Nghiên cứu các điều kiện để đo quang động học xúc tác xác định lượng vết Mn

MỞ ĐẦU Mangan (Mn) có trong tự nhiên rất nhiều và là nguyên tố đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực khoa học và đời sống như trong công nghiệp sản xuất thép và hợp kim, trong hoá học, trong y học . Vì vậy, nó sẽ phát tán một phần vào khí quyển, địa quyển, sinh quyển. Trong cơ thể người, Mangan đóng vai trò quan trọng trong sự tạo thành xương và mô, ảnh hưởng đến sự tạo thành hocmon tuyến yên, vitamin B1 và vitamin C. Hàm lượng cho phép đối với người trưởng thành khoảng 2 – 5 mg mỗi ngày (được cung cấp từ thực phẩm, nước uống) nên nếu thiếu hụt Mn sẽ làm giảm quá trình đông máu và tăng lượng Cholestorol, ảnh hưởng đến sự chuyển giao thông tin di truyền. Và sự chuyển hóa Mn bất thường có thể gây ra bệnh tiểu đường, bệnh béo phì . Đối với các loại cây trồng, hàm lượng Mangan và các nguyên tố vi lượng khác cho phép chọn được các loại hạt giống, có năng suất cao, chịu sâu bệnh và điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Trong nước, Mangan và một số nguyên tố vi lượng khác quy định sự phát triển của vi sinh vật. Vì vậy căn cứ vào hàm lượng Mangan có thể xử lý và khai thác có hiệu quả nguồn nước để sử dụng phục vụ nông nghiệp, đời sống và bảo vệ môi trường. Do hàm lượng Mn trong nước nhỏ nên để kiểm soát hàm lượng Mn đòi hỏi các phương pháp phân tích phải có độ chọn lọc và độ chính xác cao. Những phương pháp von ampe hòa tan, phương pháp kích hoạt notron, phương pháp ICP-MS (quang phổ cao tần plasma – khối phổ), phương pháp AES (quang phổ phát xạ nguyên tử) và rộng rãi hơn là phương pháp AAS (quang phổ hấp thụ nguyên tử) được sử dụng để xác định lượng vết Mn. Các phương pháp này đòi hỏi thiết bị đắt tiền, tốn thời gian phân tích, trình độ tay nghề cao và thường được trang bị cho những phòng thí nghiệm lớn. Để khắc phục được những nhược điểm trên, phương pháp đo quang phân tử (spectrophotometry) được ưu tiên xem xét. Đặc biệt, phương pháp đo quang động học xúc tác là một nhánh quan trọng sẽ được quan tâm đến vì thời gian phân tích ít, thiết bị rẻ tiền, thuốc thử dễ tìm mà đạt được độ nhạy và độ chọn lọc thích hợp. Trong luận văn này, chúng tôi sẽ nghiên cứu các điều kiện để đo quang động học xúc tác xác định lượng vết Mn. Cơ sở của phương pháp là Mn(II) làm chất xúc tác cho quá trình oxi hóa Rhodamin B bằng KIO4 trong môi trường axit yếu. Phương pháp này được ứng dụng để xác định Mn(II) trong nước bề mặt và kết quả sẽ được so sánh với kết quả của phương pháp AAS. MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Chương 1. TỔNG QUAN 3 1.1. ĐẶC TÍNH PHÂN TÍCH CỦA MANGAN 3 1.1.1. Mangan kim loại (mức oxi hóa 0) 3 1.1.2. Hợp chất của Mn(II) 4 1.1.3. Hợp chất của Mn(III) 5 1.1.4. Hợp chất của Mn(IV), Mn(V) 5 1.1.5. Hợp chất của Mn(VI) 6 1.1.6. Hợp chất của Mn( VII) 6 1.2. PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ 7 1.3. PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG VÀ ĐỘNG HỌC XÚC TÁC 8 1.3.1. Phương pháp trắc quang 8 1.3.2. Phương pháp động học xúc tác 14 Chương 2. THỰC NGHIỆM 19 2.1. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 2.2. HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ 20 2.2.1. Hóa chất 20 2.2.2. Thiết bị 22 2.3. QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH 22 2.3.1. Cách tiến hành khảo sát các điều kiện thí nghiệm ở 25oC và 80oC 22 2.3.2. Quy trình xác định ảnh hưởng các ion lạ 23 2.3.3. Quy trình xác định mẫu giả 24 2.3.4. Quy trình phân tích mẫu thực tế 24 2.4. XỬ LÝ SỐ LIỆU THỐNG KÊ 25 Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27 3.1. KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN THÍ NGHIỆM 27 3.1.1. Thí nghiệm sơ bộ 27 3.1.2. Thứ tự cho các chất vào bình phản ứng 30 3.1.3. Ảnh hưởng của pH 31 3.1.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian phản ứng 35 3.1.5. Ảnh hưởng của nồng độ KIO4 39 3.1.6. Ảnh hưởng của nồng độ chất hoạt hoá xúc tác phen- 40 3.1.7. Ảnh hưởng của nồng độ RhB 42 3.1.8. Ảnh hưởng của nồng độ chất xúc tác Mn2+ 43 3.2. ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ ION LẠ 50 3.2.1. Ảnh hưởng của Fe(III) 51 3.2.2. Ảnh hưởng của các ion khác 52 3.3. XÁC ĐỊNH MANGAN TRONG MẪU GIẢ 54 3.4. XÁC ĐỊNH MANGAN TRONG MẪU THỰC TẾ 55 KẾT LUẬN 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

doc66 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 19/08/2013 | Lượt xem: 1983 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu các điều kiện để đo quang động học xúc tác xác định lượng vết Mn, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
inol »0,005¸ 5 mg/l Phen và Natri xitrat 2 o-Dianisidine + tiron 0,2- 1 ng/ml Phen 3 Alizarin S 0,3 -56 mg/l 4 5-(2’-Hydroxy-3’-sulpho-5’-chlorophenylazo) barbituric axit Độ nhạy 6 mg/l Etylendiamin 5 Indigo Carmin »0,3¸ 16 mg/l Phen 6 1-Amino-8-naphthol-3,6-disulphonic acid Độ nhạy 0.5 mg/l Etylendiamin 7 Eriochorome Blue Black R Trên 1.6pg/l Phản ứng ở pH 9.8 8 Pyrogallol Red Độ nhạy 18 pg/ml 2,2’-bipyridyl Nước sạch Dựa vào hai bảng trên, các phản ứng chỉ thị với chất oxi hóa là H2O2 xảy ra trong môi trường kiềm còn với KIO4 xảy ra trong môi trường axit yếu. Khi có các chất hoạt hóa như o-phenanthrolin (phen-), nitrilotriaxetic (NTA), etilendiamin, 2,2’-bipyridyl, độ nhạy của phương pháp tăng lên rất nhiều. Từ năm 1990 trở lại đây, phương pháp động học xúc tác vẫn phát triển mạnh. Các chất oxi hóa như KIO4 và H2O2 vẫn tiếp tục được áp dụng. Ngoài ra còn sử dụng thêm các chất oxi hóa khác như O2 [33], KMnO4 [30]. Để đạt được độ nhạy cao (giới hạn phát hiện thấp), các phản ứng oxi hóa thường tiến hành ở nhiệt độ cao (lớn hơn 50oC). Bozhanov và Alexandrov đã áp dụng phương pháp động học xúc tác xác định Mn trong tinh dầu hoa hồng với khoảng xác định là 0,05 – 2,5 mg/l. Phương pháp này sử dụng hệ phản ứng oxi hóa diphenylamin-4’ azobenzen-4-sunfonic axit bằng KIO4, chất hoạt hóa là phen- và tiến hành ở 80oC. [36] Các thuốc thử thuộc nhóm azo [25,26], axit sunfanilic [27] phản ứng với KIO4 ở nhiệt độ 55 – 70oC cho phép xác định Mn(II) với nồng độ nhỏ hơn 6mg/l. Các hệ phản ứng này đều sử dụng chất hoạt hóa o-phenanthrolin để tăng độ nhạy. Qin Wei và các cộng sự đã tìm ra chất hữu cơ dahlia violet có thể xác định Mn(II) trong môi trường huyền phù. Tác giả sử dụng chất hoạt động bề mặt Tween-20 để tăng độ tan nhưng vẫn đạt được độ nhạy cao với giới hạn phát hiện là 3,75.10-2 mg/l. Phương pháp này được áp dụng để phân tích Mn trong thực phẩm [31]. Năm 1991, Gomez và các cộng sự đã áp dụng hệ phản ứng H2O2 và Tiron trong môi trường axit, chất hoạt hóa là phen- để xác định Mn(II) ở nhiệt độ 25oC. Khoảng tuyến tính của phương pháp là 1 – 200 mg/l. Phương pháp này áp dụng cho phân tích nước, bia và rượu [22]. Hệ phản ứng oxi hóa Rhodamin B bằng KIO4 trong môi trường axit yếu, với chất hoạt hóa là phen- đã xác định Mn(II) trong lá chè [32] và hợp kim [40]. Với hệ phản ứng này, giới hạn phát hiện Mn(II) rất nhỏ, khoảng 0,02mg/l. Vào những năm cuối thế kỷ 20, đầu thế kỷ 21, nhiều phương pháp động học xúc tác đã sử dụng kỹ thuật FIA để nâng cao độ nhạy và độ chính xác. Phương pháp này cho phép kiểm soát được lượng thuốc thử và nhiệt độ, thời gian ấn định được chính xác. Hệ này dễ dàng tự động hóa và tốc độ phân tích nhanh, 1 giờ có thể xác định được 30 – 60 mẫu. S.Nakano và các cộng sự đã áp dụng kỹ thuật FIA để xác định Mn(II) xúc tác cho phản ứng oxi hóa 2,2’-azinobis(3-etylbenzothiazolin-6-sunfonic axit) bằng KIO4. Phản ứng này được hoạt hóa bằng phen-. Phương pháp này cho phép xác định Mn(II) trong nước sông, hồ với khoảng xác định là 0,05 – 1 mg/l.[34] Hệ phản ứng oxi hóa N,N’-bis(2-hydroxy-3-sunfopropyl)tolidin bằng KIO4 với Mn(II) xúc tác, chất hoạt hóa là 2,2’bipyridin cho phép xác định Mn(II) trong nước sông, hồ. Phương pháp này sử dụng kỹ thuật FIA với khoảng xác định Mn(II) là 0,02 – 3 mg/l. [35] Ling Su và các cộng sự đã áp dụng phương pháp động học xúc tác xác định Mn(II) trong nước tự nhiên. Phương pháp này sử dụng kỹ thuật FIA, thuốc thử hữu cơ là 4,4’-bis(dimetylamino)-diphenylmetan, chất oxi hóa là KIO4, chất hoạt hóa là NTA. Phương pháp cho giới hạn phát hiện là 0,073 mg/l.[28] Như vậy, cho đến ngày nay, phương pháp động học xúc tác vẫn phát triển mạnh. Các nhà nghiên cứu vẫn đang tiếp tục tìm ra các thuốc thử hữu cơ cũng như áp dụng các kỹ thuật hiện đại, tìm được phương pháp có độ chọn lọc tốt và độ nhạy cao. Chương 2. THỰC NGHIỆM 2.1. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp nhạy và khá chọn lọc để xác định Mn là động học xúc tác. Từ phần tổng quan trên cho thấy, hệ động học xúc tác sử dụng rất nhiều thuốc thử hữu cơ làm chất chỉ thị trong đó có Rhodamin B (RhB) đã được dùng để xác định Mn trong chè [29] và trong hợp kim [37]. Trong luận văn này, chúng tôi lựa chọn hệ RhB và KIO4 để xác định lượng nhỏ Mn(II). Trong quá trình oxi hóa này, RhB mất màu. Nhờ khả năng xúc tác của Mn(II), tốc độ phản ứng tăng lên và tốc độ phản ứng được hoạt hóa bằng o-phenanthrolin (phen-). Tốc độ mất màu của RhB là chỉ thị cho tốc độ oxi hóa. Giả sử phản ứng oxi hóa xảy ra như sau: RhB + KIO4 ® R' + KIO4' (1). Khi có mặt chất xúc tác Mn2+ có các phản ứng : KIO4 + Mn2+ ® KIO4' + Mn* (2) Mn* + RhB ® R' + Mn2+ (3) trong đó R' – dạng oxi hóa của RhB KIO4' –sản phẩm quá trình khử KIO4; Mn* - trạng thái xúc tác của Mn2+ (Mn3+ hoặc Mn4+) tạo phức với phen-. Giả sử phản ứng (3) xảy ra nhanh nên tốc độ giảm màu của RhB nhanh. Tốc độ phản ứng chung của hệ phụ thuộc vào tốc độ phản ứng (2). Như vậy, tiến hành đo quang dung dịch RhB sẽ tính được nồng độ của Mn(II). Trên cơ sở đó, chúng tôi sẽ tiến hành các bước sau: - Khảo sát đặc trưng phổ của hệ phản ứng chỉ thị oxi hóa RhB và KIO4. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hệ phản ứng đó như: độ pH, thời gian và nhiệt độ phản ứng, nồng độ KIO4, nồng độ phen-, nồng độ RhB. - Khảo sát tác dụng xúc tác của Mn(II): xác định được giới hạn định lượng, giới hạn phát hiện, độ lặp lại, sai số hệ thống. - Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng. Đánh giá được độ thu hồi và cách khắc phục. - Ứng dụng phương pháp này vào phân tích mẫu giả và nước bề mặt. Kết quả được so sánh với phương pháp AAS. - Các kết quả được xử lý số liệu thống kê bằng phần mềm Minitab. 2.2. HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ 2.2.1. Hóa chất Các hóa chất sử dụng đều ở dạng tinh khiết phân tích (PA) và sử dụng nước cất hai lần. Dung dịch chuẩn gốc Mn(II): 1000 mg/l (Merk). Dung dịch Mn(II) 10mg/l: lấy 1ml dung dịch chuẩn gốc Mn(II) vào bình định mức 100ml, thêm 0,15ml HNO3 đặc, định mức đến vạch bằng nước cất sao cho pH dung dịch khoảng 2 – 3. Từ dung dịch Mn(II) 10mg/l, pha chế dung dịch Mn(II) làm việc hàng ngày là 100 µg/l có pH khoảng 2 - 3. Dung dịch RhB gốc 4.10-4 M: cân 0,0479g RhB (C28H31O3N2Cl), chuyển vào bình định mức cỡ 250ml, hòa tan và định mức đến vạch bằng nước cất . Dung dịch KIO4 gốc 0,01M: cân 0,5750g KIO4, chuyển vào bình định mức cỡ 250ml, hòa tan và định mức đến vạch bằng nước cất . Dung dịch phen- 0,01 M: cân 0,4950g phen- (C12H8N2), chuyển vào bình định mức cỡ 250ml, hòa tan và định mức đến vạch bằng nước cất. Từ dung dịch phen- 0,01M, pha dung dịch phen- hàng ngày sử dụng có nồng độ 2,5.10-4M. Dung dịch đệm axetat: pha dung dịch đệm từ dung dịch CH3COONa 0,5M (Ac-Na) và dung dịch CH3COOH 0,5M (Ac). Dung dịch đệm pH = 3,8: trộn dung dịch Ac-Na và dung dịch Ac theo tỉ lệ thể tích 12 : 88. Dùng máy đo pH kiểm tra lại và điều chỉnh cho thích hợp bằng dung dịch HCl loãng và NaOH loãng. Để có dung dịch đệm với pH khác nhau, điều chỉnh từ dung dịch đệm pH = 3,8 bằng dung dịch HCl loãng và NaOH loãng và kiểm tra bằng máy đo pH. Các dung dịch ion ảnh hưởng đến phép phân tích như Cu2+, Ni2+, Co2+, Fe3+, Zn2+, Cl-, PO43-,… được pha chế để có nồng độ thích hợp từ dung dịch chuẩn gốc 1000mg/l (Merk). Dung dịch NH4SCN 2M: cân 15,202g NH4SCN, chuyển vào bình định mức cỡ 100ml, hoà tan và định mức đến vạch bằng nước cất. Dung dịch chất che: dung dịch NaF 0,5M (cân 2,10g NaF, chuyển vào bình định mức cỡ 100ml, hòa tan và định mức đến vạch bằng nước cất) và dung dịch citrat 0,5M (cân 14,71g natri xitrat, chuyển vào bình định mức cỡ 100ml, hòa tan và định mức đến vạch bằng nước cất. Điều chỉnh pH của dung dịch nằm trong khoảng 3 – 4). 2.2.2. Thiết bị Máy UV-VIS 1601 (Shimazu - Nhật) với dải đo 190 – 1100nm. Cuvet thạch anh dày 1,0cm. Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS A800 (Perkin Elmer – Mỹ). Máy đo pH với cặp điện cực kép (Thermo Orion - Mỹ). Nồi điều nhiệt (Trung Quốc). Đồng hồ hẹn giờ. 2.3. QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH 2.3.1. Cách tiến hành khảo sát các điều kiện thí nghiệm ở 25oC và 80oC 2.3.1.1. Phản ứng tiến hành ở 25oC Lấy vào hai dãy bình định mức 10ml để có Dãy 1: RhB 8.10-6M, đệm pH = 3,8 có nồng độ đệm 0,15M; phen- 5.10-5M, Mn(II) 5ng/ml; KIO4 6.10-4M. Dãy 2 (đường nền): có các chất như dãy trên nhưng không có Mn(II). Theo dõi tốc độ phản ứng từ lúc cho KIO4. Ngay khi thêm KIO4, định mức, lắc đều và nhanh chóng đưa dung dịch vào cuvet máy trắc quang và theo dõi đồng hồ đến giây thứ 30 ghi độ hấp thụ quang phụ thuộc vào thời gian (A – t) ở bước sóng 550 nm, dung dịch so sánh là nước cất. Dung dịch được đo đến giây thứ 120. Từ kết quả này xác định được giá trị tga = DA/Dt, DA = A30 – A120, A30 – độ hấp thụ quang ở giây thứ 30, A120 - độ hấp thụ quang ở giây thứ 120. Mn(II) được xác định theo tga. 2.3.1.2. Phản ứng tiến hành ở 80oC Nếu không có chất ức chế: Cũng hỗn hợp pha 2 dãy như trên nhưng có nồng độ phen- 10-5M và Mn(II) 3ng/ml. Sau khi cho KIO4, đưa bình vào nồi điều nhiệt, giữ ở 80oC trong vòng 8,5 phút. Lấy ra làm nguội nhanh đến nhiệt độ phòng. Nếu có chất ức chế: lấy vào ống nghiệm chịu nhiệt dung tích 10ml, dung dịch RhB 8.10-6M, phen- 10-5M, pH = 3,8; Mn(II) 3ng/ml; KIO4 6.10-4M, thêm nước cất sao cho thể tích dung dịch khoảng 9,5 ml. Gia nhiệt dung dịch hỗn hợp ở 80oC trong thời gian 8,5 phút sau đó thêm NH4SCN 0,02M. Làm nguội dung dịch đến nhiệt độ phòng. Chuyển vào bịnh định mức dung tích 10ml, thêm nước cất đến vạch và lắc đều. Đo độ hấp thụ quang của từng dung dịch ở bước sóng 550 nm, dung dịch so sánh là nước cất. Từ kết quả này xác định được giá trị DA = Anền – Acó Mn(II). Mn(II) được xác định theo độ hấp thụ quang DA. 2.3.2. Quy trình xác định ảnh hưởng các ion lạ Lấy vào hai dãy bình định mức 10ml để có Dãy 1: RhB 8.10-6M, đệm pH = 3,8 có nồng độ đệm 0,15M; phen- (5.10-5M ở 25oC và 10-5M ở 80oC), Mn(II) (5ng/ml ở 25oC và 3ng/ml ở 80oC); KIO4 6.10-4M, SCN- 0,02M. Dãy 2: có các chất như dãy 1 nhưng thêm các ion cản trở. Tính thời gian bắt đầu từ lúc cho KIO4. Tiến hành như quy trình 2.3.1.1, sau đó đo độ hấp thụ quang của dung dịch có xúc tác và dung dịch có thêm các ion cản trở theo thời gian. Từ đó tính được tgaMn(II) và tgaion. Tiến hành như quy trình 2.3.1.2, đo được độ giảm hấp thụ quang của dung dịch có xúc tác DAMn(II) và dung dịch có thêm các ion cản trở DAion so với mẫu nền. Từ các kết quả trên tính được sai số tương đối (%). 2.3.3. Quy trình xác định mẫu giả Lấy vào dãy bình định mức 10ml để có RhB 8.10-6M; đệm pH = 3,8 có nồng độ đệm axetat 0,15M; phen-10-5M; F- 0,02M; Fe3+ 0,5.10-7M, Co2+ 2.10-7M, Ni2+ 10-6M, Zn2+ 2.10-6M , Cu2+ 6.10-6M, Pb2+ 2.10-6M, Cd2+ 5.10-6M, PO43- 10-4M; Mn(II) 1ng/ml; KIO4 6.10-4M, SCN- 0,02M. Dãy 2: có các chất như dãy 1 nhưng không có Mn(II). Tiến hành như quy trình 2.3.1.2. Giá trị Mn(II) trong mẫu giả được xác định dựa vào độ giảm hấp thụ quang DA. 2.3.4. Quy trình phân tích mẫu thực tế Quy trình lấy mẫu và bảo quản mẫu: mẫu được lấy vào đầy bình PE dung tích 1 lít, thêm 2ml HNO3 đặc vào bình (lượng mẫu tràn ra ảnh hưởng không đáng kể đến kết quả phân tích) sao cho mẫu đạt giá trị pH = 1 - 2. Vặn nắp bình và lắc đều. Mẫu được chuyển đến phòng thí nghiệm và phân tích ngay. Nếu không, phải bảo quản mẫu ở nhiệt độ dưới 4oC (có thể để trong vòng 1 tháng). Quy trình phân tích: Trung hòa mẫu bằng NaOH hoặc HCl loãng sao cho đạt độ pH = 3 – 4. Lượng mẫu lấy phân tích sao cho trong 10 ml dung dịch đo có Mn(II) nằm trong khoảng tuyến tính của phép đo. Lấy vào dãy bình định mức 10ml để có: RhB 8.10-6M, đệm pH = 3,8 có nồng độ đệm 0,15M; phen- 10-5M, F- 0,02M; mẫu chứa Mn(II); KIO4 6.10-4M. Phân tích mẫu theo quy trình trong mục 2.3.1.2. Xác định được Mn(II) dựa vào độ giảm hấp thụ quang DA. Phân tích Mn(II) theo phương pháp AAS: tiến hành quy trình phân tích Mn(II) như tiêu chuẩn EPA 243.1. 2.4. XỬ LÝ SỐ LIỆU THỐNG KÊ Sai số tương đối (ER) ER = hay ER % = . 100% xi – giá trị đo được; m - giá trị thật hay giá trị đã biết trước Độ lệch chuẩn (S) với N là số thí nghiệm. Số bậc tự do trong trường hợp này là f =N-1. Độ lệch chuẩn tương đối (RSD) RSD(%)=% Tương quan tuyến tính Dùng chuẩn Student với r là hệ số tương quan Pearson, n là số thí nghiệm , tchuẩn tra bảng ở P=0,95, số bậc tự do f=n-2. Nếu ttinh > ttra bang thì x và y có tương quan tuyến tính. Nếu tính toán bằng các phần mềm thống kê, có thể sử dụng giá trị P ( Pvalue) và so sánh với độ không tin cậy . Thông thường nếu Pvalue<0,01 thì kết luận rằng hai biến có tương quan tuyến tính ở độ tin cậy 99%. Kết luận tương tự nếu Pvalue<0,05. Sai số hệ thống Tiến hành phân tích lặp lại N thí nghiệm từ mẫu chuẩn. và so sánh với t(P,f) với f=N-1 Nếu ttính < tbảng có thể kết luận không khác m hay phương pháp chỉ mắc sai số ngẫu nhiên tức là phương pháp có độ đúng chấp nhận được. Nếu ttính > tbảng thì phương pháp phân tích mắc sai số hệ thống. Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Thực hiện nội dung nghiên cứu trên, chúng tôi tiến hành các bước sau: 3.1. KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN THÍ NGHIỆM 3.1.1. Thí nghiệm sơ bộ Dung dịch RhB có màu đỏ tím. Các thí nghiệm định tính sự ôxi hoá RhB bằng KIO4 trong môi trường đệm axetat khi có Mn (II) làm chất xúc tác và o-phenanthrolin là chất hoạt hoá xúc tác cho thấy sản phẩm phản ứng có màu vàng nhạt. Như vậy có thể theo dõi tốc độ phản ứng oxi hóa RhB bằng cách theo dõi sự mất màu của RhB. Để tìm các đặc trưng của hệ màu, chúng tôi tiến hành các thí nghiệm sau với dung dịch so sánh là nước cất. Theo tài liệu tham khảo [29], chúng tôi tiến hành đo quang dung dịch RhB 4.10-5M trong môi trường đệm pH = 3,8 được A = 2,4. Giá trị A quá cao nên độ giảm màu của RhB không còn tuân theo định luật Lambert Bia. Giảm nồng độ của RhB đi 5 lần đo được A = 0,75. Với nồng độ RhB sơ bộ, chúng tôi đã tiến hành ghi phổ của dung dịch RhB 8.10-6M ở nhiệt độ thường và nhiệt độ cao. Kết quả được trình bày ở hình 1, 2, 3. Đường 5 Đường 4 Đường 3 Đường 1,2 11,2 Hình 1. Phổ hấp thụ của các dung dịch ở nhiệt độ 25oC Đường 6 Đường 5 Đường 4 Đường 3 Đường 2 Đường 1 1 Hình 2. Phổ hấp thụ của các dung dịch ở nhiệt độ 80oC Đường 5 Đường 4 Đường 3 Đường 2 Đường 1 Hình 3. Độ hấp thụ quang của các dung dịch theo thời gian ở nhiệt độ 25oC Đường 1: dung dịch RhB 8.10-6M trong đệm pH = 3,8. Đường 2: dung dịch RhB 8.10-6M trong đệm pH = 3,8 và KIO4 6.10-4M. Đường 3: dung dịch RhB 8.10-6M trong đệm pH = 3,8; Mn(II) (5ng/ml ở 25oC và 3ng/ml ở 80oC) và KIO4 6.10-4M. Đường 4: dung dịch RhB 8.10-6M trong đệm pH = 3,8; phen- (5.10-5M ở 25oC và 10-5M ở 80oC) và KIO4 6.10-4M. Đường 5: dung dịch RhB 8.10-6M trong đệm pH = 3,8; phen- (5.10-5M ở 25oC và 10-5M ở 80oC); Mn(II) (5ng/ml ở 25oC và 3ng/ml ở 80oC) và KIO4 6.10-4M. - Đường 6: dung dịch RhB 8.10-6M trong đệm pH = 3,8; phen- 10-5M; Mn(II) 3ng/ml và KIO4 6.10-4M (phản ứng trong 2 giờ ở 80oC để xảy ra hoàn toàn). Từ kết quả trên cho thấy, nếu ở nhiệt độ thường, KIO4 hầu như không phản ứng với RhB. Khi nâng nhiệt độ lên độ hấp thụ quang của dung dịch giảm nghĩa là RhB cũng bị oxi hóa bởi KIO4. Khi có mặt Mn(II), đường A – t giảm dần chứng tỏ Mn(II) thúc đẩy quá trình oxi hóa. Khi có thêm phen-, phản ứng xảy ra nhanh hơn. Ở nhiệt độ thường phải có nồng độ 5.10-5M mới có hiệu ứng. Nhưng ở nhiệt độ cao thì chỉ cần nồng độ 10-5M. Xét chênh lệch độ hấp thụ quang giữa đường 4 và đường 5. Ở 80oC, DA = 0,2; ở 25oC có DA = 0,03 chứng tỏ ở nhiệt độ cao tốc độ giảm màu của RhB nhanh hơn. Như vậy, thời gian, nhiệt độ, độ pH, nồng độ RhB, nồng độ phen-, nồng độ KIO4, nồng độ Mn(II) có ảnh hưởng đến sự mất màu của phản ứng oxi hóa RhB bằng KIO4. Nếu chọn điều kiện thích hợp, có thể tiến hành phản ứng ở nhiệt độ cao và nhiệt độ thường. 3.1.2. Thứ tự cho các chất vào bình phản ứng Ký hiệu dung dịch RhB 4.10-4M là dung dịch A, dung dịch đệm axetat 0,15M có pH = 3,8 là dung dịch B, dung dịch phen- 2,5.10-4M là dung dịch C, dung dịch chuẩn Mn(II) 0,1mg/ml là dung dịch D và dung dịch KIO4. 10-2M là dung dịch E. Lấy vào dãy bình định mức 10ml để có RhB 8.10-6M; đệm axetat 0,15M có pH = 3,8; phen- (5.10-5M ở 25oC và 10-5M ở 80oC) ; Mn(II) (5ng/ml ở 25oC và 3ng/ml ở 80oC); KIO4 6.10-4M. Dãy 2 (đường nền): có nồng độ các chất như trên nhưng không có Mn(II). Tiến hành phân tích theo quy trình 2.3.1. Kết quả được thể hiện trên bảng 7. Bảng 7. Giá trị độ giảm hấp thụ quang và tga của dung dịch khi thay đổi thứ tự phản ứng Thứ tự chất phản ứng tga Mật độ quang DA ABCDE 0,033 0,223 BCDEA 0,030 0,209 Độ lệch chuẩn tương đối (RSD%) giữa các giá trị tga và DA là 6,7 và 4,0. Các giá trị này tương đối nhỏ. Như vậy, thứ tự phản ứng không ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng ở 25oC và 80oC. Để đồng nhất các thí nghiệm, chúng tôi chọn thứ tự cho thuốc thử là ABCDE để nghiên cứu. 3.1.3. Ảnh hưởng của pH Theo giả thiết mục 2.1, phản ứng (1) được tách thành 2 giai đoạn là (2) và (3). Trong phản ứng (2), IO4- ở dạng I7+ có thể bị oxi hóa thành các dạng I5+,I+, I-,... Ví dụ: IO4 + 2e + 2H+ ® IO3- (4) IO4- + 8e + 8H+ ® I- (5) Giả sử phản ứng mất màu xảy ra như sau: RhB + KIO4 ® KIO3 + RhB' trong đó RhB' là dạng oxi hóa của RhB. EIO4-/IO3- = EoIO4-/IO3- + 0,059/2.lg[IO4-][H+]2/[IO3-] Từ các phản ứng trên cho thấy, phản ứng oxi hóa khử RhB bằng KIO4 xảy ra trong môi trường axit yếu và phụ thuộc vào độ pH rất mạnh. Vì vậy phải khảo sát ảnh hưởng của ion H+ đến phản ứng. a) Ảnh hưởng của độ pH Lấy vào dãy bình định mức 10ml để có RhB 8.10-6M; đệm axetat 0,15M có pH thay đổi từ 3 - 5; phen- (5.10-5M ở 25oC và 10-5M ở 80oC) ; Mn(II) (5ng/ml ở 25oC và 3ng/ml ở 80oC); KIO4 6.10-4M. Dãy 2 (đường nền): có nồng độ các chất như trên nhưng không có Mn(II). Tiến hành phân tích theo quy trình 2.3.1. Kết quả được thể hiện trên bảng 8, 9 và biểu diễn trên hình 4, 5. Bảng 8. Giá trị tga của đường biểu diễn sự phụ thuộc A theo t khi thay đổi pH ở 25oC pH 3 3,4 3,6 3,8 4,0 4,4 4,6 5,0 tga 0,022 0,026 0,029 0,030 0,026 0,015 <0 <0 Hình 4. Ảnh hưởng của pH đến tốc độ phản ứng ở 25oC Bảng 9. Giá trị độ giảm hấp thụ quang của dung dịch khi thay đổi pH ở 80oC pH 3 3,2 3,4 3,6 3,8 4,0 4,2 4,4 4,6 5,0 DA 0,118 0,149 0,175 0,196 0,205 0,189 0,142 0,098 <0 <0 Hình 5. Ảnh hưởng của pH đến tốc độ phản ứng ở 80oC Nhận xét: - Khi pH cao hơn 3,8, nồng độ [H+] giảm, thế oxi hóa khử của IO4-/IO3- giảm làm giảm tốc độ giảm màu. Khi pH > 4,6, ion Mn(II) trong dung dịch có thể chuyển thành các dạng Mn(OH)x hoặc bị ảnh hưởng của oxi không khí, không tham gia xúc tác. - Khi pH < 3,8, cơ chế có thể không phải là IO4- bị khử thành IO3- nữa nên Mn(II) có thể bị oxi hóa thành các ion khác (không phải là Mn(III) hoặc Mn(IV)). - Khi pH càng cao, phen- tồn tại ở dạng đó. Nhưng khi pH thấp, có thể nguyên tử N trong phen- được đính kèm H+ làm cho khả năng tạo phức với Mn(III)/Mn(IV) kém. Vì vậy, ở các thí nghiệm sau, chúng tôi tiến hành khảo sát dung dịch ở pH = 3,8. b) Ảnh hưởng của nồng độ đệm Pha dung dịch đệm pH = 3,8 có nồng độ đệm 1,5M từ dung dịch CH3COONa 1,5M và dung dịch CH3COOH 1,5M với tỉ lệ thể tích 12:88. Kiểm tra lại giá trị pH bằng máy đo và điều chỉnh cho phù hợp bằng HCl loãng hoặc NaOH loãng. Điều chế các nồng độ đệm khác nhau từ dung dịch có nồng độ đệm 1,5M. Lấy vào dãy bình định mức 10ml để có RhB 8.10-6M; đệm pH = 3,8 có nồng độ đệm thay đổi từ 0,03 – 0,6M; phen- (5.10-5M ở 25oC và 10-5M ở 80oC) ; Mn(II) (5ng/ml ở 25oC và 3ng/ml ở 80oC); KIO4 6.10-4M. Dãy 2 (đường nền): có nồng độ các chất như trên nhưng không có Mn(II). Tiến hành phân tích theo quy trình 2.3.1. Kết quả được thể hiện trên bảng 10, 11 và biểu diễn trên hình 6, 7. Bảng 10. Giá trị tga của đường biểu diễn sự phụ thuộc A theo t khi thay đổi nồng độ đệm ở 25oC Nồng độ đệm (M) 0,03 0,15 0,24 0,36 0,48 0,60 tga 0,030 0,031 0,031 0,031 0,030 0,030 Hình 6. Ảnh hưởng của nồng độ đệm đến tốc độ phản ứng ở 25oC Bảng 11. Giá trị độ giảm hấp thụ quang của dung dịch khi thay đổi nồng độ đệm ở 80oC Nồng độ đệm (M) 0,03 0,15 0,24 0,36 0,48 0,60 DA 0,198 0,203 0,201 0,189 0,142 0,125 Hình 7. Ảnh hưởng của nồng độ đệm đến tốc độ phản ứng ở 80oC Từ hình vẽ trên cho thấy, ở nhiệt độ 25oC tốc độ giảm màu gần như ổn định với nồng độ đệm trong khoảng 0,03 – 0,6M. Ở nhiệt độ 80oC tốc độ giảm màu gần như ổn định với nồng độ đệm trong khoảng 0,03 – 0,36M, sau đó tốc độ bắt đầu giảm khi nồng độ đệm tăng. Đó có thể là do khi nồng độ đệm tăng, lực ion trong dung dịch tăng gây cản trở các chất tham gia phản ứng làm tốc độ phản ứng giảm. Vì vậy chúng tôi chọn nồng độ đệm tối ưu là 0,15M. 3.1.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian phản ứng Theo thí nghiệm sơ bộ, tốc độ phản ứng ở nhiệt độ 25oC rất chậm khi sử dụng phen- 5.10-5M và gần như không phản ứng khi sử dụng phen- 10-5M. Khi nâng nhiệt độ lên, tốc độ phản ứng tăng khi sử dụng phen- 10-5M và tăng mạnh khi sử dụng phen- 5.10-5M. Nếu để thời gian phản ứng càng dài thì độ hấp thụ quang giảm. Vì vậy chúng tôi khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến tốc độ phản ứng. Pha 2 dãy bình định mức 10ml sau: Dãy 1: RhB 8.10-6M; đệm pH = 3,8 có nồng độ đệm axetat 0,15M; phen- 10-5M; Mn(II) 3ng/ml; KIO4 6.10-4M. Dãy 2: có nồng độ các chât như trên nhưng không có Mn(II). Tiến hành phân tích theo quy trình 2.3.1.2 ở nhiệt độ từ 250C đến 900C. Kết quả được thể hiện trên bảng 12 và biểu diễn trên hình 8. Bảng 12. Giá trị độ giảm hấp thụ quang của dung dịch khi thay đổi nhiệt độ phản ứng Nhiệt độ (0C) 25 30 40 50 60 70 75 80 85 90 DA 0,006 0,013 0,036 0,083 0,129 0,175 0,198 0,208 0,211 0,212 Hình 8. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến tốc độ phản ứng Từ hình vẽ cho thấy từ 25 – 40oC, tốc độ phản ứng tăng chậm. Từ 40 - 750C, tốc độ phản ứng oxi hóa RhB tăng nhanh. Từ 75 - 900C, tốc độ phản ứng oxi hóa tăng nhưng tốc độ giảm màu tăng chậm. Điều này được lí giải do tốc độ phản ứng xúc tác tỉ lệ thuận với nhiệt độ. Nhiệt độ phản ứng tối ưu được chọn là 800C. Giữ các dãy bình phản ứng ở nhiệt độ 800C trong vòng từ 2 phút – 2 giờ. Làm nguội dung dịch. Đo độ hấp thụ quang của dung dịch nền và dung dịch có Mn(II) xúc tác. Tính được DA. Kết quả thể hiện ở bảng 13 và biểu diễn tốc độ trên hình 9. Bảng 13. Giá trị độ giảm hấp thụ quang của dung dịch khi thay đổi thời gian phản ứng Thời gian (phút) 2 4 6 7 8 9 10 120 DA 0,052 0,109 0,165 0,186 0,203 0,206 0,209 0,555 Hình 9. Ảnh hưởng của tốc độ phản ứng khi thay đổi thời gian phản ứng Từ hình vẽ cho thấy, trong khoảng thời gian từ 2 – 8 phút dung dịch mất màu nhanh. Từ 8 – 10 phút, dung dịch vẫn tiếp tục mất màu nhưng tốc độ mất màu không nhanh. Để phân tích ổn định và tránh mất nhiều thời gian, chọn thời gian phản ứng tối ưu là 8,5 phút. Nếu kéo dài thời gian phản ứng trong 2 giờ thì toàn bộ màu hồng của RhB bị biến mất, chỉ còn màu vàng của dạng oxi hóa RhB (màu vàng này có lmax = 480 nm). Để khống chế ảnh hưởng của thời gian sau khi làm nguội dung dịch, theo tài liệu [39], KSCN là chất ức chế tốt nhất khi cho vào dung dịch sau khi phản ứng. Ứng dụng điều đó, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu sử dụng chất ức chế SCN- . Pha dãy bình định mức 10ml sao cho nồng độ các chất trong dung dịch là RhB 8.10-6M; đệm pH = 3,8 có nồng độ đệm axetat 0,15M; phen- 10-5M; KIO4 6.10-4M. Tiến hành phản ứng các dung dịch khi không và có sử dụng chất ức chế theo quy trình xác định 2.3.1.2. Đo độ hấp thụ quang dung dịch có và không có chất ức chế ở lmax= 550 nm trong thời gian 10 phút. Kết quả thể hiện trên hình 10. Đường 1 Đường 2 Đường 1 Hình 10. Ảnh hưởng của chất ức chế theo thời gian Đường 1: không có chất ức chế SCN-. Đường 2: có chất ức chế SCN-. Từ hình vẽ cho thấy, sau thời gian 10 phút, độ hấp thụ quang của mẫu không có chất ức chế SCN- giảm theo thời gian có DA = 0,02. Độ hấp thụ quang của mẫu có chất ức chế không bị ảnh hưởng theo thời gian. Điều này có thể là do Mn(II) tạo phức với SCN- bền hơn nên không có trạng thái Mn*, Mn(II) không còn tác dụng xúc tác nữa. Vì vậy, trong các thí nghiệm sau chúng tôi có cho chất ức chế để độ hấp thụ quang không bị ảnh hưởng bởi thời gian. 3.1.5. Ảnh hưởng của nồng độ KIO4 Theo mục 2.1, giả sử phản ứng (3) xảy ra nhanh nên tốc độ giảm màu của RhB nhanh. Tốc độ phản ứng chung phụ thuộc vào tốc độ phản ứng (2). Vận tốc phản ứng (2) phụ thuộc vào nồng độ IO4- và Mn(II). Vì vậy, khảo sát ảnh hưởng của nồng độ KIO4 đến tốc độ phản ứng là rất cần thiết. Lấy vào dãy bình định mức 10ml để có RhB 8.10-6M; đệm pH = 3,8 có nồng độ đệm 0,15M; phen- (5.10-5M ở 25oC và 10-5M ở 80oC) ; Mn(II) (5ng/ml ở 25oC và 3ng/ml ở 80oC); KIO4 6.10-4M. Dãy 2 (đường nền): có nồng độ các chất như trên nhưng không có Mn(II). Tiến hành phân tích theo quy trình 2.3.1. Kết quả được thể hiện trên bảng 14, 15 và biểu diễn trên hình 11, 12. Bảng 14. Giá trị tga của dung dịch khi thay đổi nồng độ KIO4 ở 25oC CKIO4.10-4 1 2 4 5 6 7 8 10 tga 0,004 0,010 0,024 0,030 0,031 0,029 0,026 0,023 Hình 11. Ảnh hưởng của nồng độ KIO4 đến tốc độ phản ứng ở 25oC Bảng 15. Giá trị độ giảm hấp thụ quang của dung dịch khi thay đổi nồng độ KIO4 ở 80oC CKIO4.10-4 1 2 4 5 6 7 8 10 DA 0,06 0,098 0,167 0,198 0,206 0,189 0,179 0,165 Hình 12. Ảnh hưởng của nồng độ KIO4 đến tốc độ phản ứng ở 80oC Từ hình vẽ cho thấy, khi KIO4 tăng từ (1 – 6).10-4M, tốc độ phản ứng tăng nhanh. Đạt cực đại tại nồng độ 6.10-4M, sau đó tốc độ phản ứng chậm dần. Vì vậy, chọn giá trị nồng độ KIO4 tối ưu là 6.10-4M. 3.1.6. Ảnh hưởng của nồng độ chất hoạt hoá xúc tác phen- Từ thí nghiệm sơ bộ cho thấy, khi không có phen- nhưng có Mn(II) xúc tác, phản ứng xảy ra với tốc độ chậm. Nếu có phen-, phản ứng xảy ra nhanh hơn. Hiện tại vẫn chưa có tài liệu nào giải thích vai trò của phen-. Có thể lí giải như sau: Mn(II) tạo phức với phen- thành dạng [Mn(phen)3]2+, IO4- tác dụng với phức này tạo thành phức trung gian. Trong phức trung gian này có sự chuyển dịch electron từ Mn2+ sang IO4- (chuyển dịch nội phân tử), chuyển Mn2+ lên Mn3+ (trạng thái kích thích). Phức trung gian này phản ứng với RhB và chuyển về dạng phức của Mn2+ với phen-. Dạng phức này phụ thuộc vào nồng độ của phen-. Vì vậy cần khảo sát ảnh hưởng của nồng độ phen- đến tốc độ phản ứng. Lấy vào dãy bình định mức 10ml để có RhB 8.10-6M; đệm pH = 3,8 có nồng độ đệm 0,15M; phen- có nồng độ thay đổi từ 2.10-6 – 10-4M ; Mn(II) (5ng/ml ở 25oC và 3ng/ml ở 80oC); KIO4 6.10-4M. Dãy 2 (đường nền): có nồng độ các chất như trên nhưng không có Mn(II). Tiến hành phân tích theo quy trình 2.3.1. Kết quả được thể hiện trên bảng 16, 17 và biểu diễn trên hình 13, 14. Bảng 16. Giá trị tga của dung dịch khi thay đổi nồng độ phen- ở 25oC Nồng độ phen-.10-5 1 2 4 5 6 8 10 tga 0,006 0,013 0,031 0,033 0,030 0,014 0,002 Hình 13 . Ảnh hưởng của nồng độ phen- đến tốc độ của phản ứng ở 25oC Bảng 17. Giá trị độ giảm hấp thụ quang của dung dịch khi thay đổi nồng độ phen- ở 80oC Nồng độ phen-.10-5 0,2 0,5 0,8 1 1,2 1,5 2 DA 0,052 0,107 0,194 0,208 0,175 0,085 0,026 Hình 14. Ảnh hưởng của nồng độ phen- đến tốc độ của phản ứng ở 80oC Ở 25oC, trong khoảng nồng độ phen- 10-5 – 4.10-5M, tốc độ phản ứng tăng, đạt cực đại tại 5.10-5M, sau đó giảm dần. Vì vậy chọn nồng độ phen- ở 25oC là 5.10-5M. Ở 80oC, trong khoảng nồng độ phen- 0,2.10-5 – 0,8.10-5M, tốc độ phản ứng tăng, đạt cực đại tại 10-5M, sau đó giảm dần. Vì vậy, chúng tôi chọn nồng độ phen- 10-5M làm điều kiện tối ưu ở 80oC. 3.1.7. Ảnh hưởng của nồng độ RhB Theo mục 2.1, tốc độ phản ứng oxi hóa RhB bằng KIO4 được biểu thị bằng tốc độ giảm màu của RhB. Khi cố định tất cả các chất trong dung dịch, trong một khoảng nào đó thì nồng độ Mn(II) tỉ lệ tuyến tính với nồng độ RhB, nghĩa là tỉ lệ với độ màu của RhB. Vì vậy chúng tôi khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của RhB. Lấy vào dãy bình định mức 10ml để có RhB có nồng độ thay đổi từ 2 – 10.10-6M, đệm pH = 3,8 có nồng độ đệm 0,15M. Đo độ hấp thụ quang của các dung dịch. Kết quả được trình bày ở bảng 18 và biểu diễn trên hình 15. Bảng 18. Ảnh hưởng của nồng độ RhB đến độ hấp thụ quang CRhB.10-6M 2 4 8 10 A 0,198 0,382 0,750 0,923 Hình 15. Ảnh hưởng của nồng độ RhB đến độ hấp thụ quang Chúng tôi chọn nồng độ RhB là 8.10-6M để khảo sát. Nếu chọn nồng độ RhB cao hơn thì khoảng tuyến tính của Mn được mở rộng hơn. 3.1.8. Ảnh hưởng của nồng độ chất xúc tác Mn2+ Theo thí nghiệm sơ bộ, Mn(II) có tác động cho phản ứng oxi hóa RhB bằng KIO4. Từ phương trình (2) mục 2.3, tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nồng độ Mn(II) và KIO4. Khi nồng độ KIO4 đủ dư thì tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nồng độ Mn(II) theo phản ứng bậc nhất. Vì vậy, chúng tôi xét ảnh hưởng của nồng độ Mn(II) đến phản ứng mất màu RhB khi đã áp dụng các điều kiện tối ưu ở trên. a) Phản ứng tiến hành ở 25oC Lấy vào dãy bình định mức 10ml để có RhB 8.10-6M; đệm pH = 3,8 có nồng độ đệm 0,15M; phen- 5.10-5M; Mn(II) có nồng độ thay đổi từ 0,7 – 6 ng/ml; KIO4 6.10-4M. Dãy 2 (đường nền): có nồng độ các chất như trên nhưng không có Mn(II). Tiến hành phân tích theo quy trình 2.3.1.1 Kết quả được thể hiện trên bảng 19 và biểu diễn trên hình 16. Bảng 19. Giá trị tga của dung dịch khi thay đổi nồng độ Mn(II) ở 25oC Nồng độ Mn(II) (ng/ml) 0,7 1 2 3 4 5 6 Tga 0,001 0,003 0,011 0,019 0,027 0,034 0,037 Hình 16. Ảnh hưởng của nồng độ Mn(II) đến tốc độ của phản ứng ở 25oC Ở nhiệt độ 25oC, khi tăng nồng độ Mn(II) trong khoảng 0,7 – 5,0 ng/l thì tốc độ phản ứng tăng tỉ lệ thuận với nồng độ Mn(II). Để xét trong khoảng này, nồng độ Mn(II) có quan hệ tuyến tính với tga không, chúng tôi sử dụng phần mềm Minitab và cho kết quả Pvalue = 0, R = 0,999. Kết quả cho thấy P<0,01. Như vậy, CMn(II) có quan hệ tuyến tính với tga ở độ tin cậy 99%. Giá trị R = 0,999 cho thấy đường chuẩn CMn(II) – tga có thể định lượng để xác định Mn(II). Phương trình hồi quy tuyến tính tga = 0,0079.CMn(II) – 0,0050 (hình 17). Hình 17. Đường chuẩn CMn(II) – tga Để xác định giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ), chúng tôi tiến hành phân tích 10 mẫu nền. Lấy vào dãy bình định mức 10ml để có RhB 8.10-6M; đệm pH = 3,8 có nồng độ đệm 0,15M; phen- 5.10-5M ; KIO4 6.10-4M. Tiến hành phân tích theo quy trình 2.3.1.1 Kết quả được thể hiện trên bảng 20. Bảng 20. Giá trị tga khi phân tích mẫu nền ở 25oC Mẫu nền 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 tga 0,0095 0,0105 0,0103 0,0100 0,0094 0,0106 0,0097 0,0100 0,0092 0,0106 Xử lý số liệu thống kê, được kết quả Giá trị Trung bình Độ lệch chuẩn Hệ số CV Anen 25oC 0,009940 0,000477 4,79 Độ lệch chuẩn Sb giữa các mẫu nền = 5,16.10-4 LOD25 =3. = 3.4,77.10-4/0,0079= 0,196 (ng/ml) LOQ25 = 10. = 10. 4,77.10-4/0,0079 = 0,653 (ng/ml) (b là hệ số góc trong phương trình hồi quy tuyến tính) Vì vậy khoảng tuyến tính xác định Mn(II) ở 25oC là 0,7 – 5 ng/ml. Để xác định độ lặp lại của phương pháp, phương pháp có mắc sai số hệ thồng không, chúng tôi tiến hành phân tích 3 mẫu chuẩn Mn(II) có nồng độ 0,8 ng/ml, 2 ng/ml, 5 ng/ml với độ lặp lại 5 lần. Tiến hành quy trình phân tích theo 2.3.1.1. Kết quả được trình bày trên bảng 21. Bảng 21. Giá trị nồng độ Mn(II) đo được ở 25oC CMn(II) chuẩn (ng/ml) CMn(II) đo được (ng/ml) Trung bình S ttính Sai số tương đối (%) 0,8 1,023 1,132 0,825 0,723 0,996 0,939 0,163 1,90 17,4 2 2,435 2,268 1,927 2,326 1,765 2,144 0,285 1,12 7,2 5 4,896 4,823 5,206 4,876 4,756 4,911 0,173 1,150 1,8 Tra bảng với P = 0,95, f = 4 có tbảng = 2,132 Các giá tị ttính < tbảng cho thấy, phương pháp chỉ mắc sai số ngẫu nhiên, không mắc sai số hệ thống. Sai số tương đối nằm trong giới hạn cho phép (<15%). Như vậy, độ lặp lại của phương pháp tốt. Khi nồng độ Mn(II) nhỏ (0,8ng/ml) thì sai số lớn hơn giới hạn cho phép. b) Phản ứng tiến hành ở 80oC Lấy vào dãy bình định mức 10ml để có RhB 8.10-6M; đệm pH = 3,8 có nồng độ đệm 0,15M; phen- 10-5M; Mn(II) có nồng độ thay đổi từ 0,3 – 6 ng/ml; KIO4 6.10-4M. Dãy 2 (đường nền): có nồng độ các chất như trên nhưng không có Mn(II). Tiến hành phân tích theo quy trình 2.3.1.2. Kết quả được thể hiện trên bảng 22 và biểu diễn trên hình 18. Bảng 22. Giá trị độ giảm hấp thụ quang của dung dịch khi thay đổi nồng độ Mn(II) ở 80oC Nồng độ Mn(II) (ng/ml) 0,3 0,5 1 2 3 4 5 6 DA 0,003 0,015 0,055 0,129 0,198 0,267 0,332 0,361 Hình 18. Ảnh hưởng của nồng độ Mn(II) đến tốc độ của phản ứng ở 80oC Ở nhiệt độ 80oC, khi tăng nồng độ Mn(II) trong khoảng 0,3 – 5,0 ng/l thì tốc độ phản ứng tăng tỉ lệ thuận với nồng độ Mn(II). Để xét trong khoảng này, nồng độ Mn(II) có quan hệ tuyến tính với DA không, chúng tôi sử dụng phần mềm Minitab và cho kết quả Pvalue = 0, R = 0,999 Kết quả cho thấy P<0,01. Như vậy, CMn(II) có quan hệ tuyến tính với DA ở độ tin cậy 99% . Giá trị R = 0,999 cho thấy đường chuẩn CMn(II) – DA có thể định lượng để xác định Mn. Phương trình hồi quy tuyến tính DA = 0,0709.CMn(II) - 0,0177 (hình 19). Hình 19. Đường chuẩn CMn(II) – DA Để xác định giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ), chúng tôi tiến hành phân tích 10 mẫu nền. Lấy vào dãy bình định mức 10ml để có RhB 8.10-6M; đệm pH = 3,8 có nồng độ đệm 0,15M; phen- 10-5M ; KIO4 6.10-4M. Tiến hành phân tích theo quy trình 2.3.1. Kết quả được thể hiện trên bảng 23 Bảng 23. Giá trị độ hấp thụ quang khi phân tích mẫu nền ở 80oC Mẫu nền 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A nền 0,541 0,542 0,538 0,541 0,539 0,538 0,537 0,542 0,542 0,541 Xử lý số liệu thống kê, được kết quả: Giá trị Trung bình Độ lệch chuẩn Hệ số biến thiên Anen 80oC 0,54010 0,00191 0,35 Độ lệch chuẩn Sb giữa các mẫu nền = 0,00191 LOD80 =3. = 3.0,00191/0,0709= 0,081 (ng/ml) LOQ80 = 10. = 10. 0,00191/0,0709= 0,269 (ng/ml) (b là hệ số góc trong phương trình hồi quy tuyến tính) Vì vậy khoảng tuyến tính xác định Mn(II) ở 80oC là 0,3 – 5 ng/ml. Để xác định độ lặp lại của phương pháp, phương pháp có mắc sai số hệ thồng không, chúng tôi tiến hành phân tích 3 mẫu chuẩn Mn(II) có nồng độ 0,5 ng/ml, 2 ng/ml, 5 ng/ml với độ lặp lại 5 lần. Tiến hành quy trình phân tích theo 2.3.1.2. Kết quả được trình bày trên bảng 24. Bảng 24. Giá trị nồng độ Mn(II) (ng/ml) ở 80oC CMn(II) chuẩn CMn(II) đo được Trung bình S ttính Sai số tương đối (%) 0,5 0,678 0.476 0,465 0,667 0,568 0,570 0,101 1,55 14 2 2,123 2,268 1,927 2,326 1,896 2,108 0,194 1,24 5,4 5 5,174 4,876 4,320 4,956 5,013 4,868 0,325 0,91 2,6 Tra bảng với P = 0,95, f = 4 có tbảng = 2,132 Các giá tị ttính < tbảng cho thấy, phương pháp chỉ mắc sai số ngẫu nhiên, không mắc sai số hệ thống. Sai số tương đối nằm trong giới hạn cho phép (<15%). Như vậy, độ lặp lại của phương pháp tốt. Nhận xét: Bằng thực nghiệm chúng tôi đã tìm được một số điều kiện tối ưu như sau: - Ở 25oC: RhB 8.10-6M; môi trường đệm axetat 0,15M có pH =3,8; phen- 5.10-5M; mẫu có Mn(II); KIO4 6.10-4M. Đường chuẩn tga - CMn(II) có khoảng tuyến tính 0,7 – 5,0 ng/ml. Phương pháp tga nhanh, tiết kiệm được thời gian. Đây là quy trình thử nghiệm. Tuy nhiên muốn đạt được kết quả tốt hơn thì cần phải nghiên cứu kỹ hơn để tìm được điều kiện tốt hơn nữa. - Ở 80oC: RhB 8.10-6M; môi trường đệm axetat 0,15M có pH =3,8; phen- 10-5M; mẫu có Mn(II); KIO4 6.10-4M. Đường chuẩn DA - CMn(II) có khoảng tuyến tính 0,3 – 5,0 ng/ml. Phương pháp thời gian ấn định mất nhiều thời gian, kết quả đáng tin cậy với sai số nhỏ. 3.2. ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ ION LẠ Trong phương pháp động học xúc tác xác định Mn(II), các chất cản trở phép xác định có thể theo một phương hướng sau đây: Một số cation của các kim, loại chuyển tiếp có khả năng xúc tác đối với phản ứng chỉ thị. Một số anion có khả năng tạo phức với Mn(II) làm giảm hoặc tăng khả năng xúc tác. Một số cation có khả năng tạo phức với chất hoạt hóa xúc tác o – phenantrolin. Các chất oxy hóa, chất khử có phản ứng với chất khử, oxy hóa trong hệ phản ứng chỉ thị. Lượng lớn các cation va anion làm thay đổi lực ion dung dịch gây ảnh hưởng đến giai đoạn quyết định tốc độ phản ứng nếu đó là phản ứng giữa các ion. Đối tượng mẫu phân tích là nước sông, hồ nên ảnh hưởng chính đến phép phân tích là Fe(III). Vì vậy, chúng tôi tiến hành nghiên cứu kỹ ảnh hưởng của Fe(III), các ion khác tiến hành nghiên cứu sơ bộ. Tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của các ion ở các điều kiện tối ưu như sau: Ở 25oC: RhB 8.10-6M; môi trường đệm axetat 0,15M có pH =3,8; phen- 5.10-5M; Mn(II) 5ng/ml; KIO4 6.10-4M. Ở 80oC: RhB 8.10-6M; môi trường đệm axetat 0,15M có pH =3,8; phen- 10-5M; Mn(II) 5ng/ml; KIO4 6.10-4M; SCN- 0,02M. Ngưỡng ảnh hưởng của các ion, chúng tôi chọn khi tại nồng độ đó ion khảo sát gây ảnh hưởng đến phép xác định với sai số là 5%. 3.2.1. Ảnh hưởng của Fe(III) a) Phản ứng ở 25oC Bảng 25. Ảnh hưởng của Fe(III) đến phép xác định Mn (CMn(II)=5 ng/ml) ở 25oC CFe(III) (ng/ml) 0 100 125 Tga 0,033 0,036 0,041 Sai số tương đối (%) 0 9,1 24,2 Ở 25oC, Fe(III) 1,8.10-6 M gây ảnh hưởng đối với phản ứng chỉ thị ở nồng độ gấp 20 lần nồng độ Mn về khối lượng. Thêm vào dung dịch đo F- 0,02M / citrat 0,02M để tạo phức với Fe(III), ngăn cản sự xúc tác của Fe(III). Kết quả được thể hiện ở bảng 26. Bảng 26. Ảnh hưởng của Fe(III) đến phép xác định Mn (CMn(II) = 5 ng/ml) ở 25oC khi có chất che Chất che F- 0,02M citrat 0,02M CFe(III) (ng/ml) 0 100 0 200 tga 0,033 0,034 0,032 0,034 Sai số tương đối (%) 0 3,3 0 6,1 b) Phản ứng ở 80oC Bảng 27. Ảnh hưởng của Fe(III) đến phép xác định Mn (CMn(II) = 5 ng/ml) ở 80oC CFe(III) (ng/ml) 0 5 10 A 0,201 0,214 0,235 Sai số tương đối (%) 0 6,4 16,9 Ở 80oC, Fe(III) 0,9.10-7 M gây ảnh hưởng đối với phản ứng chỉ thị ở nồng độ gấp 1 lần nồng độ Mn về khối lượng. Thêm vào dung dịch đo F- 0,02M / citrat 0,02M để tạo phức với Fe(III), ngăn cản sự xúc tác của Fe(III). Kết quả được thể hiện ở bảng 28. Bảng 28. Ảnh hưởng của Fe(III) đến phép xác định Mn (CMn(II) = 5 ng/ml) ở 80oC khi có chất che Chất che F- 0,02M citrat 0,02M CFe(III) (ng/ml) 0 5 0 5 tga 0,201 0,203 0,199 0,204 Sai số tương đối (%) 0 1,0 0 2,5 Như vậy, thêm vào dung dịch đo F- 0,02M / citrat 0,02M sẽ loại bỏ bớt được ảnh hưởng của Fe(III) đến phép xác định Mn(II). Việc che bằng F- có hiệu quả hơn khi sử dụng citrat. Vì vậy, chúng tôi sử dụng F- 0,02M để che Fe(III). 3.2.2. Ảnh hưởng của các ion khác a) Ở điều kiện 25oC Ảnh hưởng của các ion lạ đến phép xác định Mn(II) ở 25oC được trình bày ở bảng 29 Bảng 29. Giới hạn ảnh hưởng của các ion lạ khi nồng độ Mn(II) trong phép xác định là 5ng/ml ở 25oC Ion ảnh hưởng Ngưỡng ảnh hưởng (tỉ lệ về khối lượng) ion : Mn(II) Co2+ 40 Ni2+ 40 Zn2+ 500 Cu2+ 1100 Pb2+, Cd2+ 2200 PO43- 12000 Khi các ion lạ có nồng độ Co2+ 3,36.10-6M, Ni2+ 3,6.10-6M, Zn2+ 3,8.10-5M, Cu2+ 7,8.10-5M, Pb2+ 5,4.10-5M, Cd2+ 9,6.10-5M, PO43- 6,3.104M sẽ gây ảnh hưởng đối với phản ứng chỉ thị. b) Ở điều kiện 80oC Ảnh hưởng của các ion lạ đến phép xác định Mn(II) ở 80oC được trình bày ở bảng 30. Bảng 30. Giới hạn ảnh hưởng của các ion lạ khi nồng độ Mn(II) trong phép xác định là 5ng/ml ở 80oC Ion ảnh hưởng Ngưỡng ảnh hưởng (tỉ lệ về khối lượng) ion : Mn(II) Co2+ 5 Ni2+ 15 Zn2+ 40 Cu2+ 100 Pb2+, Cd2+ 180 PO43- 3000 Khi các ion lạ có nồng độ Co2+ 4,2.10-7M, Ni2+ 1,3.10-6M, Zn2+ 3,0.10-6M, Cu2+ 7,8.10-6M, Pb2+ 4,4.10-6M, Cd2+ 7,8.10-6M, PO43- 1,5.10-4M sẽ gây ảnh hưởng đối với phản ứng chỉ thị. Các ion NH4+, F-, K+, Na+, Cl-, SO4- gần như không ảnh hưởng đến phản ứng chỉ thị khi ở nồng độ nhỏ hơn 50µg/ml (sai số nhỏ hơn 5%). 3.3. XÁC ĐỊNH MANGAN TRONG MẪU GIẢ Như phần trên đã trình bày, nồng độ các ion ảnh hưởng khi tiến hành phản ứng ở nhiệt độ thấp cao hơn nhiều khi ở nhiệt độ cao. Chúng tôi tiến hành phân tích Mn trong mẫu giả với quy trình ở nhiệt độ 80oC. Để xác định Mn trong mẫu giả, chúng tôi đã dùng phương pháp thêm chuẩn. Pha 2 dãy bình định mức 10ml để có nồng độ các chất: Dãy 1: RhB 8.10-6M; đệm pH = 3,8 có nồng độ đệm axetat 0,15M; phen-10-5M; F- 0,02M; Fe3+ 0,5.10-7M, Co2+ 2.10-7M, Ni2+ 10-6M, Zn2+ 2.10-6M, Cu2+ 6.10-6M, Pb2+ 2.10-6M, Cd2+ 5.10-6M, PO43- 10-4M; Mn(II) 1ng/ml; KIO4 6.10-4M, SCN- 0,02M. Dãy 2: có nồng độ các chất như trên nhưng không có Mn(II). Thêm vào từng bình lượng Mn(II) sao cho nồng độ cuối của Mn(II) trong các bình là 1 ng/ml, 2 ng/ml, 3 ng/ml, 4 ng/ml, 5 ng/ml. Định mức bằng nước cất sẽ có ∆CMn = 0ng/ml, 1ng/ml, 2ng/ml, 3ng/ml, 4 ng/ml. Tiến hành phản ứng theo quy trình 2.3.1.2. Kết quả được thể hiện ở bảng 41. Bảng 41. Giá trị độ hấp thụ quang của dung dịch có nồng độ Mn(II) khác nhau trong mẫu giả ∆CMn(II) (ng/ml) 0 1 2 3 4 ∆A 0,073 0,148 0,209 0,282 0,341 Kết quả sử dụng phần mềm Minitab cho phương trình hồi quy là ∆A = 0,0766 + 0,0670.∆CMn(II) (hình 20). Hình 20. Đường thêm chuẩn phân tích mẫu giả Qua đường thêm chuẩn, tìm được lượng Mn(II) trong mẫu giả là 1,14ng/ml. Sai số tương đối = (1,14 – 1)*100 = 14,0%. Với sai số này có thể chấp nhận được giá trị phân tích Mn(II) trong mẫu giả. 3.4. XÁC ĐỊNH MANGAN TRONG MẪU THỰC TẾ Tiến hành phân tích Mn trong các mẫu nước sông, hồ thuộc các trạm điều tra cơ bản môi trường nước khu vực Tây Bắc, Việt Bắc, Đông Bắc, Đồng bằng Bắc Bộ, Trung Trung Bộ tháng 10 năm 2009. Quy trình lấy mẫu và bảo quản mẫu: như mục 2.3.4. Quy trình phân tích: Phân tích mẫu theo quy trình trong mục 2.3.4. Kết quả phân tích được thể hiện ở bảng 42 và được so sánh với kết quả của phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử. Bảng 42. Kết quả xác định Mn(II) trong mẫu nước sông, hồ Mẫu PP AAS (n = 3, ng/ml) PP ĐHXT (n = 3, ng/ml) Khu vực Tây Bắc Trạm Lai Châu (S1) 67,18 66,58 Trạm Bến Ngọc (S2) 13,06 12,96 Trạm Tạ Bú (S3) 126 125,94 Trạm Tạ Hộc(H1) 5,36 5,31 Trạm Vạn Yên(H2) 5,17 5,14 Trạm MT hồ Hòa Bình (H3) 4,22 4,22 Khu vực Việt Bắc Trạm Lào Cai (S4) 42,14 42,02 Trạm Yên Bái (S5) 17,96 17,86 Trạm Ghềnh Gà (S6) 17,87 17,83 Trạm Chiêm Hóa (S7) 10,17 10,12 Trạm Gia Bảy (S8) 57,08 56,79 Trạm Vụ Quang (S9) 67,05 66,85 Khu vực Đông Bắc Trạm Phủ Lạng Thương (S10) 72,46 73,08 Trạm Chũ (S11) 35,15 34,75 Trạm Bằng Giang(S12) 19,61 19,60 Khu vực Đồng bằng Bắc Bộ Trạm Thủy văn và MT HN (S13) 17,19 17,22 Trạm Thượng Cát (S14) 12,38 12,30 Trạm Sơn Tây (S15) 21,3 21,31 Trạm Bến Bình (S16) 13,64 13,70 Khu vực Bắc Trung Bộ Trạm Cẩm Thủy (S17) 6,55 6,53 Trạm Cửa Đạt (S18) 6,75 6,70 Trạm Dừa (S19) 9,51 9,50 Trạm Nghĩa Khánh (S20) 139,3 139,15 Kết quả sử dụng phần mềm Minitab theo phương pháp so sánh từng cặp để so sánh sự khác nhau có nghĩa giữa 2 phương pháp AAS và động học xúc tác như sau: N Trung bình Tây Bắc (AAS) 6 36,8317 Tây Bắc (ĐHXT) 6 36,6902 T-Value = 1,51 P-Value = 0,191 N Trung bình Việt Bắc (AAS) 6 35,3783 Việt Bắc (ĐHXT) 6 35,2457 T-Value = 3,42 P-Value = 0,019 N Trung bình Đông Bắc (AAS) 3 42,4067 Đông Bắc (ĐHXT) 3 42,4783 T-Value = -0,24 P-Value = 0,831 N Trung bình ĐBBB (AAS) 4 16,1275 ĐBBB (ĐHXT) 4 16,1308 T-Value = -0,11 P-Value = 0,921 N Trung bình Bắc TBộ (AAS) 4 40,5275 Bắc TBộ (ĐHXT) 4 40,4709 T-Value = 1,74 P-Value = 0,181 Từ kết quả trên cho thấy, tại các khu vực Tây Bắc, Đông Bắc, Đồng bằng Bắc bộ, Bắc Trung Bộ có giá trị Pvalue > 0,05. Như vậy tại các khu vực này, không có sự khác nhau có nghĩa giữa hai phương pháp xác định Mn(II). Tại khu vực Việt Bắc có giá trị Pvalue < 0,05, nghĩa là 2 phương pháp này khác nhau khi xác định Mn(II). Điều này có thể là do ảnh hưởng của các chất có trong mẫu đến kết quả phân tích. Lựa chọn 5 mẫu trong số các mẫu trên để đánh giá hiệu suất thu hồi của phương pháp. Kết quả được thể hiện trên bảng 43. Bảng 43. Hiệu suất thu hồi của phương pháp Mẫu PP ĐHXT (n = 3, ng/ml) Mn(II) thêm vào (ng/ml) Mn(II) thu hồi (ng/ml) Hiệu xuất thu hồi (%) Trạm Tạ Hộc(H1) 5,31 1,0 0,95 95 Trạm Lào Cai (S4) 42,02 1,0 1,02 102 Trạm Phủ Lạng Thương (S10) 73,08 1,0 1,07 107 Trạm Thượng Cát (S14) 12,30 1,0 0,94 94 Trạm Nghĩa Khánh (S20) 139,15 1,0 1,04 104 Hiệu suất thu hồi của phương pháp nằm trong giới hạn cho phép (95 – 105%). Như vậy có thể áp dụng phương pháp này để xác định Mn(II) trong các mẫu nước sông, hồ. KẾT LUẬN Qua quá trình thực nghiệm sử dụng phương pháp động học xúc tác đo quang để xác định lượng vết Mn trong nước, chúng tôi rút ra được một số kết luận sau: - Đã khảo sát được các điều kiện thí nghiệm + Phản ứng ở 25oC: RhB 8.10-6M; môi trường đệm axetat 0,15M có pH =3,8; phen- 5.10-5M; mẫu có Mn(II); KIO4 6.10-4M. Phương trình hồi quy có dạng tga = 0,0079.CMn(II) – 0,0050. R = 0,999. Khoảng tuyến tính là 0,7 - 5 (ng/ml). LOD = 0,196 ng/ml, LOQ = 0,653 ng/ml. Độ lặp lại của phương pháp tương đối tốt, phương pháp không mắc sai số hệ thống. Phương pháp này nhanh, tiết kiệm được thời gian. Đây là quy trình thử nghiệm. Tuy nhiên muốn đạt được kết quả tốt hơn thì cần phải nghiên cứu kỹ hơn để tìm được điều kiện tốt hơn nữa. + Phản ứng ở 80oC: RhB 8.10-6M; môi trường đệm axetat 0,15M có pH =3,8; phen- .10-5M; mẫu có Mn(II); KIO4 6.10-4M. Phương trình hồi quy có dạng DA = 0,0709.CMn(II) - 0,0177. R = 0,999. Khoảng tuyến tính là 0,3 - 5 (ng/ml). LOD = 0,081 ng/ml, LOQ = 0,269 ng/ml. Độ lặp lại của phương pháp tốt, phương pháp không mắc sai số hệ thống. Quy trình này đã áp dụng thêm chất SCN- làm chất ức chế sau khi phản ứng để dễ dàng đo hơn. Phương pháp này mất nhiều thời gian, kết quả đáng tin cậy với sai số nhỏ. - Khi xác định Mn(II) với nồng độ 5 ng/ml thì các ion lạ cản trở phép xác định ở các ngưỡng sau (gấp nồng độ Mn(II) về khối lượng): + Phản ứng ở 25oC: Fe(III) gấp 20 lần, Co2+ gấp 40 lần, Ni2+ gấp 40 lần, Zn2+ gấp 500 lần, Cu2+ gấp 1100 lần, Pb2+ gấp 2200 lần, Cd2+ gấp 2200 lần, PO43- gấp 12000 lần. + Phản ứng ở 80oC: Fe(III) gấp 1 lần, Co2+ gấp 5 lần, Ni2+ gấp 15 lần, Zn2+ gấp 40 lần, Cu2+ gấp 100 lần, Pb2+ gấp 180 lần, Cd2+ gấp 180 lần, PO43- gấp 3000 lần. Nếu sử dụng chất che F- hoặc citrat thì có thể loại bỏ bớt ảnh hưởng của Fe(III). - Đã xác định phân tích Mn(II) trong mẫu giả với sai sô chấp nhận được - Đã xác định phân tích Mn(II) trong 23 mẫu nước sông, hồ. Kết quả được so sánh với phương pháp AAS. Bằng xử lý thống kê cho thấy kết quả có độ tin cậy cao, có thể áp dụng phương pháp này để phân tích mẫu môi trường. TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 1 N.I.Bloc (1986), Hóa học phân tích định tính (phản ứng cation), Hoàng Minh Châu dịch, Nhà xuất bản giáo dục. 2 Trần Từ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Huỳnh Văn Trung (1986), Phân tích nước, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội, tr 133 - 135. 3 Nguyễn Văn Hinh (1999), Luận văn tốt nghiệp, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên 4 Phạm Luận (1998), Giáo trình chuyên đề Quang phổ phát xạ nguyên tử, Đại học KHTN Hà Nội. 5 Phạm Luận (1998), Giáo trình chuyên đề Quang phổ hấp thụ nguyên tử, Đại học KHTN Hà Nội. 6 Từ Vọng Nghi, Trần Chương Huyến, Phạm Luân (1990), Một số phương pháp phân tích điện hóa hiện đại, Đại học Tổng hợp Hà Nội, tr 108, 109. 7 Hoàng Nhâm (2000), Hóa học vô cơ tập 3, Nhà xuất bản giáo dục. 8 B.U. Teploukhop (1961), Phân tích kim loại, Phan Hoàng Thi, Trần Văn Biên dịch, Nhà xuất bản Công nghiệp, tr 88. 9 Nguyễn Đức Vận (2004), Hóa học vô cơ tập 2 (phần các kim loại chuyển tiếp), Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật. 10 Đào Hữu Vinh, Nguyễn Xuân Vĩnh, Trần Thị Mỹ Linh, Phạm Hùng Việt (1995), Các phương pháp sắc kí, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội, tr 200. 11 Schwazenbach, Flachka (1979), Chuẩn độ phức chất, Đào Hữu Vinh, Lâm Ngọ Thụ dịch Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật Hà Nội,tr (93 -197). 12 Viện hóa học công nghiệp (1985), Tuyển tập các công trình nghiên cứu khoa học kỹ thuật 1955- 1985, Hà Nội, tr 26. Tiếng nước ngoài 13 A.K.De, M.S. Rahaman (1963), Anal. Chem., 35(2), pp.159- 161. 14 Array Scienc Paper Online (2008), 3(9), pp.681-686. 15 Ayman Ayoub ABDEL- SHAFI (2006), Analytical Sciences, 22, pp. 825-827. 16 Barry Chriswell, Guy Rauchle and Mark Pascoe (1990), Talanta, 37(2), pp.237-259. 17 Bruce McDuffie, L.S.Hazlegrove (1952), Anal. Chem, 24(5), pp.826-829. 18 B. Rezaei (2006), Journal of Analytical Chemistry, 61(11), pp. 1074-1078. 19 ChoaryW (1976), AAS Determination of Mn in tea, Toksykol, 9, pp. 376- 379 20 Cumming, Kay, R.A.Chalmers (1956), Quantitative Chemical Analysis, Edinburgh – London. 21 D.Perez-Bendita and M.Silva (1988), Kinetic methods in analytical chemistry, Ellis Horwood limited. 22 E. Gómez, J.M. Estela and V.Cerdà (1991), Journal of Thermal Analysis, 37, pp.195-202. 23 Furono K(1977) , Determination of Mn in Serum by AAS, 46, pp.37 - 41. 24 H.P.Beck, D. Kostova and B.Zhang (2006), Agronomy Research, 4(2), pp. 493-498. 25 Konstantin L.Mutaftchiev (2002), Turk J Chem, 26, pp. 9-15. 26 Konstantin L. Mutaftchiev (2003), Turk J Chem, 27, pp. 619- 626. 27 Konstantin Mutaftchiev, Kamen Tzachev and Alexander Alexiev (1999), Bulletin of the Chemists and Technologists of Macedonia, 18(1), pp. 37-40. 28 Ling Su, Jianguo Li, Hongbing Ma and Guanhong Tao (2004), Analytica Chimica Acta, 552, pp. 281-288. 29 M. Kamburova (1998), Talanta, 46, pp. 1073-1078. 30 M.Ruzica, S.Ranko, B.Branka (2006), Analytical letters, 10(5), pp.403-406 31 QinWei, Liangguaotan, Gouhua Chang and Qingyuou (2003), Talanta, 59, pp.253-259 32 Renmin Liu, Aimei Zhang, Daojie Liu and Shuhao Wang (1995), Analyst, 120, pp. 1195-1197. 33 Shao Min LIU and Jiao Mai PAN (1999), Chinese Chemical Letters, 10(5), pp. 403- 406 34 Shigenori Nakano, Kana Tanaka, Rumiko Oki and Takuji Kawashima (1999), Talanta, 49, pp. 1077-1082. 35 Shigenori Nakano, Yuko Matumoto and Masahiro Yoshii (2005), Talanta, 68, pp. 312-317. 36 St.Bozhanov and St.Alexandrov (2006), Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 41(4), pp. 457- 460 37 T. J. Janjic, G.A. Milovanovic, and M.B. Celap (1970), Anal. Chem, 42(1), pp. 27-29. 38 Watanabe Kunihiro, Watanabe Tai and Itagaki Masayuki (2002), Bunseki Kagaku, 51(7), pp.553-559. 39 Wanda Winkler × Franciszek Buhl and Agata Arenhövel- Pacula × Urszula Hachula (2003), Anal Bioanal Chem, 376, pp. 934-937 40 Ying-Zhi Ye, Hong-Yan Mao and Ya-Hua Chen (1998), Talanta, 45, pp.1123-1129. 41 Z.Marczenko (1986), Separation and Spectrophotometric Determination of Elements, Horwood.Chichester .

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docNghiên cứu các điều kiện để đo quang động học xúc tác xác định lượng vết Mn.doc
Luận văn liên quan