạp xung và trớc lúc ngắt xung là gần
nh nhau và do đó hiệu số dòng ghi đợc chủ yếu là dòng Faraday. Vì thế kỹ thuât
von-ampe hòa tan xung vi phân cho phép loại trừ tối đa ảnh hởng của dòng tụ
điện.

1.4 Giới thiệu chung về nguyên tố Niken và Coban [3]
1.4.1 Giới thiệu chung về nguyên tố Niken [3]
1.4.1.1 trạng thái tự nhiên của Niken
Trong tự nhiên Niken là nguyên tố tơng đối phổ biến, trữ lợng của Niken
trong vỏ trái đất chiếm khoảng 0,03% tổng số nguyên tử.
Niken có trong các hợp chất với S,O,As. Khoảng 80% niken đợc tuyển từ
quặng Cu-NiS.
Niken dùng để sản xuất các hóa chất u việt (có độ bền cơ học cao, chịu mài
mòn, chịu nhiệt, bền cơ học, có từ tính), hơn 80% lợng Niken đợc sản xuất
hàng năm dùng để chế tạo hợp kim, những hợp kim quan trọng của Niken đợc sử
dụng rộng rãi là Nicrom, Nikelin, Monen, thép không rỉ, thép Inva. Một lợng lớn
niken dùng để mạ, sản xuất ăcquy kiềm, dùng làm xúc tác cho nhiều phản ứng
hóa học nh phản ứng hidro hóa.
1.4.1.2 Một số tính chất vật lí, hóa học của Niken
Dạng đơn chất Niken là kim loại màu trắng bạc, dễ dát mỏng và kéo sợi, có từ
tính. Đặc điểm và các hằng số vật lí của Niken đợc tóm tắt trong bảng sau:
Số thứ tự trong bảng tuần hoàn 28
Khối lợng nguyên tử (đ.v.C) 58,6934

Cấu hình electron nguyên tử [Ar] 3d
8
4s
2
12
Bán kính nguyên tử (
o
A
)
1,35
Năng lợng ion hoá (ev) I
1
=7,5; I
2
=16,4; I
3
=35,16
Nhiệt độ sôi (
o
C) 3185
Nhiệt độ nóng chảy (
o
C) 1453
Tỉ khối (g/cm
3
) 8,63
Độ cứng 5
Độ dẫn điện 14
Thế điện cực chuẩn của Ni
2+

/Ni (V) -0,23
Nhiệt thăng hoa (KJ/mol) 424
Mức oxi hoá cao nhất +3
Số đồng vị bền là 5, trong đó :
58
Ni (67,7%).
Niken có hoạt tính hóa học trung bình, dạng bột đen tự bốc cháy. Không phản
ứng với nớc, kiềm, dung dịch Amoniac, Nitơ. Bị thụ động hoá trong axit HNO
3
đặc.
Trong các hợp chất niken có số oxi hoá +2 và +3. rễ tạo thành các phức chất.
Phản ứng với axit loãng, oxi, halogen và một số phi kim khác, NH
3
, CO.
Ni + 2HCl

o
t
NiCl
2
+ H
2
3Ni + 8HNO
3


3Ni(NO
3
)
2

+ 2NO +4H
2
O
2Ni + O
2


o
t
2NiO (500 ữ 1000
o
C)
Ni + X
2


o
t
NiX
2
( F > 700
o
C ; Cl, Br: 300 ữ 600
o
C)
2Ni + 2NH
3


o

t
2NiN + 3H
2
(445
o
C)
Ni + 4CO

o
t
Ni(CO)
4
(50 ữ 100
o
C)
Ni(NO
3
)
2
(Niken nitrat)
Ni(NO
3
)
2
là chất rắn, không bay hơi, có màu lục nhạt, phân huỷ khi đun
nóng, tan nhiều trong nớc.
Ni(NO
3
)
2

phản ứng với kiềm, NH
3
, chất oxi hoá mạnh.
2Ni(NO
3
)
2


o
t
2NiO + 4NO
2
+ O
2
Ni(NO
3
)
2
+ 2NaOH

Ni(OH)
2
+ 2NaNO
3
Ni(NO
3
)
2
+ NH

3
.H
2
O(l)

Ni(NO
3
)(OH) + NH
4
NO
3
13
2Ni(NO
3
)
2
+ 6NaOH + Br
2


2NiO(OH) + 4NaNO
3
+ 2NaBr + H
2
O
NiCl
2
(Niken clorua)
NiCl
2

có cấu tạo tinh thể màu nâu vàng hoặc bột vàng, bay hơi khi đun nóng,
tan nhiều trong nớc, tan ít trong HCl đặc, NH
3
lỏng.
NiCl
2
phản ứng với H
2
SO
4
đặc, HNO
3
đặc, NH
3
.H
2
O, kiềm, O
2
, H
2
, phản ứng
trao đổi và tạo phức.
3NiCl
2
+ 8HNO
3
(30%)

3Ni(NO
3

)
2
+ 3Cl
2
+ 2NO + 4H
2
O
NiCl
2
+ 2NaOH(đ)

Ni(OH)
2
+ 2NaCl
NiCl
2
+ NH
3
.H
2
O (l)

NiCl(OH) + NH
4
Cl
NiCl
2
+ 6NH
3
(k)

[Ni(NH
3
)
6
]Cl
2
2NiCl
2
+ O
2


2NiO + 2Cl
2

NiSO
4
(Niken(II) sunfat)
NiSO
4
có cấu tạo tinh thể màu vàng nhạt (tinh thể hiđrat màu lục, khoáng vật
Morenozit), phân huỷ khi nung. Tan nhiều trong nớc (bị thủy phân ở cation).
NiSO
4
phản ứng với kiềm, hiđrat Amoniac, muối CN
-
.
2NiSO
4

o
t
2NiO + 2SO
2
+ O
2
NiSO
4
(l) + 2NaOH(đ)

Ni(OH)
2
+ 2NaSO
4
NiSO
4
+ 4(NH
3
.H
2
O) [10%]

[Ni(H
2
O)
2
(NH
3

)
4
]SO
4
+ 2H
2
O
NiSO
4
+ KCN(l)

Ni(CN)
2
+ K
2
SO
4

Khả năng tạo phức của Niken:
Ni
2+
có khả năng tạo ra nhiều phức với nhiều phối tử nh : CN
-
,Cl
-
, NH
3
,
H
2

đim, EDTA độ bền của phức cao. Đa số các phức chất của Ni
2+
có cấu hình
bát diện. Những phức này đều có tính thuận từ.
1.5.2 Giới thiệu chung về nguyên tố Coban [3]
1.5.2.1 Trạng thái tự nhiên của Coban
Trong tự nhiên Coban là nguyên tố tơng đối phổ biến, trữ lợng của Coban
trong vỏ trái đất chiếm khoảng 0,001% tổng số nguyên tử.
14
Coban và Niken là hai thành phần đặc trng trong thép thiên thạch, cơ thể động
vật tồn tại một lợng nhỏ các muối Coban. Coban có trong khoáng vật Cobanit,
Simantit, nớc biển, đất.
Coban dùng để chế tạo các hợp kim chịu nhiệt, chịu mài mòn, mạ ngoài các
dụng cụ cắt gọt, các chi tiết máy, luyện nam châm vĩnh cửu, chế các chất xúc
tác.
Đồng vị phóng xạ
60
Co dùng trong ngành y làm nguồn phát tia gama diều trị
ung th.
1.5.1.2 Một số tính chất vật lí, hóa học của Coban
Dạng đơn chất Coban là kim loại có màu trắng bạc, cứng và dai, có từ tính mạnh.
Đặc điểm và các hằng số vật lí của Coban đợc tóm tắt trong bảng sau:
Số thứ tự trong bảng tuần hoàn 27
Khối lợng nguyên tử (đ.v.C) 58,933
Cấu hình electron nguyên tử [Ar] 3d
7
4s
2
Bán kính nguyên tử (
o

A
)
1,35
Năng lợng ion hoá (ev) I
1
=7,86 I
2
= 17,05 I
3
= 33,49
Nhiệt độ sôi (
o
C) 3100
Nhiệt độ nóng chảy (
o
C) 1495
Tỉ khối (g/cm
3
) 8,9
Độ cứng 5,5
Độ dẫn điện 10
Thế điện cực chuẩn của Co
2+
/Co (V) -0,28
Nhiệt thăng hoa (KJ/mol) 425
Mức oxi hoá cao nhất +4
Số đồng vị bền: Có duy nhất một đồng vị bền là
59
Co.
Coban là kim loại dạng đơn chất có màu trắng bạc, cứng và dai, có từ tính mạnh.

Trong các hợp chất coban có số oxi hoá +2, +3. Rất ít các hợp chất mà trong
đó Coban có hoá trị +1 tồn tại.
Coban có hoạt tính hoá học trung bình, không tác dụng với oxi không khí, chỉ
bốc cháy trong oxi ở dạng bột mịn. Không tác dụng với nớc, tan chậm trong
dung dịch axit HCl, H
2
SO
4
loãng và HNO
3
.
Coban phản ứng với halogen ở nhiệt độ thờng, kiềm nóng chảy, NH
3
, CO.
2Co( bột mịn) + O
2


o
t
2CoO
15
Co +4CO

Co
2
(CO)
4
Co + 2HCl

CoCl
2
+ H
2

Co + 4NaOH + 3O
2


o
t
NaCoO
2
+ 2H
2
O ( 600 ữ 1000
o
C)
Co + Cl
2


CoCl
2
Co(OH)
2
(Coban hidroxit)
Co(OH)
2
cấu tạo tinh thể màu tím thẫm hay dạng vô định hình màu xanh chàm.

ở trạng thái ẩm hấp thụ khí O
2
, CO
2
không khí, không tan trong nớc, trong
dung môi hữu cơ kết tủa xanh chàm (Co(OH)
2
.0,67H
2
O), thể hiện tính lỡng tính (
tính bazơ trội hơn).
Co(OH)
2
+ 2HCl(l)

CoCl
2
+ 2H
2
O
Co(OH)
2
+ 2NaOH

Na
2
[Co(OH)
4
] chàm
CoCl

2
(coban clorua)
CoCl
2
là chất rắn màu xanh lam, tinh thể hiđrat có màu hồng, bay hơi khi đun
nóng vừa phải trong khí quyển HCl, nóng chảy và sôi không phân huỷ.
Tan nhiều trong nớc, HNO
3
, HCl, phản ứng với kiềm, NH
3
.H
2
O.
CoCl
2
+ 2NaOH (l)

2NaCl + Co(OH)
2

CoCl
2
+ 6NH
3
(k)

[Co(NH
3
)
6

]Cl
2
CoSO
4
( Coban sunfat)
CoSO
4
có cấu tạo tinh thể màu đỏ (tinh thể hiđrat màu hồng, khoáng vật
Biberit) tan nhiều (nhng chậm) trong nớc (độ tan tăng dần theo nhiệt độ sau đó
giảm), bị thủy phân ở cation. Tan ít trong axit sunfuric đặc, bị phân hủy khi nung
nóng.
CoSO
4
là chất khử, phản ứng với kiềm, hiđrat Amoniac.
2CoSO
4


o
t
2CoO + SO
2
+ O
2

CoSO
4
(l) + 2NaOH (l)

2Na

2
SO
4
+ Co
2
SO
4
(OH)
2
chàm + H
2
O
CoSO
4
(l) + 2NaOH (10%)

Na
2
SO
4
+ Co(OH)
2

CoSO
4
+ 6(NH
3
H
2
O) (đặc)

[Co(NH
3
)
6
] SO
4
vàng + 6 H
2
O
Khả năng tạo phức của Co
2+

16
Co
2+
có khả năng tạo phức cao, khả năng tạo phức tứ diện và bát diện của Co
2+
là
tơng đơng nhau, độ bền giữa hai nhóm phức này không khác nhau nhiều lắm. Các
phức tứ diện nh: [CoX
4
]
2-
(X: Cl
-
, Br
-
, I
-

) , [Co(SCN)
4
]
2-
, [Co(NH
3
)
6
]
2+
,
[Co(OH)
4
]
2-
,các phức này có phối tử là phối tử trờng yếu. Các phức bát diện có spin
cao nh [Co(H
2
O)
6
]
2+
, [Co(F)
6
]
4-
, [Co(CN)
6
]
4-

, các phối tử là phối tử trờng mạnh.
1.6 Khả năng hoạt động điện hoá của Coban và Niken. [10]
1.6.1 Coban (Co).
a) Trong hệ Co(II) / Co:
Co
2+
+ 2e

ơ
Co E
o
= - 0,28 (V).
Co là chất khử, dễ tan trong môi trờng Axit loãng.
Tuy nhiên, trong môi trờng kiềm:
Co(OH)
2
+ 2e

ơ
Co + 2OH
-
E
o
= -0,73 (V)
Nh vậy, khả năng phản ứng của Co trong môi trờng kiềm cao hơn hẳn trong
môi trờng axit.
Thật vậy, trong môi trờng axit:
2H
+
+ 2e H

2
E
o
= 0,00 (V)
Trong khi đó, trong môi trờng kiềm:
1/2O
2
+ H
2
O + 2e

ơ
2OH
-
E
o
= +1,39 (V)
Khả năng hoạt động điện hoá của Co
2+
cũng tăng nhanh trong một số môi tr-
ờng nh : NH
3
(l), CO
3
2-
, S
2-
.
Co + NH
3

(l)

ơ
[Co(NH
3
)
6
]
2+
+ 2e E
o
= -0,422 (V)
CoCO
3
+ 2e

ơ
Co + CO
3
2-
E
o
= -0,578 (V)
CoS + 2e

ơ
Co + S
2-
E
o

= -0,930 (V)
b) Trong hệ Co(III) / Co(II):
Co
3+
+ e

ơ
Co
2+
E
o
= 1,84 (V)
Nh vậy, Co(III) có tính ôxi hoá rất mạnh. Các muối của Co(III) không bền, dị
li chậm thành Co
2+
, sau đó CoO
2
phản ứng nhanh với nớc cho Co
2+
và O
2
.
CoO
2
+ H
2
O + 2e

ơ
CoO + 2OH

-
E
o
= 0,9 (V)
Tuy nhiên, trong môi trờng kiềm, tính ôxi hoá của Co(III) lại rất yếu.
17
Co(OH)
3
+ e

ơ
[Co(NH
3
)
6
]
2+
+ OH
-
E
o
= 0,2 (V)
[Co(NH
3
)
6
]
3+
+ e

ơ
[Co(NH
3
)
6
]
2+
E
o
= 0,1 (V)
(Môi trờng phức amin).
Và Co(III) tạo phức mạnh hơn Co(III). Khi có mặt các chất tạo phức thì thế
ôxi hoá - khử giảm.
Phức chất : CoY
3-
+ e

ơ
CoY
2-
Y (EDTA) E
o
= 0,67 (V)
Trong phức chất với CN
-
, thế điện cực rất âm, hay phản ứng ôxi hoá khử bị đổi
chiều :
[Co(NH
3
)

6
]
3-
+ e

ơ
[Co(CN)
6
]
4-
E
o
= -0,83 (V)
1.6.2 Niken (Ni)
a) Trong hệ Ni(II) / Ni
Ni
2+
+ 2e

ơ
Ni E
o
= -0,25 (V)
Trong môi trờng axit, Niken là một chất khử, dễ tan trong HCl loãng.
Trong môi trờng kiềm, tính khử của Niken tăng lên rất nhiều :
Ni(OH)
2
+ 2e

ơ

Ni + 2OH
-
E
o
= -0,69 (V)
Nh vậy, trong môi trờng kiềm, tính khử của Ni cao hơn hẳn môi trờng axit.
Trong môi trờng khi có chất tạo phức nh NH
3
(l), tính khử của Ni cũng tăng
lên, thể hiện ở thế điện cực rất âm của phản ứng khử :
[Ni(NH
3
)
6
]
2+
+ 2e

ơ
Ni + 6NH
3
(l) E
o
= -0,48 (V)
Trong môi trờng S
2-
, tính khử của Niken còn cao hơn nữa :
NiS (l) + 2e

ơ

Ni + S
2-
E
o
= -0,86 (V)
NiS + 2e

ơ
Ni + S
2-
E
o
= -1,07 (V)
b, Trong hệ Ni(III) / Ni(II):
Trong môi trờng axit :
Ni
3+
+ e

ơ
Ni
2+
E
o
= 2,1 (V)
Nh vậy, Ni(III) có tính ôxi hoá rất mạnh, dễ ràng chuyển về Ni(II).
Trong nớc hay trong môi trờng axit, Ni(III) bị di li chậm thành Ni(II) và NiO
2
.
Sau đó CoO

2
phản ứng nhanh với nớc :
NiO
2
+ 2H
2
O + 2e

ơ
Ni(OH)
2
+ 2OH
-
E
o
= 0,49 (V)
18
Nếu môi trờng axit, quá trình còn diễn ra nhanh hơn rất nhiều :
NiO + 4H
+
+ 2e

ơ
Ni
2+
+ 2H
2
O E
o
= 1,55 (V)

Tuy nhiên, trong môi trờng khi có mặt các chất tạo phức thì thế ôxi hoá khử
giảm do Ni(III) tạo phức nhanh hơn Ni(II).
[Ni(CN)
4
]
-
+ e

ơ
[Ni(CN)
3
]
-
+ CN
-
E
o
= -0,82 (V)
Trong phản ứng trên thì thế điện cực rất âm, do đó thực chất là Ni(II) bị khử
lên Ni(III) chứ không phải Ni(III) ôxi hoá về Ni(II).
1.7 c tớnh ca Niken v Coban [6,7,8]
1.7.1Niken
Niken cú mt trong nhng vt dng hng ngy nh hoa tai, phộc-m tuya,
cỳc qun, gng kớnh, dõy ng h, dõy chuyn Ngy nay, d ng vi niken l
hin tng ph bin nht trong cỏc loi d ng kim loi. Khi d ng niken, triu
chng th hin rt rừ rng, khu trỳ. Ch nhng vựng da no tip xỳc vi niken
mi cú biu hin. Khi ú, b mt da b nga, , xut hin mn nc. D ng
niken khin ngi bnh nga ngỏy rt mun gói nhng cn lu ý, tuyt i
khụng nờn gói nhng nt rp (mn nc) ny, vỡ nu nhng nt ny s v ra cú
th gõy bi nhim khin vic iu tr khú khn v kộo di hn, hin cha cú

bin phỏp cha tr trit d ng vi niken.
Tờtracacbonyl niken (cỏc tờn gi khỏc: niken tờtracacbonyl, cacbonyl niken,
niken cacbonyl), l hp cht cng húa tr ca niken, nú l bt thng i vi cỏc
hp cht ca kim loi ny, nhit phũng nú l mt cht lng khụng mu.
Cụng thc ca nú l Ni(CO)
4
. Nú l mt cht cc c v cú th gõy nguy him
cho tớnh mng nu ung nhm hay qua ng da, do ú nú cũn cú tờn gi khỏc l
"cht lng cht chúc". Tờtra cacbonyl niken cc k d bay hi. Nú bay hi ngay
nhit phũng. Hi ca nú cú th t kớch chỏy nhit 60C (333 K). Ging
nh pentacacbonyl st, tờtracacbonyl niken l hp cht cú 18 in t cng húa
tr. Niken kim loi nhit phũng cú th phn ng vi mụnụxớt cacbon (CO)
19
để tạo ra têtracacbonyl niken. Khi bị nung nóng nhẹ thì têtracacbonyl niken bị
phân hủy tạo ra mônôxít cacbon và niken kim loại. Hai phản ứng này tạo thành
cơ sở cho quy trình Mond để sản xuất niken tinh chất.
Biểu hiện ngộ độc têtracacbonyl niken được đặc trưng bởi hai giai đoạn của
bệnh. Giai đoạn thứ nhất bao gồm đau đầu và tức ngực kéo dài vài giờ, thông
thường được nối tiếp bằng sự thuyên giảm ngắn. Giai đoạn hai là viêm phổi do
hóa chất, thông thường nó bắt đầu sau khoảng 16 giờ với các triệu chứng như ho,
khó thở và cực kỳ mệt mỏi. Các triệu chứng này đạt đến độ nguy hiểm cao nhất
sau khoảng 4 ngày, có thể gây tử vong do tổn thương tim mạch-hệ hô hấp hay
suy thận cấp tính. Sự hồi phục thường là rất kéo dài, hay bị phức tạp hóa do sự
kiệt sức, suy nhược và khó thở khi cố sức. Tổn thương vĩnh cửu hệ hô hấp là bất
thường. Hiện vẫn còn tranh cãi về khả năng gây ung thư của têtracacbonyl niken
dạng khí.
1.7.3 Coban
Bột kim loại coban dễ bùng cháy khi tiếp xúc với lửa. Các hợp chất của
coban phải được xử lý cẩn thận do có độc tính nhẹ.
60

Co là nguồn phát ra tia gamma mạnh nên tiếp xúc với nó sẽ dẫn đến nguy cơ
ung thư. Nuốt
60
Co sẽ khiến coban thâm nhập vào mô tế bào và quá trình thải ra
rất chậm chạp.
60
Co là yếu tố rủi ro gây tranh cãi về vấn đề hạt nhân vì nguồn
nơtron sẽ chuyển hóa
59
Co thành đồng vị này. Một số mô hình vũ khí hạt nhân có
chủ ý gia tăng lượng
60
Co phát tán dưới hình thức bụi phóng xạ nguyên tử – nên
có khi người ta gọi đó là bom bẩn hoặc bom coban. Một nhà khoa học hàng đầu
đã dự đoán rằng loại bom này có khả năng hủy diệt tất cả sự sống trên Trái Đất.
Nếu nguyên nhân bắt nguồn không phải là một cuộc chiến tranh hạt nhân, thì
cũng do việc xử lý không phù hợp (hoặc trộm cắp) các bộ phận của máy xạ trị y
học. Tuy nhiên, tia gamma phát ra từ
60
Co hiện đang được sử dụng để diệt vi
khuẩn và tăng sức đề kháng trên rau quả.
20
Chơng 2: thực nghiệm
2.1 Thiết bị, dụng cụ, hoá chất.
2.1.1 Thiết bị, dụng cụ.
Trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi sử dụng các dụng cụ nh: Pipet,
micropipet, bình định mức đã đợc chuẩn hoá theo tiêu chuẩn quốc tế của hãng
Merck.
Tất cả các phép đo đợc thể hiện trên máy cực phổ 797 VA computrace do
hãng Metrohm (Thụy Sĩ) sản xuất, với hệ ba điện cực:

- Điện cực làm việc: Điện cực giọt treo thuỷ ngân (HMDE).
- Điện cực so sánh: Ag/AgCl/ KCl 3M.
- Điện cực chỉ thị: Điện cực Platin.
Quá trình ghi đo trên máy đợc điều khiển bằng các chơng trình cụ thể do ngời
đo thực hiện dới dạng câu lệnh. Sử dụng phần mềm 797 VA computrace.
2.1.2 Hoá chất.
Các hoá chất dợc sử dụng trong quá trình nghiên cứu đều là các hoá chất tinh
khiết của hãng Merck.
Các dung dịch chuẩn Ni
2+
, Co
2+
đợc pha chế từ dung dịch chuẩn nồng độ 1g/l
của hãng Merck.
2.2 Thực nghiệm.
Để lựa chọn đợc các điều kiện tối u cho phép xác định đồng thời hàm lợng vết
của Ni
2+
và Co
2+
trong mẫu phân tích, trớc hết chúng tôi tiến hành khảo sát lựa
chọn nền điện li cho phù hợp. Từ đó tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hởng đến
cờng độ dòng pic (I
p
) của Ni
2+
và Co
2+
nh: nh hng ca pH, nh hng ca
nng cht in li dựng lm nn, nh hng ca nng cht to phc hp

ph, nh hng ca oxi ho tan, nh hng cu thi gian in phõn, nh hng
cu th in phõn lm giu, nh hng cu tc quột th, nh hng cu kớch
c git thu ngõn. Từ các điều kiện tối u đã khảo sát, chúng tôi tiến hành xây
dựng đờng chuẩn để kiểm tra độ chính xác của phơng pháp.
2.2.1 Chọn nền điện ly
21
Để giảm cờng độ dòng điện di của các ion cần xác định, ngời ta thêm vào các
dung dịch các chất điện li trơ có chứa các cation có thế khử âm hơn thế khử của
kim loại cần xác định.
Các chất điện li trơ thêm vào đợc gọi là chất nền, trong nhiều trờng hợp, chất
điện ly thêm vào không chỉ đóng vai trò chất nền dẫn điện mà còn là chất che và
là môi trờng cho dung dịch phân tích, góp phần tăng độ nhạy và tính chọn lọc của
phơng pháp.
Trong đề tài này, chúng tôi nghiên cứu khảo sát các nền KCl, HNO
3
, đệm
axetat CH
3
COO
-
/ CH
3
COOH , đệm amoni NH
4
Cl/NH
3
, ở các điều kiện ghi đo
nh sau:
Thi gian in phõn
lm giu

t
p
= 60 (s) Tc đ quột th v=13,2(mv/s)
Th in phõn E
p
= -0,7 (V) Khong quột th
-0,8(V) ữ -1,25(V)
Nồng độ dung dịch
Dimetylglioxim
(C
DMG
)
6.10
-4
(M) Kớch c in cc
git
= 0,4 (mm
2)
pH
9,0
CNi
2+
=1,75.10
-9
(M)
CCo
2+
=6,75.10
-9
(M)

Tuy nhiên chỉ trong nền Amoni mới xuất hiện pic của Ni
2+
và Co
2+
một cách
cân đối và rõ nét. Vì vậy chúng tôi chọn đệm Amoni làm nền trong các phép ghi
đo tiếp theo.
-900m -1.00 -1.10 -1.20
U (V)
0
-100n
-200n
-300n
I (A)
22
Ni
2+
Co
2+
Hình 2.1: Phổ đồ của Ni
2+
và Co
2+
trong nền Amoni
2.2.2 Thí nghiệm trắng
Trong phân tích vết do sự nhiễm bẩn thờng xảy ra, để kiểm tra mức nhiễm bẩn
của toàn bộ hệ thống phân tích (hoá chất, dụng cụ và thiết bị sử dụng, kỹ thuật
chuẩn bị mẫu, phơng pháp phân tích) bắt buộc phải tiến hành thí nghiệm trắng
hàng ngày, thậm chí nhiều lần trong ngày sau những lần thí nghiệm khác nhau.
Thí nghiệm trắng là thí nghiệm đợc tiến hành hoàn toàn tơng tự nh thí nghiệm

nghiên cứu chỉ khác là không cho chất nghiên cứu. Chúng tôi khảo sát với các
điều kiện ghi đo tơng tự nh phần 2.2.1.
Kết quả ghi đo đợc thể hiện trên hình 2.2:
-800m -900m -1.00 -1.10 -1.20
U (V)
-30.0n
-25.0n
-20.0n
-15.0n
-10.0n
I (A)
Hình 2.2: Ph đồ mu trng ca Ni
2+
và Co
2+
Trong phổ đồ không thấy sự suất hiện pic ca Ni
2+
và Co
2+
. Điều đó chứng tỏ
dụng cụ thí nghiệm , điện cực và dung dịch đo đã đảm bảo đợc độ sạch, không
lẫn tạp chất.
2.2.3 Khảo sát các yếu tố ảnh hởng đến cờng độ dòng pic Ni
2+
và Co
2+
2.2.3.1. Khảo sát ảnh hởng của oxi hòa tan
Thc t cỏc dung dch phõn tớch thng cha mt lng oxi ho tan vi nng
trong khong 10
-4

ữ 2.10
-4
M (nhit phũng v ỏp sut khớ quyn). S kh
in hoỏ ca oxi trờn cc thu ngõn thng din ra theo 2 giai on ng vi hai
súng cc ph tng ng.
23
O
2
+ 2H
+
H
2
O
2
H
2
O
2
+ 2H
+
+ 2e 2H
2
O
Súng th nht nm trong vựng th -0,1V ữ -0,9V ng vi quỏ trỡnh kh oxi v
H
2
O
2
, súng th 2 nm trong vựng th -0,9V ữ -1,2V ng vi quỏ trỡnh kh oxi v
H

2
O (trong mụi trng axit) hoc OH
-
(trong mụi trung kim hoc trung tớnh).
Nh vy khi nghiờn cu trong vựng th catot (t -0,1V ữ -1,5V) cỏc súng ú s
lm tng ng nn, thm chớ che khut hoc lm bin dng tớn hiu von-ampe
ca cht phõn tớch v do ú nh hng n phộp xỏc nh. Nh vy cn loại b
oxi ra khi dung dch phõn tớch bng cỏch sc khớ tr sch nh Nit, Argon qua
dung dch hoc cú th s dng Na
2
SO
3
trong mụi trng kim, hay axit Ascorbic
trong mụi trng axitS dng cỏc tỏc nhõn hoỏ hc n gin v tn rất ớt thi
gian nhng d gõy nhim bn kim loi cn phõn tớch. Chớnh vỡ vy trong trng
hp phõn tớch cỏc kim loi nng vt tốt hơn là ui oxi ho tan khi dung
dch bng cỏch sc khớ Argon qua dung dch. Nghiên cứu thời gian sục đuổi oxi
dã đợc tiến hành dới các điều kiện ghi đo tơng tự nh phần 2.2.1, nhng thay đổi
thời gian sục đuổi oxi khác nhau.
Kết quả ghi đo đợc thể hiện trên hình 2.3:
-800m -900m -1.00 -1.10 -1.20
U (V)
0
-100n
-200n
-300n
I (A)
24
Ni
2+

3
4
2
1
Co
2+
Hình 2.3: Ph đồ kho sỏt nh hng ca thời gian sục đuổi oxi n
cng dũng pic ca Ni
2+
v Co
2+
.
Các đờng 1;2;3;4 ứng với các khoảng thời gian sc ui oxi là 0 (s); 30 (s); 60
(s) và 120 (s).
Qua khảo sát phổ đồ von-ampe hoà tan hấp phụ của Ni
2+
và Co
2+

chúng tôi
nhận thấy rằng trong trờng hợp không sục đuổi oxi thì pic không cân đối chân
pic nằm cao hơn. Sau khi sục đuổi oxi trong 30(s), pic hình thành cân đối nhng
thấp hơn so với trờng hợp sục đuổi khí 60(s). Khi tăng thời gian sục đuổi oxi lên
120(s) thì thấy phổ đồ không khác biệt nhiều so với trờng hợp sục đuổi khí 60(s).
Vì vậy để tiết kiệm thời gian mà vẫn đảm bảo đợc kết quả đáng tin cậy chúng tôi
chọn thời gian sục đuổi oxi trong vòng 60(s) trớc mỗi lần ghi đo. Nếu xác định
chất bằng phơng pháp thêm chuẩn thì sau mỗi lần thêm chuẩn chỉ cần đuổi oxi
trong 10(s).
2.2.3.2. Khảo sát ảnh hởng của pH
Để khảo sát ảnh hởng của pH đến cờng độ dòng pic Ni

2+
và Co
2+
, chỳng tụi
tin hnh ghi o vi cỏc iu kin ghi đo tơng tự nh phần 2.2.1, nhng thay đổi
các giá trị pH khác nhau.
Kết quả ghi đo đợc thể hiện trên hình 2.4 và bảng 2.1.

-800m -900m -1.00 -1.10 -1.20
U (V)
-50.0n
-100n
-150n
-200n
-250n
-300n
-350n
I (A)
25
3


C
o
2
+
N
i
2
+

1
5
4
2