Download Luận văn Nghiên cứu tách, làm giàu, xác định lượng vết Cr(III) và Cr(VI) trong nước bằng kỹ thuật chiết pha rắn và phương pháp quang phổ
Nhằm đánh giá một cách tổng quát, chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của tổng các ion đến độ hấp thụ Abs của Crôm. Để xác định được giới hạn ảnh hưởng của các cation và anion, cần khảo sát tổng hợp các cation và anion
Dung dịch khảo sát là Cr6+ 2pPhần mềm trong HNO3 2% , NH4Ac 1% và có thêm các cation và anion như ở bảng sau
Để tải bản DOC Đầy Đủ xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
* Các bước tiến hành trong chiết pha rắn:
Bước 1: Chuẩn bị chất hấp thu
Cho dung môi đi qua chất hấp thu để làm ướt và sonvat hoá các nhóm chức trong vật liệu, đồng thời loại bỏ các khí trong cột chiết và thay thế vào đó là dung môi.
Để chuẩn bị pha rắn cho chiết kim loại trong các mẫu nước, dung môi điển hình là methanol MeOH sau đó là H2O hay dung dịch đệm được chạy qua.
Trong quá trình thực hiện trên cột chiết pha rắn không được để khô vì các chất hấp thu sẽ bị giảm hiệu lực, trong trường hợp ngược lại phải hoạt hoá lại cột.
- Bước 2: Nạp mẫu vào cột chiết
Tuỳ theo kích thước cũng như loại mẫu, có thể áp dụng phương pháp chảy bình thường hay sử dụng áp suất, điều quan trọng là phải giữ được toàn bộ chất phân tích. Chất phân tích có thể cùng một vài chất khác được giữ lại trên cột, các tạp chất khác đi ra khỏi cột càng nhiều càng tốt. Cơ chế lưu giữ chất ở đây theo lực Vandecvan, liên kết Hyđrô, liên kết phân cực, liên kết ion, ngoài ra còn lưu giữ theo kích thước.
- Bước 3: Rửa loại tạp chất
Đây là giai đoạn rửa loại các tạp chất. Điều quan trọng nhất của giai đoạn này là chất phân tích không được tan trong dung dịch rửa và dung dịch làm sạch cột phải kéo được hết tạp chất ra. Nếu môi trường mẫu là nước, có thể dùng đệm nước hay một dung môi hữu cơ - nước. Nếu mẫu được hoà tan trong dung môi hữu cơ thì dung môi rửa giải có thể là cùng giống dung môi như trên.
- Bước 4: Rửa giải lấy chất phân tích
Rửa giải chất phân tích khỏi chất hấp phụ, dùng dung môi thích hợp. Dung môi này phá vỡ tương tác của chất phân tích – chất hấp phụ. Dung môi rửa giải này cần hoà tan tốt chất phân tích, nhưng lại không hoà tan các chất khác.
Theo lý thuyết trên , tác giả Serife Tokalioglu, Senol Kaetal và Litif Ecli [47] đã nạp nhựa Amberlit XAD – 16 vào các cột SPE thuỷ tinh dài 100 mm, đường kính 25 mm để tách, làm giàu các ion kim loại nặng trong nước hồ ( Cu, Pb, Cr, Ni, Cd...). Sau đó giải hấp bằng HCl 1M trong axeton. XAD là sản phẩm đồng trùng hợp polistiren divinyl benzen, có khả năng chịu mài mòn tốt, có độ bền, độ xốp cao, độ phân cực thấp và quan trọng hơn là nó có diện tích bề mặt riêng lớn ( 825 m2/g ), phù hợp để hấp thụ ion kim loại nặng.
Các tác giả [31] đã tách và làm giàu Cr(III) dựa vào nhựa Amberlite XAD-2 với 5-palmitoyl-8-hydnoxyquinoline (oxim). Các ông chỉ ra rằng Cr(III) hấp thụ ở pH từ 4,5 – 7,0 còn Cr(VI) thì không hấp thụ và Cr(III) được giải hấp bằng H2O2 ở pH từ 8 – 10 trong môi trường đệm NH3-NH4Cl. Hệ số làm giàu là 60. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng là 9,30 và 30,1 mmol/l. Lượng Crom tổng được xác định bằng cách khử Cr(VI) về Cr(III) bằng H2O2 trong môi trường axit, sau đó hấp thu trên nhựa và giải hấp ta thu được hàm lượng Crom tổng. Lượng Cr(VI) được xác định lấy lượng Crom tổng trừ đi lượng Cr(III) đã biết. Lượng Cr(III) giải hấp ở dạng Cr(VI) và được xác định bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử DPC.
Chiết pha rắn là một kĩ thuật chiết mới ra đời, đang phát triển và được ứng dụng trong khoảng chục năm trở lại đây, nhất là ở các nước tiên tiến và nó mới vào Việt nam ta từ năm 1997. Hiện nay đã có một số hãng sản xuất và cung cấp ra thị trường nhiều loại chất chiết và công cụ chiết khác nhau cho nhiều đối tượng rất tiện dụng. Chất chiết thường là các chất Silica được hoạt hoá để chúng có khả năng hấp thụ cao và chọn lọc các chất theo từng nhóm.
Kỹ thuật chiết này có các ưu và nhược chính điểm sau đây:
- Có tính chọn lọc đối với một nhóm hợp chất phân tích,
- Cân bằng chiết nhanh đạt được và có tính thuận nghịch,
- Thích hợp cho mẫu lượng nhỏ và phân tích lượng vết các chất,
- Thao tác đơn giản và nhanh hơn các kỹ thuật chiết khác,
- Trong quá trình chiết luôn luôn có cả sự làm giầu chất phân tích,
Chính vì thế mà nó đang được sử dụng rất phổ biến trong phân tích, đặc biệt là phân tích đối tượng môi trường các chất vi lượng độc hại.
Phần 2: THựC NGHIệM
2.1. Nội dung nghiên cứu
Trong luận văn này chúng tui tập trung nghiên cứu sâu các vấn đề sau:
* Nghiên cứu tối ưu hóa các điều kiện xác định Crom bằng ph ơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử kỹ thuật ngọn lửa (F-AAS).
- Khảo sát các điều kiện đo phổ
- Khảo sát các điều kiện nguyên tử hoá mẫu
- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đo : dung dịch nền, các ion lạ...
- Tìm khoảng tuyến tính, xây dựng đường chuẩn, xác định giới hạn phát hiện, và giới hạn định lượng.
* Khảo sát các điều kiện tối ưu về khả năng hấp thụ của Cr(VI) trên nhựa XAD-7, để tách Cr(III) và Cr(VI).
- Khảo sát ảnh hưởng nồng độ axit đến khả năng hấp thu của Cr(VI) trên nhựa XAD-7
- Khảo sát ảnh hưởng của lượng thuốc thử Diphenylcacbazit đến khả năng hấp thu của Cr(VI) trên nhựa XAD-7
- Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ nạp mẫu và tốc độ rửa giải
- Khảo sát ảnh hưởng của bản chất dung dịch rửa giải đến hiệu suất rửa giải
- Khảo sát ảnh hưởng của một số ion cản trở đến khả năng hấp thu của Cr(VI) trên nhựa XAD-7
- Khảo sát khả năng tách và làm giàu Crôm trên nhựa XAD-7
- Phân tích mẫu giả và áp dụng phân tích một số mẫu thật
2.2. công cụ và máy móc
công cụ và máy móc sử dụng bao gồm :
+ Hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử.
+ Cân kĩ thuật và cân phân tích.
+ Máy cất nước 2 lần
+ Các cột nhựa SPE
+ Các loại bình định mức: 25, 50, 100, 250, 500, 1000 (ml)
+ Các loại pipet: 1, 2, 5, 10, 25 (ml)…
+ Cốc thuỷ tinh chịu nhiệt các loại : 50 ; 100; 250; 500; và 1000ml
+ Phễu, ống nghiệm.
+ Bếp điện
+ Tủ hút
Tất cả đều được xử lý sạch.
2.3. Hoá chất sử dụng [9]
+ Dung dịch gốc Cr(VI) 1000pPhần mềm trong HNO3 2%.
- Cân chính xác 0,7073g chất gốc K2Cr2O7 của Merck
- Hòa tan trong 50ml dung dịch HNO3 10% cho tan, sau đó định mức bằng nước cất tới vạch mức 250ml.
- Các dung dịch K2Cr2O7 có nồng độ nhỏ dùng trong quá trình nghiên cứu được pha loãng từ dung dịch có nồng độ 1000 pPhần mềm .
+ Dung dịch gốc Cr(III) 1000pPhần mềm của Merck.
- Các dung dịch Cr(III) có nồng độ nhỏ dùng để nghiên cứu được pha từ dung dịch gốc.
+ Thuốc thử điphenylcacbazide (DPC) 10-2M : Cân 0,242 g DPC pha trong cồn 960 thành 100ml
+ Dung dịch HNO3 10% được pha từ HNO3 65% của Merck
+ Dung dịch HCl 10%,
+ Dung dịch CH3COOH 10% đều được tính toán và pha từ các dung dịch đặc ban đầu: HNO3 65% , HCl 36%, CH3COOH 99% .
+ Dung dịch NH4 Cl 10%
+ Dung dịch CH3COONH4 10%
+ Dung dịch CH3COONa 10%
Cân mỗi muối 10 gam, sau đó hoà tan chúng bằng 90g nước cất 2 lần sẽ thu được các dung dịch mong muốn.
+ Các dung dịch cation dùng để khảo sát sự ảnh hưởng như: K+, Na...
Download miễn phí Luận văn Nghiên cứu tách, làm giàu, xác định lượng vết Cr(III) và Cr(VI) trong nước bằng kỹ thuật chiết pha rắn và phương pháp quang phổ
Nhằm đánh giá một cách tổng quát, chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của tổng các ion đến độ hấp thụ Abs của Crôm. Để xác định được giới hạn ảnh hưởng của các cation và anion, cần khảo sát tổng hợp các cation và anion
Dung dịch khảo sát là Cr6+ 2pPhần mềm trong HNO3 2% , NH4Ac 1% và có thêm các cation và anion như ở bảng sau
Để tải bản DOC Đầy Đủ xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Tóm tắt nội dung:
khỏi nguồn nước thải và sử dụng dung dịch HCl 3M rửa giải để tái sử dụng vật liệu hấp phụ. Tác giả đã khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ của Cr(III) và Cr(VI) của vật liệu như pH, thời gian tiếp xúc, nồng độ Cr(III) và Cr(VI) ban đầu, nồng độ chất điện ly. Dựa vào đường hấp đẳng nhiệt hấp phụ langmuir, tác giả tìm được dung lượng hấp phụ cực đại đối với Cr (VI) là 172,4 mg/g và đối với Cr(III) là 17,09mg/g* Các bước tiến hành trong chiết pha rắn:
Bước 1: Chuẩn bị chất hấp thu
Cho dung môi đi qua chất hấp thu để làm ướt và sonvat hoá các nhóm chức trong vật liệu, đồng thời loại bỏ các khí trong cột chiết và thay thế vào đó là dung môi.
Để chuẩn bị pha rắn cho chiết kim loại trong các mẫu nước, dung môi điển hình là methanol MeOH sau đó là H2O hay dung dịch đệm được chạy qua.
Trong quá trình thực hiện trên cột chiết pha rắn không được để khô vì các chất hấp thu sẽ bị giảm hiệu lực, trong trường hợp ngược lại phải hoạt hoá lại cột.
- Bước 2: Nạp mẫu vào cột chiết
Tuỳ theo kích thước cũng như loại mẫu, có thể áp dụng phương pháp chảy bình thường hay sử dụng áp suất, điều quan trọng là phải giữ được toàn bộ chất phân tích. Chất phân tích có thể cùng một vài chất khác được giữ lại trên cột, các tạp chất khác đi ra khỏi cột càng nhiều càng tốt. Cơ chế lưu giữ chất ở đây theo lực Vandecvan, liên kết Hyđrô, liên kết phân cực, liên kết ion, ngoài ra còn lưu giữ theo kích thước.
- Bước 3: Rửa loại tạp chất
Đây là giai đoạn rửa loại các tạp chất. Điều quan trọng nhất của giai đoạn này là chất phân tích không được tan trong dung dịch rửa và dung dịch làm sạch cột phải kéo được hết tạp chất ra. Nếu môi trường mẫu là nước, có thể dùng đệm nước hay một dung môi hữu cơ - nước. Nếu mẫu được hoà tan trong dung môi hữu cơ thì dung môi rửa giải có thể là cùng giống dung môi như trên.
- Bước 4: Rửa giải lấy chất phân tích
Rửa giải chất phân tích khỏi chất hấp phụ, dùng dung môi thích hợp. Dung môi này phá vỡ tương tác của chất phân tích – chất hấp phụ. Dung môi rửa giải này cần hoà tan tốt chất phân tích, nhưng lại không hoà tan các chất khác.
Theo lý thuyết trên , tác giả Serife Tokalioglu, Senol Kaetal và Litif Ecli [47] đã nạp nhựa Amberlit XAD – 16 vào các cột SPE thuỷ tinh dài 100 mm, đường kính 25 mm để tách, làm giàu các ion kim loại nặng trong nước hồ ( Cu, Pb, Cr, Ni, Cd...). Sau đó giải hấp bằng HCl 1M trong axeton. XAD là sản phẩm đồng trùng hợp polistiren divinyl benzen, có khả năng chịu mài mòn tốt, có độ bền, độ xốp cao, độ phân cực thấp và quan trọng hơn là nó có diện tích bề mặt riêng lớn ( 825 m2/g ), phù hợp để hấp thụ ion kim loại nặng.
Các tác giả [31] đã tách và làm giàu Cr(III) dựa vào nhựa Amberlite XAD-2 với 5-palmitoyl-8-hydnoxyquinoline (oxim). Các ông chỉ ra rằng Cr(III) hấp thụ ở pH từ 4,5 – 7,0 còn Cr(VI) thì không hấp thụ và Cr(III) được giải hấp bằng H2O2 ở pH từ 8 – 10 trong môi trường đệm NH3-NH4Cl. Hệ số làm giàu là 60. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng là 9,30 và 30,1 mmol/l. Lượng Crom tổng được xác định bằng cách khử Cr(VI) về Cr(III) bằng H2O2 trong môi trường axit, sau đó hấp thu trên nhựa và giải hấp ta thu được hàm lượng Crom tổng. Lượng Cr(VI) được xác định lấy lượng Crom tổng trừ đi lượng Cr(III) đã biết. Lượng Cr(III) giải hấp ở dạng Cr(VI) và được xác định bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử DPC.
Chiết pha rắn là một kĩ thuật chiết mới ra đời, đang phát triển và được ứng dụng trong khoảng chục năm trở lại đây, nhất là ở các nước tiên tiến và nó mới vào Việt nam ta từ năm 1997. Hiện nay đã có một số hãng sản xuất và cung cấp ra thị trường nhiều loại chất chiết và công cụ chiết khác nhau cho nhiều đối tượng rất tiện dụng. Chất chiết thường là các chất Silica được hoạt hoá để chúng có khả năng hấp thụ cao và chọn lọc các chất theo từng nhóm.
Kỹ thuật chiết này có các ưu và nhược chính điểm sau đây:
- Có tính chọn lọc đối với một nhóm hợp chất phân tích,
- Cân bằng chiết nhanh đạt được và có tính thuận nghịch,
- Thích hợp cho mẫu lượng nhỏ và phân tích lượng vết các chất,
- Thao tác đơn giản và nhanh hơn các kỹ thuật chiết khác,
- Trong quá trình chiết luôn luôn có cả sự làm giầu chất phân tích,
Chính vì thế mà nó đang được sử dụng rất phổ biến trong phân tích, đặc biệt là phân tích đối tượng môi trường các chất vi lượng độc hại.
Phần 2: THựC NGHIệM
2.1. Nội dung nghiên cứu
Trong luận văn này chúng tui tập trung nghiên cứu sâu các vấn đề sau:
* Nghiên cứu tối ưu hóa các điều kiện xác định Crom bằng ph ơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử kỹ thuật ngọn lửa (F-AAS).
- Khảo sát các điều kiện đo phổ
- Khảo sát các điều kiện nguyên tử hoá mẫu
- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đo : dung dịch nền, các ion lạ...
- Tìm khoảng tuyến tính, xây dựng đường chuẩn, xác định giới hạn phát hiện, và giới hạn định lượng.
* Khảo sát các điều kiện tối ưu về khả năng hấp thụ của Cr(VI) trên nhựa XAD-7, để tách Cr(III) và Cr(VI).
- Khảo sát ảnh hưởng nồng độ axit đến khả năng hấp thu của Cr(VI) trên nhựa XAD-7
- Khảo sát ảnh hưởng của lượng thuốc thử Diphenylcacbazit đến khả năng hấp thu của Cr(VI) trên nhựa XAD-7
- Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ nạp mẫu và tốc độ rửa giải
- Khảo sát ảnh hưởng của bản chất dung dịch rửa giải đến hiệu suất rửa giải
- Khảo sát ảnh hưởng của một số ion cản trở đến khả năng hấp thu của Cr(VI) trên nhựa XAD-7
- Khảo sát khả năng tách và làm giàu Crôm trên nhựa XAD-7
- Phân tích mẫu giả và áp dụng phân tích một số mẫu thật
2.2. công cụ và máy móc
công cụ và máy móc sử dụng bao gồm :
+ Hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử.
+ Cân kĩ thuật và cân phân tích.
+ Máy cất nước 2 lần
+ Các cột nhựa SPE
+ Các loại bình định mức: 25, 50, 100, 250, 500, 1000 (ml)
+ Các loại pipet: 1, 2, 5, 10, 25 (ml)…
+ Cốc thuỷ tinh chịu nhiệt các loại : 50 ; 100; 250; 500; và 1000ml
+ Phễu, ống nghiệm.
+ Bếp điện
+ Tủ hút
Tất cả đều được xử lý sạch.
2.3. Hoá chất sử dụng [9]
+ Dung dịch gốc Cr(VI) 1000pPhần mềm trong HNO3 2%.
- Cân chính xác 0,7073g chất gốc K2Cr2O7 của Merck
- Hòa tan trong 50ml dung dịch HNO3 10% cho tan, sau đó định mức bằng nước cất tới vạch mức 250ml.
- Các dung dịch K2Cr2O7 có nồng độ nhỏ dùng trong quá trình nghiên cứu được pha loãng từ dung dịch có nồng độ 1000 pPhần mềm .
+ Dung dịch gốc Cr(III) 1000pPhần mềm của Merck.
- Các dung dịch Cr(III) có nồng độ nhỏ dùng để nghiên cứu được pha từ dung dịch gốc.
+ Thuốc thử điphenylcacbazide (DPC) 10-2M : Cân 0,242 g DPC pha trong cồn 960 thành 100ml
+ Dung dịch HNO3 10% được pha từ HNO3 65% của Merck
+ Dung dịch HCl 10%,
+ Dung dịch CH3COOH 10% đều được tính toán và pha từ các dung dịch đặc ban đầu: HNO3 65% , HCl 36%, CH3COOH 99% .
+ Dung dịch NH4 Cl 10%
+ Dung dịch CH3COONH4 10%
+ Dung dịch CH3COONa 10%
Cân mỗi muối 10 gam, sau đó hoà tan chúng bằng 90g nước cất 2 lần sẽ thu được các dung dịch mong muốn.
+ Các dung dịch cation dùng để khảo sát sự ảnh hưởng như: K+, Na...