Nguyên cứu hiệu quả của phương pháp xử lý cu2+ trong nước thải bằng công nghệ sinh học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI

TRẦN THỊ DUY LY

NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ
CỦA PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ CU2+ CÓ TRONG
NƢỚC THẢI BẰNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC

HÀ NỘI, NĂM 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI

TRẦN THỊ DUY LY

NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ
CỦA PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ CU2+ CÓ TRONG NƢỚC THẢI
BẰNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Chuyên ngành: Hóa phân tích
Mã số: 60 44 01 18

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Hoàng Nam
PGS.TS.Trần Thị Hồng Vân

HÀ NỘI, NĂM 2017


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan bản luận án này là kết quả nghiên cứu của cá nhân tôi.
Các số liệu và tài liệu đƣợc trích dẫn trong luận văn là trung thực. Kết quả
nghiên cứu này không trùng với bất cứ công trình nào đã đƣợc công bố trƣớc đó.
Tôi chịu trách nhiệm với lời cam đoan của mình.

Hà Nội, tháng 6 năm 2017
Tác giả luận văn

Trần Thị Duy Ly


LỜI CẢM ƠN
Với lòng biết ơn sâu sắc, lời đầu tiên tôi xin gửi lời cám ơn chân thành nhất
tới thầy giáo TS. Nguyễn Hoàng Nam và cô giáo PGS. TS Trần Thị Hồng Vân –
ngƣời đã giao đề tài, chỉ bảo tận tình và cho tôi những kiến thức quý báu trong quá
trình nghiên cứu.
Tôi xin cảm ơn phòng thí nghiệm Hóa học – Khoa Đại Cƣơng – Trƣờng Đại
học Mỏ - Địa chất đã giúp đỡ tôi trong quá trình làm thực nghiệm.
Xin chân thành cảm ơn các bạn, các em làm việc trong phòng thí nghiệm
Hóa Môi Trƣờng đã giúp đỡ tôi trong quá trình tìm tài liệu và làm thực nghiệm.
Trong quá trình thực thiện, mặc dù đã rất cố gắng để hoàn thiện một cách tốt
nhất nhƣng do thời gian có hạn nên luận văn của tôi không thể tránh khỏi những sai
sót, vậy tôi rất mong thầy cô xem xét và thông cảm.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn!

Tác giả luận văn

Trần Thị Duy Ly


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT
Kí hiệu

Tên tiếng Anh

BOD

Biochemical Oxigen Demand

LOD

Limit of detection

COD

Chemical Oxigen Demand

Tên tiếng Việt

Giới hạn phát hiện

VSV

Vi sinh vật

DDC

Đietylđithiocacbaminat

KLN

Kim loại nặng

LOQ

Limit of quantity

Giới hạn định lƣợng

SD

Standard deviation

Độ lệch chuẩn

RSD

Relative standard deviation

Độ lệch chuẩn tƣơng đối

TVTS

Thực vật thủy sinh

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Hồ chứa thải của Công ty mỏ tuyển đồng Sin Quyền sặc sụa mùi tanh của
đồng và thuốc nổ. (Ảnh: Hùng Võ/Vietnam+) ..............................................11
Hình 2.1. Máy trắc quang ABS Optizen 2120UV ....................................................37
Hình 2.3. Mô hình xử lý đồng ...................................................................................38
Hình 2.4. Sự xuất hiện sự phân lớp của dung dịch sau khi kết thúc phản ứng .........43
Hình 3.1. Phổ hấp thụ của phức màu đƣợc hình thành từ Cu2+ với DDC (đo ABS) .......55
Hình 3.2. Phổ hấp thụ của phức màu đƣợc hình thành từ Cu2+ với DDC (đo %T) ..55
Hình 3.3. Phổ hấp thụ của phức màu đƣợc hình thành từ Cu2+ với DDC.................56
Hình 3.4. Sự tuân theo định luật Beer của phức Cu(DDC)2 .....................................59
Hình 3.6. Đƣờng chuẩn COD – ABS ........................................................................63
Hình 3.7. Đƣờng chuẩn nồng độ SO42- .....................................................................64
Hình 3.8. Giá trị pH phụ thuộc vào các chặng của hệ thống xử lý nƣớc thải mạ điện.....66
Hình 3.9. Giá trị dung lƣợng bazơ phụ thuộc vào các chặng của hệ thống ..............68
Hình 3.10. Giá trị COD trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nƣớc thải ............69
Hình 3.11. Hàm lƣợng SO42- trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nƣớc thải ....71
Hình 3.12. Hàm lƣợng của sunfua theo từng chặng..................................................72
Hình 3.13. Hàm lƣợng Cu2+ trung bình theo từng chặng trong hệ thống .................73


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Một số đặc điểm đặc trƣng của đồng ..................................................................... 6
Bảng 1.2. Khử kim loại nặng trong bể với bùn hoạt tính .................................................... 25
Bảng 2.1. Thành phần chính của nƣớc thải........................................................................... 39
Bảng 3.1. Ảnh hƣởng của pH đến sự tạo phức Cu(DDC)2 ................................................. 56
Bảng 3.2. Ảnh hƣởng của lƣợng dƣ thuốc thử đến sự tạo phức Cu(DDC)2...................... 57
Bảng 3.3. Sự phụ thuộc mật độ quang vào thời gian lắc ..................................................... 58
Bảng 3.4. Ảnh hƣởng của các ion kim loại đến sự tạo phức Cu(DDC)2 ........................... 60
Bảng 3.5. Kết quả xây dựng đƣờng chuẩn xác định Cu2+ ................................................... 61
Bảng 3.6. Kết quả đo ABS với nồng độ COD biến thiên trong khoảng 50-500mg/L ..... 63

Bảng 3.7. Kết quả đo ABS với nồng độ của SO42- biến thiên trong khoảng 50-500mg/L . 64
Bảng 3.5. Kết quả xây dựng đƣờng chuẩn xác định Cu2+ ................................................... 82


MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI ..........................................................................................1
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU ...................................................................................2
3. KHÁCH THỂ VÀ ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU..................................................2
4. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC ...................................................................................2
5. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU ...................................................................................2
6. GIỚI HẠN PHẠM VI NGHIÊN CỨU ...................................................................3
7. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...........................................................................3
8. ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN VĂN ....................................................................3
9. CẤU TRÚC LUẬN VĂN .......................................................................................4
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN.....................................................................................5
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGUYÊN TỐ ĐỒNG ..............................................5
1.1.1. Tính chất vật lý, hóa học của đồng ...................................................................5
1.1.1.1. Tính chất vật lý ...............................................................................................5
1.1.1.2. Tính chất hóa học ...........................................................................................6
1.1.2. Ứng dụng ...........................................................................................................7
1.1.3. Hoạt tính sinh hóa của đồng ..............................................................................7
1.2. HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM VÀ SỰ CẦN THIẾT PHẢI XỬ LÝ ION CU2+ .......9
1.2.1. Quy chuẩn của thế giới và Việt Nam về sự có mặt của đồng nƣớc thải ...........9
1.2.1.1. Thế giới ..........................................................................................................9
1.2.1.2. Việt Nam .........................................................................................................9
1.2.2. Hiện trạng ô nhiễm ion Cu2+ trong nƣớc...........................................................9
1.3. CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỒNG .....................................................11
1.3.1. Phƣơng pháp phân tích hóa học .....................................................................11

1.3.1.1. Phương pháp phân tích khối lượng ..............................................................11
1.3.1.2. Phương pháp phân tích thể tích ...................................................................12


1.3.2. Phƣơng pháp điện hóa [10, 14, 16] .................................................................13
1.3.2.1. Phương pháp cực phổ ..................................................................................14
1.3.2.2. Phương pháp von-ampe hòa tan ..................................................................14
1.3.3.Phƣơng pháp chiết và sắc ký [8, 10, 16] ..........................................................15
1.3.3.1. Phương pháp chiết .......................................................................................15
1.3.3.2. Sắc ký ...........................................................................................................15
1.3.4. Phƣơng pháp phân tích quang học [9, 15, 16] ................................................16
1.3.4.1. Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử ...........................................................16
1.3.4.2. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) ................................................16
1.3.4.3. Phương pháp phổ hấp thụ phân tử ..............................................................17
1.4. MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ ĐỒNG TRONG NƢỚC THẢI ................20
1.4.1. Phƣơng pháp vật lí ..........................................................................................20
1.4.1.1. Phương pháp k o tụ

ng

ng iện ...........................................................20

1.4.1.2. Phương pháp hấp phụ ..................................................................................21
1.4.1.3. Phương pháp trao ổi ion ............................................................................22
1.4.1.4. Phương pháp tách

ng màng .....................................................................22

1.4.1.5. Phương pháp thẩm thấu ngược ....................................................................22
1.4.2. Phƣơng pháp hóa học ......................................................................................23

1.4.2.1. Phương pháp kết tủa ....................................................................................23
1.4.2.2. Phương pháp trung h a ...............................................................................24
1.4.3. Phƣơng pháp sinh học .....................................................................................24
1.4.4. Phƣơng pháp kết hợp ......................................................................................29
1.4.5. Phƣơng pháp sử dụng mùn cƣa để xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong nƣớc
thải .............................................................................................................................29
1.4.5.1. Tình hình nghiên cứu ở nƣớc ngoài .............................................................29
1.4.5.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam ...............................................................31
1.4.5.3. Khái quát về mùn cưa trong xử lý nước thải chứa kim loại nặng ...............33


1.4.5.4. Tình hình sử dụng các hợp chất hữu cơ khác nhau để làm nguồn cacbon và
chất khử trong xử lý nƣớc thải chứa kim loại nặng và giàu sunfat ...........................34
1.4.5.5. Sử dụng mùn cƣa nhƣ chất hấp phụ sinh học để xử lý ô nhiễm kim loại
nặng trong nƣớc ô nhiễm kim loại nặng và sunfat ....................................................34
CHƢƠNG II. THỰC NGHIỆM ............................................................................36
2.1. HÓA CHẤT, DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ ...........................................................36
2.1.1. Hoá chất ...........................................................................................................36
2.1.2. Dụng cụ, thiết bị...............................................................................................36
2.1.3. Thiết bị xử lý ...................................................................................................37
2.1.4. Thành phần của nƣớc thải ...............................................................................39
2.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ..............................................................................41
2.3.1. Pha chế dung dịch thuốc thử và các dung dịch khác cần dùng .......................42
2.3.2. Qui trình xác định Cu2+ ....................................................................................43
2.3.3. Khảo sát các điều kiện tối ƣu cho quá trình tạo phức của Cu2+ với thuốc thử
Pb(DDC)2 ..................................................................................................................43
2.3.3.1. Khảo sát ước sóng tối ưu ...........................................................................44
2.3.3.2. Ảnh hưởng của pH ến sự tạo phức .............................................................44
2.3.3.3. Ảnh hưởng của lượng ư thuốc thử .............................................................44
2.3.3.4. Ảnh hưởng của thời gian lắc thuốc thử với dung dịch Cu2+ ........................45

2.3.3.5. Khảo sát sự tuân th o ịnh luật Beer của phức Cu(DDC)2 .........................45
2.3.3.6. Ảnh hưởng của ion kim loại ến sự tạo phức màu Cu(DDC)2 ....................45
2.3.4. Xây dựng đƣờng chuẩn xác định Cu2+ bằng phƣơng pháp trắc quang ...........46
2.3.5. Xác định hàm lƣợng Cu2+ bằng phƣơng pháp phổ hấp thụ phân tử nhờ sự tạo
phức với DDC ...........................................................................................................49
2.4. LẤY MẪU VÀ BẢO QUẢN MẪU ..................................................................50
2.4.1. Lấy mẫu ...........................................................................................................50
2.4.2. Bảo quản mẫu ..................................................................................................50
2.5.1. Xác định hàm lƣợng COD trong hệ thống ......................................................50
2.5.1.1. Nguyên tắc ....................................................................................................50


2.5.1.2. Xác ịnh hàm lượng COD ............................................................................51
2.5.3. Xác định chỉ tiêu S2- bằng phƣơng pháp iot ....................................................52
2.5.3.1. Nguyên tắc ....................................................................................................52
2.5.3.2. Cách tiến hành .............................................................................................53
2.5.5. Xác định giá trị dung lƣợng bazơ ....................................................................54
2.5.5.1. Chuẩn bị hóa chất và dụng cụ .....................................................................54
Cách tiến hành ..........................................................................................................54
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .........................................................55
3.1. KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN TỐI ƢU CHO QUÁ TRÌNH XÁC ĐỊNH Cu2+
VỚI THUỐC THỬ Pb(DDC)2 ..................................................................................55
3.1.1. Khảo sát bƣớc sóng tối ƣu...............................................................................55
3.1.2. Ảnh hƣởng của giá trị pH đến sự tạo phức .....................................................56
3.1.3. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng thuốc thử .............................................................57
3.1.4. Ảnh hƣởng của thời gian lắc mẫu ...................................................................57
3.1.5. Khảo sát sự tuân theo định luật Lambert Beer ................................................58
3.1.6. Khảo sát sự ảnh hƣởng của ion kim loại đến sự tạo phức màu Cu(DDC)2 ....59
3.1.7. Quy trình phân tích .........................................................................................61
3.2. CÁC ĐƢỜNG CHUẨN ĐƢỢC XÂY DỰNG..................................................61

3.2.1. Đƣờng chuẩn xác định Cu2+ ............................................................................61
3.3. HIỆU QUẢ XỬ LÝ TRONG HỆ THỐNG .......................................................65
3.3.1. Tốc độ bay hơi nƣớc ........................................................................................65
3.3.2. Dung lƣợng bazơ .............................................................................................67
3.3.3. Nhu cầu oxi hóa học (COD – Chemical Oxygen Demand) ............................69
3.3.4. Hiệu quả loại bỏ SO42-.....................................................................................70
3.3.5. Hàm lƣợng S2- .................................................................................................72
3.3.6. Hiệu quả loại bỏ Cu2+ ......................................................................................73
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................75
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................76


MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Nƣớc là tài nguyên hết sức quan trọng đối với sự sống của con ngƣời và
thiên nhiên, tham gia vào các quá trình sinh hóa trong cơ thể sống. Ngoài ra nƣớc
còn có vai trò to lớn đối với các ngành kinh tế sản xuất công nghiệp, nông nghiệp
du lịch… Trong khi đó, môi trƣờng nƣớc hiện nay, vì nhiều nguyên nhân khác nhau
ngày càng bị ô nhiễm nghiêm trọng. Việc môi trƣờng nƣớc bị ô nhiễm đã tác động
mạnh mẽ đến sức khỏe con ngƣời và sinh vật.
Ô nhiễm kim loại nặng, đặc biệt trong môi trƣờng nƣớc vấn đề không chỉ của
Việt Nam mà là vấn đề toàn cầu. Nó đe dọa đến sức khỏe của cộng đồng cũng nhƣ
sự tồn tại và phát triển bền vững của xã hội. Việc xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong
nƣớc là vấn đề mang tính cấp thiết, đòi hỏi có sự quan tâm, đầu tƣ và nghiên cứu
sâu rộng hơn nữa để tìm ra các phƣơng pháp xử lý một cách hiệu quả nhất.
Có rất nhiều phƣơng pháp xử lý nƣớc bị ô nhiễm kim loại nặng nhƣ: phƣơng
pháp vật lý: trao đổi ion, keo tụ bằng dòng điện, thẩm thấu ngƣợc và lọc nano, kết
tủa hoặc hấp phụ, công nghệ sinh học…Trong đó sử dụng phƣơng pháp công nghệ
sinh học là một trong những phƣơng pháp có nhiều ƣu điểm so với các phƣơng
pháp khác vì tiết kiệm đƣợc chi phí, thân thiện môi trƣờng, hiệu quả cao. Tuy nhiên,

phƣơng pháp này vẫn còn khá mới mẻ đối với Việt Nam và hiệu quả của phƣơng
pháp đến đâu thì vẫn là một vấn đề khiến nhiều ngƣời hoài nghi. Chính vì vậy tôi
chọn đề tài “Nghiên cứu hiệu quả của phƣơng pháp xử lý Cu2+ có trong nƣớc
thải bằng công nghệ sinh học”. Đây đƣợc coi nhƣ tiền đề cho việc áp dụng rộng
rãi phƣơng pháp này vào thực tế trong tƣơng lai.
Để xác định hiệu quả của phƣơng pháp, ta phải đánh giá đƣợc sự giảm thiểu
nồng độ của ion kim loại nặng trƣớc và sau xử lí, ở đây cụ thể là đồng. Có nhiều
phƣơng pháp có thể dụng để xác định hàm lƣợng kim loại nặng trong nƣớc, ở đây
em lựa chọn sử dụng phƣơng pháp phổ hấp thụ phân tử là một trong những phƣơng
pháp hiện đại, có độ nhạy, độ chính xác cao, đơn giản, dễ thao tác và có độ ổn định

1


cao, phù hợp với việc xác định vi lƣợng các nguyên tố kim loại nặng trong nƣớc và
các đối tƣợng khác. Khi sử dụng phƣơng pháp này trong nhiều trƣờng hợp không cần
phải làm giàu nguyên tố cần xác định trƣớc khi phân tích nên tốn ít mẫu và thời gian.
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu hiệu quả của việc sử dụng công nghệ sinh học để xử lý Cu2+
trong nƣớc thải, làm sạch môi trƣờng thông qua việc xác định hàm lƣợng của Cu2+
trƣớc và sau xử lí bằng phƣơng pháp đo quang.
3. KHÁCH THỂ VÀ ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU
Ion Cu2+ và hệ thống xử lí ion kim loại nặng đƣợc tạo thành từ đá vôi kết hợp
mùn cƣa và vi sinh.
4. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC
- Ion Cu2+ có thể đƣợc loại bỏ hiệu quả nhờ tạo kết tủa CuS với S2-, kết tủa
này có tích số tan nhỏ và dễ dàng đƣợc loại bỏ.
- Một số vi sinh vật có khả năng khử sunfat thành sunfua thông qua hoạt
động sinh học, từ đó tạo nguồn sunfua kết tủa với ion kim loại và loại bỏ sunfat
khỏi nƣớc thải. Vì vậy cần tạo ra môi trƣờng sống phù hợp và lợi dụng hoạt động

sống của chúng để tạo ra nguồn sunfua.
5. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
- Tìm hiểu các hệ thống xử lý nƣớc thải phòng thí nghiệm cũng nhƣ nƣớc
thải công nghiệp, nƣớc thải sinh hoạt.
- Tìm hiểu hệ thống xử lý nƣớc thải phòng thí nghiệm bằng đá vôi kết hợp
mùn cƣa và vi sinh.
- Tìm hiểu và quy trình phân tích chuẩn để xác định hàm lƣợng của ion Cu2+
theo phƣơng pháp trắc quang sử dụng thuốc thử là Pb(DDC)2.
- Xây dựng đƣờng chuẩn và quy trình phân tích của ion Cu2+.
- Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình loại bỏ Cu2+ trong hệ thống xử
lí nhờ đá vôi kết hợp mùn cƣa nhƣ theo từng chặng của hệ thống: pH, dung lƣợng
bazơ, hàm lƣợng sunfat, hàm lƣợng sunfua, COD.

2


- Ứng dụng quy trình phân tích để xác định hàm lƣợng Cu2+có trong nƣớc
thải phòng thí nghiệm hóa học ở từng chặng của hệ thống.
- Thông qua kết quả phân tích thu đƣợc, đƣa ra đánh giá hiệu quả của việc sử
dụng đá vôi kết hợp mùn cƣa và vi sinh để loại bỏ ion Cu2+có trong nƣớc thải.
6. GIỚI HẠN PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu khả năng loại bỏ Cu2+ trong nguồn nƣớc thải giả định, đƣợc pha
mô phỏng trong phòng thí nghiệm, chƣa áp dụng cho nguồn thải lấy trực tiếp từ bên
ngoài.
7. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Dùng phƣơng pháp sinh học (sự hoạt động của các vi sinh vật) để loại bỏ
Cu2+ có trong nƣớc thải, chất thải hữu cơ.
- Dùng phƣơng pháp phổ hấp thụ phân tử để xác định hàm lƣợng của Cu2+
trƣớc và sau xử lí, từ đó đánh giá hiệu quả của phƣơng pháp.
8. ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN VĂN

- Sử dụng các nguyên liệu rẻ tiền, sẵn có và phế thải để xử lí môi trƣờng và
tạo ra một quy trình công nghệ xử lí đơn giản nhƣng hiệu quả đó là mùn cƣa. Mùn
cƣa là chất thải có thành phần chính là xenlulozơ, nó không thể sử dụng trực tiếp để
khử sunfat thành sunfua hay nitrat thành nitơ. Nhƣng thông qua quá trình thủy phân
xenlulozơ và chuyển hóa thành các hợp chất hữu cơ có mạch cacbon ngắn nhƣ rƣợu
etylic, metanol, … Kết hợp với nguồn cacbon vô cơ do quá trình hòa tan cacbonat,
cả hai nguồn cacbon này đóng vai trò là nguồn cacbon và chất khử, có thể đƣợc các
vi sinh tiếp nhận dễ dàng, thúc đẩy quá trình khử sunfat thành sunfua, nitrat thành
nitơ… Thông qua đó, ion sunfua đƣợc hình thành sẽ tiếp tục loại bỏ các ion kim
loại nặng và H+ dƣới dạng kết tủa sunfua và H2S đồng thời loại bỏ đƣợc một phần
phế thải hữu cơ góp một phần vào việc giảm thiểu hiệu ứng nhà kính do quá trình
đốt mùn cƣa gây ra.
Ngoài ra, mùn cƣa có bề mặt lớn làm bề mặt cho vi sinh hoạt động, phát
triển. Đồng thời, nó còn đóng vai trò làm vật liệu hấp phụ trong quá trình loại bỏ

3


một số ion thông qua cơ chế hấp phụ vật lý, cũng nhƣ đóng vai trò làm vật liệu lọc
các chất kết tủa, các chất rắn lơ lửng để làm sạch nƣớc.
- Về mặt lý thuyết, đề tài góp phần nghiên cứu lí thuyết cho việc phân tích
xác định vi lƣợng đồng trong nƣớc bằng phƣơng pháp đo quang, một trong những
phƣơng pháp hiện đại và có độ chính xác cao, thông qua đó đánh giá sự giảm nồng
độ của Cu2+ trong nƣớc trƣớc và sau xử lí, qua đó đánh giá hiệu quả của phƣơng
pháp xử lí.
- Về mặt thực tiễn, cho biết độ hiệu quả của phƣơng pháp, từ đó quyết định
đến việc có lựa chọn vi sinh vật là công cụ để xử lí đồng hay không, tiến tới việc áp
dụng rộng rãi trên quy mô lớn trên những đối tƣợng thực tế và cụ thể.
9. CẤU TRÚC LUẬN VĂN
- Lời cam đoan

- Mục lục
- Danh mục hình vẽ, bảng biểu, kí hiệu viết tắt
- Phần mở đầu
- Chƣơng I: Tổng quan
- Chƣơng II: Thực nghiệm
- Chƣơng III: Kết quả và thảo luận
- Kết luận
- Danh mục các tài liệu tham khảo, các phụ lục đi kèm

4


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGUYÊN TỐ ĐỒNG
Đồng là kim loại nặng khá phổ biến trên Trái đất. Trong bảng hệ thống tuần
hoàn Mendeleep nó có số thứ tự là 29 và là nguyên tố thuộc nhóm IB của các chu kì 4.
Nguyên tố đồng có ký hiệu hóa học là Cu, kim loại và các hợp kim của nó đã
đƣợc sử dụng cách đây hàng ngàn năm để chế tạo một số công cụ bằng đồng có độ
tinh khiết cao tạo nên thời đại đồ đồng là bƣớc chuyển tiếp quan trọng trong tiến
trình phát triển của lịch sử loài ngƣời. Trong thời kỳ La Mã, đồng chủ yếu đƣợc
khai thác ở Síp, vì thế tên gọi ban đầu của kim loại này là сyprium (kim loại Síp),
sau đó đƣợc gọi tắt là сuprum. Trong tự nhiên, đồng tồn tại ở dạng tự do rất ít mà
chủ yếu ở dạng hợp chất. Các hợp chất của nó thƣờng tồn tại ở dạng muối đồng (II),
chúng thƣờng có màu xanh lam hoặc xanh lục của các loại khoáng nhƣ ngọc lam và
trong lịch sử đã đƣợc sử dụng rộng rãi làm chất nhuộm. Các công trình kiến trúc
đƣợc xây dựng có đồng bị ăn mòn tạo ra màu xanh lục verdigris (hoặc patina).
Quặng đồng thƣờng ở dạng sunfua (chủ yếu) và không sunfua nhƣ: Cancopirit
(CuFeS2), Cancozin (CuS2), Bozit (Cu5FeS4), Crozocola (CuS2O3.nH2O), Malachit
[Cu(OH)2CO3], Cuprit (Cu2O), Fenozit (CuO). Nguyên tố đồng chiếm khoảng 10-2 (%)
khối lƣợng vỏ Trái đất, vào khoảng 3,610-3 (%) tổng số nguyên tử. Đồng có 11 đồng

vị là 58Cu đến 68Cu, chủ yếu là đồng vị thiên nhiên: 63Cu (69,1%), 65Cu (30,9%) còn lại
là các đồng vị phóng xạ, trong đó bền nhất là 67Cu (T1/2=2,21 ngày) [13, 19].
1.1.1. Tính chất vật lý, hóa học của đồng
1.1.1.1. Tính chất vật lý
Đồng nguyên chất mềm và dễ uốn; bề mặt đồng tƣơi có màu cam đỏ (dạng
tấm), màu đỏ gạch (dạng vụn), sáng, dẻo dai, dễ dát mỏng và dễ kéo sợi, dẫn
nhiệt và dẫn điện tốt (chỉ sau bạc), đồng dễ tạo hợp kim với bạc, vàng và các kim
loại khác, tạo đƣợc hỗn hống với thủy ngân. Vì thế nó đƣợc sử dụng làm chất
dẫn nhiệt và điện, vật liệu xây dựng và thành phần của các hợp kim của nhiều
kim loại khác nhau [12, 19].

5


Dƣới đây là bảng 1.1 tóm tắt một số đặc điểm đặc trƣng về tính chất vật lí
của đồng.
Bảng 1.1. Một số đặc điểm đặc trưng của đồng
Đặc điểm

Cu

Số thứ tự

29

Khối lƣợng nguyên tử (g/mol) 63,546
3d104s1

Lớp electron hoá trị
o

Bán kính nguyên tử ( A )

1,28

Khối lƣợng riêng (g/cm3)

8,94

Nhiệt độ nóng chảy (0C)

1083

Nhiệt độ sôi (0C)

2543

Độ dẫn điện (Hg=1)

5,7

1.1.1.2. Tính chất hóa học
Ở điều kiện thƣờng, đồng bền với không khí và nƣớc do có lớp màng oxit
(CuO) bảo vệ:
2Cu + O2 + 2H2O → 2Cu(OH)2

(1.1)

Cu(OH)2 + Cu → Cu2O + H2O

(1.2)

Ở 130 ÷ 200oC, nguyên tố đồng cháy tạo ra đồng (I) oxit (Cu2O màu đỏ
gạch). Ở nhiệt độ cao hơn, đồng cháy tạo ra đồng (II) oxit (CuO màu đen), phản
ứng cho ngọn lửa màu xanh lục.
Đồng tan tốt trong HNO3, H2SO4 đặc nóng nhờ phản ứng oxi hóa khử nhƣng
phản ứng rất chậm với HCl đặc do:
2Cu + 4HCl → 2H[CuCl]2 + H2

(1.3)

Về khả năng tạo phức của ion Cu2+: Đồng là một trong những nguyên tố
có khả năng tạo phức mạnh. Đây là một tính chất đặc trƣng của các nguyên tố
chuyển tiếp. Nó tạo ra nhiều phức có tính chất đặc trƣng và nhiều ứng dụng quan
trọng với cả phân tử vô cơ và hữu cơ [12, 18, 19].

6


Ion Cu2+ có khả năng tạo phức với nhiều loại phối tử khác nhau, từ các phân
tử trung hòa đến các anion: các halogen, amoniac, xianua, tạo các dạng phức
[CuX3]-, [CuX4]2-, [Cu(NH3)4]2+, phản ứng với feroxianua Cu2[Fe(CN)6], EDTA,
đithizon, đimetylglioxim, 1-(2-pyriđylazo)-2-naphtol.
Các phức của Cu2+ với các phối tử khác nhau thƣờng có màu đặc trƣng
(xanh, vàng, nâu), phức của Cu2+ với NH3 có màu xanh đậm [18].
1.1.2. Ứng dụng
Hiện nay, đồng là kim loại quan trọng đối với công nghiệp và kỹ thuật. Từ
đồng, ngƣời ta có thể tạo ra rất nhiều vật dụng khác nhau. Hơn 50% lƣợng đồng
khai thác hàng năm đƣợc dùng làm dây dẫn điện, hơn 30% dùng để chế hợp kim...
Các ion đồng (II) tan trong nƣớc với nồng độ thấp có thể dùng làm chất diệt khuẩn,

diệt nấm và làm chất bảo quản gỗ. Với số lƣợng đủ lớn, các ion này là chất độc đối
với các sinh vật bậc cao hơn, với nồng độ thấp hơn, nó là một vi chất dinh dƣỡng
đối với hầu hết các thực vật và động vật bậc cao. Các hợp chất, chẳng hạn nhƣ dung
dịch Fehling, có ứng dụng trong phân tích hóa học.
Đồng (II) sunfat đƣợc sử dụng nhƣ là thuốc bảo vệ thực vật và chất làm sạch
nƣớc. Nhƣng cũng chính vì việc sử dụng với số lƣợng lớn nhƣ trên mà tình trạng ô
nhiễm đồng đang là vấn đề đáng quan tâm [12, 18].
1.1.3. Hoạt tính sinh hóa của đồng
Vai tr của đồng với cơ thể đ ng vật v th c vật
Trong cơ thể, đồng là phần cấu thành nên nhiều enzim quan trọng
(tirozinaza, oxidaza…), hợp chất của nó thúc đẩy sự hấp thu và sử dụng sắt để tổng
hợp hemoglobin và photpholipit. Hơn nữa Cu còn tham gia vào quá trình sản xuất
hồng cầu, sinh tổng hợp elastin, tổng hợp hormone và sắc tố, đồng liên kết với
suproxit đismutat bảo vệ các tế bào trƣớc sự tấn công của các gốc tự do… Sự thiếu
hụt đồng thƣờng dẫn đến thiếu máu đối với trẻ nhỏ, mất sắc tố ở lông tóc. Hàm
lƣợng đồng trong cơ thể ngƣời khoảng 0,1g và nhu cầu hàng ngày khoảng 2 mg.
Điều này cho thấy đồng rất cần cho cơ thể.

7


Đối với thực vật thì đồng (hàm lƣợng 5 ÷ 20 ppm) là nguyên tố rất đặc biệt
về mặt sinh vật học ảnh hƣởng trực tiếp đến quá trình sinh trƣởng và phát triển sản
lƣợng của cây. Đồng là chất xúc tác của những quá trình oxi hoá nội bào; thành
phần của mencytochrome oxydase và thành phần của nhiều enzim – ascorbic,
axitaxidase, phenolase, lactase; xúc tiến quá trình hình thành vitamin A; cần thiết
cho sự hình thành diệp lục và làm xúc tác cho một số phản ứng khác trong cây,
nhƣng thƣờng không tham gia vào thành phần của chúng. Cây muốn phát triển bình
thƣờng, đều cần phải có một ít đồng, cây hấp thụ đồng dƣới dạng Cu(II), nhiều loại
cây rau biểu hiện thiếu đồng với lá thiếu sức trƣơng, rủ xuống và có mầu xanh,

chuyển sang quầng mầu da trời tối trƣớc khi trở nên bạc lá, uốn cong và cây không
ra hoa đƣợc. Lƣợng đồng thiếu hụt có thể đƣợc bổ sung dễ dàng trong một thời gian
dài bằng cách bón đồng sunfat hay đồng oxit. Và nếu dùng những hợp chất của
đồng để bón cho đất (đặc biệt là đất bùn lầy) thì thu hoạch thƣờng tăng lên rất cao.
Chelat hay đồng sunfat trung tính (25% đồng) rất phù hợp cho việc bón lá [12, 18].
Tác hại của đồng
Mặc dầu vậy, nếu thừa đồng thì lại dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng.
Khi đó nó sẽ tích tụ lại trong cơ thể gây bệnh Wilson – một bệnh lí gây tích tụ
đồng ở gan, não, mắt, thận và một số cơ quan khác. Dần dần thì sự tích tụ nhiều
chất đồng sẽ gây tổn thƣơng các cơ quan và nguy hiểm cho cơ thể, thậm chí là tử
vong. Đặc biệt, nó thay thế Zn trong các enzim làm mất hoạt tính của enzim gây
ra rối loạn dạ dày, những bệnh về gan, thận và phổi. Các ion đồng (II) tan trong
nƣớc với nồng độ thấp có thể dùng làm chất diệt khuẩn, diệt nấm và làm chất
bảo quản gỗ. Với số lƣợng đủ lớn, các ion này là chất độc đối với các sinh vật
bậc cao hơn, với nồng độ thấp hơn, nó là một vi chất dinh dƣỡng đối với hầu hết
các thực vật và động vật bậc cao hơn. Nơi tập trung đồng chủ yếu trong cơ thể
động vật là gan, cơ và xƣơng [18].

8


1.2. HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM VÀ SỰ CẦN THIẾT PHẢI XỬ LÝ ION CU2+
1.2.1. Quy chuẩn của thế giới và Việt Nam về s có mặt của đồng nƣớc thải
1.2.1.1. Thế giới
Theo tiêu chuẩn Châu Âu về nƣớc thải công nghiệp thì hàm lƣợng cho phép
của đồng là 1 mg/l. (Xem phụ lục)
1.2.1.2. Việt Nam
Theo “Quy chuẩn k thuật quốc gia về chất lƣợng nƣớc ăn uống - QCVN
01:2009/BYT do Cục Y tế dự phòng và Môi trƣờng biên soạn và đƣợc Bộ trƣởng
Bộ Y tế ban hành theo thông tƣ số: 04/2009/TT-BYT thì hàm lƣợng đồng tổng số

cho ph p tối đa là 1 mg/l. (Xem phụ lục).
Theo “Quy chuẩn k thuật quốc gia về nƣớc thải công nghiệp của bộ Tài
nguyên và môi trƣờng ban hành kèm theo quyết định số: 47/2011/TT-BTNMT thì
nồng độ cho ph p tối đa của đồng (Cmax) khi xả vào nguồn nƣớc đƣợc dùng cho
mục đích cấp nƣớc sinh hoạt và nguồn nƣớc không dùng cho mục đích cấp nƣớc
sinh hoạt đều là 2 mg/l. (Xem phụ lục).
1.2.2. Hiện trạng ô nhiễm ion Cu2+ trong nƣớc
Công cuộc công nghiệp hoá đƣợc gắn với tình trạng ô nhiễm gia tăng. Ô
nhiễm do kim loại nặng thải ra từ các ngành công nghiệp là một mối đe doạ nghiêm
trọng đối với sức khoẻ nhân dân và sự an toàn của hệ sinh thái. Việt Nam là nƣớc có
nền kinh tế nông nghiệp nhƣng hoạt động công nghiệp đem lại 20% GDP. Nhịp độ
phát triển công nghiệp nhanh, đạt trên 10%. Sự phát triển trong hoạt động công
nghiệp đang vƣợt sự phát triển của cơ sở hạ tầng. Hiện nay, các ngành công nghiệp
đều đổ trực tiếp chất thải chƣa đƣợc xử lý vào môi trƣờng. Kim loại nặng và độc tố
là các thành phần đặc trƣng của các chất thải công nghiệp. Theo kết quả quan trắc
và phân tích môi trƣờng, hàm lƣợng đồng, chì, ca-đi-mi và cô-ban ở các vùng nƣớc
ven biển gần các thị trấn và trung tâm công nghiệp lớn nhiều hơn so với mức tự
nhiên của chúng trong nƣớc biển. Đặc biệt, đồng và kẽm đƣợc coi là hàm lƣợng cao
không thể chấp nhận đƣợc. ( />
9


Nguồn nƣớc thải của nhiều ngành công nghiệp mạ điện (CNMĐ), các khu
khai thác mỏ và các làng nghề cơ kim khí có chứa hàm lƣợng KLN, sunfat, nitrat,
amoni …rất cao. Đặc biệt, các làng nghề cơ kim khí là một trong những loại làng
nghề phát triển rất mạnh trong những năm gần đây đã đáp ứng nhu cầu của thị
trƣờng và tạo công ăn việc làm cho ngƣời lao động. Tuy nhiên, sự phát triển của
làng nghề còn mang tính tự phát, chƣa có quy hoạch, trình độ công nghệ còn thấp
đã gây ra một loạt các tác động nghiêm trọng đến môi trƣờng. Cả nƣớc có khoảng
1450 làng nghề thì 100% các làng nghề đƣợc điều tra đều gây ô nhiễm môi trƣờng.

Các làng nghề sử dụng lƣợng lớn hoá chất và thải ra môi trƣờng khối lƣợng nƣớc
thải không nhỏ có độ độc hại cao, chứa nhiều kim loại nặng nhƣ: Fe, Cr, Ni, Cu, Pb.
Tại Hà Nội, hiện có hàng chục công ty, nhà máy có cơ sở mạ điện với lƣợng nƣớc
thải từ vài chục đến vài trăm m3/ ngày. Tuy nhiên hiện nay, giải quyết vấn đề ô
nhiễm trên còn gặp rất nhiều khó khăn [20].
Đồng là một kim loại điển hình trong số các kim loại nặng hay gây ô nhiễm.
Đồng hiện diện trong nƣớc do hiện tƣợng ăn mòn trên đƣờng ống và các dụng cụ
thiết bị làm bằng đồng hoặc đồng thau. Các loại hóa chất diệt tảo đƣợc sử dụng rộng
rãi trên ao hồ cũng làm tăng hàm lƣợng đồng trong nguồn nƣớc. Nƣớc thải từ nhà
máy luyện kim, xi mạ, thuộc da, sản xuất thuốc trừ sâu, các làng nghề tái chế kim
loại, sản xuất thuốc diệt cỏ hay phim ảnh cũng góp phần làm tăng lƣợng đồng trong
nguồn nƣớc. Đặc biệt, hai nguồn gây ô nhiễm đồng chính là các nhà máy mạ kim
loại và hoạt động khai thác đồng tại các mỏ đồng. Theo một số nghiên cứu thì hàm
lƣợng các kim loại nặng trong nƣớc thải của các làng nghề tái chế kim loại, các khu
mỏ khai thác quặng đồng hầu hết đều cao hơn tiêu chuẩn cho phép nhiều lần và đều
thải trực tiếp vào môi trƣờng mà không qua xử lý, hàm lƣợng các kim loại nặng nhƣ
Cu, Pb và Zn trong nƣớc thải rất cao. Đây là những nguy cơ gây ô nhiễm đất và các
nguồn nƣớc mặt trong khu vực [20].
Trong những khu mỏ khai thác đồng với sản lƣợng lớn của Việt Nam, mỏ
đồng Sin Quyền – Lào Cai nổi lên là một trong những địa điểm đen về ô nhiễm môi
trƣờng, đặc biệt là môi trƣờng nƣớc do hoạt động khai thác không đi kèm với trách

10


nhiệm bảo vệ môi trƣờng. Hoạt động khai khoáng thiếu an toàn của các doanh
nghiệp khai thác mỏ đóng trên địa bàn tỉnh đã trở thành những vấn đề nhức nhối,
làm ảnh hƣởng nặng nề đến môi trƣờng sống của ngƣời dân khu vực.

Hình 1.1. Hồ chứa thải của Công ty mỏ tuyển đồng Sin Quyền sặc sụa mùi tanh

của đồng và thuốc nổ. (Ảnh: Hùng Võ/Vietnam+)
Tóm lại, các chất ô nhiễm chứa ion đồng và hợp chất của đồng trong nƣớc
mặt và nƣớc thải có xuất xứ bởi nhiều nguyên nhân và tồn tại ở nhiều dạng khác
nhau, nguyên nhân chủ yếu là do tác động của con ngƣời. Do vậy, cần thiết xây
dựng các hệ thống xử lí và thu hồi đồng trƣớc khi xả thải ra môi trƣờng. Hệ thống
cần có chi phí xây dựng và lắp đặt phù hợp, áp dụng đƣợc trên quy mô rộng và cho
hiệu quả cao.
1.3. CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỒNG
1.3.1. Phƣơng pháp phân tích hóa học
1.3.1.1. Phương pháp phân tích khối lượng
Phân tích khối lƣợng là một phƣơng pháp phân tích định lƣợng hóa học,
trong đó ngƣời ta dựa vào việc xác định chính xác khối lƣợng của chất cần phân
tích (hoặc các hợp chất của nó) đƣợc tách ra khỏi mẫu phân tích ở dạng tinh khiết

11


hoặc dƣới dạng hợp chất có thành phần đã biết.
Quy trình phân tích bằng phƣơng pháp này đƣợc bắt đầu từ việc cân chính
xác một lƣợng mẫu cần phân tích (nếu ở mẫu ở trạng thái rắn) rồi chuyển mẫu về
dạng dung dịch. Nếu mẫu ban đầu ở trạng thái dung dịch thì chỉ cần cần lấy một thể
tích chính xác rồi kết tủa chất cần phân tích dƣới dạng hợp chất khó tan. Sau đó,
tiến hành lọc rửa kết tủa, sấy khô tới khối lƣợng không đổi. Từ khối lƣợng không
đổi, ngƣời ta tính đƣợc hàm lƣợng chất cần phân tích trong mẫu.
Trong các giai đoạn nói trên thì giai đoạn làm kết tủa đóng vai trò quan
trọng nhất. Việc chọn thuốc thử làm kết tủa có ý ngh a to lớn đối với độ chính xác
phân tích cũng nhƣ quyết định đến các thao tác xử lí kết tủa về sau. Việc chọn thuốc
thử phải căn cứ vào yêu cầu của dạng kết tủa và dạng cân.
Chúng ta có thể xác định Cu dƣới dạng CuS.
Phƣơng pháp này dễ mắc sai số trong quá trình cân và thời gian phân tích

kéo dài. Mặt khác phải khống chế đƣợc khoảng pH để giữ bền các kết tủa, để kết
tủa đƣợc kim loại cần phân tích phải loại trừ các nguyên tố cùng kết tủa với thuốc
thử. Vì những hạn chế trên phƣơng pháp này chỉ đƣợc dùng khi xác định một lƣợng
lớn chất phân tích [10, 14].
1.3.1.2. Phương pháp phân tích thể tích
Đây là phƣơng pháp phổ biến trong các phƣơng pháp phân tích hóa học để
xác định nhanh, đơn giản các cation cũng nhƣ các anion. Tuy nhiên, phƣơng pháp
có độ chọn lọc thấp và nhiều sai số (sai số dụng cụ, máy móc, do dung dịch chuẩn
hoặc do k năng ngƣời làm thực nghiệm…). Giới hạn tin cậy của phƣơng pháp
khoảng 10-3 M. Có thể xác định Cu theo 2 phƣơng pháp là chuẩn độ tạo phức và
chuẩn độ oxi hóa khử.
- Đối với phƣơng pháp chuẩn độ tạo phức: có thể xác định Cu(II) với chất
chỉ thị murexit bằng dung dịch EDTA đã biết nồng độ chính xác, trong dung dịch
đệm amoniac. Phản ứng kết thúc chuẩn độ khi dung dịch chuyển từ màu vàng sang
màu tím hoa cà.
Trƣớc chuẩn độ:

12


Cu2+ + 4NH3  Cu( NH3)42+

(1.4)

Cu(NH3)42+ + H4In  Cu(H2In) + 2NH4+ + 2NH3

(1.5)

(xanh)

(vàng)

Khi chuẩn độ bằng EDTA:
Cu(NH3)42+ + H2Y2-  CuY2- + 2NH3 + 2NH4+

(1.6)

Tới sát điểm tƣơng đƣơng:
Cu(H2In)- + H2Y2- + NH3  CuY2- + H3In2- + NH4+
(vàng)

(1.7)

(tím)

- Đối với phƣơng pháp chuẩn độ oxi hóa khử để xác định Cu2+: dùng chất
khử là I-, trong đó ion Cu2+ phản ứng với I- trong dung dịch CH3COOH để giải
phóng I2. Sau đó I2 đƣợc chuẩn độ bằng dung dịch Na2S2O3 đã biết trƣớc nồng độ,
chỉ thị là hồ tinh bột chuyển từ màu xanh đậm sang không màu.
Trƣớc chuẩn độ:
Phản ứng chuẩn độ:

2Cu2+ + 5I- → 2CuI ↓ + I3-

(1.8)

I3- + 2S2O32- → S4O62- + 3I-

(1.9)

Các nguyên tố Fe, Sb, Nb, V… ảnh hƣởng đến ph p xác định này. Để loại bỏ
sự cản trở của Fe và Mo trong phép chuẩn độ iot- thiosunfat, ngƣời ta thêm một
lƣợng nhỏ NaF hoặc NH4F. Khi mẫu chứa nhiều Fe và V thì phải tách đồng dƣới
dạng đồng sunfua. Khi trong mẫu có mặt Mn với lƣợng lớn hơn vài mg thì thêm 1 2 ml H2SO4.
Khi sử dụng phƣơng pháp iot - thiosunfat, nhiệt độ thích hợp thƣờng nhỏ
hơn 2500C và phải cho chỉ thị hồ tinh bột gần cuối quá trình chuẩn độ để tránh hiện
tƣợng hấp phụ I2 lên hồ tinh bột [6, 8].
1.3.2. Phƣơng pháp điện hóa [10, 14, 16]
Các phƣơng pháp phân tích điện hóa là những phƣơng pháp dựa trên việc
ứng dụng các hiện tƣợng, quy luật có liên quan tới các phản ứng điện hóa xảy ra
trên ranh giới tiếp xúc giữa các điện cực nhúng trong dung dịch phân tích hoặc liên
quan tới các tính chất điện hóa của dung dịch phân tích tạo nên môi trƣờng giữa các
điện cực. Các phƣơng pháp này đƣợc chia làm hai nhóm:

13


- Nhóm các phƣơng pháp ứng dụng các tính chất điện hóa của dung dịch
phân tích nhƣ tính dẫn điện, độ trở kháng… Nhóm phƣơng pháp này cổ điển, có độ
nhạy thấp, tính chọn lọc k m.
- Nhóm thứ hai rất quan trọng, bao gồm các phƣơng pháp dựa trên phản ứng
điện hóa, trong đó phƣơng pháp von-ampe hòa tan và cực phổ cổ điển đƣợc ứng
dụng rộng rãi nhất.
1.3.2.1. Phương pháp cực phổ
Là phƣơng pháp dựa trên sự khử các ion kim loại xảy ra trên điện cực ở các
thế khác nhau (catot Hg và trên catot khác). Nhờ việc theo dõi sự biến đổi giữa
cƣờng độ dòng điện và thế trong quá trình điện phân khi chất phân tích chuyển đến
điện cực chỉ bằng khuyếch tán, tín hiệu thu đƣợc (cƣờng độ dòng điện phân) sẽ cho
tín hiệu phân tích định lƣợng vì cƣờng độ dòng có quan hệ với nồng độ chất phản
ứng ở điện cực.

Dung môi có thể dùng là dung môi nƣớc hoặc khác nƣớc. Khoảng tối ƣu của
nồng độ cho ph p đo cực phổ là 10-2 ÷10-4 M. Các dạng khác nhau của ph p đo
cực phổ có thể cho ph p xác định các nồng độ ở mức 10-3 μg/ml. Thể tích có thể
tiến hành phân tích dung dịch là 1 - 2 ml, thậm chí trong một giọt dung dịch (ứng
với sự xác định lƣợng chất từ một vài miligam tới vài nanogam). Sai số tƣơng đối từ
2÷3% (so với các phƣơng pháp khác). Nói chung đây là phƣơng pháp có thể dùng
rộng rãi để xác định định tính và định lƣợng nhiều chất với độ nhạy, độ chính xác,
độ chọn lọc cao một cách nhanh chóng và kinh tế.
Khi tiến hành phƣơng pháp cực phổ định lƣợng dùng điện cực giọt Hg ta cần
rất chú ý tới các yếu tố: nền cực phổ (chất điện ly trơ), nhiệt độ của dung dịch, hằng
số mao quản của điện cực (chiều cao và tiết diện), dùng khí trơ để đuổi oxi, dùng
chất hoạt động bề mặt (gelatin)...
1.3.2.2. Phương pháp von-ampe hòa tan
Đây là phƣơng pháp phân tích điện hoá dựa trên hai kỹ thuật phân tích chất
điện phân ở thế giám sát và qu t von-ampe hoà tan ngƣợc chiều.
Ƣu điểm nổi bật nhất của phƣơng pháp này là có độ nhạy cao (10-8 ÷10-6 M),
xác định đƣợc nhiều kim loại. Với kỹ thuật hiện đại ngày nay, phƣơng pháp này có

14