Nghiên cứu định lượng Se(IV) trong mẫu nước sông và nước thải bằng phương pháp von ampe hòa catot xung vi phân khóa luận tốt nghiệp đại học

Trờng đại học vinh
Khoa hóa học
=== ===

nguyễn thị tú anh

NGHIÊN CứU ĐịNH LƯợNG Se(IV) TRONG MẫU NƯớC SÔNG
Và NƯớC THảI BằNG PHƯƠNG PHáP VON - AMPE
HòA TAN CATOT XUNG VI PHÂN

khóa luận tốt nghiệp đại học
Ngành hóa học phân tÝch


Vinh - 2012

2


Trờng đại học vinh
Khoa hóa học
=== ===

NGHIÊN CứU ĐịNH LƯợNG Se(IV) TRONG MẫU NƯớC SÔNG
Và NƯớC THảI BằNG PHƯƠNG PHáP VON - AMPE
HòA TAN CATOT XUNG VI PHÂN

khóa luận tốt nghiệp đại học
Ngành hóa học phân tích

GV hớng dẫn:

TS. đinh thị trờng giang

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn thị tú anh

Lớp:
MSSV:

49B - Hóa học
0852025274


Vinh - 5/2012

4


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin được gửi tới cô giáo - TS. Đinh Thị Trường Giang
lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất. Cô là người đã trực tiếp giao đề tài, tận
tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện giúp đỡ em trong quá trình nghiên cứu và
hồn thành khóa luận.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới cơ giáo - ThS. Võ Thị Hịa, cơ đã
tận tình giúp đỡ, chỉ bảo em trong suốt q trình làm khóa luận.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cơ giáo phịng thí nghiệm
hóa phân tích đã tận tình và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt q trình làm
khóa luận.
Em cũng xin chân thành cảm ơn ban chủ nhiệm khoa Hóa học, các thầy

giáo, cô giáo trong khoa đã dạy dỗ, tạo điều kiện giúp em suốt quá trình học
tập cũng như quá trình làm khóa luận.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè, người thân đã
ln quan tâm, động viên, giúp đỡ em suốt q trình làm khóa luận.
Vinh, tháng 5 năm 2012
Sinh viên
Nguyễn Thị Tú Anh


MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN
LỜI CẢM ƠN.............................................................................................................................5
MỞ ĐẦU....................................................................................................................................8
Chương

1
TỔNG QUAN...........................................................................................................10

1.1. Tổng quan về Selen và các hợp chất của Selen................................................................10
1.1.1. Trạng thái tự nhiên và tính chất của Selen.....................................................................10
1.1.1.1. Trạng thái tự nhiên [2].................................................................................................10
1.1.2. Ứng dụng và độc tính của Selen [2]...............................................................................16
1.2. Các phương pháp xác định Selen.....................................................................................18
1.2.1. Các phương pháp phân tích cổ điển [1,2]......................................................................18
1.2.1.1. Phương pháp phân tích khối lượng ............................................................................18
1.2.1.2. Phương pháp phân tích thể tích ..................................................................................18
1.2.2. Các phương pháp phân tích quang phổ [2]....................................................................19
1.2.2.1. Phương pháp phân tích trắc quang .............................................................................19
1.2.2.2. Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử ..........................................................................19

1.2.2.3. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)....................................................20
1.2.3. Các phương pháp khác...................................................................................................21
1.2.3.1. Phương pháp động học - xúc tác trắc quang [2].........................................................21
1.2.3.2. Phương pháp sắc kí .....................................................................................................23
1.3. Giới thiệu về phương pháp cực phổ và Von - Ampe hòa tan [7].....................................23
1.3.1. Phương pháp cực phổ ....................................................................................................23
1.3.2.Các phương pháp phân tích cực phổ...............................................................................31
1.3.3. Phương pháp Von - Ampe hịa tan catot xung vi phân .................................................34
1.4. Các phương pháp tách Selen.............................................................................................35
1.5. Các phương pháp xử lí mẫu [7].........................................................................................36
1.5.1. Phương pháp vơ cơ hóa ướt............................................................................................38
1.5.2.Phương pháp vơ cơ hóa mẫu khơ ...................................................................................39


1.5.3. Phương pháp vơ cơ hóa mẫu khơ - ướt kết hợp.............................................................40
1.5.4. Phương pháp lị vi sóng..................................................................................................41
1.5.5. Phương pháp lên men.....................................................................................................41
1.6. Tác nhân vơ cơ hóa [3]......................................................................................................41
1.6.1. Axit nitric (HNO3)........................................................................................................41
1.6.2. Axit sunfuric (H2SO4) ..................................................................................................42
1.6.3. Axit pecloric (HClO4)....................................................................................................42
Chương

2
THỰC NGHIỆM......................................................................................................43

2.1 Thiết bị và dụng cụ và hóa chất..........................................................................................43
2.1.1. Thiết bị và dụng cụ.........................................................................................................43
2.1.2. Hóa chất..........................................................................................................................45
2.2. Lấy mẫu và xử lí mẫu........................................................................................................46

2.2.1. Lấy mẫu..........................................................................................................................46
2.2.1.1. Lấy mẫu nước sơng.....................................................................................................46
2.2.1.2. Mẫu nước thải.............................................................................................................46
2.2.2. Xử lí mẫu [16].................................................................................................................46
2.2.2.1. Mẫu nước sông ...........................................................................................................46
2.2.2.2. Mẫu nước thải..............................................................................................................47
2.3. Kết quả và thảo luận .........................................................................................................47
2.3.1. Mẫu nước sông...............................................................................................................47
2.3.2. Mẫu nước thải.................................................................................................................50
2.3.3. Mẫu trắng........................................................................................................................52
2.3.4. Xử lý kết quả...................................................................................................................53
KẾT LUẬN...............................................................................................................................55
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................................56

7


MỞ ĐẦU
Hiện nay thế giới đang rung hồi chuông báo động về thực trạng ơ nhiễm
mơi trường tồn cầu. Mơi trường đã trở thành vấn đề chung cho toàn nhân loại
và được toàn thế giới quan tâm cùng với sự nóng lên của trái đất gây hiệu ứng
nhà kính và xuất hiện ngày một nhiều trên lỗ thủng từng ozôn bảo vệ trái đất
khỏi các tia cực tím.
Nằm trong khung cảnh chung của thế giới, môi trường Việt Nam chúng
ta xuống cấp cục bộ do chúng ta đang trong thời kì phát triển cơng nghiệp
hóa, hiện đại hóa và sự gia tăng dân số quá nhanh ở các khu đô thị. Đi kèm
với sự phát triển đó là sự ơ nhiễm mơi trường do nguồn rác thải, khí thải, nước
thải gây ra.
Các nguồn thải đưa ra môi trường hầu hết chưa được xử lí hoặc mới xử
lí sơ bộ do đó gây ra ơ nhiễm mơi trường đặc biệt là môi trường nước. Các

nguồn nước thải công nghiệp chứa Selen đi vào sông hồ làm ô nhiễm các
nguồn nước. Selen đi vào cơ thể từ đường ăn uống, hô hấp. Chúng tích lũy
trong cơ thể con người và sinh vật gây ra các bênh nguy hiểm. Do vậy, việc
tìm ra phương pháp tách loại chúng ra khỏi môi trường nước là điều hết sức
quan trọng.
Để xác định Selen, nhiều phương pháp đã được áp dụng cho kết quả rất
khả quan như: Quang phổ hấp thụ nguyên tử, sắc kí ion …Các phương pháp
này đều có độ nhạy và độ chính xác cao. Bên cạnh đó phương pháp Vơn Ampe hịa tan catot xung vi phân là phương pháp đang được quan tâm nghiên
cứu và thơng dụng ở các phịng thí nghiệm Việt Nam để xác định Selen vì
phương pháp này có độ nhạy và độ chính xác cao, quy trình phân tích đơn
giản khơng tốn nhiều hố chất và khơng tốn kém về trang thiết bị. Vì vậy, để
cải thiện tình trạng ơ nhiễm đồng thời đóng góp và việc phát triển ứng dụng
phương pháp này với đối tượng nghiên cứu là nước chúng tôi chọn đề tài:
“Nghiên cứu định lượng Se(IV) trong mẫu nước sông và nước thải bằng
phương pháp Von - Ampe hòa tan catot xung vi phân”.

8


Trong bản luận văn này, chúng tôi nghiên cứu một số vấn đề liên quan
đến việc phân tích Se (IV) bằng phương pháp Von-Ampe hòa tan catot xung
vi phân, cụ thể:
- Lựa chọn các thông số đo, thế điện phân, thời gian điện phân,thời
gian cân bằng, thời gian đặt xung, biên độ xung, thế bắt đầu quét, thế kết thúc,
tốc độ qt, thời gian sục khí, pH.....
- Tìm ra và lựa chọn quy trình xử lí mẫu để xác định Se.
- Tiến hành định lượng xác định Se trong mẫu nước sông và nước thải.

9

Chương 1
TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về Selen và các hợp chất của Selen
1.1.1. Trạng thái tự nhiên và tính chất của Selen
1.1.1.1. Trạng thái tự nhiên [2]
Trữ lượng Selen trong vỏ Trái đất khoảng 10 - 5 %. Se có nguồn gốc từ
việc phun núi lửa, trong các sunphit kim loại như các sunphit của Cu, Ni, Fe,
Pb và trong các khoáng vật hiếm như Cu 2Se, PbSe và As2Se3. Se là nguyên tố
chiếm thứ 17 trên vỏ trái đất về khối lượng.
Hàm lượng Se trong khơng khí thường rất thấp, tức là nhỏ hơn
10ng/m3.
Sự phân bố của Se trên bề mặt trái đất là khơng đồng đều, nơi thì rất
thấp, nơi thì rất cao. Các q trình địa lí, sinh học và công nghiệp liên quan
đến sự phân bố và di chuyển của Se và chu trình của nó, tuy nhiên người ta
vẫn chưa thiết lập được mối quan hệ giữa chúng. Dù vậy, các q trình địa lí
tự nhiên và sinh học tự nhiên cũng có thể là nguyên nhân chính tạo ra sự phân
bố của Se trong mơi trường.Sự có mặt của nó trong mơi trường là rất đa dạng.
Ví dụ, Se trong đất đá khoảng từ 0,1ppm ( các khu vực thiếu Se của New
Zeland) đến 1200ppm (một vùng ở Ailen), Se ở nồng độ này gây ra các ảnh
hưởng độc hại cho các động vật, làm hao mòn thể thực vật một cách cục bộ.
Khoảng nồng độ rộng cũng được tìm thấy trong các loại nước khơng chứa
muối, chiếm từ khoảng 0,1 µ g/dm3 đến 9 µ g/dm3 . Các Se vơ cơ có thể tồn
tại trong hai dạng oxi hóa, Se (IV) (Selenit hoặc SeO 3 - 2) và Se (VI) (Selenat
hoặc SeO42 - ) và kết quả của sự chuyển hóa sinh học, các chất đã metyl hóa
như đimetyl Selenit và dimetyl Selenat cũng được tìm thấy. Các chất hữu cơ
này được tạo ra từ nước thải, bùn và đất đá và cũng được tìm thấy trong một
số nước tự nhiên. Selen, Selenit và Selenit hữu cơ là ba dạng Se riêng biệt hòa
tan trong nước biển và Selen hữu cơ chứa axit Selenamino và các dẫn xuất của

10


chúng chiếm ưu thế hơn trong nước mặt. Ở mặt nước sâu của đại dương,
Selenit và Selenat là các chất chiếm ưu thế hơn, khơng có bằng chứng nào
chứng tỏ có mặt các Selenit hữu cơ. Các nguồn tự nhiên chứa Selen bao gồm
các loại đất giàu Selen và Selen được tích lũy sinh học bởi một số thực vật có
độc như lồi cây họ đậu trong các chi Oxytropis hay Astragalus. Các nguồn
chứa Selen do con người tạo ra có việc đốt cháy than cũng như khai thác và
nung chảy các loại quặng sunfat.
Một số hoạt động của con người làm thay đổi sự phân bố của Se trong
môi trường. Trong công nghiệp bán dẫn và điện tử, trong cơng nghiệp hóa
chất, trong cơng nghiệp thủy tinh và trong nơng nghiệp người ta đều sử dụng
Se. Chính xác q trình sản xuất này và bản thân các sản phẩm của chúng
cũng đưa Se vào môi trường làm thay đổi lại sự phân bố của Se. Điều này liên
quan đến từng quốc gia vì hàm lượng Se thấp hoặc cao trong đất dẫn đến các
ảnh hưởng đến sức khỏe con người, việc sử dụng phân bón chứa các hợp chất
Se của các nước Bắc Âu là một ví dụ rõ rệt về sự can thiệp cố ý của con người
đến sự phân bố Se trong môi trường.
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 ngun tố khơng tồn tại trong mơi 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 .
Selen được sản xuất phổ biến nhất từ Selenua hoặc trong nhiều loại
quặng sunfat, như từ các khoáng vật của đồng, bạc hay chì. Nó thu được dưới
dạng phụ phẩm của q trình chế biến các loại quặng này, từ bùn anot trong
tinh lọc đồng và bùn từ các buồng chì trong các nhà máy sản xuất axit

sunfuric. Các loại bùn này có thể được xử lý bằng nhiều cách để thu được
Selen tự do.
11


Một số loại thực phẩm giàu Selen: Cá, tôm, cua, ngũ cốc, rau cải, sữa,
trứng, thịt, nấm, tỏi…
1.1.1.2. Tính chất vật lý [2]
Trong bảng hệ thống tuần hồn,Selen kí hiệu là Se,có ngun tử lượng
78,96 đvc, nằm ở ơ thứ 34, chu kì 4, phân nhóm chính nhóm VI. Selen có
nhiều dạng thù hình, nhưng bền nhất và hay gặp nhất là Selen lục phương và
Selen xám. Selen xám là chất bán dẫn, độ dẫn điện tăng khi bị chiếu sáng.
Một số hằng số vật lí của Selen:
- Tỷ trọng: 4,8g/cm3
- Nhiệt độ nóng chảy: 217oC,
- Nhiệt độ sơi: 684,9oC .
Số oxi hóa - 2, 0, +2, +4, +6 trong đó số oxi hóa +6 là bền nhất.
1.1.1.3. Tính chất hóa học [5]
Trong phân nhóm chính nhóm VI đi từ O, S, Se, Te, Po tính kim loại
tăng dần và tính phi kim giảm dần nên Selen nguyên tố dễ dàng phản ứng với
oxi và các nguyên tố halogen tạo thành oxit SeO2 và halogenua như SeCl4.
Giống như lưu huỳnh, Selen tác dụng với nhiều kim loại tạo ra các
Selenua tương tự như muối Sunfua. Với Hidro, Selen tác dụng ở nhiệt độ cao.
Selen tác dụng với flo và clo ở nhiệt độ cao và với oxit khi đun nóng. Selen
tan được trong dung dịch kiềm tương tự lưu huỳnh:
3Se + 6KOH = K2SeO3 + 2K2Se + 3H2O.
Trong dung dịch HNO3 loãng, Selen phản ứng tạo ra Selenit:
3Se + 4HNO3 + H2O = 3H2SeO3 + 4NO.
Khi cho Selen tác dụng với dung dịch axit lỗng có thể thu được
hidroSelenua (H2Se). Khi hịa tan H2Se vào nước thì dung dịch của nó có tính

oxi hóa yếu. Dưới tác dụng của oxy khơng khí, Selenua sẽ tạo thành sản phẩm
màu đỏ có cấu tạo như polysunfua là polySelenua.

12


H2Se tác dụng với oxy khơng khí tạo ra SeO 2, là tinh thể màu trắng, tan
tốt trong nước tạo ra Selenơ H 2SeO3 (K1= 2.10 - 3, K2 = 5.10 - 9). Khác với SO2,
SeO2 là chất oxi hóa mạnh, dễ dàng bị khử đến Se theo phản ứng:
SeO2 + 2SO2 = Se + 2SO3.
H2SeO3 tồn tại ở dạng những tinh thể lục phương không màu, chảy rữa
khi để trong khơng khí ẩm nhưng tự vụn dần trong khơng khí khơ. H 2SeO3
mất nước tạo thành SeO2. Axit Selenơ và muối của nó là chất oxi hóa khá
mạnh. Người ta điều chế nó bằng cách hịa tan Selen bột trong HNO 3 loãng.
Axit Selenic rất giống axit sunfuric về khả năng tạo hidrat mạnh, độ
mạnh của axit và tính chất của muối. Khi kết tinh từ dung dịch nó có thể tách
ra ở dạng hidrat H2SeO4.H2O, ngồi ra người ta cũng thấy tồn tại các dạng
hidrat như sau: H2SeO4.2H2O, H2SeO4.4H2O, H2SeO4.6H2O .
Đi từ Se2 - đến Se6+ tính oxi hóa tăng dần, tính khử giảm dần. Selen có
nhiều ứng dụng nhất là Se+4
1.1.1.4. Một số hợp chất của Selen ở các mức oxi hóa khác nhau [3]
1. Số oxi hóa - 2
Do cấu hình electron 4s24p4 ở lớp vỏ ngồi cùng nên Selen có khuynh
hướng tạo các hợp chất trong đó có số oxi hóa - 2.
Q trình: Se + 2e → Se2 - cần cung cấp nhiệt độ nên ion tồn tại trong
mạng tinh thể với các hợp chất kim loại hoạt động. Trong đa số các hợp chất
của Se2 - thì các liên kết chủ yếu là liên kết cộng hóa trị.
Hợp chất H2Se là chất khí độc hơn H2S lại ít bền nhiệt hơn H2S (H2Se
phân hủy ở nhiệt độ 1500C) có mùi đặc trưng và là một chất khử mạnh có thể
cháy được trong khơng khí.

H2Se + 1/2O2 → Se +H2O ( thiếu oxi )
H2Se + 3/2O2 → SeO2 +H2O (dư oxi )
H2Se tan trong dung dich tạo thành H 2Se là một axit yếu 2 nấc tạo ra 2
muối tương ứng là hidro Selenua va Selenua tương ứng. Các Selenua kim loại
ít tan trừ Selenua kim loại kiềm và kiềm thổ.
13


H2Se có độ tan vừa phải trong nước, độ tan trong các dung mơi hữu cơ
lớn hơn. H2Se có thể điều chế qua phản ứng sau:
- Thủy phân Selenit nhôm (Al2S3)
Al2S3 + 6H2O → 3H2Se + 2Al(OH)3
- Phản ứng của axit HCl loãng với Selenit sắt (FeSe)
FeSe + 2HCl → H2Se + FeCl2
H2Se có thể tạo kêt tủa với nhiều ion kim loại nặng tạo thành các muối
Selenit ít tan như M2Se, MHSe
2.Số oxi hóa +4
Hợp chất Selen (+4) rất quan trọng trong hóa phân tích. Trạng thái oxi
hóa của Selen thể hiện ở các oxit SeO 2, tetrahalogenua, cũng như các phức
anion kiểu [SeO3]2 - hay [ Se(OH)6]2 - ...
SeO2 là một chất màu trắng, thăng hoa ở 315 0c, tan trong nước tạo
thành H2SeO3 là một axit yếu. H2SeO3 tách được dưới dạng tự do, đó là chất
rắn màu trắng bị vụn nát trong khơng khí khi mất nước.
3. Số oxi hóa +6
Se (+6) tạo các hợp chất như SeO3, SeF6, H2SeO4, có cấu trúc tương tự
cấu trúc và tính hất của lưu huỳnh. SeO 3 màu trắng, được biết ở trạng thái
thủy tinh và amiăng. SeO3 có tác dụng mãnh liệt với nước tạo thành axit
Selenic H2SeO4 là chất tinh thể màu trắng. Cũng như H2SO4 nó cũng hút nước
rất mạnh, dung dịch nước của nó là axit mạnh có đọ mạnh gần bằng H2SO4.
Hỗn hợp H2SeO4 và HCl là chất oxi hóa mạnh do H 2SeO4 oxi hóa HCl

tạo thành clo nguyên tử:
H2SeO4 + 2HCl → H2SeO3 + H2O
Phản ứng này dùng để khử Se (VI) về Se (IV)
1.1.1.5. Tính chất điện hóa của Selen(IV) [2]
Selen (VI) có tốc độ khử điện cực rất nhỏ nên khơng có hoạt tính điện
hóa. Phương pháp cực phổ của Selen đã được nghiên cứu từ rất lâu. Lần đầu
tiên được nghiên cứu bởi Schwaer và Suchy , các tác giả này đã xác định được
ba bước sóng khử với các q trình khử Se(IV) đến các mức oxi hóa +2, 0, 14


2 trong nền HCl 1M. Trong dung dịch nền rất lỗng thì hai sóng đầu chập làm
một, ngồi ra các tác giả này cịn phát hiện ra một sóng đơn ứng với quá trình
khử Se+4 về Se0 trong nền amoni .
Lingane và Niedrach nhận thấy SeO32 - cho một sóng khuếch tán trên
điện cực thủy ngân giống như của SO 32 - . Theo các tác giả này sóng khử của
SeO32 - trong môi trường amoni tương ứng với bước khử của Se4+ về Se2+.
Speranskaya cũng ghi nhận hai bước sóng khử về Selen nguyên tố,
sóng thứ hai ứng với bước sóng khử từ Selen nguyên tố đến Se2 - . Sóng thứ
hai đi kèm với sóng khử của H+.
Khi nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến sóng cực phổ Se(IV) sử dụng
đệm ortho - photphat 0,2M thì trong mơi trường axit hai sóng đầu quan sát
được là tương tự như các trường hợp trên. Tuy nhiên, ở khoảng pH = 3 xuất
hiện sóng thứ ba khơng thuận nghịch với E1/2 = - 1,2V (So với SCE).
Trong đệm amoni axetat pH = 6,5, khi nồng độ Se(IV) là 0,125 mM thì
chỉ quan sát được sóng thứ ba. Khi nồng độ Se(IV) tăng đến 1 mM thì quan
sát được cả ba sóng, tuy nhiên sóng thứ nhất rất nhỏ, ở pH này chỉ quan sát
được sóng thứ hai và sóng thứ ba. Cũng theo các tác giả này số electron trao
đổi trong phản ứng khử điện cực ở sóng thứ hai và sóng thứ ba đều bằng 2.
Tóm lại, Se(IV) cho ba sóng cực phổ tùy thuộc vào pH của dung dịch.
Dịng giới hạn của tất cả các sóng đều là dịng khuếch tán nhưng chỉ có sóng

thứ hai là thuận nghịch. Sóng thứ nhất tương ứng với bước khử trao đổi 4e của
Se(IV) để tạo thành Selenit thủy ngân HgSe:
H2SeO3 + Hg + 4H+ + 4e → HgSe + 3H2O.
Sóng thứ hai là sóng khử 2e của HgSe để tạo H2Se:
HgSe + 2e + 2H+ → Hg + H2Se.
Trong môi trường kiềm sóng thứ ba tương ứng với bước khử 6e:
SeO32 - + 6e + 6H+ → Se2 - + 3H2O.

15


1.1.2. Ứng dụng và độc tính của Selen [2]
Ứng dụng lớn nhất của Selen trên toàn thế giới là sản xuất thủy tinh và
vật liệu gốm, trong đó nó được dùng để tạo ra màu đỏ cho thủy tinh, men thủy
tinh và men gốm cũng như để loại bỏ màu từ thủy tinh bằng cách trung hòa
sắc xanh lục do các tạp chất sắt (II) tạo ra. Selen được sử dụng cùng Bitmut
trong hàn chì cho đồng thau để thay thế cho chì độc hại hơn. Nó cũng được
dùng trong việc cải thiện sức kháng mài mòn của cao su lưu hóa. Selen là chất
xúc tác trong nhiều phản ứng hóa học và được sử dụng trong nhiều phản ứng
tổng hợp hóa học ở phịng thí nghiệm lẫn trong cơng nghiệp. Nó cũng được sử
dụng rộng rãi trong việc xác định cấu trúc của các protein hay axit nucleic
bằng tinh thể học tia X. SeS2, thực tế là disunfua Selen hay sunfua Selen (IV),
là thành phần hoạt hóa trong một vài loại dầu gội đầu chống gàu. Hiệu ứng
của thành phần hoạt hóa là giết chết nấm da đầu Malassezia. Thành phần hoạt
hóa này cũng được dùng trong mỹ phẩm dùng cho da để điều trị nấm da Tinea
do nhiễm các loại nấm Malassezie .
Trong kĩ thuật nhiếp ảnh Selen được sử dụng như một chất tạo sắc
thái, ngoài ra nó cịn được sử dụng trong kĩ thuật photocopy, chế tạo đầu dị
quang điện và pin mặt trời, nó cũng đã từng được sử dụng rộng rãi trong bộ
nắn dòng.

Trong cơ thể người Selen tham gia vào một số quá trình tổng hợp
vitamin và các chất bổ sung dinh dưỡng khác với liều từ 20 - 500
microgam/ ngày cho người lớn. Một vài loại cỏ làm thức ăn gia súc cũng
được tăng cường Selen.
Như vậy Selen và các hợp chất của nó là rất quan trọng cho động vật và
con người. Nó có thể gây ra bệnh tật nếu thiếu hụt Selen trong cơ thể. Tuy
nhiên nếu con người tiếp xúc nhiều và thường xuyên sẽ bị ngộ độc cấp tính
hoặc gây nên các rối loạn nội tạng có thể dẫn đến tử vong. Mặc dù vậy cơ thể
con người cần phải được hấp thụ một lượng rất nhỏ Selen thông qua thực

16


phẩm để giảm nguy cơ mắc một số bệnh về tim mạch, ung thư, chậm phát
triển và ít sinh sản.
* Độc tính của Selen
Mặc dù Selen là vi dưỡng chất thiết yếu nhưng nó lại có độc tính nếu
dùng thái q. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) tính tốn, hàm lượng Selen
trong máu người trung bình phải đạt trên 0,15 µ g/ml thì mới đủ lượng chất
cần thiết cho cơ thể. Những kết quả nghiên cứu của WHO khẳng định, ngun
tố Selen có vai trị sinh học rất lớn với sức khỏe con người. Điều tra dịch tễ
học tại Mỹ và Bắc Âu cho thấy có sự liên hệ giữa Selen và sự gia tăng khả
năng mắc bệnh tim mạch, huyết áp cao, dẫn đến tử vong với con người. Việc
sử dụng vượt quá giới hạn trên theo khuyến cáo là 400 µ g/ngày có thể dẫn tới
ngộ độc. Biểu hiện ngộ độc Se trong người là : mùi hơi của tỏi trong hơi thở,
các rối loạn tiêu hóa, rụng tóc, bong, tróc móng tay chân, mệt mỏi, kích thích
và tổn thương thần kinh, có thể gây bệnh sơ gan, phù phổi và tử vong.
Ngộ độc Selen từ các hệ thống cung cấp nước có thể xảy ra khi các
dòng chảy của các hệ thống tưới tiêu mới trong nông nghiệp chảy qua các
vùng đất thông thường là khô cằn và kém phát triển. Quá trình này làm thẩm

thấu các Selen tự nhiên và có khả năng hịa tan trong nước (như các Selenat),
sau đó có thể tích lũy đậm đặc hơn trong các vùng đất ẩm ướt mới khi nước
bay hơi đi. Nồng độ Selen cao sinh ra theo kiểu này đã được tìm thấy như là
nguyên nhân gây ra một số rối loạn bẩm sinh nhất định ở chim sống ở các
vùng ẩm ướt.
Thiếu hụt Selen
Khi cơ thể thiếu Selen có thể làm tăng nguy cơ mắc các bệnh ở cơ vân
và cơ tim, tăng các biến chứng trong các bệnh về tim mạch, giảm khả năng
miễn dịch, do vậy mà tăng nguy cơ hoặc làm tăng thêm q trình nhiễm trùng.
Thiếu hụt Senlen có thể dẫn tới bệnh Keshan, là bệnh có tiềm năng gây
tử vong. Thiếu Selen cũng đóng góp (cùng sự thiếu hụt Iot) vào bệnh Kashin Beck . Triệu chứng chính của bệnh Keshin là hủy hoại cơ tim, dẫn đến suy
17


yếu tim. Bệnh Kashin - Beck tạo ra sự teo dần, thối hóa và hủy hoại các mơ
chất sụn . Bệnh Kashan cũng làm cho cơ thể dễ bị mắc các bệnh tật do các
nguồn dinh dưỡng, hóa sinh học hay nhiễm trùng.
Ngồi ra, thiếu Selen cịn dẫn đến tình trạng vô sinh của nam giới và
làm giảm khả năng thụ thai của nữ giới, làm mất độ bóng, dễ gãy tóc và
móng, gây rối loạn chuyển hóa hormone ảnh hưởng tới sự phát triển và hoàn
thiện của cơ thể.
1.2. Các phương pháp xác định Selen
1.2.1. Các phương pháp phân tích cổ điển [1,2]
1.2.1.1. Phương pháp phân tích khối lượng
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 cơng cụ
cho độ chính xác cao và đơn giản hơn. Người ta có thể tạo nhiều dạng kết tủa
như SeO2, piazo Seol... 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 SO2, 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 cực Cu - Pt. Khi đó Selen được tách
ra dưới dạng Cu2Se, 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.
1.2.1.2. Phương pháp phân tích thể tích
Phương pháp chuẩn độ cơ bản được sử dụng để xác định Se6+ là chuẩn
độ Iot. Do phương pháp nhạy, nên cần tách triệt để các nguyên tố ảnh hưởng

18


đến phép xác định. Chỉ thị dùng cho phép chuẩn độ có thể là chỉ thị hố học
hoặc chỉ thị điện hoá. Phép chuẩn độ dựa trên việc dùng KI để khử H2SeO3:
4I - + SeO32 - + 6H+ → Se + 2 I2 + 3 H2O
I2 sinh ra được chuẩn độ bằng Na2S2O3 với chỉ thị hồ tinh bột
I2 + 2Na2S2O3 → 2NaI + Na2S4O6
1.2.2. Các phương pháp phân tích quang phổ [2]
1.2.2.1. Phương pháp phân tích trắc quang
Nguyên tắc của phương pháp là dựa trên khả năng tạo phức màu của
chất phân tích với một thuốc thử nào đó. Sau đó đo độ hấp thụ quang
của phức màu ta sẽ biết được nồng độ chất phân tích.
Phương pháp thông dụng để xác định Se(IV) là dựa trên phản ứng tạo
màu của Se(IV) với các o - diamin thơm. Thuốc thử hay được sử dụng
nhất là 3,3 diaminobenzidin. Trong môi trường axit thuốc thử này được tạo
với Selen phức piazoseol có màu vàng. Đo độ hấp thụ quang của phức màu

trong pha nước ở 490nm (hay sau khi chiết bằng toluen 420nm). Khoảng tuân
theo định luật Lamber - Beer là 0,25 µ g/ml đến 2,5 µ g/ml .
Cũng có thể xác định Selen bằng phản ứng tạo phức của Se(IV)
với 2,3 - diaminonaphtalen ở pH = 1, sau đó phức được chiết vào dung môi
xyclohexan và đo huỳnh quang ở 520nm sau khi kích thích ở 380nm (ở các
dung dịch mà nồng độ Selen là quá nhỏ thì Selen được làm giàu bằng phản
ứng tạo phức với amino pyrolidin dithiocacbamat ở pH= 4,2 và sau đó
được giải chiết bằng HNO3).
Phương pháp cho phép xác định Selen đến nồng cỡ nM.
1.2.2.2. Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử
Selen được xác định bằng phương pháp AES dựa trên ba vạch phổ đặc
trưng 196,1 nm; 204 nm; 206,3 nm. Khi sử dụng nguồn năng lượng là ngọn
lửa đèn khí, hồ quang điện hoặc tia lửa điện, độ nhạy của phép xác định chỉ
đạt tới µ g/ml. Gần đây, kỹ thuật tạo hợp chất Hydrua được sử dụng rộng rãi
khi phân tích các chất dễ tạo hợp chất hydrua như As, Se, Hg,…Nguyên tắc
19


của phương pháp là dựa trên việc sử dụng các chất khử mạnh trong môi
trường axit để khử các chất phân tích về dạng Hydrua dễ bay hơi, sau đó hơi
Hydrua được dẫn vào buồng nguyên tử hóa để sinh phổ phát xạ. Một hệ thống
kết nối trực tiếp gồm hydrua hóa - plasma cảm ứng - phổ phát xạ nguyên tử áp
dụng để xác định As và Se, sử dụng chất khử NaBH 4, dưới các điều kiện đã
được tối ưu thu được giới hạn nồng độ phát hiện của As và Se tương ứng là
0,3 và 0,5 µ g/l . Một phương pháp Hydrua hóa mới được đưa ra với mục đích
giảm đến mức tối thiểu sự nhiễu của các nguyên tố chuyển tiếp. Thí nghiệm
được lặp lại 10 lần tại nồng độ Se 500 µ g/l, sai số nhỏ hơn 2%, và nồng độ
giới hạn phát hiện là 2 µ g/l. Hệ thống được thực hiện thành công và ứng dụng
cho việc đo phổ hấp thụ nguyên tử.
1.2.2.3. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)

Độ nhạy của phương pháp này phụ thuộc rất nhiều vào nguồn năng
lượng ngun tử hóa và kích thích phổ. Khi nguồn năng lượng là ngọn lửa
Hidro - khơng khí thì độ nhạy đạt được là 1 µg / ml sử dụng vạch 196,1 nm.
Khi sử dụng ngọn lửa khơng khí axetylen độ nhạy tăng cỡ 1,6 lần. Khi nguồn
năng lượng là ống phóng catot, Se(IV) có giới hạn nồng độ phát hiện là 0,25
µg / ml

theo vạch 196,1 nm. Khi sử dụng kỹ thuật ngun tử hóa khơng ngọn

lửa xác định Selen trong máu và trong huyết thanh, giới hạn phát hiện là 0,8
µg / ml .

Gần đây rất nhiều cơng trình xác định Selen sử dụng kỹ thuật tạo

Hydrua ghép nối với AAS (HG - AAS). Nguyễn Thị Phương Thảo và Phạm
Thúy Nga đã xác định Selen trong mẫu máu và nước tiểu bằng phương pháp
phổ hấp thụ nguyên tử sử dụng kỹ thuật Hydrua hóa, đã xác định được giới hạn
phát hiện của Selen là 0,41 ng/ml. Ondrej Hegedus và cộng sự đã xác định hàm
lượng Selen trong rau bằng phương pháp ET - AAS và HG - AAS, với phương
pháp Hg - AAS, dùng bước sóng 196,0 nm, cường độ dòng của đèn là 10mA,
chất khử là NaBH4 0,6% /NaOH 0,5%, thu được kết quả là 0,001 - 0,034 mg/kg
trong mẫu rau tươi, với giới hạn phát hiện là 0,49 µ g/l. Rau nhiều đường và
tinh bột chứa ít Selen, khoai tây và cà rốt chứa nhiều Selen (0,034 mg/kg và
20


0,02 mg/kg). Magda A.Akl và cộng sự đã xác định được Selen trong một số
mẫu thức ăn như: sữa trâu tươi là 0,053 µ g/g; sữa bột là 0,071 µ g/g; thịt bị
hun khói là 0,47 µ g/g; cá hồi là 0,81 µ g/g. Hisatake Narataki xác định Selen
trong nước sơng đạt giới hạn phát hiện là 0,04 µ g/ml.

Knen Y Chion và cộng sự xác định Selen trong không khí, ngun tử
hóa bằng kỹ thuật lị graphit, giới hạn phát hiện là 1 ng/ml. Araz Bidari và
cộng sự đã xác định Selen trong mẫu nước bằng phương pháp GF - AAS, thu
được giới hạn phát hiện Selen là 2 µ g/l. Adriana Paiva de Oliveira đã sử
dụng phương pháp GF - AAS xác định Selen trong sữa với 10 mẫu sữa, nồng
độ Selen thay đổi từ 5 - 20 µ g/l. Poliana Aleixo đã xác định trực tiếp Selen
trong sữa bò bằng phương pháp GF - AAS, cho thấy nồng độ Selen thay đổi
lớn từ 2 - 1270 µ g/l, phụ thuộc vào vùng địa lý. Denise Bohrer và các cộng sự
đã so sánh hai kỹ thuật GF - AAS và HG - AAS trong việc xác định Selen
trong thịt gà. Kết quả cho thấy giới hạn phát hiện của Selen theo phương
pháp HG - AAS là 1 µ g/l, theo phương pháp HG - AAS là 0,6 µ g/l. Q
trình Hydro hóa chỉ thực hiện được với Se(IV) nên việc chuyển Se(VI) về
Se(IV) là rất cần thiết. Quá trình chuyển hóa được thực hiện bằng cách đun
mẫu với HCl 4 - 6M hoặc sử dụng lị vi sóng. William R.Mindak và Scott
P.Dolan đã xác định tổng hàm lượng Asen và Selen trong các mẫu thức ăn
như: thịt bò, gấu, bánh mỳ, ngũ cốc, trứng, sữa, hoa quả, nước chanh, lạc.
Nồng độ giới hạn phát hiện của Selen là 0,09 ng/ml, giới hạn định lượng là
0,02 mg/kg.
1.2.3. Các phương pháp khác
1.2.3.1. Phương pháp động học - xúc tác trắc quang [2]
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 p - nitrophenyl hydrazin khi có mặt NaBr 0,6 M ở pH = 3. Br2
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
21


phản ứng chỉ thị này, Br - đóng vai trị 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 25o 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 .
Trong một cơng trình khác, lượng nhỏ Se(IV) có thể xúc tác cho phản
ứng oxi hóa làm mất màu metyl tím bằng bromat trong môi trường đệm Clark
- Lubs với pH = 3,0. Dựa trên phản ứng chọn lọc của Se(IV), người ta đã phát
triển phương pháp động học - xúc tác để xác định dạng của Selen trong sinh
vật biển. Sau khi được xử lí bằng HNO 3 - HClO4 và khử bằng HCl, Selen
hữu cơ được oxi hóa lên Se(IV), đồng thời Se(VI) bị khử về Se(IV), do đó
tổng lượng Selen, Se(VI), Se(IV) và Selen hữu cơ được xác định lần lượt bằng
phương pháp quang phổ xúc tác và phương pháp vi phân. Khoảng tuyến tính
của phương pháp này là 0,14 - 8,0 µ g/l, và giới hạn phát hiện tuyệt đối Selen
trong mẫu sinh học là 3,5 ng. Phân tích dạng Selen trong rong biển và động
vật thân mềm hai mảnh vỏ đã được thực hiện cho kết quả khả quan .
Phương pháp động học xúc tác còn được dùng để xác định Selen trong
nền mẫu sinh học dựa trên khả năng xúc tác của Selen đối với phản ứng giữa
Metylen xanh và Na2S. Dựa trên phản ứng này, người ta khảo sát độ hấp thụ
quang của dung dịch metylen xanh theo thời gian và xác định được thời gian
(t) cần thiết để phản ứng xảy ra hoàn toàn.Đồ thị thể hiện sự phụ thuộc của t - 1
vào nồng độ Selen cho ta đường chuẩn có khoảng tuyến tính từ 2,5 - 30,0
ng/ml Selen. Trong nghiên cứu này, người ta cũng đã kiểm tra các thông số thí
nghiệm và ảnh hưởng của các ion cản tới việc xác định Selen.Tetramethyl
ammoni hydroxyt được dùng để xử lí mẫu máu, tóc và nước tiểu, kết quả cho
mẫu nước tiểu là tốt nhất. Phương pháp xúc tác được ứng dụng cho mẫu nước
tiểu với hiệu suất thu hồi là 84,9% .
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
22

cứu sự xúc tác của Se(IV) cho phản ứng làm mất màu xylenol da cam bằng
Na2S. Phản ứng xúc tác là một phản ứng bậc không, hằng số của tốc độ phản
ứng là 7,67. 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 khơng 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 2,66.10

- 5

g/l. Phương pháp đã nêu được áp dụng để xác định

lượng vết của Se(IV) trong mẫu nước.
1.2.3.2. Phương pháp sắc kí
K.W. Michell xác định Se(IV) trong nước biển bằng phương pháp sắc
kí khí (GC) sử dụng detector cộng kết điện tử (ECD). Selen được kết tủa
cùng với Fe(OH) 3 ở pH = 5, sau đó kết tủa được hồ tan bằng HCl và
chuyển Selen về dạng 5 - nitropiazoSeol, phức này được chiết bằng toluene
sau đó dẫn vào cột sắc kí. Giới hạn phát hiện là 5ng/l. Độ chính xác 6% ở mức
0,025 µ g/l. Donald Creamer xác định Selen trong vật liệu sinh học bằng sắc
kí khối phổ sử dụng detector cặp ion sau khi chuyển Selen về dạng 5 nitropiazoSeol (đồng phân

80

Se và 82Se).

1.3. Giới thiệu về phương pháp cực phổ và Von - Ampe hòa tan [7]
1.3.1. Phương pháp cực phổ
Phương pháp cực phổ là nhóm các phương pháp phân tích dựa vào việc
nghiên cứu đường cong Von - Ampe hay còn gọi là đường cong phân cực, là
đường cong biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào thế khi tiến
hành điện phân dung dịch phân tích. Q trình điện phân được thực hiện trong
bình điện phân đặc biệt, trong đó có một điện cực có diện tích bề mặt bé hơn
diện tích bề mặt kia nhiều lần. Điện cực có diện tích bề mặt bé hơn gọi là vi
điện cực. Quá trình khử (hoặc oxi hóa) các ion chủ yếu xảy ra trên vi điện cực.
Để vẽ đường cong phân cực, người ta liên tục theo dõi và đo cường độ dòng
điện chạy qua mạch khi dần điện thế đặt vào hai cực của bình điện phân và
xây dựng đồ thị theo hệ tọa độ I - E (I là cường độ dòng điện chạy qua mạch,

23


E là điện thế đặt vào hai cực của bình điện phân). Đường cong mang tên
đường cong Von-Ampe.
Phương pháp cực phổ cổ điển sử dụng dịng một chiều (DC) có độ nhạy
không cao, thường chỉ xác định được khoảng nồng độ 10 - 5M. Tuy nhiên vẫn
có một số cơng trình trước đây sử dụng phương pháp này để xác định Se(IV)
trong các nền cực phổ khác nhau. Ví dụ xác định Se(IV) theo sóng có E 1/2 = 1,44V trong nền NH4Cl 1M + NH4OH 1M. Sự có mặt của một số ion kim loại
nặng làm mất sóng của Se. Có thể sử dụng natri pirophotphat để loại trừ ảnh
hưởng của Te, As, Fe. Việc xuất hiện dòng tụ điện là nguyên nhân làm cho
phương pháp kém nhạy.Khi sử dụng kĩ thuật xung vi phân độ nhạy của
phương pháp cực phổ được cải thiện đáng kể do loại được dòng tụ điện.
G.B Batle sử dụng phương pháp cựu phổ xung vi phân để xác định
Se(IV) trong nước thải. Tác giả sử dụng nền HCl, pH=2, pic ở - 0,6V (so với
điện cực Ag/AgCl) được dùng để định lượng. Nước thải được loại bỏ tạp chất
thô trước bằng cách lội qua cột C 18 Sep - pak sau đó dùng Chelex - 100 để loại

lượng vết kim loại. Khoảng nồng độ tuyến tính là 2 - 100 µ g/l.
Lu Guaghan, Luijinhu và cộng sự đã xác định Selen trong chè bằng
phương pháp cực phổ dòng xoay chiều trong nền HOAC 0,6M + EDTA
0,012% + Cu(II) 6,3.10 - 5 M, pic khử của Se(IV) xuất hiện ở - 0,7V (so với
điện cực SCE). Tác giả nhận thấy pic này không xuất hiện khi khơng có mặt
của Cu(II). EDTA ngồi vai trị là chất điện li trơ còn giữ vai trò là chất che
giúp loại bỏ ảnh hưởng của một số nguyên tố. Khi nồng độ EDTA là 0,012%,
các ion Al3+, Ca2+, Mg2+ với nồng độ gấp 1000 lần Selen; Fe(III), Mn(II),
Zn(II) với nồng độ gấp 80 lần; Te 4+ với nồng độ gấp 50 lần không gây ảnh
hưởng đến phép xác định Se(IV) ở nồng độ 6.10 - 8 g/ml. Khoảng tuyến tính
của phương pháp là 0,04 - 0,4 µ g/ml.
Selen còn được xác định bằng phương pháp cực phổ xung vi phân sử
dụng sóng xúc tác hiđro trong mơi trường đệm axetat pH= 3,2. Với sự có mặt
của Mo(IV) và Se(IV) một pic xuất hiện ở một pic xuất hiện ở - 1,1V. Pic này
24


được sử dụng để xác định nồng độ của Mo và ngược lại. Điều kiện tối ưu hóa để
xác định Selen là: KNO3 0,1M + Mo6+ 5.10 - 5, pH = 3,3. Khi đó, giới hạn phát
hiện của phương pháp là 1,5.10 - 9M. Các ion kim loại có mặt đồng thời với nồng
độ gấp 20 lần nồng độ Selen mới gây ảnh hưởng đến phép xác định. Khi nồng độ
của ion quá ngưỡng ảnh hưởng có thể loại trừ bằng cách dùng EDTA.
* Quá trình xảy ra trên điện cực giọt thủy ngân
Nghiên cứu quá trình điện phân trên catot là điện cực giọt thủy ngân, còn
anot là điện cực có diện tích bề mặt lớn nhất điện cực calomen hoặc điện cực
giọt thủy ngân là catot nên người ta gọi là phân cực catot. Nếu trong dung dịch
không có các chất có khả năng bị khử dưới tác dụng của dòng điện, cường độ
dòng điện I sẽ tỷ lệ với điện thế E đặt vào hai điện cực (Đinh luật Ohm)
I=

E
R

(1)

Trong đó: I là cường độ dịng chảy qua bình điện phân.
E là điện thế đặt vào hai cực.
R là điện trở của bình điện phân.
Từ (1) ta thấy cường độ I phụ thuộc tuyến tính với điện thế đặt vào hai
cực bình điện phân. Khi có các chất tham gia phản ứng khử trên điện cực catot
thủy ngân trong miền điện cực nghiên cứu, dạng đường cong I - E sẽ thay đổi.
Khi điện thế đặt vào hai cực của bình điện phân đạt đến giá trị của ion nghiên
cứu trên điện cực giọt thủy ngân có thể tạo thành hỗn hống:
Mn+ + ne + Hg



M(Hg)

(2)

Điện thế của điện cực giọt thủy ngân khi xảy ra quá trình thuận nghịch
được tính theo phương trình Nernst:
E = E0 +

a Hg .C M .γ M
RT
ln
nF
C a .γ a

(3)

Trong đó: Ca - nồng độ của hỗn hống
γa - hệ số hoạt độ của hỗn hống

C M - nồng độ của ion kim loại bị khử tại lớp dung dịch ở sat
bề mặt của điện cực.
25