Xác định đồng thời hàm lượng kim loại nặng Cu, Pb, Cd trong rau bằng phương pháp Von – Ampe hòa tan

Lời cảm ơn
Em xin gửi lời chân thành cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo trong khoa
môi trường – trường đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà nội đã quan tâm giảng
dạy tận tình trong suốt 4 năm học, em đã có một nền tảng nhất định về ngành môi
trường nói chung và kĩ thuật kiểm soát ô nhiễm môi trường nói riêng và các kĩ năng
mềm khác. Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn cô Lê Thu Thủy đã hướng dẫn tận
tình trong quá trình làm luận văn.
Bên cạnh đó em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến th.s Phan Thị Bích
Thủy cùng các anh chị: Nguyễn Khuất Bình, Nguyễn Thị Hương tại phòng phân
tích đã quan tâm hướng dẫn tận tình giúp em hoàn thiện luận văn này.
Do thời gian có hạn, kiến thức thực tế còn chưa nhiều nên luận văn của em
không thể tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong được đón nhận những nhận xét, góp y
quy báu của các anh chị làm việc tại Phòng phân tích – viện Hóa – Vật Liệu cùng
các thầy cô giáo khoa Môi Trường để luận văn của em hoàn thiện hơn.


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Viết tắt
AAS
AE
DP
HMDE
RE
WE

Tiếng Anh
Atomin AbsorptionSpectrometry
Auxiliary Electrode
Differential Pulse
Hanging Mercury Drop Electrode
Reference Electrode

Working Electrode

Tiếng Việt
Quang phổ hấp thụ nguyên tử
Điện cực phù trợ
Xung vi phân
Điện cực giọt thủy ngân
Điện cực so sánh
Điện cực làm việc


MỤC LỤC


DANH MỤC BẢNG


DANH MỤC HÌNH


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài

Nước ta là một nước có khí hậu nhiệt đới gió mùa được thiên nhiên ưu đãi nên
có nguồn rau dồi dào quanh năm. Rau được trồng nhiều để đáp ứng nhu cầu hàng
ngày của gia đình.
Rau là nguồn thức ăn bổ dưỡng, cung cấp chủ yếu khoáng chất vitamin cho cơ
thể. Rau không thế thiếu được trong mỗi bữa ăn hàng ngày. Tuy nhiên, hiện nay ở
Việt Nam tình trạng ngộ độc do ăn rau hàng ngày càng tăng. Để tăng năng suất,
người ta đã sử dụng nước tưới từ những con kênh rạch có chứa nước thải công

nghiệp. Chính vì vậy, các chất độc hại như kim loại nặng đã được tích lũy trong rau
xanh làm ảnh hưởng tới sức khỏe của người tiêu dùng.
Có nhiều phương pháp xác định kim loại Cu, Pb, Cd như phương pháp trắc
quang, phương pháp chuẩn độ tạo phức, phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử.
Trong đó phương pháp Von – Ampe hòa tan là phương pháp có độ nhạy, độ chính
xác cao và độ lặp lại cao rất thích hợp để xác định hàm lượng nhỏ trong rau. Đặc
biệt đối với các nguyên tố vi lượng phép đo vẫn cho kết quả chính xác. So với các
phương pháp khác thì phương pháp này thực hiện nhanh và dễ dàng, phù hợp với
yêu cầu của phép đo phân tích hàm lượng kim loại nặng trong rau.
Trên cơ sở đó tôi đã chọn đề tài “Xác định đồng thời hàm lượng kim loại
nặng Cu, Pb, Cd trong rau bằng phương pháp Von – Ampe hòa tan”.
2. Mục tiêu nghiên cứu

Xác định hàm lượng kim loại nặng Cu, Pb, Cd trong rau bằng phương pháp
Von – Ampe hòa tan.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
Trong luận văn này đặt ra một số nhiệm vụ như sau:
- Tổng quan về 3 nguyên tố Cu, Pb, Cd và một số phương pháp phá mẫu cũng như
phương pháp xác định vết kim loại nặng trong rau.
- Tìm các điều kiện tối ưu để xác định 3 kim loại Cu, Pb, Cd
- Xác định hàm lượng kim loại nặng trong rau.
4. Đối tượng nghiên cứu
- Xác định kim loại nặng trong 3 loại rau (rau đều được mua ngoài chợ)
+ Rau mùng tơi
+ Rau rền
+ Rau muống
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1 Đối tượng phân tích
6

1.1.1 Vài nét về kim loại nặng [3]
Kim loại nặng là thuật ngữ dừng để chỉ những kim loại có khối lượng riêng
lớn hơn 5g/cm3. Chúng có thể tổn tại trong khí quyển (ở dạng hơi), thủy quyển (ở
dạng muối hòa tan), địa quyển (ở dạng rắn không tan, khoáng quặng) và sinh quyển
(trong cơ thể người, động vật, thực vật).
Ngoài các nguyên tố đa lượng như: O, H, N cơ thể con người và sinh vật còn
rất nhiều nguyên tố vi lượng khác. Các nguyên tố vi lượng như một số kim loại luôn
tồn tại trong cơ thể con người và cần thiết cho sức khỏe con người. Lượng nhỏ kim
loại này cần có trong khẩu phần ăn của con người vì chúng không thể thiếu được
trong các phần tử sinh học như hemoglobin và các hợp chất sinh hóa cần thiết cho
sự sống. Nhưng nếu cơ thể hấp thụ lượng lớn các kim loại này thì có thể gây rối
loạn các quá trình sinh ly, trở nên độc hại cho cơ thể hoặc làm mất tính năng của
các kim loại vết khác ví dụ như lượng Zn cao thể làm mất tác dụng của Cu là một
kim loại cần thiết trong cơ thể.
Các kim loại nặng là những kim loại có tỉ trọng gấp 5 lần tỷ trọng của nước.
Chúng bền và thường không tham gia vào các quá trình sinh hóa của cơ thể. Chúng
thường tích tụ sinh học (Chuyển tiếp trong chuỗi thức ăn và đi vào cơ thể con
người).
Các nghiên cứu cho thấy rằng các kim loại nặng có thể gây rối loạn hành vi
của thần kinh, khả năng tư duy, gây độc đến máu, gan, da, cơ quan sản xuất
hocmon, gây biến đổi gen. Các kim loại nặng còn làm tăng độ axit trong máu, cơ
thể sẽ rút canxi từ xương để duy trì pH thích hợp trong máu dẫn đến bệnh loãng
xương.
1.1.2 Giới thiệu về đồng [3]
a, Trạng thái tự nhiên của đồng
Trong tự nhiên đồng là nguyên tố tương đối phổ biến, chiếm khoảng 1.10 -20
trong khối lượng vỏ trái đất, vào khoảng 3.10-3 % tổng số nguyên tử của vỏ trái đất.
Đồng có thể tồn tại ở cả 2 dạng hợp chất và dạng tự do, dạng tự do được gọi là kim
loại tự sinh thường có hàm lượng bé.

Đồng có 11 đồng vị từ 58Cu đến 68Cu trong đó chủ yếu là 63Cu (69,1%) và 65Cu
(30,9%). Phần lớn đồng tồn tại dưới dạng hợp chất có trong khoáng sunfua hay
dạng oxi hóa (oxit, cacbonat). Một số khoáng vật chính của đồng là: convelin (CuS)
chứa 66,5% Cu, bozit (Cu5FeS4), Crozocola (CuS2O3.nH2O), Cuprit (Cu2O).
b, Vai trò và hiệu ứng sinh hóa của đồng

7


Hàm lượng đồng nhỏ có y nghĩa rất quan trọng và đặc biệt trong đời sống thực
vật, không một nguyên tố nào có thể thay thế được đồng, khi thiếu đồng trong môi
trường dinh dưỡng cây không thể phát triển được. Những triệu chứng bên ngoài của
hiện tượng đói đồng ở cây biểu hiện như: phát triển và sinh trưởng chậm, giảm năng
suất, với các loại rau thì lá trở nên úa vàng, phát triển yếu.
Đồng là nguyên tố vi lượng cần thiết cho cơ thể người, có nhiều vai trò sinh lí,
nó tham gia quá trình tạo hồng cầu, bạch cầu và là thành phần của nhiều enzim,
tham gia tạo sắc tố hô hấp hemoglobin. Khi thiếu đồng, hoạt động của các men oxy
hóa bị yếu đi rất nhiều, tuy nhiên khi hàm lượng muối đồng cao sẽ gây tổn thương
cho đường tiêu hóa, gan, thận, niêm mạc. Đối với người lớn tỉ lệ hấp thụ và lưu trữ
đồng tùy thuộc vào lượng đưa vào cơ thể hàng ngày. Sự kích thích đa cấp tính có
thể xảy ra ở người lớn vì sự thoái hóa gan, cơ thể điều chỉnh đồng hóa suy giảm
hiệu quả do ăn uống lâu ngày nước có nồng độ cao sẽ gây nguy cơ suy gan. Mức
giới hạn tối đa cho phép hàm lượng đồng trong rau tươi là 30 mg/kg rau tươi (theo
quyết định số 46/2007 - QĐ – BYT).
Đối với cây trồng: Khi cây thiếu Cu thường có tỉ lệ quang hợp bất thường.
Điều này cho thấy Cu có liên quan đến mức phản ứng oxy hóa của cây, ly do chính
là trong cây thiếu chất Cu thì phản ứng oxy hóa axit ascorbic bị chậm lại. Ngoài
những ảnh hưởng do thiếu Cu thì việc thừa Cu có thể dẫn đến tình trạng chết cây.
Ly do của việc này là dùng nhiều thuốc diệt nấm, thuốc trừ sâu, đã khiến cho chất
liệu Cu bị cặn lại trong đất từ năm này qua năm khác, ngay cả bón phân đồng sunfat

cũng gây tác hại tương tự.
Đối với con người: Nguyên liệu dẫn đến ngộ độc Cu của con người có thể là
do: uống nước thông qua ống dẫn nước bằng đồng, ăn thực phẩm có chứa lượng
đồng cao như nho, nấm, tôm… bởi trong các hồ bơi có sử dụng thuốc diệt tảo có
chứa đồng làm vệ sinh hồ… Đây là một chất độc đối với động vật, đối với người
1g/kg thể trọng gây tử vong, từ 60 – 100mg/kg gây buồn nôn. Đồng ảnh hưởng
nghiêm trọng đến sức khỏe do thiếu hụt cũng như dư thừa.
1.1.3 Giới thiệu về chì [3]
a, Trạng thái tự nhiên
Trong tự nhiên, chì là kim loại khá phổ biến, chiếm khoảng 0,0016% khối
lượng vỏ trái đất, phân bố trong 170 khoáng vật khác nhau nhưng quan trọng nhất là
galena (PbSO4) và cerusite (PbCO3), hàm lượng chì trong các khoáng lần lượt là
88%, 68& và 77%. Trong khí quyển, chì tương đối giàu hơn so với kim loại khác.
8


Trong nước dạng tồn tại của chì là dạng Pb 2+. Chì trong nước máy có nguồn gốc tự
nhiên chiếm tỉ lệ khiêm tốn, chủ yếu là từ đường ống dẫn, các thiết bị tiếp xúc có
chứa chì.
b, Vai trò và hiệu ứng sinh hóa
Vai trò tích cực của chì đối với cơ thể người là rất ít, ngược lại nó là nguyên tố
có độc tố cao đối với sức khỏe con người và động vật. Chì gây độc cho hệ thần kinh
trung ương lẫn hệ thần kinh ngoại biên. Chì có tác động lên hệ enzim, nhất là enzim
có nhóm hoạt động chứa hidro. Người bị nhiễm độc chì sẽ bị rối loạn một số chức
năng cơ thể.
Chì có thể thâm nhập vào cơ thể người qua nước uống, không khí bị ô nhiễm,
thức ăn là động vật và thực vật nhiễm chì. Đặc tính nổi bật của chì là sau khi xâm
nhập vào cơ thể nó ít bị đào thải mà tích tụ theo thời gian đến một mức độ nào đó
mới gây độc hại.
Tác dụng sinh hóa chủ yếu của chì là ảnh hưởng tới hệ thần kinh, tác động đến

máu và quá trình tổng hợp máu. Khi hàm lượng chì vượt quá ngưỡng cho phép, nó
có tác dụng ức chế một số enzym quan trọng trong quá trình tổng hợp máu dẫn đến
không tạo được hồng cầu. Chì ức chế một số sản phẩm trung gian trong quá trình
hình thành hồng cầu. Chì phá hủy quá trình tổng hợp hemoglobin và các sắc tố cần
thiết cho máu như cytochromes.
Nhiễm độc chì có thể gây ra các bênh ngoài da, chì tích đọng ở xương. Chì
còn kìm hãm chuyển hóa canxi bằng cách trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua kim
hãm chuyển hóa vitamin D. Chì gây độc cả hệ thống thần kinh trung ương lẫn hệ
thần kinh ngoại biên. Mức giới hạn tối đa cho phép hàm lượng chì trong rau tươi là
≤ 0,3 mg/kg (theo QĐ số 46/2007 – QĐ – BYT)
Chì là một thành phần không cần thiết của khẩu phần ăn, nó xâm nhập vào
cơ thể con người qua đường hô hấp, thức ăn đồ uống hàng ngày được tích lũy trong
cơ thể tăng dần theo thời gian. Nếu cơ thể tiếp nhận lượng chì lâu dài 1mg/1 ngày
sẽ bị nhiễm độc mãn tính, nếu như hấp thụ 1mg Pb trong 1 lần có thể gây tử vong.
Các hợp chất của chì đều độc với động vật. Mặc dù, Pb không gây hại nhiều
cho thực vật nhưng lượng Pb tích tụ trong cây trồng sẽ chuyển qua động vật qua
đường tiêu hóa. Khi xâm nhập vào cơ thể chì tập trung ở xương và tại đây chì tác
dụng với photphat trong xương rồi truyền vào các mô mềm của cơ thể và thực hiện
các độc tính của nó.
1.1.4 Giới thiệu về cadimi [3]
a, Trạng thái tự nhiên
9


Cacdimi chiếm khoảng 5.10-5% khối lượng vỏ trái đất ứng với 7.10-6% tổng số
nguyên tử. Cacdimi có 19 đồng vị, 8 trong số đó là bền như

114

Cd (28,86%),

113

Cd

(12,26%) có tiết diện bắt notron rất lớn nên cadimi kim loại được dùng làm thanh
điều chỉnh dòng notron trong lò phản ứng hạt nhân.
Trong nước, cadimi tồn tại chủ yếu ở dạng hóa trị +2 và rất dễ bị thủy phân
trong môi trường kiềm. Trung bình cứ 1l nước biển có chứa 1,1.10 -4mg cadimi ở
dạng ion Cd2+ . Ngoài dạng hợp chất vô cơ, nó liên kết với các chất hữu cơ đặc biệt
là axit humic tạo thành phức chất và phức chất này có khả năng hấp phụ tốt trên các
hạt sa lắng.
b, Vai trò và hiệu ứng sinh hóa
Cadimi và dung dịch các hợp chất của nó là những chất cực độc, thậm chí với
nồng độ rất thấp chúng sẽ tích lũy sinh học trong cơ thể cũng như hệ sinh thái.
Chúng can thiệp vào phản ứng của các enzim chứa kẽm gây rối loạn trao đổi chất,
cadimi có thể thay thế kẽm trong các tế bào thần kinh khi tích lũy trong cơ thể do đó
gây ra sự suy giảm và mất trí nhớ.
Hít thở phải bụi có chứa cadimi nhanh chóng dẫn đến các vấn đề có liên quan
đến hệ hô hấp và thận như gây nên hội chứng huyết áp, thủng cách ngăn mũi, có thể
dẫn đến tử vong. Với nồng độ cadimi cao gây đau thận, thiếu mãu và phá hủy
xương gây ra bệnh loãng xương và nhuyễn xương. Các hợp chất chứa cadimi cũng
là các chất gây ung thư. Ngoài ra nhiễm cadimi còn gây ảnh hưởng đến nội tiết,
máu, tim mạch.
Độc tính cấp là do hậu quả của những tác dụng cục bộ: sau khi ăn vào, những
biểu thị lâm sàng là buồn nôn, nôn mửa và đau bụng
Phần lớn cadimi thâm nhập vào cơ thể con người được giữ lại ở thận và đào
thải. có khoảng 1& cadimi được giữ lại trong thận do đó nó kết hợp với protein tạo
thành các metallotionein có ở thận. Phần còn lại được giữ lại trong cơ thể và tích
lũy dần cùng tuổi tác. Mức giới hạn tối đa cho phép hàm lượng cadimi trong rau

tươi là 0,2 mg/kg ( theo QĐ số 46/2007 – QĐ – BYT).
1.2 Nguyên nhân làm tăng hàm lượng kim loại nặng trong rau [2]
1.2.1 Nguồn gốc từ nước thải
Việc sử dụng nước thải để tưới cho nông nghiệp là một giải pháp thích hợp để
tận dụng nguồn dinh dưỡng có trong nước như nito, photpho, kali… và một số
nguyên tố khác có lợi cho cây trồng. Tuy nhiên việc sử dụng nước thải chưa qua xử
lí sẽ gây hiện tượng tích lũy kim loại nặng trong đất canh tác, gây ảnh hưởng xấu
tới cây trồng.
10


1.2.2 Nguồn gốc từ phân bón
Cùng với sự gia tăng dân số nhu cầu lương thực thực phẩm ngày càng nhiều
do đó phải đẩy mạnh khai thác độ phì nhiêu của đất bằng nhiều biện pháp khác
nhau. Một trong những biện pháp được người dân áp dụng rộng rãi đó là sử dụng
phân bón hóa học để nâng cao chất lượng cây trồng. Hạn chế về hiểu biết khoa học
cùng với tập quán canh tác lạc hậu lâu đời, người dân đã sử dụng phân bón hóa học
không hợp ly và chất lượng phân bón bán trên thị trường cũng không được quản ly
một cách chặt chẽ.
Trong phân bón hóa học thông thường được dùng những loại phân như đạm,
kali, lân, luôn chứa một hàm lượng kim loại đáng kể.
Bên cạnh phân bón hóa học, nông dân Việt Nam còn sử dụng nhiều loại phân
bón hữu cơ như: phân xanh, phân chuồng, phân hữu cơ tổng hợp. Phân hữu cơ đóng
vai trò quan trọng trong việc tăng sản lượng rau quả và độ phì nhiêu của đất. Tuy
nhiên phân hữu cơ ở Việt nam thường chứa hàm lượng kim loại nặng cao. Do vậy
việc bón phân hữu cơ không phù hợp cũng là một nguyên nhân gây tích lũy hàm
lượng kim loại nặng trong đất, ảnh hưởng tới chất lượng của rau quả.

11

1.2.3 Nguồn gốc từ thuốc trừ sâu
Để bảo vệ cây trồng khỏi các loại sâu bệnh gây hại người dân đã sử dụng một
lượng lớn thuốc bảo vệ thực vật như: thuốc diệt cỏ, thuốc trừ sâu, thuốc diệt nấm,
thuốc diệt động vật gặm nhấm… phần lớn là các loại thuốc trừ sâu bán trên thị
trường Việt nam không rõ nguồn gốc và không được thông qua kiểm tra chất lượng.
Lượng thuốc bảo vệ thực vật còn dư lại trong đất sẽ ảnh hưởng tới chất lượng nông
sản, ảnh hưởng tới sức khỏe con người.
1.3 Phương pháp phân hủy mẫu rau [4]
1.3.1 Phân hủy rau bằng phương pháp xử lý khô
Lấy 0,5 g mẫu đã được giã nhỏ vào chén nung, sấy trên bếp điện cho đến khô
dòn. Rồi nung 3 giờ đầu ở 450 0C, sau đó ở 5300C đến khi tro không còn đen (hết
than đen, khoảng 8h). Sau đó hòa tan tro còn lại bằng 15 ml dung dịch HCl và 1 ml
HNO3 65%, đun nhẹ cho tan hết và đuổi hết axit dư đến còn muối ẩm, để nguội và
định mức thành 25ml bằng nước cất.
1.3.2 Kỹ thuật vô cơ hóa ướt
Lấy 0,5 g rau đã nghiền nhỏ cho vào ống xử lí, thêm 3 ml HCl 1:1 và 9 ml
HNO3 1:1, đậy nắp chặt rồi cho ống vào lò vi sóng và xử lí trong 40 phút. Để nguội
và chuyển mẫu sang cốc, làm bay hơi để đuổi axit và đến còn muối ẩm. sau đó định
mức đến 25ml bằng nước cất.
1.3.2 Kỹ thuật vô cơ hóa khô – ướt kết hợp
Lấy 2 g mẫu rau đã nghiền nhỏ vào chén nung, thêm 10ml HNO 3 65% và 5ml
Mg(NO3)2 5%, trộn đều rồi sấy và đun trên bếp điện cho mẫu sôi nhẹ đến khô thành
than đen. Sau đó đem nung ở nhiệt độ lúc đầu 400 – 450 0C trong 3 giờ, rồi sau đó ở
500 – 5300C đến khi hết than đen, được tro màu trắng. Sau đó hòa tan tro trong
20ml dung dịch HCl 1:1 đun nóng hòa tan, làm bay hơi hết axit dư, đến còn muối
ẩm, định mức đến 25ml bằng nước cất
1.4 Các phương pháp xác định đồng, chì, cadimi [3]
1.4.1 Phương pháp phân tích trắc quang
Nguyên tắc chung của phương pháp này là dựa vào khả năng tạo phức màu

của các nguyên tố cần xác định với thuốc thử thích hợp và đo độ hấp thụ quang của
phức đó. Đây là phương pháp được sử dụng phổ biến nhất trong các phương pháp
phân tích hóa ly. Bằng phương pháp này có thể định lượng nhanh chóng, đơn giản
với độ nhạy và độ chính xác cao, đáng tin cậy.
1.4.2 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS
Khi chiếu một chùm sáng có bước sóng nhất định ứng đúng với tia phát xạ
nhạy của nguyên tố cần phân tích vào đám hơi nguyên tử tự do thì các nguyên tử tự
12


do sẽ hấp thụ năng lượng của các tia chiếu vào và tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử của
nó. Đo phổ này sẽ xác định được nguyên tố cần phân tích.
Thực tế cho thấy phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử có những ưu việt: độ
nhạy, độ chính xác cao, lượng mẫu tiêu thụ ít và tốc độ phân tích nhanh. Với ưu
điểm này AAS được thế giới dùng làm phương pháp tiêu chuẩn để xác định lượng
nhỏ và lượng vết các kim loại trong nhiều đối tượng khác nhau như y học, sinh học
và kiểm tra các hóa chất có độ tinh khiết cao.
Đồng, chì, cacdimi được xác định bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử với
các bước sóng thích hợp lần lượt là: 327,7 nm; 217 nm; 228,8 nm.
Bên cạnh những ưu điểm, phép đo phổ hấp thụ nguyên tử cũng có một số hạn
chế và nhược điểm nhất định. Điều hạn chế trước hết là muốn thực hiện phép đo cần
phải có trang thiết bị máy móc khá tinh vi và phức tập, tương đối đắt tiền. Mặt khác
yêu cầu về độ tinh khiết của hóa chất, độ sạch của dụng cụ và môi trường thí
nghiệm khá cao.
1.4.3 Phương pháp Von – Ampe hòa tan [1]
1.5 Phương pháp Von – Ampe hòa tan
1.5.1 Nguyên tắc
Để tiến hành phân tích bằng phương pháp Von – Ampe hòa tan người ta dùng
bộ thiết bị gồm một máy cực phổ tự ghi và một bình điện phân gồm 3 cực: cực làm
việc là giọt thủy ngân, cực so sánh là cực bạc clorua có bề mặt lớn và cực phù trợ

platin. Nắp bình điện phân còn một lỗ để dẫn một luồng khí trơ (N 2…) vào dung

-

dịch để loại oxi hòa tan trong dung dịch.
Quá trình của phương pháp gồm ba giai đoạn:
Giai đoạn điện phân để làm giàu chất cần phân tích lên bề mặt cực đo dưới dạng
một kết tủa (kim loại, hợp chất khó tan): Trong quá trình điện phân chọn thế thích
hợp và giữ thế không đổi trong suốt quá trình. Dung dịch được khuấy suốt trong quá
trình điện phân. Dùng cực thủy tinh thì dùng máy khuấy từ và giữ tốc độ khuấy
không đổi trong suốt quá trình điện phân. Thời gian điện phân được chọn tùy thuộc

-

vào nồng độ của chất cần xác định trong dung dịch phân tích.
Giai đoạn nghỉ: Sau khi điện phân làm giàu, ngừng khuấy dung dịch để cho lượng

-

kết tủa phân bố đều trên bền mặt cực.
Hòa tan kết tủa làm giàu trên điện cực bằng cách phân cực ngược và ghi đường Von
– Ampe hòa tan. Nếu điện phân là quá trình khử catot (-) ở thế không đổi thì khi
hòa tan cho quét thế với tốc độ không đổi và đủ lớn về phía các giá trị dương hơn.

13


Như vậy trong trường hợp này quá trình hòa tan là quá trình anot (+) và phương
pháp phân tích được gọi là Von – Ampe hòa tan anot.
Đường von – ampe hòa tan thu được có dạng peak. Thế đỉnh (Ep) và cường độ

dòng hòa tan (Ip) phụ thuộc vào các yếu tố như: nền điện ly, bản chất điện cực làm
việc, kỹ thuật ghi đường von – ampe hòa tan.
Trong những điều kiện xác định, Ep đặc trưng cho bản chất điện hóa của chất
phân tích và do đó dựa vào Ep có thể phân tích định tính. Ip tỉ lệ thuận với nồng độ
chất phân tích trong dung dịch theo phương trình:
Ip = K.C
Trong đó k là hệ số tỷ lệ
Như vậy qua việc đo cường độ dòng hòa tan ta có thể xác định được nồng độ
chất phân tích.
1.5.2 Một số điện cực dùng trong phương pháp von – ampe hòa tan
- Điện cực làm việc (WE): Điện cực làm việc là điện cực trên đó xảy ra phản
ứng kết tủa chất cần phân tích dưới dạng kim loại. Điện cực làm việc có thể là điện
cực thủy ngân tĩnh (SMDE), điện cực giọt thủy ngân treo (HMDE), điện cực đĩa
quay (RDE). Trong 3 loại điện cực giọt Hg thì điện cực giọt treo thường dùng trong
phân tích von – ampe hòa tan nhất vì giọt Hg có kích thước nhỏ cỡ 0,1 – 0,3 mm
(có thể thay đổi được tùy thực nghiệm).
Ưu điểm của giọt Hg:
+ Khoảng thế phân tích rộng, quá thế hidro trên điện cực Hg lớn vì vậy mở
rộng khoảng phân tích đến -1V trong môi trường axit và -2V đối với môi trường
bazo
+ Bề mặt của giọt trơn, luôn được đổi mới và không bị làm bẩn bởi sản phẩm
của phản ứng điện cực.
+ Với các cực hiện đại, giọt thủy ngân được điều khiển bởi hệ thống van khí,
do vậy độ lặp lại cao, tăng độ lặp, độ đúng và độ chính xác khi phân tích
+ Kích thước giọt nhỏ nên lượng chất tiêu tốn khi phân tích là không đáng kể.
- Điện cực so sánh (RE): không thay đổi trong suốt quá trình làm việc, đặc biệt
khi tiến hành liên tiếp các thực nghiệm trong đó thời gian điện phân dài. Để đảm
bảo được điều đó, người ta chế tạo điện cực so sánh có diện tích bề mặt đủ lớn để
mật độ dòng qua cực đủ nhỏ, thường sử dụng điện cực calomen hoặc cực bạc clorua
có bề mặt lớn.

- Điện cực phù trợ (AE): thường là một điện cực platin (Pt). Điện cực phù trợ
được lắp thêm vào để khi điện phân đảm bảo ở thế U = const thì thế chỉ thay đổi ở
cực phù trợ.
14


1.5.3 Phương pháp phân tích định lượng [3]
a, Phương pháp đường chuẩn
Để lập phương trình đường chuẩn ta chuẩn bị một dãy dung dịch có nồng độ
đã biết của chất cần xác định C 1, C2 ... Ghi cực phổ đồ của dãy trên ta được: h 1, h2..
(chiều cao pic tương ứng). Tùy thuộc vào từng loại máy sẽ cho ra kết quả đường
chuẩn hay không. nếu không thì từ các giá trị đó vẽ đồ thị và lập phương trình
đường chuẩn sự phụ thuộc của nồng độ và chiều cao pic.
Phương trình chuẩn có dạng : Y = ax + b
Với dung dich nghiên cứu có nồng độ Cx chưa biết ra ghi được cực phổ đồ là
hx Thay hx = Y vào phương trình đường chuẩn ta tính được Cx.
b, Phương pháp thêm chuẩn
Nguyên tắc của phương pháp này là dùng ngay mẫu phân tích làm nền để
chuẩn bị mẫu đầu bằng cách lấy một lượng mẫu phân tích nhất định rồi thêm vào đó
những lượng chính xác nguyên tố cần xác định theo từng bậc nồng độ C 1, C2 ..Chọn
các điều kiện phân tích thích hợp ta tiến hành ghi đo cực phổ đồ của các mẫu . thu
được nồng độ và chiều cao các pic tương ứng h1, h2 ..và đường chuẩn
Phương pháp thêm chuẩn có ưu điểm là: quá trình chuẩn bị mẫu dễ dàng, loại
trừ được các ảnh hưởng như tay nghề, dụng cụ, hóa chất.
1.5.4 Ưu điểm của phương pháp von – ampe hòa tan [3]
So sánh với các phương pháp phân tích vết khác, phương pháp von – ampe
hòa tan có các ưu điểm sau:
- Phương pháp von – ampe hòa tan có khả năng xác định đồng thời nhiều kim
loại ở những nồng độ cỡ vết và siêu vết.
- Thiết bị dùng trong phương pháp von – ampe hòa tan được sử dụng phổ biến

trong các phòng thí nghiệm và trung tâm nghiên cứu do kích thước nhỏ gọn, không
đắt, tiết kiệm điện năng. Ngày nay, nhờ những thành tựu trong lĩnh vực tin học và
điện tử đã ghép nối được máy cực phổ với máy tính. Vì vậy đã tự động hóa đến
mức độ cao, làm cho tốc độ phân tích và độ chính xác của phép đo tăng lên rất
nhiều. Nhờ ưu điểm trên mà người ta có thể phân tích mẫu ngay tại hiện trường để
loại trừ một số yếu tố ảnh hưởng.
- Quy trình phân tích của phương pháp đơn giản, khi phân tích không cần hoặc
chỉ cần phải xử lí mẫu rất ít, thế tích mẫu dùng cho phép phân tích nhỏ, trong nhiều
trường hợp: không có giai đoạn tách, chiết hoặc trao đổi ion nên tránh được sự
nhiễm bẩn mẫu hoặc mất chất phân tích.
15


- Phương pháp dùng để kiểm tra chéo các phương pháp khác như AAS. Và
ICP – AES nhằm khẳng định tính pháp lí của kết quả phân tích.
- Trong những nghiên cứu về động học và môi trường, phương pháp von –
ampe hòa tan có thể xác định các dạng tồn tại của chất trong môi trường trong khi
đó các phương pháp khác không làm được.
1.5.5 Đặc tính điện hóa của Cu, Pb, Cd [3]
Thế oxi hóa khử của chúng ở 250C là:
- Đối với đồng: ECu2+/Cu = 0,337 V
- Đối với chì: EPb2+/Pb = - 0,126 V
- Đối với cacdimi: ECd2+/Cd = - 0,402 V
Nền
Cu
HCl
KCl
KSCN
NH3 + HAC
NH3 + NH4Cl

Thế bán sóng E1/2 (V)
Pb2+
Cd2+
-0,61
-0,41
-0,62
-0,41
-0,62
-0,39
-0,63
-0,328
-0,77
-0,47

2+

-0,02
-0,18
-0,64
-0,25
-0,203

Quá thế của 3 nguyên tố trên điện cực thủy ngân rất nhỏ và thế điện phân, thế
bán sóng của chúng tương đối cách xa nhau. Mặt khác chúng đều có khả năng tạo
hỗn hống với thủy ngân. Đồng và chì có độ tan trong thủy ngân khoảng 0,01 ÷ 0,1%
còn cadimi có độ tan lớn hơn. Khi điện phân làm giàu thì hiện tượng kim loại tan
trong thủy ngân tăng lên rất nhiều tạo hỗn hống dạng keo. Các đặc tính trên thuận
lợi cho việc phân tích và định lượng đồng thời chì, cadimi, đồng trong mẫu phân
tích bằng phương pháp von – ampe trên điện cực giọt thủy ngân.

Chính vì những ưu điểm của phương pháp trong việc xác định hàm lượng vết
kim loại cũng như các đặc tính thuận lợi của các kim loại Cu, Pb, Cd trong rau.

16


CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM
2.1 Thiết bị và dụng cụ, hóa chất
2.1.1 Dụng cụ
Các dụng cụ thủy tinh, cốc, pipet, micropipet, bình định mức. Các dụng cụ cần
cần được rửa sạch trước khi sử dụng và được sấy.
2.1.2 Hóa chất
- Nước cất 2 lần
- HCl 0,1M từ HCl 36% d= 1,18 g/ml
Cách pha : Dùng micropipet hút 2,15 ml HCl định mức đến 250ml bằng nước
cất 2 lần .
- Dung dịch đệm Axetat pH = 4,6
Cách pha:
+ Dung dịch CH3COONa 2M : Cân 27,216g CH3COONa.3H2O định mức
trong bình 100ml bằng nước cất
+ CH3COOH 2M : từ CH3COOH 99,5 % d = 1,05
Cách pha : hút 11,5 ml CH3COOH đặc định mức trong bình 100ml bằng nước
cất.
Lấy 13,25 ml CH3COOH 2M và 11,75 ml CH3COONa 2M pha loãng bằng
nước cất, định mức trong bình định mức 250 ml được dung dịch đệm Axetat pH =
4,6
- Dung dịch Cd2+ 1 mg/l, Pb2+ 1 mg/l, Cu2+ 1 mg/l : Hút 0,1 ml dung dịch gốc
của các muối đồng nitrat, chì nitrat, cadimi nitrat có nồng độ 1000mg/l pha loãng
thành 100ml dung dịch. Tất cả hóa chất gốc sử dụng là hóa chất của hãng merck.
- Dung dịch chuẩn Cd2+ 0,01 mg/l, Pb2+ 0,05 mg/l, Cu2+ 0,25 mg/l

+ Hút 1ml dd Cd 1 mg/l, hút 5ml dd Pb 1 mg/l, hút 25 ml dd Cu 1 mg/l định
mức trong bình 100ml bằng HNO3 0,014 M
2.1.3 Thiết bị và máy móc
Các thiết bị gồm cân phân tích.
Việc đo và ghi dòng Von – Ampe hòa tan được thực hiện trên máy phân tích
cực phổ đa năng 797 VA computrace do hãng Metrohm (Thụy sĩ) sản xuất là thế hệ
máy cực phổ mới nhất của hãng Metrohm (thế hệ 5).

17


Máy phân tích cực phổ đa năng 797 VA Computrace bao gồm các bộ phận
chính sau:
•

Hệ điện cực
Gồm 3 điện cực:
- Điện cực làm việc (WE): Được sử dụng chủ yếu là điện cực giọt thủy ngân,
Ống mao quản đường kính 0,5 mm. Bộ điện cực giọt Hg bao gồm bộ phận chứa Hg
được thiết kế an toàn tuyệt đối cho người sử dụng. Trên bề mặt điện cực xảy ra quá
trình làm giàu và hòa tan chất cần phân tích.
- Điện cực so sánh (RE): Là điện cực Ag / AgCl / KCl 3M, điện cực luôn được
bảo quản trong dung dịch KCl bão hòa
- Điện cực phụ trợ (AE): Điện cực Platin

•

Bình điện phân
Được chế tạo từ thủy tinh, nắp bình có gắn các điện cực, ống dẫn khí trơ (N 2)
nhằm đuổi oxi hòa tan trong dung dịch đo và có que khuấy để khuấy trộn đều dung

dịch đo. Bình điện phân bao gồm các bộ phận: nắp giá đậy, bình đo, điện cực làm
việc, điện cực so sánh, điện cực phù trợ, ống dẫn khí và que khuấy.

•

Máy vi tính
Dùng đề điều khiển thiết bị đo, đo, ghi và xử ly kết quả. Mọi thông số đo đều
được nhập từ bàn phím. Khi không đo, máy tính có thể thực hiện mọi chức năng của
một máy vi tính cá nhân thông thường.

•

Máy in
Máy in HP 1150 dùng để in các dữ liệu kết quả, thông số phép đo, tháo tác
tiến hành phép đo,đường chuẩn... sau khi đo và ghi xong.
18


•

Phần mềm 797 VA computrace Application 2.0
- Phần mềm được thiết kế rất dễ sử dụng, các lệnh được thiết kế dưới dạng
biểu tượng công cụ rất đơn giản truy cập
- Tự động định dạng và hiển thị tên nguyên tố phân tích
- Hiển thị đồng thời đường cong phân tích dòng – thế , đường chuẩn của tất cả
các nguyên tố xác định, 8 đường chuẩn có thể hiển thị trên màn hình
- Cho phép tạo phương pháp mới với nhiều thông số phục vụ nghiên cứu
Được lập trình để điều khiển hệ thống, lưu trữ phép đo, quản lí thông số đo, xử
ly hình ảnh phổ.

•

Phương pháp đo
Các phép đo trên máy cực phổ đa năng 797 VA được tiến hành như sau:
Sau khi chuẩn bị dung dịch cần đo, rửa điện cực bằng nước cất 2 lần, thấm
khô điện cực bằng giấy lau rồi đặt mẫu vào máy đo.
Mở bình khí, bật máy cực phổ và máy tính. Đặt các thông số cần thiết cho
phép đo trên máy tính từ bàn phím như: thời gian điện phân, thế điện phân, thời
gian đuổi oxi, thời gian cân bằng, biên độ xung, ... sau khi kết thúc mỗi lần đo ta thu
Đặt mẫu
được giá trị nồng độ mỗi chất, chiều cao pic hòa tan.
Mỗi phép đo Von – Ampe hòa tan trên máy cực phổ đa năng được thực hiện
theo lưu đồ sau:

Mở máy đo Mở van khí
Mở

Tải chương trình

Đặt các thông số

Dừng

Xử lý kết quả

Lưu kết quả

19

Xuất kết quả ra máy in

Tiến hành

Kết quả đo

2.2 Chuẩn bị dung dịch đo mẫu rau
Ba loại rau (rau muống, rau mùng tơi, rau rền) lấy vào thời điểm thu hoạch.
Mẫu rau được đem về phòng thí nghiệm rửa sạch bằng nước cất 2 lần, để khô sau
đó dùng cối giã nhỏ.
Cân chính xác 0,5 g rau đã nghiền nhỏ vào ống xử lí, thêm 3 ml HCl 1:1 và 9
ml HNO3 1:1, đậy nắp chặt rồi cho ống vào lò vi sóng và xử lí trong 40 phút. Sau
khi bỏ ống ra khỏi lò vi sóng không mở nắp ngay tránh hơi axit nóng bay vào mắt.
Để nguội và chuyển mẫu sang cốc, làm bay hơi để đuổi axit và đến còn muối ẩm,
lọc bằng giấy lọc sau đó định mức đến 25ml bằng nước cất.
Đối với mẫu trắng dùng 8ml nước cất và tiến hành phá mẫu tương tự sau đó
định mức và đo.
2.3 Kỹ thuật thực nghiệm
Nội dung

20


Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến tín hiệu ghi hòa tan để tìm điều kiện tối ưu
cho độ nhạy cao, độ chính xác, độ phân giải tốt, ít hoặc không bị ảnh hưởng bởi các
chất cản trở.
Phương pháp khảo sát điều kiện tối ưu: Khi xác định điều kiện tối ưu của một
yếu tố nào đó, sẽ thay đổi tuyến tính yếu tố đó và xét sự ảnh hưởng của các yếu tố
tới mục tiêu phân tích, đồng thời cố định các yếu tố khác. Khảo sát tới đâu tiến hành
cố định các yếu tố tới đó.

2.3.1 Khảo sát ảnh hưởng của môi trường phân tích
a, Khảo sát chọn nền điện li tối ưu
Trong phương pháp phân tích cực phổ nói chung và Von – Ampe hòa tan nói
riêng việc thêm nền điện ly trơ vào dung dịch có tác dụng chủ yếu là làm triệt tiêu
dòng điện chuyển. Trong phân tích cực phổ, dòng điện chuyển là một thành phần
của dòng đo, làm ảnh hưởng tới kết quả phân tích cần phải được loại bỏ. Khi thêm
nền điện ly trơ vào dung dịch có nồng độ đủ lớn, thì lực điện trường sẽ tác dụng chủ
yếu lên cation của nền điện ly, khi đó dòng điện chuyển sẽ là dòng của các cation
trơ của nền. Với phương pháp Von – Ampe hòa tan nền điện ly trơ có tác dụng đảm
bảo việc vận chuyển ion đến bề mặt điện cực chỉ do hiện tượng khuếch tán.
Trong nhiều trường hợp, chất điện li trơ thêm vào không chỉ đóng vai trò làm
nền dẫn điện mà còn là chất che, là môi trường ổn định cho dung dịch phân tích,
góp phần làm tăng độ nhạy, tính chọn lọc của phương pháp.
Dựa theo quy trình phân tích của hãng Metrohm, tôi tiến hành khảo sát trên 2
nền là nên dung dịch HCl 0,1 M và nền đệm axetat pH = 4,6 với các điều kiện như
bảng 2.1 sau:

21


Bảng 2.1 Thông số làm việc theo Metrohm VA – APPLICATION note no V87
Điện cực làm việc
Kích thước giọt
Tốc độ khuấy
Chế độ đo
Thời gian sục khí
Biên độ xung
Thời gian làm giàu
Thời gian cân bằng
Thế điện phân làm giàu

Thế bắt đầu quét
Thế kết thúc quét
Nồng độ dung dịch Cu2+ chuẩn
Nồng độ dung dịch Pb2+ chuẩn
Nồng độ dung dịch Cd2+ chuẩn

HMDE
4 mm
2000 rpm
DP
90s
0,05V
90s
10s
-0,65V
-0,9V
0,1V
0,25 mg/l
0,05 mg/l
0,01 mg/l

Chuẩn bị dung dịch khảo sát:
Lấy 10ml nước cất + 1 ml nền + 1 ml dd chuẩn tiến hành cài đặt các thông số
như bảng trên.
b, Khảo sát nồng độ dung dịch đệm
Nền điện li có tác dụng làm triệt tiêu dòng điện chuyển ở nồng độ đủ lớn thì
dòng điện hoạt có thể coi là triệt tiêu. Khi đó sự chuyển chất phân tích tới bề mặt
điện cực có thể chỉ là do sự khuếch tán và đối lưu. Vì vậy cần phải khảo sát nồng độ
dung dịch nền để tìm ra nồng độ lớn phù hợp.
Khảo sát với các điều kiện cho trong bảng 3.1. Cố định thể tích của dung dịch

khảo sát là 10ml, thể tích dung dịch chuẩn là 1 ml, thay đổi lượng dung dịch đệm
axetat
2.3.2 Khảo sát các thông số kỹ thuật đo tối ưu
a, Khảo sát biên độ xung tối ưu
Trong giai đoạn hòa tan điện hóa điện cực giọt thủy ngân được phân cực bằng
điện áp một chiều biến thiên tuyến tính từ giá trị điện phân tới vùng thế dương hơn
với tốc độ khoảng 20 ÷ 100 mV/s. Trong quá trình phân cực đó sẽ có sự hình thành
lớp điện kép trên bề mặt giọt thủy ngân. Tương tự như cực phổ cổ điển sự tích điện
và phóng điện ở lớp điện kép này tạo ra dòng tụ điện đóng góp vào thành phần của
dòng đo làm ảnh hưởng đến độ đúng, làm giảm độ nhạy của phép phân tích. Trong
phương pháp phân tích điện hóa hòa tan để hạn chế ảnh hưởng của dòng tụ điện,
người ta có thể dùng các phương pháp khác nhau, trong đó thường dùng kỹ thuật
22


xung vi phân (DPP). Tức là, trên khung điện áp biến đổi một chiều, người ta đặt
thêm một xung vuông góc với biên độ thay đổi trong khoảng 10 ÷ 100 mV và độ
dài xung từ 40 ÷ 100s. Đối với đa số các nguyên tố thông thường khi tăng biên độ
xung thì chiều cao pic tăng lên, song khi đó bề rộng của chân pic cũng tăng theo
nên làm giảm độ nhạy của phương pháp vì thế cần khảo sát chọn biên độ xung tối
ưu để đảm bảo độ chính xác của phép đo. Tôi tiến hành khảo sát sự phụ thuộc Ip
vào biên độ xung.
Chuẩn bị dung dịch khảo sát:
Lấy 10 ml nước cất và 1 ml dung dịch đệm axetat vào bình đo và tiến hành
khảo sát ở các biên độ xung khác nhau với các thông số khác không đổi.
b, Khảo sát thế điện phân tối ưu
Mục đích của việc chọn thế điện phân tối ưu là để kết tủa làm giàu tốt các
cation kim loại cần xác định lên bề mặt điện cực, đồng thời có thể hạn chế đến mức
tối đa các cation kim loại khác kết tủa theo lên bề mặt điện cực nhằm làm tăng độ
nhạy và độ chọn lọc của phép đo. Đây là một yếu tố quan trọng quyết định kết quả

phân tích.
Với phương pháp này quá trình điện phân làm giàu là quá trình khử các cation
kim loại thành các nguyên tử kim loại nên thế đặt vào catot càng âm càng tốt. Tuy
nhiên phải lựa chọn một giá trị thế nào đó để kể tủa đồng thời 3 kim loại lên bề mặt
điện cực.
Chuẩn bị dung dịch khảo sát:
Dùng pipet lấy chính xác 10 ml nước cất và 1 ml đệm cho vào bình đo.
Tiến hành đo ở các thế điện phân khác nhau, với các điều kiện khác không đổi
c, Khảo sát thời gian điện phân [1]
Theo định luật faraday thì lượng chất kết tủa trên điện cực tỉ lệ thuận với thời
gian điện phân.
Nếu khi điện phân chỉ xảy ra phản ứng của chất cần xác định lên bề mặt điện
cực làm việc thì có thể tính lượng chất kết tủa theo công thức:
CM(Hg) =
(3.1)
Trong đó:
CM(Hg): Nồng độ kim loại M tan trong Hg
il: Cường độ dòng giới hạn của sự khử ion kim loại
td: Thời gian điện phân
n: Số electron trao đổi trong phản ứng điện cực
F: hằng số Faraday
23


VHg : Thể tích giọt thủy ngân treo
Đối với mỗi chất ở nồng độ xác định thì i l là không đổi. Giả sử ta tiến hành
điện phân kết tủa kim loại lên điện cực giọt thủy ngân treo có kích thước không đổi
thì VHg không đổi trong suốt quá trình điện phân, do vậy:
= Const = K (3.2)
Khi đó (3.1) có thể viết dưới dạng:

CM (Hg) = K.td (3.3)
Từ (3.3) chúng ta thấy rằng lượng kim loại được làm giàu trên bề mặt điện cực
làm việc tỉ lệ thuận với thời gian điện phân. Song về nguyên tắc, nó không tuyến
tính mãi mà đến một lúc nào đó thì mM = const, tức tại thời điểm đó trở đi (t d > tgh)
chất cần xác định đã tập chung hết trên bề mặt điện cực.
Đối với phương pháp Von – Ampe hòa tan anot, trong những điều kiện xác
địn thì chiều cao pic (Ip) tỷ lệ thuận với lượng chất đã được làm giàu trên điện cực.
Nếu thời gian điện phân ngắn thì chất cần xác định chưa được tập trung hết lên bề
mặt điện cực, làm giảm độ chính xác của phép đo, còn nếu tăng thời gian điện phân
một cách không cần thiết thì sẽ làm giảm độ lặp của phương pháp phân tích. Vì vậy
chúng ta cần chọn thời gian điện phân thích hợp cho quá trình điện phân làm giàu.
Lượng chất kết tủa lên điện cực tỉ lệ với thời gian điện phân. Tuy nhiên đối
với mỗi nguyên tố tỉ lệ tuyến tính này là khác nhau. Vì vậy cần phải xác định
khoảng thời gian tối ưu để kết tủa các nguyên tố đồng thời là tốt nhất.
Lấy chính xác 10ml nước cất và 1 ml dung dịch đệm và 1 ml dung dịch chuẩn
co vào bình đo. Tiến hành đo chiều cao sóng cực phổ bằng phương pháp Von –
Ampe hòa tan anot tại các điều kiện tối ưu đã chọn và thay đổi thời gian điện phân
làm giàu từ 30s ÷ 150s.
d, Khảo sát thời gian cân bằng
Thời gian cân bằng là khoảng thời gian sau khi điện phân làm giàu các ion
kim loại lên bề mặt điện cực, dung dịch được ngừng khuấy và để tĩnh trước khi tiến
hành giai đoạn hòa tan các kim loại. Mục đích của việc này là để kim loại ở dạng
hỗn hống có thời gian phân bố đều trên mặt giọt thủy ngân, làm tăng độ lặp của
phép đo.
Chuẩn bị dung dịch phân tích: hút 10ml nước cất, 1ml dung dịch chuẩn, 1ml
đệm cho vào bình đo
Tiến hành khảo sát với các thông số khác là không đổi
2.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của các nguyên tố
Quá trình phân tích định tính và định lượng các nguyên tố kim loại Cu, Pb, Cd
bằng phương pháp Von – Ampe hòa tan bị ảnh hưởng nhiều yếu tố như lượng oxi

24


hòa tan có sẵn trong dung dịch mẫu phân tích, ảnh hưởng lẫn nhau của các nguyên
tố. Vì vậy phải nghiên cứu tìm cách khắc phục và loại trừ chúng.
a, Khảo sát ảnh hưởng của oxi hòa tan.
Trong dung môi nước ở điều kiện thường luôn có một lượng oxi khá lớn.
Lượng oxi này hòa tan sẽ gây ảnh hưởng đến việc xác định các ion kim loại và pic
hòa tan vì trong quá trình điện phân làm giàu sẽ xảy ra quá trình khử oxi hòa tan.
Dưới tác động của oxi hòa tan các pic hòa tan bị biến dạng làm giảm độ nhạy của
phương pháp. Trên đường Von – Ampe hòa tan anot xuất hiện các pic khử oxi tại
thế -0,1 V và 0,9 V. Hai thế này đều nằm trong vùng quét thế của phép đo, do đó
gây nhiễu đến pic hòa tan của các cation kim loại cần xác định.
Oxi hòa tan không những ảnh hưởng tới pic hòa tan của các nguyên tố mà còn
làm cho lượng kim loại kết tủa trên bề mặt điện cực giảm đi, gây khó khăn cho quá
trình phân tích, đặc biệt là quá trình làm giàu. Nguyên nhân là do quá trình khử oxi
hòa tan tạo ra OH- làm kết tủa một phần cation kim loại cần xác định dưới dạng
phức hidroxo, hơn nữa phức này còn bám trên bề mặt điện cực ngăn cản các ion
kim loại cần xác định đến điện cực tham gia vào quá trình điện phân. Do đó quá
trình làm giàu đạt hiệu suất thấp.
Kết quả chiều cao của pic hòa tan thu được sẽ thấp hơn so với khi đã đuổi
hoàn toàn oxi.

Hình 2.1 Ảnh hưởng của oxi hòa tan đến 3 kim loại
Hình là phổ đồ cho thấy ảnh hưởng của oxi hòa tan trong dung dịch, khi chưa
đuổi oxi thì pic thu được không cân đối, đường nền bị nâng lên, pic bị biến dạng. Vì
vậy việc đuổi oxi hòa tan khỏi dung dịch phân tích là cần thiết. Có nhiều cách để
loại bỏ oxi như: sục khí trơ sạch như nito, argon qua dung dịch... Sử dụng tác nhân
25