xác định đồng trong đất bằng phương pháp chiết trắc quang

MỤC LỤC

Trang

Mục lục………………………………………………………………………….1
Lời cảm ơn………………………………………………………………............5
Mở đầu…………………………………………………………………………..6
PHẦN 1: TỔNG QUAN
I . Giới thiệu về nguyên tố Đồng…………………………………….................7
1.1. Tính chất vật lí……………………………………………………….7
1.2. Tính chất hóa học…………………………………………………….7
1.2.1.Tác dụng với đơn chất………………………………………………7
1.2.2. Tác dụng với hợp chất……………………………………………...7
1.3. Các hợp chất quan trọng của Đồng…………………………………..8
1.3.1 Hợp chất của Cu(I)………………………………………………….8
1. Đồng(I)oxít……………………………………………………...8
2. Hidroxit Cu(I)…………………………………………………...8
3. Muối halogen của Cu(I)…………………………………………8
1.3.2 Hợp chất của Cu(II)..........................................................................8
1.4. Ứng dụng……………………………………………………………9
1.5. Vai trò của Đồng……………………………………………………10
1.6. Độc tính của đồng…………………………………………………..11
II. Các phương pháp phân tích xác định hàm lượng Đồng…………………….11
2.1. Phương pháp thể tích (chuẩn độ bằng EDTA với hàm lượng Cu 2+
trong mẫu lớn)………………...................................................................11
2.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử………………………...12
2.3. Phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử………………………...12
2.4. Phương pháp cực phổ……………………………………………….13
2.5. Phương pháp điện thế trực tiếp sử dụng điện cực màng chọn lọc ion
Cu2+...........................................................................................................13
2.6. Phương pháp trắc quang…………………………………………….13

PHẦN 2 : THỰC NGHIỆM
I: Cơ sở lý thuyết và nguyện tắc của phương pháp...........................................14
1


1.1: Cơ sở lý thuyết của phương pháp.......................................................14
1.2: Nguyên tắc của phương pháp.............................................................14
1.3: Cách xác định nồng độ.......................................................................14
1.3.1: Phương pháp đường chuẩn...................................................14
1.3.2: Phương pháp thêm chuẩn......................................................15
II: PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU VÀ XỬ LÝ MẪU..........................................16
2.1: Lấy mẫu..............................................................................................16
2.2: Xữ lí mẫu............................................................................................17
III: Dụng cụ,hóa chất –kĩ thuật chiết đo quang..................................................19
3.1. Dụng cụ máy móc .............................................................................19
3.2. Hóa chất.............................................................................................19
3.3. Kĩ thuật chiết .....................................................................................20
IV:Các điều kiện thực nghiệm xác định hàm lượng đồng bằng phương pháp trắc
quang ..................................................................................................................20
4.1. Sự tạo phức của Cu2 + với thuốc thử Pb(DDC)2.................................20
4.1.1 Phổ hấp thụ của phức giữa Cu2+ với thuốc thử Pb(DDC)2...............21
4.2. Các điều kiện tối ưu...........................................................................22
4.2.1. Ảnh hưởng của pH đến sự tạo phức......................................22
4.2.2. Ảnh hưởng của lượng dư thuốc thử .....................................23
4.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến sự tạo phức..............23
4.3. Khảo sát sự ảnh hưởng của ion kim loại đến sự tạo phức màu
Cu(DDC)2..................................................................................................24
4.4. Ảnh hưởng của ion Cl- đến sự tạo phức Cu(DDC)2...........................29
4.5. Khảo sát ảnh hưởng của Bi3+ khi có mặt HCl 6N..............................30
4.6.Xác định khoảng tuyến tính – xây dựng đường chuẩn xác định

Cu bằng phương pháp trắc quang..............................................................31
Kết Luận....................................................................................................35
Tài Liệu Tham Khảo.................................................................................36
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1: Ảnh hưởng của pH đến sự tạo phức của Cu ........................................22
Bảng 2: Ảnh hưởng của lượng dư thuốc thử.......................................................23
Bảng 3: Sự phụ thuộc mật độ quang vào thời gian.............................................24
Bảng 4: Ảnh hưởng của Na+ đến sự tạo phức.....................................................25
Bảng 5: Ảnh hưởng của K+ đến sự tạo phức.......................................................25
Bảng 6: Ảnh hưởng của Ca2+ đến sự tạo phức....................................................25
2+

2


Bảng 7: Ảnh hưởng của Mg2+ đến sự tạo phức...................................................26
Bảng 8: Ảnh hưởng của Al3+ đến sự tạo phức.....................................................26
Bảng 9: Ảnh hưởng của Fe3+ đến sự tạo phức.....................................................26
Bảng 10: Ảnh hưởng của Zn2+ đến sự tạo phức..................................................26
Bảng 11: Ảnh hưởng của Bi3+ đến sự tạo phức...................................................27
Bảng 12: Ảnh hưởng của Cl- đến sự tạo phức.....................................................30
Bảng 13:Ảnh hưởng của Bi3+ khi có mặt HCl 6N..............................................31
Bảng 14: Kết quả đo mật độ quang xây dựng đường chuẩn...............................32
Bảng 15. Xử lí thống kê đường chuẩn theo phương pháp bình phương tối
thiểu…………………………………………………………………………….33

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

Hình 1: Dạng đồ thị đường chuẩn……………………………………………...15
Hình 2: Dạng đồ thị thêm chuẩn………………………………………………..16
Hình 3: Phổ hấp thụ của phức màu được hình thành từ Cu2+ với
đietylđithiocachaininat........................................................................................21
Hình 4: Ánh hưởng của pH đến sự tạo phức.......................................................22
Hình 5: Ảnh hưởng của lượng dư thuốc thử .......................................................23
Hình 6: Ảnh hưởng của thời gian đến độ bên của phức .....................................24
Hình 7: Ảnh hưởng của Na+ đến sự tạo phức......................................................27
3


Hình 8: Ánh hưởng của K+ đến sự tạo phức........................................................27
Hình 9: Ảnh hưởng của Ca2+ đến sự tạo phức.....................................................28
Hình 10: Ảnh huởng của Mg 2+ đến sự tạo phức.................................................28
Hình 11:Ảnh hưởng của Al3+ đến sự tạo phức ...................................................28
Hình 12: Ảnh hưởng của Fe3+ đến sự tạo phức..................................................28
Hình 13: Ảnh hường của Zn2+ đến sự tạo phức...................................................29
Hình 14:Ảnh hưởng của Bi3+ đến sự tạo phức.....................................................29
Hình 15. Ảnh hưởng của Cl- đến sự tạo phức ....................................................30
Hình 16. Ảnh hưởng của Bi3+ đến sự tạo phức...................................................31
Hình 17: Khoảng tuyến tính của Cu2+.................................................................32
Hình 18: Đường chuẩn xác định hàm lượng Cu2+...............................................33

LỜI CẢM ƠN
Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sự tri ân sâu sắc nhất đối với
các thầy cô của trường đại học công nghiệp việt trì nói chung và các thầy cô
trong khoa kỹ thuật phân tích nói riêng đã tận tình chỉ dạy chúng em trong suốt
quá trình học tập tại trường.
Với sự giúp đỡ nhiệt tình của các quí thầy cô trong khoa Kỹ thuật

phân tích và đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của cô giáo – Th.s Quản Cẩm
Thúy giúp chúng em hoàn thành bản niên luận này.

4


Trong quá trình thực hiện và trình bày bài niên luận không thể tránh khỏi
những sai sót và hạn chế, do vậy em mong nhận được sự đóng góp ý kiến của
các thầy, cô giáo để bài niên luận của em được hoàn thiện hơn.
Kính chúc quý thầy cô dồi dào sức khỏe!

MỞ ĐẦU
Việt Nam là một quốc gia có dân số đông, nguồn lao động dồi dào. Trong
nguồn lao động dồi dào ấy thì chiếm khoảng 80% dân số là ngành sản xuất nông
nghiệp. Trong đó sản xuất lương thực thực phẩm là ngành đóng vai trò quan
trọng hơn cả. Trải qua những khó khăn để tự khẳng định mình thì Việt Nam phải
từng bước, từng ngay đổi mới. Để cho nhân dân Việt Nam vươn lên sánh vai với
các nước trong khu vực và trên thế giới thì trước tiên khâu quan trọng hơn cả là
phải nâng cao chất lượng đời sống nhân dân. Sản lượng lương thực thực phẩm là
5


nguồn nguyên liệu chính của nước ta. Do vậy việc phát triển nông nghiệp là tất
yếu và được đặt lên hàng đầu.
Đất là một nguồn tài nguyên vô cùng quý giá của nước ta. Nhưng nó cũng
bị chịu ảnh hưởng nhiều và hao hụt đi một lượng dinh dưỡng nhất định nó sẽ tác
động trực tiếp đến sự phát triển của cây trồng. Ảnh hưởng nhất đó là các nguyên
tố kim loại nặng và có thể nói đến là đồng.
Đồng có vai trò quan trọng trong đời sống con người, các ngành công
nghiệp, và sự sinh tồn của động thực vật nói chung. Nó là các nguyên tố vi

lượng có tác dụng thúc đẩy sự phát triển của sinh vật. Đối với thực vật, việc
nâng cao năng suất, phát triển chất lượng giống cây trồng là điều thiết yếu và
thường được thực hiện bằng việc bổ sung phân vi lượng trong các giai đoạn
phát triển của chúng. Sự thiếu hụt cũng như vượt quá ngưỡng cho phép của hàm
lượng các nguyên tố này đều gây ra những tác hại không nhỏ. Vì vậy, việc xác
định đồng là rất cần thiết. Như vậy các em chọn đề tài niên luận: “ Xác định
hàm lượng Đồng trong đất bằng phương pháp trắc quang”.

Phần I: TỔNG QUAN
I.Giới thiệu về nguyên tố Đồng
Nguyên tố đồng có ký hiệu hóa học là Cu.
Khối lượng nguyên tử là 63.546, nằm ở ô thứ 29 thuộc phân nhóm IB, chu
kỳ 4 trong bảng tuần hoàn.
Cấu hình electron :1s22s22p63s23p63d104s1
Bán kính nguyên tử 1,28 Ao ; thế điện cực +0,337(v)
Năng lượng ion hóa I1= 7,72 ev; I2 = 20,29 ev; I3 = 36,9 ev.
6


Đồng tồn tại ở dạng tự do là rất ít mà chủ yếu ở dạng hợp chất Sunfua.
Một số khoáng sản quan trọng của đồng là đồng Sunfat (Cu 2S); Pirit đồng
(CuFS) và bonic (Cu3FeS3).
Những chất ít gặp hơn là những chất chứa oxi như cacbonat bazơ
CuCO3.Cu(OH)2 ; Azurit 2 CuCO3.Cu(OH)2 và Apatit (Cu2O).
1.1. Tính chất vật lí.
Đồng là kim loại nặng, có ánh kim, có màu đỏ, trong thiên nhiên có 2
đồng vị bền là 63Cu(70,13%); 65Cu(29,87%).
Tỷ khối 8,94; nhiệt độ nóng chảy 1083°C; nhiệt độ sôi ở 2543°C.
Đồng có tính dần điện, dẫn nhiệt tốt, dễ dát mỏng, dễ kèo sợi.
Đồng dễ tạo hợp kim với các kim loại khác.

1.2. Tính chất hóa học.
Về mặt hóa học, Cu là kim loại kém hoạt động. Thế điện cực
E°Cu2+/Cu=0.337V. Mặc dù là kim loại kém hoạt động hóa học nhưng Cu vẫn hóa
hợp trực tiếp với các Halogen; oxi; lưu huỳnh... và nhiều hợp chất.
1.2.1. Tác dụng với đơn chất
Ở nhiệt độ thường Cu không kết hợp với oxi của không khí. Nếu trong
không khí ẩm (có hơi nước) đồng bị bao phủ bởi một lớp màng nâu đỏ gồm Cu
kim loại và Cu (I) oxit tạo thành từ phản ứng:
2Cu + O2 + 2H2O → 2Cu(OH)2
Cu(OH)2 + Cu → Cu2O + H2O
Ở nhiệt độ thường, Cu tác dụng với Halogen, Lưu huỳnh...
Cu + Cl2 → CuCl2
Cu + S → CuS
1.2.2. Tác dụng với hợp chất.
Thế điện cực của Cu dương nên Cu không khử được ion H + của dung dịch
axít thành H2 , nhưng Cu có khả năng tác dụng với dung dịch HCN đậm đặc giải
phóng H2 nhờ tạo thành anion phức bền:
2Cu + 4HCN → 2H[Cu(CN)2] + H2
Trong các axít là chất oxi hoá như HNO3, H2SO4 đ,n thì Cu rất dễ tan. Sản
phẩm tạo ra phụ thuộc vào nồng độ chất oxi hóa.
Cu + 4HNO3đ → Cu(NO3)2 + 2NO2 + H2 O
3Cu + 8HNO3 → 3Cu (NO3)2 + 2NO + 4 H2O
Khi có mặt oxi không khí, Cu có thể tan trong dung dịch NH 3, Xyanua
kim loại kiềm:
2Cu + 8NH3 + O2 + 2 H2O → 2 [Cu(NH3)4 ](OH)2
4Cu + 8KCN + 2 H2O + O2 → 4 K[Cu(CN)2] + 4KOH
1.3. Một số hợp chất quang trọng của đồng.
1.3.1. Hợp chất của Cu(I).
7

Các hợp chất của Cu(I) thường không bền dễ chuyển thành hợp chất
Cu(II) trong nhiều trường hợp. Trong các hợp chất Cu(I) đáng chú ý là:
1. Đồng(I)oxít: Cu2O
Cu2O không tan trong nước, tan được trong các axít HCl , H 2SO4 tạo
thành muối đồng(I) và tan dễ dàng trong dung dịch amoniac, tan trong dung dịch
kiềm:
Cu2O + 2NaOH + H2O = 2 Na[Cu(OH)2]
Trong dung dịch NH3 đậm đặc, Cu2O tạo phức amoniacat:
Cu2O + 4NH3 + H2O = 2 [Cu(NH3)2]OH
Trong dung dịch HCl đặc Cu tạo thành phức H[CuCl2].
2. Hidroxit Cu(I): CuOH
CuOH không bền. Khi cho muối Cu (II) trong môi trường kiểm với chất
khử mới đầu tạo thành kết tủa vàng đó là CuOH. Khi đun nóng phân hủy thành
oxit.
3. Muối halogen của Cu (I): CuX
Các muối Cu(I) không bền, trong nước nó tự phân hủy:
2Cu+ ↔ Cu + Cu2+
Các muối Cu(I) clorua, bromua, iodua đều là chất ở trạng thái tinh thể
màu trắng, ít tan trong nước nhưng dễ tan trong dung dịch đậm đặc NH 3, HCl,
NH4Cl và clorua kim loại kiềm nhờ tạo thành phức chất:
CuCl + 2NH3 → [Cu(NH3)2]Cl
CuCl + HCl → H[CuCl2]
Dung dịch của những phức này dễ chuyển thành màu xanh lục vì bị oxi
không khí oxihoá:
4[Cu(NH3)2]+ + O2 + 2H2O + 8NH3 → 4[Cu(NH3 )4 ]2+ + 4OH1.3.2.Hợp chất của Cu(II)
Trạng thái oxi hóa +2 là rất đặc trưng với đồng. Các hợp chất của Cu(II)
nói chung bền hơn các dẫn xuất cùng kiểu của Cu(I).
Dễ tạo thành Cu(OH)2 , khi OH- vừa đủ tạo được kết tủa Cu(OH)2 . Khi
dư OH- tạo thành CuO2- (Cuprit). Khi nung nóng, Cu(OH)2 chuyển thành CuO.

5000oC CuO + H O
Cu(OH)
2

2

Cu(OH)2 còn thể hiện tính chất axit yếu.
Cu(II) oxit:(CuO) là chất bột màu đen nóng chảy ở nhiệt độ 1026 oC và
trên nhiệt độ đó mất bớt oxy biến thành Cu 2O. CuO không tan trong nước nhưng
tan dễ dàng trong dung dich axit tạo thành muối Cu(II).
CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O
Khi đun nóng với dung dịch SnCl2, FeCl2, CuO bị khử thành Cu(I).
2CuO + SnCl2 → 2CuCl + SnO2
8


3CuO + 2FeCl2 → 2CuCl + CuCl2 + Fe2O3.
Cu(II) hidroxit: Cu(OH)2 là kết tủa bông màu lam, dễ mất nước biến thành
oxit khi đun nóng. Cu(OH)2 không tan trong nước nhưng dễ tan trong dung dịch
axit và chỉ tan trong dung dịch kiềm 40% khi đun nóng:
Cu(OH)2 + 2 NaOH → Na2[Cu(OH)4]
Cu(OH)2 + 4NH3 → [Cu(NH3)4](OH)2
Đa số muối Cu(II) dễ tan trong nước, bị thủy phân và khi kết tinh từ dung
dịch thường có dạng hidrat. Muối tan tốt nhất là muối Cu(II) với các amoni
NO3-, SO42-, Cl- vì Cu(II) có ái lực đối mạng với sunphua.
Khi gặp các chất khử, muối Cu(II) có thể chuyển thành Cu(I) hoặc thành
Cu kim loại. Cu(II) có nhiều khả năng tạo phức với các phối tử vô cơ và hữu cơ
với số phối trí bằng 4. CuO tan dễ dàng trong dung dịch NH3 tạo thành phức
chất amoniacat.
CuO + 4NH3 + 2H2O → [Cu(NH3)4](OH)2

Cu(OH)2 tan dễ dàng trong dung dịch NH3 đặc.
Cu(OH)2 + 4NH3 → [Cu(NH3)4](OH)2
Muối Cu(II) có khả năng phản ứng với feroxianat Fe(CN) 2 tạo thành kết
tủa đỏ nâu Cu2Fe(CN)6. Trong dung dịch amoniac, Cu(II) phản ứng mãnh liệt
với các phân tử NH3 tạo thành ion phức Cu(NH3)42+ có màu xanh lam.
Nó cũng tạo phức với một số tác nhân hữu cơ như 1-(2pyridylazo)-2naphtol,8-hiđroxylquinolin,α-benzoinoxim(C6H5CH(OH)C(NOH)C6H5)
natriđietyldithiocacbamat, đithizon,…Những phức này cho phép xác định đồng
bằng phương pháp khối lượng, thể tích hay trắc quang.
1.4. Ứng dụng
Trong ngành kỹ thuật, đồng đỏ tên gọi là đồng nguyên chất, có màu đỏ.
Đây là loại đồng có độ tinh khiết không dưới 99.5% (ký hiệu MOO, MI, M3).
Đồng thau là hợp kim của đồng và kẽm. Tỷ lệ pha chế giữa đồng và kẽm
cho ta một loạt các đồng thau đa dạng khác nhau. Đồng thau là một kim loại
thay thế, được ứng dụng nhiều vào các lĩnh vực như đồ trang trí, vật liệu hàn,
thiết bị điện và rất nhiều nhạc cụ hơi…. Đồng thau có một màu vàng, đôi khi
khá giống màu vàng, nó có thể duy trì được độ sáng bóng trong điều kiện môi
trường bình thường, nên chúng được làm ra các đồ trang trí hay làm tiền xu.
Đồng điếu hay còn gọi là đồng đỏ, đồng vàng, đồng thanh, là một diện
rộng các loại hợp kim đồng , thường với thiếc với chì, đôi khi với một vài
nguyên tố khác như phốt pho, mangan, nhôm, silic….
Đồng là nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp, đồng có tính dẫn điện,
dẫn diện tốt, độ bền cao nên được dùng làm dây dẫn trong các thiết bị điện.

9


Đồng và hợp kim đồng còn dùng chế tạo máy và sản xuất điện cực…. Các
hợp chất như CuO, CuSO4… dùng nhiều trong nông nhiệp, đóng tàu, bảo quản
gỗ…
Sản phẩm điện: đồng được sử dụng chủ yếu trong sản xuất cáp điện và các

sản phẩm điện khác như máy phát điện, động cơ và máy biến áp, được sử dụng
trong ngành công nghiệp phát và truyền tải điện.
Xây dựng công trình : ứng dụng lớn thứ hai của đồng và hợp kim của nó
( chẳng hạn như đồng thau và đồng thiếc) thuộc về ngành công nghiệp xây
dựng. Nó được sử dụng cho mái lợp và hệ thống ống nước, đặc biệt là đường
ống nước, vòi nước, van và phụ kiện do đặc tính chống ăn mòn và dễ uốn của
kim loại này.
Chế tạo sản phầm điện tử: độ dẫn điện và dẫn nhiệt cao của đồng cũng
khiến nó được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp điện tử.
Chế tạo máy công nghiệp: nhờ độ bền, tính dễ chế biến, và khả năng đúc
với độ chính xác và dung sai cao, hợp kim đồng rất lý tưởng dễ chế tạo các sản
phẩm như bánh răng, vòng bi và cánh tuabin
Một số ứng dụng của đồng nêu trên được tập hợp trong các phương tiện
giao thông vận tải, trong đó đồng là một thành phần thiết yếu trong động cơ, hệ
thống dây điện, tản nhiệt, kết nối, phanh và vòng bi. Khoảng 98% sản lượng
đồng được sử dụng dưới dạng kim loại tinh khiết hoặc trong hợp kim, 2% còn
lại được sử dụng để sản xuất ra các hợp chất khác.
1.5. Vai trò của Đồng
Đồng tác động đến nhiều chức năng cơ bản và là một phần cấu thành nên
các enzym quan trọng trong cơ thể. Nó tham gia vào các hoạt động như sản xuất
hồng cầu, sinh tổng hợp elastin và myelin, tổng hợp nhiều hoormon
(catecholamin, tuyến giáp, corticoid...), tổng hợp nhiều sắc tố, chuyển hóa sắt và
lipit... Do vậy, đồng là một chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể con người với
một hàm lượng rất nhỏ (80 – 99,4 mg trong cơ thể người trưởng thành). Tiêu
chuẩn RDA của Mỹ về đồng đối với người lớn khỏe mạnh là 0.9mg/ngày. Đồng
với hàm lượng không thích hợp sẽ gây ra ảnh hưởng tiêu cực đối với con người.
Sự thiếu hụt đồng thường dẫn đến thiếu máu đối với trẻ nhỏ, mất sắc tố ở lông
tóc... Khi hàm lượng đồng vượt có thể gây ra rối loạn dạ dày, những bệnh về
gan, thận và phổi. Mức cao nhất có thể chịu được về đồng theo DRI trong chế
độ ăn uống đối với người lớn theo mọi nguồn đều là 10 mg/ngày.

Đối với thực vật thì đồng (hàm lượng 5 – 20 ppm) là nguyên tố rất đặc
biệt về mặt sinh vật học ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình sinh trưởng và phát
triển sản lượng của cây. Đồng là chất xúc tác của những quá trình oxi hoá nội
bào; thành phần của men cytochrome oxydase và thành phần của nhiều enzim –
10


ascorbic, axit axidase, phenolase, lactase; xúc tiến quá trình hình thành vitamin
A; cần thiết cho sự hình thành diệp lục và làm xúc tác cho một số phản ứng khác
trong cây, nhưng thường không tham gia vào thành phần của chúng. Cây muốn
phát triển bình thường, đều cần phải có một ít đồng, cây hấp thụ đồng dưới dạng
Cu(II), nhiều loại cây rau biểu hiện thiếu đồng thì lá thiếu sức sống, rủ xuống,
trở nên bạc lá, biến cong và cây không ra hoa được. Lượng đồng thiếu hụt có thể
được bổ sung dễ dàng trong một thời gian dài bằng cách bón đồng sunfat hay
đồng oxit.Nếu dùng những hợp chất của đồng để bón cho đất (đặc biệt là đất bùn
lầy) thì thu hoạch thường tăng lên rất cao.Chelat hay đồng sunfat trung tính
(25% đồng) rất phù hợp cho việc bón lá.
1.6. Độc tính của đồng
Đồng rất quan trọng với cơ thể con người và sinh vật nhưng nếu hàm
lượng Cu cao không những không có lợi mà còn có hại. Nếu thừa Cu trong cơ
thể con người sẽ dẫn đến hậu quả nghiêm trọng, khi đó nó sẽ tích tụ trong gan và
gây bệnh Wilson, tích tụ trong não, thận gây tử vong.
Đối với thực vật thường mẫn cảm với Cu hơn động vật chẳng hạn khi Cu
có mặt trong nước kìm hãm sự sinh trưởng của tảo ngay cả ở trong nhiệt độ
thấp. Với cả khi nồng độ 3µg/l mới gây ô nhiễm trong khi thực vậy là 1µg/l.
II. Các phương pháp phân tích hóa học
2.1 Phương pháp phân tích thể tích ( với hàm lượng Cu2+ lớn)
Nguyên tắc:
Dùng EDTA tiêu chuẩn chuẩn độ trực tiếp xuống dung dịch mẫu chứa
2+

Cu phản ứng thực hiện ở pH = 8 (đệm amoni), xác định điểm tương đương
bằng chỉ thị Murexit.
Trước khi chuẩn độ : Murexit tạo phức với Cu2+ thành phức chất màu vàng nhạt
Cu2+ + H4Ind+
→ CuH4Ind+( vàng nhạt)
Phản ứng chuẩn độ
Cu2+ + H2Y2- → CuY2- + H+
Tại điểm tương đương dung dịch từ màu đỏ chuyển sang màu tím
CuH4Ind+ + H2Y2- → CuY2- + H4IndDựa vào nồng độ và thể tích dung dịch EDTA tiêu tốn trong quá trình
chuẩn độ, suy ra hàm lượng Cu2+ :

mg / lCu =

Trong đó: mDg

Cu

=

mDgCu ( NV ) EDTA
× 1000
V (ml ) mâu

M Cu
= 0,032 g
2 × 10 3

11

2.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử:
Nguyên tắc:
Nguyên tắc của phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử là dựa vào sự hấp thụ
năng lượng của nguyên tử tự do ở trạng thái hơi khi chiếu chùm tia bức xạ qua
đám hơi của nguyên tố ấy trong môi trường hấp thụ. Khi đó người ta thu được
túi hiệu hấp thụ được đặc trưng bởi cường độ hấp thụ.
Phương pháp này được xác định theo phương trình:
Dλ = K.Cb
Dλ : Cường độ vạch phổ hấp thụ nguyên tử hấp thụ
K: Hằng số thực nghiệm của phép đo
C: Nồng độ nguyên tố trong mẫu
b: Hằng số ( 0 < b ≤ 1) Tuy thuộc vào kĩ thuật nguyên tử hoa mẫu mà
người ta phân biệt phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) cho độ nhạy ppm.
Phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (EIA-AAS) cho độ nhạy đến ppb.

2.3. Phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử.
Nguyên tắc:
Trong phương pháp này dung dịch Cu2+ cần phân tích được đưa vào bộ
phân nguyên tử hóa (ngọn lửa hoặc lò graphit). Dưới tác dụng của nhiệt, ion
Cu2+ sẽ được nguyên tử hóa thành hơi nguyên tử. Ngọn đèn cathot lõm sẽ phát ra
một tia đơn sắc đặc trưng cho đồng (324,7nm) xuyên qua hơi nguyên tử (ngọn
lửa hoặc graphit). Ghi cường độ dòng sáng trước và sau khi có đồng, cường độ
dòng sáng bị hấp thụ sẽ tỉ lệ với số nguyên tử đồng và gián tiếp tỉ lệ với hàm
lượng Cu2+ có trong mẫu.
Nếu nguồn nguyên tử hóa là ngọn lửa sử dụng hỗn hợp không khí
axetylen, phương pháp cho phép xác định trực tiếp Cu 2+ đến nồng độ 0,1mg/l
với giới hạn phát hiện là 0,01mg/l. Với hệ thống nguyên tử hóa sử dụng lò
graphit, giới hạn xác định của phương pháp là 1µg/l.

2.4. Phương pháp cực phổ

Nguyên tắc:
Trong phương pháp này thế của một điện cực chỉ thị giọt Hg được thay
đổi so với một điện cực so sánh (qui chiếu). Ghi cường độ dòng khuếch tán.
Cu2+ + 2e + Hg → Cu(Hg)
12


Dòng này sẽ tỉ lệ với nồng độ đồng trong dung dịch. Các đại lượng đặc
trương cho Cu2+ là thế bán sóng (E1/2) trong phương pháp cực phổ cổ điển hoặc
thế đỉnh (Ep) trong phương pháp cực phổ xung vi phân… thay đổi tùy theo nền
sử dụng, tuy nhiên giá trị này thường dao động trong khoảng 0 đến -0,4 V.
Phương pháp cực phổ cổ điển cho phép xác định trực tiếp nồng độ đồng
trong khoảng 10-6 M trở lên trong khi phương pháp cực phổ xung vi phân cho
phép xác định đến nồng độ 10 -7M với phương pháp vôn-ampe hòa tan ta có thể
xác định được các nồng độ cỡ 10-9M hoặc có thể nhỏ hơn.
2.5. Phương pháp điện thế trực tiếp sử dụng điện cực màng chọn lọc ion
Cu2+
Nguyên tắc.
Dựa vào thế đó được giữa điện cực màng chọn lọc ion và một điện cực so
sánh ta xác định được nồng độ của Cu2+.
Trước hết đo thế của các dung dịch chuẩn của Cu2+ để lập phương trình
đường chuẩn dạng E = a + b log[Cu 2+], sau đó tiến hành đo thế của các dung
dịch xác định, dựa vào phương trình đường chuẩn để suy ra nồng độ của Cu 2+
trong dung dịch.
Phương pháp này cho phép xác định trực tiếp Cu 2+ trong khoảng nồng độ
từ 5.10-6 M – 10-1 M.
2.6. Phương pháp trắc quang
Nguyên tắc
Nguyên tắc của phương pháp trắc quang (phương pháp phổ phân tử UV VIS) dựa trên việc đo độ hấp phụ ánh sáng của một dung dịch phức tạo thành
giữa ion cần xác định với thuốc thử trong môi trường thích hợp khi được chiếu

chùm sáng.
Phương pháp này định lượng theo phương trình:
A = K. c
Trong đó:
A: Độ hấp thụ quang của phức màu.
K: Hằng số thực nghiệm.
C: Nồng độ chất phân tích.
Đối với nguyên tố đồng: Phân tích trắc quang dựa vào khả năng tạo phức
của Cu2+ với một lượng thuốc thử thích hợp nào đó. Thuốc thử đó có thể là:
Đithizon, NaDDC hoặc CuFeron.
PHẦN 2: THỰC NGHIỆM
I.Cơ sở lý thuyết và nguyên tắc của phương pháp trắc quang.
1.1 . Cơ sở của phương pháp.
Cơ sở lý thuyết của phương pháp trắc quang phân tử là định luật
Lambert- Beer có thể biểu diễn bởi phương trình sau:
13


D = ε.l.C
Trong đó: C là nồng độ dung dịch (mol/l).
l là bề dày lớp dung dịch (cm).
ε là hệ số hấp thụ mol. ε phụ thuộc vào bản chất của dung
dịch màu, bước sóng của bức xạ đi qua và nhiệt độ (ε ≤ 105 ).
D là mật độ quang (hay độ hấp thụ ánh sáng của dung dịch).
Đối với dung dịch nhất định chứa trong một loại cuvet nhất định thì ε, l là
cố định Do vậy D = KC cho biết sự phụ thuộc tuyến tính giữa mật độ quang và
nồng độ của dung dịch, đây chính là cơ sở của phương pháp phân tích
định lượng.
1.2. Nguyên tắc
Xử lý mẫu bằng phương pháp thích hợp. Cho ion Cu 2+ tạo phức với

thuốc thử Pb(DDC)2 trong môi trường có chất hoạt động bề mặt và ở pH thích
hợp tạo thành phức đồng – DDC có màu đỏ nâu ánh vàng.
Cu 2+ + Pb(DDC)2 = Cu(DDC)2 + Pb2+
Đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 556nm.
mg/kgCu = Trong đó: a: Số g Cu tra được từ đường chuẩn
G: Khối lượng mẫu đem phân tích (g)
1.3. Cách xác định nồng độ
Với phương pháp trắc quang áp dụng nguyên tắc thay đổi một số yếu
tố và cố định các yếu tố còn lại, tiến hành khảo sát từng yếu tố một để chọn
ra điều kiện phù hợp nhất cho phép phân tích (các thông số tối ưu của máy).
Sau đó tiến hành đo trên mẫu chuẩn rồi phân tích mẫu thật theo phương
pháp đường chuẩn và kiểm tra lại bằng phương pháp thêm chuẩn.
1.3.1 Phương pháp đường chuẩn.
Nguyên tắc của phương pháp này là dựa vào phương trình cơ bản của
phép đo D = K.C và một dãy mẫu đầu để dựng một đường chuẩn, sau đó nhờ
đường chuẩn này mà giá trị Dx để xác định nồng độ Cx của nguyên tố cần
phân tích trong mẫu đo độ hấp thụ quang, rồi từ đo tính được nồng độ của nó
trong mẫu phân tích.
Trước hết phải chuẩn bị một dãy mẫu đầu, dãy mẫu chuẩn thông
thường là 5 mẫu và phân tích trong cùng điều kiện.Ví dụ ta thu được các giá
trị độ hasp thụ quang tương ứng với các nồng độ là D1, D2, D3, D4, …….Dn, vẽ
đồ thị D – Ctc
Nhờ đường chuẩn này và các giá trị DX ta dễ dàng xác định được nồng
độ C X.. Công việc cụ thể là đem các giá trị DX đặt lên trục tung D của hệ
tọa độ, từ đó kẻ đường song song với trục hoành Ctc . Đường này sẽ cắt
14


đường chuẩn tại điểm M. Từ điểm M hạ đường vuông góc với trục hoành
cắt trục hoành tại Cx.Cx là nồng độ cần tìm

D

Dx

Cx

C

Hình 1: Dạng đồ thị đường chuẩn
1.3.2 Phương pháp thêm chuẩn.
Nguyên tắc của phương pháp này là người ta dùng ngay một mẫu
phân tích làm nền để chuẩn bị một dãy mẫu đầu bằng cách lấy một lượng
mẫu phân tích nhất định và thêm vào đó những lượng nhất định của nguyên
tố cần xác định theo từng bậc nồng độ (theo cấp số cộng). Ví dụ lượng thêm
vào là ∆C 1, ∆C2, ∆C3, ∆C4 và như thế chúng ta sẽ có một dãy mẫu chuẩn là:
C0 = Cx
C1 = (Cx+∆C1)
C2 = (Cx+∆C2)
C3 = Cx+∆C3)
C4 = (Cx+∆C4)
Trong đó:
C x là nồng độ (hàm lượng) của nguyên tố cần xác định trong
mẫu phân tích đã chọn. Các mẫu phân tích còn lại giả sử kí hiệu C x1 ,
C x2 , C x3 …
Tiếp đó cũng chọn các điều kiện thí nghiệm phù hợp, tiến hành độ hấp
thụ quang theo tất cả dãy mẫu đầu. Ví dụ chúng ta thu được các giá trị
tương ứng là D0, D1, D2, D3… Bây giờ từ các giá trị cường độ này và ứng
với các nồng độ thêm vào của nguyên tố phân tích chúng ta dựng một
đường chuẩn theo hệ tọa độ D- ∆C. Đó chính là đường chuẩn của phương

pháp này. Đường chuẩn này cắt trục tung D tại điểm có tọa độ (D0, 0). Sau
15


đó để xác định nồng độ Cx chưa biết chúng ta làm như sau:
Kéo dài đường chuẩn về phía trái, nó cắt trục hoành tại điểm C0. Đoạn
OC0 chính bằng giá trị nồng độ Cx cần tìm.
Phương pháp này được sử dụng rất nhiều trong phân tích lượng vết
và lượng cực nhỏ các nguyên tố kim loại trong các loại mẫu khác nhau, đặc
biệt là các loại mẫu có thành phần vật lý và hóa học phức tạp, các mẫu
quặng đa kim. Đồng thời đây cũng là một phương pháp để xác định độ phát
hiện của một phương pháp phân tích.

D

D

Cx

C
0
Hình 2: Dạng đồ thị thêm chuẩn
II: PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU VÀ XỬ LÝ MẪU
Trong thực tế phân tích, hàm lượng các chất có trong mẫu đặc biệt là
hàm lượng các ion kim loại nặng trong đất thường rất nhỏ, nằm dưới giới
hạn phát hiện của các công cụ phân tích. Vì vậy, trước khi xác định chúng thì
cần thông qua quá trình tách và làm giàu.
2.1: Lấy mẫu.
Lấy mẫu đất phải tuân theo các yêu cầu sau:
- Đặc tính của đất gắn liền với tầng đất do đó cần lấy mẫu tầng.

- Nếu quan tâm đến sự thay đổi đặc tính của đất thì cần lấy mẫu điểm.
Nếu độ chính xác của kết quả không cần cao thì mẫu loại nào cũng được chấp
nhận.
- Nếu mẫu được lấy dùng để xác định sự phân bố và nồng độ của nguyên
tố hoặc hợp chất nào đó thì nên lấy mẫu điểm, nếu có thể thì dùng mẫu khe
hoặc mẫu cụm.

16


- Nếu để đánh giá chất lượng đất hoặc bản chất đất trong một vùng, ví
dụ cho mục đích nông nghiệp, thì lấy mẫu diện rộng.
- Lượng mẫu phải đủ lớn để đảm bảo cho các phép thử và phân tích thực
hiện được.
- Lượng mẫu phải đủ lớn để có thể đại diện hết mọi đặc tính của đất cần
quan tâm
- Mẫu không được quá lớn gây khó phân biệt sự khác nhau về các đặc
tính của đất cần quan tâm
- Đặc tính của đất không bị ảnh hưởng bởi quá trình lấy mẫu, vận chuyển
và lưu giữ mẫu.
- Lấy mẫu đại diện là lấy mẫu tổ hợp có thành phần thể tích khác nhau
tùy theo bản chất khác nhau;
- Tránh nhiễm bẩn chéo cũng như sự phát tán các chất ô nhiễm.
Các mẫu đất được lấy tại các địa điểm khác nhau, lấy ở tầng đất mặt (0
- 25 cm). Mẫu sau khi lấy về, làm khô ở nhiệt độ phòng, nghiền và rây mẫu
qua rây 2 mm. Mẫu này được sử dụng để xác định hàm lượng Cu.Các mẫu sau
khi lấy được ghi kèm theo các thông tin về vị trí lấy mẫu, thời gian và loại
mẫu.
2.2: Xử lý mẫu.
Để tiến hành xác định hàm lượng đồng trong đất. Trước hết ta phải xử

lý mẫu nhằm chuyển nguyên tố cần xác định từ trạng thái ban đầu (rắn) về
dạng dung dịch. Đây là công việc rất quan trọng vì nó có thể dẫn đến những
sai lệch trong kết quả phân tích do sự nhiễm bẩn mẫu hay làm mất chất phân
tích nếu thực hiện không tốt. Hiện nay có rất nhiều kỹ thuật xử lý mẫu phân
tích, các phương pháp xử lý mẫu đã và đang được sử dụng bao gồm.
*Xử lý bằng axit mạnh đặc nóng
Dùng axit mạnh đặc và nóng (ví dụ HCl, H 2SO4), hay axit mạnh, đặc và
nóng có tính oxi hóa mạnh (HNO3, HClO4), hoặc hỗn hợp 2 axit (HNO3 +
H2SO4), hay 3 axit (HNO3 + H2SO4 + HClO4), hoặc là 1 axit đặc và 1 oxy hóa
17


mạnh (H2SO4 + KMnO4)…để phân hủy mẫu trong điều kiện đun nóng trong
bình Kendan, trong ống nghiệm, trong cốc hay lò vi sóng.
Lượng axit cần dùng để phân hủy mẫu thường gấp 10-15 lần lượng
mẫu, tùy thuộc mỗi loai mẫu và cấu trúc vật lý, hóa học của nó.
Thời gian phân hủy mẫu trong các hệ hở, bình Kendan, ống nghiệm,
cốc,..thường từ vài giờ đến hàng chục giờ tùy loại mẫu và bản chất của các
chất, còn nếu trong lò vi sóng thì chỉ cần 50-90 phút.
+) Ưu - nhược điểm
Hầu như không bị mất các chất phân tích, nhất là trong lò vi sóng.
Thời gian phân hủy mẫu rất dài, trong điều kiện thường, tốn nhiều axit
đặc tinh khiết cao, nhất là trong các hệ hở. Dễ bị nhiễm bẩn khi xử lý trong hệ
hở, do môi trường hay axit dùng và phải đuổi axit dư lâu, nên dễ bị nhiễm
bẩn, bụi vào mẫu
*Xử lý bằng dung dịch kiềm mạnh đặc nóng
Dùng dung dịch kiềm mạnh đặc nóng (NaOH, KOH 15-20%), hay hỗn hợp
của kiềm mạnh và muối kim loại kiềm (NaOH + NaHCO 3), hay một kiềm mạnh
và peroxit (KOH + Na2O2) nồng độ lớn (10-20%), để phân hủy mẫu phân tích
trong điều kiện đun nóng trong bình Kendan hay trong hộp kín, hoặc trong lò

vi sóng.
Lượng dung dịch phân hủy: cần lượng lớn từ 8-15 lần lượng mẫu.
Thời gian phân hủy mẫu: từ 4-10 giờ trong hệ hở. Còn trong trong hệ lò
vi sóng kín chỉ cần thời gian 1-2 giờ.
Nhiệt độ phân hủy là nhiệt độ sôi của dung dịch kiềm. Nó thường nằm
trong khoảng 150-200oC.
+) Ưu - nhược điểm
- Ưu điểm: là hầu như không làm mất chất phân tích, nhất là các
nguyên tố có hợp chất dễ bay hơi và các nền của mẫu dễ tan trong kiềm.

18


Thao tác và cách làm đơn giản, không phải dùng nhiều axit đặc tinh
khiết cao đắt tiền, xử lý được triệt để nhất là các mẫu nền hữu cơ, đốt cháy
hết các chất hữu cơ, vì thế làm dung dịch mẫu thu được sạch.
- Nhược điểm: là tốn rất nhiều kiềm tinh khiết cao, khả năng gây nhiễm
bẩn dễ xảy ra, loại kiềm dư rất khó khăn và mất nhiều thời gian.
Nhưng có nhược điểm là có thể mất một số chất dễ bay hơi, ví dụ như:
Cd, Pb, Zn, Sn, Sb,… nên cần có chất phụ gia và chất bảo vệ.
III: Dụng cụ,hóa chất –kĩ thuật chiết đo quang
3.1. Dụng cụ-máy móc:
Máy quang phổ UV-VIS của hãng Thermo-Anh
Máy đo phổ hấp thụ nguyên tử SHIMADZU của Nhật
Máy đo pH.
Pipet man, cân phân tích.
Phễu chiết, bình định mức các loại 10ml, 25ml, 50ml, 100ml... cốc thủy tinh,
ống đong, pipet loại 1ml, 2ml, 5ml,10ml...
3.2. Hóa chất :
Dung dịch chuẩn Cu2 + 1000 ppm.

Thuốc thử NaDDC.
Các dung dịch khảo sát ảnh hưởng được chuẩn bị từ các muối tương ứng:
(CH3COO)2Pb, FeCl3.6H2O, BaCl2, CaCl2.6H2O, A12(SO4)3.18H2O, BiCl3 ,
NaCl, Zn(NO3)2, Mg(NO3)2 .H2O...
Dung dịch HCL36%, HNO3 66% 4- 68%, H2SO4 98%, NH3 loãng,
H3PO4.
Dung môi CHCL3.
Các hóa chất được dùng đều thuộc loại tinh khiết. Nước cất dùng trong
quá trình thí nghiệm là nước cất hai lần.
Pha chế dung dịch thuốc thử chì đietylđithiocacbaminat (Pb(DDC)2)
trong clorofom:
19


Dung dịch NaDDC 0,5%: Cân phân tích 0,5g NaDDC cho vào bình định
mức l00ml. Cho vào đó một ít nước cất lắc tan rồi dùng nước cất hai lần định
mức đến vạch định mức ta được dung dịch NaDDC 0,5%.
Dung dịch Pb(CH3COO)2 0,5%: Cân 0,5g Pb(CH3COO)2 pha trong bình
định mức l00ml cho vào bình định mức một ít nước cất, lắc tan. Thêm vài giọt
axit axetic để tránh đục dung dịch. Sau đó dùng nước cất định mức ta thu được
dùng dịch Pb(CH3COO)2 0,5%.
Cho vào phễu chiết l0ml dung dịch NaDDC 0,5% và 20 ml dung dịch
Pb(CH3COO)2 0,5% thêm vào phễu l00ml dung dịch clorofom rồi lắc đều phễu
chiết. Toàn bộ kết tủa Pb(DDC)2 ở lớp nước sẽ tan trong dung môi hữu cơ. Chiết
lấy lớp clorofom và định mức bằng clorofom trong bình định mức 250ml. Ta
được dung dịch thuốc thử 0,4.10-2 M.
3.3. Kĩ thuật chiết:
Chuyển dung dịch nghiên cứu vào phễu chiết, thêm 2ml thuốc thử
Pb(DDC)2 . Lắc cẩn thận phễu chiết trong vòng 10 phút. Để yên phễu chiết trên
giá đỡ cho 2 tướng phân lớp hoàn toàn, cẩn thận mở khoa cho lớp clorofom có

chứa phức của Cu2 + từ từ qua phễu có giấy lọc khô vào bình định mức l0ml.
Thêm vào lớp nước 2 lần, mỗi lần 2ml thuốc thử Pb(DDC) 2 và chiết lại. Thêm
vào phễu chiết một ít CHCl3 nữa để lấy hết phần chiết còn lại ở cuống phễu và
cho chảy vào bình định mức đựng dịch chiết, định mức bằng clorofom và lắc
đều. Đo mật độ quang của dung dịch thu được trên máy quang phổ UV-VIS so
sánh với dung dịch thuốc thử ở bước sóng λ = 436 nm.
IV: CÁC ĐIỂU KIỆN THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ĐỔNG
BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG
4.1. Sự tạo phức của Cu2 + với thuốc thử Pb(DDC)2
Ion Cu2 + tạo phức vòng với DDC, phức này có màu đỏ nâu ánh vàng tan
trong dung môi hữu cơ như clorofom, không tan trong nước.
Để xác định Cu2 + bằng phương pháp trắc quang có thể dùng NaDDC làm
thuốc thử hoặc chuyển NaDDC thành phức Pb(DDC)2 bằng phản ứng trao đổi và
dùng Pb(DDC)2 làm thuốc thử.
Phức của Cu2 + được tạo thành do Cu2 + đã thay thế Pb2+ trong Pb(DDC)2 .
Phức đồng bền hơn phức chì, nên đồng đẩy được chì ra khỏi phức của nó.
Cu(DDC)2 tan rất tốt trong clorofom và Cu 2 + được chiết hoàn toàn từ tướng
nước sang tướng hữu cơ.
20


C2H5

S
N

C2H5

C
S

C2H5
Pb

+ Cu

2+

S
N

C2H5

2

C
S

Cu

+ Pb2+

2

Hay Pb(DDC)2 + Cu2+ → Cu(DDC)2 + Pb2+
4.1.1. Phổ hấp thụ của phức giữa Cu2 + với thuốc thử Pb(DDC)2
Đế xác định được bước sóng tối ưu cho việc xác định Cu 2 + bằng phương
pháp trắc quang chúng ta xem xét phổ hấp thụ của phức trong tướng hữu cơ.
Cho vào phễu chiết 4ml dung dịch Cu 2 + l0ppm, 6ml nước cất hai lần 2ml
thuốc thử Pb(DDC)2 tiến hành chiết như phần 1.3.

Phổ hấp thụ của phức được đo trên máy quang phổ UV-VIS so sánh với
dung dịch thuốc thử ở giải sóng 300 - 600 nm kết quả được dẫn ra ở hình 1:

Hình 3: Phổ hấp thụ của phức màu được hình thành từ Cu 2+ với
đietylđithiocacbaminat.
Từ kết quả khảo sát phổ hấp thụ của phức Cu(DDC) 2 chúng ta thấy rằng bước
sóng tối ưu tại đó phức hấp thụ cực đại là λ max= 436nm. Việc nghiên cứu tiếp
theo sẽ được tiến hành ở bước sóng 436nm.

21


4.2. Khảo sát các điều kiện tối ưu
4.2.1. Ảnh hưởng của pH đến sự tạo phức
pH của môi trường là một trong những điều kiện quan trọng trong việc tạo
phức. Khi pH thay đổi làm thay đổi khả năng tạo phức. Vì vậy chúng tôi tiến
hành khảo sát xác định pH tối ưu cho quá trình tạo phức.
Chuẩn bị 6 mẫu, có Cu2+ 2ppm.Dùng dịch H3PO4 loãng và NH3 loãng điểu
chỉnh pH của các dung dịch trên bằng 1, 2, 3, 4, 5, 6.Thực hiện quá trình chiết
như phần 1.3. Sau đó đem đo mật độ quang thu được kết quả như bảng 1 và hình
2.
Bảng 1: Ảnh hưởng của pH đến sự tạo phức của Cu2+
Mẫu
pH
D

1
1
0,327

2
2
0,428

3
3
0,480

4
4
0,483

5
5
0,481

6
6
0,465

Hình 4: Ánh hưởng của pH đến sự tạo phức
Từ kết quả trên ta thấy ở pH 1÷ 3 khả năng tạo phức tăng dần. Trong
khoảng pH = 3÷5 khả năng tạo phức của Cu 2 + với thuốc thử là tốt nhất. Ta chọn
pH tối ưu bằng 4.
4.2.2. Ảnh hưởng của lượng dư thuốc thử

22


Chuẩn bị 5 mẫu có CCu2+ = 2ppm. Dùng H3PO4 loãng và NH3 loãng điều

chỉnh pH = 4. Cho mẫu đã chuẩn bị vào phễu chiết, thêm thể tích thuốc thử
Pb(DDO)2 tăng dần 2ml, 4ml, 5ml, 6ml, 8ml, tiến hành chiết như phần II-1.3,
định mức dịch chiết và đo mật độ quang. Kết quả được chỉ ra ở bảng 2 và hình
5.
Bảng 2: Ảnh hưởng của lượng dư thuốc thử
Mẫu
VPb(DDC)2(ml)
D

1
2
0,235

2
4
0,411

3
5
0,480

4
6
0,485

5
8
0,486

Hình 5: Ảnh hưởng của lượng dư thuốc thử

Như vậy thể tích thuốc thử Pb(DDC) 2 nhỏ hơn 5ml độ hấp thụ của dung
dịch tăng dần vì toàn bộ thuốc thử đưa vào liên kết với kim loại để tạo thành hợp
chất phức, còn một lượng lon kim loại vẫn chưa chuyển thành phức màu. Khi
thể tích thuốc thử là 5ml thì toàn bộ ion kim loại đã chuyển thành phức màu.
Khi thể tích thuốc thử lớn hơn 5ml độ hấp thụ hầu như không thay đổi. Vậy
lượng dư thuốc thử không ảnh hưởng đến độ hấp thụ của phức Cu(DDC) 2 trong
các bước nghiên cứu ta lấy 6ml thuốc thử để chiết 10ml dung dịch có CCu2+ =
2ppm đảm bảo toàn bộ ion Cu2 + được chuyển thành phức.
4.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến sự tạo phức
23


Chuẩn bị các mẫu có CCu2+ = 2ppm đã diều chỉnh pH= 4, Cho vào phễu
chiết thêm 2ml thuốc thử lắc mạnh và tiến hành chiết như phần II-1.3 sau đó
đem đo mật độ quang. Làm 6 thí nghiệm tương tự nhưng thời gian lắc lần lượt là
4, 6, 8, 10, 12, 15 phút. Kết quả được chỉ ra ở bảng 3 và hình 6.
Bảng 3: Sự phụ thuộc mật độ quang vào thời gian
CCu2+(ppm)
Thời gian lắc (phút)
D

2
4
0,450

2
6
0,471

2

8
0,480

2
10
0,481

2
12
0,481

2
15
0,480

Hình6: Ảnh hưởng của thời gian đến độ bền của phức
Dựa vào đồ thị ta thấy phức Cu(DDC) 2 đi vào pha hữu cơ hoàn toàn và ổn
định từ thời gian lắc chiết là 8 phút trở đi. Vì vậy trong quá trình làm thí nghiệm
chúng tôi tiến hành lắc chiết trong thời gian là 10 phút.
4.3.Khảo sát sự ảnh hưởng của ion kim loại đến sự tạo phức màu Cu(DDC)2
Quá trình tạo phức màu của Cu 2 + với đietylđithiocacbaminat có thể bị ảnh
hưởng bởi các ion kim loại khác làm cho mật độ quang của phức thay đổi. Do
ion kim loại kết hợp với thuốc thử tạo phức có màu hoặc ion lạ có màu riêng. Do
đó cần phải nghiên cứu và loại bỏ ảnh hưởng của các ion đến mật độ quang của
phức đồng đietylđithiocacbaminat. Phương pháp loại trừ ảnh hưởng quan trọng
và phổ biến nhất là dùng chất "chế" tức là cho ion lạ tạo phức bền với một thuốc
thử nào đó để nó không ảnh hưởng tới phức Cu(DDC)2 .

24

Các ion kim loại mà chúng tôi tiến hành nghiên cứu trong bài này là: Na +\ K+ \
Ca2+ , Mg2+ , Al3+ , Fe3+ , Zn2 + , Bi3+.
Đối với mỗi ion ta chuẩn bị 6 mẫu trong đó 1 mẫu không có mặt ion khảo
sát ảnh hưởng thành phần các mẫu còn lại bao gồm: Nồng độ Cu 2 + 2ppm, hàm
lượng các ion khảo sát tăng dần. Tiến hành chiết và đo mật độ quang, kết quả
được chỉ ra ở các bảng và các hình sau:
Bảng 4: Ảnh hưởng của Na+ đến sự tạo phức
STT
Thành phần
CCu2+ (ppm)
CNa+(ppm)
D

1

2

3

4

5

6

2
0
0,482

2
100
0,484

2
200
0,481

2
400
0,480

2
800
0,482

2
1000
0,485

Bảng 5: Ảnh hưởng của K+ đến sự tạo phức
STT
Thành phần
CCu2+ (ppm)
CK+(ppm)
D

1

2

3

4

5

6

2
0
0,482

2
100
0,483

2
200
0,485

2
400
0,481

2
800
0,481

2

1000
0,485

Bảng 6: Ảnh hưởng của Ca2+ đến sự tạo phức
STT
Thành phần
CCu2+ (ppm)
CCa2+(ppm)
D

1

2

3

4

5

6

2
0
0,481

2
100
0,480

2
200
0,478

2
400
0,482

2
800
0,483

2
1000
0,484

25