Tóm tắt luận văn: Nghiên cứu phân tích hàm lượng Cr bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử Diphenylcacbarzit (DPC) và đánh giá ô nhiễm một số nguồn nước

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài.
Ngày nay, cùng với sự phát triển kinh tế, khoa học kỹ thuật và cuộc sống của
con người được nâng cao, thì nhu cầu về nước ngày càng nhiều, nhưng sự ô nhiễm
môi trường nước càng xảy ra ngày một nghiêm trọng hơn, đặc biệt là nước bị ô nhiễm
bởi các kim loại nặng đang là vấn đề được cả thế giới quan tâm. Các nguồn gây ô
nhiễm của nước chính là do các hoạt động của con người, một trong những nguồn
gây o nhiễm đó chính là chất thải từ các khu công nghiệp như ngành luyện kim, thuộc
da, chế biến lâm hải sản hay trong nông nghiệp từ việc sử dụng các loại thuốc trừ sâu,
thuốc diệt cỏ, sự đào thải của động, thực vật ...
Vì vậy vấn đề nghiên cứu tìm kiếm công nghệ, phương pháp để ngăn chặn và
xử lý sự ô nhiễm môi trường đang diễn ra mạnh mẽ và tích cực, đặc biệt với các chất
gây độc ở hàm lượng nhỏ. Trong nước có rất nhiều các kim loại nặng, chúng thường
gây ô nhiễm, gây độc hại ở hàm lượng rất nhỏ. Chính vì vậy muốn xử lý sự ô nhiễm
đó cần xác định, định lượng từng kim loại có trong nước bằng những phương pháp
phân tích phù hợp. Cr là nguyên tố giữ vai trò quan trọng đối với sự sống. Nồng độ
thấp nó là chất dinh dưỡng vi lượng cơ bản đối với con người và động vật, nhưng ở
nồng độ cao và đặc biệt Cr ở dạng Cromat là trong những tác nhân gây bệnh ung thư.
Trong tự nhiên Cr tồn tại chủ yếu ở dạng hợp chất có các mức oxi hoá Cr 3+ và Cr6+.
Độc tính của Cr(VI) là rất nguy hiểm ở hàm lượng nhỏ.
Chính vì vậy trong luận văn này chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu phân tích
hàm lượng Cr bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử Diphenylcacbarzit
(DPC) và đánh giá ô nhiễm một số nguồn nước”
2. Phương pháp nghiên cứu
- Sử dụng phương pháp trắc quang.
3. Nội dung nghiên cứu
- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phép xác định Cr bằng phương pháp trắc
quang với thuốc thử DPC.
- Xây dựng đường chuẩn xác định tổng nồng độ các dạng Cr trong dung dịch.
- Đánh giá quá trình oxi hóa Cr(III) lên Cr(VI) bằng (NH4)2S2O8 có xúc tác Ag+.
- Sử dụng đường chuẩn để xác định và đánh giá hàm lượng Cr trong một số nguồn

nước.

Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học

1


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. NGUYÊN NHÂN GÂY Ô NHIỄM NGUỒN NƯỚC [27,28,29]
Có nhiều nguyên nhân gây ô nhiễm các nguồn nước, chủ yếu là do con người sử
dụng trong sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp, bệnh viện và các hoạt động khác
thải ra. Trong nước thải có chứa nhiều chất gây ô nhiễm, có thể chia thành các nhóm
chính sau:
- Nhóm chất thải sinh họat: từ các khu dân cư đô thị, các chợ, trường học, bệnh
viện...
- Nhóm chất thải công nghiệp: từ các nhà máy hoá chất, dệt, nhuộm, luyện kim,
giấy, chế biến nông sản, thực phẩm...
- Nhóm chất thải nông nghiệp: từ phân bón, thuốc hoá học bảo vệ thực vật, các
trang trại, đồng ruộng...
Các chất thải rất đa dạng và phong phú, chúng tồn tại ở cả thể rắn, thể lỏng và
thể khí. Bao gồm các kim loại và phi kim, các đơn chất và hợp chất, các chất vô cơ và
hữu cơ, các chất độc, ít độc và không độc. Những chất thải này, qua các quá trình
phong hóa, biến đổi tạo thành các ion đi vào nguồn nước, cả trong nước mặt, nước
thải và nước ngầm.
1.1.1. Nguồn gốc ô nhiễm Cr trong nước [2,9,15,24,25]
Cr được tạo thành trong nước từ các nguồn tự nhiên như sự phong hóa của các
thành phần đá, khoáng, sự xói mòn của Cr và các bụi phóng xạ khô trong bầu khí
quyển. Nồng độ của Cr tại các con sông và hồ trong giới hạn khoảng 0.5÷100
nanomol/lit (nM), trong khi ở vùng nước biển có khoảng nồng độ thấp hơn rất nhiều
0.1÷16 nM. Nồng độ của Cr ở những vùng bị ô nhiễm nặng có thể cao hơn rất nhiều.

Nồng độ của Cr trong nước tăng ở các nơi (chủ yếu là các con sông) được gây ra
bởi một lượng nước thải lớn thải ra từ các hoạt động công nghiệp như ngành công
nghiệp luyện kim, mạ điện, công nghiệp thuộc da, từ các bãi rác vệ sinh, nước tháp
làm mát và các ngành công nghiệp hóa chất khác.
Trong các vùng nước tự nhiên, Cr chủ yếu tồn tại ở hai trạng thái oxi hóa ổn
định là Cr(III) và Cr(VI). Sự có mặt và tỉ lệ giữa hai trạng thái này phụ thuộc vào
các quá trình khác nhau bao gồm sự biến đổi hóa học và phản ứng quang hóa, quá
trình kết tủa, sự thủy phân, hấp phụ…
Dưới điều kiện thiếu oxi, Cr(III) là trạng thái duy nhất. Ở pH >7 ion CrO42chiếm ưu thế. Tại giá tri pH trung bình, tỉ lệ Cr(III) và Cr(VI) phụ thuộc vào nồng
độ oxi, nồng độ của chất khử, chất oxi hóa trung gian và các tác nhân tạo phức khác.
Sự hình thành Cr trong vùng nước bề mặt cho thấy H 2 O /phức hydroxo chiếm
ưu thế trong điều kiện phổ biến ở các vùng nước tự nhiên, mặc dù Cr(III) hình thành
các phức khác nhau với nguồn gốc từ các chất hữu cơ tự nhiên như axit amin và các
axit khác. Quá trình hình thành làm giảm kết tủa Cr(OH) 3.H2O, phổ biến trong điều
kiện pH ở các vùng nước tự nhiên nhưng hầu hết là trong các phức. Cr(III) được cố
định bởi các hợp chất phân tử lớn. Hơn nữa, các phức Cr(III) có xu hướng hấp thụ bởi
các chất rắn có nguồn gốc tự nhiên, nó góp phần làm giảm sự linh động của Cr(III)
và xúc tác sinh học trong các vùng nước.
Bản chất và tính chất của các trạng thái Cr khác nhau trong nước thải có thể là
rất khác nhau tại các vùng nước tự nhiên. Bởi vì trong điều kiện hóa lý thay đổi,
Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học

2


nước thải có nguồn gốc từ nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Sự có mặt của Cr và
nồng độ của nó trong các hình thức xả thải phụ thuộc chủ yếu vào các hợp chất Cr
được sử dụng trong công nghiệp, vào độ pH và chất thải hữu cơ hay chất thải vô cơ
đến nguyên liệu chế biến. Vì vậy, Cr(VI) sẽ có mặt chủ yếu trong nước thải từ các
ngành công nghiệp như ngành luyện kim, công nghiệp chế biến kim loại, phóng xạ

và trong chất nhuộm. Cr(III) có trong nước thải ngành thuộc da, dệt may, và trong
nước thải công nghiệp mạ trang trí.
1.1.2. Ảnh hưởng của Cr đến sức khỏe con người [1,29,30,39]
Trong nước Cr tồn tại chủ yếu ở hai dạng Cr(III) và Cr(VI) là CrO 42-, Cr2O72-.
Hàm lượng Cr trong nước sinh hoạt và nước tự nhiên thường rất thấp nên người ta
thường xác định tổng hàm lượng.
Nhìn chung, sự hấp thụ của Cr vào cơ thể con người tuỳ thuộc vào trạng thái
oxi hoá của nó. Cr(III) là trạng thái oxi hóa ổn định nhất. Với hàm lượng thấp,
nó là một chất dinh dưỡng thiết yếu giúp cơ thể sử dụng đường, protein và chất
béo, sự thiếu hụt nó có thể sinh ra bệnh gọi là thiếu hụt Cr. Ngược lại, Cr(VI) lại rất
độc. Nó được hấp thụ qua dạ dày, ruột nhiều hơn Cr(III) (mức độ hấp thụ qua đường
ruột tuỳ thuộc vào dạng hợp chất mà nó sẽ hấp thụ) và còn có thể thấm qua màng tế
bào. Nếu Cr(III) chỉ hấp thụ 1% thì lượng hấp thụ của Cr(VI) lên tới 50%. Tỷ lệ hấp
thụ qua phổi không xác định được, mặc dù một lượng đáng kể đọng lại trong phổi và
phổi là một trong những bộ phận chứa nhiều Cr nhất. Cr xâm nhập vào cơ thể theo
ba con đường: hô hấp, tiêu hoá và khi tiếp xúc trực tiếp với da. Con đường xâm
nhập, đào thải Cr ở cơ thể người chủ yếu qua đường thức ăn. Cr(VI) đi vào cơ thể dễ
gây biến chứng, tác động lên tế bào, lên mô tạo ra sự phát triển tế bào không nhân,
gây ung thư, tuy nhiên với hàm lượng cao Cr làm kết tủa các prôtêin, các axit
nuclêic và ức chế hệ thống men cơ bản. Dù xâm nhập vào cơ thể theo bất kỳ con
đường nào Cr cũng được hoà tan vào trong máu ở nồng độ 0,001mg/l, sau đó chúng
chuyển vào hồng cầu và hoà tan trong hồng cầu nhanh gấp 10 ÷ 20 lần. Từ hồng
cầu Cr chuyển vào các tổ chức phủ tạng, được giữ lại ở phổi, xương, thận, gan,
phần còn lại chuyển qua nước tiểu. Từ các cơ quan phủ tạng Cr hoà tan dần vào
máu, rồi đào thải qua nước tiểu từ vài tháng đến vài năm. Các nghiên cứu cho thấy
con người hấp thụ Cr(VI) nhiều hơn Cr(III) nhưng độc tính của Cr(VI) lại cao hơn
Cr(III) khoảng 100 lần.
Nước thải sinh hoạt có thể chứa lượng Cr tới 0,7 mg/l mà chủ yếu ở dạng
Cr (VI), có độc tính với nhiều loại động vật có vú. Cr(VI) dù chỉ một lượng nhỏ
cũng có thể gây độc đối với con người. Nếu Cr có nồng độ lớn hơn giá trị 0,1

mg/l gây rối loạn sức khoẻ. Khi thâm nhập vào cơ thể nó liên kết với các nhóm –SH
trong enzim và làm mất hoạt tính của enzim gây ra rất nhiều bệnh cho con người.
Cr và các hợp chất của Cr chủ yếu gây các bệnh ngoài da. Bề mặt da là bộ
phận dễ bị ảnh hưởng, niêm mạc mũi dễ bị loét. Phần sụn của vách mũi dễ bị
thủng. Khi da tiếp xúc trực tiếp vào dung dịch Cr (VI), chỗ tiếp xúc dễ bị nổi phồng
và loét sâu, có thể bị loét đến xương. Khi Cr(VI) xâm nhập vào cơ thể qua da, nó
kết hợp với prôtêin tạo thành phản ứng kháng nguyên. Kháng thể gây hiện tượng dị
ứng. Khi tiếp xúc trở lại, bệnh sẽ tiến triển nếu không được cách ly sẽ trở thành tràm
hóa.
Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học

3


Khi Cr xâm nhập theo đường hô hấp dễ dẫn tới bệnh viêm yết hầu, viêm phế
quản, viêm thanh quản do niêm mạc bị kích thích (sinh ngứa mũi, hắt hơi, chảy
nước mũi).
Nhiễm độc Cr có thể bị ung thư phổi, ung thư gan, loét da, viêm da tiếp xúc,
xuất hiện mụn cơm, viêm gan, thủng vách ngăn giữa hai lá mía, viêm thận, đau răng,
tiêu hoá kém, gây độc cho hệ thần kinh và tim.
1.2. TIÊU CHUẨN ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM CÁC NGUỒN NƯỚC
[17,20]
Để đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn nước, các quốc gia và các tổ chức hữu trách
của Liên hiệp quốc (UN) đã xây dựng các bộ tiêu chuẩn riêng. Dưới đây là một số
tiêu chuẩn Việt nam:
1.2.1. QCVN 08:2008/BTNMT về chất lượng nước mặt
Bảng 1.1. Giá trị giới hạn một số thông số chất lượng nước mặt
(trích QCVN08:2008/BTNMT)
Giá trị giới hạn
Đơn

Thông số
STT
A
B
vị
A1
A2
B1
B2
1
pH
6-8,5
6-8,5
5,5-9
5,5-9
2
Tổng chất rắn lơ lửng mg/l
20
30
50
100
3
Asen (As)
mg/l
0,01
0,02
0,05
0,1
4
Cadimi (Cd)

mg/l 0,005 0,005
0,01
0,01
5
Chì (Pb)
mg/l
0,02
0,02
0,05
0,05
3+
6
Crom III (Cr )
mg/l 0,05
0,1
0,5
1
6+
7
Crom VI (Cr )
mg/l 0,01
0,02
0,04
0,05
8
Kẽm (Zn)
mg/l
0,5
1,0
1,5

2
9
Niken (Ni)
mg/l
0,1
0,1
0,1
0,1
10
Sắt (Fe)
mg/l
0,5
1
1,5
2
11
Thuỷ ngân (Hg)
mg/l 0,001 0,001 0,001 0,002
1.3. TÍNH CHẤT CỦA Cr [14,16,22,23,30,36]
1.3.1. Vị trí, cấu tạo
1.3.2. Tính chất vật lí
1.3.3. Tính chất hóa học
Ở điều kiện thường Cr bền với không khí, hơi ẩm và khí cacbonic. Nguyên
nhân là Cr được bảo vệ bởi màng oxit mỏng và bền ở trên bề mặt. Cr kim loại dạng
tấm chỉ có thể cháy trong oxi ở 1800 oC, bởi vậy người ta dùng Cr mạ lên bề mặt các
đồ bằng kim loại để bảo vệ cho kim loại không bị rỉ, lớp mạ đó thường chỉ dày
khoảng 5.10-3mm.
Ở nhiệt độ cao và nhất là ở dạng bột, Cr tác dụng với oxi ở 300 0C theo phản
ứng:
4Cr (r) + 3O2 (k) → 2Cr2O3 (r)

∆Ho = - 1141 kJ/mol (1.1)
Khí flo tác dụng với Cr ở điều kiện thường tạo thành các florua CrF 4 và CrF5,
các halogen khác chỉ tác dụng với Cr khi đun nóng. Ở nhiệt độ cao Cr cũng tác dụng
với các nguyên tố phi kim khác như N, C tạo thành các nitrua, cacbua thường là hợp
Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học

4


chất kiểu xâm nhập có các thành phần khác nhau và có độ cứng rất lớn. Những
cacbua này truyền độ cứng cho những hợp kim siêu cứng, Cr không tác dụng với
hiđro.
Ở nhiệt độ cao (600 – 8000C) Cr tác dụng với nước giải phóng hiđro theo phản
ứng:
2Cr + 3H2O → Cr2O3 + 3H2
(1.2)
Trong dãy thế điện cực, Cr đứng trước hiđro, Cr có thể tan trong dung dịch
HCl và H2SO4, mới đầu phản ứng xảy ra chậm vì kim loại được màng oxit bảo vệ, khi
đun nóng màng oxit tan ra và Cr tan dễ dàng giải phóng khí hiđro.
E o Cr /Cr = - 0,91 V
Cr + 2HCl → CrCl2 + H2
(1.3)
Cr thụ động trong dung dịch đặc và nguội của axit nitric và axit sunfuric giống
như nhôm và sắt. Cr không tan trong dung dịch kiềm nhưng tan trong hỗn hợp kiềm
nóng chảy với nitrat hay clorat kim loại kiềm tạo thành Cromat.
1.3.4. Ứng dụng
Cr được sử dụng trong ngành luyện kim để tăng khả năng chống ăn mòn và đánh
bóng bề mặt. Nó có thể là một thành phần của hợp kim, chẳng hạn như thép không gỉ để
làm dao, kéo,dùng trong mạ Cr, trong quá trình anot hoá (dương cực hoá nhôm), theo
nghĩa đen là chuyển bề mặt nhôm thành ruby.

Hình 1.2. Hình ảnh minh họa ứng dụng của nguyên tố Cr
Làm thuốc nhuộm và sơn: Cr(III) oxit Cr2O3 là chất đánh bóng kim loại với tên
gọi phấn lục. Các muối Cr nhuộm màu cho thuỷ tinh thành màu xanh lục của
ngọc lục bảo. Cr là thành phần tạo ra màu đỏ của hồng ngọc, vì thế nó được sử dụng
trong sản xuất hồng ngọc tổng hợp. Nó tạo ra màu vàng rực rỡ của thuốc nhuộm
và sơn.
Là một xúc tác Cromit được sử dụng làm khuôn để nung gạch ngói, các muối
Cr được sử dụng trong quá trình thuộc da, kali đicomat (K2Cr2O7) là một thuốc thử
hoá học, được sử dụng trong quá trình làm vệ sinh các thiết bị bằng thuỷ tinh trong
phòng thí nghiệm cũng như trong vai trò một tác nhân chuẩn độ. Nó cũng được sử
dụng làm chất ổn định màu cho các thuốc nhuộm vải.
Oxit Cr(IV) CrO2 được sử dụng sản xuất băng từ, tạo hiệu suất tốt hơn. trong y
học, Cr như là chất phụ trợ ăn kiêng để giảm cân, thông thường dưới dạng muối
Cr(III) clorua. Ngoài ra nó còn được dùng làm phụ gia cho vào xăng, làm dây dẫn
điện chịu nhiệt độ cao… Cr2(SO4)3 được sử dụng như là chất nhuộm màu xanh lục
trong các loại sơn, đồ gốm sứ, véc ni và mực cũng như trong quy trình mạ Cr.
Trong thế kỷ 19, Cr được sử dụng chủ yếu như là thành phần trong các loại sơn
và trong các muối để thuộc da, nhưng hiện nay ứng dụng chủ yếu của nó là dùng
trong các hợp kim và việc này chiếm tới 85% sản lượng Cr. Phần còn lại được sử
dụng trong công nghiệp hóa chất và các ngành sản xuất vật liệu chịu lửa và đúc kim
loại.
1.3.5. Một số hợp chất của Cr
1.3.5.3. Kali cromat K2CrO4 và kali đicromat K2Cr2O7
2+

Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học

5

Kali cromat là chất ở dạng tinh thể tà phương màu vàng, đồng hình với K 2SO4
và nóng chảy ở 9680C. Trong không khí ẩm, kali cromat không chảy rữa như
Na2CrO4, tan nhiều trong nước cho dung dịch màu vàng, tan trong SO 2 lỏng, không
tan trong rượu etylic và ete.
Khi tác dụng với axit, kali cromat biến thành đicromat theo phản ứng:
2CrO42- + 2H+ → Cr2O72- + H2O.
(1.7)
Kali đicromat là chất ở dạng những tinh thể tam tà màu đỏ da cam, nóng chảy
0
ở 398 C và ở 5000C đã phân hủy:
K2Cr2O7 → K2CrO4 + 2Cr2O3 + 3O2.
(1.8)
Kali đicromat không chảy rữa trong không khí ẩm như Na 2Cr2O7, dễ tan trong
nước cho dung dịch màu da cam, có vị đắng, tan trong SO2 lỏng và không tan trong
rượu etylic. Muối này có độ tan thay đổi nhiều theo nhiệt độ nên rất dễ kết tinh lại
trong nước (nếu ở nồng độ cao và ở nhiệt độ thấp).
Kali đicromat tác dụng với dung dịch kiềm biến thành kali cromat, màu da cam
của dung dịch trở thành màu vàng.
Cr2O72- + 2OH- → 2CrO42- + H2O
(1.9)
Sự chuyển hóa lẫn nhau giữa muối cromat và đicromat được giải thích là ion
2CrO4 dễ kết hợp với proton của axit tạo thành ion HCrO 4- rồi những ion này dễ trùng
hợp biến thành ion Cr2O72- và nước, các quá trình đều thuận nghịch
2CrO42- + 2H+ € 2HCrO4- € Cr2O72- + H2O
(1.10)
Cân bằng này rất nhạy cảm với sự biến đổi pH của dung dịch: trong môi
trường axit cân bằng chuyển dịch về phía phải và trong môi trường kiềm thì cân bằng
chuyển dịch về bên trái.
Cả hai muối K2Cr2O7, K2CrO4 đều có tính oxihoa mạnh, nhất là trong môi
trường axit chúng oxihoa giống như axit cromic.

vd: K2Cr2O7 + 14HCl → 2CrCl3 + 2KCl + 3Cl2 + 7H2O. (1.11)
Trong phản ứng trên màu da cam biến thành màu tím của ion Cr 3+ trong nước.
bởi vậy trong hóa học phân tích K2Cr2O7 thường được dùng làm chất oxihoa để
chuẩn độ các chất khử.
Khi oxihoa trong môi trường trung tính, cromat thường tạo nên Cr(OH)3:
Ở trạng thái rắn, K2Cr2O7, K2CrO4 có thể oxihoa S, P, C khi đun nóng. Bởi
vậy K2Cr2O7 được dùng làm thành phần của thuốc ở đầu diêm và nguyên liệu để sản
xuất Cr2O3. Ngoài những công dụng trên, K2Cr2O7 còn được dùng để thuộc da và điều
chế một số hợp chất của Cr.
Kali đicromat có thể được điều chế từ quặng cromit qua một quy trình chuyển
hóa như sau:
Cromit → Natri cromat → Natri đicromat → Kali đicromat.
1.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH Cr
1.4.1. Các phương pháp phân tích khối lượng [6,7,19,24,29]
1.4.2. Các phương pháp thể tích (các phép chuẩn độ) [6,7,19,24,27]
1.4.3. Phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) [1,11,18,24,35,37]
1.4.4. Phương pháp phân tích phổ phát xạ nguyên tử (AES) [22,24,25]
1.4.5. Các phương pháp điện hoá (Phương pháp von – ampe hoà tan) [6,24,26]
1.4.6. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) [24,27]
Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học

6


1.4.7. Phương pháp phổ khối lượng sử dụng nguồn cảm ứng cao tần plasma
ICP-MS [36,38]
1.4.8. Phương pháp trắc quang [1,8,10,18,24,36]
Nguyên tắc: Phương pháp xác định dựa trên việc đo độ hấp thụ ánh sáng của
một dung dịch phức tạo thành giữa ion cần xác định với một thuốc thử vô cơ hay hữu
cơ trong môi trường thích hợp khi được chiếu bởi chùm sáng.

Phương trình định lượng của phép đo: A = K.C
(A: Độ hấp thụ quang; K: Hằng số thực nghiệm; C: Nồng độ nguyên tố phân tích)
Huang Langfang và các cộng sự đã nghiên cứu sử dụng phản ứng tạo phức màu đỏ tía
của Cr(VI) với p-amino-N, N-đimêtylamin để xác định Cr. Họ đã chỉ ra rằng phức
này hấp thụ cực đại tại bước sóng khoảng λ max = 554nm với hệ số hấp thụ phân tử
gam: ε = 3,3.104 l.mol-1.cm-1.
Trong môi trường axit các ion Cr(VI) phản ứng với thuốc thử điphenylcacbazit
(DPC) tạo thành phức màu đỏ tím (phức này tương đối bền) và có cực đại hấp thụ tại
bước sóng khoảng λmax = 540nm trong môi trường axit H2SO4, thuận lợi cho việc so
màu. Phản ứng này được dùng để định lượng Cr(VI) trong dung dịch có nồng độ
khoảng: 0,02 ÷ 1 mg/l. Trong phương pháp này sự có mặt của sắt (~ 1 mg/l) sẽ tạo với
thuốc thử điphenylcacbazit hợp chất màu vàng thẫm, ảnh hưởng đến phép đo (có thể
loại bỏ ảnh hưởng của sắt bằng cách thêm vào dung dịch một lượng axit H3PO4).
Phương trình của phản ứng như sau:

(1.16)
Do phản ứng tạo phức nhanh nên người ta có thể xác định Cr trong mẫu nước
thải và trong các dung dịch chiết từ mẫu rau quả, các động vật. Ban đầu người ta oxi
hoá Cr(III) lên Cr(VI) bằng các chất oxi hoá như: KMnO 4, KIO4 hoặc S2O82- có Ag+
xúc tác.
Phản ứng ôxi hoá Cr3+ → Cr2O72-- bằng pesunfat có ion Ag+ làm xúc tác:
Pt ion:
(1.17)
2Cr3+ + 3S2O82- + 7H2O → Cr2O72- + 6SO42- + 14H+
Cơ chế:
(a)
2AgNO3 + (NH4)2S2O8 → Ag2S2O8 + 2NH4NO3
(b)
Ag2S2O8 + 2H2O → 2AgO + H2SO4
(c)

2AgO → Ag2O + [O]
(d)
Ag2O + 2HNO3 → 2AgNO3 + H2O
3+
2(e)
2Cr + 7[O] → Cr2O7
Sau đó tổng lượng Cr được xác định bằng phương pháp FIA với thuốc thử
điphenylcacbazit (DPC). Sử dụng phương pháp trắc quang và điều kiện tối ưu để xác
định Cr bằng thuốc thử diphenylcacbazit (DPC) là: λmax = 542 nm, nồng độ H2SO4 là
0,04M, đồng thời còn khảo sát được ảnh hưởng của các ion đến sự hấp thụ quang,
Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học

7


giới hạn định lượng là: 1,55.10 -7 M và cũng xác định được khoảng tuyến tính của
phép đo là 1,55.10-7 ÷ 3,0.10-5M.
Phương pháp trắc quang là phương pháp phân tích hoá lý được sử dụng phổ
biến nhất trong các phương pháp phân tích hoá lý. Bằng phương pháp này có thể định
lượng nhanh chóng với độ nhạy và độ chính xác cao. Thực tế phương pháp này có
khả năng xác định hầu hết các nguyên tố trong bảng hệ thống tuần hoàn (trừ các khí
trơ), các hợp chất vô cơ cũng như các hợp chất hữu cơ. Phương pháp này cho phép
xác định nồng độ 10-6 đến 10-5M.
Chính vì những ưu điểm trên của phương pháp trắc quang nên chúng tôi đã lựa
chọn phương pháp trắc quang để xác định hàm lượng Cr trong mẫu nước thải trong
một số nguồn nước.

Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học

8

CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM
2.1. DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT
2.1.1. Dụng cụ, thiết bị
- Các loại bình định mức 25; 50; 100; 250; 500; 1000ml và pipet các loại.
- Cốc thủy tinh loại 50; 100; 250; 500 ml. Bình tam giác 250; 500 ml.
- Cuvet 10 mm, chai nhựa 0,5 lít lấy mẫu, và 1 số dụng cụ khác
- Máy đo pH của hãng TOA DKK HM-25R Nhật Bản (2010).
- Cân phân tích KERN do Đức sản xuất.
- Máy quang phổ UV-Vis Biochrom S60 (2013) do Mỹ sản xuất.
- Máy cất nước 2 lần của hãng Bibby do Anh sản xuất.
- Tủ sấy, bếp điện, tủ hốt
2.1.2. Hóa chất
Đều sử dụng các loại PA của hãng Merck- Đức, nước cất 2 lần.
1. Dung dịch natri hydroxit NaOH 2M
- Hòa tan 8 g NaOH vào nước cất và định mức trong bình 100 ml.
2. Dung dịch axit photphoric H3PO4 (~ 16%)
- Pha loãng 10 ml H3PO4 (1,71 g/ml) vào nước cất và định mức trong bình 100 ml.
3. Dung dịch axit photphoric H3PO4 (~ 80%)
- Pha loãng 70 ml H3PO4 (1,71 g/ml) vào nước cất và định mức trong bình 100 ml.
4. Dung dịch đệm K2HPO4 (pH = 9,0)
- Hòa tan 45,6 g K2HPO4.3H2O vào nước cất và định mức trong bình 100 ml, kiểm tra
giá trị pH và điều chỉnh bằng dung dịch NaOH 2M và dung dịch H3PO4 (1) để đạt giá
trị pH = 9,0.
5. Dung dịch nhôm sunfat Al2(SO4)3 0,05 M
- Hòa tan 3,33 g Al2(SO4)3.18H2O bằng nước cất và định mức trong bình 100 ml
6. Dung dịch (NH4)2S2O8 0,01 M
- Hòa tan 1,14 g (NH4)2S2O8 vào nước cất, định mức trong bình 100 ml
7. Dung dịch AgNO3 0,01 M

- Hòa tan 0,17 g AgNO3 vào nước cất và định mức trong bình 100 ml
8. Dung dịch NaCl 1%
- Hòa tan 1 g NaCl vào nước cất và định mức trong bình 100 ml
9. Dung dịch thuốc thử Diphenylcarbazide (DPC)
- Hòa tan 1g 1,5- diphenylcarbazide CO(NH-NHC6H5)2 trong 100 ml acetone với một
giọt axit acetic băng, các dung dịch phải được chứa và bảo quản trong chai thủy tinh
màu nâu ở 4oC, loại bỏ khi dung dịch trở nên đổi màu. Thường sử dụng dung dịch
trong 1 tuần
Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học

9


10. Dung dịch K2Cr2O7 gốc (1gCr/l)
- Hòa tan 0,2829 g kali dicromat K2Cr2O7 trong nước và định mức đến 100 ml bằng
nước cất. 1 ml dung dịch này chứa 1 mg Cr. Sử dụng dung dịch trong 2 tuần.
11. Dung dịch K2Cr2O7 tiêu chuẩn (5 mgCr/l)
- Dùng pipet lấy 5 ml dung dịch K 2Cr2O7 gốc (1gCr/l) pha và định mức đến 1000 ml
bằng nước cất ta được dung dịch có nồng độ 5 mgCr/l, 1 ml dung dịch này chứa
0,005 mg Cr. Sử dụng dung dịch trong 1 tuần.
12. Dung dịch Cr(NO3)3 tiêu chuẩn (10 mgCr/l)
- Hòa tan 0,385 gam dung dịch Cr(NO3)3.9H2O trong nước và định mức đến 500 ml
bằng nước cất được dung dịch gốc Cr(NO 3)3 nồng độ 100 mg/l, pha loãng dung dịch
gốc 10 lần ta thu được dung dịch tiêu chuẩn Cr(NO3)3 nồng độ 10 mgCr/l.
* Dung dịch nền có thành phần giống dung dịch nghiên cứu nhưng không có Cr

2.2. KHẢO SÁT PHỔ HẤP THỤ CỦA HỆ MÀU
2.3. KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN TỐI ƯU CHO PHẢN ỨNG TẠO PHỨC
MÀU GIỮA ION Cr(VI) VỚI THUỐC THỬ DPC
2.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến phản ứng tạo phức màu

2.3.1.1. Khảo sát trong khoảng pH = 1.90 ÷ 12,50
2.3.1.2. Khảo sát trong khoảng pH = 0.9 ÷ 4.0
2.3.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ thể tích thuốc thử DPC/nồng độ Cr
2.3.3. Khảo sát độ bền của phức màu theo thời gian
2.3.4. Đo phổ hấp thụ của phức màu
2.4. XÂY DỰNG VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA ĐƯỜNG CHUẨN
2.4.1. Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ Cr
2.4.2. Đánh giá độ tin cậy của đường chuẩn
2.5. KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH OXI HÓA Cr(III) LÊN Cr(VI)
2.5.1. Nguyên tắc và cách tiến hành
2.5.2. Khảo sát quá trình oxi hóa Cr3+ lên Cr2O722.6. PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG Cr TRONG MẪU NƯỚC [3,5,12,17,19]
2.6.1. Vị trí và thời gian lấy mẫu
2.6.2. Xử lý và đo mẫu

Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học

10


CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. KẾT QUẢ KHẢO SÁT PHỔ HẤP THỤ CỦA HỆ MÀU

Hình 3.1. Phổ hấp thụ của hệ màu (dung dịch 1, dung dịch 2, dung dịch 3)
Kết quả trên hình 3.1 cho thấy:
- Dung dịch 1 (chứa Cr) và dung dịch 2 (chứa thuốc thử DPC) không xuất hiện cực
đại trong khoảng bước sóng khảo sát.
- Dung dịch 3 (chứa Cr và thuốc thử) có màu đỏ tím và xuất hiện cực đại hấp thụ ở
bước sóng λ = 541 nm. Điều đó chứng tỏ trong dung dịch 3 có sự tạo phức giữa Cr và
thuốc thử DPC.
3.2. KẾT QUẢ KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN TỐI ƯU CHO PHẢN ỨNG TẠO

PHỨC MÀU GIỮA ION Cr(VI) VỚI THUỐC THỬ DPC
3.2.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến phản ứng tạo phức màu
3.2.1.1. Ảnh hưởng trong khoảng pH = 1.90 ÷ 12.50
Bảng 3.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến phản ứng tạo phức màu (trong
khoảng pH = 1,90 ÷ 12,50)
STT

Vddtc

Vnước

VH3PO4

Vtt

(ml)

(ml)

(ml)

1
2
3
4
5
6
7

6.00

6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00

14.00
14.00
14.00
14.00
14.00
14.00
14.00

8

6.00

14.00

Định mức

(ml)

(ml)

pH

A

0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5

0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5

25
25
25
25
25
25
25

1.90
3.50
4.90
6.50
7.90

9.50
11.10

0.721
0.555
0.134
0.074
0.081
0.089
0.166

0.5

0.5

25

12.50 0.732

Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học

Đuờng
màu

11


Kết quả đo phổ hấp thụ được thể hiện trên hình 3.2

Hình 3.2. Phổ hấp thụ của các dung dịch phức màu có cùng nồng độ

(trong khoảng pH = 1.90 ÷ 12.50)
Từ kết quả trên bảng 3.1 và các hình 3.2 cho thấy giá trị mật độ quang A biến
đổi thất thường:
- Đường màu xanh (
) ứng với pH = 1.90, đường màu đỏ ( ) ứng với pH = 3.50
và đường màu rêu ( ) ứng với pH = 4.90 có cực đại hấp thụ tại bước sóng ~
541nm, khá phù hợp với lý thuyết. Chúng đều có màu đỏ tím, chứng tỏ là phức màu
chuẩn của Cr với thuốc thử.
- Đường màu nâu ( ) ứng với pH = 12.50, đường màu xanh lá mạ ( ) ứng với pH =
11.10, đường màu hồng ( ) ứng với pH = 9.50 có cực đại hấp thụ tại vùng bước sóng
ngắn hơn ~ 490nm, khác xa với lý thuyết. Cả 3 dung dịch này đều có màu vàng da cam,
chứng tỏ hợp chất màu là một chất khác (xem hình 3.3).
- Hai dung dịch còn lại không có màu nên không xuất hiện rõ cực đại.

Hình 3.3. Màu của các dung dịch trong khoảng pH = 1.90 ÷ 12.50
(có pH tăng dần từ phải sang trái)
Để thấy rõ sự phụ thuộc của pH đến phản ứng tạo phức màu, từ kết quả trên
hình 3.2, ta biểu thị trên hình 3.4:

Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học

12


Hình 3.4. Ảnh hưởng của pH đến phản ứng tạo phức màu
( trong khoảng pH = 1.90 ÷ 12.50)
Các kết quả trên bảng 3.1, các hình 3.2 và 3.4 cho thấy phức màu của Cr và
thuốc thử DPC hình thành tốt trong môi trường axit.
3.2.1.2. Ảnh hưởng trong khoảng pH = 0.90 ÷ 4.00
Kết quả ảnh hưởng của pH đến phản ứng tạo phức màu trong khoảng pH =

0.90 ÷ 4.00 được trình bày trên bảng 3.2, các hình 3.5 và 3.6):
Bảng 3.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến phản ứng tạo phức màu (trong
khoảng pH = 0.9. ÷ 4.00)
Định mức
Vddtc
Vnước
VH3PO4
Vtt
STT
pH
A
1
2
3
4
5
6
7
8

(ml)

(ml)

(ml)

(ml)

(ml)

5.00
5.00
5.00
5.00
5.00
5.00
5.00
5.00

15.00
15.00
15.00
15.00
15.00
15.00
15.00
15.00

0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5

0.5
0.5
0.5

0.5
0.5
0.5
0.5
0.5

25
25
25
25
25
25
25
25

0.90
1.10
1.50
1.70
2.00
2.50
3.20
4.00

0.614
0.638
0.647
0.651
0.629
0.649

0.624
0.364

Hình 3.5. Phổ hấp thụ của các dung dịch phức màu có cùng nồng độ
(trong khoảng pH = 0.90 ÷ 4.00)
Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học

13


Để thấy rõ sự phụ thuộc của pH đến phản ứng tạo phức màu, từ kết quả trên
bảng 3.2, ta biểu thị trên hình 3.6:

Hình 3.6. Ảnh hưởng của pH đến phản ứng tạo phức màu
(trong khoảng pH = 0.90 ÷ 4.00)
Từ kết quả trên bảng 3.2, các hình 3.5 và 3.6 cho thấy:
Từ kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH trong 2 khoảng trên cho thấy: phản ứng
tạo phức màu hình thành tốt trong môi trường axit ở khoảng pH = 0.90 ÷ 3.20. Trong
các nghiên cứu tiếp theo chúng tôi chọn khoảng giá trị pH = 1,00 ÷ 3,00 là khoảng
pH tối ưu.
3.2.2. Kết quả khảo sát tỉ lệ thuốc thử DPC/CCr
Bảng 3.3. Kết quả khảo sát tỉ lệ thuốc thử/nồng độ Cr
Định mức
Vddtc
Vnước
VH3PO4
Vtt
C
STT
A

1
2
3
4
5
6

(ml)

(ml)

(ml)

(ml)

(ml)

mg/l

10.00
10.00
10.00
10.00
10.00
10.00

10.00
10.00
10.00
10.00

10.00
10.00

0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5

0.10
0.25
0.50
1.00
1.50
2.00

25
25
25
25
25
25

2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0

1.08
1.23
1.27
1.30
1.31
1.32

Hình 3.7. Phổ hấp thụ của các dung dịch phức màu có cùng nồng độ
(với thể tích thuốc thử DPC từ 0.1 ÷ 2.0 ml)
Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học

14


Để thấy rõ sự phụ thuộc của thuốc thử đến phản ứng tạo phức màu, từ kết quả
trên hình 3.7, ta biểu thị trên hình 3.8:

Hình 3.8. Kết quả khảo sát tỉ lệ thuốc thử với nồng độ dung dịch Cr
Kết quả trên bảng 3.3, các hình 3.7 và 3.8 cho thấy: thuốc thử không ảnh
hưởng nhiều đến khả năng tạo phức (ngoại trừ trường hợp ít thuốc thử quá). Vì vậy,
chúng tôi chọn thể tích thuốc thử là v = 0.5 ml với CCr =2mg/l (bình định mức 25 ml),
khi xử lí mẫu sử dụng bình định mức 50 ml thì thể tích thuốc thử là 1.0 ml.
3.2.3. Kết quả khảo sát độ bền của phức màu theo thời gian
Bảng 3.4. Kết quả khảo sát độ bền của phức màu vào thời gian
STT

Vddtc

Vnước

VH3PO4

(ml)

(ml)

(ml)

Vtt
(ml)

Định mức
(ml)

Thời gian
(phút)

A

1
2
3
4
5
6

5.00
5.00
5.00

5.00
5.00
5.00

15.00
15.00
15.00
15.00
15.00
15.00

0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5

0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5

25
25
25
25
25

25

5
10
20
30
45
60

0.649
0.650
0.652
0.650
0.654
0.653

Hình 3.9. Ảnh hưởng của thời gian đến độ bền của phức màu
Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học

15


Kết quả trên bảng 3.4 và hình 3.9 cho thấy: Hợp chất màu bền trong khoảng
thời gian từ 5 ÷ 60 phút, trong khoảng thời gian này mật độ quang A rất ổn định.
Trong các thực nghiệm tiếp theo chúng tôi chọn thời gian đo màu trong khoảng t = 10
÷ 30 phút kể từ khi tạo phản ứng màu.
3.2.4. Kết quả khảo sát bước sóng hấp thụ tối ưu
Kết quả đo phổ hấp thụ của các dung dịch màu ở các nồng độ khác nhau được
trình bày trên bảng 3.5 và hình 3.10
Bảng 3.5. Kết quả đo phổ hấp thụ của 7 dung dịch màu

ở các nồng độ Cr khác nhau
Định mức
VdDTC
Vnước
VH3PO4
Vtt
C
λ max
STT
1
2
3
4
5
6
7

(ml)

(ml)

(ml)

(ml)

(ml)

(mg/l)

(nm)

0.50
1.25
2.50
3.75
5.00
7.50
10.00

19.5
18.75
17.50
16.25
15.00
12.50
10.00

0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5

0.5
0.5
0.5
0.5
0.5

0.5
0.5

25
25
25
25
25
25
25

0.10
0.25
0.50
0.75
1.00
1.50
2.00

540
541
541
541
541
541
542

Hình 3.10. Phổ hấp thụ của các dung dịch phức màu có nồng độ khác nhau
Kết quả trên bảng 3.5 và phổ đồ trên hình 3.10 cho thấy: Các dung dịch phức
màu có nồng độ khác nhau, nhưng đều hấp thụ cực đại ở giá trị bước sóng khá gần

nhau trung bình là: λmax = 541nm, chứng tỏ phản ứng tạo phức màu khá ổn định, điều
kiện tiến hành phản ứng màu là tối ưu. Từ đó cho phép chọn giá trị λmax = 541nm =
λTối ưu cho các thí nghiệm tiếp theo.
Tóm lại, điều kiện tối ưu cho phản ứng tạo phức màu là:
- Khoảng pH tối ưu: 1.00 ÷ 3.00
- Tỷ lệ thể tích thuốc thử/CCr = 0,5ml/2mg/l (dùng cho bình định mức 25 ml).
- Thời gian bền màu tối ưu: 10 ÷ 30 phút
- Bước sóng hấp thụ tối ưu: λTối ưu= λmax = 541 nm

Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học

16


3.3. KẾT QUẢ XÂY DỰNG VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA ĐƯỜNG
CHUẨN XÁC ĐỊNH Cr
3.3.1. Kết quả xây dựng đường chuẩn
Kết quả xây dựng đường chuẩn được trình bày trên bảng 3.6, hình 3.11, 3.12
và 3.13
Bảng 3.6. Dãy dung dịch chuẩn để xây dựng đường chuẩn xác định CCr
(ml)

Định mức
(ml)

mg/l

0.5
0.5
0.5

0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5

25
25
25
25
25
25
25
25
25
25

0.02
0.05
0.075
0.10
0.25
0.50
0.75
1.00
1.50
2.00

STT

Vddtc

Vnước

VH3PO4

Vtt

(ml)

(ml)

(ml)

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

0.10
0.25
0.375

0.50
1.25
2.50
3.75
5.00
7.50
10.00

19.90
19.75
19.625
19.50
18.75
17.50
16.25
15.00
12.50
10.00

0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5

C

A
0.030
0.044
0.062
0.082
0.179
0.337
0.482
0.670
0.981
1.294

Hình 3.11. Phổ hấp thụ của các dung dịch phức màu
có nồng độ từ 0.02 ÷ 2.00 mg/l

Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học

17


Hình 3.12. Đường chuẩn xác định CCr trên máy
Vẽ lại đồ thị bằng phần mềm excel, thu được phương trình đường chuẩn và hệ
số tương quan R2 tương ứng.

Hình 3.13. đường chuẩn, phương trình đường chuẩn và hệ số tương quan
Các kết quả thu được trên hình 3.12 và 3.13 cho thấy:
- Phương trình đường chuẩn có dạng: A = 0,6413.C Cr + 0,0156, tuyến tính trong
khoảng nồng độ 0.02 ÷ 2.00 mgCr/l.

- Hệ số tương quan R2 = 0.9997 (đảm bảo giới hạn 0,99 ≤ R2 ≤ 1 )
* Đánh giá tính có nghĩa của hệ số b [13,21]
Phương trình hồi quy đầy đủ của đường chuẩn xác định Cr có dạng
y = a.x + b được viết như sau: A = (a ± t.sa).CCr + (b ± t.sb)
Trong đó: t = 2,26 (f = 9, độ tin cậy 95%),
sa = 0.0036, sb = 0.0032 tính được trên phần mềm excel 2010
Từ đó xác định được phương trình hồi quy đầy đủ là
A = (0,6413± 8.10-3).CCr + (0,0156 ± 7.10-3)
Từ phương trình hồi quy đầy đủ ở trên có thể thấy: t.sb = 7.10-3 < b = 15.10-3
⇒ b có nghĩa.
Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học

18


Trên cơ sở đó, chúng tôi có thể ứng dụng phương trình đường chuẩn để xác định
nồng độ Cr trong các mẫu phân tích.
3.3.2. Kết quả đánh giá độ tin cậy của đường chuẩn
Đánh giá độ tin cậy của đường chuẩn dựa vào:
- Trực tiếp từ các giá trị xây dựng đường chuẩn.
- Bằng thực nghiệm: trên 9 mẫu chuẩn.
- Kết quả tính LOD và LOQ.
3.3.2.1. Kết quả đánh giá độ chệch của các giá trị khỏi đường chuẩn
Bảng 3.7. Độ chệch của đường chuẩn
STT

Giá trị C
(mg/l)

Giá trị A

đo được

Giá trị Ct
(mg/l)

Sai số tương đối

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

0.020
0.050
0.075
0.100
0.250
0.500
0.750
1.000
1.500
2.000

0.030

0.044
0.062
0.082
0.179
0.337
0.482
0.670
0.981
1.294

0.0225
0.0443
0.0724
0.1035
0.2548
0.5012
0.7273
1.0204
1.5054
1.9935

12.2719
-11.4299
-3.5293
3.5397
1.9180
0.2339
-3.0303
2.0427
0.3586

-0.3275

độ chệch ∆i (%)

Kết quả trên bảng 3.7 cho thấy: độ chệch ∆i đều < ±15% nghĩa là có giá trị
trong giới hạn chấp nhận được. Do đó đường chuẩn xây dựng được là đáng tin cậy.
3.3.2.2. Kết quả kiểm tra độ tin cậy của đường chuẩn bằng thực nghiệm
Bảng 3.8. Kết quả kiểm tra độ tin cậy của đường chuẩn bằng thực nghiệm
Giá trị Ct

Độ chệch ∆i

(mg/l)

Giá trị A
đo được

(mg/l)

(%)

0.03
0.06
0.09
0.12
0.30
0.60
0.90
1.20
1.80

0.0360
0.0500
0.0720
0.0880
0.2080
0.3970
0.5910
0.7970
1.1680

0.0318
0.0536
0.0879
0.1129
0.3000
0.5947
0.8972
1.2185
1.7970

6.0346
-10.5983
-2.2818
-5.9203
0.0052
-0.8784
-0.3067
1.5385
-0.1681

STT

Nồng độ Co

1
2
3
4
5
6
7
8
9

Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học

19


3.3.2.3. Xác định giới hạn phát hiện LOD và giới hạn định lượng LOQ

Hình 3.14. Phổ hấp thụ của 15 dung dịch phức màu có cùng nồng độ
Số liệu tính giá trị Sy [13,21] xem thêm phụ lục 1.
3.s y
10.s y
3.1,9.10−3
LOD =
=
= 0,0089 mg/l;

LOQ =
= 0,029 ml/l
0,6413
a
a

Từ 3 cách đánh giá độ tin cậy của đường chuẩn cho thấy: đường chuẩn là đáng
tin cậy và được sử dụng để phân tích mẫu.
3.4. KẾT QUẢ KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH OXI HÓA Cr3+ LÊN Cr2O72Kết quả khảo sát quá trình oxi hóa Cr3+ lên Cr2O72- được trình bày trên bảng
3.9, 3.10 và hình 3.15
Bảng 3.9. Kết quả khảo sát quá trình oxihoa Cr3+ lên Cr2O72Vnước
V H3PO4
Vtt Định mức
Co
STT VCr3+
A
1
2
3
4
5

(ml)

(ml)

(ml)

(ml)

(ml)

(mg/l)

0.125
0.25
1.25
2.50
5.00

14.875
14.75
13.75
12.50
10.00

0.5
0.5
0.5
0.5
0.5

0.5
0.5
0.5
0.5
0.5

25
25

25
25
25

0.05
0.10
0.50
1.00
2.00

1

0.046
0.075
0.295
0.565
1.119

Hình 3.15. Phổ hấp thụ của các dung dịch phức màu (oxi hóa Cr3+ lên Cr2O72)
Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học

20


Kết quả trên bảng 3.9 và hình 3.15 chứng tỏ Cr(III) đã bị oxi hóa thành Cr(VI)
vì đã có quá trình tạo phức màu đỏ tím với thuốc thử.
Bảng 3.10. Kết quả kiểm tra quá trình oxihoa hỗn hợp (Cr3+ và Cr6+) lên Cr2O72STT

VCr3+

VCr6+

VH3PO4

Co

(ml)

(ml)

Vtt
(ml)

Định mức

(ml)

(ml)

(mg/l)

1
2
3
4
5

0.10
0.20
1.00

2.00
4.00

0.05
0.10
0.50
1.00
2.00

0.5
0.5
0.5
0.5
0.5

0.5
0.5
0.5
0.5
0.5

25
25
25
25
25

0.05
0.10
0.50

1.00
2.00

A2
0.050
0.078
0.301
0.571
1.128

Bảng 3.11. Tổng hợp kết quả kiểm quá độ tin cậy trình oxihoa Cr3+ lên Cr2O72STT

Co
(ml)

A1

Ct1
(ml)

A2

Ct2
(ml)

∆i1 (%)

∆i2 (%)

1

0.05

0.046

0.0474

0.050

0.0536

-5.1926

7.2821

2

0.10

0.075

0.0926

0.078

0.0973

-7.3756

-2.6976

3

0.50

0.295

0.4357

0.301

0.4450

-12.8645

-10.9933

4

1.00

0.565

0.8567

0.571

0.8661

-14.3303

-13.3947

5

2.00

1.119

1.7206

1.128

1.7346

-13.9716

-13.2699

Kết quả trên bảng 3.11 cho thấy: các quá trị nồng độ tính lại (Ct1, Ct2) theo
đuờng chuẩn so với nồng độ ban đầu (C o) đều có sai khác không đáng kể. Hay có độ
chệch đều nằm trong khoảng giới hạn cho phép (≤ ±15%). Vậy quá trình oxi hóa Cr3+
lên Cr2O72- là tương đối hoàn toàn.

Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học

21


3.5. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH VÀ ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG Cr TRONG MẪU

Kết quả phân tích mẫu nước các đợt được trình bày trên bảng 3.12 ÷ 3.16
Nồng độ cho phép theo
QCVN08:2008/BTNMT

Nồng độ Cr tổng trong
các mẫu phân tích (mg/l)

Số
mẫu

Vượt quá
(lần)

Cr3+: 1.0 mg/l
Cr6+: 0.05 mg/l

Dưới 0.05
Từ 0.05 ÷ 0.10
Từ 0.10 ÷ 0.20
Từ 0.20 ÷ 0.30
Từ 0.30 ÷ 0.36

8
10
11
4
3

0
1÷2

2÷4
4÷6
6÷7

Bảng 3.17. Kết quả tổng hợp nghiên cứu mẫu nước.
Nhận xét: Từ số liệu trong bảng 3.12 ÷ 3.17 và Sơ đồ lấy mẫu (Phụ lục 5) cho
thấy:
- Ở khu vực làng Vạn Phúc và nơi sông Nhuệ chảy qua có hàm lượng Cr cao hơn các
khu vực nghiên cứu khác và vượt từ 2 ÷ 7 nồng độ cho phép (đối với Cr6+) và không
vượt quá đối với Cr3+ so với QCVN08:2008/BTNMT.
- Ở khu vực sông Nhuệ chảy từ cầu Hà Đông xuôi xuống đến trước bệnh viện 103 có
hàm lượng Cr vượt quá 1 ÷ 2,5 lần nồng độ cho phép (đối với Cr6+) và không vượt
quá đối với Cr3+ so với QCVN08:2008/BTNMT.
- Ở khu vực sông Tô Lịch xung quanh cầu Bươu có hàm lượng Cr vượt quá 1,5 ÷ 2,2
lần nồng độ cho phép (đối với Cr6+) và không vượt quá đối với Cr3+ so với
QCVN08:2008/BTNMT.
- Ở khu vực sông Nhuệ chảy qua khu đô thị Xa La hàm lượng Cr bằng và thấp hơn
nồng độ cho phép (đối với Cr6+) và không vượt quá đối với Cr3+ so với
QCVN08:2008/BTNMT.
Tổng kết lại cho thấy khu vực làng Vạn Phúc bị ô nhiễm Cr nặng bởi nơi đây
là vùng sản xuất lụa nổi tiếng và có sử dụng phẩm nhuộm để nhuộm vải, quần áo
nhưng nước thải phần lớn đều chưa qua xử lí và đổ thẳng ra mương cống rồi chảy ra
sông Nhuệ. Nồng độ Cr có giảm trong quá trình lưu thông dọc sông Nhuệ đến khu đô
thị Xa La. Còn tại khu vực xung quanh cầu Bươu hàm lượng Cr khá cao một phần là
do các nhà máy như: nhà máy Sơn Hà Nội, nhà máy Giấy Hà Nội, nhà máy Luyện
Kim, nhà máy sản xuất phụ tùng ô tô xe máy Mạnh Quang … trong quá trình hoạt
động có thải ra môi trường nước thải (đã qua xử lí hoặc xử lí chưa triệt để) có chứa
một lượng Cr nhất định.

Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học

22


KẾT LUẬN
1. Đã khảo sát được các điều kiện tối ưu cho phản ứng tạo phức màu của Cr(VI) với
thuốc thử Diphenylcarbazit.
- Khoảng pH tối ưu: 1.0 ÷ 3.0
- Tỷ lệ thể tích thuốc thử/CCr = 0,5ml/2mg/l (dùng cho bình định mức 25 ml)
- Thời gian bền màu tối ưu: 10 ÷ 30 phút
- Bước sóng hấp thụ tối ưu: λTối ưu= λmax = 541 nm
2. Đã xây dựng được đường chuẩn xác định hàm luợng Cr bằng phương pháp trắc
quang. Phương trình đường chuẩn có dạng:
- A = (0,6413± 8.10-3).CCr + (0,0156 ± 7.10-3); tuyến tính trong khoảng nồng độ 0.02
÷ 2.00 mgCr/l.
- Hệ số tương quan R2 = 0.9997 (đảm bảo giới hạn 0,99 ≤ R2 ≤ 1 )
3. Nghiên cứu phương pháp oxihoa Cr3+ lên Cr2O72- bằng pesunphat S2O82- xúc tác
Ag+ là phương pháp đáng tin cậy.
4. Đã phân tích xác định hàm lượng Cr trong 36 mẫu thuộc một số nguồn nước, kết
quả cụ thể như sau:
Nồng độ cho phép theo
QCVN08:2008/BTNMT

Nồng độ Cr tổng trong
các mẫu phân tích (mg/l)

Số
mẫu

Vượt quá

(lần)

Cr3+: 1.0 mg/l
Cr6+: 0.05 mg/l

Dưới 0.05
Từ 0.05 ÷ 0.10
Từ 0.10 ÷ 0.20
Từ 0.20 ÷ 0.30
Từ 0.30 ÷ 0.36

8
10
11
4
3

0
1÷2
2÷4
4÷6
6÷7

Ở đây chúng tôi coi Cr trong mẫu nghiên cứu là Cr 6+, từ đó đánh giá mức độ ô nhiễm Cr
theo QCVN08:2008/BTNMT.

Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học

23