Nghiên cứu tính chất của các chất lỏng Ion và ứng dụng trong phân tích điện hóa

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

Nghiên cứu tính chất của các chất lỏng Ion và

ứng dụng trong phân tích điện hóa

Nguyễn Thị Kim Ngân

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên

Khoa Hóa học

Luận văn Thạc sĩ ngành: Hóa phân tích; Mã số: 60 44 29

Người hướng dẫn: PGS. TS. Vũ Thị Thu Hà

Năm bảo vệ: 2011

<b>Abstract. Chế tạo được một số loại CLIO. Sử dụng CLIO và poly(vinylidene </b>

fluoride-co-hexanfluoropropylene) để chế tạo màng dẫn điện trên cơ sở CLIO. Khảo
sát tính chất dẫn điện của màng polymer – CLIO thông qua đo điện trở màng với kỹ
thuật bốn điện cực trong các điều kiện nhiệt độ, độ ẩm khác nhau. Sử dụng màng
polymer – CLIO làm cầu dẫn trong điện cực so sánh. Khảo sát khả năng dẫn điện, độ
lặp lại của điện cực so sánh sử dụng cấu muối làm từ CLIO trong phân tích kim loại
chì trong mơi trường nước. Khảo sát khả năng phát hiện trinitrotoluene (TNT) trong
CLIO điều chế được.

<b>Keywords. Hóa phân tích; Chất lỏng Ion; Phân tích điện hóa </b>
<b>Content </b>

Luận văn gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan

- Giới thiệu về chất lỏng ion (CLIO)
- Các định nghĩa về CLIO

- Tính chất hóa lý đặc trưng của CLIO
- Các ứng dụng quan trọng của CLIO
- Cơ sở phép phân tích điện hóa

- Các loại điện cực so sánh trong phân tích điện hóa. Ưu, nhược điểm của chúng
Chương 2: Thực nghiệm

- Chế tạo màng CLIO

- Chế tạo điện cực so sánh Ag/AgCl sử dụng CLIO làm cầu dẫn
Chương 3: Kết quả - thảo luận

- Khảo sát được điện trở của màng CLIO trong các môi trường điện ly

- Khảo sát điện trở của màng CLIO theo thời gian ngâm và sự gia nhiệt trong môi
trường nước

- Khảo sát điện trở của màng CLIO theo thời gian siêu âm

- Khảo sát độ lặp lại và độ ổn định của điện cực so sánh sử dụng CLIO làm cầu dẫn
- Áp dụng điện cực so sánh kiểu mới trong phép đo xác định Pb trong môi trường
nước

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

1. Đã sử dụng CLIO và poly(vinylidene fluoride-co-hexanfluoropropylene) chế tạo
được màng CLIO

2. Khảo sát được tính dẫn điện của các màng trong các môi trường điện ly: nước và
KCl bão hòa.

- Trong môi trường nước, ở nhiệt độ thường điện trở của màng ban đầu tăng nhanh
nhưng sau đó độ tăng khơng đáng kể.

- Ở nhiệt độ càng cao, thời gian ngâm lâu hơn thì điện trở của màng càng biến đổi
nhanh.

- Trong môi trường KCl, điện trở của màng biến đổi theo thời gian ngâm, nhưng sự
biến đổi này không lớn

Trong các môi trường điện ly thông thường như nước và KCL bão hòa, điện trở của
màng CLIO là tương đối nhỏ, có sự biến đổi về điện trở của màng CLIO khi thay đổi môi
trường ngâm, thời gian ngâm và gia nhiệt nhưng điện trở của màng vẫn nhỏ hơn so với các
vật liệu làm cầu dẫn khác. Do vây, màng CLIO là vật liệu hoàn toàn phù hợp để làm cầu dẫn
trong điện cực so sánh

Khảo sát được tính dẫn điện của màng CLIO trong mơi trường có gia tốc. Q trình
rung siêu âm ảnh hưởng khơng đáng kể đến điện trở của màng.

3. Đã chế tạo thành công hai điện cực so sánh kiểu mới sử dụng CLIO làm cầu dẫn:
điện cực so sánh Ag/AgCl sử dụng màng CLIO và sử dụng khối đúc CLIO

Đã xác định được điện trở của điện cực so sánh kiểu mới sử dụng màng CLIO bằng hệ
đo ba điện cực và so sánh với điện trở của điện cực so sánh than xốp chế tạo trước đây. Điện
trở của điện cực so sánh loại mới nhỏ hơn so với điện trở của điện cực so sánh than xốp

4. Đã khảo sát được độ lặp lại và độ ổn định của hai loại điện cực so sánh trong phân
tích kim loại Pb theo thời gian. Độ lặp lại đối với cả hai điện cực kiểu mới là rất tốt, kết quả
phân tích cho độ chụm cao. Tuy nhiên, độ ổn định của điện cực so sánh sử dụng khối CLIO
cao hơn, ít bị ảnh hưởng bởi mơi trường điện ly hơn

5. Bước đầu khảo sát được tín hiệu của TNT trong CLIO và cho thấy kết quả tốt.

<b>References </b>

[1]. <i>Nguyễn Hữu Chí, (2007) ed. Giáo trình vật lý màng mỏng., Trường Đại học Khoa học </i>
Tự nhiên Thành phố Hồ Chí Minh.

[2]. <i>Nguyễn Năng Định,( 2005) ed. Vật lý và Kỹ thuật màng mỏng. NXB Đại học Quốc </i>
gia Hà Nội.

[3]. <i>Nguyễn Việt Huyến, (2005) ed. Cở sở các phương pháp phân tích điện hóa.NXB Đại </i>
học Quốc gia Hà Nội.

[4]. <i>Trần Hiệp Hải, (2005) ed. Phản ứng điện hóa và ứng dụng, Nhà xuất bản giáo dục. </i>
[5]. <i>Anouti, M.r.m., et al. (2008), Synthesis and Characterization of New Pyrrolidinium </i>

<i><b>Based Protic Ionic Liquids. Good and Superionic Liquids. J.Phys.Chem, 112: p. </b></i>

13335-13343.

[6]. Appetecchia, G.B., et al (2011), <i>Chemical–physical </i> <i>properties </i> <i>of </i>
<i><b>bis(perfluoroalkylsulfonyl)imide-based ionic liquids. Electrochemimica Acta,. 56: p. </b></i>

1300-1307

[7]. <i><b>Bakker, E.( 2004), Electrochemical Sensors. Anal. Chem,. 76: p. 3285-3298. </b></i>

[8]. <i>Endres, F. and S.Z.E. Abedin (2006), Air and water stable ionic liquids in physical </i>

<i><b>chemistry. Physical Chemistry Chemical Physics,. 8: p. 2101-2116. </b></i>

[9]. <i>Faridbod, F., et al., Application of Room Temperature Ionic Liquids in </i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

<i>[10]. Fuller, J., A.C. Breda, and R.T. Carlin (1998), Ionic liquid–polymer gel electrolytes </i>

<i>from hydrophilic and hydrophobic ionic liquids. Journal of Electroanalytical </i>

<b>Chemistry,. 459: p. 29-34. </b>

<i>[11]. Hagiwara, R. and Y. Ito, (2000) Room temperature ionic liquids of alkylimidazolium </i>

<i><b>cations and fluoroanions. Journal of Fluorine Chemistry,. 105: p. 221-227. </b></i>

<i>[12]. Harris, K.R., M. Kanakubo, and L.A. Woolf (2007), Temperature and Pressure </i>

<i>Dependence of the Viscosity of the Ionic Liquids 1-Hexyl-3-methylimidazolium </i>
<i>Hexafluorophosphate and </i>

<i><b>1-Butyl-3-methylimidazolium Bis(trifluoromethylsulfonyl)imide. J. Chem. Eng. Data,. 52: p. </b></i>

1080-1085.

<i>[13]. K Brainina, et al.( 1996), Determination of copper, lead and cadmium in whole blood </i>

<i>by stripping voltammetry with the use of graphite electrodes. Analytical Chimica </i>

<b>Acta,. 330: p. 175-181. </b>

<i>[14]. Kakiuchi, T., T. Yoshimatsu, and N. Nishi (2007), New Class of Ag/AgCl Electrodes </i>

<i><b>Based on Hydrophobic Ionic Liquid Saturated with AgCl. Anal. Chem,. 79: p. </b></i>

7187-7191.

<i>[15]. Keith, E.J.( 2007), What’s an Ionic Liquid? The Electrochemical Society Interface,. </i>

<b>Spring 2007: p. 38-41. </b>

<i>[16]. Li, Y., et al.( 2009), Simultaneous determination of ultra-trace lead and cadmium at a </i>

<i>hydroxyapatite-modified carbon ionic liquid electrode by square-wave stripping </i>
<i><b>voltammetry. SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL,. 139(2): p. 604-610. </b></i>

<i>[17]. Liu, H., Y. Liu, and J. Li,( 2010) Ionic liquids in surface electrochemistry. Physical </i>
<b>Chemistry,. 12: p. 1685–1697. </b>

<i>[18]. Marisa, C.B., G.E. Russell, and G.C. Richard (2004), Non-Haloaluminate </i>

<i><b>Room-Temperature Ionic Liquids in Electrochemistry. ChemPhysChem, 5: p. 1106-1120. </b></i>

<i>[19]. Mehdi, H., et al. (2010), Hydrophobic ionic liquids with strongly coordinating anions. </i>
<b>Chem. Commun,. 46: p. 234-236. </b>

<i>[20]. Muhammad J.A, S. and T. Angel A.J (2011), Application of ionic liquids in </i>

<i><b>electrochemical sensing systems. Biosensors and Bioelectronics,. 26: p. 1775-1787. </b></i>

<i>[21]. Ohtani, T., N. Nishi, and T. Kakiuchi (2011), Differential pulse stripping voltammetry </i>

<i>of moderately hydrophobic ions based on hydrophobic ionic liquid membranes </i>

<i><b>supported on the Ag/AgCl electrode. Journal of Electroanalytical Chemistry,. 656. </b></i>

<i>[22]. Papaiconomou, N., et al(2007)., Physicochemical Properties of Hydrophobic Ionic </i>

<i>Liquids Containing 1-Octylpyridinium, 1-Octyl-2-methylpyridinium, or </i>
<i><b>1-Octyl-4-methylpyridinium Cations. J. Chem. Eng. Data,. 52: p. 833-840. </b></i>

<i>[23]. Pauliukaitea, R., et al.(2011), Application of room temperature ionicliquids to the </i>

<i>development of electrochemicallipase biosensing systems for water-insoluble </i>
<i><b>analytes. Journal of Electroanalytical Chemistry. 656(1-2): p. 96-101. </b></i>

<i>[24]. Ping, J., et al.(2011), Evaluation of Trace Heavy Metal Levels in Soil Samples Using </i>

<i><b>an Ionic Liquid Modified Carbon Paste Electrode. J.Agric.Food Chem. 59: p. </b></i>

4418-4423.

<i>[25]. Rooney, D., J. Jacquemin, and R. Gardas(2009), Thermophysical Properties of Ionic </i>

<i>Liquids. </i>

<i>[26]. Sakaida, H., Y. Kitazumi, and T. Kakiuchi (2010), Ionic liquid salt bridge based on </i>

<i>tributyl(2-methoxyethyl)phosphonium bis(pentafluoroethanesulfonyl)amide for stable </i>
<i><b>liquid junction potentials in highly diluted aqueous electrolyte solutions. Talanta. 83: </b></i>

p. 663-666.

<i>[27]. Seddon, K.R., A. Stark, and M.-J. Torres(2000), Influence of chloride, water, and </i>

<i><b>organic solvents on the physical properties of ionic liquids. Pure Appl. Chem. 72(12): </b></i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

<i>[28]. Shamsipura, M., et al.(2010), Room-temperature ionic liquids as electrolytes in </i>

<i>electroanalytical determination of traces of 2-furaldehyde from oil and related </i>
<i><b>wastewaters from refining processes. Talanta. 81(1-2): p. 109-115. </b></i>

<i>[29]. SHIBATA, M.(2010), et al., Stability of a Ag/AgCl Reference Electrode Equipped </i>

<i>with an Ionic Liquid Salt Bridge Composed of 1-Methyl-3-octylimidazolium </i>
<i>Bis(trifluoromethanesulfonyl)- amide in Potentiometry of pH Standard Buffers. The </i>

<b>Japan Society for Analytical Chemistry. 26: p. 1203-1206. </b>

<i>[30]. Shvedene, N.V., D.V. Chernyshov, and I.V. Pletnev(2008), Ionic Liquids in </i>

<i><b>Electrochemical Sensors. Russian Journal of General Chemistry, 78: p. 2507–2520. </b></i>

<i>[31]. Simões, A.M., D.E. Tallman, and G.P. Bierwagenb(2005), Use of Ionic Liquids for </i>

<i>the Electrochemical Characterization of Water Transport in Organic Coatings. </i>

<b>Electrochemical and Solid-State Letters,10: p. B60-B63. </b>

<i>[32]. Sun, Y., et al.(2009), Simultaneous determination of dopamine and serotonin using a </i>

<i>carbon nanotubes-ionic liquid gel modified glassy carbon electrode. Microchim Acta. </i>

<b>165: p. 373-379. </b>

<i>[33]. Wang, J., ed.(2006) ANALYTICAL ELECTROCHEMISTRY, INC Publication. </i>

<i>[34]. Wei, D. and A. Ivaska, Applications of ionic liquids in electrochemical sensors. </i>
<b>analytica chimica acta, 2008. 607. </b>

<i>[35]. Wei, G.-T., Z. Yang, and C.-J. Chen(2003), Room temperature ionic liquid as a novel </i>

<i><b>medium for liquid/liquid extraction of metal ions. Analytica Chimica Acta. 488: p. </b></i>

183-192.

<i>[36]. Zhao, C., et al.(2008), Electrochemistry of Room Temperature Protic Ionic Liquids. </i>
<b>J.Phys.Chem. 112: p. 6923-6936. </b>

<i>[37]. Zhu, J., et al.(2011), Applications of hydrophobic room temperature ionic liquids in </i>

<i><b>ion-selective optodes. SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL. 159: p. </b></i>

256-260.

<i>[38]. Zhuangying, P., et al.(2009), Preparation of Hydroxyapatite/Ionic Liquid Composite </i>

</div>

<!--links-->