Ứng dụng kĩ thuật chiết pha rắn để xác định lượng vết những độc tố vô cơ và hữu cơ trong phân tích môi trường

ÚNG d ụ n g Kĩ t h u ậ t c h iế t p h a r ắ n đ ể x á c đ ịn h l ư ợ n g v ế t
NHCNG đ ộ c t ố v ô c ơ v à h ữ u c ơ t r o n g p h â n t íc h m ô i t r ư ờ n g
M ã số: QT - 00 -12
Chủ trì đề tài: PGS. TS. Chu Xuân Anh
Các cán hộ phối hợp:
PGS. TS. Nguyễn Xuân Trung
CN. Đỗ Quang Trung
'CN. Nguyễn Thị Hải
CN. Nguyễn Vãn Định
CN. Nguyễn Thị Thơ
[
___
M ư i i b
BÁO CÁO TÓM TẮT ĐỂ TÀI NGHIÊN c ứ u KHOA HỌC
Mã số: QT - 00 - 12
a- Tên đề tài: ứxg dụng kĩ thuật chiết pha rắn để xác định lượng vết những
độc tố vô cơ và hữu cơ trong phân tích môi trường,
b- Chủ trì đề tài: PGS. TS. Chu Xuân Anh
c- Các cán bộ tham gia: PGS. TS. Nguyễn Xuân Trung
NCS. Đỗ Quang Trung
CN. Nguyễn Thị Hải
CN. Nguyễn Văn Định
CN. Nguyễn Thị Thơ
d- M ục tiêu và nội dung nghiên cứu.
* Mục tiêu: Nghiên cứu sử dụng các polyme vòng càng (tổng hợp
hoặc tự nhiên) để làm vật liệu chiết pha rắn trong quá trình tách làm giàu
lưựng vết H g(II), Cr(VI) và xác định chúng bằng các phương pháp phân tích
thông ihường, rẻ tiền.
* Nội dung:
1 . Lựa chọn phương pháp xác định đơn giản và rẻ tiền đối với Hg(II)
và Cr(VI).

2. Khảo sát khả năng hấp thu chọn lọc Hg(II) bằng nhựa vòng càng
Chelex-100, Purolite S920 từ các môi trường khác nhau. Đ ồng thời xem xét
khả năng tách loại một số ion đa lượng thường có m ạt trong nước thải hoặc
các ion cản trở đến phép xác định Hg(II).
3. Tìm điều kiện giải hấp Hg(II) khỏi các nhựa vòng càng.
4. Xây dựng qui trình đơn giản phân tích Hg(II) trong nước thải.
5. Khảo sát khả nãng làm giàu Hg(II) và Cr(VI) trên các polyme
vòng càng tự nhiên (Chitin và Chitosan).
e- Các kết quả đã đạt được.
1. Thu thập tài liệu tổng quan về kĩ thuật chiết pha rắn trong phân
tích môi trường.
2 . Khảo sát lại và cải tiến phương pháp trắc quang xác định Hg(II)
bằng thuốc thử PAR khi có mặt ion SCN" và phương pháp động học xúc tác
trắc quang xác định Hg(II) bằng hệ phản ứng chỉ thị K4Fe(CN)6 -
O.phenantroline - Thioure.
3. Xác định được điều kiện thích hợp để làm eiàu chọn lọc Hg(II)
trên nhựa vòng càng Chelex-100 và nhựa Purolite S920. Các điều kiện đó là
dung dịch phân tích Hg(II) có môi trường N aG 0,1 - ,05M; pH =2.
4. Đã lựa chọn được Thioure là tác nhân rửa giải thích hợp để tách
Hg(II) khỏi nhựa vòng càng Chelex-10 0 và Purolite S920.
5. Xây dựng qui trình phân tích Hg(II) trong nước thải bằng cách làm
giàu trên hệ 2 cột nhựa Chelex-100 và nhựa trao đổi cation axít mạnh
Amberlite IR - 120 và xác định bàng phương pháp động học xúc tác trắc
quang với hệ phản ứng chỉ thị K4Fe(CN)6 - O.phenantroline - thioure.
6. Bước đầu khảo sát khá nãng làm giàu Cr(VI) và Hg(II) trên Chitin
và Chitosan trước mắt dùng để xứ lý các ion kim loại nàv trong nước thải.
Tiến tới áp dụng trong phân tích hoá học.
f- Tinh hình kinh phí đề tài.
- Tổng kinh phí được cấp: 7.000.000 đ
- Đã chi theo đúng nội dung: 7.000.000 đ

Xác nhận của Ban chủ nhiệm Khoa Chủ trì đề tài
PGS.TS. Chu Xuân Anh
Xác nhận của trường
■ PHÓ HIẾU TRUÔNG
Summary
a- Title o f the project: Application of Solid Phase Extraction technique to
determ ine trace amount of inorganic and organic toxicities in
environmental analysis.
b- Director of the project: Prof. Dr. Chu Xuan Anh
c- Research coordinators: Prof. Dr. Nguyen Xuan Trung
BSc. Do Quang Trung
BSc. Nguyen Thi Hai
BSc. Nguyen Van Dinh
BSc. Nguyen Thi Tho
d- Ob jectives and Contents
* Objectives:
Investigate the use of chelating polymcrs (nalural polym er and
synthetics) as solid phase sorbents to isolate and preconcentrate trace
amount o f Hg(II), Cr(VI) and determine them hy simple and inexpensive
analytical methods.
* Contents:
1 . Select the simple and inexpensive analytical m ethods for the
determ ination of Hg(II) and Cr(VI).
2. Investigate the use of the Chelating resins, Chelex-100 and
Purolite S920, for the selecting adsorption of Hg(II) from various m edia.
Concurrently, investigate the possibilities of seperating interfering ions in
the determination of m ercury (II).
3. Search out the conditions for the removal of Hg(II) from Chelating
resins
4 . Develop the simple proeedure to determ ine H g(II) in w ater and

wastewater.
5. Carry out the preliminary experiments to investigate the possilities
of concentrating Hg(II) and Cr(VI) on natural chelating polymers (Chitin,
Chitosan).
e- The results:
1. Collected comprehensive literature involved in solid phase
Extraction for water analysis.
2. Revised and m odiíied the spectrophotonetry method for the
determination o f Hg(II) by PAR reagent in the present of SCN' ion and the
catalytical kinetic spectrophotometry method for the determination of
Hg(II) by indicator reaction system of K4Fe(CN)6-0.phenantroline-thioure.
3. The suitable condions for the selective preconcentration of Hg(II)
on Chelating resins (Chelex-100 and Purolite S920) are NaCl concentration
of ơ, 1 - 0,5M and pH = 2.
4. Selected thioure solution as elution agent to remove Hg(II) trom
chelating resins.
5. Developed analytical procedure for the determination of H g(ll) in
water and wastewater by using the 2 coupled column (Chelex - 100 resin
column and cation exchange resin column) system and determining Hg(II)
concentration by the catalytical kinetic spectrophotometry with the
indicator reactions of K4Fe(CN)6 - O.phenantroline - Thioure.
6. The preliminary experiments are carried out to investigate the
possibilities of the Cr(VI) and Hg(II) concentration processes on Chitin and
Chitosan. The results showed that Chitin and Chitosan can be used to treat
these metal ion in wastewater and can be applied in analysis.
MỤC LỤC
1 . Mở đ ầ u 1
2. Kết quả nghiên cứu 3
2.1. Lựa chọn phương pháp xác định Hg và C r
3

2.1.1. Phương pháp trắc quang xác định Hg(II) bằng thuốc thử PAR
khi có mặt ion S C N ' 3
2.1.2. Phương pháp động học xúc tác xác định Hg(II) với hệ phản ứng
chỉ thị K4Fe(CN)6 - O.phenantroline - Thioure

3
2.1.3. Phương pháp trắc quang xác định Cr (VI) với thuốc thử
diphenylcarbazide 6
2.2. Sử dụng nhựa Chelex-100 làm pha rắn chiết làm giàu H g(II)
6
2.2.1. Khảo sát tính chất hấp thụ Hg(II) trên nhựa Chelex-100
ở các môi trường khác nhau 6
2.2.2. Nghiên cứu giải hấp Hg(II) khỏi nhựa Chelex-100

7
2.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của các ion cản và biện pháp loại trừ 9
2.2.4. Phân tích nồng độ Hg(II) trong mẫu giả
13
2.2.5. Phân tích nồng độ Hg(II) trong m ẫu nước thải nhà máy p in


14
2.3. Khảo sát khả năng hấp thu Cu(II), Zn(II) và Hg(II) trên nhựa
Purolite S920 trong môi trường N aC l 15
2.3.1. Ảnh hưởng của pH 15
2.3.2. Khảo sát khả năng tách hỗn hợp Cu(II) - Hg(II) và Zn(U) - H g(II)

16
2.3.3. Khảo sát khả năng hấp thu và rửa giải lượng vết Hg(II) trên
nhựa Purolite s 920 17

2.4. Bước đầu nghiên cứu sử dụng Chitin và Chitosan làm vật liệu
chiết pha rắn hấp thu Hg và Cr
18
2.4.1. Chuẩn bị Chitin và C h ito san
18
2.4.2. Khảo sát điều kiện hấp thu Cr(VI) trên Chitn ờ điều kiện tĩnh
19
2.4.3. Khảo sát khả năng hấp thu Hg(IĨ) trên C hitosan 2 1
3. Kết lu ận 24
4. Tài liệu tham khảo 25
1. Mở đầu.
Chiết pha rắn nhanh chóng trờ thành khâu chuẩn bị m ẫu cần thiết để
tách và làm giàu các đối tượng gây ô nhiễm môi trường, đặc biệt là môi
trường nước. Pha rắn là vật liệu rắn, xốp sẽ hấp thu lượng vết các chất gây ô
nhiễm. Sau đó chúng được giải hấp khỏi pha rắn bằng thể tích nhỏ dung
môi thích hợp và đem xác định bằng các phương pháp phân tích công cụ.
Việc phát triển và ứng dụng của phương pháp chiết pha rắn tăng nhanh
cùng với việc phát triển các loại vật liệu làm pha rắn mới. Từ chỗ sử dụng
các bon hoạt tính vô định hình đến các polyme xốp kiểu XAD và các silica
pha liên kết hydrocácbon, người ta đã tiếp tục cải tiến để thu được các sản
phẩm các bon graphit xốp, nhựa polyme xốp hoặc silica pha liên kết có gắn
thêm các nhóm chức. Nhờ vậy các vật liệu chiết pha rắn có tính đồng nhất
cao, dung lượng hấp thu lớn hơn, độ chọn lọc cao và phạm vi ứng dụng của
chiết pha rắn không chỉ cho các đối tượng là chất hữu cơ mà còn cho cả các
đối tượng vô cơ và sinh học.
Bên cạnh đó, người ta đồng thời hoàn thiện các thiết bị và kĩ thuật
thực hiện chiết pha rắn. Từ chỗ các vật liệu chiết được nạp vào các cột
(tube) trong các phòng thí nghiệm, đến nay người ta đã sản xuất hàng loạt
thiết bị chiết pha rắn thương mại như các cột nhỏ nạp sẵn vật liệu chiết rắn
(cartridge), đĩa màng (membrane disk) nên có thể tiêu chuẩn hoá qui trình

phân tích. Việc sử dụng các đĩa màng cùng với các thiết bị phụ trợ khác cho
phép tăng tốc độ quá trình xử lý mẫu (có thể đạt 90-120 mẫu/giờ) và tự
động hoá. Gần đây kĩ thuật vi chiết pha rắn (SPME) với các vật liệu chiết
được phủ trên các sợi (íiber) nhỏ, mảnh có khả năng hấp thu tốt các chất ô
nhiễm hữu cơ bay hơi. Chỉ cần nhúng các sợi SPME vào dung dịch phân
tích, khuấy dung dịch một thời gian sau đó rút sợi SPME ra và làm khô. Sau
đó các sợi này được đưa trực tiếp vào bộ phận nạp mẫu của hệ thống sắc ký
khí. Quá trình phân tích nhanh cần lượng mẫu nhỏ nhưng độ chính xác
không thua kém các phương pháp phân tích khác. Ưu điểm nổi bật của
phương pháp chiết pha rắn là hệ số làm giàu cao. Sử dụng các thiết bị chiết
pha rắn người ta có thể lấy mẫu ở hiện trường, không phải chuyển lượng thể
1
tích mẫu lớn, dễ bảo quản và tránh phân huỷ mẫu bởi tác dụng hoá học và
sinh học [1], [2], [3].
Đối với các hợp chất vô cơ người ta đặc biệt chú ý các nguyên tố Hg,
As, Cr vì độ độc của chúng rất cao. Đặc điểm của các nguyên tố này là tồn
tại trong môi trường ở các dạng khác nhau. Các hợp chất của chúng phát
tán, xâm nhập tích tụ trong hệ thống sinh vật và gây ảnh hưởng đến sức
khoẻ con người. Do các nguyên tố này tồn tại trong môi trường ở nồng độ
thấp việc xác định chính xác nồng độ của chúng là công việc cực kì khó
khăn. Bởi vậy việc ứng dụng kĩ thuật chiết pha rấn để tách làm giàu lượng
vết các ion này có ý nghĩa quan trọng [4]
Trong đề tài này chúng tôi tập trung nghiên cứu sử dụng 2 loại vòng
càng tổng hợp khác nhau để tách làm giàu và xác định Hg trong nước và
nước thải. Các nhựa vòng càng đó là Chelex-100 có nhóm chức :
/ C H C O O H
iminođiacetic a c id -c h 2— 2 và Purolite-S920 có nhóm chức
^ c h 2c o o h
thiourenium (- CH ,s - C Ị ^ : ) và bước đầu sử dụng các polyme vòng càng
tự nhiên (Chitin và Chi tosan) để làm giàu các ion kim loại nặng có độc tố

cao. Nội dung nghiên cứu bao gồm:
1 . Thu thập tài liệu để có tổng quan về chiết pha rắn.
2. Lựa chọn các phương pháp xác định H? và Cr.
3. Khảo sát khả nãng hấp thu chọn lọc ion Hg(II) bằng nhựa trao đổi
vòng càng CheIex-100 và Purolite s 920 từ các môi trường có nồng độ ion
c r và pH khác nhau. Đồng thời xem xét khả năng hấp thu một số ion đa
lượng thường có mặt trong nước thải cũng như một sô' ion cản trở đến phép
xác định Hg(II).
4. Tìm điều kiện giải hấp Hg(II) khỏi các nhựa vòng càng.
5. Xây dựng qui trình phân tích Hg(II) trong nước và nước thải đặc
biệt là các dung dịch có nồng độ ion c r cao.
6. Bước đầu khảo sát khả năng làm giàu Hg, Cr trên polyme vòng
càng tự nhiên (Chitin và Chitosan)
2
2. Kết quả nghiên cứu đề tài.
2.1. Lựa chọn phương pháp xác định Hg và Cr [5], [6], [7].
2.1.1. Phương pháp trắc quang xác định Hg ịII) bằng thuốc thủ PAR
khi có mặt SCN'.
Nghiên cứu sự tạo phức màu của ion Hg(II) với thuốc thử PAR,
chúng tôi thu được một số kết quả sau: - Phức màu Hg-PAR có thành phần
1:2 trong môi trường đệm Borac pH 8,5 -!- 9,3. Phổ hấp thụ ánh sáng của
phức có cực đại tại X = 500nm, s = 1 ,2 .104.
- Khi có mặt của các ion c r , PO*~ không ảnh hưởng đến sự tạo
phức Hg-PAR. Các ion I‘, Br', EDTA làm giảm cường độ hấp thụ của phức
màu khi nồng độ các ion > 10'4M.
- Đối với ion SCN\ chúng tôi thấy có hiện tượng tăng cường độ hấp
thụ ánh sáng và có sự dịch chuyển bước sóng của cực đại hấp thụ ánh sáng.
Nghiên cứu một cách cẩn thận ảnh hưởng của nồng độ SCN', chúng tôi cho
rằng có thể hình thành phức bậc 3: Hg-PAR-SCN với tỉ lệ thành phần 1:2:3.
Cực đại hấp thụ ánh sáng dịch chuyển về phía sóng dài (Ảmax = 505-506nm,

s = 2 ,5.104). Khoảng tuyến tính tuân theo định luật Lamber - Beer là 6.10'7 -
1,2.10'5M. Hoàn toàn có thể áp dụng phức bậc 3: Hg-PAR-SCN trong phân
tích lượng nhỏ Hg(II). Tuy nhiên, thuốc thử PAR có khả năng tạo phức với
rất nhiều ion kim loại. Do vậy, theo chúng tôi chỉ nên sử dụng trong nghiên
cứu riêng cho ion Hg(II).
2.1.2. Phương pháp động học xúc tác trắc quang xác định Hg(II) với
hệ phản ímg chỉ thị K JF eC N )6-0 . phenantroỉine - Thioure.
Nguyên tắc của phương pháp này dựa trên phản ứng:
[Fe(CN)6]4' + 3 .0 .phe -> ( Ferroin)2+ + 6CN' ( 1 )
ở đây o.phe: là o phenantroline
Khi có mặt ion Hg(II) sẽ xảy ra phản ứng:
Hg(II) + 4 CN- -> Hg(CN)42- IgP4 = 42,5 (2)
3
Tốc độ hình thành sản phẩm màu Ferroin trong phản ứng ( 1 ) sẽ phụ
thuộc tuyến tính vào nồng độ ion Hg(II). Áp dụng phương pháp ấn định thời
gian để khảo sát các yếu tố ảnh hường đến khả năng xúc tác của Hg(H) lên
hệ K4[FeCN]6 - O.phenantroline. Các kết quả thu được như sau:
- Phản ứng xúc tác của Hg(II) tốt nhất là ở pH = 3 đệm
mônocloaxetat và ở nhiệt độ trong khoảng 50-60°C, khi ở nhiệt độ phòng
(20-25°C) phản ứng hầu như không xảy ra, vì thế sau khi phản ứng đạt cân
bằng, đưa về nhiệt độ phòng để đo độ hấp thụ ánh sáng của phức màu
Ferroin. Nồng độ đầu của các chất phản ứng chỉ thị là K4Fe(CN)6 2 .10'4M.
O-phenantroline 6.10‘4M, khoảng tuyến tính tuân theo định luật Lamber -
Beer 1,2.1C>-7 - 6.10'6M.
- Khảo sát ảnh hưởng của một số ion cản trở cho thấy, các ion Fe(II),
Fe(III), Cu(II), Ag(I) ảnh hưởng đến xác định Hg(II) khi ở nồng độ lớn >
10 6M; do vậy cần phải che hay tách loại các ion này trước khi xác định Hg,
ion Cl không ảnh hướng ử hất kì nồng độ nào nhưnỵ các ion Br\ SCN ,
EDTA làm giảm mật độ quang của phức màu khi nồnt: độ lớn hơn 1()'4M.
lon r ảnh hưửng rất mạnh đến khả năng xúc tác của Hg(II) (phức H glj có

lg p 4 = 30,3).
- Khi có mặt thioure trong dung dịch sẽ làm tãng tốc độ phản ứng
xúc tác của Hg(II) do vậy chúng tôi nghiên cứu kĩ hơn. Các yếu tố ảnh
hưởng đến tốc độ phản ứng xúc tác của Hg(II) lên hệ phản ứng K4Fe(CN)6 -
O.phenantroline khi có mặt Thioure đã được khảo sát. Kết quả thí nghiệm
được trình bày trong hình 1 , hình 2, hình 3, hình 4, hình 5, hình 6 . Như vậy
có thể sử dụng phương pháp động học xúc tác trắc quang với hệ phản ứng
chỉ thị là K4Fe(CN)6 - O.phenantroline-Thioure để xác định nồng độ Hg(II).
Điều kiện tối ưu là K4Fe(CN)6 2.10'4M; O .phenantroline Ổ.IO^M
Thioure 4.10'4M, pH của dung dịch = 3, nhiệt độ 50° - 60°; X = 510nm.
Khoảng tuyến tính tuân theo định luật Lamber - Beer: 8.5.10'8M - 5.10'7M.
4
Thơi
Ịiiũ
(pbút)
Hình 1: Đổ thị biểu diẻn sự ảnh hưởng của
nhiệt độ đến tốc độ phản ứng.
Hình 3: Ảnh hưởng của nồng độ o-
phenantroline đến tốc độ phản ứng, pH=3.
Hình 5: Ảnh hường của nồng độ Thioure
đến rốc độ phản ứng .
0 1
Hình 2: Ảnh hường của pH đến tốc độ
phản ứng.
Hình 4: Ảnh hường của nồng độ
K4[Fe(CN)6] đến tốc độ phản ứng.
0 10 20 30 40 50
Hình 6: Sự phụ thuộc mật độ quang vào
nồng độ Hg(II).
5

2.1.3. Phương pháp trắc quang với thuốc thử diphenylcarbazide xác
định Cr(VI).
Cr(VI) được xác định bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử
diphenylcarbazide ở các điều kiện sau:
Trong 25ml dung dịch có nồng độ diphenylcarbazide 0,02% , nồng độ
H2S 0 4 0,08N. Đo ở bước sóng X = 542 mm, dung dịch so sánh là nước cất.
Khoảng tuyến tính tuân theo định luận Lamber-Beer từ 10'6 - 3.10'5M (Cr).
2.2. Sử dụng nhựa Chelex-ỈOO làm pha rắn chiết làm giàu HgCQ).
Chelex-100 là nhựa tổng hợp có nhóm chức iminodiaceticacid có thể
tạo phức với nhiều ion kim loại ở các pH khác nhau. Ở phần này chúng tôi
nghiên cứu tính chấp hấp thụ của Hg(II) từ mỏi trường nước khi có m ặt ion
c r với nồng độ cao [8].
2.2.1. Kliáo sút tính chất hấp thụ Hg(II) trên nhựa Chelex-IOO ở cúc
mỏi trường khác nhau.
Các thí nghiệm nghiên cứu sự hấp thụ Hg(II) trên nhựa Chelex-100
ironiỉ các mỏi Irường khác nhau được tiến hành như sau: Cho dung dịch
Hg(II) nồng độ 3,06ppm chạy qua cột đã nạp lm l nhựa Chelex-100. Các
dung dịch Hg(II) được điều chỉnh để có mòi trường HNO, 0 ,IM , HC1 0,1M
hoặc NaCl 0,1M và 0,5M ở pH=2. Tốc độ chảy là lm l/phút sau khi dung
dịch chảy hết, rửa cột bằnỵ lOml dung dịch HC1 0,1M. hoặc HNO3 0,1M
hay NaCl 0,1M pH -2 và sau đó là 5ml H ,0 . Toàn bộ dung dịch chảy ra sau
cột và dung dịch rửa sẽ được trung hoà bằng NaOH về pH 3-4 và định mức
lên lOOml. Lấy một phần dung dịch đem xác định nồng độ Hg(II). Các kết
quả được đưa ra ở bảng 1. Chúng tôi thấy Hg(II) bị hấp thụ hoàn toàn trên
cột SPE có chứa nhựa Chelex-100 từ các môi trường H G 0,1M và HNO3
0,1M . Trong môi trường NaCl 0,1M và 0,5M, pH=2, thuỷ ngân (II) tồn tại
chủ yếu ở dạng H gClj‘ , và ở pH này nhựa Chelex-100 nsoài khả nãng tạo
vòng càng còn có khả năng trao đổi anion. Do đó Hg(II) bị giữ lại trên nhựa
rất chặt.
6

Bảng 1. Sự hấp thụ của Hg(II) trên nhựa Chelex-100 trong các môi
trường khác nhau.
Môi trường hấp thụ
Lượng Hg(ll) đưa vào (ng)
Hiệu suất hấp thụ (%)
HNO, 0.1M
76,5
100
h n o 3 0,1M
153,0 100
HNO, 0t1M
306,0 100
HCI 0,1M
76,5 100
HCI 0,1 M
153,0
100
HCI 0.1M
306,0 100
NaCI 0,1 M pH=2
76,5
100
NaCI 0,1M pH=2
153,0
100
NaCI 0,5M pH=2 76,5 100
NaCI 0,5M pH=2
153,0
100
2.2.2. Nghiên cím giải hấp Hg(II) khói cột nhựa Chelex-100

Cho thể tích xác định của dung dịch axít HC1, HNO, có nồng độ thay
đổi từ 0,5-3,0M; Dung dịch KSCN 0,01; 0,05 và 0,1M: Dung dịch Thioure
có nồng độ 0,001; 0,005 và 0,0 IM trong môi trường HC1 = 0 ,IM chạy qu,K
cột nhựa vòng càng Chelex-100 đã hấp thụ Hg(II) với tốc độ 0,5 -
0,8ml/phút. Sau khi dung dịch chảy hết, rửa cột bằng 5ml H-,0. Trung hoà
bằng dung dịch NaOH (nếu cần) và định mức lên thể tích chính xác. Lấy
một phần đem xác định nồng độ Hg(II) như ưong mục 2 .1.1 và 2.1.2. Các
kết quả thí nghiệm khảo sát lựa chọn dung môi rửa giải Hg(II) khỏi nhựa
Chelex-lơo được đưa ra ở bảng 2. Từ các kết quả thực nghiêm chúng tôi
nhận thấy rằng có thể rửa giải định lượng Hg(II) ra khỏi Chelex-100 với 20
- 30ml dung dịch HNOj 2M. Tuy nhiên nhược điểm của việc sử dụng H N 0 3
là thể tích dung dịch rửa giải lớn gây tốn kém, mặt khác sau khi trung hoà
tổng lượng thể tích dung dịch rửa giải ra sẽ lớn và làm giảm đáng kể hệ số
làm giàu Hg(II) theo phương pháp này. Hơn thế nữa, HNO3 là m ột axit có
tính chất oxy hoá mạnh vì thế việc sử dụng cột nhựa nhiều lần sẽ dẫn đến
7
chóng hỏng nhựa. Đối với dung dịch H G mặc dù phức của H g C l,'k h á lớn
(p4 = 16,1) nhưng ở môi trường axít nhựa đồng thời có khả năng trao đổi
anion cho nên việc rửa giải bằng HC1 là không thuận lợi. Khả năng rửa giải
của SCN' là kém nhất.
Rửa giải Hg(II) bằng thioure là thuận tiện hơn cả, chỉ cần thể tích
nhỏ dung dịch thioure 0,1M là có thể tách định lượng Hg(II) ra khỏi nhựa
Chelex-100 dẫn đến hệ số làm giàu sẽ rất cao. Đồng thời việc xác
định Hg(II) tiếp theo bằng phương pháp động học xúc tác với hệ phản ứng
chỉ thị K4Fe(CN)6 - O.phenantrolin - Thioure cũng thuận tiện hơn.
Bảng 2. Sự rửa giải Hg khỏi cột nhựa Chelex -100.
Tác nhân rửa giải
Nồng độ tác nhân
rửa giải (M)
Thể tích tác nhân

rửa giải (ml)
Hiệu suất thu hồi %
h n o 3
0,5 20
48,0
2,0 10
73,2
2,0
15
82,2
2,0 20
96,7
2,0
30
105,0
3,0
20
97,0
HCI
1,0
20
57,0
2,0
20
63,0
2,0 30
82,0
3,0
30
77,0

KSCN
0,001
10
45,0
0,5 10
56,5
0,1
10
62,2
Thioure trong mòi
0,001
5
78,2
trường HCI 0,1M
0,005
2
90
0,01 1
95,6
* Lượng Hg(II) hấp thụ trên cột Chelex-100 trong trờng hợp rứa giải
bằng H N 0 3, Hơ và KSCN là 76,5 |ig, trong trường hợp rừa giải thioure là l,0|ig.
8
2.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của các ion cản và biện pháp loại trừ.
2.2.3.1.K hảo sát khả năng hấp thụ Fe(III), Zn(II) và Ag(I) trên nhựa
Chelex-100 trong môi trường clorua, pH = 2
Các dụng dịch Fe(III), Zn(II) và Ag(I) được điều chỉnh môi trường và
tiến hành giống như điều kiện hấp thụ Hg(II) lên cột chelex-100 đã được
nghiên cứu ở trên. Ở điều kiện này Ag(I) được kết tủa ở dạng AgCl và bị
giữ lại trên đỉnh đầu của cột nhựa. Phần nước lọc sau cột không phát hiện
được ion Ag(I). Các kết quả cho thấy Fe(III) bị giữ lại hoàn toàn trên nhựa.

- Đối với dung dịch Zn(II) trong môi trường NaCl 0,1M , chúng tôi
thay đổi pH từ 1-8 và dội qua cột Chelex-100. Phần nước lọc chảy ra được
thu lại và lấy m ột phần để xác định Zn(II). Ảnh hưởng của pH đến sự hấp
thụ của Zn(II) trên cột nhựa vòng càng Chelex-100 được m inh họa trong
hình 7.
Theo Rengan [9] đã chỉ ra rằng ử nồng độ axit HC1 thấp (<0,5M ) thì
hệ số phân bố D của Zn(II) trên nhựa Chelex - 100 rất nhỏ (D<5). Cũng tại
nồng độ axit HC1 này hệ số phân bố D của Hg(II) lớn hơn hệ số phân bố D
của Zn(II) khoảng 10.000 lần. Như vậy ở mỏi trường NaCl 0 ,]M , pH= 2 thì
Hg(II) hấp thụ rất mạnh còn Zn(II) bị hấp thụ rất yếu. Như vậy nếu dùng
chính dung dịch NaCl 0,1M, pH = 2 có thể rửa Zn(II) ra khỏi nhựa Chelex-
100. Chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm sau:
1 2 3 4 5 6 7 8
pH
Hình 7. Ảnh hưởng của pH đến sự hấp thụ Zn(II) lên nhựa chelex-
100 trong môi trường NaCl 0,1M
9
Cho dung dịch có Hg(II) hoặc Zn(II) đã được điều chỉnh để có nồng
độ NaCl 0,1M, pH=2 chạy lên các cột SPE có chứa nhựa chelex-100. Sau
khi dung dịch đã nạp hoàn toàn, tiếp tục cho dung dịch NaCl 0,1M , pH=2
rửa các cột có chựa Hg(II) hoặc Zn(II) và lấy ra từng phân đoạn lOml. Phân
tích nồng độ Hg(II) hay Zn(II) trong phần nước chảy ra sau hấp thụ và các
phân đoạn rửa. Kết quả được trình bày trên bảng 3. Chúng tôi nhận thấy
Hg(II) bị hấp thụ hoàn toàn và việc rửa tiếp 50ml dung dịch N a ơ 0,1M,
pH=2 không làm cho Hg(II) đi ra khỏi cột. Đối với Zn(II) sau 50ml dung
dịch NaCl 0,1M pH=2 thì toàn bộ phần Zn(II) hấp thụ trên nhựa đã bị rửa
hết. Bàng cách này ta có thể loại được sự ảnh hưởng của Zn(II) đến quá
trình hấp thụ Hg(II) trên cột nhựa vòng càng Chelex-100.
Bảng 3. Sự rửa nhựa C hdex-100 đã hấp thụ Zn(II) và Hg
Lượng

đưa vào
Lượng
Zn hấp
thụ
Lượng
không
hấp thụ
NaCI 0,1M pH=2
Phân
đoạn 1
Phân
doạn 2
Phân
đoạn 3
Phân
doan 4
Phân
đoạn 5
TS
60,00 23,70
36.30 10,44
7,68
5,25
0,21 0,08 23,66
Hg(H) (ịig)
76,5 76,5
-
-
i
.

- -
2.2.3.2. Khảo sát tính chất hấp thụ của Hg(II) , Fe(III). Zn(II) và Ag(I) trên
nhựa Amberlite IR - 120.
Nghiên cứu tính chất hấp thụ của Fe(III), Zn(II), Ag(I) và Hg(II) trên
nhựa Amberlite IR-120, cho ta các thông tin quí giá để có thể sử dụng nhựa
này để tách lượng lớn một số ion ảnh hưởng đến quá trình làm giàu Hg(II)
bằng nhựa vòng càng Chelex-100. Các thí nghiệm được tiến hành như sau:
Các dung dịch Hg(II), Fe(III), Zn(II) và Ag(I) được điều chỉnh để có
môi trường axít H N 0 3 hay HC1 0,1; NaCl 0,1 và 0,2M, pH = 2. Dẫn các
dung dịch chạy qua các cột có chứa nhựa ER-12 0 . Tốc độc chảy từ 1,2-1,5
ml/phút. Khi quá trình hấp thụ kết thúc, dùng 10-15ml nước cất thành phần
tương tự như dung dịch nạp để đẩy hết các ion còn dư trên nhựa ra. Phần
10
ion kim loại bị hấp thụ trên cột nhựa IR-120 được rửa giải bằng dung dịch
H N 0 3 2M .
- Các kết quả thí nghiệm được trình bày trên bảng 4. Từ các kết quả
trên chúng tôi nhận thấy trong môi trường axít H N O3 0,1M thì tất cả các
ion Hg(II), Fe(III), Zn(II) và Ag(I) đều hấp thụ hoàn toàn trên nhựa IR-120.
Khi chuyển sang môi trường axít HC1 0,1M và môi trường dung dịch nồng
độ NaCl bằng 0,1M hay 0,5M pH = 2 thì Hg(II) hầu như không hấp thụ. Ở
điều kiện này thuỷ ngân tồn tại ở dạng phức anion HgCl42’ do vậy không thể
xảy ra phản ứng trao đổi ion •
Bảng 4. Sự hấp thụ của Hg(II), Fe(III), Zn(II) và Ag(I) trên nhựa
Amberlite IR-120 ở các môi trường khác nhau.
Mói trường
hấp thụ
Hc
(II)
Fe III) Zn
(II)

Ac
(I)
Hiệu
suất hấp
thụ (%)
Hiệu suất
thu hồi
(%)
Hiệu
suất
hấp thu
(%)
■
Hiệu
suất thu
hồi (%)
Hiệu suất
hấp thu
(%)
'
Hiệu
suất thu
hồi (%)
Hiệu
suất hấp
thụ (%)
Hiệu
suất thu
hồi (%)
HN030,1M 95,4

98,2 100,0 97,8 94,5
99,4
97,0
99,1
HCI 0,1M
0
96,7 100,0
99,6
75,7 96,5 100,0
-
NaCI 0,1M
pH= 2
0
97,1
100,0
98,3 68,7 102,0
100,0
-
NaCI 0,5M
pH=2
0 101,3
100,0
98,7 54,3
98,1 100,0
-
Tương tự như phần khảo sát m ục 2 .2.3 .1 , Ag(I) trong môi trường
clorua bị kết tủa AgCl trên đỉnh đầu lớp nhựa. Như vậy Ag(I) trong môi
trường HC1 0 ,IM hoặc NaCl 0,1M , pH=2 sẽ nằm lại trên nhựa trao đổi
cation axít m ạnh. Trong môi trường NaCl 0,1M pH = 2 (hay môi trường
HC1 0 ,IM ) Fe(III) bị giữ lại rất chặt trên nhựa trao đổi cation axít m ạnh (D

= 9000). Chúng tôi đã tiến hành thử nâng nồng độ NaCl trong dung dịch rửa
lên 0,5M và giữ nguyên pH = 2, thì sau 50ml vẫn không phát hiện thấy ion
Fe(III) trong dung dịch rửa. Như vậy bằng cách sử dụng cột nhựa trao đổi
cation A mberlite IR - 120 có thể tách được Fe(III) và Ag(I) khỏi Hg(II)
11
trong môi trường clorua ở pH = 2. Trong điều kiện tương tự, phần lớn Zn(II)
bị giữ lại trên cột nhựa trao đổi cation Amberlite ER-120. M ột phần nhỏ của
ion Zn(II) không hấp thụ đi xuống cột Chelex-100 có thể được loại trừ dễ
dàng bằng cách rửa với dung dịch NaCl 0,1 M pH = 2 như đã nói ở mục
2.2.3.1
2.2 .33 . Nghiên cứu khả năng kết nối 2 cột nhựa trao đổi cation và nhựa
vòng càng đ ể tách làm giàu lượng vết Hg(IỈ).
Các kết quả nghiên cứu tính chất hấp thụ của Hg(II), Zn(II), Fe(III)
và Ag(I) trên nhựa vòng càng Chelex-100 và nhựa trao đổi cation axít mạnh
Amberlite IR-120 cho thấy: Nếu ta kết hợp một cách hợp lý 2 cột nhựa thì
có thể tách được Hg(II) ra khỏi lượng lớn các ion Fe(III), Zn(II) và Ag(I).
Các thí nghiệm được tiến hành như sau: Cho dung dịch hỗn hợp của Hg(II)
với các ion Fe(III), Zn(II) và Ag(I) đã được điều chỉnh để có nồng độ NaCl
ơ,IM , pH 2, chạy liên tục qua hệ 2 cột nhựa (cột thứ nhất (C l) nạp nhựa
trao đổi cation axit mạnh, cột thứ 2 (C2) nạp nhựa Chelex-100). Tốc độ
chung của cá hộ hai cột là 1 ,0-1,2ml/phút. Sau khi dung dịch chảy hết, dùng
2()ml dung dịch NaCl 0, 1 M pH=2 rửa hết ion Hg(II) còn dư trong cột C1
sang cột C2. Tách cột C2 ra khỏi cột C l. Dùng axít HNO3 để rửa giải các
ion kim loại bị hấp thụ trên cột C 1 và tái sinh nhựa để sử dụnơ lần tiếp theo.
Cột C2 tiếp tục được rửa bằng 50ml dung dịch NaCl 0 ,IM pH=2 để loại hết
ion Zn(II) ra khỏi cột. Hg(II) bị hấp thụ trên cột sẽ được rửa giải bằng thể
tích thích hợp dung dịch HNO3 2M hoặc Thioure 0 ,0 IM và đem xác định
nồng độ bằng phương pháp trình bày ở mục 2.1.1 và 2.1.2. Các kết quả thí
nghiệm được trình bày trên bảng 5 cho thấy hoàn toàn có thể áp dụng qui
trình này để tách và xác định Hg(II) trong các m ẫu có thành phần nền phức

tạp như nước thải, nước biển
12
Bảng 5. K hảo sát hiệu quả tách Hg(II) khỏi m ột số ion kim loại trên
hệ 2 cột Amberlite IR-120 và Chelex-10 0
Mẫu
phân
tích
Thành
phần mẫu
Nồng độ ion
trong mẫu (PPb)
Nồng độ Hg(EI)
phát hiện được
(PPb)
Sai số tương
đối (%)
MI
Hg(II)
Ag(I)
7,65
1000
8,8 +13
M2
Hg(II)
Fe(III)
6 ,12
20.000
6,0
- 0,2
M3

Hg(III)
Zn(II)
6 ,12
60.300
6,1
-0 ,03
Hg(II)
18,6
M4 Fe(III)
15.000
20,2 +7,9
Zn(II)
60.000
2.2.4 Phân tích nồng độ tlmỷ ngân (II) trong mẫu giả
Sau khi đã nghiên cứu khảo sát các điều kiện thích hợp để làm giàu
Hg(II) trên hệ 2 cột nhựa Chelex-10 0 và nhựa trao đổi cation axít mạnh IR-
120, chúng tôi tiến hành xác định nồng độ Hg(II) trong các mẫu giả để
kiểm tra độ đúng, độ chính xác của phương pháp. Các mẫu giả được chuẩn
bị như sau: Trong một lít nước có nồng độ NaCl 0,1M, pH=2; nồng độ
Hg(II) là 2 ppb, nồng độ Fe(III) và Zn(II) trong mẫu lần lượt là 15000 và
60.000. Các bước tiến hành làm giàu và xác định nồng độ Hg(II) trong mẫu
giống như các thí nghiệm ở trong mục 3.5. Các kết quả phân tích nồng độ
Hg(II) trong các m ẫu giả được ghi ở bảng 6 và các số liệu xử lý kết quả thí
nghiệm theo phương pháp thống kê được dẫn ra ở bảng 7. Từ các kết qủa
tính toán được chúng tôi nhận thấy: Khi xác định Hg(II) bằng hệ kết nối hai
cột nhựa (Chelex-100 và Am berliter IR-120), các kết quả thu được không
có sự khác biệt so với giá trị thực. Giá trị (chuẩn student) t,hưc nghiệm nhỏ hơn
với giá trị tb. „ tức là phương pháp này không m ắc sai số hệ thống. Sai số
tương đối của phép xác định là 2 ,0% và hệ sô' biến động (hay độ lệch chuẩn
tương đối là 3%). Phương pháp này hoàn toàn đáp ứng yêu cầu trong phân

tích lượng vết Hg(II).
13
Bảng 6. Nồng độ Hg(II) xác định trong m ẫu giả
Thí nghiệm 1 2 3 4
5
Nồng độ Hg(ll) (ppb) 1,97 1.90 1,95 2,05
1,92
Bảng 7. Xử lý thống kê kết quả phân tích nồng độ Hg(II) trong m ẫu giả
Các đại lượng thống kẽ Kết quả
Nồng độ Hg(ll) trung binh 1,96 ppb
Phương sai
0,0034
Bậc tự do(k)
4
Độ lệch tiêu chuẩn
0,058
Sai số tương đối
2%
Hệ số biến động
3%
Chuẩn student (t)
1,54
Biên giới tin cậy
±0,07
2.2.5. Phân tích nồng độ Hg(ỈI) trong mẫu nước thải nhà m áy pin
Từ các kết quả nghiên cứu khả năng tách làm giàu Hg(II) bằng
phương pháp SPE với hệ 2 cột nhựa Chelex-100 và nhựa IR-120, chúng tôi
đã áp dụng để phân tích nồng độ Hg(II) trong các mẫu nước thải nhà m áy
pin (mẫu nước đã xử lý và chưa xử lý). Các mẫu phân tích được xử lý như
sau: dung dịch nước thải của nhà máy pin được chứa vào các can nhựa sạch

(đã ngâm rửa bằng dung dịch H N 0 3 2M sạch, tráng rửa nước cất 2 lần)
trong có sẩn 15ml dung dịch H N O 3 sạch, đặc. Khi m ẫu phân tích về phòng
thí nghiệm, ngay lập tức lọc qua phễu lọc thuỷ tinh số 4 (G4) và dung dịch
sau khi lọc được chứa vào các chai polyetylen sạch. Nồng độ Hg(II) trong
mẫu phân tích được xác định bằng quy trình phân tích đã nói ở trên và bằng
phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử bay hơi lạnh (CV AAS) tại
Trung tâm thí nghiệm đại chất Việt Nam. Để kiểm tra và đối chứng kết quả
chúng tôi chuẩn bị m ẫu giả có thành phần giống như trong mục 2 .2 .4 , với
nồng độ H g(II) là 30ppb. Các kết quả phân tích nồng độ H g(II) trong mẫu
giả và mẫu nước thải nhà m áy được trình bày trong bảng 8 . Các kết quả cho
thấy nồng độ H g(II) trong các mẫu được xác định bằng phương pháp tách
làm giàu H g(II) bằng trên hệ hai cột nhựa Chelex-100 và nhựa trao đổi
14
cation Amberlite IR-120 và xác định bằng phương động học xúc tác trắc
quang là khá phù hợp với các kết quả phân tích bằng các phương pháp khác.
Bảng 8. Nồng độ Hg(II) trong một sô' mẫu giả và mẫu nước thải.
Mẫu giả
Nồng độ Hg(ll) theo
phương pháp nghiên
cứu (ppb)
Nồng độ Hg(ll) theo
phương pháp c v M S
Nồng độ Hg(ll) theo
kết quả phân tích của
nhà máy
Mẫu nước thải chưa
xử lý
17,6 18,0 19,0
Mẫu nước thải đá xử
lý

3,2
-
<5
Mẫu giả 30,6 29,7
2.3. Khảo sát khả năng hấp thu Cu(n), Zn(n) và Hg(n) trẽn nhựa
purolite S-920 trong mỏi trường NaCl.
2.3.1. Ảnh hưởìig của pH
Nghiên cứu tính chất hấp thu của Cu(II), Zn(II) và Hg(II) trên nhựa
Purolite S-920 trong môi trường NaCl ở các pH khác nhau nhằm mục đích
lựa chọn điều kiện hấp thu chọn lọc Hg(II) và tách khỏi lượng lớn các ion
Cu(II) và Zn(II). Các nghiên cứu đưực tiến hành như sau:
- Dung dịch của các ion Cu(II), Zn(II) và Hg(II) được điều chỉnh để
có nồng độ NaCl 0,2M và pH 1-4 bằng dung dịch HC1. Dẫn dung dịch qua
cột có chứa 0,5 - 1,0 g nhựa vòng càng Purolite S-920 với tốc độ
1 ml/phút/cm2. Sau khi dung dịch chảy hết, cho lOml dung dịch NaCl 0,2M
có pH tương tự với mẫu phân tích chạy qua cột. Thu toàn bộ dung dịch chảy
ra sau cột đem xác định lượng ion kim loại không hấp thu bằng phương
pháp chuẩn độ complexon với thuốc thử PAR ở pH = 4,5 (đệm axetat natri).
Rửa giải cột bằng dung dịch EDTA và xác định lượng ion kim loại đã hấp
thu trên cột các kết quả thí nghiệm được trình bày trong bảng 9. Chúng tôi
thấy khi tăng pH khả năng hấp thu ion Cu(II) và Zn(II) tăng. Ở pH = 1 thì
Hg(II) bị hấp thu gần như hoàn toàn trons khi Cu(II) và Zn(II) chỉ bị hấp
thu m ột lượng nhỏ. Do vậy có thể hấp thu chọn lọc Hg(II) ở điều kiện này.
15
Bảng 9. Ảnh hưởng của pH đến sự hấp thu Cu, Zn, Hg
trên nhựa Purolite s 920
lon kim
loại
Lượng
ion kim

loại đưa
vào (mg)
pH=1
pH
=2 pH=3
pH
=4
% hấp
thu
%
không
hấp
thu
% hấp
thu
%
không
hấp
thu
% hấp
thu
%
không
hấp
thu
% hấp
thu
%
không
hấp

thu
Cu(ll)
6,4 12
87 35 63 43 55 50 48
Zn(ll) 6,5 5,5
94,4
12,2
87,6 55 45 73 26
Hg(ll)
9,9
9,65 vết 98
vết 98 vết 99
vết
2.3.2. Khảo sát khả năng tách hỗn hợp Cu(ỈI) Hg(II) và Zn(II)-H g(II)
Chuẩn bị dung dịch hỗn hợp Hg(II) - Cu(II) hoặc Hg(II)- Zn(II) có
nồng độ C1" = 0,2M và pH = 1. Dẫn dung dịch qua cột có 1 g nhựa Purolite
S-920. Sau đó rửa tiếp bàng 25ml dung dịch c r nồng độ 0,2M và pH = 1.
Thu gom toàn bộ dung dịch chảy ra sau cột và xác định lượng Cu(II) hoặc
Zn(II) còn lại không hấp thu bằng phương pháp chuẩn độ com plexon với
chi thị PAN.
- Rửa giải cột hằng dung dịch EDTA trong đệm axetat pH = 4,5 thu
toàn hộ phần nước lọc có Hg-EDTA và Zn - EDTA hay Cu EDTA cũng như
E DTA dư. Dùng dung dịch Zn(II) chuẩn ngược lượng dư EDTA để xác
đinh lượng EDTA đã phản ứng với Hg(II) và các ion Cu(II) hoặc Zn(II).
Tiếp tục thêm KI vào dung dịch và xác định EDTA giải phóng khỏi phức
Hg-EDTA từ đó tính toán lượng Hg(II). Các kết quả khảo sát cụ thể được
trình bày trong bảng 10 và bảng 11 dưới đây
Bảng 10: Kết quả tách Hg khỏi hỗn hợp Hg(II) - Cu (II)
trên nhựa Purolite S920
Nồng độ

_.J1S(PEm)
Nồng độ
Cu(ppm)
Thể tích
mẫu (ml)
Hiêu suất thu
hồi Hg(%)
Hiệu suất hấp
thu Cu(%)
Phần Cu không
hấp thu (%)
199,2
512
25
94,42
15,00
85,15
199,2
512
25
93,17
15,00
84,70
199,2
512
25
97,07
14,31
84,16
4,98

64
1000
96,40
13,56
86,33
16
Bảng 11: Kết quả tách Hg khỏi hỗn hợp Hg(II) - Zn(II)
trên nhựa Purolite s 920
Nồng độ
Nồng độ
Thể tích mẫu Hiệu suất thu Hiệu suất hấp
Phẩn Zn
không hấp
thu (%)
Hg(ppm)
Zn(ppm) (ml)
hồi Hg(%) thu Zn(%)
199,2 520
25 95,98 5,9 94,17
199,2
520 25 93,00 6,0 94,12
199,2
520
25 99,90 4,8
94,95
4,98 65 1000
94,00
1,6
98,30
2.3.3. Kltảo sát khả năng hấp thu và rửa giải lượng vết Hg(IỈ) trên nhựa

Purolite S920.
Dẫn dung dịch Hg(II) có nồng độ lppb, nồng độ NaCl 0,2M ; pH = 2
chạy qua cột có nạp 1 g Purolite S920. Tốc độ chảy của dung dịch là
lml/phút/em:. Sau đó rửa cột bằng lOml dung dịch NaCl 0,2M , pH =l.
Dùng l-5ml dunỵ dịch Thioure 0.0 IM pH=2 để giải hấp Hg(II) trên nhựa.
Sau khi dung dịch thioure chảy hết (vừa đến bé m ặt trên của lớp nhựa) dùng
nước cất nia cột nhiều lần và thu gom toàn bộ dung dịch chảy ra sau cột
định mức lèn 25 ml. Lấy 5ml cho vào bình 25ml và điều chỉnh để có nồng
độ Thioure 4 .10 JM; O-phenantroline 6.10 4 M; K4[Fe(CN)6] 2.10'4M, pH =
3,2 trơng 25 ml dung dịch. Và đo Hg theo phương pháp động học xúc tác
trắc quang. Các kết quả thí nghiệm được trình bày như trong bảng 12. Như
vậy sau 5ml dung dịch thioure 0,01 M pH = 2 là có thể rửa giải hoàn toàn
Hg(II) khỏi nhựa purolite S920.
Bảng 12: Khảo sát khả năng rửa giải thu hồi Hg(II) bằng dung dịch
thioure 0,0IM , pH = 2.
Thè’ tích thioure (ml)
1
2 3
4
5
Hiệu suất thu hồi Hg(II) (%)
5,00
26,60
66.67
90,12 98,6
Trong chiết pha rắn, hệ số làm giàu (fc) được định nghĩa là
Thể tích dung dịch phân tích ban đầu (ml)
(fc) =
Thể tích dung môi rửa giải (m l)
Dung dịch lượng vết Hg(II) có nồng độ thấp (ví dụ lppb) không thể

phát hiện được bằng các phương pháp thông thường (trắc quang với thuốc
thử PAR, động học xúc tác trắc quang). Nhưng nếu áp dụng phương pháp
này, dội qua cột nhựa Purolite s 920, sau đó rửa giải bằng 5ml dung dịch
thioure 0 ,0IM pH = 2. Kể cả phần nước rửa cột thì tổng thể tích dung dịch
sau rửa giải là từ 10-25ml. Như vậy hệ số làm giàu từ 40-100 lần và có thể
xác định m ột cách định lượng nồng độ Hg(II) bằng phương pháp đơn giản
là động học xúc tác trắc quang như m ục 2 . 1 .2 .
2.4. Bước đầu nghiên cứu sử dụng Chitin và Chitosan làm vật liệu chiết
pha rán hấp thụ Hg và Cr.
2.4.1. Cliỉiẩn bị Chitin và Chitosan.
2.4.1.1. Tinh chế Chitin.
Chitin thô sử dụng trong nghiên cứu này là sản phẩm của phòng tổng
hựp Hữu cơ - Khoa hoá học, được điều chế từ vỏ tôm. Đổ phục vụ cho mục
đích nghiên cứu, cần phải tinh chế lại như sau:
- Sấy Chitin ở 90-95°C trong 12 giờ để giảm đổ ẩm, sau đó xay nhỏ
và sàng lọc qua dây để có kích thước thích hợp và đồng đều. Đun Chitin
trong dung dịch N aOH 5% ở nhiệt độ 90-95°C trong 2 giờ, sau đó để nguội
từ từ về nhiệt độ phòng trong khoảng 10-12 giờ. Lọc rửa Chitin bằng nước
cất đến khi hết kiềm dư (pH = 7-8). Sau đó Chitin tiếp tục được khuấy trong
dung dịch HC1 5% ở nhiệt độ 35-45°C thời gian là 3 giờ.lpc rửa bằng H^o
cho đến pH= 7. Sây ở 90 - 95°c cho đến khỏ (4-6 giờ). Sản phẩm Chitin
sạch có m àu trắng ngà, xốp.
2.4.1.2. Điều chế Chitosan.
Chitin sạch được điều ch ế ở trên tiếp tục được đun trong dung dịch
NaOH 50% ở nhiệt độ 180-200°, thời gian là 2-3 giờ. Khuấy liên tục để
tăng diện tích tiếp xúc và nhiệt độ đồng đều trong toàn bộ bình phản ứng.
18
Để nguội và rửa lọc sản phẩm bằng H ,0 cho đến hết O H ‘ dư. Sấy sản phẩm
ở 60-65°C cho đến khô. Sản phẩm Chitosan có màu trắng, xốp.
2.4.2. Khảo sát điều kiện hấp thu Cr(VI) trên Chitin ở điều kiện tĩnh.

2.4.2 .1 . Ảnh hưởng của pH.
Dung dịch Cr(VI) được điều chỉnh pH từ 1-12 bằng dung dịch đệm.
Lắc mạnh trong 60 phút sau đó ngừng lắc và phân tích lượng Cr(VI) không
hấp thu trên Chitin trong phần nước lọc bằng phương pháp trắc quang với
thuốc thử diphenylcarbazide (mục 2.1.3). Các kết quả nghiên cứu ảnh
hưởng của pH đều khả năng hấp thu Cr(VI) của Chitin được trình bày trong
hình 9. Khả nãng hấp thu Cr (VI) trên Chitin tốt nhất là pH 2,5 = 3,5.
I
L
Hình 9: Ảnh hường của pH đến sự phân bố Hình 10: Ảnh hưởng của thời gian đến sự
Cr(VI) giữa 2 pha. phàn bố Cr(VI) giữa 2 pha.
2.4.2.2. Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc giữa 2 pha rắn lỏns.
Các thí nghiệm được tiến hành giống như mục 2.4.2.1 nhưng cố định
pH = 3. Cứ sau 5 phút thì kiểm tra lượng Cr(VI) còn lại trong phần dung
dịch. Các kết quả được biểu diễn trên đồ thị hình 10. Như vậy cân bằng hấp
thu Cr(VI) giữa 2 pha rắn lỏng được thiết lập nhanh (sau 15 phút).
2.4.2.3. Khảo sát đường cong hấp thu Cr(VI) trên Chitin.
Các thí nghiêm được tiến hành tương tự như mục 2A .2.2. Nhưng cố
định thời gian tiếp xúc giữa 2 pha là 15 phút. Lượng Cr(VI) ban đầu thay
đổi từ 2,6mg - 104mg. Các kết quả thực nghiệm được trình bày trong bảng
13 và minh họa trên đồ thị hình 1 1 .
19