Nghiên cứu phương pháp trắc quang xác định asen bằng thuốc thử safranine (tóm tắt)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
----------------------------------------

BẢN TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG
XÁC ĐỊNH ASEN BẰNG THUỐC THỬ SAFRANINE

Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. Trần Tứ Hiếu
Học viên
: Nguyễn Lê Thanh Vân

Hà Nội- 2012


MỞ ĐẦU
Asen là một nguyên tố vi lượng rất cần thiết đối với quá trình
sinh trưởng và phát triển của động thực vật. Asen cũng được sử dụng
rộng rãi trong kỹ thuật và đời sống như trong công nghiệp nhuộm,
thuốc trừ sâu, dược liệu, …Tuy nhiên ở hàm lượng cao, asen gây tác
hại to lớn đối với hệ sinh thái. Asen cản trở quá trình quang hợp của
cây, gây ra hiện tượng rụng lá ở thực vật. Asen cũng rất độc hại đối
với con người và động vật. Khi xâm nhập vào cơ thể asen có thể gây
hàng loạt chứng bệnh nguy hiểm như các bệnh dạ dày, rối loạn chức
năng gan, hội chứng đen da và ung thư da,…[9] Độc tính của asen
rất khác nhau, asen (III) độc gấp 50 lần asen (V), asen ở dạng vô cơ
độc hơn ở dạng hữu cơ. Do đó hàm lượng asen trong môi trường
luôn được quy định ở những nồng độ rất thấp. Giới hạn cho phép của
asen trong nước sinh hoạt theo tiêu chuẩn của tổ chức y tế thế giới là
0,01 mg/l, theo tiêu chuẩn VN 5502 – 2003 là 0,01mg/l [8].

Ở một số khu vực trên thế giới, nước ngầm có hàm lượng asen
rất cao do lớp trầm tích có cấu trúc, thành phần hóa học thuận lợi
cho việc hòa tan asen từ đất ra nước. Hiện tượng này được phát hiện
tại các khu vực đồng bằng châu thổ thấp trũng, xảy ra lụt lội hàng
năm, dòng chảy thủy văn chậm, các lớp bồi tích trẻ thiếu oxy (mang
tính khử) thuận lợi cho việc giải phóng asen từ đất ra nước. Ô nhiễm
asen trong nước ngầm dùng cho sinh hoạt và tưới tiêu đã được phát
hiện trong khoảng 20 năm qua tại Bangladet, Ấn độ, Trung quốc,
Việt nam, Campuchia, Achentina, Chile, [18]… Ở Việt nam, sự ô
nhiễm asen đã được phát hiện ở nhiều nơi như Hà Nội, Hà Nam, Hải
Dương, Phú Thọ, Cà Mau,… Nhiều nghiên cứu về ô nhiễm asen
trong nước giếng khoan tại Việt Nam đã được tiến hành trong những
năm vừa qua. Trong số các phương pháp phân tích như phương

1


pháp động học – trắc quang, phương pháp phổ khối plasma cảm ứng
cao tần (ICP - MS), phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS),
hoặc nhiều phương pháp khác ...thì phương pháp trắc quang là
phương pháp đang được quan tâm nghiên cứu để xác định asen vì
phương pháp này có độ nhạy và độ chính xác cao, quy trình phân
tích đơn giản không tốn nhiều hoá chất và không đòi hỏi trang thiết
bị đắt tiền. Vì vậy, để đóng góp vào việc phát triển ứng dụng phương
pháp này với đối tượng nghiên cứu là nước ngầm chúng tôi chọn đề
tài: “ Nghiên cứu phương pháp trắc quang xác định asen bằng
thuốc thử Safranine”.

2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu chung về asen
1.1.1. Các dạng tồn tại và tính chất lý hóa học của asen (As)
1.1.1.1. Các dạng tồn tại của asen
Tùy theo từng điều kiện môi trường mà asen có thể tồn tại ở nhiều
trạng thái oxi hóa khác nhau: -3, 0, +3,+5. Trong nước tự nhiên, asen
tồn tại chủ yếu ở 2 dạng hợp chất vô cơ là asenat [As(V)], asenit
[As(III)]. As(V) là dạng tồn tại chủ yếu của asen trong nước bề mặt
và As(III) là dạng chủ yếu của asen trong nước ngầm. Dạng As(V)
hay các arsenate gồm AsO43-, HAsO42-, H2AsO4-, H3AsO4; còn dạng
As(III) hay các arsenit gồm H3AsO3, H2AsO3-, HAsO32- và AsO33-.
Asen còn tồn tại ở nhiều dạng hợp chất hữu cơ như: metylasen,
đimetylasen. Các dạng tồn tại của asen trong nước phụ thuộc vào pH
và thế oxi hoá khử Eh của môi trường.
1.1.1.2. Tính chất vật lý
Asen là nguyên tố có một vài dạng thù hình dạng kim loại và không
kim loại. Asen tồn tại 3 dạng Asα: là dạng bền, tương đối cứng giòn;
Asβ: dạng vô định hình, giòn; Asγ: gồm nhiều phân tử As4 giả bền,
mềm như sáp, dễ tan trong dung môi CS2. As4 là dạng không kim
loại, ở nhiệt độ thường dưới tác dụng của ánh sáng nó chuyển sang
dạng kim loại. Về tính chất vật lý Asen mang tính chất của kim loại.
1.1.1.3. Tính chất hóa học
Về mặt tính chất hóa học các hợp chất của Asen giống như tính chất
của một số phi kim.
• Tính chất hóa học của Asen hóa trị (III) [4,7,23]
Chủ yếu As(III) tồn tại ở dạng các hợp chất như: As 2O3, As2S3,
AsCl3, AsO33-, H2AsO3…

3

* As2O3: Là oxit màu trắng hay còn gọi là asen trắng, ít tan
trong nước (1,7g trong 100g H2O) ở 15oC dung dịch bão hòa chứa
khoảng 1,5% As2O3. Khi tan trong nước tạo thành axit asenơ.
As2O3 + 3H2O → 2As(OH)3
As(OH)3 ≡ H3AsO3 là chất lưỡng tính nhưng tính axit trội hơn.
As2O3 + 4NaOH → 2NaHAsO3 + H2O
Khi đun nóng, As2O3 bị C,H2 khử dễ dàng sinh ra kim loại
As2O3 + 6H2 → 2As + 3H2O
As2O3 (As4O6) thể hiện tính khử khi tác dụng với O 3, H2O2,
FeCl3, K2CrO7, HNO3 khi đó ta có:
3As4O6 + 8HNO3 + 14H2O → 12H3AsO4 + 8NO↑
As2O3 tác dụng với kim loại trong môi trường axit
As2O3 + 6Zn + 12HCl → 6ZnCl2 +2AsH3 + H2O
Phản ứng này ứng dụng trong phân tích định lượng.
* Phản ứng hóa học của AsO33H3AsO3 không điều chế được ở dạng tự do mà chỉ tồn tại trong
dung dịch nước.
Khi đó có cân bằng: H3AsO3 ↔ H2O + HAsO2
Kpl = 6.10-10 cân bằng chuyển dịch mạnh về phía phải.
* Tác dụng với Na2S và (NH4)2S
Các sunfua kim loại kiềm và sunfua amoni đều không tạo được kết
tủa sunfua với các dung dịch axit H3AsO3 trực tiếp mà tạo muối thio tan
H3AsO3 + 3Na2S → Na3AsS3 + 3N aOH
H3AsO3 + 3(NH4)2S → (NH4)3AsS3 + 3NH4OH
Nhưng tác dụng giữa AsO33- và Na2S trong môi trường axit
HCl 6N tạo kết tủa vàng
2AsO33- + 12H+ + 3Na2S → As2S3↓ + 6H2O + 6Na+
(vàng)

4


Có thể tách kết tủa ra được
* Tác dụng với H2S
Tác dụng với H2S trong môi trường axit cho kết tủa màu
vàng:
2H3AsO3 + 6HCl → 2AsCl3 + 6H2O
2AsCl3 + 3H2S → As2S3↓ + 6HCl
* Tác dụng với AgNO3
AsO33- + 3Ag+ → Ag3AsO3↓ vàng
Ag3AsO3↓ + 6NH4OH → 3[Ag(NH3)2]+ + AsO33- + 6H2O
* Tác dụng với dung dịch CuSO4
Dung dịch CuSO4 tác dụng với H3AsO3 khi có mặt xút ăn da
cho kết tủa màu vàng lục hyđroasenit đồng
H3AsO3 + CuSO4 → CuHAsO3↓ + H2SO4
NaOH hòa tan được kết tủa này và dung dịch có màu xanh tím
NaOH + CuHAsO3 → CuNaAsO3 + H2O
Phản ứng này được dùng trong phân tích định tính
* Tác dụng với Cr2O72- trong môi trường axit
3AsO33- + Cr2O72- + 8H+ → 3AsO43- + 2Cr3+ + 4H2O
* Tác dụng với I2
Phản ứng trong môi trường NaHCO3 pH = 8
AsO33- + I2 + H2O → AsO43- +2I- + 2H+
Phản ứng này áp dụng phân tích định lượng và định tính.
1.1.2. Độc tính của asen và sự tích lũy trong cơ thể người
Asen là chất độc mạnh có khả năng gây ung thư cao, liều LD50 đối
với con người là 1 – 4 mg/kg trọng lượng cơ thể. Tuy nhiên, tùy
thuộc vào các trạng thái oxi hóa của asen mà asen thể hiện tính độc
khác nhau. Cả As(III) và As(V) đều là những chất độc, các hợp chất

asen vô cơ độc hơn so với asen hữu cơ [1]. Tính độc của asen theo

5


thứ tự: AsH3>asenit> asenat > monomethyl arsenoic axit (MMAA) >
dimethyl arsenic axit (DMAA). Có khoảng 60 – 70% asen vô cơ đi
vào cơ thể và được giải phóng ra ngoài bằng đường nước tiểu ở dạng
DMAA và MMAA [26,28].
Sự phơi nhiễm asen vô cơ xảy ra trong cơ thể thông qua đường
hít khí bụi công nghiệp và quá trình chuyển hóa qua đường thức ăn
và nước uống. Sự phơi nhiễm asen hữu cơ xảy ra chủ yếu thông qua
chuỗi thức ăn. Nếu một ngày hít lượng bụi asen từ 0,1 ÷ 4 µg/ngày
và cơ thể hấp thụ một lượng thức ăn có hàm lượng asen ở khoảng từ
7 ÷ 330 µg/ngày thì sau khi đi vào cơ thể có khoảng 80 ÷ 100%
lượng asen được hấp thụ qua dạ dày và lá phổi; 50 ÷ 70% asen được
bài tiết qua đường nước tiểu và một lượng nhỏ được hấp phụ qua
đường tóc, móng tay, móng chân [28].
Ung thư da là độc tính phổ biến nhất của asen. Với những
vùng có hàm lượng asen trong nước sinh hoạt < 300 µg/l, trung bình
(300 – 600 µg/l), cao (>600 µg/l) thì tỷ lệ ung thư da tương ứng sẽ là
2,6/1000; 10,1/1000 và 24,1/1000 [29].
1.1.3.Ô nhiễm asen trong nước ngầm trên thế giới và Việt Nam
1.1.3.1. Ô nhiễm Asen trên thế giới
Hiện nay trên thế giới có hàng chục triệu người đã bị bệnh đen
và rụng móng chân, sừng hoá da, ung thư da… do sử dụng nguồn
nước sinh hoạt có nồng độ asen cao. Nhiều nước đã phát hiện hàm
lượng asen rất cao trong nguồn nước sinh hoạt như Canada, Alaska,
Chile, Arhentina, Trung Quốc, India, Thái Lan, Bangladesh

6


Bảng 1.1: Hàm lượng asen ở các vùng khác nhau trên thế giới

1.1.3.2. Ô nhiễm asen tại Việt Nam
Ở đồng bằng sông Cửu Long cũng phát hiện ra nhiều giếng
khoan có hàm lượng asen cao nằm ở Đồng Tháp và An Giang. Sự ô
nhiễm asen ở miền Bắc hiện phổ biến và cao hơn ở miền Nam. Qua
điều tra cho thấy 1/4 số hộ gia đình sử dụng trực tiếp nước ngầm

7


không qua xử lý ở ngoại thành Hà Nội đã bị ô nhiễm asen, tập trung
nhiều ở phía Nam thành phố (20,6%), huyện Thanh Trì (41%) và Gia
Lâm (18,5%). Điều nguy hiểm là asen không gây mùi khó chịu khi
có mặt trong nước ngay cả khi ở hàm lượng gây chết người nên nếu
không phân tích mẫu mà chỉ bằng cảm quan thì không thể phát hiện
được sự tồn tại của asen. Bởi vậy các nhà khoa học còn gọi asen là
“sát thủ vô hình’’. Hiện nay có khoảng 13,5% dân số Việt Nam (1015 triệu người đang sử dụng nước ăn từ giếng khoan nên rất dễ bị
nhiễm asen).
1.2. Một số phương pháp xác định Asen
1.2.1. Phương pháp phân tích đo quang phân tử
1.2.1.1. Phương pháp đo quang với bạc dietyl đithiocacbamat
1.2.1.2. Phương pháp xanh molipden
1.2.1.3. Đo quang xác định asen sau khi hấp thụ asin bằng
hỗn hợp AgNO3-PVA-C2H5OH
1.2.1.4. Phương pháp xác định asen bằng thuốc thử Leuco
crystal violet (LCV)

1.2.1.5. Phương pháp động học xúc tác
1.2.1.6. Xác định lượng vết As(III) bằng phương pháp động
học- trắc quang dựa trên ảnh hưởng ức chế phản ứng giữa
kalibromua và kalibromat trong môi trường axit
1.2.1.7. Xác định As(III) dựa trên hệ Ce(IV)/Ce(III).
1.2.1.8. Phương pháp quang phổ hấp phụ nguyên tử (AAS)
1.2.2. Phương pháp huỳnh quang
1.2.2.1. Xác định As(III) bằng thuốc thử fluorescein
1.2.2.2. Phương pháp dòng chảy - huỳnh quang xác định axit
dimethyl arsinic(DMAA) trong thuốc diệt cỏ sử dụng phản ứng
quang hóa trực tiếp

8


1.2.2.3. Xác định Asen bằng phương pháp huỳnh quang phân
tử với hệ thuốc thử murexit – Cr(VI)
1.2.2.4. Phương pháp biosensor sử dụng vi khuẩn chỉ thị
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
2.1. Mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu
2.1.1. Nguyên tắc của phương pháp trắc quang xác định
hàm lượng asen bằng Safranin.
Sự làm mất màu của safranin khi có mặt iodate trong môi
trường axit xảy ra theo cơ chế như sau [21]:
+ As(III) phản ứng với KIO 3 trong môi trường axit để giải
phóng ra I2 theo phản ứng:
2AsO2- + 2IO3- + 2H+ → 2AsO3- +I2 + 4H2O
+ I2 sinh ra sẽ oxi hóa làm mất màu thuốc thử safranin tạo ra
sản phẩm không màu:

Màu đỏ

không màu

Vì vậy, bằng cách theo dõi sự giảm độ hấp thụ quang của
Safranin theo nồng độ As(III) thì có thể định lượng được As(III)
trong mẫu theo phương pháp thời gian ấn định hoặc phương pháp
tgα.
2.1.2. Nội dung nghiên cứu

9


Nội dung nghiên cứu của luận văn gồm:
- Tối ưu hóa các điều kiện của phép xác định gồm nghiên cứu
ảnh hưởng của các yếu tố sau đến phản ứng chỉ thị:
+ Phổ hấp thụ của dung dịch chất màu và chọn cực đại hấp thụ
để đo độ hấp thụ quang.
+ Ảnh hưởng của thời gian phản ứng. Theo dõi biến thiên tốc
độ phản ứng để chọn phương pháp tgα hay phương pháp thời gian ấn
định.
+ Ảnh hưởng của nồng độ đầu các tác nhân phản ứng như
KIO3, Safranine đến tốc độ phản ứng.
+ Ảnh hưởng của môi trường phản ứng .
- Nghiên cứu ảnh hưởng của các ion lạ đến phép xác định.
- Đánh giá phương pháp phân tích : gồm khảo sát giới hạn phát
hiện, giới hạn định lượng, khoảng tuyến tính; đánh giá độ chụm và
độ chính xác của phương pháp phân tích, tính hiệu suất thu hồi của
phương pháp phân tích.
- Xây dựng qui trình phân tích và ứng dụng phân tích mẫu

thực tế.
2.2. Hóa chất, dụng cụ, thiết bị
2.2.1. Dụng cụ, thiết bị
* Bình định mức thủy tinh loại A có dung tích 25, 50, 100,
250, 500 ml.
* Cốc thuỷ tinh chịu nhiệt dung tích 100, 250 ml.
* Bình nón dung tích 250 ml, buret 25 ml.
* Các loại pipet chia vạch: 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2; 5; 10; 25 ml.
* Máy trắc quang UV - VIS 1601 PC - Shimadzu (Nhật Bản),
bước sóng làm việc tử 190- 900 nm , cuvet thủy tinh chiều dày l =
1cm.

10


* Cân phân tích Scientech SA 210 độ chính xác 0,0001g.
* Máy điều nhiệt.
* Đồng hồ bấm giờ.
* Máy đo pH.
2.2.2. Hóa chất
Các hóa chất cần dùng là loại tinh khiết phân tích (p.a. và tinh
khiết thuốc thử (p.R.). Các dung dịch được pha chế bằng nước cất
hai lần.
Pha các dung dịch tiêu chuẩn:
+ Pha 100,00 ml As(III) 1000ppm từ từ As2O3 tinh thể
Cân chính xác 0,1320 gam As 2O3 tinh thể trên cân phân tích,
hòa tan lượng cân này bằng dung dịch NaOH loãng, sau đó đun nóng
dung dịch cho As2O3 tan hết, chuyển vào bình định mức 100,00 ml,
tráng rửa cốc cân vài lần bằng nước cất hai lần rồi chuyển vào bình
định mức trên, thêm nước cất tới vạch mức, sóc trộn đều dung dịch

ta được 100,00 ml dung dịch As(III) 1000ppm.
+ Pha 100,0 ml dung dịch Safranine 0,02 %
Cân 0,02 gam Safranine, hòa tan bằng nước cất tới thể tích 100
ml, khuấy đều ta được 100,0 ml dung dịch Safranine 0,02 %.
+ Pha 500,0 ml dung dịch HCl 1M
Đong khoảng 42,0 ml dung dịch HCl đặc 37% chuyển vào
bình chứa có dung tích 500 ml đã có chứa sẵn 1/3 nước cất, thêm
nước cất tới thể tích 500,0 ml, khuấy đều ta được 500,0 ml dung dịch
HCl 1M.
+ Pha 250,0 ml dung dịch KIO3 2%
Cân 5 gam tinh thể KIO3, hòa tan bằng nước cất tới thể tích
250,0 ml, khuấy đều ta được 250,0 ml dung dịch KIO3 2%.

11


CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Nghiên cứu phương pháp xác định As (III) dựa trên hệ
phản ứng oxi hóa khử As(III), KIO3 và Safranin.
3.1.1. Nghiên cứu chọn điều kiện tối ưu của phản ứng chỉ thị
3.1.1.1. Phổ hấp thụ của sản phẩm phản ứng chỉ thị

Hình 3.1: Phổ hấp thụ quang của dung dịch Safranine khi có mặt As(III), KIO3, HCl

(Nồng độ cuối của các tác nhân trong dung dịch lần lượt là:
Safranine 0,0012%, KIO3 0,2%, HCl 0,1M)
Đường 1: Phổ hấp thụ của dung dịch có Safranine, KIO3, HCl
Đường 2: Phổ hấp thụ của dung dịch có As(III)
5ppm,Safranine, KIO3, HCl
Đường 3: Phổ hấp thụ của dung dịch có As(III) 10ppm,

Safranine, KIO3, HCl
Safranine là thuốc thử có màu đỏ, có bước sóng hấp thụ cực
đại ở bước sóng λ = 519 nm trong môi trường axit mạnh (đường 1).
Khi giữ nguyên nồng độ KIO3 2% và cho thêm As (III) với nồng độ
khác nhau 5,0 ppm (đường 2), As (III) 10,0 ppm (đường 3) thì thực

12


nghiệm cho thấy, càng tăng nồng độ của As (III) thì độ hấp thụ
quang A của dung dịch phản ứng càng giảm mà không làm chuyển
dịch cực đại. Điều đó chứng tỏ khi có As(III) và khi nồng độ As(III)
càng lớn thì phản ứng giữa As(III) và KIO3 trong môi trường axit xảy
ra càng triệt để, giải phóng ra càng nhiều I2 và I2 oxi hóa safranin tạo
ra sản phẩm không màu. Do đó trong các thí nghiệm tiếp theo chúng
tôi chọn bước sóng λ = 519 nm để khảo sát.
3.1.1.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian phản ứng

Hình 3.2: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang theo thời gian
(Nồng độ cuối của các tác nhân trong dung dịch lần lượt là:
Safranine 0,0012%, KIO3 0,2%, HCl 0,1M)
Đường 1: Dung dịch phân tích khi có KIO3, HCl, Safranine.
Đường 2: Dung dịch phân tích khi có As(III) 5ppm, KIO 3, HCl,
Safranine.
Đường 3: Dung dịch phân tích khi có As(III) 10ppm, KIO 3, HCl,
Safranine.
Từ đồ thị khảo sát thời gian ta thấy khi không có mặt As(III)
độ hấp thụ quang của dung dịch phân tích không thay đổi theo thời
gian. Khi có mặt As (III) thì độ hấp thụ quang của dung dịch phân

13


tích giảm so với khi không có mặt As (III) nhưng cũng không thay
đổi theo thời gian. Nồng độ As (III) càng cao thì độ hấp thụ quang
của dung dịch phân tích càng giảm, có nghĩa là khi nồng độ As(III)
càng cao thì phản ứng giữa nó với KIO3 trong môi trường axit giải
phóng ra càng nhiều I2, do đó cường độ màu của thuốc thử safranin
càng bị giảm.
3.1.1.3. Ảnh hưởng của nồng độ KIO3

Hình 3.3: Ảnh hưởng của nồng độ KIO3 đến độ hấp thụ quang của
dung dịch
Anền là độ hấp thụ quang của dung dịch phân tích khi có KIO 3, HCl,
Safranine.
Amẫu là độ hấp thụ quang của dung dịch phân tích khi có
As(III), KIO3, HCl, Safranine.
Chọn nồng độ KIO3 là 0,16 % để khảo sát các thí nghiệm
tiếp theo.
3.1.1.4. Ảnh hưởng của nồng độ thuốc thử Safranine:

14


Hình 3.4: Ảnh hưởng của nồng độ Safranine đến độ hấp thụ quang của
dung dịch
Nồng độ cuối của Safranine được chọn cho các thí nghiệm
tiếp theo là 1,2 x10-3 %.
3.1.1.5. Ảnh hưởng của nồng độ HCl:

Hình 3.5: Ảnh hưởng của nồng độ HCl đến độ hấp thụ quang của
dung dịch

15


Nồng độ của HCl được chúng tôi chọn cho các thí nghiệm tiếp
theo là 0,08 M.
Như vậy sau khi khảo sát chúng tôi chọn nồng độ các chất khi
tiến hành phân tích là: KIO3 là 0,16%; Safranin là 1,2x10 -3 % và HCl
là 0,08M.
3.1.2. Đánh giá phương pháp phân tích
3.1.2.1. Độ chọn lọc của phương pháp phân tích
Phép xác định As(III) bị ảnh hưởng bởi sự có mặt của các
ion cản khi nồng độ của chúng gấp As(III) như sau: 50 lần với ion
Fe3+; 100 lần với ion Cu2+; Ba2+ không bị ảnh hưởng ở khoảng nồng
độ khảo sát; 10 lần với ion Zn2+; 7 lần với ion NO3- ; 5 lần với ion
SO42-và 150 lần với ion Ca2+ . Tuy nhiên, trong mẫu nước ngầm thì
hàm lượng những ion trên hầu như không bị ảnh hưởng
3.1.2.2. Khảo sát khoảng tuyến tính

Hình 3.7: Đường chuẩn xác định As (III)
Tính giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng
+ Giới hạn phát hiện (LOD):
LOD = 0.01 (ppm)
+ Giới hạn định lượng (LOQ):

16

LOQ = 0,05(ppm)
Như vậy, khoảng tuyến tính khi xác định Se(IV) là 0,05 ÷
8,00 ppm.
3.1.2.3. Đánh giá độ chính xác (độ đúng, độ chụm ) của
phương pháp
Mẫu thật (mẫu nước ngầm số 8)

Hình 3.8 : Đường thêm chuẩn xác định As(III) trong mẫu nước
ngầm số 8
Từ hình ta có nồng độ As(III) là:
X1 = 0,011 (ppm)
Tương ứng với hàm lượng A(III) trong mẫu nước ngầm số 8 là:
0,055 μg/ml.
• Khi thêm một lượng As(III) chuẩn vào mẫu nước ngầm số 8

17


Bảng 3.13: Đánh giá độ lặp lại của phương pháp
A nền
0,946 0,946 0,946 0,946
A mẫu
0,709 0,714 0,712 0,701
ΔA
0,237 0,232 0,234 0,245
Hàm lượng
As(III) phát
4,04
3,96
3,99

4,18
hiện (X2)
X2 – X1
3,93
3,85
3,88
4,07

x (ppm)
As(III)
4,0ppm

As(III)
6,0ppm

Độ lệch chuẩn
S
Hệ số biến
thiên CV (%)
Sai số tương
đối ε (%)
ttính
A nền
A mẫu
ΔA
Hàm lượng
As(III) phát
hiện (X3)
X3 – X1
x (ppm)

Độ lệch chuẩn
S
Hệ số biến
thiên CV (%)
Sai số tương
đối ε (%)
ttính

0,946
0,721
0,225
3,85
3,74

3,89
0,121
3,11
2,75
0,946
0,601
0,345

0,946
0,594
0,352

0,91
0,946
0,582
0,364

0,946
0,594
0,352

0,946
0,580
0,366

5,83

5,95

6,14

5,95

6,18

5,72

5,84

6,03
5,90

5,84

6,07

0,146
2,47
2,50
0,685

18


Kiểm tra sự sai khác giữa giá trị trung bình tìm được và giá trị
thực theo chuẩn student (t) ở độ tin cậy thống kê 95% và bậc tự do f=
4 (tbảng = 2,571), chúng tôi thấy ở cả hai mức nồng độ As(III) (4,0
ppm và 6,0 ppm) đều có t tính < tbảng, nghĩa là độ tin cậy thống kê của
ttính nhỏ hơn độ tin cậy thống kê của t bảng. Điều đó có nghĩa là sự khác
nhau giữa giá trị trung bình và giá trị thực là không đáng tin cậy, nói
cách khác phương pháp có độ đúng chấp nhận được. Hệ số biến thiên
(CV%) khi xác định mẫu giả trên nền mẫu thật ở hai mức nồng độ
này đều dưới 5% chứng tỏ phương pháp có độ chụm tốt.
3.2. Phân tích mẫu thực tế
3.2.1. Xác định hàm lượng As(III) trong mẫu nước ngầm
Bảng3.14 : Thông tin về các mẫu nước ngầm
Stt

Tên
mẫu

1

N1

2

N2

3

N3

4

N4

5

N5

6

N6

7

N7

8

N8

Địa điểm lấy mẫu
Phạm Thị Duyên - Khu 2 - Đoan
Hạ - Thanh Thủy

Phan Đình Tuấn – Khu 10 –
Thạch Sơn – LâmThao
UBND – Khu 10 - Hiền Quan –
Tam Nông
Trần Sỹ Hải - Khu 2 - Đoan Hạ Thanh Thủy
Nguyễn Thị Sách - Khu 10 –
Thạch Sơn – Lâm Thao
Hà Đức Liêm - Khu 3 - Điêu
Lương - Cẩm Khê
Lê Thị Hạt - Khu 3 - Đoan Hạ Thanh Thủy
Nguyễn Xuân Hợp - Khu 4 Đoan Hạ - Thanh Thủy

19

Ngày lấy
mẫu

Độ sâu
giếng (m)

9/7/2011

30

11/7/2011

10

10/7/2011

12

9/7/2011

30

11/7/2011

10

10/7/2011

7

9/7/2011

36

9/7/2011

10


Mẫu nước ngầm số 1 (N1):

Hình3.9 : Đường thêm chuẩn xác định As(III) trong mẫu nước ngầm số 1
Hàm lượng A(III) trong mẫu nước ngầm số 1 là: 0,11 μg/ml
Mẫu nước ngầm số 2 (N2):
Tương tự mẫu nước ngầm N1 có kết quả như sau:
Hàm lượng A(III) trong mẫu nước ngầm số 2 là: 0,018 μg/ml

Mẫu nước ngầm số 3 (N3):
Hàm lượng A(III) trong mẫu nước ngầm số 3 là: 0,03 μg/ml
Mẫu nước ngầm số 4 (N4):
Hàm lượng A(III) trong mẫu nước ngầm số 4 là: 0,02 μg/ml
Mẫu nước ngầm số 5 (N5):
Hàm lượng As(III) trong mẫu nước ngầm số 5 là: 0,01 μg/ml
Mẫu nước ngầm số 6 (N6):
Hàm lượng As(III) trong mẫu nước ngầm số 6 là: 0,05 μg/ml
Mẫu nước ngầm số 7 (N7):
Hàm lượng As(III) trong mẫu nước ngầm số 7 là: 0,10 μg/ml
Mẫu nước ngầm số 8 (N8):
Hàm lượng As(III) trong mẫu nước ngầm số 8 là: 0,055 μg/ml.

20


KẾT LUẬN
Với mục đích đặt ra cho luận văn là xác định hàm lượng
Asen trong mẫu môi trường (nước ngầm) bằng phương pháp trắc
quang với thuốc thử Safranin, chúng tôi đã tham khảo các tài liệu và
tiến hành khảo sát các thí nghiệm để lựa chọn các điều kiện thích
hợp rồi tiến hành phân tích mẫu thực tế kết quả thu được như sau:
1. Đã khảo sát được các điều kiện tối ưu của phản ứng chỉ thị
để xác định As(III) dựa trên tác dụng xúc tác của nó với phản ứng
giữa axit hydrochloric, Kali iodate và Safranin. Nồng độ cuối của
các tác nhân phản ứng KIO3, Safranin, HCl lần lượt là 0,16 %;
1,2x10-3 %; 0,08M. Nồng độ As(III) được xác định dựa trên việc
theo dõi biến thiên độ hấp thụ quang của Safranin theo phương pháp
tgα sau khi thêm các tác nhân phản ứng và xây dựng độ thị chuẩn
giữa hiệu số độ hấp thụ quang (y) khi không có và khi có As(III)

theo nồng độ As(III). Phương trình hồi quy dạng y = (- 0,0076 ±
0,00497) + (0,06048 ± 0,00104) × C As(III) . LOD và LOQ của phương
pháp lần lượt là 0,01 và 0,05 ppm. Khoảng tuyến tính khi xây dựng
đường chuẩn là 0,05 – 8 ppm.
2. Phép xác định As(III) bị ảnh hưởng bởi sự có mặt của các
ion cản khi nồng độ của chúng gấp As(III) như sau: 50 lần với ion
Fe3+; 100 lần với ion Cu2+; Ba2+ không bị ảnh hưởng ở khoảng nồng
độ khảo sát; 10 lần với ion Zn 2+; 7 lần với ion NO3- ; 5 lần với ion
SO42-và 150 lần với ion Ca 2+ . Tuy nhiên, trong mẫu nước ngầm thì
hàm lượng những ion trên hầu như không bị ảnh hưởng. Phương
pháp có độ chính xác cao, độ lặp lại của phương pháp CV = 3,11%
và 2,47% ứng với nồng độ As(III) thêm vào mẫu nước ngầm số 8 là
4,0ppm và 6,0ppm.

21


3. Phương pháp nghiên cứu đã được ứng dụng để phân tích
mẫu thực tế xác định được hàm lượng As(III) trong một số mẫu nước
ngầm và thu được hàm lượng As(III) trong mẫu phân tích cụ thể là

0,11 µ g/ml (với mẫu nước ngầm số 1); 0,018 µ g/ml (với mẫu nước

ngầm số 2); 0,03 µ g/ml (với mẫu nước ngầm số 3); 0,02 µ g/ml (với
mẫu nước ngầm số 4); 0,01 µ g/ml (với mẫu nước ngầm số 5); 0,05

µ g/ml (với mẫu nước ngầm số 6); 0,10 µ g/ml (với mẫu nước ngầm
số 7); 0,055 µ g/ml (với mẫu nước ngầm số 8).

22