Luận văn sư phạm Nghiên cứu xác định hàm lượng Chì trong nước bằng phương pháp cực phổ ( Von - Ampe)

Khoá luận tốt nghiệp
Tr-ờng ĐHSP Hà Nội 2
L ic m n
hon thnh

c khoỏ luõn ny,cho em

nh t t i Th.S Phớ V n H i ng

i ó t n tỡnh h

c g i l i c m n sõu s c
ng d n em trong quỏ trỡnh

lm khoỏ lu n.
Cho phộp em

c g i l i c m n chõn thnh nh t t i Ban ch nhi m

khoa, cỏc th y cụ trong khoa Hoỏ h c, tr
Xin

ng

i h c s ph m H N i 2.

c g i l i c m n t i cỏc b n sinh viờn trong cựng nhúm khoỏ

lu n ó cựng trao i v úng gúp nh ng ý ki n quý bỏu giỳp tụi hon thnh

c khoỏ lu n ny.
Xin chõn thnh c m n!
H N i, ngy 30 thỏng 4 n m 2010.
Sinh viờn
Bựi Th Luy n

SVTH: Bùi Thị Luyến
Hoá

1

K32A -


Khoá luận tốt nghiệp
Tr-ờng ĐHSP Hà Nội 2

L I CAM OAN
Tụi xin cam oan khoỏ lu n t t nghi p v i ti Nghiờn c u cỏc i u
ki n t i u, xỏc nh hm l

ng chỡ trong n

c b ng ph

ng phỏp vụn-

ampe (ph

ng phỏp c c ph l k t qu nghiờn c u c a riờng tụi. B n khoỏ

lu n ny

c hon thnh t i phũng thớ nghi m Hoỏ Phõn Tớch khoa Hoỏ is h

ng d n c a Th.S Phớ V n H i. Vỡ v y tụi

xin cam oan r ng k t qu t

c l k t qu th c c a b n thõn tụi, khụng

Tr

ng

HSP H N i d

trựng v i k t qu c a cỏc tỏc gi khỏc.
Trong quỏ trỡnh lm ti c a tụi c ng khụng trỏnh kh i nh ng thi u
sút. Vỡ v y tụi r t mong nh n

c ý ki n úng gúp quý bỏu c a cỏc th y cụ

giỏo v cỏc b n sinh viờn khoỏ lu n c a tụi

c hon thi n h n.

Tụi xin chõn thnh c m n!
H N i, ngy 30 thỏng 4 n m 2010
Sinh viờn

Bựi Th Luy n

SVTH: Bùi Thị Luyến
Hoá

2

K32A -


Khoá luận tốt nghiệp
Tr-ờng ĐHSP Hà Nội 2
M cl c
M u ........................................................................................................... 1
Ch

ng 1: T ng quan ti li u ....................................................................... 3

1.1. C s lý thuy t c a ph
1.1.1.

ng phỏp c c ph ................................................ 3

ng h c c a cỏc quỏ trỡnh i n c c trờn i n c c gi t thu ngõn ....... 3

1.1.2. S khuy t tỏn ch t kh n b m t i n c c gi t thu ngõn-ph

ng

trỡnh Inkovicht .................................................................................................. 4

1.1.3. Ph n ng i n hoỏ x y ra trờn b m t i n c c-ph

ng trỡnh súng c c

ph ....................................................................................................................4
1.1.4. Ph

ng phỏp vụn-ampe ho tan ............................................................. 7

1.1.4.1. C s c a ph

ng phỏp vụn-ampe ho tan ......................................... 7

1.1.4.2. Quỏ trỡnh lm giu i n hoỏ ................................................................ 8
1.1.4.3. Quỏ trỡnh ho tan i n hoỏ ................................................................. 10
1.2.

ic

ng v chỡ ...................................................................................... 11

1.2.1 Tớnh ch t hoỏ lý c a Pb v cỏc h p ch t quan tr ng ............................. 11
1.2.1.1. Tớnh ch t v t lý c a chỡ ...................................................................... 11
1.2.1.2. Tớnh ch t hoỏ h c c b n c a chỡ ....................................................... 12
1.2.1.3. Cỏc h p ch t quan tr ng .................................................................... 12
1.2.1.3.1. Chỡ oxit (PbO) ................................................................................. 12
1.2.1.3.2. Chỡ hiroxit (Pb(OH)2................................................................. .... 13
1.2.1.3.3. Mu i c a chỡ .................................................................................... 13
1.2.2. Tỏc d ng sinh hoỏ c a chỡ ..................................................................... 13
1.2.3. Chỡ trong v trỏi t v cỏc khoỏng chớnh c a chỡ ................................ 14

1.3. Tỡnh hỡnh phõn tớch n
Ch

c

Vi t Nam v th gi i ................................... 14

ng 2: Th c nghi m ............................................................................... 16

2.1. Thi t b , d ng c v hoỏ ch t ................................................................... 16

SVTH: Bùi Thị Luyến
Hoá

3

K32A -


Khoá luận tốt nghiệp
Tr-ờng ĐHSP Hà Nội 2
2.1.1. Thi t b v d ng c ................................................................................ 16
2.1.2. Hoỏ ch t................................................................................................. 17
2.2. N i dung nghiờn c u ................................................................................ 17
2.2.1. C s kh o sỏt m t quy trỡnh phõn tớch theo ph

ng phỏp vụn-ampe

ho tan ............................................................................................................. 17
2.2.2. Kh o sỏt tỡm cỏc i u ki n t i u .......................................................... 18

2.2.3. Xõy d ng

ng chu n ......................................................................... 19

2.2.4. Quỏ trỡnh phõn tớch ................................................................................ 19
2.2.4.1. L y m u v b o qu n m u ................................................................. 19
2.2.4.2. X lớ m u ............................................................................................ 19
2.2.4.3. Ti n hnh phõn tớch v x lớ k t qu .................................................. 20
Ch

ng 3: K t qu v th o lu n.................................................................. 21

3.1. Kh o sỏt cỏc i u ki n t i u v cỏc y u t
3.1.1. Kh o sỏt nh h

ng c a mụi tr

nh h

ng t i dũng ho tan 21

ng phõn tớch ..................................... 21

3.1.1.1. Kh o sỏt ch n n n i n li t i u ....................................................... 21
3.1.1.2. Kh o sỏt ch n pH t i u..................................................................... 23
3.1.1.3. Kh o sỏt tỡm n ng n n t i u ....................................................... 25
3.1.1.4. Kh o sỏt th i n phõn lm giu ........................................................ 27
3.1.1.5. Kh o sỏt th i gian i n phõn lm giu ............................................... 28
3.1.1.6. Kh o sỏt th i gian u i oxi ................................................................ 30
3.1.2. Kh o sỏt cỏc i u ki n k thu t o t i u .............................................. 32

3.1.2.1. Kh o sỏt tỡm biờn xung t i u ....................................................... 32
3.1.2.2. Kh o sỏt th i gian t m t xung ........................................................ 33
3.1.2.3. Kh o sỏt t c quột th ..................................................................... 34
3.1.2.4. Kh o sỏt t c khu y dung d ch ....................................................... 36
3.1.2.5. Kh o sỏt kớch c i n c c HMDE (kớch th

SVTH: Bùi Thị Luyến
Hoá

4

c gi t thu ngõn) ........ 37

K32A -


Kho¸ luËn tèt nghiÖp
Tr-êng §HSP Hµ Néi 2
3.1.2.6. Kh o sát th i gian cân b ng ............................................................... 38
3.1.3. Kh o sát nh h

ng c a m t s nguyên t ........................................... 39

3.1.3.1. Kh o sát nh h

ng c a Fe3+ ............................................................. 39

3.1.3.2. Kh o sát nh h

ng c a Mn2+............................................................ 41

3.2.

ng chu n xác đ nh hàm l

ng ion nghiên c u .................................. 42

3.2.1 Chu n b dung d ch kh o sát .................................................................. 42
3.2.2. K t qu xây d ng đ

ng chu n ............................................................ 43

3.2.3. ánh giá đ chính xác c a đ

ng chu n .............................................. 43

3.3. ánh giá đ l p l i c a phép đo ............................................................... 44
3.4. Gi i h n phát hi n và gi i h n đ nh l

ng .............................................. 45

K t lu n .......................................................................................................... 49
Tài li u tham kh o ........................................................................................ 50

SVTH: Bïi ThÞ LuyÕn
Ho¸

5

K32A -

Khoá luận tốt nghiệp
Tr-ờng ĐHSP Hà Nội 2

M u
Kh i l
t n. N
Trỏi

ng thu quy n trờn Trỏi

t

c tớnh vo kho ng 1,4.1021

c l ngu n g c c a s s ng, l m t ngu n ti nguyờn ch ch t c a
t, úng vai trũ khụng th thi u

c trong vi c duy trỡ s s ng, gi cõn

b ng cỏc h sinh thỏi, i u ho khớ h u v m b o s phỏt tri n b n v ng.
Th nh ng, ngu n ti nguyờn quý giỏ ny ang b ụ nhi m nghiờm tr ng b i
cỏc hi m ho t nhiờn v nhõn t o.S ụ nhi m n
c a con ng
dựng n
ng

c ang e do n s c kho

i. Hi n nay, trờn th gi i cú kho ng 1,1 t ng

c s ch. Hng n m, cú hng t ng

i ch t do s d ng ngu n n

ngy cng m nh m .

i khụng

i b b nh ung th v hng tri u

c ụ nhi m. Tỡnh tr ng ụ nhi m n

c bi t l hi n t

c

ng ụ nhi m n

c di n ra

c b i kim lo i n ng

núi chung v chỡ núi riờng ang n m c bỏo ng. Chớnh vỡ v y m vi c
nghiờn c u xỏc nh hm l

ng Pb trong ngu n n

c l vi c lm r t c n thi t

t ú cú bi n phỏp x lớ ngu n n

c v c ng l b o v s c kho c a

chớnh chỳng ta. Hi n nay, cú nhi u ph

ng phỏp xỏc nh hm l

n

c nh ng trong ú ph

cao v ỏp ng

ng phỏp Von Ampe l ph

c yờu c u phõn tớch v mụi tr

ng Pb trong

ng phỏp cú nh y

ng.

Trong khuụn kh m t khoỏ lu n t t nghi p, tụi s ti n hnh nh ng
cụng vi c sau:
1, Nghiờn c u tỡm ra cỏc i u ki n t i u nh n n, th i n phõn, th i
gian lm giu, xỏc nh chớnh xỏc hm l

ng Pb.

2, Xõy d ng quy trỡnh phõn tớch b ng ph

ng phỏp

ng chu n,

thờm chu n.
- Xỏc nh hm l

ng Pb trong n

c h nuụi cỏ Yờn S , t ú a ra

nh ng nh n xột, k t lu n.
SVTH: Bùi Thị Luyến
Hoá

6

K32A -


Kho¸ luËn tèt nghiÖp
Tr-êng §HSP Hµ Néi 2

Ch

ng 1

T NG QUAN TàI LI U
1.1. C s lý thuy t c a ph

ng pháp Von- Ampe (ph

ng pháp c c

ph )
1.1.1.

ng h c c a các quá trình đi n c c, trên đi n c c gi t thu ngân

[1]
Ta nghiên c u quá trình đi n phân trên catot là đi n c c gi t th y ngân.
Khi đi n th giáng vào hai c c c a bình đi n phân đ t đ n giá tr c a
ion nghiên c u, trên đi n c c gi t th y ngân có th t o thành h n h ng:
Mn+ + ne + Hg  M(Hg)

(1.1)

i n th c a đi n c c gi t th y ngân khi x y ra quá trình thu n ngh ch
(1.1) đ

c tính theo ph

ng trình Nerst:

E  E0 

RT a Hg .CM . M
ln
nF
Ca . a

(1.2)

Trong đó:

C a : N ng đ c a h n h ng

a : H

s ho t đ c a h n h ng

CM : N ng đ c a kim lo i b kh t i l p dung d ch

sát b m t c a

đi n c c

M : H

s ho t đ c a ion M trong dung d ch

a Hg : Ho t đ

c a th y ngân trong h n h ng

SVTH: Bïi ThÞ LuyÕn

Ho¸

7

K32A -


Kho¸ luËn tèt nghiÖp
Tr-êng §HSP Hµ Néi 2
E0 : Th đi n c c tiêu chu n c a đi n c c

1.1.2. S khu ch tán ch t kh c c đ n b m t đi n c c gi t th y ngânph

ng trình Inkovicht [1]
Kim lo i

sâu bên trong dung d ch s ti n đ n l p dung d ch

m t đi n c c do hi n t

ng khu ch tán.

M i liên quan gi a c
C M và các đ i l

sát b

ng khác đ

ng đ dòng gi i h n Id v i n ng đ ion kim lo i

c mô t b ng ph
1
2

ng trình Inkovitch:

2 1
3 6

Id = 605 ZD m t CM

(1.3)

Trong đó:
Z là đi n tích ion kim lo i
D là h s khuy ch tán có th nguyên cm2/s
m là kh i l

ng gi t th y ngân ch y ra t mao qu n, g/s

t là th i gian t o gi t th y ngân, s
Trong th c t vì D, m, t có th đ
ki n th c nghi m nên (1.3) có th vi t d

c duy trì không thay đ i trong đi u
i d ng:

Id = K. C M
T (1.4) ta th y c

(1.4)

ng đ dòng gi i h n Id ph thu c tuy n tính vào

n ng đ dung d ch ch t nghiên c u và là c s cho phân tích c c ph đ nh
l

ng.

1.1.3. Ph n ng đi n hóa x y ra trên b m t đi n c c. Ph

ng trình sóng

c c ph [1], [6]

SVTH: Bïi ThÞ LuyÕn
Ho¸

8

K32A -


Kho¸ luËn tèt nghiÖp
Tr-êng §HSP Hµ Néi 2

Vì c

ng đ dòng đi n ph thu c vào hi u s n ng đ

trong dung d ch và n ng đ C M

CM0

sâu bên

l p sát b m t đi n c c:

I  KM .(CM0  CM )

(1.5)

i n th phân h y c a ch t đi n li (hay th đi n phân):
E = Ea – Ec

(1.6)

Trong đó:
Ea: i n th anot
Ec: i n th catot
Quá trình x y ra trên đi n c c anot:
2Hg  2Hg+ + 2e

(1.7)

Do trong dung d ch c a đi n c c calomel có ion Cl- v i n ng đ không thay
đ i, nên xu t hi n k t t a calomel:
2Hg+ + 2Cl-  Hg2Cl2

(1.8)

Khi t ng đi n th vào catot thì n ng đ CM s gi m d n, dù trong quá
trình đi n phân luôn có các ion kim lo i m i
đ n l p sát b m t đi n c c do hi n t

l p sâu bên trong dd b sung

ng khu ch tán. Nh ng s đ n lúc ng

v i đi n th E nào đó, v n t c kh ion kim lo i s b ng v n t c khu ch tán và
n ng đ CM

l p dd sát b m t đi n c c b ng 0, CM = 0.

T (1.5) ng v i CM = 0 ta có:

I d  KM .CM0
Id: là dòng gi i h n ( c

(1.9)

ng đ dòng ch y qua bình đi n phân không đ i dù

ti p t c t ng đi n th ).
Thay (1.9) vào (1.5) ta có:

I  I d  KM .CM

SVTH: Bïi ThÞ LuyÕn
Ho¸

9

K32A -


Kho¸ luËn tèt nghiÖp
Tr-êng §HSP Hµ Néi 2

 CM 
T

Id  I
KM

(1.10)

ng t , n ng đ kim lo i trong h n h ng đ

trình (1.1) c ng t l v i c

c t o thành theo quá

ng đ dòng:

Ca  Ka, .I 

I
Ka

(1.11)

Thay (1.11) ,(1.10) vào (1.2) ta có:

E  E0 

 I  I  . M .Ka
RT
ln a Hg d
nF
KM .I . a

(1.12)

Vì h n h ng t o thành có n ng đ r t bé nên ho t đ c a th y ngân trong h n
h ng aHg th c t b ng ho t đ c a th y ngân tinh khi t và là m t giá tr không
đ i.

 M trong dung d ch có l c ion không đ i c ng không thay đ i.
Các đ i l

ng  a ,

E  E0 

KM , Ka c ng không thay đ i. Vì v y ta có:

 I  I  . M .Ka
RT
ln a Hg d

nF
KM .I . a

(1.13)

Hay

E  E1/2 

RT I d  I
ln
nF
I

E1/2  E0 

RT a Hg . M .Ka
ln
nF
KM . a

(1.14)

V i

Ph

ng trình (1.14) mô t m i quan h gi a đi n th đ t vào hai c c bình

đi n phân và c

ph

(1.15)

ng đ dòng đi n ch y qua bình đi n phân, ng

i ta g i đó là

ng trình sóng c c ph .

SVTH: Bïi ThÞ LuyÕn
Ho¸

10

K32A -


Kho¸ luËn tèt nghiÖp
Tr-êng §HSP Hµ Néi 2

E1/ 2 đ c g i là th n a sóng. E1/2 ch ph thu c vào b n ch t ion kim
lo i b kh và là đ c tr ng đ nh tính cho ion kim lo i v i n n c c ph đã ch n.

E1/2 là c

Vì v y vi c xác đ nh

s c a ph

ng pháp phân tích c c ph đ nh

tính.
1.1.4. Ph

ng pháp Von - Ampe hòa tan

1.1.4.1. C s c a ph
C s c a ph
thu c gi a c

ng pháp Von - Ampe hòa tan [7], [2]
ng pháp này là xây d ng đ

ng đ dòng đi n và th thu đ

ng cong bi u di n s ph

c t quá trình phân c c c a đi n

c c làm vi c, d a trên s làm giàu b ng đi n phân c a ch t c n xác đ nh trên
đi n c c làm vi c (đi n c c gi t th y ngân). Sau đó hòa tan đi n hóa các ch t
đi n ho t đã đ
đ

c làm giàu tr l i dung d ch. Dòng hòa tan ghi đ

ng cong bi u di n là hàm s c a n ng đ ch t phân tích đã đ

c trên

c làm giàu

trên đi n c c làm vi c.
1.1.4.2. Quá trình làm giàu đi n hóa
Khi làm giàu c n ch n th đi n phân (Eđp) thích h p và gi không đ i
trong su t quá trình đi n phân.
Ph

ng trình sóng c c ph thu n ngh ch: Trong tr

ng h p kh ion

kim lo i đ n kim lo i t o h n h ng v i đi n c c gi t th y ngân đ
theo ph

c xác đ nh

ng trình:

Edp  E1/2 

RT I d  I
ln
nF
I

(1.16)

Trong đó:

I :C

ng đ dòng khu ch tán

Id : C

ng đ dòng khu ch tán gi i h n

N : S e tham gia ph n ng đi n c c
E1/2: Th bán sóng.
SVTH: Bïi ThÞ LuyÕn
Ho¸

11

K32A -


Kho¸ luËn tèt nghiÖp
Tr-êng §HSP Hµ Néi 2
N u ta l y giá tr Eđp mà t i đó I = 0,99 Id thì t (1.25) ta có th tính đ

c th

đi n phân (th tích l y) theo công th c sau:

Edp  E1/2 

0,12
( 30o C)

n

(1.17)

T (1.17) ta th y th đi n phân âm h n th bán sóng m t giá tr
c

ng đ dòng khu ch tán đ t t i giá tr c

0,12
n . Giá tr

ng đ dòng khu ch tán gi i h n

I  Id thì Eđp  E1/2. Khi đó ph n ng tham gia kh c c t o k t t a càng l n.
ó chính là nguyên nhân ng

i ta th

ng ch n th đi n phân ng v i dòng

gi i h n khu ch tán c a ch t phân tích.
1.1.4.3. Quá trình hòa tan đi n hóa
Quá trình hòa tan đ

c b t đ u khi k t thúc th i gian d ng, đây là quá

trình hòa tan k t t a đã đ

c làm giàu trên đi n c c làm vi c b ng cách bi n

thiên ng
il

c chi u v i quá trình làm giàu (phân c c hóa đi n c c làm vi c).

ng đi n hóa ghi đ

c trong quá trình hòa tan t l thu n v i n ng đ

ch t k t t a trên b m t đi n c c, do đó t l thu n v i n ng đ ch t c n phân
tích có trong dung d ch phân tích. Chính vì v y ph

ng pháp Von – Ampe

hòa tan cho phép phân tích đ nh tính d a vào E1/2 và phân tích đ nh l
vào chi u cao c a pic h a tan b ng ph

ng pháp đ

ng d a

ng chu n, thêm chu n,

m u tiêu chu n.
N u quá trình làm giàu là quá trình kh catot thì quá trình hòa tan là
quá trình anot, th đi n c c đ
đ n th U2 (d

c quét theo chi u d

ng h n).

Ph n ng hòa tan đ

c bi u di n theo ph

qtht
M 
Mm+ + me

1.2.

ic

ng d n t U 1 (âm h n)

ng trình:
(1.18)

ng v chì (Pb)

SVTH: Bïi ThÞ LuyÕn
Ho¸

12

K32A -

Khoá luận tốt nghiệp
Tr-ờng ĐHSP Hà Nội 2
1.2.1. Tớnh ch t húa lý c a Pb v cỏc h p ch t quan tr ng [4], [9]
Pb thu c nhúm kim lo i n ng, l m t trong s 7 nguyờn t
ng

i bi t n t th i th

c con

ng c .

Trong b ng h th ng tu n hon Mendeleep n m

ụ th 82 thu c nhúm

IVA c a chu kỡ 6
1.2.1.1. Tớnh ch t v t lý c a Pb
Chỡ nguyờn ch t l kim lo i cú mu xỏm th m, kh i l
(11,34g/cm3) do c u trỳc l p ph

ng trong m ng l

m m, dựng múng tay cú th r ch

ng riờng l n

i cỏc nguyờn t , chỡ r t

c v nú d dỏt m ng.

1.2.1.2. Tớnh ch t húa h c c b n c a Pb
i u ki n th

ng, b n v i khụng khớ v n

c do cú l p oxit b o v :

2Pb + O2 2PbO
Khi cú m t O2, Pb cú th t

ng tỏc v i H2O

2Pb + 2H2O + O2 2Pb(OH)2
+ Khi t ng nhi t Pb d dng ph n ng v i a s ỏ kim:
Pb + X2 PbX2
(X: halogen)
+ Pb tan trong HCl c, H2SO4 c do:
PbCl2 + 2HCl H2PbCl4
PbSO4 +H2SO4 Pb(HSO4
+ Pb cũn cú kh n ng ph n ng v i cỏc baz c t o plombit:
Pb + 2KOH + 2H2O K2[Pb(OH)4] + H2
+ Kh n ng t o ph c c a Pb2+: Pb2+ cũn cú kh n ng t o ph c v i EDTA,
dithizon, iphenyl cacbazit,
1.2.1.3. Cỏc h p ch t quan tr ng
1.2.1.3.1. Chỡ Oxit:

SVTH: Bùi Thị Luyến
Hoá

13

K32A -


Khoá luận tốt nghiệp
Tr-ờng ĐHSP Hà Nội 2
PbO l ch t r n t n t i

2 d ng:

PbO - cú mu v PbO - cú mu vng, ch tan trong H2O
Khi cú oxi,

nhi t cao s chuy n thnh oxit b c cao h n PbO Pb3O4

(5000C). Tan trong dung d ch axit v dung d ch ki m m nh.
1.2.1.3.2. Chỡ Hidroxit
Pb(OH)2 l ch t l

ng tớnh, v a tan trong dung d ch axit, v a tan trong

dung d ch ki m:
Pb(OH)2 + 2NaOH Na2[ Pb(OH)4]
Pb(OH)2 + 2HCl PbCl2 + 2 H2O.
1.2.1.3.3. Mu i c a chỡ
+

PbX2 (X: Cl, Br, I)

+

Pb(NO3)2

+

PbSO4

+

PbS

1.2.2. Tỏc d ng sinh húa c a Pb
Gõy c cho h th n kinh trung

ng l n ngo i biờn. Nú cú th gõy tỏc

d ng c ch m t s enzim quan tr ng (nh t l enzim cú nhúm ho t ng
hiro) nh enzim c a quỏ trỡnh t ng h p mỏu. Tựy m c gõy c m cú th
gõy ra m t s b nh au kh p, viờm th n, cao huy t ỏp, tai bi n m ch mỏu nóo,
th m chớ cú th gõy t vong. Nh v y ta th y chỡ cú c tớnh r t cao. M t
khỏc, nú cũn cú c tớnh n i b t ú l khi thõm nh p vo c th nú ớt b o
th i, m tớch t theo th i gian, nhi u nh t l trong x
trong n

ng. Theo WHO thỡ

c u ng n ng Pb 0,05 mg/l (gi ng TCVN 5942- 1995).

1.2.3. Chỡ trong v trỏi t v cỏc khoỏng chớnh c a Pb

Chỡ trong t nhiờn cú m t trong 170 khoỏng v t ch y u: Galen (PbS),
Cerndute (PbCO3), Anglesite (PbSO4),

SVTH: Bùi Thị Luyến
Hoá

14

K32A -


Khoá luận tốt nghiệp
Tr-ờng ĐHSP Hà Nội 2
1.3. Tỡnh hỡnh phõn tớch n
Tỡnh hỡnh ụ nhi m n
b ng,

c
c

Vi t Nam v th gi i
n

c ta v trờn th gi i ang l v n núng

c c p r t nhi u trờn thụng tin i chỳng.



c r t nhi u ng

n

c ang b ụ nhi m. Hi n nay, trong n

d ng nh ng ph

i quan tõm n. ũi h i ph i cú ph

õy l v n ang
ng phỏp x lý ngu n

c c ng nh trờn th gi i ang s

ng ti n k thu t hi n i nh m gi i quy t v n ny.

Kho ng vi n m l i õy xu t hi n nh ng cụng trỡnh cụng b nh ng k t
qu phõn tớch xỏc nh cỏc kim lo i n ng trong n

c th i c a m t s nh mỏy,

xớ nghi p, b nh vi n, v xu t nh ng quy trỡnh x lý tr
m

c khi th i ra

ng c ng r i ch y vo cỏc h ao v cú nhi u cụng trỡnh khỏc n a. Nh v y

tỡnh hỡnh phõn tớch n
nh ng ph

c

Vi t Nam v trờn th gi i ang phỏt tri n, s d ng

ng phỏp hi n i phõn tớch nh m x lý ngu n n

Ch

c.

ng 2

Th c nghi m
2.1. Thi t b , d ng c v hoỏ ch t
2.1.1. Thi t b v d ng c
* Mỏy phõn tớch c c ph a ch c n ng 797 VA Computrace.
* Bỡnh i n phõn.
* Mỏy vi tớnh.
* Mỏy in.
* Cỏc lo i pipet, micropipet, bỡnh nh m c, bỡnh ng, c c ong, ng
ong, ph u l c, gi y l c,
2.1.2. Hoỏ ch t
SVTH: Bùi Thị Luyến
Hoá

15

K32A -

Khoá luận tốt nghiệp
Tr-ờng ĐHSP Hà Nội 2
N

cc t

cỏc hoỏ ch t

c s d ng l n

c c t hai l n trờn mỏy Halminton. T t c

c s d ng trong nghiờn c u u t tinh khi t phõn tớch.

2.2. N i dung nghiờn c u
2.2.1. C s kh o sỏt xõy d ng m t quy trỡnh phõn tớch theo ph

ng phỏp

Von Ampe ho tan
Tr

c h t ph i l a ch n ki u i n c c lm vi c (th

ng dựng HMDE

ho c SMDE, ngoi ra cú th dựng i n c c MFE ho c i n c c bi n tớch) v
k thu t ghi

ng Von Ampe ho tan sao cho phự h p v i m c ớch nghiờn

c u v i u ki n phũng thớ nghi m.
Cỏc y u t c n kh o sỏt bao g m:
- Thnh ph n n n, n ng n n, pH, th i n phõn.
- Th i gian lm giu v t c khu y.
- Cỏc thụng s k thu t ghi

ng Von Ampe ho tan tỏc ng n

l n c a tớn hi u ho tan (IP, EP) ghi
- nh h

c, phõn gi i nh,.

ng c a oxi ho tan

- Cỏc ch t c n tr m nh nh t khi phõn tớch: Cỏc ion kim lo i cú th nh
lõn c n ho c trựng v i th nh c a ch t phõn tớch, cỏc ch t ho t ng b m t
cú th b h p ph lờn b m t i n c c lm vi c gõy c n tr quỏ trỡnh lm giu
ch t phõn tớch.
Sau khi tỡm

c cỏc i u ki n t i u, c n kh o sỏt cỏc y u t ỏnh giỏ tin

c y c a phộp o hay c a ph

ng phỏp phõn tớch nh l p l i, chớnh xỏc...

2.2.2. Kh o sỏt tỡm cỏc i u ki n t i u

2.2.3. Xõy d ng

ng chu n

2.2.4. Quỏ trỡnh phõn tớch
2.2.4.1. L y m u v b o qu n m u
2.2.4.2. X lý m u

SVTH: Bùi Thị Luyến
Hoá

16

K32A -


Khoá luận tốt nghiệp
Tr-ờng ĐHSP Hà Nội 2
Sau khi ó l y m u v xỏc nh pH, m u

c l c b v t l l ng.

2.2.4.3. Ti n hnh phõn tớch v x lý k t qu
- Ti n hnh phõn tớch: L y 5ml dung d ch m NH4Ac 0,1M; 2ml dung
d ch phõn tớch vo bỡnh nh m c 25ml, thờm n

c c t 2 l n n v ch nh

m c i u ch nh pH dung d ch t giỏ tr 3,60 v cho dung d ch vo bỡnh i n
phõn; s c khớ N2 qua dung d ch trong vũng 180 giõy. Sau ú t th E p= 1,3V vo i n c c lm vi c v ng th i b t u khu y dung d ch. Sau

kho ng th i gian (180

240 giõy) th v n gi nguyờn t i giỏ tr -1,3V nh ng

ng ng khu y dung d ch 15 giõy kim lo i nghiờn c u ó

c lm giu

phõn b u trờn b m t i n c c. Cu i cựng quột th b ng cỏch phõn c c
ng

c (t Ep v phớa d

ghi

ng h n) v i t c khụng i kho ng 20mV/s v

ng Von Ampe ho tan xung vi phõn. T t c cỏc giai o n trờn

c

th c hi n m t cỏch t ng trờn mỏy c c ph a n ng 797 VA Computrace.
- X lý k t qu : T t c cỏc k t qu th c nghi m thu
i u ki n t i u, xõy d ng
l

ng trong m u

ng chu n, ỏnh giỏ

c khi kh o sỏt

ng chu n, tớnh hm

c ti n hnh x lý trờn Microsoft Exel, x lớ th ng kờ toỏn

h c v tớnh toỏn trờn ch

ng trỡnh Turbo Pascal ó
Ch

c l p trỡnh.

ng 3

k t qu v th o lu n
3.1. Kh o sỏt cỏc i u ki n phõn tớch t i u v cỏc y u t

nh h

ng t i

dũng ho tan
3.1.1. Kh o sỏt nh h

ng c a mụi tr

ng phõn tớch

3.1.1.1. Kh o sỏt ch n n n i n li t i u

B ng 31: Cỏc thụng s o ch n n n t i u
i n c c lm vi c

HMDE

SVTH: Bùi Thị Luyến
Hoá

17

Th i gian lm giu

180s

K32A -


Khoá luận tốt nghiệp
Tr-ờng ĐHSP Hà Nội 2

Ch o

DP

Th i gian cõn b ng

20s

4

Biờn xung

0,05V

T c khu y

2000

Th i gian t xung

0,04s

Th i gian u i oxi

180s

T c quột

0,02V/s

Th i n phõn lm giu

-1,2V

Kho ng quột th

Kớch th

c gi t

(-1,2

0,2)V

B ng 12: K t qu o kh o sỏt ch n n n i n li t i u
N n
KCl (0,1M)

NaCl (0,1 M)

NaAc+ HAc (0,1M)

NH4Ac(0,1M)

pH

IP(nA)

3,60

83,89

4,60

77,89

3,60

105,78

4,60

106,54

3,60

98,77

4,60

68,00

3,60

81,45

4,60

48,45

Nh n xột: Khi c nh cỏc i u ki n mỏy o, n ng n n, n ng dung d ch
chu n, pH c a dung d ch thỡ chiờự cao pic ho tan c a ion kim lo i (I P) s ch
ph thu c vo b n ch t c a n n i n li. T b ng trờn ta th y trong c 4 n n
kh o sỏt, ion Pb2+ u cho giỏ tr IP r t t t.
V i dung d ch m l h n h p c a m t axit y u v m t baz y u, nú
cú kh n ng duy trỡ mụi tr

ng pH n nh. Vỡ v y, trong khoỏ lu n ny

chỳng tụi ch n n n NH4Ac lm n n i n li tr nghiờn c u, phõn tớch ion

Pb2+.
SVTH: Bùi Thị Luyến
Hoá

18

K32A -


Khoá luận tốt nghiệp
Tr-ờng ĐHSP Hà Nội 2
3.1.1.2. Kh o sỏt ch n pH t i u
B ng 3-3: K t qu o kh o sỏt tỡm pH t i u
pH

2,90

3,00

3,60

4,00

4,50

5,00

6,00

6,50

IP(nA)

98,55

68,95

81,25

46,11

61,15

42,67

11,51

26,22

120

IP (nA)

100
80
60
40
20

pH

0
0

1

2

3

4

5

6

7

Hỡnh 3 1: S ph thu c c a IP (nA)vo pH
Nh n xột: Trong kho ng pH = 2,9 n pH = 3,10 giỏ tr dũng ho tan
(IP) gi m d n. Khi t ng pH t 3,10 n 3,60 thỡ giỏ tr I P t ng v t c c i
t i

pH = 3,60. Trờn c s kh o sỏt chỳng tụi ch n pH = 3,60 cho dung

d ch phõn tớch trong cỏc phộp o ny.

3.1.1.3. Kh o sỏt tỡm n ng n n t i u
B ng 34: K t qu o kh o sỏt n ng n n i n li t i u
Vml dd m

N ng n n i n li

0,1

SVTH: Bùi Thị Luyến
Hoá

(mol/l)
0,0004

19

IP (nA)
108,53

K32A -


Khoá luận tốt nghiệp
Tr-ờng ĐHSP Hà Nội 2

0,2

0,0008

56,55

0,5

0,0020

51,82

1,0

0,0040

53,91

2,0

0,0080

91,35

3,0

0,0120

49,15

4,0

0,0160

41,62

5,0

0,0200

48,50

7,5

0,0300

40,77

10,0

0,0400

44,52

12,5

0,0500

50,51

Nh n xột: T kho ng n ng n n l 0,02M tr lờn, c
(IP) t
nh h

ng dũng ho tan

ng i n nh. Ch ng t dũng i n chuy n khi ú h u nh khụng cũn
ng n c

ng dũng ho tan. Vỡ v y n ng n n cho phộp l t

0,02M tr lờn. M t khỏc, n u a vo dung d ch phõn tớch m t l

ng l n ch t

i n li tr cú th gõy nhi m b n cho dung d ch phõn tớch. Vỡ v y trong cỏc
phộp phõn tớch sau ny chỳng tụi ch n n ng n n i n li l 0,04M (V =
10ml).
3.1.1.4. Kh o sỏt th i n phõn lm giu
B ng 3-5: K t qu o kh o sỏt th i n phõn
Th

i n

phừn(V)
Ip(nA)

-1,5

-1,45

-1,40

-1,35

-1,30

-1,25

-1,20

-1,15

-1,10

-1,00

-0,90

-0,80

-0,70

47,75

47,37

47,26

47,16

47,20

46,95

46,25

44,45

46,55

44,05

44,68

44,85

44,35

SVTH: Bùi Thị Luyến
Hoá

20

K32A -


Kho¸ luËn tèt nghiÖp
Tr-êng §HSP Hµ Néi 2

IP(nA)

-Eđp(V)

Hình 3 - 2:

ng bi u di n s ph thu c c a IP vào -Eđp

Nh n xét: T k t qu trên ta có th th y khi gi m d n th đi n phân thì Ip(nA)
t ng d n và đi d n n đ nh t Eđp= -1,2V. Tuy nhiên đ tránh k t t a các t p
ch t, tránh s kh ion H+, ch n giá tr th đi n phân làm giàu là -1,3V.
3.1.1.5. Kh o sát th i gian đi n phân làm giàu
B ng 3- 6: K t qu đo kh o sát th i gian đi n phân
Th i gian
đi n phân (s)
IP (nA)

90
80

5

10

30

60

90

120

180

240

8,61

9,25 14,35 20,16 28,45 57,26 50,85 68,75 79,31

IP(nA)

70
60
50
40
30
20
10

t(s)

0
5

10

30

SVTH: Bïi ThÞ LuyÕn
Ho¸

60

90

21

120

180

240

300

K32A -

300


Khoá luận tốt nghiệp
Tr-ờng ĐHSP Hà Nội 2
Hỡnh 3 3:

ng bi u di n s ph thu c c a Ip vo th i gian i n phõn

Nh n xột: T th c nghi m ta th y Ip ph thu c tuy n tớnh theo th i gian i n
phõn. Thụng th

ng vi c phõn tớch khụng th th c hi n trong th i gian quỏ

di. Vỡ v y c n ch n th i gian i n phõn phự h p v i t ng dung d ch phõn
tớch. V i nh ng dung d ch quỏ loóng thỡ th i gian i n phõn cú th kộo di
h n n a. Nh ng n u th i gian quỏ di thỡ cỏc ion kim lo i b khu ch tỏn vo
bờn trong gi t Hg lm nh h

ng n chi u cao pic (Ip).

õy chỳng tụi ch n

th i gian i n phõn kh o sỏt cỏc i u ki n khỏc l 180s.
3.1.1.6. Kh o sỏt th i gian u i oxi
B ng 3-7: K t qu o kh o sỏt th i gian u i oxi
Th i
gian
s c

0

10

30

50

90

120

150

180

210

250

300

350

39,90

40,91

40,11

39,54

35,67

32,27

30,61

31,25

32,22

34,14

31,22

29,67

khớ(s)

I P (nA)

IP(nA)
45
40
35
30
25
20
15
10
5

t(s)

0
0

Hỡnh 3 - 4:

10

30

50

90

120

150

180

210

250

300

350

ng bi u di n s ph thu c IP vo th i gian u i oxi

SVTH: Bùi Thị Luyến
Hoá

22

K32A -


Kho¸ luËn tèt nghiÖp
Tr-êng §HSP Hµ Néi 2
Nh n xét: T k t qu kh o sát trên ta th y oxi hòa tan có nh h
chi u cao pic kh o sát. Trong tr

ng đ n

ng h p không s c khí đu i oxi thì pic cao

không cân đ i, chân pic l ch trên cao do có l n sóng kh oxi. Khi th i gian
s c khí trên 150s thì chi u cao pic n đ nh cân đ i. Do đó, chúng tôi quy t
đ nh ch n th i gian s c khí đu i oxi là 180s cho các thí nghi m sau này.
3.1.2. Kh o sát các đi u ki n k thu t đo t i u
3.1.2.1. Kh o sát tìm biên đ xung t i u
B ng 3- 8: K t qu đo khi kh o sát biên đ xung
B X(V

0,006

)

E P (V)

0,008

0,01

0,03

0,05

0,07

0,09

0,10

-0,354 -0,354 -0,354 -0,366 -0,372 -0,383 -0,401 -0,407

10,5

I P (nA)

120

13,7

16,9

51,9

80,3

95,5

106,2

106,2

IP(nA)

100

80

60

40

20

B X(V)

0
0.006

0.008

Hình 3 - 5:

0.01

0.03

0.05

0.07

0.09

0.1

ng bi u di n s ph thu c IP vào biên đ xung

Nh n xét: Khi t ng biên đ xung giá tr IP t ng đáng k do đó làm t ng đ
nh y c a ph

ng pháp. Giá tr th đ nh pic (EP) d ch chuy n v vùng th âm

h n, chi u r ng c a các chân pic t ng lên. T k t qu kh o sát trên, chúng tôi
ch n giá tr biên đ xung là 0,05V cho các phép phõn t ch sau này.

SVTH: Bïi ThÞ LuyÕn
Ho¸

23

K32A -


Kho¸ luËn tèt nghiÖp
Tr-êng §HSP Hµ Néi 2

3.1.2.2. Kh o sát th i gian đ t m t xung
B ng 3-9: K t qu đo kh o sát th i gian đ t m t xung
Th i gian đ t xung(s)

Ip (nA)

0,01

188,0

0,03

97,5

0,04

79,6

0,05

67,5

0,06

57,2

0,07

49,9

0,09

42,5

0,10

39,7

IP(nA)
200
180
160
140
120
100
80

60
40
20

t(s)

0
0.01

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.09

0.1

Hình 3 – 6: S ph thu c c a Ip vào th i gian đ t xung

SVTH: Bïi ThÞ LuyÕn
Ho¸

24

K32A -


Kho¸ luËn tèt nghiÖp
Tr-êng §HSP Hµ Néi 2
Nh n xét: T đ th ta có th th y r ng t ng th i gian đ t m t xung thì IP c a
ion kh o sát gi m xu ng. Tuy nhiên, khi th i gian đ t xung nh thì pic kh o
sát

b

bi n

T c đ quét th (v/s)

Ip (nA)

0,01

32,5

0,012

27,9

0,015

28,5

0,02

28,8

0,024

28,7

0,03

28,4

0,04

29,4

3.1.2.3. Kh o

0,06

35,6

quét th

0,075

54,6

đ

ng n n b

đ m b o

và đ

nh y

phân

tích,

ch n

th i

xung cho các
phân tích sau
0,06s.

d ng

nâng cao.
đ

25

đúng

c a phép
chúng tôi
gian

đ t
phép

này

là

sát t c đ

B ng 3-10: K t qu đo kh o sát t c đ quét th

SVTH: Bïi ThÞ LuyÕn
Ho¸

và

K32A -