Xây dựng phương pháp đinh lượng nồng độ iodid bằng kỹ thuật động học xúc tác

BỘ Y TÊ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC Dược HÀ NỘI
NGUYỄN THỊ KHÁNH HUYỀN
XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP DỊNH LƯỢNG NỐNG ĐỘ
■ ■ ■ ■
IODID
BẰNG KỸ THUẬT ĐỘNG HỌC xúc TÁC
• • •
(KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP DUỢC sĩ KHOÁ 2002 -2007)
Ệjặặ'
V c è j ^ ; ỳ
Người hướng dẫn: TS. Thái Nguyên HiuìgThu
DS. Bùi Đình Sơn
Nơi thực hiện: Bộ môn Hoá Phân tích
Trường Đại học Dược Hà Nội
Thời gian thực hiện: 01.2007 - 05.2007
/
/ *
í
HÀ NỘI - 05.2007
LỜI CẢM ƠN
Khoá luận này được thực hiện và hoàn thành tại bộ môn Hoá phân tích -
Trường Đại học Dược Hà Nội. Trons quá trình thực hiện khoá luận, tôi đã nhận được
sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của các thầv cô eiáo, các cán bộ kỹ thuật viên tron2
Bộ môn kiểm nghiệm.
Lời đầu tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS THÁI NGUYỄN
HÙNG THƯ, ThS NGUYỄN TRƯNG HIẾU và DS BÙI ĐÌNH SƠN đã trực tiếp
hướng dẫn tôi thực hiện khoá luận này.
Tôi xin cảm ơn sự giúp đỡ của PGS.TSKH LÊ THÀNH PHƯỚC, TS v ũ
ĐẶNG HOÀNG cùng các thầy cô giáo, cán bộ kỹ thuật viên trong bộ môn hoá phân
tích, cán bộ thư viện trường Đại học Dược Hà Nội đã cung cấp những tài liệu liên

quan giúp tôi hoàn thành khoá luận này.
Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè những người luôn động viẽn, giúp
đỡ tôi tận tình trong quá trình thực hiện khoá luận này.
Hà Nội, tháng 5/2007
NGUYỄN THỊ KHẢNH IIUYÈN
MỤC LỤC
Trang
Đ ăt vấn đề 1
•
Phần 1: Tổng quan 3
1.1.Một vài nét về iod 3
1.2.Phương pháp quang pho ƯV- VIS 6
1.2.1.Khái quát về phương pháp quang phổ UV-VIS

6
1.2.2.Một số đại lượng đặc trưna
7
1.2.3.Các kỹ thuật định lượns bằng phương pháp quang phổ UV-VIS

7
1.3.Phương pháp động học xúc tác 9
1.3.1.Bậc của phản ứne 9
1.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên tốc độ của phản ứng

11
1.3.3. Ảnh hưởng của chất xúc tác lên tốc độ của phản ứng

12
1.3.4. Các phươna pháp dùn^ để định lượng chất xúc tác 16
Phần 2: Đối tưọng - Nội dung - Phưoìig pháp nghiên cứu

19
2.1. Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu 19
2.1.1. Nguyên liệu 19
2.1.2. Đổi tượng - Nội dung - Phương pháp nghiên cứu

19
2.1.2.1 Đối tượng nghiên cứu
19
2.1.2.2.NỘĨ dung nghiên cứu 20
2.1.2.3.Phương pháp nghiên cứu 20
2.2. Kết quả thực nghiệm 23
2.2.1. Lựa chọn thể tích mẫu và nhiệt độ tiến hành phân tích 23
2.2.2. Khảo sát và chọn thời điểm tuyến tính của dãy các mẫu phân tích.27
2.2.3. Xác định giới hạn định lượns của phương pháp 30
2.2.4. Đánh giá độ ổn định cua phương pháp 31
2.2.5. Đánh giá độ chính xác của phương pháp 32
2.2.6. Đánh giá độ đúna của phương pháp 33
2.2.7. Áp dụne để khảo sát một số chế phẩm muối có trên thị trường

34
2.3. Bàn luận 35
Ket luân và đề xuất 37
Tài liêu tham khảo 38
CHÚ GIẢI CÁC KÝ HIỆU VIÉT TẮT
Pt : Phương trình.
Xt : Xúc tác.
Pứ : Phản ứng.
PA : Tinh khiết.
STT : Số thứ tự.

Bđầu : Ban đầu
ĐẬT VẤN ĐÈ
Iod có vai trò quan trọng đối với sức khoẻ của con người. Từ khi phát hiện ra
giá trị của iod, người ta đã đặt tên cho sản phẩm này là “Liều thuốc thông minh”.
Sự thiếu hụt iod có thế gây ra bướu cổ, đần độn. suy giáp Còn khi thừa iod e,ây ra
cường giáp [2, 13]. Đa số các bệnh rối loạn cơ thể liên quan đến iod là do sự thiếu
hụt iod. Điển hình là bướu cổ, ưóc tính có chừng 29% dân số thế giới sống trong
vùng thiếu hụt iod. Theo điều tra không chính thức gần đây trên 137 nước thấy:
thiếu hụt iod nặng gặp ở 29 nước, thiếu hụt trung bình ở 54 nước, không rõ ràrm ơặp
ở 17 nước và chỉ có 13 nước không có thiếu hụt iod [22], Ở Việt Nam theo tài liệu
tống kết hoạt động năm 2000 - Hà Nội 3/2001 - Chương trình quốc gia phòng chống
các rối loạn thiếu iod tình trạng thiếu iod chiếm tới 32,9%, trong đó có tới 10% trẻ
em từ
8 - 12 tuổi bị bướu cố [13]. Một vấn đề đặt ra là phải bổ sung iod như thế nào
và số lượng iod bao nhiêu là phù hợp.
Thực tế, có rất nhiều cách để bổ sune iod vào khẩu phần ăn. Thông thườns
người ta thường bổ sung iod vào trong muối ăn. Tỉ lệ trộn ở Việt Nam thườn2; là
50ppm (tức là có 500microgam trong 10 gam muối ăn), song iod lại bị hao hụt tới
20 - 50% trong quá trình vận chuyển và chế biến thức ăn. Ngoài ra người ta còn
trộn iod trong dầu ăn với khoảng 475 - 540mẹ iod trong 1L dầu ăn. Nhưng quan
trọng hơn, phải bổ sung iod số lượng bao nhiêu là phù hợp [13]. Theo khuyến cáo
của tổ chức y tế thế giới WHO, nhu cầu iod ỏ' mỗi người từ 150 - 300 Ịie/ngày [22].
Như vậy, việc xác định được đúng hàm lượng iod trong các chế phẩm chứa iod, đặc
biệt là muối iod sẽ góp phần giúp cho người sử dụng bổ sung lượng iod vừa đủ cho
cơ thể. Đã có nhiều phương pháp được đưa ra đê định lượng iod. Trong các dược
điển có đề cập tới phương pháp định lượng iod bằng natrithiosulfat. Ngoài ra còn có
phương pháp đo thế, phương pháp định lượng bằng A gN 03 [5]. Tuy nhiên các
phương pháp này thường được áp dụns cho những chế phẩm có hàm lượng iod khá
cao. Trong chế phẩm muối iod, hàm lưọim iod thấp hưn rất nhiều. Mặt khác, trona,
chế phẩm muối iod còn có chứa nhiều các ion halogen khác như clorid và có thê cả

- 1 -
íluorid. Những ion này sẽ làm ảnh hưởns tới kết quả định lượng bằng các phương
pháp thông thường do tính chất lý hoá £ần giống với iodid. Theo một số tài liệu,
iodid là ion duy nhất tham eia làm xúc tác đê chuyển Ce4+^ Ce3+ [6, 17], Từ thực tế
trên, với mục đích tìm ra một phương pháp có giới hạn định lượng tốt hơn phù hợp
với hàm lượng iod trong chế phấm muối iod, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề
tài "Xây dựng phương pháp định lượng nồng độ iodid bằng kỹ thuật động học
xúc tác" với 2 mục tiêu:
1. Xảy dựng được phương pháp định lượng iodid băng kỹ thuật động học xúc
tác.
2. Áp dụng phương pháp xâv dựng được để định lượng một sổ chế phảm
chứa muối chứa iod có trên thị trường.
Phần 1
TỒNG QUAN
1.1. MỘT VÀI NÉT VÈ IOD: [3, 4. 12, 13]
1.1.1. Một số tính chất của iod [3, 12]:
- Công thức: I2.
- Khối lượng phân tử: 253,8
- Hàm lượng iod trong vỏ trái đất là 4.10'6. lod tồn tại ở thể rắn, dễ bị thănụ
hoa khi đun nóng nhanh. Màu tím đen. nhiệt độ nóne chảy 113°c, nhiệt độ
SÔÌ184,5°C; độ tan trong nước 0,3e/l.
- Có tính oxy hoá mạnh, phản ứne vó'i kim loại, á kim, nước và bazơ.
- Nguồn thiên nhiên chủ yếu chứa Iod: Rong biến, nước siếne khoan, dầu
mỏ, quặng saltperter (NalOs).
1.1.2. Tác dụng dược lý [4, 13]:
- Iod rất cần cho cơ thể con neười nhưne là nguyên tố rất độc khi ở trạne thái
tự do.Thở nhiều khí có chứa iod. đường hô hấp có thể bị tốn thươna. naười mệt
mỏi. Iod còn gây bỏng da và huỷ hoại các mô.
- Tổng số iod trone cơ thể ngưcri khoảng 20-25mg, tập truna; chủ ở tuyến
giáp (đến 30%) và ở cơ, da, xươna. Nhu cầu hằne; ngày của cơ thể khoảna từ 0.1-

0,2mg. Hormon thyroxin của tuyến siáp chứa tới 65% iod và rất cần thiết cho sự
phát triển hài hoà não bộ. Thiếu iod làm tuyến eiáp không sản xuất được thyroxin.
tuyến phản ứng lại bằng cách phồng to ra tạo nên bướu cổ. Cùng với bướu cố là trí
tuệ chậm phát triển, đần độn và các chứne; bệnh khác. Ngoài ra, iod còn được dùng
để sát khuẩn trong y tế.
- Liều dùng: 0,1 -0,2mg/ne;ày.
1.1.3. Các dạng iod dược dụng thường gặp [3, 12]:
* Iod nguyên tổ:
- Iod hoà tan nhiều trong dune, dịch chứa KI hay Nai do tạo thành ion
polyiodid (như r 3). Ở các nồne dộ khác nhau, từ 0,15-1% dung dịch polyiodiđ dược
dùng để dự phòng và điều trị bướu cổ, hoặc dùne ngoài để sát trùng và chữa một số
bệnh ngoài da.
- Dung dịch 5% iod trona cồn 95° có thêm KI cũne được pha chế- dùns uốníi
theo giọt để chữa bướu cổ hoặc để sát trùns và chữa một số bệnh ngoài da.
*Kali iodid (KI):
KI là thuốc điều trị cường siáp, bảo vệ tuyến giáp, điều trị thiếu hụt iod,
điều trị nấm ngoài da, có tác dụng lons đờm nhẹ. DÙĨÌ2 uốns dưới dạnơ dune dịch,
viên nén, viên bao tan
* Povidon-Iod:
Povidon có chứa 9-12% iod. Povidon là một polymer tổng hợp l-vinyl-2-
pyrrolidinon có ái lực đặc biệt với phân tử iod. làm giảm sự bay hơi và kích ứna của
iod, giải phóng iod từ từ và thấm sâu khi sử dụng. Ớ những phân liều khác nhau,
pividon-iod được dùng dưới dạng cồn thuốc, khí dung phun xịt, thuốc mỡ, duna
dịch súc miệng hoặc dùng ngoài da, gel bôi, viên đặt âm đạo đế khử khuấn. sát
khuẩn, diệt virus, nấm, động vật đơn bào, kén và bào tử ở các vết thươns, trong các
khoang của cơ thể, trên dụng cạ y tê.
* Iod cản quang:
Iod gắn vào những khung hữu cơ thích hợp sẽ tạo thành những hợp chất hấp
thụ X quang nên được dùng rộng rãi làm thuốc cản quang dạng tiêm để chẩn đoán
các bệnh đường tiết niệu, mật, não thất. khóp. đường tiêu hoá, động mạch, hệ sinh

dục. Có các chế phẩm như: Iohexol, Iodamin. Diatrizoat, Iopamidol
1.1.4. Các phương pháp đã đưọc áp dụng đê định lượng iodid [1, 6, 9] :
1.1.4.1. Phương pháp định lượng dựa vào dung dịch chuẩn của muối Hg22+:
Nguyên tắc:
Ưu điếm của phương pháp này:
- Muối Hg(I) ít tan hơn muối bạc tươnẹ ứng nên bước nhay trên đường con«
định lượng dài hơn.
Khi cho dung dịch Hg22+ tác dụna với I' sẽ tạo thành tủa Hg2Ỉ2-
- Có thể định lượng trực tiếp bằns thuỷ ngân trong môi trường acid. trong
khi định lượng bạc phải ở trong môi trường trung tính.
- Thuỷ ngân thì rẻ tiền hơn bạc.
Nhược điểm của phương pháp:
- Thuỷ ngân rất độc.
1.1.4.2. Phương pháp dìcromat:
Nguyên tắc: Định lượna r bằns cách cho phản ứng với Fe3+ dư. sau đó
chuẩn độ Fe2+ tạo thành bàng K2Cr20 7
1.1.4.3. Phương pháp Mo/tr:
Nguyên tắc: Định lượn£ r bằnR A eN 03, dùng chỉ thị kali cromat. Khi aân
tới điểm tương đươns ion C r()f kết hợp với A s+ tạo thành tủa A22Cr0 4. cần xác
định nồng độ chất chỉ thị để tủa Ag2Cr04 xuất hiện trên bước nhảy đường cong
chuẩn độ (sai số < ±0,1%).
Nhược điểm của phương pháp là có hiện tượng hấp phụ chất chỉ thị Cr()42
xảy ra nên khó phát hiện điếm kết thúc. Do vậy định lượn2 r ít được ứng dụnc hãn2
phương pháp này.
1.1.4.4. Phươngpháp Volhard:
Nguyên tắc: Định lượne theo phươna pháp chuấn độ ngược (chuẩn độ thừa
trừ): Cho AgNC>3 dư chính xác để kết tủa hết r theo phản ứng:
A gN 03 + I' = AgU + N 03'
Sau đỏ định lượng A gN 03 dư bằne duna dịch chuẩn KCNS với chỉ thị Fe3+.
Tính kết quả dựa vào công thức:

V N =v N +r_
Aỉi' / / CAN r.v.v
1.1.4.5. Phương pháp Fajans:
Nguyên tắc: Thực hiện phản ứno kết tủa r bàng dung dịch chuấn AíỉNOì
với chỉ thị hấp phụ là Natri eosin trong môi trường acid acetic. Ion eosinat E' là base
liên hợp của acid hữu CO' HE, trong dune dịch có màu hồng, khi định lượng phản
ứng xảy ra:
-5 -
"t“ 1 ^
Sau điểm tương đương khi dư 1 giọt Ag+ ở trên bề mặt sẽ tích điện dương,
các ion trái dấu E' sẽ bị hấp phụ và màu sẽ chuyển từ hồng tím, và phép định lượns
kết thúc.
1.2. PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ UV-VIS [1, 4. 7]:
1.2.1. Khát quát về phưoìig pháp quang phố UV-VIS:
Định luật Lambert-Beer là CO' sỏ' của phương pháp định lượng bằng quans,
phổ UV-VIS.
Khi chiếu một chùm tia sána đơn sẳc có bước sóng X, và cườne độ I0 qua
dung dịch đồng nhất có nồng độ c. bề dày lớp dung dịch là /, một phần ánh sána bị
hấp thụ, một phần bị phản xạ, phần còn lại (I) thì đi qua dung dịch. Mối quan hệ
giữa I và I
0 được thể hiện bằng định luật Lamber-beer: I = I0 X 10'£Ci, trons đó s là
hệ số hấp thụ của dung dịch. Hệ số này phụ thuộc vào bản chất chất tan và bước
sóng của ánh sáng chiếu vào dung dịch.
1.2.1.1. Điều kiện ứng dụng định luật Lambert-Beer:
- Chùm tia sáng phải đơn sác.
- Dung dịch phải nằm trong khoảng nồng độ thích hợp.
- Dung dịch phải trong suốt về mặt quang học.
- Chất thử phải ben trona, duns dịch và dưới tác dụng của ánh sána ƯV-VỈS.
1.2.1.2. Sự sai lệch đối với định luật Lambert-Beer:
- Sai lệch do máy: do bộ phận đơn sắc không đủ độ đơn sắc, bộ phận phát

hiện và khuếch đại kém như tế bào quans điện hay nhân quang quá sià. độ nhạy
kém.
- Sai lệch do hoá học: Do sự phân li (ion hoá) thường gặp khi pha loãns
dung dịch, phân tử chất tan bị phân li. mà độ hâp thụ của dạng phân tử và dạng ion
phân li không như nhau. Cũne có thế do tạo dimmer, trimer các sản phẩm trùne
hợp này lại có khả năng hấp thụ khác dạns đơn phân tử.
- Do phản ứng với các chât lạ:
Các chât lạ có thê tạo phức vói các ion trong dung dịch. Đê hạn chê ảnh
hưởng của hiện tượng này, người ta dùns mẫu trắng có thành phần như dung dịch
nhưng không chứa chất định lượng.
Sự hấp thụ của chất lạ, thuốc thử cùng có thể ảnh hưởng đến kết qua dịnh
lượng. Vì vậy trong quá trình làm phản ứng 'lạo màu’' (tạo ra khả năng hấp thụ ánh
sáng), phải chú ý tới điều kiện phản ứns và các thành phần tham gia phản ứng.
1.2.2. Một số đại lượng đặc trưng:
Bảng 1.1 - Một sô đại lượng đặc trưng cua quang phô UV-VỈS
STT Các đại lượne
Cône thức Chú thích
1 Độ truyền qua
(T-Transmittance)
T = ^ = 1 0 " 7
k
Đặc trưng cho độ tron2 suốt
của dung dịch.
2
Độ hâp thụ
(A-Absorbance)
A = \g Y = eCl
Độ hấp thụ tỉ lệ thuận vói
nồng độ dung dịch.
3 Hệ sô hâp thụ riêng

c „ = A
khi C=1 % vả 1=1 cm
Với một chât tan xác định, tại
một Ằ xác định, E\"lt là một
hằng số.
4
Hệ sô hâp thụ mol
M
£ u™ 10
M: là khối lượn ¿í moi
cua clìảt tan.
Trong điều kiện đo xác định
(Ẩ, dung môi, nhiệt độ, ). £
là hằng số.
1
J
1.2.3.Các kỹ thuật định lượng bằng phu’0’ng pháp quang phổ UV-VIS.
- Phương pháp đo mật độ quang trực tiếp:
Đo độ hấp thụ A của duns dịch, tính nồns độ c của duns dịch dựa vào 2Ìá trị
pi%
I Cììì
A= .c.l -* c = -£ -
^\cm
Phải kiểm tra máy về bước són2 ( Ả ) và mật độ quang A
- Phương pháp so sánh:
Đo độ hấp thụ A^A. của dung dịch thử có nồng độC( và dung dịch chuấn có
nồng độ c
A = = A xq
A. c A
c c c

Cx,Ct. càng gần nhau thì kết quả càng chính xác.
- Phương pháp thêm chnấn so sánh:
Đo độ hấp thụ Ax của dune dịch cần tìm nồng độ Cx. Thêm một lượne chất
tan a (đã biết) vào dung dịch, đo độ hấp thự A \ của dung dịch tạo thành.
Ậ = • > c = c 0 X A
4 c x+ c0 A Ảx- A x
- Phương pháp đường chnân:
Pha một dãy dung dịch chuẩn, đo A của chúng ở bước sóng đã chọn, lập đồ
thị của A theo c. Đo Ax của dung dịch trên và xác định c x dựa vào đường chuấn.
- Phương pháp thêm đường chuârt:
Đo mật độ quang của durm dịch cân dịnh lượng, rồi thêm vào nhữna, ỉượnu
khác nhau và chính xác của chất chuân vào dung dịch cần định lượng, đo mật độ
quang của các dung dịch đó. Vẽ đường chuân (đồ thị của độ hấp thụ A theo lượn«
chất thêm vào). Giao điểm của đường chuẩn với trục hoành (nồng độ) cho nồn2 độ
của chất cần định lượng.
- Phirơngpháp chuân độ đo quang:
*Nguyên tắc: Phát hiện điểm tươns bằng phương pháp đo quang.
X + R

» p
Trong 3 chất trên, ít nhât phải có một chất hấp thụ ánh sáne ở bước sóim
khảo sát. Tại điểm tương đương, xuất hiện điểm gãy của đồ thị biếu diễn sự biến
thiên của độ hấp thụ A của duns dịch. Trên đồ thị trục tung chỉ độ hấp thụ A cua
dung dịch, trục hoành chỉ lưọna thuốc thử cho vào dung dịch cần định lượng. Điều
quan trọng là tìm được bước sóns thích hợp đế xác định điểm tươns đương.
- Phương pháp định lượng hôn hợp theo nguvên tắc cộng phô:
Dựa trên tính chất cộng tính của độ hấp thụ ánh sáng:
A[ = A I + A? +
- Với hồn hợp có hai chất 1 và 2: At = A| + A2
Lựa chọn các bước sóng X.1, x2 đó.

Tai Ằ-I I A t] = E] I .c + E2 |.Ci.
Tai Ằ.2 • = E| 2 -C + E2 2-C?.
Các hệ số là các hằng số đã biết hoặc đã xác định được bằng thực nehiệm.
Giải hệ phương trình hai ẩn số trên, ta tính được Cl, c 2.
-Với hỗn hợp gồm 3 chất: đo độ hấp thụ của hồn hợp tại 3 bước sônç khác nhau,
rồi giải hệ 3 phương trình 3 ấn.
- Có thế đo mật độ quang (độ hấp thụ) tại nhiều bước sóng hơn số chất cần định
lượng (ví dụ đo tại 4-5 bước sóng khi định lượng hỗn hợp gồm 2-3 chất) rồi tính kết
quả.
1.3. PHƯƠNG PHÁP ĐỘNG HỌC x ú c TÁC [1,3,4, 11, 14, 15. 18,19, 20]:
1.3.1. Bậc của phản ứng [1, 4]:
Báng Ị. 2 - Bậc của phản ứng
STT Bậc của pt Pt tôc độ Pt tích phân
1
Pt bậc 0:
II
si
1
11
[A]o(l-x) = k()t
X là phân số moi còn lai
ở thòi điêm t
[A]o là nồng độ ban đầu
của chất phản ứng.
k o là hằng số tốc độ
2
Pt bậc1 :
A —kx-^Sp
^ = AI
dí

ln [A]() = V
[A]0 v
Phân so mol X còn lại ơ
thời điểm t
Ả:, là hằng số tốc độ
3 Pt bậcl kê tiêp:
A —7—> B —7—» c
Ả| Ả
d \A ] r ,
v = - y = * ,M
4 a = - A , [ ß H l M
[^] = [^]0exp(-k,O
k' >■
IV tx 1
[exp(-k/)-exp(-k,0 ]
- ọ -
II
^3
[C] = K ] [ 1 - - ^ — exp(-k,/)-t
k — kị
1 exp(-k20]
K ọ K Ị
[A]ữ là nồng độ bđầu của
A
4
Pt bậcl song song:
A - 1 ^ B
B - ĩ t >C
dt
tat S " - (* '+ t=v

5
Pt bậc 2:
A + B

>c
v = - ^ p l = -*[A][B]
dt
(a-b)kt = ln*u ' “ -v)
aịb - x)
a, b: nồng độ bđầu của A,
B.
x: lượng c tạo thành ở
thời điểm t.
6
Ptbậc 3:
A + B + C —k—> D
dx
—- = k(a - x)(b - x)(c - x)
dí
Nêu a=b=c thì:
1 r 1 1 , ,
- [ —— - ^ ] - k t.
2 (a-x) u
a, b, c: nồng độ bđầu cua
A, B,c.
x: lượng D tạo thành ở
thời điểm t.
7
Pt bậc n:
4- A9 -f A^ +

_
+ A
_J^P
dx
dí
k(at - x)(a2 -x) (an -x)
Nêu
a, = LI-, = = an = u thi:
1 r 1 1 , ,
[ 1 , j_kt.
(n-1) (a-x) a"-'
ap a„: nồng độ bđầu
của
.4,. A 4
x: lượng p tạo thành ỏ'
thời điêm t.
1.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên tốc độ ciía phản ứng [11]:
Nhiệt độ ảnh hưởng rõ rệt lên tốc độ của phản ứng hoá học. Đối với hầu hết
phản ứng khi tăng nhiệt độ thì tốc độ của phản ứng tăng. Tuy nhiên, nhiệt độ có ảnh
hưởng khác nhau lên tốc độ phản ứna,, thể hiện ở các pt sau:
Bảng 1.3 - Anh hướng cua nhiệt độ tói vận tôc cua phản ứng.
Hệ số nhiệt
Phươns trình
kinh nghiệm
Phương trình
Van’t Hoff.
Phương
trình
Arrhenius
Công

thức
k
*
y
— /'+10
kr
k
*
y
_ "r + H.IO
K
*k = B.Tc.e‘l/KI * cỉ ln k AH
CÌT ~ RT2
, d\nk _ Ea
CÌT ~ RT2
Chú
giải
*kx, ki+10 là
hằng số tốc
độ của phản
ứng ở nhiệt
độ T, T+10
* y gọi là hệ số
nhiệt của tốc
độ phản ứng.
*B,c: là hăng sô
* T, R, k lần lượt là
nhiệt độ tuyệt
đối, hằng số khí,
hằng số tốc độ

*E: là n ă n g lư ợ n g
hoạt hoá
Arrhenius
* AH: là
Enthalpy
*T, R, k lần
lượt là nhiệt
độ tuyệt đối.
hằng số khí,
hằng số tốc
độ
* Ea là năng lượng
hoạt hoá
Arrhenius (năng
lượng tối thiếu mà
các phân tử có thê
p
hán ứng).
*T. R. k lần lượt là
n h iệ t độ tu y ệt đối,
hằng số khí, hằng
số tốc độ
Nội
dung
Với phản ứng
dạng I ở nhiệt
độ không cao
lắm, trong
khoảng nhiệt
độ không rộng

có 7« 2- 4.
Áp dụna tron a
khoảne nhiệt độ
rộng
ỉ
1
1.3.3. Ảnh hưởng của chất xúc tác lên tốc độ của phản ứng [3, 11] :
1.3.3.1. Khái niệm chất xúc tác:
- Xúc tác là hiên tuợng làm thay đối tốc độ phản ứng gây ra do tác dụng của
một chất gọi là chất xúc tác. Nhữnu phan ứna, như thế gọi là phản ứng xúc tác.
- Theo Ostawald: Chất xúc tác là chất mà sự có mặt của nó làm thay đối tốc
độ phản ứng, lượng của nó khôns thay đôi và không xuất hiện trong phươns trình tỉ
lượng, nhưng có mặt trong phươne trình tốc độ.
- Theo Bell: chất xúc tác là chất mà nồns độ của nó có hệ số luỹ thừa ở trono
phương trình tốc độ cao hơn ở trona phương trình tỉ lượng. Tuy nhiên, trong một số
trường hợp chất xúc tác có thể bị thay đổi tính chất vật lý.
- Dưới tác dụng của chất xúc tác tốc độ phản ứng có thể tăne (xúc tác dươne)
hoặc giảm (xúc tác âm).
L3.3.2. Đặc điểm của hiện tượng xúc tác [11, 14, 18, 20]:
Tính chọn lọc:
- Chất xúc tác không làm chuyển dịch trạng thái cân bang của phản ứne.
- Chất xúc tác khône thể sâv ra phản ứng.
Mỗi chất xúc tác chỉ có tác dụn£ xúc tác cho một quá trình ở điều kiện xác
định. Nhờ người ta có thể điều khiển để phản ứng theo hướng nhất định, tạo ra sản
phẩm nhất định.
Chất xúc tác chỉ có vai trò tron£ các quá trình trung gian của phản ứng, có
nghĩa là nó không có mặt trons phươns trình ti lượng. Hang số cân bărm k cua
phản ứng chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và cuối của phản ứng, không phụ thuộc
vào quá trình trung gian, do đó chất xúc tác K không ảnh hưởng gì đến hằng số cân
bằng cả.

Chât xúc tác chi' có tác dụns làm tăns hoặc giảm tôc độ phản ứne. khôn« thê
là điều kiện của phản ứng được.
- 12 -
Năng lượng
*
E * (nghịch)
không
xúc tác
Sản Dhẩm
Quá trình phản ứng
H ình 1.1 - Sơ đô năng lượng cua phan ữn% cua một quá trình được xúc tác và
1.3.3.3. Các loại chất xúc tác [1 1, 15, 16,19]:
*t* Khái niệm, đặc điểm:
Xúc tác đồng thể:
Xúc tác đồng thế là xúc tác trons đó chất xúc tác ở cùng với chất phản ứns.
* Thuyết về xúc tác đồng thê:
- Chất xúc tác tương tác vói chất phan ứng hình thành sản phấm truim ¡¿iun
kém bền.
- Sự hình thành sản phẩm trune eian là phản ứng thuận nghịch diễn ra nhanh.
- Sản phẩm trung gian phân hủy chậm, không thuận nghịch hình thành sản
phẩm cuối giải phóng ra chất xúc tác.
- Tốc độ chung của phản ứne tỷ lệ với nồng độ của sản phẩm trung gian, chứ
không tỷ lệ với nồng độ chất phản ứne.
- Nồng độ chất xúc tác ở trạna thái tự do nằm cân bàng với nồne độ sản phẩm
trung gian (nội duns thuyết Shpitalsky).
khônẹ được xúc tác.
- Có thế có nhiều chất phản ứns cũn2 như nhiều chất xúc tác đồng thời tham
gia hình thành một sản phẩm trung £Ìan. Các chất xúc tác tương tác như hỗn hợp
xúc tác.
- Một chất xúc tác có thế tạo với chất phản ứng đồng thời nhiều sản phấm

trung gian.
- Khi tác dụng đồng thời nhiều chất xúc tác, cũng như hình thành đồne thời
nhiều chất trung gian, tốc độ chunu của phản ứng bàng tổng tốc độ của các phan
ứng thành phần - phản ứng phân hủy một chất trung gian thành sản phẩm.
- Chất liên hợp chủ yếu là ion H+ vả OH" cũng có thể tham gia vào sự hình
thành hợp chất trung gian.
- Chất “liên hợp” tham 2Ìa hình thành hợp chất trune eian. làm thay dôi độ
bền và tốc độ phân huỷ của nó.
Xúc tác dị thể:
Xúc tác dị thế là xúc tác trona đó chất xúc tác ở khác pha với chất phản ứna.
* Đặc điêm của phản ứng xúc túc dị thè:
- Quá trình xảy ra ở lớp đơn phân tử trên bề mặt chất xúc tác. Đặc trưng này
thể hiện ở chỗ trong xúc tác dị thể thì khuếch tán và hấp phụ đóng vai trò quan
trọng.
- Chất xúc tác khône phải là nluìim phân tử. ion riêna rẽ mà là một tô hợp
những nguyên tử, ion.
* Các giai đoạn của quá trình xúc tác dị thê.
- Chuyển chất phản ứng đến bề mặt chất xúc tác (không tan).
- Phản ứng trên bê mặt của chât xúc tác hình thành sản phâm.
- Tách sản phẩm phản ứng khỏi bề mặt chất xúc tác.
- 14 -
*x* Động học xúc tác của phản ứng:
-ộ- Trường hợp phản ứng đơn phân tu:
Bảng 1.4 - Động học xúc tác của phán ứng: Trường hợp phản ứng đơn phân tử
XÚC tác đông thê
Xúc tác dị thê
-Xét sơ đô pứ:
A + K sg= = - (AK)

X + K

k*>
TA. h _[AK*] [AK*]
° [A][K] [A][K]0-[AK*]
dc , bp
V =

= k — -—
dí 1 + hp
b: Hệ số hấp phụ
p: Áp suất chất khí trên bề mặt
chất xúc tác.
-Pt vi phân: -ứ^A] = J iq ()
dt k~, + kị [A]
tì: Phần bề mặt bị chiếm.
- ơ bp <ỄC 1 —» V = kbp
-Nếu [AK.]>[AK]0-[AK*]:
Pứ bậc 1.
- 0 » 1 -> V = Ẩ:;
Kcb [A] » 1, nghĩa là ^-[A ]>\-» k \A \) ) L .
k2
Pứ bậc 0.
Thay vào ta được:
-í/[A ] w *3*,[A] ^ = p bâc
dt k,[A] 0 0 &
-Nếu [A K *]« [K ]0- [ A K 4] :
k7 » kị [A ], thì k-, + kị [A] « k1
Thay vào ta được:
Ị
^ £ L ^ [A][K]0 [A][K]
ảt k7

= K(7jẨ:3[K]0[A]=k[A]: Pứ có bậc 1.
- 15 -
"V" Trường hợp phản ứng lưỡng phân tủ
Bảng 1.5 - Động học xúc tác cua phan ứng: Trường hợp phản ứng lưỡng phân tư
Xúc tác đông thê
Xúc tác dị thể
- Xét sơ đô pứ:
A + B + K ^=j=±(AKB)' — X + K
-Pt vi phán: [K](1
dt £,+*l[A][B]
Nếu: k2 < [A.][B] —> k, [A}[B]+k2 s=Ấr,[A][B]
Thay vào ta được:
í/[A] ^ k3kị [A][B] ^ = bàc
dt kị [A][B] 0 0 "
-Nếu: Ả:2>)tl[A][B]->kl[A][B]+k: * k :
Thay vào ta được:
_^ỊAỊ _ • Pý. bâc
dt
-Pt tôc độ:
V = k()
Q _ ÒaPa
\+bApA+bHpH
Q _ òbPh
1 + bAp A+bHp H
-Nếu cả 2 bị hấp phụ yếu
thì: pA,p H nhỏ: Pứ bâc 2.
v = k PaPb
-Neu a hấp phụ mạnh, B hấp
phụ yếu
ih\:bApA » b HpH,bApA » 1

-+v = k b‘p“
ò a P a
1.3.4. Các phương pháp dùng đế định luọng chất xúc tác [8, 10, 15, 19]:
Đe xác định nồng độ chất xúc tác, người ta thường dùng phương pháp vi
phân và đo các đại lượng hoá lý là hàm của nồng độ như mật độ quang duna dịch
chất màu, chiều cao pic của dòng điện phân, chiều cao sóna cực phố Khi cố định
nồng độ tất cả các tác nhân tham sia phản ứns xúc tác thì nồng độ chất chi thị chỉ
phụ thuộc vào nồng độ chất xúc tác. Sụ' phụ thuộc này tuyến tính trong một khoản«
nồng độ nào đó.
* Phương pháp tga.
Phương pháp này dựa trên việc đo nône độ của một trong các sản phâm tạo
thành trong phản ứng xúc tác theo thòi aiann ở' các nồng độ chất xúc tác khác nhau
và biểu diễn sự phụ thuộc này bằns đồ thị, sau đó xác định tg a các đường biếu
- 16 -
diễn. Từ đó dựng đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc tga vào nồng độ chất xúc tác. Đồ
thị này được xem như đường chuấn đê xác định chất xúc tác.
Đặc điếm của phương pháp này là số thí nghiệm nhiều do đó có độ chính
xác khá cao. Phương pháp này hạn chế được ảnh hưởne của các chắt màu lạ tới mật
độ quang. Phương pháp tgôr thường sử dụng cho các phản ứng đơn giản khi có sự
phụ thuộc tuyến tính của tốc độ phản ứne vào nồng độ chất xúc tác.
* Phương pháp thời gian cm định:
Trong phương pháp này người ta đo tốc độ phản ứng chỉ thị ở nhữns nône
độ chất xúc tác khác nhau khi cố định thời gian t. Ví dụ tại một thời điếm nhất định
nào đó của phản ứng, đo mật độ quanơ sản phẩm màu tạo thành ở các 2Ìá trị nono
độ chất xúc tác khác nhau và biếu diễn sự phụ thuộc của mật độ quans, theo nồng độ
Phương pháp này có ưu điêm là số thí nehiệm ít, quy trình phân tích đơn
giản, độ lặp cao tuy độ nhạy có thể giảm so với phương pháp tg a vì thời eian phản
ứng ngắn.
* Phương pháp nồng độ ấn định:
Nguyên tắc của phươno pháp này là đo thời gian (t) để mật độ quana của

các nồng độ chất xúc tác khác nhau (Cxl) đạt tới giá trị cố định Ao nào đó và xây
dựng đường biểu diễn sự phụ thuộc 1/t - c.
- 18 -
Phần 2
THỰC NGHIỆM VÀ KÉT QUẢ
2.1. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u
2.1.1. Nguyên liệu:
2.1.1.1. Hoả chất:
- Asen(III) oxit: PA
- Ceri amoni Sulfat: PA
- Kali iodid : chuẩn
- NaOH: PA
- Dung dịch axit sulfuric
- Quỳ tím.
- Nước cất 2 lần
2.1.1.2. Mảy móc và dụng cụ:
- Máy đo quang UV-VIS Chimazu dà dược chuân hoá.
- Bình cách thuỷ có điều nhiệt.
- Cuvet thạch anh.
- Các dụng cụ thuỷ tinh:
+ Bình định mức lOOO.OmL. lOO.OmL;
+ Pipet chính xác:l,0mL; l,5mL; 2.0mL; 5,0niL; 10,0mL; 20,0mL.
+ Cốc có mỏ, đũa thuỷ tinh, các dụnạ cụ thuỷ tinh khác.
2.1.2. Đối tượng - Nội dung - Phirong pháp nghiên cứu:
2.1.2.1. Đối tượng nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu là 5 mẫu chế phẩm muối iod trên thị trường.
- Mj: Muối tinh iod của Công ty cổ phần muối Thanh Hoá - Xí nghiệp muối
số 16 - Sản xuất tại đườns Quana Truno. thành phố Thanh Hoá. Hàm lượng muối
iod ghi trên bao bì: 40 ± 5ppm.
- M2: Muối tinh iod của Xí nehiệp muối iod Đà Nằng - thuộc Công ty muôi

Miền Trung. Hàm lượng ghi trên bao bì: 40 ± 5ppm.
- M3 : Muối tinh iod của Công ty thương mại tống hợp Giao Thuỷ - Xí nghiệp
muối Bạch Long. Hàm lượng ghi trên bao bì: 4Ơ± 5ppm.
- M4: Bột canh iod Hải Châu của Công ty cố phần Bánh kẹo Hải Châu - Sản
xuất tại 15 Mạc Thị Bưởi - Quận Hai Bà Trưng - Hà Nội. Hàm lượng ghi trên bao
bì: 200 - 400 jag/1 Og muối.
- M5: Muối tinh iod của Cône ty cổ phần muối Nam Định - 636 Trần Nhân
Tông - Thành phố Nam Định. Hàm lượn2, shi trên bao bì: 40+ 5ppm.
2.1.2.2. Nội dung nghiên cứu:
- Khảo sát các điều kiện để xây dựng phương pháp định lượng nồng độ iod trona
muối iod bằng phương pháp độnơ học xúc tác, với các nội duns sau:
- Khảo sát và lựa chọn thế tích mầu phân tích và nhiệt độ tiến hành phân tích.
- Khảo sát và chọn thời điểm tuyển tính của dãy các mẫu phân tích.
- Xác định giới hạn định lượng của phương pháp.
- Đánh giá độ chính xác của phươns pháp.
- Đánh giá độ đúng của phương pháp.
- Đánh giá độ ổn định của phươns pháp.
- Sử dụng phương pháp để xác định hàm lượng iodid trong một số mầu muôi.
- Sơ bộ so sánh phương pháp vừa xây dựng vói các phương pháp định lượng iodid
khác.
2.1.2.3. Phương pháp nghiên cứu:
*1* Khảo sát và lựa chọn thê tích mẫn phân tích của chất, chỉ thị và nhiệt độ tiên
hành phản tích.
- Nguyên tắc:
Ce4+ + As3+ -» Ce3+ + As5+
(màu vàng) (không màu)
Phản ứng giữa Ce4+ và As3+ làm nồne độ của Ce4+ giảm dần theo thời gian.
Dùng phương pháp đo quana đo mậl dộ quaim cua hỗn hợp đune dịch này (dung
dịch mẫu), mật độ quang của dung dịch sẽ aúảm dần theo thời gian.
-20-