Luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu cố định Zr(IV) trên chất mang thích hợp để tách và làm giàu hợp chất Se trong môi trường nước

MỞ ĐẦU
Nước là nguồn tài nguyên thiên nhiên quý giá và không thể thiếu cho sự sống, ở
đâu có nước ở đó có sự sống. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển của xã hội, quá trình đô
thị hóa, công nghiệp hóa, và thâm canh nông nghiệp ngày càng phát triển làm ô nhiễm
các nguồn nước. Nhiều nơi, các nguồn nước bề mặt, thậm chí cả nguồn nước ngầm đã
bị ô nhiễm nghiêm trọng, gây ảnh hưởng xấu tới chất lượng của nước, sức khỏe của
con người và động vật, làm giảm năng suất và chất lượng cây trồng.
Selen là nguyên tố phi kim được quan tâm nhiều trong sinh học bởi vì nó vừa là
vi chất dinh dưỡng và vừa có tính độc. Điều này được ghi nhận nhiều trong tự nhiên.
Se là vi chất dinh dưỡng trong cơ thể người, có vai trò quan trọng là các enzyme chống
oxi hóa. Một số selenprotein điều chỉnh chức năng của tuyến giáp và đóng vai trò
quang trọng trong hệ miễn dịch. Tuy nhiên nó lại có tính độc nếu dùng thái quá, sẽ bị
rối loạn các đường tiêu hóa, rụng tóc, bong, tróc móng tay chân, mệt mỏi, kích thích và
tổn thương thần kinh. Nếu nghiêm trọn có thể gây ra bệnh xơ gan, phù phổi và tử vong.
Do vậy, ngày nay hướng tới các phương pháp nghiên cứu chế tạo vật liệu để
tách và làm giàu hợp chất Se trong môi trường nước. Để nghiên cứu sâu hơn chúng tôi
tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu cố định Zr(IV) trên chất mang thích hợp để
tách và làm giàu hợp chất Se trong môi trường nước”.

1


Chương 1: TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu Selen
1.1.1. Dạng tồn tại của Se trong tự nhiên
Se là nguyên tố chalcogen lưỡng tính, có số thứ tự nguyên tử là 34, thuộc nhóm
VIA trong Bảng hệ thống tuần hoàn. Trong vỏ Trái đất, hàm lượng của Se rất nhỏ, chỉ
0,05 ppm với tổng trữ lượng là 1.10 -5%, ít tạo thành các mỏ độc lập, mà thường đi kèm
với các thành tạo sulfur đa kim, điển hình là các sulfur Cu, Pb, Zn, Hg, Ag, Au dưới
dạng tạp chất. Hiếm khi gặp sự tập trung cao các khoáng vật Se độc lập. Se được nhà
hóa học Thụy Điển Berzelius tìm thấy lần đầu tiên trong chất thải của nhà máy sản

xuất axit sulfuric năm 1817.
Selen ở dạng tinh khiết là những tinh thể kim loại màu xám hoặc màu đen,
thường được gọi là bụi Selen hay Selen nguyên tố. Bụi Selen được tạo ra trong quá
trình tinh chế đồng. Selen nguyên tố không tồn tại trong môi trường, nó thường kết hợp
với các chất khác. Phần lớn, Selen trong đất thường kết hợp với các khoáng của bạc,
đồng, chì và niken. Selen cũng kết hợp với oxi tạo thành một số tinh thể không màu.
Một vài hợp chất của Selen tồn tại ở trạng thái khí [1].
Là một nguyên tố đa hóa trị, hành vi địa hóa của Se trong tự nhiên phụ thuộc
nhiều vào trạng thái hóa trị và mối liên kết của nó trong từng hợp chất cụ thể. Hóa trị
của Se phụ thuộc nhiều thông số, đặc biệt quan trọng là pH, Eh và hoạt tính sinh học tự
nhiên. Trong môi trường axit và khử, các selenơ (Se 4+) dễ dàng bị phân hủy thành Se
nguyên tố, trái lại, selenic (Se6+) phổ biến trong môi trường bazơ và oxy hóa. Se
nguyên tố không tan trong nước và không dễ dàng bị oxy hóa hoặc khử trong điều kiện
tự nhiên. Mặc dù Se4+ và Se6+ đều dễ hòa tan trong môi trường, nhưng dạng Se 6+ được
thực vật hấp thu dễ dàng hơn. Trong môi trường bazơ (pH 7-8,5), Se tồn tại chủ yếu
dưới dạng Se6+, do vậy thực vật dễ dàng hấp thu. Lợi dụng đặc tính này, trong các vùng
thiếu hụt hoặc thừa Se trong cây trồng, người ta chỉ cần biến đổi pH của môi trường,

2


làm tăng hoặc giảm độ linh động và hoạt tính sinh học của Se trong môi trường đất, pH
trong dung dịch có ảnh hưởng đến các dạng tồn tại của Se.
Dưới đây là một số hợp chất vô cơ phổ biến của Se:
Selen dioxit (SeO2) là chất ở dạng tinh thể không màu, thăng hoa ở nhiệt độ
315oC. Khi đun nóng dưới áp suất cao, selen dioxit nóng chảy thành chất lỏng màu
vàng cam. Hơi selen dioxit cũng có màu vàng, giống như hơi lưu huỳnh dioxit. Selen
dioxit dễ tan trong nước tạo thành axit selenơ theo phản ứng:
SeO2 + H2O = H2SeO3
Selen trioxit (SeO3) là chất rắn không màu, tồn tại dưới một vài dạng tinh thể.

Hợp chất này không bền, dễ dàng bị phân hủy ở nhiệt độ trên 185 oC để tạo thành Se
đơn nguyên tố. Đây là hợp chất có tính oxy hóa rất mạnh và gây nổ với các dung môi
cho nên việc điều chế không đơn giản.
Dihydro-selenur (H2Se) là chất khí không màu, mùi thối, rất độc, tương đối bền
và chỉ bị phân hủy ở nhiệt độ trên 300oC. Dihydro-selenur có khả năng hòa tan trong
nước, tạo thành những axit yếu với hằng số phân ly K = 1,7×10-4.
H2Se tác dụng với oxy không khí tạo ra SeO2,
Axit selenơ (H2SeO3) có cấu tạo tinh thể dạng lục phương không màu, dễ dàng
hút ẩm khi để trong không khí dẫn đến chảy rữa và vụn dần trong không khí khô. Đây
là axit tương đối bền ở điều kiện trong phòng, nhưng kém bền với nhiệt. Axit selenơ dễ
bị mất nước (dehydrated) để tạo thành SeO, là tinh thể màu trắng, tan tốt trong nước tạo
ra H2SeO3 (K1= 2x10-3-, K2 = 5x10-9). Khác với SO2, SeO2 là chất oxi hóa mạnh, dễ
dàng bị khử đến Se theo phản ứng:
SeO2 + 2SO2 = Se + 2SO3.
Axit selenic (H2SeO4) có dạng tinh thể không màu, nhiệt độ nóng chảy thấp
(62oC). Axit selenic đậm đặc có khả năng hút nước rất cao, do vậy, dễ dàng biến nhiều
chất hữu cơ thành than.

3


Selenat axit H2SeO3 là axít yếu nên trong nước nó phân ly thành các dạng
HSeO3- hoặc SeO32-. Selenit H2SeO4 là axít mạnh nên nó phân ly 2 nấc. Các hệ số phân
ly được trình bày trong bảng 1.1, các dạng tồn tại phụ thuộc vào pH được biểu diễn
trong hình 1.1 [12]
Bảng 1.1: Hằng số cân bằng axít của Se ở 250C
Quá trình phân ly của các chất

pKa

H2SeO3 -> H+ + HSeO3-

2,75

HSeO3- -> H+ + SeO32-

8,5

H2SeO4 -> H+ + HseO4-

-3,0

HseO4- -> H+ + SeO42-

1,66

Hình 1.1. Sự phụ thuộc các dạng tồn tại của Se theo pH
1.1.2. Vai trò của Selen
Selen là một nguyên tố khoáng vi lượng cần thiết để duy trì sức khỏe cho con
người với hàm lượng nhỏ. Selen kết hợp với protein tạo thành các selenoprotein, là các
enzym chống oxy hóa quan trọng. Đặc tính chống oxy hóa của selenoprotein là ngăn

4


chặn sự phá hủy của tế bào làm giảm tần xuất của bệnh ung thư và tim mạch. Một số
selenoprotein điều chỉnh chức năng của tuyến giáp và đóng vai trò quan trọng trong hệ
miễn dịch.
Selen có trong cơ thể người thông qua con đường thực phẩm và nước uống.
Hàm lượng Selen trong thực phẩm phụ thuộc vào hàm lượng Selen có trong đất nơi

trồng trọt hoặc nuôi động vật. Selen có nhiều trong ngũ cốc, cá, thịt, gia cầm, thịt lợn.
Ví dụ: Đậu Brazil có 544 µg/ounce (oz) (1 0z = 28,3 g) ≈ 19,2 mg/kg; cá ngừ chứa 63
µg/oz (2,2 mg/kg)…
Theo khuyến cáo của Viện Y Học Mỹ, lượng Selen ăn vào hằng ngày (RDA)
đối với trẻ em và người lớn như sau:
Việc thiếu Selen dẫn đến 3 bệnh đặc trưng:
- Bệnh Keshan, bệnh này gây nên to tim và chức năng tim bị suy giảm ở trẻ
em bị thiếu Selen.
- Chậm phát triển trí tuệ.
- Bệnh Keshan - Beck, gây viêm khớp mãn tính.
Bệnh Keshan - Beck được nói đến vào đầu những năm 1930 ở Trung Quốc, và
nó tồn tại ở những vùng đất nghèo Selen. Lượng Selen ăn vào hằng ngày của những
vùng này ít hơn 19 microgam/ngày đối với nam và 13 microgam/ngày đối với nữ,
thấp hơn đáng kể so với RDA. Các nhà nghiên cứu tin rằng những người thiếu Selen
sẽ bị nhiễm một loại virut đặc biệt có khả năng phát triển thành bệnh Keshan.

5


Bảng 1.2 : Hàm lượng Selen ăn hàng ngày đối với người lớn và trẻ em theo khuyến
cáo của Viện Y Học Mỹ

Lứa tuổi

Nam và nữ
(mcg/ngày)

Phụ nữ mang thai
(mcg/ngày)

Phụ nữ đang cho
con bú
(mcg/ngày)

Mức tối đa
ăn vào
(mcg/ngày)

0 – 6 tháng

15

-

-

45

7 – 12
tháng

20

-

-

60

1 – 3 tuổi

20

-

-

90

4 – 8 tuổi

30

-

-

150

9 – 13 tuổi

40

-

-

180

14 – 18 tuổi

55

60

70

400

19 tuổi trở
lên

55

60

70

400

1.1.3. Tình trang ô nhiễm Selen và phương pháp xử lý ô nhiễm Selen
1.1.3.1. Tình trạng ô nhiễm Selen
Hàm lượng Se trong tự nhiên phụ thuộc hai yếu tố: môi trường địa chất và hoạt
động nhân sinh. Trong quá trình tiến hóa của Trái đất, hàm lượng Se tập trung ngày
càng nhiều trong vỏ thạch quyển thông qua các hoạt động phun trào và tập trung nhiều
nhất trong các thành tạo trầm tích. Trong than đá, hàm lượng Se phổ biến trên 80 ppm.
Đặc biệt ở Việt Nam tai các vùng Thái Bình, Hải Phòng và Quảng Nam hàm lượng
tương ứng là 2,15; 0,098 và 0,008 ppm. Hàm lượng Se trong đất, nước mặt và nước
ngầm xung quanh bãi thải công nghiệp và sinh hoạt thường cao hơn so các vùng khác
[5]. Theo Cơ quan bảo vệ môi sinh Hoa Kỳ - USEPA đã nêu mức độ an toàn của hàm

lượng Se tối thiểu (LCM) là 0.01 mg/l.
Hoạt động nhân sinh không chỉ làm tăng hàm lượng Se trong đất, mà còn cả
trong nước mặt, nước ngầm, trầm tích sông hồ và động vật, thực vật trong khu vực.
Hàm lượng Se trong nước mặt thường biến động theo không gian và thời gian do sự bổ

6


sung Se thường xuyên từ không khí, nước mưa, nước chảy tràn trên mặt đất xung
quanh, nước thải hoặc từ các nguồn cấp nước từ xa như sông, suối v.v. Hoạt động nhân
sinh đôi khi là nguồn chính gây ô nhiễm Se môi trường xung quanh. Ví dụ, hàm lượng
Se trung bình 0,067 mg/l ở các cửa sông gần các nhà máy xử lý chất thải và nhà máy
lọc dầu khu vực vịnh San Francisco - Mỹ cao hơn so với nguồn nước tự nhiên ở đó.
Kết quả kiểm tra cho thấy, các nhà máy xử lý chất thải và lọc dầu là nguồn chính gây ô
nhiễm Se cho hệ thống cửa sông ở vịnh San Francisco - Mỹ[8].
Selen dễ dàng lan truyền từ các bãi thải ra môi trường xung quanh, khiến cho
hàm lượng của nó ở các khu vực lân cận có xu hướng ngày một tăng cao. Theo Bản
kiểm kê việc thải chất độc của Hoa Kỳ (Toxic release inventory - TRI), riêng năm 2000
các ngành sản xuất và chế biến nước này đã thải ra mặt đất khoảng 58,79 tấn Se kim
loại và 2.691,05 tấn hợp chất của Se. Kết quả điều tra của Cục Đăng ký Bệnh lý và
Chất độc Hoa Kỳ đã xác định sự tăng cao hàm lượng Se xung quanh 508 bãi thải [10].
1.1.3.2. Phương pháp xử lý ô nhiễm Selen
Vì mức ô nhiễm cao của Se có ảnh hưởng lớn tới môi trường và sức khỏe của
con người như vậy nên chúng ta cần phải nghiên cứu các phương pháp xử lý ô nhiễm
Se đạt tối ưu.
Nguyên tố se khó tan trong môi trường nước và không có các hoạt động sinh
học, điều này làm cho Se dễ dàng được loại bỏ, ngăn chặn được các chất độc hại.
Những phương pháp xử lý Se phổ biến nhất hiện nay được chia làm 2 phương pháp
chính: xử lý vật lí và hóa học.
- Phương pháp xử lý vật lí

Sử dụng vật liệu lọc là một phương pháp xử lý vật lí. Nó dễ dàng được thực hiện
bằng cách cho lọc qua cát (Kuan 1998), đất xét (Goh 2004), Titan oxit (Zhang 2009),
hoặc có thể được lọc qua nhựa trao đổi ion hoặc màng (Stripeikis 2001). Những vật
liệu này được xử dụng phổ biến trong xử lí nước công nghiêp. Hai vấn đề gặp phải khi
xử dụng vật liệu lọc là sự tăng lượng chất thải và sự gây tắc nghẽn hoặc gây đóng cặn

7


trên các màng lọc. Nhiều loại trong các phương pháp này khá nhạy với các ion khác
như NO3-, SO42-, Cl-, điều này dẫn đến việc lọc và loại bỏ Selenat khó khăn hơn.
Màng lọc là phương pháp phổ biến nhưng khá đắt. Tại California, hệ thống
thẩm thấu ngược đã được áp dụng để loại bỏ Selen (Golder 2009). Trong trường hợp
này, bằng hệ thống thẩm thấu ngược nhà nghiên cứu đã xử lý được 100US gallons/
phút của nước. Vì mức độ hòa tan của các chất rắn cao, nên chỉ 40% tổng lượng Se
loại ra được[13].
Một phương pháp khác là xử dụng nhựa trao đổi ion, phương pháp này dựa trên
nguyên tắc sự trao đổi qua lại của ion với chất cần xử lý. Những loại nhựa trao đổi ion
này có thể được biến đổi để phù hợp hơn với việc loại bỏ 1 số ion, hoặc có khả năng xử
lý một lượng lớn các loại ion khác nhau. Trong một số trường hợp, nhựa trao đổi ion
khó thể phân biệt để loại bỏ các ion cần thiết. Ví dụ sự giống nhau về các tính chất tự
nhiên và độ hoạt động của SO 42- và SeO32-, rất khó khăn khi dùng phương pháp trao đổi
ion để tách các ion SeO32- ra khỏi ion SO42-. Vì vậy mà khả năng xử lý Se của phương
pháp này đạt hiệu quả thấp khi môi trường xử lý giàu hàm lượng ion SO 42-. Bằng cách
cho thêm BaCl2 để hình thành các lớp cặn . Sự kết hợp giữa việc tạo kết tủa và trao đổi
ion làm giảm lượng ô nhiễm Se từ 1000 ppm xuống còn 0,1 ppm. Mặt khác, nhựa trong
đổi ion cũng được làm sạch và tái sử dụng.
- Phương pháp xử lý hóa học
Phương pháp xử lý hóa học được chia ra làm 3 phương pháp chính: phương
pháp tạo kết tủa (Zhang 2008, Rovira 2008, Hayashi 2009, Geoffroy 2010), phương

pháp tạo kết dính, và phương pháp đông tụ (Golder 2009). Các phương pháp này dựa
trên sự hiệu chỉnh các tính chất vật lý và tính chất hóa học của các chất ô nhiễm đã
được hòa tan hoặc các chất dưới dạng huyền phù, từ đó tăng khả năng tạo hạt kết tụ.
Những hạt này sau đó sẽ được loại bỏ bằng phương pháp tách hoặc lắng trọng lượng.
Các chất làm đông tụ ( Fe2+, Fe3+,Al3+) được dùng để biến đổi điện tích bề mặt của các
chất ô nhiễm, vì vậy nó sẽ gây ra các kết tụ của các hạt tạo thành chất kết tủa. Kích

8


thước của các cụm xốp này được tăng dần lên bằng cách cho thêm các polymeric
flocculant, ví dụ chất polyacryamide. Phương pháp này đạt hiệu quả cao khi xử lý
Selenit, nhưng không được sử dụng để xử lý Selenat. Để loại bỏ một lượng lớn selenat
bằng phương pháp xử lý hóa học, thì cần khử Selenat về Selenit. Một trong những
nhược điểm khi sử dụng phương pháp này là tiêu tốn một lượng lớn các hóa chất cần
thiết để xử lý, hệ quả dẫn đến phải xử lý các chất rắn thải được tạo thành [13].
1.2. Các phương pháp phân tích xác định Se
1.2.1. Phương pháp phân tích khối lượng [1]
Đặc điểm của phương pháp này là ảnh hưởng của một số ion kim loại có thể làm
nhiễm bẩn, gây sai số đáng kể. Ngày nay phương pháp phân tích trọng lượng ít được sử
dụng, nó được thay thế bằng các phương pháp công cụ cho độ chính xác cao và đơn
giản hơn. Người ta có thể tạo nhiều dạng kết tủa như SeO 2,... Tuy vậy đối với phương
pháp trọng lượng, việc kết tủa tách ra ở dạng Se nguyên tố là đáng tin cậy nhất. Để làm
kết tủa Se người ta thường dùng các chất như SO 2, hydrazin, hydroxylamin,
hypophotphit, Na, SnCl2,... Để xác định vi lượng Se trong hợp chất hữu cơ, người ta
chuyển nó về dạng Selenit, bằng cách phân huỷ chất khảo sát trong bom vạn năng chứa
Na2O2, sau đó khử Selenit và cân nó dưới dạng Selen kim loại. Phương pháp điện phân
định lượng Selen cũng đã được bắt đầu chú ý nghiên cứu vào đầu những năm 1960,
nhờ sử dụng cặp điện cựa Cu-Pt. Khi đó Selen được tách ra dưới dạng Cu 2Se, là dạng
không bị hút ẩm và không bị thay đổi khi nung đến nhiệt độ 13000C. Sai số của phương

pháp này là 0,3%. Phương pháp này được ứng dụng để xác định SeO2 trong kỹ thuật.
1.2.2.Phương pháp phân tích thể tích [1]
Phương pháp chuẩn độ cơ bản được sử dụng để xác định Se 6+ là chuẩn độ Iot.
Do độ nhạy cao của phương pháp, nên cần tách triệt để các nguyên tố ảnh hưởng đến
phép xác định. Chỉ thị dùng cho phép chuẩn độ có thế là chỉ thị hoá học hoặc chỉ thị
điện hoá. Phép chuẩn độ dựa trên việc dùng KI để khử H2SeO3:
-

4I + SeO

23

+ 6H

+

→

9

Se + 2 I2 + 3 H2O


I2 sinh ra được chuẩn độ bằng Na2S2O3 với chỉ thị hồ tinh bột
I2 + 2Na2S2O3

→

2NaI + Na2S4O6

Phương pháp này xác định được đến 50 mg Se.
1.2.3. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)
1.2.3.1. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử với kỹ thuật lò graphite
Tác giả M.Tuzen tách và xác định dạng của Se trong thực phẩm và mẫu nước
bằng cách tạo kết tủa Magie hydroxide trên hệ thống quang phổ hấp thụ nguyên tử với
kỹ thuật lò graphite với quy trình như sau: 1 ml Mg(NO 3)2 được thêm vào bình 20 ml
chứa 0,5 µg Se(IV). Sau đó điều chỉnh pH bằng cách sử dụng NaOH 1M. Sau đó kết
tủa bằng Mg(OH2), dung dịch được ly tâm 2750rpm trong 10 phút. Lấy kết tủa rồi đem
kết tủa hòa tan bằng 1ml HNO3 1M. Thể tích cuối đươc hòa tan bằng 2,0-10,0ml nước
cấ,làm lặp lại 3 lần, sau đó đem xác định Se bằng phương pháp GF-AAS. Phương pháp
có độ thu hồi cao 95%, giới hạn phát hiện 0,03 µg/l, khoảng tuyến tính của Se từ 0 – 50
µg/l. Phương pháp sử dụng chất nền Pd và Mg(NO 3)2 loại bỏ được ảnh hưởng nền
mẫu[11].
1.2.3.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử với kỹ thuật hydrua hóa
Việc xác đinh lượng vết Se ở nồng độ khoảng ng/ml bằng kỹ thuật hydrua hóa sử
dụng hỗn hợp acid tartaric và dung dịch NaBH 4. Hệ thống quang phổ hấp thụ được sử
dụng để xác định.
Các tác giả [14] đã xác định được các thông số cơ bản như tỉ lệ acid tartaric/
NaBH4, loại và lượng acid và nhiệt độ phản ứng được tối ưu sử dụng 640 ng/mL (16 ng/
25 µL) của dung dịch chuẩn Se (IV). Khoảng tuyến tính của đường chuẩn từ 20 đến
1200 ng/mL (0.5 – 30 ng Se(IV) /25 µL). Độ lệch chuẩn (%RSD) là 1.93% và giới hạn
phát hiện là 10.6 ng/mL (265pg/ 25 µL) Se (IV). Độ tin cậy của phương pháp được
kiểm tra bằng phương pháp thêm chuẩn sử dụng các loại môi trường khác nhau như
nước, mẫu đất và cũng như một số loại mẫu chứa calcium phosphate. Chuyển Se (VI)

10


về Se (IV), L-cysteine được thêm vào hỗn hợp NaBH 4 và acid tartaric. Kết quả chỉ ra
rằng kỹ thuật hydrua hóa cho kết quả tốt.

1.2.4. Phương pháp huỳnh quang
Phức pizoselol tạo thành giữa Selen (IV) và các O-diamino thơm phát huỳnh
quang ở bước sóng nhất định. Do đó có thể đo huỳnh quang để định lượng Selen.
Với 3,3 diaminobezidin: Se(IV) sẽ tạo phức Monoopiazoselenol. Trong dung
môi hữu cơ, phức này phát huỳng quang ở bước sóng 580nm với bước sóng kích thích
là 436nm.
Với 2,3-diaminonaphtalen: Se(IV) sẽ tạo phức Piazoselenol phát huỳng quang ở
bước sóng 520nm, với bước sóng kích thích là 380nm trong dung môi là n-hexan hoặc
cyclohexan.
Phương pháp này nhạy, nhưng không đáp ứng được trong phân tích thực phẩm
vì bị ảnh hưởng bởi các nguyên tố vi lượng khác.
1.2.5. Phương pháp kích hoạt phóng xạ
Selen được chuyển về các đồng vị do bắn phá mẫu bằng chùm nơtron, sau đó đo
các cường độ bức xạ của đồng vị mới tạo thành.
Độ nhạy của phương pháp này đạt được 0,01 ng, phương pháp có ưu thế trong
việc kiểm tra hàm lượng Selen trong thực phẩm. Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi
phải có thiết bị phức tạp và phương tiện chống nhiễu xạ.
1.2.6. Phương pháp trắc quang
Se(IV) phản ứng nhạy và chọn lọc với O-diamino thơm, tạo phức Piazoselenol
tan trong các dung môi hữu cơ. Phức này có cực đại hấp thụ rất đặc trưng, có thể đo
quang để xác định hàm lượng Selen. Thuốc thử 2,3-diaminonaphtalen là phổ biến nhất.
Với 2,3-diaminonaphtalen: Mẫu thử được vô cơ hoá bằng hỗn hợp HNO 3 và
HClO4, pha loăng dung dịch vô cơ hoá bằng nước cất, thêm vào đó dung dịch chứa
Dinatri edetat va Hydroxylamin hydroclorid, điều chỉnh pH=1,1 bằng dung dịch
NH4OH. Sau đó, thêm dung dung dịch 2,3-diaminonaphtalen rồi đun cách thủy hỗn

11


hợp trên ở 500C trong 30 phút. Chiết bằng cyclohexan, đo quang ở bước sóng 380nm

để định lượng Selen.
Ưu điểm: Phản ứng nhạy, chọn lọc và áp dụng được với mẫu có hàm lượng
Selen thấp.
Nhược điểm: Phức piazoselenol dễ bị phân hủy ngoài ánh sang, các chất oxy
hóa mạnh ngăn cản tạo phức, các chất màu ảnh hưởng tới mật độ quang, do đó kết quả
định lượng thiếu chính xác. Phương pháp này áp dụng để định lượng Se trong mẫu
thực phẩm có thành phần nền phức tạp gặp nhiều khó khăn.
Để tăng độ nhạy và có thể xác định lượng vết Se người ta kết hợp với phương
pháp động học xúc tác.
Phương pháp động học xúc tác được mô tả để xác định Se(IV), Se(VI) và tổng
Se vô cơ trong nước dựa vào hiệu ứng xúc tác của Se(IV) về việc khử bromat bởi
hydrazine dihydrochoride trong môi trường acid. Các brom sinh ra làm mất màu
methyl da cam (MO) được đo phổ ở bước sóng 507nm theo thời gian. Tốc độ phản ứng
ban đầu và phương pháp ấn định thời gian được thông qua để xác định dạng của Selen
vô cơ.
Theo các tác giả [19] đã tìm được điều kiện tối ưu các đồ thị biểu thị khoảng
tuyến tính là 0 -126.3 và 0-789.6 µg/L của Se (IV) cho tốc độ phản ứng ban đầu và 0315.8 và 0-789.6 µg/L cho phương pháp cố định thời gian. Giới hạn phát hiện là 1.3 và
14.7 µg/L cho tốc độ phản ứng ban đầu và cố định thời gian. Mục đích của phương
pháp này là thẩm định thống kê và nghiên cứu độ thu hồi trong mẫu nước môi trường.
Độ lệch chuẩn tương đối được xác định ở nồng độ 31.6-94.8 µg/L của Se (IV) và Se
(VI) thấp hơn 6%. Phân tích mẫu vật liệu chuẩn của Se sử dụng phương pháp tốc độ
phản ứng ban đầu và cố định thời gian để chỉ ra rằng mục đích của phương pháp là
phương pháp có độ chính xác tốt.

12


1.2.7. Một số nghiên cứu xác định Selen theo phương pháp động học - xúc
tác trắc quang
Phương pháp động học xúc tác xác định Se(IV), Se(VI), và tổng Selen vô cơ

trong nước, dựa vào khả năng xúc tác của Se(IV) trong phản ứng khử Bromat bằng pnitrophenyl hydrazin khi có mặt NaBr 0,6 M ở pH = 3. Br 2 sinh ra làm mất màu
calmagite. Độ hấp thụ quang của dung dịch được đo tại bước sóng 523nm bằng
phương pháp trắc quang theo thời gian ấn định. Trong phản ứng chỉ thị này, Br - đóng
vai trò là chất hoạt hóa cho sự xúc tác của Se(IV) và là chất khử Se(VI) ở pH=3,0. Ở
điều kiện tối ưu (thời gian t = 7 phút và nhiệt độ là 25 o C), đường chuẩn tuyến tính
trong khoảng 1,0- 35,0

µ

g Se(IV)/ l, giới hạn phát hiện của phương pháp là 0,22

µ

g/l.

Ảnh hưởng của các cation và anion đến xác định Se(IV) cũng đã được nghiên cứu
Phương pháp động học xúc tác cũng đã được nghiên cứu để xác định selen trong
mẫu nước ở môi trường đệm phtalat pH = 2, người ta đã nghiên cứu sự xúc tác của
Se(IV) cho phản ứng làm mất màu xylenol da cam bằng Na 2S. Phản ứng xúc tác là một
phản ứng bậc không, hằng số của tốc độ phản ứng là 7,67x 10 -5 mol/l.s và năng lượng
hoạt hóa là 50,09 kJ/mol. Sự phụ thuộc của delta A (hiệu độ hấp thụ giữa phản ứng có
và không có xúc tác) vào nồng độ của Se (IV) là tuyến tính khi nồng độ Se(IV) <=
0,12mg/l, giới hạn phát hiện là 2,66x 10-5 g/l. Phương pháp đã nêu được áp dụng để xác
định lượng vết của Se(IV) trong mẫu nước
Bằng phương pháp động học - xúc tác trắc quang người ta có thể xác định được
các dạng tồn tại của Selen trong các mẫu khác nhau, môi trường đệm khác nhau nhờ
tác dụng xúc tác cho các phản ứng chỉ thị oxi hóa - khử của chúng.
1.3. Các phương pháp tách và làm giàu hợp chât Se trong môi trường nước
1.3.1. Phương pháp chiết lỏng - lỏng
Nguyên tắc của kỹ thuật này là dựa trên sự phân bố của chất phân tích vào hai

pha lỏng (2 dung môi) không trộn lẫn vào nhau. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu

13


quả của sự chiết trong đó yếu tố đầu tiên là hệ số phân bố nhiệt động của cân bằng
chiết, tiếp theo là sự ảnh hưởng của nhiệt độ, pH...
Việc sử dụng chiết lỏng- lỏng cho việc tách và làm giàu Se(IV) bằng phương
pháp sắc ký khí dùng detector ECD đã được nghiên cứu. Dẫn xuất của Se được chiết
với kỹ thuật chiết lỏng – lỏng dùng hỗn hợp etanol (phân tán dung môi) và clorobenzen
(tách chiết dung môi). Ảnh hưởng của các thông số phân tích khác nhau đối với phản
ứng dẫn xuất và quá trình chiết lỏng - lỏng được đánh giá và theo điều kiện tối ưu hóa.
Hệ số làm giàu thu được là 122 lần chỉ từ 5ml mẫu nước, khoảng tuyến tính là 0,01510µg/L với giới hạn phát hiện là 0,05µg/L. Độ lệch chuẩn tương đối cho 10 phép đo
lặp lại của Se(IV) nồng độ = 2 là 4,1%. Phương pháp này được áp dụng cho việc xác
định Se trong mẫu nước môi trường với hiệu suất thu hồi đáp ứng yêu cầu [16]
1.3.1. Phương pháp chiết pha rắn
Chiết pha rắn phù hợp khi chuẩn bị các mẫu phức tạp như: các mẫu môi trường,
mẫu thuốc, mẫu lâm sàng. Cột chiết pha rắn dạng xi-lanh có dung tích 1-25ml được
nhồi chất hấp thu có đường kính khoảng 40µm. Trên chất nhồi có gắn các nhóm chức
khác nhau, có thể là các gốc hữu cơ có độ phân cực khác nhau, cũng có thể là các chất
trao đổi ion, tùy theo đối tượng cần tách. Phía trên và phía dưới lớp vật liệu nhồi là 2
lớp đĩa đệm polipropylen có lỗ 20µm. Cho mẫu lỏng đi qua cột, các chất phân tích sẽ
được làm giàu, loại tạp chất trước khi rửa giải bằng dung môi thích hợp. Thể tích mẫu
đem phân tích khoảng 1-11ml. Trong quá trình chiết pha rắn có thể áp vào đầu cột một
áp suất nào đó hoặc tạo ra chân không ở cuối cột.
Chiết phan rắn là quá trình phân bố của các chất giữa hai pha, trong đó lúc đầu
mẫu ở dạng lỏng (pha nước hoặc pha hữu cơ) thường dùng với thể tích lớn được dội
qua cột chiết trong đó có nhồi chất chiết ở dạng rắn. Khi đó, pha tĩnh sẽ tương tác với
chất phân tích và giữ chúng ở trên cột (trên pha tĩnh), còn các chất khác sẽ đi ra khỏi
cột cùng dung môi hòa tan mẫu

14


Sau đó, dùng một dung môi thích hợp hòa tan tốt các chất phân tích bị giữ trên
cột (dùng với thể tích nhỏ hơn rất nhiều lần so với thể tích mẫu ban đầu) để rửa giải
chúng ra khỏi pha tĩnh (cột chiết) và thu được dung dịch có chất phân tích.
Theo [9] quá trình chiết pha rắn được dùng trong việc xác định Se bằng phương
pháp sắc ký khí với detector ECD đã được khảo sát: Dẫn xuất của Se(IV) phản ứng với
1,2 diomino-3,5dibromobenzene hình thành 4,6-dibromopiazselenol được hấp phụ vào
các lỗ trống trong polyme divinylbenzen polymer. Rửa giải cột này bằng dung dịch
toluen. Quá trình chiết pha rắn được đề xuất so với quá trình chiết lỏng – lỏng đạt độ
thu hồi 97% với thể tích mẫu là 5-10 ml. Những kết quả thu được của mẫu nước tự
nhiên được thêm chuẩn bằng Se và được đo bằng GC-ECD và hấp phụ quang nguyên
tử ion hidro hóa. Việc loại bỏ các hợp chất hữu cơ trong nguồn nước tự nhiên tác giả
đã sử dụng vật liệu XAD-8 và Dowex 1x8 để xác định Se.
Như vậy, mẫu phân tích khi đi qua cột chiết pha rắn đã được làm giàu lên nhiều
lần so với mẫu ban đầu
1.4. Ứng dụng của hợp chất Zr(IV) trong xử lý môi trường
Có nhiều tác giả đã công bố liên quan đến cố định Zr(IV) trong xử lý môi
trường. Biplob Kurmar Biswas cùng các cộng sự đã nghiên cứu sử dụng chất thải rắn
đươc xử lý hóa học trong quá trình sản xuất nước cam sang dạng gel và được cố định
Zr(IV) để hấp phụ As(III) và As(IV). Kết quả cho thấy khi có mặt của Zr(IV) thì khả
năng hấp phụ As là rất cao, dung lượng hấp phụ 88mg/g, 130mg/g đối với As(V) và
As(III).[7]Tatineni Balaji cùng các cộng sự trong phòng thí nghiệm hóa học Membrane
(Nhật Bản)[14] đã nghiên cứu và chuyển hóa As(V) và As(III) sử dụng nhựa vòng
càng có chứa nhóm aminodiacetic axit (LDA) có gắn Zr. Khảo sát quá trình hấp phụ
của As (V) và As(III) dưới các điều kiện khác nhau khi sử dụng nhựa vòng càng có gắn
Zr (Zr- LDA) với nhóm amino diacetic. Kết quả cho thấy ion Asenat hấp phụ mạnh ở
pH 2-5, trong khi ion asenit hấp phụ mạnh ở pH 7-10,5. Tải trọng hấp phụ cực đại tuân

theo đúng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir với tải trọng cực đại là 0,656 và

15


1,1843 mmol/g đối với As(V) pH=4, As(III) pH =9. Sự giải hấp được tiến hành bằng
dung dịch NaOH 1M với As(V).
Đã có nhiều công trình nghiên cứu ứng dụng Zr(IV) trên các chất mang khác
nhau để xử lý As, PO43-, F-…Theo luận văn thạc sĩ Nguyễn ngọc Khánh đã nghiên cứu
cố định Zr(IV) trên than hoạt tính để hấp phụ As, PO43-. Kết quả cho thấy lượng Zr(IV)
cố định trên than tốt nhất là 2,38%, còn nhựa XAD-7 là 15,39%. Kết quả chụp SEM
cho thấy bề mặt của vật liệu gần như được phủ hoàn toàn bằng một lớp Zr. Vật liệu rất
bền trong môi trường tự nhiên, ở điều kiện thường hầu như không thấy Zr tách ra khỏi
vật liệu[2]
Các hợp chất Zr hấp phụ rất tốt các hợp chất của Asen, Flo, photphat. Tuy nhiên
giá thành rất đắt. Mặt khác việc thu hồi tái sử dụng vật liệu sẽ khó khăn. Để khắc phục
người ta thường cố định hợp chất Zr(IV) trên chất mang thích hợp như nhựa trao đổi
ion, than hoạt tính. Một số chất mang được nghiên cứu phổ biến là:
+ Nhựa trao đổi cationit [3]
Là những chất có đặc trưng axit trong cấu tạo mạng lưới của nhựa có mang điện
tích âm (nhóm đặc trưng mang điện tích âm) kèm theo nhóm đặc trưng có một cation
linh động có khả năng trao đổi với cation khác trong dung dịch.
Các ion linh động của cationit thường là H, thường được gọi là nhựa trao đổi
cation dạng H. Nếu thay H bằng Na được gọi là Na- cationit.
Các nhóm đặc trưng của cationit : -SO3H , -COOH , -OH, H2PO3- ,
Các nhóm đặc trưng càng nhiều, khả năng trao đổi càng tăng, đồng thời độ hòa
tan trong nước của nhựa cũng tăng. Nhựa không tan do các liên kết nối ngang. Lượng
nối ngang sẽ ảnh hưởng đến kích thước hạt nhựa qua sàng, khả năng trương, chuyển
động của các ion linh động, độ bền cơ học. Nếu tăng độ nối ngang trong cấu trúc của
nhựa thì sẽ tăng khả năng trao đổi, độ hòa tan giảm nhưng độ trương tăng. Có 2 loại

cationit:
Cationit acid mạnh nhóm đặc trưng là: -SO3H, -PO3H.

16


Có khả năng phân ly thành ion linh động, ít linh động trong tất cả các môi
trường trung tính, kiềm, acid. Do đó khả năng trao đổi của chúng không bị ảnh hưởng
bởi pH của dung dịch.
Cationit acid yếu : nhóm đặc trưng –COOH, -OH
Phân ly yếu trong môi trường acid, khả năng trao đổi phụ thuộc vào pH của môi
trường. Trong môi trường kiềm, khả năng phân ly mạnh nên khả năng trao đổi lớn.
Trong môi trường acid, khả năng phân ly thấp, dẫn đến khả năng trao đổi thấp.
+ Nhựa vòng càng :
Nhựa vòng càng thường được xem là một dạng của nhựa trao đổi ion. Tuy
nhiên, trong trường hợp của nhựa vòng càng các ion được liên kết cộng hóa trị hoặc là
sự tương tác tĩnh điện. Trong khi các trường hợp trao đổi ion lực tĩnh điện giữa các các
nhóm chức năng ngược tính và ion trong dung dịch đóng vai trò chính. Sự tương tác
các nhóm chức năng của nhựa và kim loại (dạng cation hoặc oxoanion) là lựa chọn đối
với bản chất kim loại. Nó cho phép loại bỏ có chọn lọc các kim loại phù hợp với mục
tiêu thông qua chức năng của nhựa. Nhựa vòng càng có cùng kích thước hạt và dạng
polyme giống nhựa trao đổi ion thông thường. Nhóm tiêu biểu thể hiện chức năng của
nhựa là : Iminodiacetic axit, Thiourea, 2- picolylamine.
Nhựa 100 và 200 được trùng hợp từ styren và divinylbenzene có ghép nối với
nhóm iminodiacetat tạo thành nhựa vòng càng. Nhựa vòng càng có bản chất giống các
loại nhựa trao đổi cation axit yếu bởi bản chất của các nhóm axit cacboxylic, nhưng nó
khác là không trao đổi bình thường vì nó có tính chọn lọc cao với các ion kim loại. Tại
các pH thấp, nhựa vòng càng giống như là nhựa trao đổi ion. Vì vậy nhựa có hiệu quả
trong vùng axit loãng.

17


Hình 1.2 : Khả năng phân ly của ion phụ thuộc vào pH
1.5. Ứng dụng của nhựa trao đổi ion trong xử lý nước
Asem A.Atia cùng các công sự trường đại học Menoufia năm 2004 (Ai Cập )[6]
đã nghiên cứu các hoạt động của các kim loại không chuyển tiếp trên nhựa vòng càng
mang nhóm iminoacetate. Nhựa vòng càng thu được có khả năng hấp phụ mạnh các
ion kim loại không chuyển tiếp( Zn 2+, Cd2+, Pb2+) tương tự như các kim loại kiềm
( Ca2+, Mg2+). Các mẫu nhựa mang ion kim loại được tái sinh bằng dung dịch HCl (0,52M).
Cấu trúc của nhựa:

Hấp phụ các kim loại nặng trên nhựa vòng càng có nhóm iminoacetate cũng như
các thông số hấp phụ của nó được thực hiện bởi tác giả Maria Valentina Dinu,
Ecaterina Stela Dragan ( Romania)[6] đã thực hiện nghiên cứu hấp phụ các kim loại
nặng trong dung dịch Cu(II) Co(II), Ni(II) trên nhựa. Qúa trình thực hiện dùng thiết bị
đo phổ UV-VIS. Khảo sát động học hấp phụ, qúa trình chuyển hóa, pH, thời gian, nồng

18


độ các ion, nhiệt độ. Kết quả thu được tải trọng hấp phụ cực đại ở pH5 của Cu(II) >
Ni(II) > Co(II). Cả phương trình đẳng nhiệt Freundlic và Langmuir đều áp dụng được
cho các ion Cu(II), Ni(II), Co(II) trên nhựa.
Các ứng dụng của nhựa chelex 100 như : phân tích các dấu vết kim loại trong
nước tự nhiên, trong hóa chất, sinh hóa… Trong thực tế người ta cũng sử dụng nhựa
trao đổi ion (Cationit và Anionit ) để xử lý nước thải trong công nghiệp.

19

Chương 2: THỰC NGHIỆM
2.1. Mục tiêu, nội dung, phương pháp nghiên cứu
2.1.1. Mục tiêu
Chế tạo được vật liệu hấp phụ bằng cách cố định hợp chất Zr(IV) trên chất
mang thích hợp để tách và làm giàu hợp chất Se(IV) ở lượng vết trong môi trường
nước.
2.1.2. Nội dung nghiên cứu
Nội dung nghiên cứu của luận văn gồm:
- Nghiên cứu điều kiện cố định Zr(IV) trên nhựa cation và nhựa vòng càng
- Khảo sát khả năng hấp phụ Se(IV) trên nhựa trao đổi ion và nhựa vòng càng
gắn Zr(IV).
- Khảo sát khả năng giải hấp bước đầu làm giàu xác định lượng vết Se(IV) bằng
phương pháp động học - xúc tác trắc quang.
2.1.3. Phương pháp động học - xúc tác trắc quang xác định Selen
2.1.3.1.Nguyên tắc của phương pháp động học - xúc tác trắc quang xác định
lượng vết Se(IV)
Metyl da cam là hợp chất có màu và được sử dụng như một chất chỉ thị oxy hóa
khử. Sự làm mất màu của metyl da cam (MO) khi có mặt ion Bromat trong môi trường
axit xảy ra khá chậm. Khi có mặt Se(IV) làm xúc tác thì việc khảo sát độ hấp thụ quang
của dung dịch rất khó khăn vì phản ứng xảy ra quá nhanh. Do vậy, việc bổ sung thêm
hydrazine vào môi trường phản ứng sẽ làm cho tốc độ phản ứng chậm lại. Cơ chế xúc
tác của Se(IV) có thể giả định như sau: muối hydrazin khử Se(IV) về Selen nguyên tố
trong môi trường axit theo phản ứng (1). Selen nguyên tố được tạo thành lại bị oxi hóa
thành Se(IV) bởi BrO3- và sinh ra Br- theo phản ứng (2). Trong môi trường axit, Br - bị
oxi hóa bởi BrO3- thành Br2 theo phản ứng (3) và chính Br 2 sinh ra làm mất màu MO
theo phản ứng (4). Do đó sự oxi hóa MO được tăng tốc đáng kể khi có mặt lượng nhỏ
Br2, tức là phản ứng được xúc tác gián tiếp khi có mặt lượng nhỏ Se(IV) [19].

20

SeO32- + 2H+ + N2H4

→

3Se0 + 2BrO3- + 3H2O
BrO3- + 5Br- + 6 H+

Se0 + N2 + 3H2O (1)

→
→

3H2SeO3 + 2Br- (2)
3Br2 + 3H2O (3)

Vì vậy, bằng cách theo dõi sự giảm độ hấp thụ quang của metyl da cam (khi có
mặt hydrazin, KBrO3) theo nồng độ Se(IV) thì có thể định lượng được Se(IV) trong
mẫu. Nếu trong mẫu có Se(VI) thì cần khử Se(VI) xuống Se(IV) bằng chất khử thích
hợp, sau đó xác định tổng lượng Selen rồi từ đó suy ra hàm lượng Se(VI) trong mẫu.
2.1.3.2. Khảo sát lại phương pháp động học xúc tác trắc quang xác định Se
Theo Nguyễn Thị Thúy Hằng [1] xây dựng đường chuẩn Se(IV). Được đo tại
bước sóng : λ=508 nm và nồng độ các chất là MO là 100 mg/l; (NH 3Cl)2 5,0x10-2M;
KBrO3 là 5,0x10-3M; Glixin - HCl có pH = 1,6, thời gian t = 8 phút.
Chuẩn bị 9 bình định mức dung tích 25ml, đánh số từ 1 - 9. Lần lượt cho vào
các bình: 5,00ml dung dịch đệm pH = 1,6; sau đó thêm vào các bình thứ tự thuốc thử
như sau:
Bình 1: 3,00ml (NH3Cl)2 5,0x10-2M.
Bình 2: 3,00ml (NH3Cl)2 5,0x10-2M; 2,00ml MO 100,0mg/l.

Bình 3 - 9: 3,50 – 5,00 ml dung dịch Se(IV) 10,0ppm tương ứng với nồng độ
Se(IV) thay đổi từ 0,1 – 0,7ppm; 3,00ml (NH3Cl)2 5,0x10-2M; 2,00ml MO100mg/l.

21


Cuối cùng thêm vào các bình 5,50 ml KBrO 3 5,0x10-2M, đinh mức bằng nước
cất đến vạch mức, sóc trộn đều dung dịch. Sau 8 phút đem đo độ hấp thụ quang của các
dung dịch tại

λ

= 508 nm, với dung dịch so sánh là dung dịch trong bình 1. Kết quả

thực nghiệm được trình bày bảng 2.1.
Bảng 2.1: Khảo sát khoảng tuyến tính xác định Se(IV)
STT

Nồng độ Se(IV)

A

1

0

0,8

------

2

0,1

0,701

0,099

3

0,2

0,652

0,148

4

0,3

0,620

0,180

5

0,4

0,574

0,226

6

0,5

0,531

0,269

7

0,6

0,500

0,300

8

0,7
0,466
0,334
Hình 2.1: Đường chuẩn Se(IV) nồng độ từ 0,1 - 0,7 ppm
Vậy, khoảng tuyến tính của Se(IV)được xác định bằng phương pháp trắc quang

tại bước sóng 508 nm là (0,1 – 0,7 ppm). Phương trình tuyến tính: y = 0,392x + 0,065
với hệ số R2 = 0,996.
2.2. Hóa chất và thiết bị
2.2.1. Hóa chất

Các hóa chất cần dùng không chứa chất phân tích (pA hoặc tương đương).
- Pha 100,00ml dung dịch chuẩn Se(IV) 1000ppm từ SeO2
Cân 0,1405 SeO2 tinh thể trên cân phân tích, hòa tan sơ bộ lượng cân này bằng
nước cất hai lần, chuyển vào bình định mức 100ml, tráng rửa cốc cân nhiều lần rồi
chuyển vào bình định mức trên, thêm nước cất tới vạch mức, sóc trộn đều dung dịch ta
được 100,00ml dung dịch Se(IV) 1000ppm.

22


- Pha 100,00ml dung dịch I2 0,0127M từ Iot tinh thể.
Cân 0,32g Iot trên cân kỹ thuật. Hòa tan sơ bộ lượng cân này bằng nước cất,
sau khi iot tan hết thêm khoảng 10g KI. Thêm nước cất tới vạch mức, sóc trộn đều
dung dịch được dung dịch I2 0,0127M. Dung dịch vừa pha bảo quản trong chai thủy
tinh màu nút nhám.
- Pha 100,00ml dung dịch Na2S2O3 0,025M từ Na2S2O3 tinh thể.
Cân 0,62g Natri thiosunfat trên cân kỹ thuật, hòa tan sơ bộ bằng nước cất,
chuyển vào bình dịnh mức 100,00ml, tráng rửa cốc cân, thêm nước cất tới vạch mức
được 100,00 ml dung dịch Na2S2O3 0,025M.
- Pha 100,00ml dung dịch K2Cr2O7 4,17x10-3M.
Cân 0,1227g Kali dicromat loại tinh khiết hóa học trên cân phân tích, hòa tan sơ
bộ bằng nước cất chuyển vào bình định mức 100ml, tráng rửa cốc cân nhiều lần chuyển
vào bình trên, thêm nước cất đến vạch mức, sóc trộn đều dung dịch được 100,00ml
dung dịch K2Cr2O7 4,17x10-3M.
- Pha 100,00ml dung dịch Se(IV) 10ppm từ dung dịch Se(IV) 909 ppm.
Hút chính xác 1,1ml dung dịch Se(IV) 909 ppm chuyển vào bình định mức
100ml, thêm nước cất tới vạch mức, sóc trộn đều dung dịch được 100,00ml dung dịch
Se(IV) 10ppm ( dung dịch chuẩn).
- Pha 250,0ml dung dịch metyl dacam (MO) 100mg/l.
Cân 25mg MO hòa tan bằng nước cất, thêm nước cất tới 250,0ml được 250,0ml

dung dịch MO 100mg/l.
- Pha 100,0ml dung dịch (NH3Cl)2 5,0x10-2M.
Cân 0,53g hydrazin dihydrochlorua trên cân kỹ thuật. Hòa tan sơ bộ bằng nước
cất, thêm nước đến thể tích 100ml, sóc trộn đều dung dịch được 100,0ml dung dịch
N2H4.2HCl 5,0x10-2M.
- Pha 100,0ml dung dịch KBrO3 5,0x10-2M.

23


Cân 0,84g kali bromat tinh khiết hóa học trên cân kỹ thuật, hòa tan sơ bộ bằng
nước cất, thêm nước đến vạch mức, sóc trộn đều dung dịch được 100,0ml dung dịch
KBrO3 5,0x10-2M.
- Pha dung dịch đệm Glixin - HCl có pH= 1,6: Để pha dung dịch này, chúng tôi
tiến hành trộn dung dịch glixin và HCl trộn vào nhau theo các tỷ lệ glixin : HCl là 20:1,
cách pha dung dịch glixin 0,1M và dung dịch HCl 1,0M như sau:
+ Pha 100,0 ml dung dịch glixin 0,1M từ glixin tinh thể.
Cân 0,75g glixin loại tinh khiết hóa học trên cân kỹ thuật, hòa tan sơ bộ bằng
nước cất, thêm nước tới thể tích 100ml, sóc trộn đều dung dịch được 100,0ml dung
dịch Glixin 0,1M.
+ Pha 1000,0 ml dung dịch HCl 1,0M từ HCl đặc 37%, (d = 1,19g/ml).
- Xác định nồng độ Se(IV) bằng dung dịch Iot tiêu chuẩn như sau:
+ Xác định nồng độ dung dịch Na2S2O3 theo K2Cr2O7.
Phương trình chuẩn độ:
K2Cr2O7+ 6KI + 7H2SO4

→

I2 + 2 Na2S2O3

Cr2(SO4)3 + 3I2+ 4 K2SO4 + 7H2O

htb
→

2NaI + Na2S4O6

Kết quả thu được thể hiện trong bảng 2.2:

Bảng 2.2: Kết quả chuẩn độ xác đinh nồng độ dung dịch Na2S2O3 theo K2Cr2O7
Thể tích K2Cr2O7 (ml) Thể tích Na2S2O3 (ml)
10

9.85

10

10

Nồng độ của Na2S2O3 0,0252 M
+ Xác định nồng độ dung dịch I2 theo Na2S2O3

24


htb
→

Phương trình chuẩn độ: I2 + 2 Na2S2O3

2NaI + Na2S4O6

Kết quả thu được thể hiện trong bảng 2.3:
Bảng 2.3: Kết quả chuẩn độ xác đinh nồng độ dung dịch I2 theo Na2S2O3
Thể tích I2 (ml)

Thể tích Na2S2O3 (ml)

5

5.2

5

4.7

Nồng độ dung dịch I2: 0,0125 M.
+ Xác định nồng độ dung dịch Se(IV) bằng I2
Phương trình chuẩn độ: I2+ 2 Na2S2O3

→

Se4+ + 2I-

2NaI + Na2S4O6

→

Se2+ + I2

Kết quả thu được thể hiện trong bảng 2.4:
Bảng 2.4: Kết quả chuẩn độ xác nồng độ dung dịch Se(IV) bằng I2
Thể tích Se (ml)

Thể tích Na2S2O3 (ml)

5

4.4

5

4.55

Ơ

ư

Nồng độ dung dich Se(IV)909 ppm
Như vậy, dung dịch chuẩn Se(IV) sau khi xác định lại nồng độ, có nồng độ gốc
là 909 ppm. Chúng tôi dùng dung dịch này để tiến hành thí nghiệm.
2.2.2. Thiết bị
- Máy đo quang: Novaspec II (Anh)
- Máy đo pH: Consort – C803 (Đức)

25