Luận văn Thạc sĩ Hoá học: Đánh giá hàm lượng sắt và mangan trong nước sinh hoạt cấp từ nhà máy cấp nước Diễn Vọng - thành phố Hạ Long bằng phương pháp phổ hấp thụ phân tử

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC –––––––––––––––––––––

NGÔ THỊ DƯƠNG THÙY

ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG SẮT VÀ MANGAN TRONG NƯỚC SINH HOẠT CẤP TỪ NHÀ MÁY NƯỚC DIỄN VỌNG -THÀNH PHỐ HẠ LONG BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

THÁI NGUYÊN -2016

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC ––––––––––––––––––––– NGÔ THỊ DƯƠNG THÙY

ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG SẮT VÀ MANGAN TRONG NƯỚC SINH HOẠT CẤP TỪ NHÀ MÁY NƯỚC DIỄN VỌNG-THÀNH PHỐ HẠ LONG BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ

Chuyên ngành: Hoá phân tích

Mã số: 60.44.01.18

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học : TS. TRƯƠNG THỊ THẢO

THÁI NGUYÊN - 2016

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới TS. Trương Thị Thảo- Cô đã tận tình

hướng dẫn, truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm quý báu để tôi có thể hoàn

thành được luận văn này.

Tôi xin cảm ơn các thầy, cô giáo, cán bộ Khoa Hoá học - trường Đại

học Khoa học- Đại học Thái Nguyên, Khoa xét nghiệm -Trung tâm Y tế Dự

phòng tỉnh Quảng Ninh, Cán bộ nhà máy nước Diễn Vọng-Công ty TNHH

một TV kinh doanh nước sạch Quảng Ninh đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi

trong suốt quá trình làm luận văn.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới toàn thể gia đình, bạn bè đồng nghiệp đã

luôn cổ vũ, động viên tôi trong suốt thời gian qua.

Trong quá trình thực hiện luận văn do còn hạn chế về mặt thời gian,

kinh phí cũng như trình độ chuyên môn nên không tránh khỏi những thiếu sót.

Rất mong nhận được những ý kiến quý báu của các thầy cô, các nhà khoa học,

bạn bè và đồng nghiệp.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày 15 tháng 10 năm 2016

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

Tác giả Ngô Thị Dương Thùy

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... a

MỤC LỤC ......................................................................................................... b

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................ d

DANH MỤC BẢNG ......................................................................................... e

DANH MỤC HÌNH .......................................................................................... g

MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1

Chương 1: TỔNG QUAN ............................................................................... 3

1.1. Sắt và hợp chất của sắt ............................................................................... 3

1.1.1. Sắt ............................................................................................................ 3

1.1.2. Một số hợp chất của sắt .......................................................................... 5

1.1.3. Vai trò của sắt đối với cơ thể con người ............................................... 10

1.2. Mangan và hợp chất của mangan ............................................................. 11

1.2.1. Mangan .................................................................................................. 11

1.2.2. Các hợp chất của mangan ..................................................................... 11

1.2.3. Ứng dụng của Mangan ......................................................................... 14

1.2.4. Khả năng gây ô nhiễm của mangan trong nước và tác dụng sinh hóa . 14

1.3. Các phương pháp xác định sắt và mangan ............................................... 15

1.3.1. Phân tích khối lượng ............................................................................. 15

1.3.2. Phân tích thể tích ................................................................................... 16

1.3.3. Các phương pháp điện hóa .................................................................... 17

1.3.4. Phương pháp trắc quang ........................................................................ 18

1.3.5. Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử ..................................................... 21

1.3.6. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử .................................................... 21

1.3.7. Phương pháp sắcký ............................................................................... 22

Chương 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM ....... 23

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

2.1. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 23

2.1.1. Phương pháp trắc quang xác định sắt bằng thuốc thử 1,10-

phenantrolin .................................................................................................... 23

2.1.2. Phương pháp trắc quang xác định mangan bằng thuốc thử

fomaldoxim .................................................................................................... 24

2.1.3. Giới thiệu về thiết bị đo UV .................................................................. 24

2.1.4. Giới thiệu phương pháp đường chuẩn .................................................. 26

2.2. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị .................................................................... 27

2.2.1. Hóa chất................................................................................................. 27

2.2.2. Dụng cụ và thiết bị ................................................................................ 27

2.3. Nội dung thực nghiệm .............................................................................. 28

2.3.1. Pha chế các dung dịch làm thực nghiệm ............................................... 28

2.3.2. Lấy mẫu, bảo quản và xử lý mẫu .......................................................... 29

2.3.3. Thực nghiệm xác định sắt ..................................................................... 30

2.3.4. Thực nghiệm xác định mangan ............................................................. 36

2.3.5. Phân tích mẫu thực tế ............................................................................ 41

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................... 42

3.1. Các điều kiện của phương pháp hấp thụ phân tử ..................................... 42

3.1.1. Các điều kiện xác định sắt ..................................................................... 42

3.1.2. Các điều kiện xác định mangan ............................................................ 51

3.2. Kết quả xác định hàm lượng sắt, mangan trong mẫu thực tế................... 61

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 67

1. Kết luận ....................................................................................................... 67

2. Kiến nghị ..................................................................................................... 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 69

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

PHỤ LỤC

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

: Absorbance (độ hấp thụ quang). Abs

: Acid etylendiaminteraaxetic (hay complexon II). EDTA

: Nhà máy nước. NMN

: part per million (một phần triệu). ppm

UNICEF : The United Nations Children’s Fund

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

(Quỹ nhi đồng Liên Hợp Quốc).

Bảng 2.1.Thể tích ion cản trở thêm vào các mẫu để nghiên cứu ảnh hưởng

DANH MỤC BẢNG

của ion lạ trong phép đo quang xác định sắt ................................... 32

Bảng 2.2. Bảng pha các dung dịch chuẩn sắt khảo sát khoảng tuyến tính ..... 33

Bảng 2.3. Bảng các công thức tính xác định giới hạn phát hiện, giới hạn

định lượng và đánh giá độ chính xác của phép đo .......................... 35

Bảng 2.4. Thể tích ion cản trở thêm vào các mẫu để nghiên cứu ảnh

hưởng của ion lạ trong phép đo quang xác định mangan ............... 38

Bảng 2.5. Bảng pha các dung dịch chuẩn mangan xác định khoảng tuyến tính ..... 39

Bảng 3.1.Kết quả đo độ hấp thụ quangcủa phức‘ferroin’khi thay đổi thể

tích thuốc thử 1,10-phenantrolin ..................................................... 43

Bảng 3.2.Kết quả đo độ hấp thụ quangcủa phức‘ferroin’ với thời gian

khác nhau ........................................................................................ 44

Bảng 3.3. Kết quả đo độ hấp thụ quang của phức‘ferroin’khi thay đổi pH .... 45

Bảng 3.4. Độ hấp thụ quang của các dung dịch sắt nồng độ 0,2ppm khi trong

dung dịch có mặt và không có các ion lạ ở nồng độ khác nhau .......... 46

Bảng 3.5. Kết quả đo độ hấp thụ quangcủa phức ‘ferroin’ từ nồng độ sắt

0,01ppm đến 18 ppm....................................................................... 47

Bảng 3.6. Độ hấp thụ quang của phức sắt trong mẫu M2-T4 đo lặp lại ......... 49

Bảng 3.7. Kết quả đo đánh giá độ lặp lại của phép đo với mẫu thực khi

xác định sắt...................................................................................... 49

Bảng 3.8. Kết quả đo nồng độ mẫu thực đánh giá độ đúng của phương

pháp phân tích sắt ............................................................................ 50

Bảng 3.9. Các điều kiện tối ưu xác định sắt bằng phương pháp trắc quang ... 51

Bảng 3.10.Kết quả đo độ hấp thụ quang khi thay đổi thể tích thuốc thử

fomaldoxim ..................................................................................... 52

Bảng 3.11.Kết quả đo độ hấp thụ quang theo thời gian trong phép đo xác

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

định mangan .................................................................................... 53

Bảng 3.12.Kết quả đo độ hấp thụ quang khi thay đổi pH ............................... 54

Bảng 3.13. Độ hấp thụ quang của dung dịch mangan nồng độ 0,1 ppm khi

trong dung dịchcó mặt và không có ion Ca2+ và Mg2+ ở các

nồng độ khác nhau .......................................................................... 55

Bảng 3.14. Kết quả đo độ hấp thụ quang của phức mangan- fomaldoxim

từ nồng độ mangan 0,02ppm đến 16 ppm ...................................... 56

Bảng 3.15.Độ hấp thụ quang của phức mangan-fomaldoxim trong mẫu

M4-T4 đo lặp lại ............................................................................. 58

Bảng 3.16.Kết quả đo đánh giá độ lặp lại của phép đo với mẫu thực khi

xác định mangan ............................................................................. 59

Bảng 3.17.Kết quả đo mẫu thực đánh giá độ đúng của phương pháp phân

tích mangan ..................................................................................... 60

Bảng 3.18. Các điều kiện xác định mangan bằng phương pháp trắc quang ... 60

Bảng 3.19. Thời gian, ký hiệu và pH của mẫu phân tích ................................ 61

Bảng 3.20. Kết quả đo nồng độ trung bình của Fe, Mn trong nước sinh

hoạt cấp từ NMN Diễn Vọng tháng 4,5,6,7 năm 2016 ................... 63

Bảng 3.21. Hàm lượng trung bình sắt và mangan trong nước cấp của

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

NMN Diễn Vọng, Quảng Ninhtừ năm 2012 đến năm 2016 ........... 65

Hình 3.1. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang của phức‘ferroin’ vào bước

DANH MỤC HÌNH

sóng λ trong phép đo xác định sắt. .................................................. 42

Hình 3.2. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang của phức ‘ferroin’vào thể

tích thuốc thử 1,10-phenantrolin ..................................................... 43

Hình 3.3. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang của phức ‘ferroin’ vào thời gian .... 45

Hình 3.4. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang của phức ‘ferroin’ vào pH ..... 45

Hình 3.5. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quangcủa phức ‘ferroin’ vào nồng

độ sắt ............................................................................................... 48

Hình 3.6. Đường chuẩn xác định sắt ............................................................... 48

Hình 3.7. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào bước sóng λtrong phép

đo xác định mangan ........................................................................ 51

Hình 3.8. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào thể tíchthuốc thử

fomaldoxim ..................................................................................... 52

Hình 3.9. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào thời giantrong phép đo

xác định mangan ............................................................................. 54

Hình 3.10. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào pH trong phépđo xác

định mangan .................................................................................... 55

Hình 3.11. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang của phức mangan-

fomaidoxim vào nồng độ mangan .................................................. 57

Hình 3.12. Đường chuẩn xác định mangan ..................................................... 57

Hình 3.13. Hàm lượng trung bình sắt trong nước cấp của NMN Diễn

Vọng, Quảng Ninh tháng 4,5,6,7 từ năm 2012 đến năm 2016 ....... 65

Hình 3.14. Hàm lượng trung bình mangan trong nước cấp của NMN Diễn

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

Vọng, Quảng Ninh tháng 4,5,6,7 từ năm 2012 đến năm 2016 ....... 66

MỞ ĐẦU

Trong sinh hoạt hàng ngày của đời sống con người, nước là yếu tố

không thể thiếu. Nước uống, nước rửa được gọi dưới một tên chung: nước

sinh hoạt. Nước sinh hoạt có thể được khai thác từ các nguồn: nước ngầm,

nước bề mặt (ao, hồ, sông, suối), nước mưa. Tại các khu đô thị, các trung

tâm công nghiệp hiện nay, nước sinh hoạt hấy hết là nước cấp từ các nhà

máy xử lý nước.

Tổ chức Y tế thế giới (WHO) đã tiến hành nghiên cứu cơ cấu bệnh tật ở

Châu Á và đã đi đến kết luận như sau: “Tại một số nước ở Châu Á có 60%

bệnh nhiễm trùng và 40% tử vong là do dùng nước sinh hoạt không hợp vệ

sinh. Quỹ nhi đồng Liên Hiệp Quốc (UNICEF) lại cảnh báo: “Hàng năm, tại

các nước đang phát triển có khoảng 14 triệu trẻ em dưới 5 tuổi bị chết và 5

triệu trẻ em bị tàn tật do dùng nước bị ô nhiễm”.

Có rất nhiều chỉ tiêu để đánh giá chất lượng nước như: độ pH, độ kiềm,

độ axit, hàm lượng oxi (DO, BOD, COD), hàm lượng chất hữu cơ, chất bảo

vệ thực vật, hàm lượng các cation, anion… Nước sạch đưa vào cơ thể nhiều

nguyên tố cần thiết cho sự sống như: Iot, Sắt, Flo, Kẽm, Đồng, Mangan …

Tuy nhiên khi nồng độ của chúng trong nước vượt quá mức cho phép thì nó

sẽ gây ra các bệnh hiểm nghèo. Do đó nước dùng cho cuộc sống phải đủ về số

lượng và đảm bảo an toàn về chất lượng.

Nhu cầu tối thiểu về sắt hàng ngày của cơ thể người tùy thuộc vào độ

tuổi, giới tính, thể chất thay đổi từ 10 - 15 mg/ngày, nhu cầu về mangan là

khoảng 30 - 50 µg/kg thể trọng/ngày. Nếu dư thừa, sắt dư thừa sẽ gây ra bệnh

thiếu máu, bệnh tim mạch, viêm khớp,… , mangan thì sẽ gây ra các bệnh hiểm

nghèo như: viêm túi mật, ảnh hưởng đến vị giác và tuyến giáp trạng… Người

ta đã ghi nhận được chứng cứ về tính nhiễm độc thần kinh do tiếp xúc lâu với

bụi có chứa mangan là tác dụng lên hệ thần kinh trung ương, gây tổn thương

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

thận và bộ máy tuần hoàn, phổi, ngộ độc nặng có thể dẫn tới tử vong [1].Vì

vậy, hàm lượng sắt và mangan cho phép được có trong nước sinh hoạt là có

giới hạn xác định và việc xác định chính xác hàm lượng của chúng trong nước

là vô cùng cần thiết.

Quảng Ninh là một tỉnh có nhiều tiềm năng phát triển kinh tế như du

lịch, thương mại, công nghiệp, … Cũng như các đô thị khác trong cả nước,

quá trình đô thị hóa ở đây diễn ra rất nhanh, đời sống nhân dân được từng

bước cải thiện về mọi mặt, cùng với đó nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt của

người dân cũng tăng lên, đặc biệt vào mùa từ tháng 04 đến tháng 10 hàng

năm, khi lượng du khách ồ ạt đổ về Quảng Ninh nghỉ dưỡng, sử dụng các

dịch vụ du lịch biển. Chính vì vậy, nhu cầu cấp nước đủ số lượng và đảm bảo

chất lượng rất quan trọng, trong đó nhu cầu sinh hoạt là ưu tiên hàng đầu.

Nhà máy nước Diễn Vọng thuộc công ty Cổ phần Nước sạch Quảng

Ninh có nhiệm vụ cung cấp nước sinh hoạt cho địa bàn Thành phố Cẩm Phả

và phía Đông của thành phố Hạ Long. NMN Diễn Vọng thành lập năm 1983

với công nghệ xử lý nước do Liên Xô cũ xây dựng và được cải tạo do vốn của

Thụy Điển vào năm 2000. Công suất của nhà máy khoảng 60.000 m3/ ngày

đêm. Đây là một nhà máy có công suất thiết kế lớn nhất trong các nhà máy

nước của tỉnh Quảng Ninh. Nguồn nước cung cung cấp cho nhà mày được lấy

từ Hồ Cao Vân.Theo thống kê của Trung Tâm y tế dự phòng tỉnh Quảng Ninh

thì chất lượng nước của nhà máy nước Diễn Vọng cung cấp cho các hộ dân

tương đối tốt. Trong thời gian gần đây, tại nhiều nơi trong cả nước, xuất hiện

nhiều lo lắng liên quan đến chất lượng nước ăn uống được cung cấp từ các

nhà máy do quá trình xử lý chưa triệt để. Do đó, để đánh giá một cách khách

quan chất lượng của quy trình xử lý nước của nhà máy và để góp phần xây

dựng quy trình phục vụ kiểm tra chất lượng nước về các chỉ tiêu sắt và mangan,

tôi xin lựa chọn đề tài: “Đánh giá hàm lượng sắt và mangan trong nước sinh

hoạt cấp từ nhà máy cấp nước Diễn Vọng - thành phố Hạ Long bằng

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

phương pháp phổ hấp thụ phân tử".

Chương 1

TỔNG QUAN

1.1. Sắt và hợp chất của sắt

1.1.1. Sắt [2,3]

1.1.1.1. Vị trí và tính chất của nguyên tử sắt

-Tên, kí hiệu, số thứ tự: Sắt, Fe, 26

- Phân loại:

- Cấu hình electron Kim loại chuyển tiếp [Ar] 3d64s2

- Khối lượng riêng, độ cứng 7.874 kg/m3

- Bề ngoài Kim loại màu xám, nhẹ có ánh kim

- Khối lượng nguyên tử 55.845 đvC

- Bán kính nguyên tử (A0) 1.35

- Năng lượng ion hóa (eV) I1=7.9 ; I2= 16.18; I3=30.63

- Thế điện cực chuẩn (V), E0 = -0,44V; E0 = 0,77V.

- Trạng thái oxi hóa +2,+3

- Hóa trị II, III

1.1.1.2.Trạng thái tự nhiên

Sắt là nguyên tố phổ biến đứng hàng thứ 4 về hàm lượng trong vỏ trái

đất sau O, Si, Al.Trữ lượng sắt trong vỏ trái đất là 1,5%. Trong thiên nhiên sắt

có 4 đồng vị bền :54Fe, 56Fe (91.68%), 57Fe và 58Fe. Những khoáng vật quan

trọng của sắt là manhetit (Fe3O4) chứa đến 72% sắt, hematit (Fe2O3) chứa

60% sắt, pirit (FeS2) và xiderit chứa 35% sắt. Có rất nhiều mỏ quặng sắt và

sắt nằm dưới dạng khoáng chất với nhôm, titan, mangan,...Sắt còn có trong

nước thiên nhiên và thiên thạch sắt.

1.1.1.3.Tính chất lí học của sắt

Sắt là kim loại có ánh kim, có màu trắng xám, dễ rèn và dễ dát mỏng.

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

Sắt có 4 dạng thù hình bền ở những khoảng nhiệt độ xác định:

lỏng

Những dạng α và  có kiến trúc tinh thể kiểu lập phương tâm khối

nhưng có kiến trúc electron khác nhau nên Feα có tính sắt từ và Fe có tính

thuận từ, Feα khác với Fe là không hòa tan C, Feγ có kiến trúc lập phương

tâm diện và tính thuận từ, Fe có kiến trúc lập phương tâm khối như Feα

nhưng tồn tại đến nhiệt độ nóng chảy. Ở điều kiện thường, sắt là một nguyên

tố sắt từ, tức là bị nam châm hút. Ngoài ra dưới tác dụng của dòng điện, sắt

trở thành nam châm.

Một số hằng số vật lí quan trọng của sắt.

Nhiệt độ nóng chảy : 15360C

Nhiệt thăng hoa : 418 kJ/mol

Nhiệt độ sôi : 28800C

Tỉ khối : 7.91g/cm3

Độ dẫn điện (Hg=1): 10

1.1.1.4.Tính chất hóa học của sắt

Sắt là một kim loại có hoạt tính hóa học trung bình. Ở điều kiện

thường, không có hơi ẩm, sắt là kim loại thụ động. Sắt không tác dụng rõ

rệt với những phi kim điển hình như oxi, lưu huỳnh, clo, brôm vì có màng

oxit bảo vệ.

Khi đun nóng (đặc biệt ở dạng bột nhỏ) sắt tác dụng với hầu hết các phi

kim. Khi đun nóng trong không khí khô, sắt tạo nên Fe2O3và ở nhiệt độ cao

hơn tạo nên Fe3O4.

Sắt phản ứng mạnh với các halogen. Khi đun nóng sắt với các halogen

thu được Fe(III) halogenua khan FeX3. Khí clo dễ dàng phản ứng với Fe tạo

thành FeCl3

Tuy nhiên khi nghiền bột I2với Fe sản phẩm tạo thành có thành phần là

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

Fe3I8(hay 2FeI3.FeI2): 3Fe+4I2Fe3I8

Nung Fe với S cũng có phản ứng tạo ra sắt sunfua: Fe+SFeS

Sắt tác dụng trực tiếp với CO tạo thành hợp chất cacbonyl khi nung

nóng Fe trong ống chứa CO ở 150 - 2000C và áp suất khoảng 100 atm:

Fe+5COFe(CO)5

Sắt tinh khiết bền trong không khí và nước. Ngược lại sắt có chứa tạp

chất bị ăn mòn dần do tác dụng của hơi ẩm, khí cacbonic và oxi ở trong không

khí tạo nên gỉ sắt. Do lớp gỉ sắt xốp và dòn nên không bảo vệ được sắt khỏi bị

oxi hóa tiếp.

Sắt tan được trong các axit loãng. Sắt bị thụ động khi tác dụng với axit

H2SO4 đặc nguội và axit HNO3 đặc nguội. Khi tác dụng với các axit có tính

oxi hóa mạnh như axit H2SO4và HNO3thì sắt bị oxi hóa thành Fe(III) và giải

phóng sản phẩm phụ.

Trong dung dịch kiềm khi đun nóng Fe khử được ion H+của nước tạo

thành H2và các sản phẩm chính là Fe3O4 hoặc Fe(FeO2)2 màu đen.

1.1.2. Một số hợp chất của sắt [2,3]

1.1.2.1. Sắt(II) oxit(FeO)

FeO là chất bột màu đen, điều chế bằng cách cho H2 để khử Fe2O3 ở

3000C:

Fe2O3+H2FeO+H2O

Hàm lượng sắt trong FeO thường bé hơn so với hàm lượng của nguyên

tố đó ứng với công thức phân tử, vì các nguyên tử Fe chiếm không hoàn toàn

các mắt của mạng lưới tinh thể, ứng với công thức Fe0,95O.

FeO không tan trong nước nhưng có phản ứng với nước đặc biệt khi đun

nóng. Sau khi đun nóng mạnh FeO bị trơ, nghĩa là mất hoạt tính hóa học cao.

FeO dễ tan trong dung dịch axit, không tan trong dung dịch kiềm, là

oxit bazơ. Khi tan trong dung dịch axit loãng tạo ra ion [Fe(OH2)6]2+:

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

FeO+2H++5H2O[Fe(OH2)6]2+

1.1.2.2 Sắt(II) hiđroxit:Fe(OH)2

Phương pháp điều chế Fe(OH)2là cho muối Fe(II) tác dụng với dung

dịch kiềm mạnh.

Fe(OH)2 là chất kết tủa màu trắng, hấp thụ mạnh oxi, màu sắc xanh

thẫm dần và cuối cùng có màu nâu của Fe(OH)3.

4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3

Chú ý là amoniac không thể kết tủa hoàn toàn Fe(OH)2, vì khi có một

lượng lớn muối amoni, kết tủa Fe(OH)2hầu như không có do sự tạo thành

phức chất amoniacat của Fe(II):

FeCl2+6NH3[Fe(NH3)6]Cl2

Phức chất Fe(II) amoniacat chỉ bền ở trạng thái rắn, trong dung nước dễ

dàng bị thủy phân:

[Fe(NH3)6]Cl2+ 2H2O Fe(OH)2+ 2NH4Cl + 4NH3

Fe(OH)2tan trong dung dịch axit loãng không có không khí, tan trong

dung dịch kiềm tạo ra hipoferit:

Fe(OH)2+ 2NaOHđặc Na2[ Fe(OH)4]

1.1.2.3.Muối sắt(II)

Muối của Fe(II) là kém bền đối với oxi của không khí. Muối của axit

mạnh như clorua, nitrat và sunfat tan dễ trong nước còn muối của axit yếu

như sunfua, cacbonat, phôtphat... khó tan. Muối khan có màu khác với muối ở

dạng tinh thể hiđrat.Ví dụ FeCl2 màu trắng, FeCl2.6H2O có màu lục nhạt;

FeSO4 màu trắng, FeSO4. 7H2O màu lục nhạt,...

Trong môi trường axit Fe(II) có tính khử:

Fe3++ 1e → Fe2+ E0 =0,77V

2-, NO3

-, Cr2O7

-,O2...).

Fe2+có thể khử được nhiều chất oxi hóa (MnO4

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

Khi có các chất tạo phức mạnh với Fe3+, tính khử của Fe2+ tăng lên.

1.1.2.4. Sắt(III) oxit:Fe2O3

Sắt(III) oxit tạo ra 3 dạng thù hình, α-Fe2O3dạng thuận từ, γ-Fe2O3dạng

sắt từ, -Fe2O3 có cấu trúc kiểu corindon.

Khi nung Sắt (III) hidroxit hay chính xác là dạng Fe2O3.nH2O, ở nhiệt

độ thấp hơn 6500C tạo ra chất rắn ở dạng bột màu nâu đỏ, nhưng nếu nung ở

nhiệt độ cao hơn tạo ra tinh thể xám đen không còn khả năng tan trong axit

tương tự như Cr2O3, Al2O3 ở dạng tinh thể:

Fe2O3 +nH2O Fe2O3.nH2O

Fe2O3có thể điều chế bằng cách nung FeSO4.7H2O, FeO, hoặc một

muối Fe(II) của axit dễ bay hơi khác.

Trong công nghiệp điều chế bằng cách nung quặng pirit mà thành phần

chính là FeS2:

2Fe2O3 + 8SO2 4FeS2+ 11O2

Fe2O3 nóng chảy ở 15650C và thăng hoa ở 20000C.

Fe2O3 tan trong axit tạo thành phức [Fe(OH2)6]3+ không màu, màu nâu

của dung dịch muối sắt(III) là do màu của sản phẩm phản ứng thủy phân, tức

là màu của phức hiđroxo - aquơ:

[Fe(OH2)6]3++ H2O → [Fe(OH2)5OH]2++ H3O+

(Vàng nâu)

Bên cạnh tính chất chủ yếu là tính bazơ, Fe2O3 còn có tính axit, tạo

thành muối ferit có màu vàng hoặc màu đỏ.

Khi nung hỗn hợp Na2CO3với Fe2O3:

Fe2O3+ Na2CO3→ 2NaFeO2+CO2

Khi nung với C hoặc nung trong luồng khí CO, H2hoặc khí than đá,

Fe2O3sẽ bị khử thành Fe:

2 Fe2O3+ 3C → 4Fe + 3CO2

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

Fe2O3+ 3H2→ 2Fe + 3H2O

1.1.2.5. Sắt(III) hiđroxit:Fe(OH)3

Sắt(III) hiđroxit là chất kết tủa màu nâu đỏ tạo ra khi cho muối sắt(III)

tác dụng với kiềm, amoniac, cacbonat:

FeCl3+ 3NH3+ 3H2O → Fe(OH)3+3NH4Cl

Thực ra dạng kết tủa vô định hình là dạng Fe2O3.nH2O, với hàm lượng

H2O khác nhau.Trong công thức thường viết Fe(OH)3 thực ra đó là dạng

Fe2O3.3H2O, trong thiên nhiên dạng hemantit nâu như Fe2O3.H2O hay là

FeO(OH). Khả năng tan trong axit phụ thuộc vào “tuổi” của kết tủa. Kết tủa vừa

điều chế tan trong axit vô cơ và hữu cơ nhưng để một thời gian thì khó tan. Khi

nung nóng đến 500 – 7000C sẽ mất nước hoàn toàn và biến thành Fe2O3.

Bên cạnh tính bazơ là chủ yếu, Fe(OH)3còn thể hiện tính axit yếu (axit

ferơ HFeO2):

Fe(OH)3+NaOH → NaFeO2+ 2H2O

NaFeO2 hay các ferit khác đều bị thủy phân trong kiềm tạo ra Fe2O3:

2NaFeO2 + H2O → 2NaOH + Fe2O3

1.1.2.6. Muối sắt (III)

Sắt(III) tạo nên muối với đa số các anion. Đa số muối Fe(III) dễ tan trong

nước cho dung dịch chứa ion bát diện [Fe(H2O)6]3+ màu tím nhạt. Khi kết tinh từ

dung dịch, muối Fe(III) thường ở dạng tinh thể hiđrat. Ví dụ : FeCl3.6H2O màu

nâu vàng, Fe(NO3)3.9H2O màu tím, Fe2(SO4)3.10H2O màu vàng,

Fe(ClO4).10H2O màu hồng,...Màu của muối khan tùy thuộc vào bản chất của

anion, ví dụ FeCl3 màu nâu đỏ, Fe2(SO4)3màu trắng, Fe(SCN)3 màu đỏ máu...

Số phối trí của Fe(III) là 4,6 với sự phân bố 4 mặt. Trong dung dịch

nước Fe(III) rất dễ thuỷ phân và tồn tại dưới dạng phức hiđroxo:

lg* = 25,7

lg*=-2,17 Fe3++ H2O = Fe(OH)2++H+

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

Fe3++2H2O = Fe(OH)2+ 2H+

lg*=37,52 Fe3++ 3H2O = Fe(OH)3+3H+

lg* =-2,85 Fe3++ 2H2O = Fe2(OH)2+ 2H+

Trong môi trường axit có pH  2, sắt tạo phức hiđroxo.

3++ H2O→Fe(H2O)5OH+H3O+

Fe(H2O)6

Chỉ trong dung dịch có phản ứng axit mạnh (pH<1) sự thủy phân mới

bị đẩy lùi. Ngược lại khi thêm kiềm hoặc đun nóng dung dịch, phản ứng thủy

phân xảy ra đến cùng tạo thành kết tủa (gel) hoặc dung dịch keo (sol) của

sắt(III) hiđroxit bao gồm những phức chất hiđroxo nhiều nhân do hiện tượng

ngưng tụ tạonên.

Trong môi trường axit Fe3+có tính oxi hoá. Fe3+có thể oxi hoá được

nhiều chất khử (H2S, I-, Sn2+, SO2, S2O3,...). Khi có các chất tạo phức mạnh với Fe3+, tính khử của Fe2+tăng lên, tính oxi hoá của Fe3+giảm đi.

1.1.2.7. Phức chất của sắt(III)

Ion sắt (III) trong dung dịch tác dụng với ion thioxianat SCN- tạo nên

một số phức chất thioxianat màu đỏ đậm. Hóa phân tích thường sử dụng phản

ứng này để định tính và định lượng sắt(III) ngay cả trong dung dịch loãng.

Kaliferixianua (K3[Fe(CN)6]) là một trong các phức bền nhất của sắt.

Kaliferixianua là chất dạng tinh thể đơn tà, màu đỏ thường được gọi là muối

đỏ máu. Phức này dễ tan trong nước, cho dung dịch màu vàng và hết sức độc.

Kaliferixianua là một thuốc thử thông dụng trong phòng thí nghiệm dùng để

nhận biết sắt (II) trong dung dịch:

FeCl2+K3[Fe(CN)6]→KFe[Fe(CN)6]+2KCl

Kết tủa KFe[Fe(CN)6] có màu xanh chàm và được gọi là xanh tuabin,

khi đun nóng trong dung dịch kiềm chuyển thành feroxianua:

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

4K3[Fe(CN)6]+ 4KOH → 4K4[Fe(CN)6]+ 2H2O+ O2

1.1.3. Vai trò của sắt đối với cơ thể con người [4]

Sắt là một nguyên tố vi lượng dinh dưỡng rất quan trọng cho cơ thể con

người và động vật. Hầu hết lượng sắt có trong cơ thể đều tồn tại trong các tế

bào máu, chúng kết hợp với protein để tạo thành hemoglobin. Sắt tham gia

vào cấu tạo Hemoglobin (Là một muối phức của prophirin với ion sắt).

Hemoglobin làm nhiệm vụ tải oxi từ phổi đến các mao quản của các cơ quan

trong cơ thể, ở đây năng lượng được giải phóng ra. Khi con người bị thiếu sắt,

hàm lượng hemoglobin bị giảm xuống và làm cho lượng oxi tới các tế bào

cũng giảm theo. Từ đó khi cơ thể bị thiếu máu do thiếu hụt sắt, con người

thường bị mệt mỏi, đau đầu, mất ngủ... hoặc làm giảm độ phát triển và thông

minh của trẻ em.

Chính vì quan niệm như vậy nên một số người cho rằng nếu cơ thể thừa

sắt thì không sao.Tuy nhiên gần đây một số nhà khoa học đã khám phá ra

rằng khi cơ thể người bị thừa sắt cũng có những tác hại như thiếu sắt. Nếu

trong cơ thể chứa nhiều sắt, chúng gây ảnh hưởng đến tim gan, khớp và các

cơ quan khác, nếu lượng sắt quá nhiều có thể gây ra bệnh ung thư gan...

Những triệu chứng biểu hiện việc thừa sắt là:

- Tư tưởng phân tán, mệt mỏi và mất khả năng điều khiển sinh lý.

- Bệnh về tim mạch và chứng viêm khớp hoặc đau các cơ.

- Bệnh thiếu máu không phải do thiếu sắt.

- Tắt kinh sớm ở phụ nữ hoặc bệnh liệt dương ở nam.

Hơn nữa, việc thừa sắt có thể gây ra những tác động trực quan tới sinh

hoạt của con người như gây ra mùi khó chịu, những vết ố trên vải, quần áo...

Mặc dù các nhà khoa học đã nghiên cứu và cũng chưa đưa ra được

ngưỡng gây hại do sự thiếu sắt hoặc thừa sắt. Để phòng tránh sự thay đổi

lượng sắt trong cơ thể, người ta thiết lập một giá trị tạm thời cho lượng tiếp

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

nhận tối đa hằng ngày có thể chịu được là 0,8 mg/kg thể trọng.

1.2. Mangan và hợp chất của mangan

1.2.1. Mangan

Mangan là nguyên tố thuộc nhóm VIIB trong bảng HTTH của Menđeleep:

- Khối lượng nguyên tử: 54,938

- Tỷ trọng: 7,44

- Nhiệt độ nóng chảy: 12440C

3d54s2

- Nhiệt độ sôi: 21200C

- Cấu hình electron lớp ngoài cùng:

- Mangan có các trạng thái oxi hóa từ +2 đến+7

Trong thiên nhiên Mn là nguyên tố tương đối phổ biến, đứng hàng thứ

3 trong số các kim loại chuyển tiếp sau Fe và Ti. Trữ lượng của Mn trong vỏ

trái đất là 0,032%. Mangan không tồn tại ở trạng thái tự do mà tồn tại chủ yếu

trong các khoáng vật. Khoáng vật chính của Mn là hausmanit (Mn3O4) chứa

khoảng 72% Mn, pirolusit(MnO2) chứa khoảng 63% Mn,braunit (Mn2O3)và

manganit MnO2.Mn(OH)2. Nước ta có mỏ pirolusit lẫn hematit ở Yên Cư và

Thanh Tứ (Nghệ An), mỏ pirolusit lẫn hemantit ở Tốc Tác và Bản Khuôn

(CaoBằng) [2].

Trong cơ thể con người Mn có khoảng 4.10-10% nằm trong tim, gan và

tuyến thượng thận, ảnh hưởng đến sự trưởng thành của cơ thể và sự tạo máu.

Mangan có nhiều đồng vị từ 49Mn đến 55Mn trong đó chỉ có 55Mn là

đồng vị thiên nhiên chiếm 100%. Đồng vị phóng xạ bền nhất là 53Mn có chu

kì bán hủy là 140 năm, và kém bền nhất là 49Mn có chu kì bán hủy là 0,4s [3].

1.2.2. Các hợp chất của mangan[2,3]

1.2.2.1. Hợp chất của Mn (II)

Đa số hợp chất Mn(II) dễ tan trong nước, ít tan là MnO, MnS, MnF2,

Mn(OH)2, MnCO3và Mn3(PO4)2. Khi tan trong nước, các muối Mn(II) phân li

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

làm cho dung dịch có màu hồng. tạo phức aquơ kiểu [Mn(OH2)6]

Khi tác dụng với các chất oxi hóa các hợp chất Mn(II) thể hiện tính

khử. Trong môi trường kiềm Mn(OH)2 bị O2 của không khí oxi hóa:

6Mn(OH)2+ O2→2Mn2MnO4+6H2O

2-:

(Đây là một phản ứng dùng để định lượng oxi hòa tan trong nước).

Trong môi trường kiềm mạnh, Mn2+có thể bị oxi hóa thành MnO4

3MnSO4+ 2KClO3+ 12KOH →3K2MnO4+ 2KCl + 3K2SO4+6H2O

- :

Trong môi trường axit những chất oxi hóa mạnh như PbO2 oxi hóa

Mn2+thành MnO4

2MnSO4+ 5PbO2+ 6HNO3→ 2HMnO4+ 3Pb(NO3)2+ 2PbSO4+ 2H2O

1.2.2.2.Hợp chất của Mn (III)

Mn(III) oxit Mn2O3 tồn tại trong tự nhiên dưới dạng khoáng vật braunit.

Mn(III) hiđroxit được kết tủa từ dung dịch nước không có thành phần

ứng đúng Mn(OH)3 mà là hiđrat Mn2O3.xH2O. Ở 1000C hiđrat này mất nước

tạo thành monohiđrat Mn2O3.H2O thường được biểu diễn là MnOOH và tồn

tại trong tự nhiên dưới dạng khoáng vật Manganit.

Những muối Mn (III) đơn giản và tương đối thông dụng là: MnF3,

Mn2(SO4)3, Mn(CH3COO)3. Trong dung dịch Mn3+ dễ bị phân hủy theo phản ứng:

2Mn3++ 2H2O  MnO2+ Mn2++4H+

Tuy nhiên Mn3+tồn tại bền hơn khi ở các trạng thái phức chất.Ví dụ

M3[Mn(CN)6] trong đó M là Na+, K+, NH4

1.2.2.3. Hợp chất của Mn (IV)

Đối với Mn (IV) hợp chất bền là MnO2 và Mn(OH)4, các muối Mn (IV)

không có nhiều và cation Mn4+ bị thủy phân mạnh trong dung dịch nước tạo

thành MnO2.

MnO2, Mn(OH)4 là những hợp chất vừa có tính oxi hóa, vừa có tính

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

khử, không tan trong nước.

Khi tác dụng với chất khử chúng đóng vai trò chất oxi hóa, Ví dụ:

MnO2+ 4HCl → MnCl2+ Cl2+2H2O

Khi tác dụng với chất oxi hóa chúng đóng vai trò chất khử, sản phẩm là

những hợp chất Mn(VI), Mn(VII):

3MnO2+ KClO3+ 6KOH → 3K2MnO4+ KCl +3H2O

2MnO2+ 3PbO2+ 6HNO3 → 2HMnO4+ 3Pb(NO3)2+2H2O

2-) có màu lục thẫm.

1.2.2.4. Hợp chất của Mn (VI)

Mn(VI) chỉ được biết trong ion manganat (MnO4

Người ta đã tách được tinh thể muối manganat của kim loại kiềm, amoni, kim

2- chỉ tồn tại trong dung dịch có dư kiềm, trong trường hợp ngược

loại kiềm thổ, chì, cacđimi.

MnO4

lại chúng thủy phân theo phương trình:

3K2MnO4+ 2H2O → 2KMnO4+ MnO2+4KOH

K2MnO4+ H2SO4→ H2MnO4+K2SO4

(3H2MnO4→ 2HMnO4+ MnO2+2H2O)

Các hợp chất Mn(VI) là những chất oxi hóa mạnh, tuy nhiên khi tác

dụng với các chất oxi hóa mạnh hơn thì sẽ thể hiện tính khử:

2K2MnO4+ Cl2→ 2KMnO4+2KCl

1.2.2.5.Hợp chất của Mn (VII)

Anhiđric pemanganic Mn2O7 là chất lỏng nhờn, màu đen xanh, không bền.

Người ta điều chế nó bằng cách tác dụng H2SO4 đặc lên KMnO4 :

2KMnO4+ H2SO4→ Mn2O7+ K2SO4+H2O

Mn2O7 là hợp chất oxit axit điển hình, tác dụng mạnh với nước theo

phản ứng:

Mn2O7+ H2O → 2HMnO4

Ion có màu đỏ tím tồn tại nhiều dưới dạng muối.KMnO4là chất

oxi hóa mạnh và được dùng rộng rãi trong phòng thí nghiệm. Sản phẩm khử

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

pemanganat được tạo thành tương ứng với tính chất của môi trường.

Trong môi trường axit mạnh:

= 1,51V + 5e + 8H+→ Mn2++4H2O E0

Trong môi trường acid yếu, trung tính:

=1,231V + 4H++ 3e→ MnO2+2H2O E0

Trong môi trườngkiềm:

+ e→ E0= 0,56V

1.2.3. Ứng dụng của Mangan [2]

Gần 95% Mn được sản xuất là dùng để chế thép trong ngành luyện

kim. Mn có khả năng loại oxi, loại lưu huỳnh trong thép, gang và có khả

năng tạo hợp kim với sắt thành thép đặc biệt, truyền cho thép những phẩm

chất tốt như khó rỉ, cứng và chịu mài mòn. Thép Mn chứa 1-2% Mn dùng

làm đường ray, trụ mô tơ, bánh răng. Thép Mn chứa 10-15% Mn dùng để

làm những chi tiết cứng, chịu va đập như búa, má của máy đập đá, bi của

máy nghiền quặng và gàu của tàu nạo vét sông. Thép không rỉ loại không có

Ni chứa 14% Cr và 15% Mn chịu được axit HNO3và những khí chứa lưu

huỳnh. Gang kính chứa 5-20% Mn.

Mangan có hàm lượng nhỏ trong sinh vật và là nguyên tố vi lượng quan

trọng đối với sự sống. Đất thiếu Mn làm cho thực vật thiếu Mn, điều này ảnh

hưởng lớn đến sự phát triển của xương động vật. Ion Mn là chất hoạt hóa một

số enzim xúc tiến một số quá trình tạo thành chất clorofin (chất diệp lục), tạo

máu và sản xuất những kháng thể nâng cao sức đề kháng của cơ thể. Mangan

cần cho quá trình đồng hóa nitơ của thực vật và quá trình tổng hợp protein.

Nhu cầu Mn của người lớn là 8 mg mỗi ngày. Thực phẩm chứa nhiều Mn là

củ cải đỏ, cà chua, đậu tương, khoai tây. Mn làm giảm lượng đường trong

máu nên tránh được bệnh tiểu đường.

1.2.4. Khả năng gây ô nhiễm của mangan trong nước và tác dụng sinh hóa

Trước khi xét đến sự ô nhiễm của Mn trong nước ngầm ta cũng cần

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

điểm qua sự xuất hiện của Mn trong tự nhiên và trong nước thải.

Trong tự nhiên ở sông ngòi Mn chứa từ 0,001-0,16mg/l. Trong nước

đường ống thì Mn ở ngưỡng 0,05 mg/l [5].

Trong công nghiệp luyện kim chế tạo máy, hóa chất làm giàu quặng

Mn, chế biến quặng...thì nồng độ Mn trong nước thải là 1-1,2mg/l. Trong

công nghiệp sản xuất hàng tiêu dùng, nước thải chứa 0,05- 0,47mg/l Mn.

Thông thường Mn được thải ra dưới dạng muối tan như muối sunfat, clorua,

nitrat của Mn(II).

Trong nước ngầm Mn thường tồn tại ở dạng hóa trị II (Mn2+) vì không

có mặt ôxi hòa tan hàm lượng Mn có thể là 1mg/l.

Khi nghiên cứu tác động của hợp chất Mn và độc tính của chúng đối

với cơ thể sống, người ta thấy rằng:

-Ở nồng độ 0,1mg/l Mn làm cho nước đục.

- Ở nồng độ 0,25mg/l Mn nhuộm màu nước thành tối.

- Ở nồng độ 0,2- 0,4 mg/l Mn làm kém chất lượng nước.

- Ở nồng độ 0,5mg/l Mn làm cho nước có mùi kim loại.

- Ở nồng độ 2mg/l, Mn gây độc tính đối với cây trồng.

Mangan làm giảm COD của nước. Nồng độ Mn 0,001mg/l làm giảm

2% COD. Nồng độ Mn 0,01mg/l làm giảm 10% COD.

Mangan có hàm lượng nhỏ trong sinh vật và là nguyên tố vi lượng quan

trọng đối với sự sống.Thiếu Mn làm ảnh hưởng lớn đến sự phát triển của

xương động vật.Ion Mn là chất hoạt hóa một số enzim xúc tiến một số quá

trình tạo thành chất clorofin (chất diệp lục), tạo máu và sản xuất những kháng

thể nâng cao sức đề kháng của cơthể. Mangan cần cho quá trình đồng hóa nitơ

của thực vật và quá trình tổng hợp protein.

1.3. Các phương pháp xác định sắt và mangan

1.3.1. Phân tích khối lượng

Phương pháp này dựa trên sự kết tủa của nguyên tố cần phân tích với một

thuốc thử thích hợp. Phương pháp này có độ chính xác cao nhưng thao tác phức

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

tạp, tốn thời gian và chỉ xác định ở nguyên tố trong mẫu có hàm lượng lớn.

1.3.1.1. Xác định sắt

Tiến hành xác định sắt dựa vào kết tủa Fe(III) hidroxit để tách sắt ra

khỏi một số kim loại kiềm, kiềm thổ, Zn, Pb, Cd và một số kim loại khác. Các

hidroxit của các kim loại này kết tủa ở pH cao hơn so với hidroxit Fe(III)

hoặc nó bị giữ lại khi có mặt NH3 trong dung dịch. Các ion tactrat, xitrat,

oxalat, pyrophotphat có thể ảnh hưởng đến kết tủa sắt hoàn toàn. Khi có mặt

các ion đó, người ta cho kết tủa với ion S2-trong đó có lượng nhỏ cacđimi.

Nhưng phương pháp này không được đánh giá cao vì sunfua các kim loại ít

tan trong (NH4)2S dư. Khi kết tủa sắt bằng (NH4)2S có mặt tactrat ta có thể

tách sắt ra khỏi titan, uran, valađi và một số các nguyên tố khác.

1.3.1.2. Xác định mangan

Việc xác định Mangan bằng phương pháp này dựa trên sự kết tủa Mn

dưới dạng Mangan hidroxit theo phản ứng sau:

Mn2++2OH-Mn(OH)2 ↓

Sau đó đem nung kết tủa, đem cân và xác định chính xác hàm lượng

của Mn

Mn(OH)2↓ MnO +H2O

Tuy nhiên trong nước thì lượng Mangan rất nhỏ, do vậy ta không thể sử

dụng phương pháp này được.

1.3.2. Phân tích thể tích

Trong phương pháp này người ta đo lượng thuốc thử cần dùng để phản

ứng với một lượng đã cho của một chất cần xác định. Định lượng bằng

phương pháp thể tích cho kết quả nhanh chóng, đơn giản. Xong chỉ phù hợp

với xác định các nguyên tố trong mẫu có hàm lượng lớn (≥0,1%). Tùy thuộc

vào loại phản ứng chính thường dùng mà người ta chia phương pháp phân

tích thể tích thành các nhóm: Phương pháp trung hòa, phương pháp oxi hóa

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

khử, phương pháp kết tủa và phương pháp Complexon.

1.3.2.1. Xác định sắt

Việc xác định sắt tiến hành như sau: Dung dịch chứa ion sắt cần xác định

được điều chỉnh pH về 2,0; thêm vài giọt chỉ thị axit sunfosalixylic 0,1M, lúc

này dung dịch có màu tím, đun nóng đến 700C, và chuẩn độ bằng dung dịch

EDTA 0,02M đến khi mất màu tím. Sau đó từ lượng EDTA đã tác dụng khi

chuẩn độ sẽ tính được hàm lượng Fe trong mẫu.

Phương pháp này tiến hành đơn giản nhưng cho sai số lớn, nồng độ Fe

trong dung dịch nhỏ thì khó chuẩn độ do phải quan sát sự chuyển màu bằng

mắt thường, thiếu chính xác. Mặt khác, nếu dung dịch mẫu có lẫn các ion

khác gây ảnh hưởng đến kết quả của phép phân tích.

1.3.2.2. Xác định mangan

Khi xác định hàm lượng vết nguyên tố Mn cần phải làm giàu nhiều lần,

rất phức tạp. Mangan được xác định bằng phương pháp complexon với

EDTA, chất chỉ thị là 4- (2-piriđinazo)-rezoxin hay còn gọi là tắt là PAR.

Mn2++ PAR MnPAR

Đỏ nho vàng

MnPAR+H2Y2-MnY2-+ PAR

1.3.3. Các phương pháp điện hóa

1.3.3.1. Phương pháp cực phổ

Mỗi kim loại đều có một thế khử Eo xác định. Bằng một cách nào đó, nếu

biến đổi liên tục và tuyến tính điện áp ở hai điện cực ta sẽ thu được tín hiệu

cường độ dòng điện phân. Độ lớn nhỏ của dòng có quan hệ với nồng độ chất

phản ứng ở hai điện cực, sự phụ thuộc này sẽ cho tín hiệu phân tích định lượng.

6M, tuỳ thuộc vào cường độ và độ lặp lại của dòng dư.

Ưu điểm: Xác định cả chất vô cơ và chất hữu cơ với nồng độ10-5-10-

Hạn chế: Ảnh hưởng của dòng tụ điện, dòng cực đại, của oxi hoà tan,

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

bề mặt điện cực…..

Nhằm loại trừ ảnh hưởng trên đồng thời tăng độ nhạy, hiện nay đã có

phương pháp cực phổ hiện đại: cực phổ xung vi phân (DPP), cực phổ sóng

vuông (SQWP)…chúng cho phép xác định lượng vết của nhiều nguyên tố.

1.3.3.2. Phương pháp von-ampe hoà tan

Nguyên tắc của phương pháp: dựa trên hai kĩ thuật phân tích, điện phân

ở thế giám sát và quét von-ampe hoà tan ngược chiều.

Ưu điểm: Độ nhạy cao (10-8-10-6) xác định được nhiều kim loại.Với kĩ

thuật hiện đại ngày nay phương pháp có khả năng phát hiện vết các nguyên tố

đến 10-9 M với sai số 5-15%.

Nhược điểm:Quy trình phân tích phức tạp đò hỏi phải có kiến thức rất

sâu về phân tích điện hóa mới xử lý được đúng từng loại mẫu, đối với từng

loại nguyên tố khác nhau.

- Điện phân làm giàu chất phân tích lên bề mặt của điện cực hoạt động

Nguyên tắc của phương pháp này gồm 3 giai đoạn:

- Ngừng khuấy hoặc ngừng quay cực 15 - 20s để đưa hệ từ trạng thái

(có thể là cực giọt Hg tĩnh hoặc cực rắn đĩa quay).

- Hoà tan kết tủa đã được làm giàu trên điện cực hoạt động bằng cách

động đến trạng thái tĩnh.

phân cực ngược và ghi dòng von -ampe hoà tan. Trong những điều kiện thích

hợp, nồng độ của chất cần xác định sẽ tỷ lệ với chiều cao của pic thu được.

Đưa vào pic chuẩn và pic thu được sẽ xác định được nồng độ các chất.

1.3.4. Phương pháp trắc quang

Nguyên tắc chung củaphương pháp này là dựa vào khả năng tạo phức

màu củacác nguyên tố cần xác định với thuốc thử thích hợp và đo độ hấp thụ

quang của phức đó. Phương pháp này định lượng theo phương trình:

A = K.C

Trongđó: A: Độ hấp thụ quang của phức màu.

K: Hằng số thực nghiệm,

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

C: Nồng độ chất phân tích.

1.3.4.1. Xác định sắt

Có nhiều thuốc thử để xác định sắt bằng phương pháp trắc quang

Thuốc thử thioxianat

Thioxianat là một thuốc thử nhạy với ion sắt (III), nó được sử dụng

rộng rãi trong định tính và định lượng sắt.Vì axit thioxiamic là một axit mạnh

nên nồng độ ion thioxianat ít bị ảnh hưởng bởi nồng độ ion H+ trong dung

dịch.Cường độ màu của phức sắt (III) - thioxianat phụ thuộc vào nồng độ

thioxianat, loại axit và thời gian phản ứng. Phức sắt(III)-thioxianat hấp thụ

cực đại ở 480 nm. Dung dịch phức sắt (III)- thioxianat bị giảm màu khi để

ngoài ánh sáng, tốc độ giảm màu chậm trong vùng axit yếu và nhanh khi nhiệt

độ tăng. Khi có mặt hiđropeoxit hoặc amoni sunfat càng làm cho cường độ

màu và độ bền màu của phức giảm đi.

Phương pháp dùng thuốc thử thioxianat có giới hạn phát hiện kém, độ

chính xác thấp (nếu ta không dùng các phép đo đặc biệt để tăng độ nhạy)

nhưng được sử dụng rộng rãi vì phương pháp này đơn giản, nhanh, áp dụng

được trong các dung dịch axit mạnh là thuốc thử tương đối rẻ tiền. Phương

pháp này xác định được hàm lượng sắt từ 1ppm đến 10 ppm. Người ta, cũng

sử dụng phức của sắt(II) với thioxianat để chiết lên dung môi hữu cơ nhằm

tăng độ chọn lọc và độ nhạy cho phép xác định sắt(II).

Thuốc thử 1,10- phenantrolin:

Chuyển Fe(III) về Fe(II) bằng tác nhân khử hiđroxylamin.Trong môi

trường có pH từ 2 đến 9, Fe(II) tạo phức với 1,10 - phenantrolin có màu đỏ da

cam (β1,3= 1021,3). Phức này hoàn toàn bền và tuân theo định luật Beer.Cường

độ màu không thay đổi trong khoảng pH 2-9 và phức có cực đại hấp thụ ở bước

sóng 510nm. Một số yếu tố cản trở quá trình này là: đồng, coban, crom và kẽm

có mặt trong dung dịch với nồng độ cao hơn nồng độ sắt 10 lần sẽ gây nhiễu cho

kết quả. Niken với nồng độ lớn hơn 2 mg/l sẽ ảnh hưởng tới phân tích sắt.Tuy

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

nhiên, các yếu tố này sẽ được loại bỏ khi điều chỉnh pH tới 3.5- 5.5. Nếu bitmut,

bạc và thuỷ ngân sẽ gây nhiễu nếu nồng độ lớn hơn 1 mg/l. Nồng độ cađimi lớn

hơn 50 mg/l sẽ có ảnh hưởng tới kết quả. Ảnh hưởng của xianua lên kết quả

phân tích có thể loại trừ bằng cách axit hoá mẫu.

Fe cũng tạo phức với 1,10-phenantrolin, phức này có màu xanh lục

nhạt ở λmax=585 nm. Tuy vậy, phức này không bền theo thời gian và chuyển

dần sang màu vàng nhạt.

Thuốc thử [4-(2 piridylazo)-rezoxinol](PAR)

Tạo phức với sắt(III) theo tỷ lệ 1:3, phức có màu đỏ da cam, có cực đại

hấp thụ λmax = 493nm, phức tạo thành tốt nhất trong môi trường pH khoảng 7-

9,5 và bền màu theo thời gian, hệ số hấp thụ ε = 7,0.104 và hằng số không bền

điều kiện KKb = 4,9.10-23.

1.3.4.2. Xác định mangan

 người ta thường dùng chất oxi hóa là

Xác định Mn(II) dựa vào màu của ion MnO4

 tỉ lệ với nồng độ

Để oxi hóa Mn(II) lên MnO4

 có hai cực đại ở bước sóng  = 525

peiodat và pesunfat. Cường độ màu đỏ tím của MnO4

Mn(II). Phổ hấp thụ của dung dịch MnO4

- + 6H+

nm ( = 2230) và  = 545 nm ( = 2420).

- + 3H2O→2 MnO4

 + 5IO3

2- + 16H+

2Mn2+ + 5IO4

2- + 8H2O→2 MnO4

 + 10SO4

2Mn2+ + 5S2O8

Xác định mangan bằng thuốc thử Fomaldoxim

Fomaldoxim CH2NO tạo với Mn(II) phức chất không màu rất nhanh

chóng chuyển thành đỏ nâu do bị oxi hóa trong không khí để tạo thành phức

2-. Màu tạo thành trong vài phút và bền trong 16h, max =

chất Mn(CH2NO)6

450 nm ( = 11.200). Việc xác định Mn không bị cản trở bởi Ag(I), Pb(II),

Cd(II), As(III), Sn(IV), Pt(IV), Mo(VI), Al(III) vì chúng không tạo được sản

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

phẩm có màu với thuốc thử.

Thuốc thử PAR[4-(2 piridylazo)-rezoxinol]

Tạo được với Mn(II) phức màu đỏ da cam có max = 500 nm ( = 78000).Tiến

hành xác định trắc quang trong môi trường nước, màu tăng nhanh khi thêm

clohiđroxylamin. Mật độ quang có giá trị cực đại và hằng định ở pH = 10,3- 11,2.

Thuốc thử PAN [1- (2-pyridylazo )- 2 naphtol]

PAN là thuốc thử hữu cơ có dạng bột màu đỏ, không tan trong nước, tan tốt

trong rượu và axeton. Vì đặc điểm này mà người ta thường chọn axeton làm dung

môi để pha PAN. Khi tan trong axeton tạo dung dịch màu vàng hấp thụ ở bước

sóng cực đại λmax = 470nm, không hấp thụ ở bước sóng cao hơn 560nm.

Thuốc thử PAN tạo với Mn(II) ở môi trường kiềm yếu (pH = 8 - 10) hợp

chất nội phức Mn(PAN)2 khó tan trong nước. Lắc huyền phù với dung môi hữu

cơ, phức tan và chuyển vào tướng hữu cơ thành dung dịch phức màu đỏ tím còn

thuốc thử dư có màu da cam. Lớp chiết được dùng để đo màu xác định Mn.

1.3.5. Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử

Phổ phát xạ nguyên tử là sản phẩm sinh ra do sự tương tác vật chất, mà

ở đây các nguyên tử tự do ở trạng thái khí với một nguồn năng lượng nhiệt,

điện…phù hợp nhất định.

Phương pháp này được sử dụng để phân tích định tính, định lượng các

nguyên tố hóa học … Ưu điểm nổi bật của phương pháp này là độ nhạy cao,

độ phân tích nhanh, tốn ít mẫu và có độ chính xác cao. Đặc biệt với sự ra đời

của phổ phát xạ ICP trong vòng hơn chục năm trở lại đây đã đưa AES trở

thành công cụ phân tích đắc lực với hàm lượng cỡ ng (nanogam)..

1.3.6. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử

Cơ sở lý thuyết của phép đo AAS là sự hấp thụ năng lượng (bức xạ đơn

sắc) của nguyên tử tự do ở trạng thái hơi khi chiếu chùm tia bức xạ của

nguyên tố ấy trong môi trường hấp thụ. Tùy thuộc vào kỹ thuật nguyên tử hóa

người ta phân biệt phép đo AAS có độ nhạy 0,1 mg/l và phép đo ETA - AAS

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

có độ nhạy cao hơn kỹ thuật không ngọn lửa 50 đến 1000 lần (0,1- 1ppb).

Thực tế cho thấy phép đo phổ hấp thụ nguyên tử có nhiều ưu việt: Độ

nhạy, độ chọn lọc cao, độ chính xác cao, tốn ít mẫu, tốc độ phân tích nhanh.

Gần 60 nguyên tố hóa học có thể được xác định bằng phương pháp này với độ

nhạy từ 10-4 - 10-5%.

1.3.7. Phương pháp sắcký

1.3.7.1. Phương pháp sắc ký lỏng cao áp và phương pháp dòng chảy sử dụng

detector điện hóa

Cùng với sự phát triển các kỹ thuật phân tích khác, kỹ thuật phân tích điện

hóa đã mở rộng phạm vi ứng dụng nó trong kỹ thuật phân tích sắc ký lỏng cao áp

và kỹ thuật phân tích bơm mẫu trực tiếp vào dòng chảy. Các máy phân tích điện

hóa sử dụng các detector cực chọn lọc đạt độ nhạy 5-20 mg/ml để phát hiện định

lượng các chất cần phân tích theo một tính chất điện hóa nào đó của nó.

Bằng phương pháp này nhiều chất vô cơ và hữu cơ có thể được phân tích

với độ nhạy cỡ nanogam (ng), có độ chính xác và độ lặp lại cao. Tuy nhiên

nhược điểm của nó là máy móc sử dụng đắt tiền, nhất là với HPLC lượng dung

môi tiêu tốn rất lớn. Để khắc phục các nhược điểm trên người ta tìm ra một

phương pháp phân tích mới là phương pháp sắc ký điện di mao quản.

1.3.7.2. Phương pháp sắc ký điện di mao quản

Kỹ thuật sắc ký điện di mao quản là kỹ thuật tách các chất dựa trên cơ

sởtính chất của sự điện di của các phần tử ống tan trong mao quản (30-200 μm id)

trên nền của dung dịch chất điện ly và chất đệm, dưới tác dụng của từ điện trường

E xác định của thế cao (10-50 KV). Phương pháp này có rất nhiều ưuđiểm như:

Tốn ít mẫu, dung môi dễ kiếm, số đĩa hiệu lực N cao, sự tách xảy ra nhanh.

Vậy, có nhiều phương pháp để phân tích định lượng sắt, mangan.

Trong luậnvăn này, chúng tôi xác định hàm lượng sắt và mangan trong nước

sau xử lý của NMN Diễn Vọng bằng phương pháptrắc quang[6]. Trong đó

xác định sắt bằng thuốc thử 1,10-phenantrolin[7] và xác định mangan bằng

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

thuốc thử thuốc thử fomaldoxim[8].

Chương 2

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM

2.1. Phương pháp nghiên cứu

2.1.1. Phương pháp trắc quang xác định sắt bằng thuốc thử 1,10-

phenantrolin [7,9]

1,10-phenantrolin hay còn gọi là hợp chất hữu cơ dị vòng, có khả năng

 Công thức phân tử:C12H8N2

 Công thức cấu tạo:

 Khối lượng phân tử :180,3g/mol

 Tồn tại dạng ở nhiệt độ thường: tinh thể

 Nhiệt nóng chảy:1170C

tạo phức mạnh với một số kim loại.

Phức giữa 1,10-phenantrolin với sắt (II) có tên gọi là “ferroin” có màu

đỏ cam được hình thành trong khoảng pH từ 2-9, hấp thụ ở  = 510nm. Phức

bền và tuân theo định luật Beer.

Do trong nước sắt tồn tại ở cả 2 dạng sắt (II) và sắt (III). Vì vậy muốn

xác định tổng hàm lượng sắt trong nước cần chuyển toàn bộ Fe3+thành Fe2+

bằng tác nhân khử như hydroxylamine, hydroquynon hay hydrazine.

Sau đó, tạo phức với thuốc thử 1,10-phenantrolin ở pH từ 2 đến9 (tốt

nhà là từ 4 đến 6): một ion Fe2+sẽ kết hợp với 3 phân tử thuốc thử để hình

thành phức có màu đỏ cam. Đo mật độ quang của dung dịch phức ở bước

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

sóng  =510nm để xác định hàm lượng sắt.

Phương trình hóa học:

Fe(OH)3+ 3H+Fe3++ 3H2O 5Fe3++ NH2OH + H2O 5Fe2++ NO2+ 5H+

2.1.2. Phương pháp trắc quang xác định mangan bằng thuốc thử

fomaldoxim [8,9]

Fomaldoxim là sản phẩm ngưng tụ của hydroxylamin và formaldehyt

H2N - OH+ H - CHOH2C = N - OH+ H2O

Formaloxim tạo với Mn2+ phức không màu nhưng chuyển nhanh thành nâu

đỏ do sự oxi hoá của oxi không khí. Phức tạo thành có công thức [Mn(CH2NO)6]2-

màu sẽ đạt được giá trị cực đại trong khoảng vài phút và bền trong 16 giờ, hấp thụ

ở bước sóng = 450nm. Phức chất mangan fomaldoxim bền ở pH giữa 9,5 và l0,5

và cường độ mẫu tỉ lệ với lượng mangan có trong dung dịch.

Phương trình hóa học:

(Fomaldoxim) (Phức đỏ -da cam)

2.1.3. Giới thiệu về thiết bị đo UV

Máy Quang Phổ UV-VIS là một thiết bị dùng để định lượng và phân

tích định lượng. Máy quang phổ UV - VIS vận hành trên cơ sở đo độ hấp thụ

ánh sáng đặc trưng cũng như độ truyền quang ở các bước sóng khác nhau,

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

nhờ đó kết quả thu được nhanh và chính xác.

* Cấu tạo:

- Nguồn phát bức xạ: Có chức năng cung cấp các bức xạ điện từ, tạo ra

các bức xạ có cường độ không đổi trên toàn bộ bước sóng, độ nhiễu thấp và

ổn định trong khoảng thời gian dài.

Cấu tạo nguồn phát bức xạ gồm có:

+ Nguồn sáng: các loại đèn Deuterium Arc, Tungsten, Xenon ….

+ Hệ thấu kính (hệ gương hội tụ).

+ Kính lọc.

- Bộ phận tán sắc: Có chức năng tách bức xạ đa sắc thành bức xạ đơn

sắc. Bao gồm: kính lọc, lăng kính hay cách tử.

- Cuvet chứa mẫu nghiên cứu: Phải làm bằng chất liệu cho bức xạ ở

vùng cần đo đi qua. Cuvet thường làm từ những nguyên liệu như : thủy tinh,

thạch anh, nhựa.

- Detector: Là bộ phận đo tín hiệu ánh sáng trước và sau khi đi qua

dung dịch (đựng trong cuvet).

Cấu tạo gồm có:

+ Nguồn sáng: là đèn D2 hay đèn W - Halid.

+ Buồng mẫu và môi trường hấp thụ.

+ Bộ đơn sắc để thu chùm sáng, phân ly và chọn tia sáng cần đo.

- Bộ phận ghi phổ: Thông thường người ta kết nối máy quang phổ UV-

VIS với máy tính có ứng dụng chương trình đo quang phổ. Ghi lại phổ qua tín

hiệu phát ra từ Detector ở máy quang phổ.

* Nguyên tắc làm việc: Các đèn phát ra nguồn sáng chiếu vào hệ thống

thấu kính (hệ gương hội tụ) tạo ra chùm sáng trắng đi qua khe hẹp vào bộ

phận tán sắc. Khi chùm sáng trắng chiếu vào lăng kính ngay lập tức nó bị tán

sắc thành các tia sáng đơn sắc chiếu về mọi phía. Tia sáng phản xạ qua các

thấu kính gương phẳng ra khỏi buồng tán sắc đến bộ phận phân chia chùm

sáng, bộ phận này sẽ hướng chùm sáng đến các Cuvet đựng mẫu nghiên cứu.

Detector sẽ tiếp nhận và phân tích các chùm sáng qua Cuvet, chuyển tín hiệu

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

ánh sáng thành tín hiệu điện và cho hiện lên máy tính kết quả đo.

* Các yếu tố có thể ảnh hưởng đến phép đo:

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến phép đo UV như: Ảnh hưởng của sự

chen lấn phổ, ảnh hưởng của thời gian, của lượng thuốc thử dư, của nhiệt độ,

pH, ảnh hưởng của chất nền của mẫu, của dung môi hữu cơ, ảnh hưởng của

các ion lạ.

2.1.4. Giới thiệu phương pháp đường chuẩn

Đây là một phương pháp phân tích định lượng các chất phân tích theo

phổ hấp thụ quang UV-VIS.

Nguyên tắc của phương pháp này là:

Chuẩn bị (pha chế) một dãy mẫu chuẩn có nồng độ chính xác của

nguyên tố hay chất phân tích X (hay hợp chất của X) cùng trong điều kiện với

mẫu phân tích, như chất nền, môi trường, pH,…

Nghiên cứu chọn các điều kiện phù hợp nhất để đo phổ UV-VIS trong

tất cả các mẫu chất chuẩn như các thông số máy đo, điều kiện đo, thời gian

đo, loại cuvet,…

Đo dộ hấp thụ quang của tất cả các mẫu chuẩn theo các điều kiện đã chọn,

thu được các giá trị độ hấp thụ quang tương ứng với các nồng độ chất chuẩn.

Từ các cặp giá trị A-C tương ứng với mẫu chuẩn, ta dựng được đường

chuẩn trong hệ tọa độ A-C, hàm A=f (C). Sử dụng phương pháp bình phương

tối thiểu với các giá trị độ hấp thụ quang đo được ta tìm được phương trình

đường chuẩn có dạng:

A=aC+b (*)

Trong đó:

+ A là độ hấp thụ của dung dịch màu.

+ C: Nồng độ của dung dịch.

+ a, b là hệ số cần tìm trong phương trình hồi quy tương quan

Để định lượng chất X trong mẫu phân tích, ta tiến hành pha chế dung

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

dịch phân tích như đã chuẩn bị các mẫu chuẩn để dựng đường chuẩn. Sau đó

đo độ hấp thụ quang của mẫu nghiên cứu trong điều kiện như đo mẫu chuẩn.

Dựa vào phương trình (*) ta xác định được nồng độ Cx trong mẫu nghiên cứu.

Phương pháp này rất tiện lợi để phân tích hàng loạt mẫu của cùng một

chất trong một loại đối tượng mẫu, rất nhanh chóng và hiệu suất cao.

2.2. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị

2.2.1. Hóa chất

Tất cả các loại hóa chất sử dụng đều ở dạng tinh khiết phân tích (P.A)

của hãng Merck- Đức. Các dung dịch chuẩn được pha bằng nước cất hai lần.

Các loại hóa chất dùng trong quá trình nghiên cứu bao gồm:

- Các dung dịch chuẩn gốc của Fe, Mn,Ni, Zn, Cu, Cr,Ca, Mg 1000ppm.

- Axit sunfuric (H2SO4) ρ = 1.84 g/ml.

- Axit axetic (CH3COOH) ρ =1.06 g/ml.

- Hydroxyl- amoni clorua, dung dịch 100 g/l.

- 1.10- phenantrolin clorua.

- Amoni axetat (CH3COONH4).

- Đinatri EDTA đihiđrat (Na2EDTA.2H2O).

- Hidroxylamoni clorua (NH3OHCl).

- Dungdịchmetanal(HCHO) 35%.

- Amoni sắt (II) sunfat hexahiđrat.

- Natri hiđroxit (NaOH).

2.2.2. Dụng cụ và thiết bị

 Các dụng cụ thủy tinh phòng thí nghiệm thông thường.

- Bình định mức các loại: 10ml, 25 ml; 50 ml; 100 ml; 250ml.

- Pipet: 1 ml, 2 ml, 5 ml, 10 ml là thủy tinh loại A.

- Pipetpittong cầm tay: 20 - 200 , 0,1 - 1000

- Cốc thủy tinh.

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

 Cân phân tích AR 2140 của hãng OHAUS- Thụy Sĩ độ chính xác 0,0001g

 Máy trắc quang UV- VIS 1601 PC của hãng Shimazu (Nhật Bản),

vùng đo 190 - 900nm, sử dụng đèn D2 trong vùng UV và đèn 50W halogen

trong vùng VIS, cuvet thạch anh có chiều dày 1cm.

 Máy đo pHmeter HM- 16S của hãng TOA Nhật Bản sản xuất.

 Máy cất nước hai lần GFL 2108 của hãngGFL- Đức.

Các thiết bị này tại khoa xét nghiệm - trung tâm y tế dự phòng tỉnh

Quảng Ninh.

2.3. Nội dung thực nghiệm

2.3.1. Pha chế các dung dịch làm thực nghiệm

-Pha chế dung dịch đệm axetat: Hoà tan 40g amoni axetat

CH3COONH4 trong 50 ml axit axetic đậm đặc thêm nước cất vừa đủ 100ml.

- Pha chế dung dịch Hydroxyl amoni clorua10%: Hoà tan 40g hydroxyl

amoni clorua (NH2OH.HCl) trong nước. Thêm nước đến 100ml.

-Pha chế dung dịch 1.10- phenantrolin 0,5%: Hoà tan 0,5g1,10-

phenantrolin clorua, ngậm 1 phân tử nước (C12H9CIN2.H2O) trong nước và

pha loãng tới 100 ml.

Có thể thay thế bằng cách hoà tan 0.42g 1.10- phenantrolin ngậm 1

nước (C12H9N2.H2O) trong 100 ml nước chứa hai giọt axit clohydric HCl.

-Pha chế dung dịch Axit sunfuric4.5 mol/l: Thêm từ từ vừa khuấy mạnh

một thể tích axit sunfuric đậm đặc vào 3 thể tích nước mát.

-Pha chế dung dịch EDTA 0,24 mol/l: Hòa tan 90g đinatri EDTA

đihidrat (Na2EDTA.2H2O) và 19 g natri hidroxit (NaOH) trong nước và pha

loãng thành 1000ml.

-Pha chế dung dịch fomaldoxim: Hòa tan 10g hidroxylamoni clorua

(NH3OHCl) trong khoảng 50ml nước. Thêm 5ml dung dịch metanal35%

(khốilượng/khốilượng) (HCHO)(fomandehyd) (ρ=1,08 g/ml) và pha loãng

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

bằng nước đến l00ml.

-Pha chế dung dịch hidroxylamoni clorua/ammoniac: Hòa tan 42g

hidroxylamoni clorua trong nước và pha loãng thành l00ml.

Dung dịch amoniac (NH3) 4,7 mol/l pha chế bằng cách: Dùng nước pha

loãng 70ml amoniac đặc (d = 0,91 g/ml) thành 200ml.

Trộn hai thể tích bằng nhau của dung tích amoniac và dungdịch

hidroxylamoni clorua.

- Pha chế dung dịch amoni sắt (II) sunfat hexahidrat [(NH4)2Fe

(SO4).6H2O700 mg/l.

Thêm từ từ 170ml axit sunfuric đặc (d = 1,84 g/ml) vào 750ml nước.

Để nguội rồi pha loãng thành l000ml. Ta được dung dịch axit sunfuric (H2SO4

3 mol/l).

Hòa tan 700mg amoni sắt (II) sunfat hexahidrat trong nước, thêm 1ml

axit sunfric đã được pha chế ở trên và pha loãng thành 1000ml:

-Pha chế dung dịch natri hidroxit (NaOH) - 4mol/l: Hòa tan 160g natri

hidroxit trong nước và pha loãng thành l000ml.

2.3.2. Lấy mẫu, bảo quản và xử lý mẫu

2.3.2.1. Lấy mẫu và bảo quản mẫu[10]

Mẫu nước được lấy tại bể chứa sau qui trình xử lý trước khi đi vào

đường ống về các khu dân cư của NMN Diễn Vọng vào thời gian từ tháng 4

đến tháng 7 năm 2016. Thời gian lấy mẫu, kí hiệu mẫu và giá trị pH đều được

ghi lại.

Để lấy mẫu nước chúng tôi chuẩn bị chai nhựa polyetylen. Dụng cụ lấy

mẫu được rửa sạch bằng xà phòng, sau đó rửa lại nhiều lần bằng nước, tráng

lại bằng nước cất, để khô và tráng lại bằng mẫu nước trước khi đựng mẫu đó.

Sau khi lấy mẫu cho khoảng 5,0 ml HNO3 đậm đặcvào 500 ml mẫu để tránh

sự thủy phân của các kim loại. Sau đó đậy kín ghi rõ thời gian lấy mẫu.

2.3.2.2. Xử lý mẫu

Lấy 500ml mẫu cho vào cốc thủy tinh chịu nhiệt 1000ml. Đun trên bếp

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

điện để cô cạn. Cô cạn cho đến khi thể tích mẫu nước nhỏ hơn 25 ml rồi định

mức vào bình 25 ml. Lưu ý tráng kĩ cốc bằng nước cất. Như vậy, các mẫu

được làm giàu 20 lần so với ban đầu.

2.3.3. Thực nghiệm xác định sắt

2.3.3.1. Khảo sát cực đại hấp thụ quang

Chuẩn bị 4 bình định mức 10 ml

-Bình 1: Cho vào 0,1 ml sắt chuẩn10ppm.

-Bình 2, 3 lần lượt cho vào 0,05 ml; 0,25 ml dung dịch sắt chuẩn 100ppm.

-Thêm nước cất vào mỗi bình trên đến vạch, lắc đều.

-Bình 4 (mẫu trắng): định mức nước cất tới vạch.

Thêm tiếp vào mỗi bình0,1 ml dung dịch H2SO4 4,5M, 0,2ml dung dịch

hyđroxylamin 10%, 0,4 ml dung dịch đệm axetat, 0,4 ml 1,10-phenantrolin,

lắc đều dung dịch, để yên khoảng 10 đến 15 phút trong bóng tối.

Tiến hành đo độ hấp thụ của các dung dịch màu từ bước sóng 400nm

đến 600nm với cuvet có chiều dài 1cm.

Từ kết quả đo được, chúng tôi lựa chọn bước sóng ứng với cực đại hấp

thụ quang và sử dụng bước sóng này để khảo sát các yếu tố tiếp theo.

2.3.3.2.Khảo sát ảnh hưởng của thể tích thuốc thử

Chuẩn bị7 bình định mức 10 ml dung dịch một mẫu nước sinh hoạtcấp

từ NMN nước Diễn Vọng cấp cho TP Hạ Long ngày 7-4-2016 (Mẫu M10-T4),

cho tiếp vào mỗi bình 0,1 ml dung dịch H2SO4 4,5M ; 0,2ml dung dịch

hyđroxylamin 10%; 0,4 ml dung dịch đệm axetat, thể tích dung dịch 1,10-

phenantrolin cho từ 0,2 ml đến 0,6 ml, lắc đều dung dịch, để yên trong bóng

tối khoảng 10 đến 15 phút.

Tiến hành đo quang ở bước sóng đã lựa chọn. Từ kết quả thu được sẽ

tìm ra giá trị độ hấp thụ quang lớn và ổn định với khoảng giá trị thể tích thích

hợp. Từ đó lựa chọn được thể tích thuốc thử tối ưu.

2.3.3.3.Khảo sát ảnh hưởng của thời gian tới độ ổn định màu của phức

- Chuẩn bị 1bình định mức 10 ml.

- Định mức vào bình 10ml dung dịch một mẫu nước sinh hoạtcủa NMN

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

nước Diễn Vọng cấp cho TP Hạ Long ngày 7-4-2016 (Mẫu M10-T4), cho tiếp

vào mỗi bình 0,1 ml dung dịch H2SO4 4,5M; 0,2ml dung dịch hyđroxylamin

10%; 0,4 ml dung dịch đệm axetat, thể tích dung dịch1,10-phenantrolin chọn

tốiưu, lắc đều dung dịch, để yên, sau đó tiến hành đo quang của dung dịch thu

được trong khoảng thời gian từ 0 đến 50 phút.Từ kết quả thu được, sẽ tìm

được giá trị độ hấp thụ quang lớn ổn định ứngvới khoảng thời gian thích hợp.

Từ đó chọn được khoảng thời gian tối ưu.

2.3.3.4. Khảo sát ảnh hưởng của pH

Chuẩn bị 9 bình định mức 10 ml, trong mỗi bình chứa 10 ml nước sinh

hoạtcủa NMN nước Diễn Vọng cấp cho TP Hạ Long ngày 7-4-2016 (Mẫu

M10-T4),cho tiếp vào mỗi mẫu 0,1 ml dung dịch H2SO4 4,5M; 0,2ml dung

dịch hyđroxylamin 10%, dung dịch đệm axetat được điều chỉnh từ 0đến 1,6

ml, thể tích dung dịch 1,10-phenantrolin chọn tối ưu, lắc đều dung dịch. Dùng

máy đo pH xác định pH của dung dịch thu được. Sau đó, để yên dung

dịchtrong bóng tối trong khoảng thời gian tối ưu, tiến hành đo quang dung

dịch thu được. Từ kết quả, tìm được giá trị độ hấp thụ quang lớn và ổn định

ứng với khoảng pH tối ưu. Từ đó chọn được giá trị pH tối ưu cho phép đo.

2.3.3.5. Khảo sátảnh hưởng của các ion lạ

Theo TCVN 6177-1996: Trong phép đo xác định sắt bằng phương pháp

hấp thụ phân tử bằng thuốc thử 1,10-phenantrolin: Đồng, coban, crom và kẽm

có mặt trong dung dịch với nồng độ cao hơn nồng độ sắt 10 lần sẽ gây nhiễu

cho kết quả. Niken với nồng độ lớn hơn 2 mg/l sẽ ảnh hưởng tới phân tích sắt.

điều chỉnh pH tới 3.5- 5.5 các ảnh hưởng này sẽ được loại trừ.Trong luận văn

,Cu2+, Zn2+, Ni2+ tới

này, chúng tôi nghiên cứu ảnh hưởng của các cation Cr3+

phép đo xác định sắt bằng thuốc thử 1,10-phenantrolin.

Để khảo sát ảnh hưởng của các cation, chúng tôi chuẩn bị như sau:

+ 25 bình định mức 10 ml.

+ Dung dịch chuẩn sắt nồng độ 10 pm.

,Cu2+, Zn2+, Ni2+ 10ppm và 100ppm

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

+ Pha các dung dịch chuẩn Cr3+

Tiến hành:

+ Cho vào mỗi bình định mức 0,2 ml dung dịch chuẩn sắt 10ppm.

+ Thêm tiếp vào bình từ 2-25 một thể tích xác định dung dịch của ion

ảnh hưởng theo bảng 2.1, bình1 không cho ion lạ để so sánh.

Bảng 2.1.Thể tích ion cản trở thêm vào các mẫu để nghiên cứu ảnh

hưởng của ion lạ trong phép đo quang xác định sắt

Mẫu

Ion cản trở

Lấy từ dung dịch chuẩn (ppm) 10

Cr3+

100

Cu2+

100

Zn2+

100

Ni2+

100

Nồng độ (ppm) 0,2 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 0,2 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 0,2 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 0,2 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0

Thể tích (ml) 0,2 0,5 0,1 0,2 0,3 0,4 0,2 0,5 0,1 0,2 0,3 0,4 0,2 0,5 0,1 0,2 0,3 0,4 0,2 0,5 0,1 0,2 0,3 0,4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

+ Định mức nước cất đến vạch

+ Cho tiếp 0,2ml dung dịch hyđroxylamin 10%, thể tích dung dịch đệm

axetat để được giá trị pH tối ưu, thể tích dung dịch 1,10-phenantrolin chọn tối

ưu, lắc đều, để yên dung dịch trong bóng tối trong khoảng thời gian được lựa

chọn tối ưu. Đem đo quang dung dịch thu được. Từ kết quả đo được, tính sai

số tương đối để rút ra kết luận về sự ảnh hưởng của một số cation đối với

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

phép xác định sắt bằng thuốc thử 1,10-phenantrolin.

2.3.3.6. Khảo sát khoảng tuyến tính và xây dựng đường chuẩn

Để khảosát khoảng tuyến tính và xây dựng đường chuẩn trong phương

pháp trắc quang xác định sắt. Chúng tôi tiến hành như sau:

- Pha các dung dịch dung dịch chuẩn sắt 100ppm; 10ppm; 1ppm từ

dung dịch chuẩn sắt 1000mg/l (gốc 1)

Cách pha:

+ Hút chính xác 1ml gốc 1 cho vào bình định mức 10ml, định mức tới

vạch, ta được nồngđộ dung dịch làm việc là 100ppm (gốc 2)

+ Hút chính xác 1ml gốc 2 cho vào bình định mức 10ml, định mức tới

vạch, ta được nồng độ dung dịch làm việc là 10ppm (gốc 3)

+ Hút chính xác 1ml gốc 3 cho vào bình định mức 10ml, định mức tới

vạch, ta được nồng độ dung dịch làm việc là 1ppm.

- Chuẩn bị 20 bình định mức 10ml (đánh số từ 1 đến 20), lần lượt vào

các bình định mức một lượng thể tích sắt chuẩn theo bảng 2.2

Bảng 2.2. Bảng pha các dung dịch chuẩn sắt khảo sát khoảng tuyến tính

STT

Lấy từ dung dịch chuẩn (ppm) 1 10

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Nồng độ sắt (ppm) 0,01 0,05 0,10 0,20 0,50 1,00 1,50 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00

Thể tích cần lấy (ml) 0,10 0,05 0,10 0,20 0,05 0,10 0,15 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

- Định mức bằng nước cất.

- Cho tiếp 0,1 ml dung dịch H2SO4 4,5M vào mẫu. Rồi tiếp 0,2ml dung

dịch hyđroxylamin 10%,thể tích dung dịch đệm axetat để được giá trị pH tối

ưu, thể tích dung dịch 1,10-phenaltronin chọn tối ưu. Lắc đều, màu ổn định

trong khoảng thời gian được lựa chọn tối ưu rồi đem đo quang. Từ kết quả đo

được xác định khoảng tuyến tính của sắt và xây dựng đường chuẩn.

2.3.3.7. Xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng

Giới hạn phát hiện (LOD): là nồng độ thấp nhất của chất phân tích mà

hệ thống phân tích còn cho tín hiệu phân tích khác có nghĩa với tín hiệu mẫu

trắng hay tín hiệu nền.

Giới hạn định lượng (LOQ): là nồng độ thấp nhất của chất phân tích mà

hệ thống phân tích định lượng được với tín hiệu phân tích khác có ý nghĩa

định lượng với tín hiệu của mẫu trắng hay tín hiệu của nền.

Trong luận văn này chúng tôi xác định LOD, LOQ trên mẫu thử.

Chuẩn bị 6 bình định mức 10 ml, cho vào mỗi bình đó 10 ml một mẫu

nước sinh hoạt lấy từ nhà máy nước Diễn NMN Diễn Vọng ngày 7-4-

2016(mẫu M2-T4) điều kiện chế hóa tương tự như xây dựng đường chuẩn.

Tiến hành đo mật độ quang của dung dịch trong 6 bình trên. Từ kết quả đo

được, chúng tôi tính toán các đại lượng: Nồng độ trung bình, độ lệch chuẩn,

LOD, LOQ theo công thức trong bảng 2.3. Từ kết quả thu được, tính hệ số R

rút ra nhận xét.

Cách đánh giá LOD là dựa vào hệ số R:

Công thức tính :

+ Nếu 4 < R <10 nồng độ dung dịch phù hợp LOD tính được là

đáng tin cậy.

+ Nếu R <4 phải dùng dung dịch đặc hơn, tính lại LOD và R.

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

+ Nếu R>10 phải dùng dung dịch loãng hơn tính lại LOD và R.

2.3.3.8.Đánh giá độ chính xác của phương pháp

Để đánh giá độ chính xác của phương pháp đo, chúng tôi tiến hành

đánh giá độ đúng và độ chụm.

Bảng 2.3. Bảng các công thức tính xác định giới hạn phát hiện, giới hạn

định lượng và đánh giá độ chính xác của phép đo

STT Công thức Giải thích các đại lượng Tên công thức tính

: nồng độ trung bình

Nồng độ x1,x2, …..x6: giá trị nồng độ 1 trung bình dung dịch đo được lần thứ

1,2…đến lần thứ 6.

Giới hạn phát Tính LOD = 3 x SD hiện (LOD), Tính LOQ=3 x LOD 2 giới hạn định

lượng (LOQ)

SD: độ lệch chuẩn. Công thức N: Số lần thí nghiệm. tính độ lệch 3 xi: giá trị tính được củalần thử chuẩn nghệm thứ “i”

:giá trị trung bình của các lần đo.

RSD%: Độ lệch chuẩn tương đối Độ lệch chuẩn 4 CV%: Hệ số biến thiên tương đối

R% độ thu hồi, %.

Cc: nồng độ thêm chuẩn lí

thuyết.

Cm: nồng độ chất phân tích 5 Độ thu hồi

trong mẫu thử.;

Cm+c: nồng độ chất phân tích

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

trong mẫu thêm chuẩn.

Để đánh giá độ chụm của phương pháp, chúng tôi lấy 3 mẫu nước sau

xử lý của NMN Diễn Vọng cấp cho TP Hạ Long lấy ngày mẫu M3-T4(lấy

ngày 7.4.2016), mẫu M6-T4, M10-T4 (lấy ngày 17.4.2016). Lấy ở mỗi mẫu

10 ml được định mức bằng bình định mức 10ml, các điều kiện chế hóa tương

tự như xây dựng đường chuẩn. Tiến hành đo quang. Từ kết quả thu được

chúng tôi tính độ lệch chuẩn và độ lệch chuẩn tương đối theo công thức bảng

2.3 và rút ra kết luận.

Đánh giá độ đúng của phương pháp phân tích thông qua độ thu hồi

bằng cách thêm vào mẫu nước sinh hoạt lấy từ NMN Diễn Vọng ngày 7-4-

2016 (Mẫu M1-T4) hàm lượng sắt lần lượt là 0,25 ppm; 0,5ppm; 1,0 ppm.

Tiến hành phân tích đồng thời mẫu đã được thêm chuẩn và mẫu chưa thêm

chuẩn tương tự như khi xây dựng đường chuẩn, lặp lại 6 lần. Từ kết quả thu

được tính độ thu hồi của phương pháp theo công thức tính bảng 2.3 và rút ra

kết luận.

2.3.4. Thực nghiệm xác định mangan

2.3.4.1. Khảo sát cực đại hấp thụ quang

Chuẩnbị 4 bình định mức 10 ml

- Bình 1: Cho vào 0,1 mlmangan chuẩn10ppm

- Bình 2, 3 lần lượt cho vào 0,1 ml; 0,3 ml dung dịch mangan chuẩn 100ppm.

- Bù đủ nước cất vào mỗi bình cho đến vạch, lắc đều.

-Bình 4 (mẫu trắng): định mức nước cất tới vạch.

Thêm tiếp vào mỗi bình trên 0,2 ml dung dịch amoni sắt (II) sunfat,

0,4ml dung dịch EDTA. Sau khi lắc đều, thêm thể tích dung dịch fomaldoxim

từ 0,2 mlvà lập tức thêm 0,4 ml dung dịch natri hidroxit. Lắc kĩ cácdung dịch

và để yên 5 đến l0 phút, sau đó vừa lắc thêm 0,6 ml dung dịch hidroxylamoric

clorua/amoniacrồi để yên, ít nhất 1 giờ đem đo quang từ bước sóng 400

đến700 nm.

Từ kết quả đo được, chúng tôi lựa chọn bước sóng ứng với cực đại hấp

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

thụ quang và sử dụng bước sóng này để khảo sát các yếu tố khác.

2.3.4.2.Khảo sát ảnh hưởng của thể tích thuốc thử

Chuẩn bị 7 bình định mức 10 ml một dung dịch một mẫu nước sinh

hoạt của NMN Diễn Vọng cấp cho TP Hạ Long ngày 7-4-2016 (Mẫu M6-T4),

thêm tiếp vào mỗi bình 0,2ml dung dịch amoni sắt (II) sunfat, 0,4ml dung

dịch EDTA. Sau khi lắc đều, thêm thể tích dung dịch fomaldoxim từ 0,05 ml

đến 0,4 ml và lập tức thêm 0,4 ml dung dịch natri hidroxit. Lắc kĩ các dung

dịch và để yên 5 đến l0 phút, sau đó vừa lắc thêm 0,6 ml dung dịch

hidroxylamoric clorua/amoniacrồi để yên ít nhất l giờ đem đo quang ở bước

sóng cực đại đã lựa chọn ở trên. Từ kết quả thu được sẽ tìm ra giá trịđộ hấp

thụ quang lớn và ổn định với khoảng giá trị thể tích thích hợp. Từ đó lựa chọn

được thể tích thuốc thử tối ưu.

2.3.4.3.Khảo sát ảnh hưởng của thời gian tới độ ổn định màu của phức

Chuẩn bị 1 bình bình định mức 10 ml một dung dịch một mẫu nước

sinh hoạt của NMN Diễn Vọng cấp cho TP Hạ Long ngày 7-4-2016 (Mẫu

M6-T4), thêm 0,2ml dung dịch amoni sắt (II) sunfat; 0,4ml dung dịch EDTA.

Sau khi lắc đều, thêm thể tích dung dịch fomaldoxim tối ưu và lập tức thêm

0,4 ml dung dịch natri hidroxit. Lắc kĩ các dung dịch và để yên 5 đến l0 phút,

sau đó vừa lắc thêm 0,6 ml dung dịch hidroxylamoric clorua/amoniacrồi để

yên, đem đo quang phức màu thu được sau những khoảng thời gian khác nhau

từ 15 phút đến 360 phút. Từ kết quả thu được, sẽ tìm được giá trị độ hấp thụ

quang lớn ổn định ứng với khoảng thời gian thích hợp. Từ đó chọn được

khoảng thời gian tối ưu.

2.3.4.4.Khảo sát ảnh hưởng của pH

Chuẩn bị 9 mẫu, mỗi mẫu gồm: 10 ml dung dịch nước sinh hoạtcủa

NMN Diễn Vọng cấp cho TP Hạ Long ngày 7-4-2016 (Mẫu M6-T4), định

mức bằng bình định mức 10 ml, cho tiếp vào mỗi mẫu 0,2ml dung dịch amoni

sắt (II) sunfat; 0,4ml dung dịch EDTA. Sau khi lắc đều, thêm thể tích dung

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

dịch fomaldoximtối ưu, và lập tức thêm một lượng dung dịch NaOH từ 0 đến

0,8 ml. Lắc kĩ các dung dịch và để yên 5 đến l0 phút, sau đó vừa lắc thêm 0,6

ml dung dịch hidroxylamoric clorua/amoniac rồi để yên. Dùng máy đo pH để

xác định giá trị pH của dung dịch thu được,dung dịch đem đo quang trong

khoảng thời gian tối ưu.Từ kết quả, tìm được giá trị độ hấp thụ quang lớn và

ổn định ứng với khoảng pH tối ưu. Từ đó chọn được pH tối ưu.

2.3.4.5.Khảo sát ảnh hưởng của các ion lạ

Để khảo sát ảnh hưởng của các cation trong phép đo xác định mangan,

chúng tôi chuẩn như sau:

+ Chuẩn bị 4 bình định mức 25 ml.

+ Dung dịch chuẩn mangan nồng độ 10ppm.

+ Các dung dịch chuẩn canxi và magie nồng độ 1000ppm.

Tiến hành:

+ Cho vào mỗi bình định mức 0,25 ml dung dịch sắt chuẩn 10 ppm.

+Cho tiếp vào 3 bình định mức một thể tích xác định đồng thời ion canxi

và magie theo bảng 2.4, 1 bình không cho canxi và magie để so sánh.

Bảng 2.4. Thể tích ion cản trở thêm vào các mẫu để nghiên cứu

ảnh hưởng của ion lạ trong phép đo quang xác định mangan

Tổng nồng độ ion canxi Tổng thể tích ion Bình và magie (ppm) canxi và magie (ml)

1 50 1,25

2 100 2,5

3 200 5

+ Định mức bằng nước cất đến vạch

+ Thêm 0,5ml dung dịch amoni sắt (II) sunfat, 1ml dung dịch EDTA.

Sau khi lắc đều, thêm tiếp thể tích dung dịch fomaldoxim tối ưu, và lập tức

thêm thể tích dung dịch natri hidroxi để được giá trị pH tối ưu. Lắc kĩ các

dung dịch và để yên 5 đến l0 phút, sau đó vừa lắc thêm 1,5 ml dung dịch

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

hidroxylamoric clorua/amoniac rồi để yên trong khoảng thời gian tối ưu đã

lựa chọn. Đem đo quang dung dịch thu được.Từ kết quả thu được, rút ra kết

luận về sự ảnh hưởng của một số cation Ca2+, Mg2+ đối với phép xác định

mangan bằng thuốc thử fomaldoxim.

2.3.4.6. Khảo sát khoảng tuyến tính và xây dựng đường chuẩn

Từ dung dịch chuẩn Mangan 1000mg/l (gốc 1) pha thành các dung dịch

chuẩn 100ppm; 10ppm.

Hút chính xác 1ml gốc 1cho vào bình định mức 10ml, định mức tới

vạch, ta được nồng độ dung dịch làm việc là 100ppm gốc 2)

Hút chính xác 1ml gốc 2 cho vào bình định mức 10ml, định mức tới

vạch, ta được nồng độ dung dịch làm việc là 10 ppm.

Chuẩn bị 16 bình định mức 10ml (đánh số từ 1 đến 16). Pha các dung

dịch chuẩn như sau theo bảng 2.5

Bảng 2.5. Bảng pha các dung dịch chuẩn mangan xác định

khoảng tuyến tính

STT

Lấy từ dung dịch chuẩn (ppm) 10 100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Nồng độ mangan (ppm) 0,02 0,05 0,10 0,50 1,00 1,50 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 12,00

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

Thể tích cần lấy(ml) 0,02 0,05 0,10 0,05 0,10 0,15 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,20 Định mức đến 10ml

Cho tiếp vào mỗi mẫu trên thêm 0,2ml dung dịch amoni sắt (II) sunfat,

0,4ml dung dịch EDTA. Sau khi lắc đều, thêm thể tích dung dịch fomaldoxim

tối ưu và lập tức thêm thể tích dung dịch natri hidroxit để được giá trị pH tối

ưu. Lắc kĩ các dung dịch và để yên 5 đến l0 phút, sau đó vừa lắc thêm 0,6 ml

dung dịch hidroxylamoric clorua/amoniacrồi để trong khoảng thời gian tối ưu

đã lựa chọn, sau đó đem đo quang. Từ kết quả đo được xác định khoảng tuyến

tính của mangan và xây dựng đường chuẩn.

2.3.4.7. Xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng

Chuẩn bị 6 bình định mức 10 ml, cho vào mỗi bình đó 10 ml một mẫu

nước sinh hoạt lấy từ NMN Diễn Vọng ngày (Mẫu M4-T4), các điều kiện chế

hóa tương tự như xây dựng đường chuẩn. Tiến hành đo quang của các dung

dịch. Từ kết quả đo được xác định LOD, LOQ theo công thức trong bảng 2.3

và đưa ra đánh giá.

2.3.4.8. Đánh giá độ chính xác của phương pháp

Để đánh giá độ chụm của phương pháp, chúng tôi tiến hành lấy mẫu

nước sau xử lý của NMN Diễn Vọng cấp cho TP HạLong lấy ngày 7-4-

2016(Mẫu M4-T4, M6-T4, M9-T4). Lấy ở mỗi mẫu 10 ml được định mức

bằng bình định mức 10ml, các điều kiện chế hóa tương tự như xây dựng

đường chuẩn. Tiến hành đo quang của các dung dịch thu được 6 lần. Từ kết

quả thu được tính độ lệch chuẩn và độ lệch chuẩn theo công thức bảng 2.3và

rút ra kết luận.

Đánh giá độ đúng của phương pháp thông qua hiệu suất thu hồi bằng

cách thêm vào mẫu nước sinh hoạt lấy từ NMN Diễn Vọng ngày 7-4-

2016(mẫu M3-T4) hàm lượng mangan lần lượt là 0,25 ppm; 0,5ppm; 1,0

ppm.Tiến hành phân tích đồng thời mẫu đã được thêm chuẩn và mẫu chưa

thêm chuẩn tương tự như khi xây dựng đường chuẩn, lặp lại 6 lần. Từ kết quả

thu được tính độ thu hồi của phương pháp theo công thức tính bảng 2.3 và rút

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

ra kết luận.

2.3.5. Phân tích mẫu thực tế

Sau khi nghiên cứu các điều kiện tối ưu của phương pháp trắc quang

xác định sắt và mangan, chúng tôi tiến hành xác định hàm lượng các ion kim

loại Fe, Mn trong nước sinh hoạt cấp từ NMN Diễn Vọng từ tháng 4 đến

tháng 7 năm 2016 cho TP Hạ Long bằng phương pháp đường chuẩn như đã

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

trình bày ở trên.Với mỗi mẫu được đo lặp lại 3 lần và lấy giá trị trung bình.

Chương 3

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Các điều kiện của phương pháp hấp thụ phân tử

3.1.1. Các điều kiện xác định sắt

3.1.1.1. Cực đại hấp thụ quang

Hình ảnh đường phổ đo độ hấp thụ quang dải bước sóng từ 400nm đến

600 nm của các mẫu sắt với với nồng độ ion từ 0,1pp đến 2,5 ppm được biểu

diễn trong hình 3.1.

Hình 3.1. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang của phức‘ferroin’ vào

bước sóng λ trong phép đo xác định sắt.

Đường B - phổ hấp thụ quang hợp chất màu của phức sắt nồng độ 0,1 ppm.

Đường C - phổ hấp thụ quang hợp chất màu của phức sắt nồng độ 0,5 ppm.

Đường D - phổ hấp thụ quang hợp chất màu của phức sắt nồng độ 2,5 ppm.

Từ hình 3.1ta thấy, cực đại hấp thụ quang của phức sắt đều ở bước sóng

507nm. Vì vậy bước sóng được lựa chọn trong các bước sóng tiếp theo là 507

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

nm (gần với giá trị theo lý thuyết là 510nm).

3.1.1.2.Ảnh hưởng của thể tích thuốc thử

Kết quả đo độ hấp thụ quang của phức‘ferroin’ khi dùng thuốc thử

1,10-phenantrolinvới thể tích khác nhau được trình bày ở bảng 3.1và hình 3.2

Bảng 3.1.Kết quả đo độ hấp thụ quangcủa phức‘ferroin’khi thay đổi thể

tích thuốc thử 1,10-phenantrolin

Thể tích Độ hấp thu Bình 1,10-phenantrolin(ml) Abs

1 0,20 0,027

2 0,30 0,028

3 0,35 0,033

4 0,40 0,040

5 0,45 0,028

6 0,50 0,027

7 0,60 0,025

Hình 3.2.Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quangcủa phức‘ferroin’

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

vào thể tích thuốc thử 1,10-phenantrolin

Qua đồ thị biểu diễn ta thấy khi tăng thể tích 1,10-phenantrolin từ 0,2

ml đến 0,4 ml thì độ hấp thụ quang tăng, từ 0,4 đến 0,6 ml thì mật độ quang

giảm. Điều này được giải thích như sau: Khi cho một lượng thuốc thử tác

dụng với một chất phân tích tạo ra sản phẩm có khả năng hấp thụ quang,

muốn cho phản ứng xảy ra hoàn toàn người ta phải thêm một lượng thuốc thử

nhất định. Nếu lượng thuốc thử chưa đủ thì trong dung dịch vẫn còn lại một

lượng chất cần phân tích chưa phản ứng. Nếu lượng thuốc thử dư thể xảy ra phản

ứng phụ sinh ra các chất khác làm mất đi một phần chất phân tích, hay tạo ra

nhiều hợp chất phức có thành phần khác nhau và gây ra sai số cho phép đo.

Vậy, trong trường hợp xác định sắt bằng thuốc thử 1,10-phenantrolin ta

thấy độ hấp thụ quang cực đại của khi thể tích thuốc thử 1,10-phenantrolinlà

0,4 ml. Do đó, chúng tôi dùng thể tích thuốc thử 1,10-phenantrolin tối ưu là

0,4 ml (ứng với bình định mức 10ml).

3.1.1.3. Ảnh hưởng của thời gian tới độ ổn định màu của phức

Kết quả đo độ hấp thụ quang của phức‘ferroin’vào những khoảng thời

gian khác nhau được trình bày ở bảng 3.2 và biểu diễn bởi hình 3.3

Bảng 3.2.Kết quả đo độ hấp thụ quangcủa phức‘ferroin’

với thời gian khác nhau

Độ hấp thu Thời gian (phút) (Abs)

0 0,021

5 0,030

10 0,032

15 0,033

25 0,034

30 0,025

40 0,028

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

50 0,026

Hình 3.3. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang của phức‘ferroin’ vào thời gian

Từ kết quả hình 3.3 ta thấy từ thời gian 0 phút đến 25 phút độ hấp thụ

quang tăng. Độ hấp thụ quang lớn và ổn đinh nhất từ 10 đến 25 phút. Do đó,

chúng tôi chọn thời gian tối ưu là 10 đến 25 phút.

3.1.1.4. Ảnh hường của pH

Kết quả đo độ hấp thụ quang của phức‘ferroin’khi thay đổi pH của

dung dịch được trình bày ở bảng 3.3 và biểu diễn bởi hình 3.4

Bảng 3.3. Kết quả đo độ hấp thụ quang của phức‘ferroin’khi thay đổi pH

3,2 7,3 6,2 4,5 4,2 8,1 5,5 8,6 5,0

pH Abs 0,029 0,041 0,042 0,040 0,041 0,037 0,040 0,039 0,044

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

Hình 3.4. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang của phức‘ferroin’vào pH

Từ kết quả biểu diễn bởi đồ thị trong hình 3.4, ta thấy khoảng giá trị pH

từ 4,2 đến 8,1 độ hấp thị quang lớn và ổn định. Do vậy, chúng tôi chọn

khoảng pH tối ưu là từ 4,2 đến 8,1.

3.1.1.5.Sự ảnh hưởng của các cation khi xác định sắt

Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của các cation khác nhau khi xác định

sắt được ghi lại ở bảng 3.4. Trong đó Abs là độ hấp thụ quang khi trong dung

dịch không có ion lạ, Abs’là độ hấp thụ quang của dung dịch khi có ion lạ.

Bảng 3.4. Độ hấp thụ quang của các dung dịch sắt nồng độ 0,2ppm khi

trong dung dịch có mặt và không có các ion lạ ở nồng độ khác nhau

Abs‘

-Abs

Ion

Abs

Cr3+

Cu2+

Zn2+

Ni2+

Nồng độ ion lạ (ppm) 0 0,2 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 0 0,2 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 0 0,2 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 0 0,2 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0

0,038 0,038 0,037 0,038

0,038 0,038 0,039 0,037 0,037 0,037 0,039 0,038 0,039 0,038 0,039 0,037 0,036 0,036 0,038 0,036 0,036 0,036 0,037 0,038 0,037 0,039 0,037 0,036

Sai số tương đối (%) 0 0 2,632 -2,632 -2,632 -2,632 2,632 0 2,632 0 2,632 -2,632 -2,632 -2,632 2,632 -2,632 -2,632 -2,632 -2,632 0 -2,638 -5,405 -2,638 -5,405

0 0 0,001 -0,001 -0,001 -0,001 0,001 0 0,001 0 0,001 -0,001 -0,001 -0,001 0,001 -0,001 -0,001 -0,001 -0,001 0 -0,001 -0,002 -0,001 -0,002

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

Nếu chấp nhận sai số khi phân tích lượng vết là 5% thì có thể kết luận:

trong khoảng nồng độ từ 1 đến 20 lần so với nồng độ sắt trong dung dịch, sự có

mặt các ion Cr3+, Zn2+, Ni2+, Cu2+- gần như không ảnh đến phép xác định sắt.

3.1.1.6. Khoảng tuyến tính và đường chuẩn trong phép đo quang xác định sắt

Độ hấp thụ quang của các dung dịch sắt chuẩn có nồng độ khác nhau từ

0,01ppm đến 18 ppm được ghi lại trong bảng 3.5.

Bảng 3.5. Kết quả đo độ hấp thụ quangcủa phức ‘ferroin’

từ nồng độ sắt 0,01ppm đến 18 ppm

STT Nồng độ sắt (ppm) Độ hấp thu (Abs)

1 0,01 0,002

2 0,05 0,009

3 0,10 0,018

4 0,20 0,034

5 0,50 0,092

6 1,00 0,192

7 1,50 0,271

8 2,00 0,376

9 3,00 0,530

10 4,00 0,659

11 5,00 0,810

12 6,00 0,996

13 7,00 1,160

14 8,00 1,338

15 9,00 1,531

16 10,00 1,753

17 12,00 2,081

18 14,00 2,036

19 16,00 2,222

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

20 18,00 2,572

Số liệu trong bảng 3.5 được biểu diễn dưới dạng đồ thị hình 3.5.

Hình 3.5. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang

của phức‘ferroin’ vào nồng độ sắt

Dựa vào hình 3.5, ta thấy khoảng nồng độ tuyến tính của sắt là từ

0,01ppm đến 12 ppm.Từ đó xây dựng đường chuẩn sắt trong khoảng nồng độ

0,01- 12 ppm. Kết quả được biểu diễn trên hình 3.6.

Hình 3.6. Đường chuẩn xác định sắt

Phương trình đường chuẩn: y = 0,169x +0,005

Hệ số tương quan : R2= 0,998

Phương trình đường chuẩn có độ tin cậy cao vì hệ số hồi quy tuyến tính

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

R đạt yêu cầu 0,99 ≤ R2≤1

3.1.1.7. Giới hạn phát hiện LOD và giới hạn định lượng LOQ

Kết quả đo độ hấp thụ quang của phức sắt trong mẫu M2-T4 khi thực

hiện 6 lần đo một được ghi trong bảng 3.6.

Bảng 3.6. Độ hấp thụ quang của phức sắt trong mẫu M2-T4 đo lặp lại

Lần đo Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 Lần 6

Độ hấp thu(Abs) 0,008 0,008 0,007 0,006 0,007 0,005

Nồng độsắt (ppm) 0,038 0,038 0,037 0,035 0,036 0,035

ppm

Từ kết quả bảng 3.6 tính được:

+ Nồng độ trung bình

+ Độ lệch chuẩn SD = 0,0014. + LOD tính toán = 0,004 ppm. + LOQ tính toán = 0,0126 ppm.Ta chọn LOQ= 0,013ppm + Hệ số R =8,7 Như vậy, với yêu cầu :4< R <10 thì R = 8,7 cho thấy nồng độ dung dịch

sử dụng để xác định LOD là phù hợp và giá trị LOD tính được là đáng tin cậy. 3.1.1.8. Đánh giá độ chính xác của phương pháp

Nồng độ sắt tìm thấy khi đo 3 mẫu thực để xác định độ lặp lại của

phương pháp được ghi lại trong bảng 3.7, mỗi mẫu được đo lặp lại 6 lần.

Bảng 3.7. Kết quả đo đánh giá độ lặp lại của phép đo với mẫu thực khi xác định sắt

Mẫu 1 0,078 0,080 0,076 0,077 0,079 0,078 0,078 Mẫu 2 0,152 0,148 0,147 0,148 0,149 0,147 0,149 Mẫu 3 0,21 0,201 0,215 0,211 0,213 0,211 0,211

Lần đo 1 Lầnđo 2 Lần đo3 Lầnđo 4 Lần đo 5 Lần đo 6 Độ lệch chuẩn 0,001414 0,001871 0,00497

Độ lệch chuẩn tương đối

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

1,81 1,26 2,36

Độ lệch chuẩn tương đối của phép đo với dung dịch trên nền mẫu thực

tương đối nhỏ, sai số nhỏ hơn 5% như vậy phương pháp có độ lặp lại tốt.

Kết quả phân tích nồng độ mẫu thực để đánh giá độ đúng của phương

pháp được ghi lại trong bảng 3.8

Bảng 3.8. Kết quả đo nồng độ mẫu thực đánh giá độ đúng

của phương pháp phân tích sắt

Nồng độ sắt Nồng độ sắt Nồng độ sắt Mẫu không thêm vào thêm vào thêm vào thêm chuẩn 0,25(ppm) 0,5(ppm) 1,0(ppm)

Lần 1 0,243 0,512 1,012

Lần 2 0,235 0,501 0,989

Không Lần 3 0,234 0,510 0,987 phát Lần 4 0,230 0,491 0,980 hiện

Lần 5 0,252 0,493 0,981

Lần 6 0,230 0,502 0,981

0,237 0,5015 0,988

Hiệu suất thu 94,9 100,3 98,8 hồi (%)

Từ kết quả ở bảng 3.8 cho thấy hiệu suất thu hồi sắt của phương pháp

khá tốt, dao động từ 94,9 đến 100,3 % chứng tỏ ta có thể sử dụng phương

pháp này để phân tích mẫu thực[11].

* Tổng kết các điều kiện xác định sắt bằng phương pháp trắc quang

Theo các kết quả nghiên cứu ở trên, chúng tôi lựa chọn điều kiện tối ưu

trong phương pháp trắc quang xác định sắt bằng thuốc thử 1,10-phenantrolin

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

ở bảng 3.9

Bảng 3.9. Các điều kiện tối ưu xác định sắt

bằng phương pháp trắc quang

Bước sóng

pH 4,2-5,5

V thuốc thử 0,4 ml/ 10 ml mẫu thử

Thời gian phản ứng 10 - 25 phút

Khoảng tuyến tính

LOD

LOQ 0,01- 12,00 ppm 0,004 ppm 0,013 ppm

3.1.2. Các điều kiện xác định mangan

3.1.2.1. Cực đại hấp thụ quang

Đường phổ đo độ hấp thụ quang của phức mangan trong vùng bước

sóng từ 400nm đến 700nm của các mẫu mangan với nồng độ khác nhau được

biểu diễn trong hình 3.7

Hình 3.7. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào bước sóng λ

trong phép đo xác định mangan

Đường B - phổ hấp thụ quang hợp chất màu của mangan 0,1 ppm

Đường C - phổ hấp thụ quang hợp chất màu của mangan 0,5ppm

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

Đường D - phổ hấp thụ quang hợp chất màu của mangan 2,0ppm

Dựa vào đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của A vào ta thấycực đại hấp

thụ màu của phức mangan đều ở bước sóng 448 (gần với giá trị theo lý thuyết

là 450nm).

3.1.2.2. Ảnh hưởng của thể tích thuốc thử

Kết quả đo độ hấp thụ quang của phức mangan nồng độ 0,1 ppm với

thể tích thuốc thử fomaldoxim khác nhau được trình bày ở bảng 3.10 và biểu

diễn trên hình 3.8.

Bảng 3.10.Kết quả đo độ hấp thụ quang

khi thay đổi thể tích thuốc thử fomaldoxim

Bình

1 2 3 4 5 6 7 Thể tích fomaldoxim (ml) 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,40 Độ hấp thu (Abs) 0,011 0,013 0,016 0,016 0,016 0,015 0,013

Hình 3.8. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào thể tích

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

thuốc thử fomaldoxim

Từ đồ thị diễn trong trong hình 3.8. Ta thấy khi tăng thể tích

fomaldoxim từ 0,05 ml đến 0,15 ml thì độ hấp thụ quang tăng. Khi thể tích

fomaldoxim từ 0,15 ml đến 0,25ml thì độ hấp thụ quang lớn và ổn định. Khi

thể tích fomaldoxim 0,25 ml đến 0,4 ml thì mật độ quang giảm. Điều này

được giải thích như sau: Khi cho một lượng thuốc thử tác dụng với một chất

phân tích tạo ra sản phẩm có khả năng hấp thụ quang, muốn cho phản ứng

xảy ra hoàn toàn người ta phải thêm một lượng thuốc thử nhất định. Nếu

lượng thuốc thử chưa đủ thì trong dung dịch vẫn còn lại một lượng chất cần

phân tích chưa phản ứng. Nếu lượng thuốc thử dư thể xảy ra phản ứng phụ

sinh ra các chất khác làm mất đi một phần chất phân tích, hay tạo ra nhiều

hợp chất phức có thành phần khác nhau và gây ra sai số cho phép đo.

Do đó, chúng tôi chọn thể tích tối ưu của fomaldoxim là 0,2 ml (ứng

với bình định mức 10ml).

3.1.2.3. Ảnh hưởng của thời gian tới độ ổn định màu của phức

Độ hấp thụ quang của phức mangan - fomaldoxim ở các thời gian phản

ứng khác nhau được trình bày trong bảng 3.11 và biểu diễn trên hình 3.9.

Bảng 3.11.Kết quả đo độ hấp thụ quang theo thời gian trong phép đo

xác định mangan

Thời gian(phút) Độ hấp thu (Abs)

15 0,013

30 0,012

60 0,017

120 0,017

180 0,016

240 0,017

300 0,014

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

360 0,010

Hình 3.9.Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào thời gian

trong phép đo xác định mangan

Từ hình 3.9 ta thấy độ hấp thụ quang lớn và ổn định nhất trong thời

gian từ 60 phút đến 240 phút. Do đó, chúng tôi chọn thời gian tối ưu khoảng

từ 60 đến 240 phút.

3.1.2.4. Ảnh hưởng của pH

Độ hấp thụ quang của phức mangan-fomaldoxim với dung dịch

mangan nồng độ 0,1 ppm khi pH dung dịch khác nhau được trình bày trong

bảng 3.12 và biểu diễn trên hình 3.10.

Bảng 3.12.Kết quả đo độ hấp thụ quang khi thay đổi pH

8,2 8,9 9,5 9,7 10,0 10,5 11,4 12,6 pH

Độ

hấp 0,007 0,009 0,014 0,014 0,015 0,015 0,036 0,042 thu

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

(Abs)

Hình 3.10.Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào pH trong phép

đo xác định mangan

Từ đồ thị hình 3.10 ta thấy: trong khoảng pH từ 8,2 đến 9,5, khi pH

tăng thì độ hấp thụ quang cũng tăng. Khoảng pH từ 9,5 đến 10,5 độ hấp thụ

quang khá ổn định. Khoảng pH từ 10,5 đến 12,6 mật độ quang lại tăng.

Kết quả trên được giải thích là phức mangan-fomaldoxim bền trong

một khoảng pH nhất định, khi thay đổi pH của dung dịch sẽ làm cản trở độ

hấp thụ quang của phức, mặt khác khi thay đổi khoảng pH phép đo có thể gặp

do các yếu tố ảnh hưởng không bị loại trừ.Vì vậy, chúng tôi chọn giá trị tối ưu

pH là 9,5 đến 10,5 ứng với độ hấp thụ quang ổn định.

3.1.2.5.Ảnh hưởng của của các cation

Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của các cation Ca2+ và Mg2+ở các nồng

độ khác nhau khi xác định mangan được ghi lại ở bảng 3.13.

Bảng 3.13. Độ hấp thụ quang của dung dịch mangan nồng độ 0,1 ppm khi trong dung dịchcó mặt và không có ion Ca2+ và Mg2+

ở các nồng độ khác nhau

Mẫu số

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

1 2 3 4 Nồng độ Ca2+ và Mg2+ (ppm) 0 50 100 200 Độ hấp thụ (Abs) 0,014 0,015 0,016 0,015 Sai số tương đối (%) 7,14 14,28 7,14

Từ kết quả thu được ở bảng 3.13 ta thấy khi tổng nồng độ cation Ca2+và

Mg2+nhỏ hơn hoặc bằng 200 ppm không ảnh hưởng đến kết quả đo.

3.1.2.6.Khoảng tuyến tính và đường chuẩn xác định mangan

Độ hấp thụ quang của các dung dịchmangan chuẩn có nồng độ khác

nhau từ 0,02 ppm đến 16ppm được ghi lại trong bảng 3.14.

Bảng 3.14. Kết quả đo độ hấp thụ quang của phức mangan- fomaldoxim

từ nồng độ mangan 0,02ppm đến 16 ppm

Độ hấp thu STT Nồng độ mangan (ppm) (Abs)

1 0,02 0,003

2 0,05 0,010

3 0,10 0,016

4 0,50 0,085

5 1,00 0,176

6 1,50 0,244

7 2,00 0,338

8 3,00 0,529

9 4,00 0,658

10 5,00 0,823

11 6,00 1,005

12 7,00 1,145

13 8,00 1,247

14 9,00 1,261

15 10,00 1,247

16 12,00 1,386

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

Số liệu trong bảng 3.14 được biểu diễn dưới dạng đồ thị hình 3.11

Hình 3.11.Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang của phức mangan-

fomaldoxim vào nồng độ mangan

Dựa vào hình 3.11 ta thấy khoảng nồng độ tuyến tính của mangan là từ

0,02 ppm đến 8 ppm.Từ đó xây dựng đường chuẩn mangan trong khoảng

nồng độ 0,02 - 8 ppm. Kết quả được biểu diễn trên hình 3.12.

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

Hình 3.12.Đường chuẩn xác định mangan

Phương trình đường chuẩn trong phép đo xác định mangan

y=0,166x+0,002

R2 =0,999

Phương trình đường chuẩn có độ tin cậy cao vì hệ số hồi quy tuyến tính

R đạt yêu cầu 0,99 ≤ R2≤1.

3.1.2.7.Giới hạn phát hiện LOD và giới hạn định lượng LOQ

Kết quả đo độ hấp thụ quang của phức mangan-fomaldoxim trong mẫu

M4-T4 khi thực hiện 6 lần đo một được ghi trong bảng 3.15.

Bảng 3.15.Độ hấp thụ quang của phức mangan-fomaldoxim

trong mẫu M4-T4 đo lặp lại

Lần đo Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 Lần 6

Độ hấp thụ 0,008 0,008 0,008 0,009 0,009 0,008 (Abs)

Nồng độ 0,039 0,038 0,037 0,043 0,042 0,041 mangan(ppm)

ppm

Từ kết quả bảng 3.15, tính được:

+Nồng độ trung bình

+Độ lệch chuẩn SD=0,0024ppm.

+ LOD tính toán =0,007 ppm.

+ LOQ tính toán =0,0216 ppm.

+ Chọn LOQ=0,022 ppm.

Như vậy, vớiyêu cầu :4< R <10thì R = 5,5 cho thấy nồng độ dung dịch sử

dụng để xác định LOD là phù hợp và giá trị LOD tính được là đáng tin cậy.

3.1.2.8. Đánh độ chính xác của phương pháp

Nồng độ mangan tìm thấy khi đo 3 mẫu thực để xác định độ lặp lại của

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

phương pháp được ghi lại trong bảng 3.16, mỗi mẫu được đo lặp lại 6 lần.

Bảng 3.16.Kết quả đo đánh giá độ lặp lại

của phép đo với mẫu thực khi xác định mangan

Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3

Lần đo 1 0,042 0,094 0,151

Lầnđo 2 0,041 0,098 0,152

Lần đo3 0,039 0,095 0,147

Lầnđo 4 0,038 0,100 0,148

Lần đo 5 0,038 0,099 0,149

Lần đo 6 0,041 0,098 0,150

0,0398 0,0973 0,1495

Độ lệch chuẩn

0,001722 0,002338 0,001871

Độ lệch chuẩn tương đối

4,32 2,40 1,25

Độ lệch chuẩn tương đối của phép đo với dung dịch trên nền mẫu thực

tương đối nhỏ, sai số nhỏ hơn 5% như vậy phương pháp có độ lặp lại tốt.

Kết quả phân tích nồng độ mẫu thực để đánh giá độ đúng của phương

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

pháp được ghi lại trong bảng 3.17

Bảng 3.17.Kết quả đo mẫu thực đánh giá độ đúng

của phương pháp phân tích mangan

Mẫu không thêm chuẩn

Nồng độ mangan thêm vào 0,25ppm 0,245

Nồngđộ mangan thêm vào 0,5 ppm 0,507

Nồngđộ mangan thêm 1,0(ppm) 0,989

Lần 1

0,253

0,509

0,987

Lần 2

Không

0,233

0,510

0,981

Lần 3

phát

0,230

0,510

0,982

Lần 4

hiện

0,251

0,511

0,982

Lần 5

0,230

0,514

1,011

Lần 6

0,240

0,510

0,989

96,13

102

98,9

Hiệu suất thu hồi (%)

Từ kết quả ở bảng 3.17 cho thấy hiệu suất thu hồi mangan của phương

pháp khá tốt dao động từ 96,13đến 102 % chứng tỏ ta có thể sử dụng phương

pháp để phân tích mẫu thực [11].

* Tổng kết các điều kiện xác định mangan bằng phương pháp trắc quang

Theo các kết quả nghiên cứu ở trên, chúng tôi đưa ra những kết luận về

điều kiện tối ưu trong phương pháp trắc quang xác định mangan bằng thuốc

thử fomaldoxim ở bảng 3.18.

Bảng 3.18. Các điều kiện xác định mangan bằng phương pháp trắc quang

Bước sóng

pH 9,5- 10,5

Thể tích thuốc thử 0,2 ml/ 10 ml mẫu thử

Thời gian phản ứng 60 -240 phút

Khoảng tuyến tính

LOD 0,02-8,00 ppm 0,007 ppm

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

LOQ 0,022ppm

3.2. Kết quả xác định hàm lượng sắt, mangan trong mẫu thực tế

Chúng tôi tiến hành phân tích hàm lượng ion sắt và mangan trong 40

mẫu nước sau xử lý của NMN Diễn Vọng, mỗi tháng chúng tôi tiến hành

phân tích 10 mẫu nước lấy vào các thời điểm khác nhau trong hai ngày của

tháng, tên mẫu, ngày lấy mẫu, và giá trị pH ban đầu được ghi trong bảng 3.19.

Bảng 3.19. Thời gian, ký hiệu và pH của mẫu phân tích

STT Tên mẫu Ngày lấy mẫu pH ban đầu

1 M1-T4 7.4.2016 7,2

2 M2-T4 7.4.2016 7,3

3 M3-T4 7.4.2016 7,2

4 M4-T4 7.4.2016 7,3

5 M5-T4 7.4.2016 7,1

6 M6-T4 17.4.2016 6,9

7 M7-T4 17.4.2016 7,1

8 M8-T4 17.4.2016 7,0

9 M9-T4 17.4.2016 7,0

10 M10-T4 17.4.2016 7,2

11 M1-T5 15.5.2016 6,5

12 M2-T5 15.5.2016 6,5

13 M3-T5 15.5.2016 6,7

14 M4-T5 15.5.2016 6,6

15 M5-T5 15.5.2016 6,6

16 M6-T5 26.5.2016 6,5

17 M7-T5 26.5.2016 6,5

18 M8-T5 26.5.2016 6,6

19 M9-T5 26.5.2016 6,7

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

20 M10-T5 26.5.2016 6,5

STT Tên mẫu Ngày lấy mẫu pH ban đầu

21 M1-T6 20.6.2016 6,5

22 M2-T6 20.6.2016 6,5

23 M3-T6 20.6.2016 7,0

24 M4-T6 20.6.2016 6,9

25 M5-T6 20.6.2016 6,6

26 M6-T6 30.06.2016 7,2

27 M7-T6 30.06.2016 7,4

28 M8-T6 30.06.2016 7,3

29 M9-T6 30.06.2016 7,6

30 M10-T6 30.06.2016 7,6

31 M1-T7 15.7.2016 6,7

32 M2-T7 15.7.2016 6,5

33 M3-T7 15.7.2016 7,0

34 M4-T7 15.7.2016 6,8

35 M5-T7 15.7.2016 6,6

36 M6-T7 25.7.2016 6,5

37 M7-T7 25.7.2016 6,5

38 M8-T7 25.7.2016 7,0

39 M9-T7 25.7.2016 6,9

40 M10-T7 25.7.2016 6,6

Kết quả xác định nồng độ trung bình các ion kim loại sắt và mangan

trong nước sau xử lý của NMN Diễn Vọng trong các tháng 4,5,6 và 7 năm

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

2016 được trình bày trong bảng 3.20.

Bảng 3.20. Kết quả đo nồng độ trung bình của Fe, Mn trong nước sinh

hoạt cấp từ NMN Diễn Vọng tháng 4,5,6,7 năm 2016

STT Tên mẫu Abstb Fe2+ Abstb Mn2+

Nồng độ Fe2+trung bình (ppm) 0,002 Nồng độ Mn2+ trung bình (ppm) 0,030 1 M1-T4 0,004 0,006

2 M2-T4 0,008 0,007 0,034 0,037

3 M3-T4 0,016 0,002 0,005 0,080

4 M4-T4 0,013 0,009 0,040 0,067

5 M5-T4 0,017 0,006 0,028 0,085

6 M6-T4 0,029 0,017 0,100 0,150

7 M7-T4 0,033 0,019 0,117 0,180

8 M8-T4 0,044 0,020 0,124 0,240

9 M9-T4 0,030 0,024 0,150 0,150

10 M10-T4 0,034 0,023 0,143 0,200

11 M1-T5 0,025 0,070 0,100 0,120

12 M2-T5 0,026 0,015 0,080 0,120

13 M3-T5 0,018 0,010 0,060 0,100

14 M4-T5 0,023 0,011 0,060 0,134

15 M5-T5 0,017 0,011 0,070 0,090

16 M6-T5 0,035 0,006 0,030 0,200

17 M7-T5 0,034 0,005 0,023 0,180

18 M8-T5 0,039 0,005 0,025 0,213

19 M9-T5 0,034 0,006 0,029 0,200

20 M10-T5 0,040 0,007 0,032 0,225

21 M1-T6 0,030 0,016 0,080 0,150

22 M2-T6 0,026 0,100 0,100 0,120

23 M3-T6 0,026 0,016 0,090 0,120

24 M4-T6 0,027 0,016 0,090 0,125

25 M5-T6 0,027 0,015 0,080 0,132

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

26 M6-T6 0,018 0,016 0,080 0,090

STT Tên mẫu Abstb Fe2+ Abstb Mn2+

27 M7-T6 0,020 Nồng độ Fe2+trung bình (ppm) 0,110 Nồng độ Mn2+ trung bình (ppm) 0,070 0,012

28 M8-T6 0,027 0,017 0,090 0,120

29 M9-T6 0,018 0,016 0,080 0,090

30 M10-T6 0,019 0,015 0,100 0,100

31 M1-T7 0,016 0,015 0,080 0,070

32 M2-T7 0,016 0,017 0,090 0,080

33 M3-T7 0,018 0,013 0,070 0,100

34 M4-T7 0,025 0,016 0,080 0,120

35 M5-T7 0,019 0,012 0,070 0,090

36 M6-T7 0,006 0,005 0,025 0,023

37 M7-T7 0,003 0,007 0,028 0,016

38 M8-T7 0,003 0,006 0,027 0,017

39 M9-T7 0,005 0,005 0,025 0,019

40 M10-T7 0,004 0,006 0,026 0,019

Nồng độ trung bình các mẫu 0,086 0,118

Theo quy chuẩn Việt Nam (QCVN 01:2009/BYT) quy chuẩn kĩ thuật

Quốcgia về chất lượng nước ăn uống quy định hàm lượng sắt, mangantrong

nước sinh hoạt và nước ăn là 0,3 mg/l (tức 0,3 ppm ). [12]

Theo kết quả đo nồng độ sắt và mangan trong 4 tháng năm 2016 (tháng

4,5,6,7) chúng tôi thấy: Đối với sắt, nồng độ cao nhất xác định được là 0,24

ppm, thấp nhất là 0,016 ppm. Nồng độ sắt trung bình trong 40 mẫu đo của 4

tháng là 0,118 ppm. Đối với mangan, nồng độ mangan cao nhất xác định

được là 0,150ppm, thấp nhất là 0,023 ppm. Nồng độ mangan trung bình trong

40 mẫu đo của 4 tháng là 0,086 ppm. Như vậy, hàm lượng sắt, manganđo

được trongcác mẫu nước sinh hoạt cấp từ NMN Diễn Vọng chúng tôi phân

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

tích không vượt quá tiêu chuẩn cho phép[12].

Ngoài ra, chúng tôi tiến hành so sánh kết quả nghiên cứu trên với kết

quả lưu trữ của Trung tâm y tế dự phòng tỉnh Quảng Ninh về hàm lượng sắt,

mangan trung bình trong nước sinh hoạt cấp từ NMN Diễn Vọng của các năm

từ 2012 đến 2015 (Phụ lục 1). Kết quả thu được trình bày trong bảng 3.21

biểu diễn trong hình 3.13, 3.14.

Bảng 3.21. Hàm lượng trung bình sắt và mangan trong nước cấp của

NMN Diễn Vọng, Quảng Ninhtừ năm 2012 đến năm 2016

Sắt(ppm) Mangan(ppm) Năm

2012 0,077 0,058

2013 0,063 0,154

2014 0,127 0,054

2015 0,148 0,058

Tháng 4,5,6,7 /2016 0,118 0,086

Hàm lượng trung bình sắt và mangan trong nước cấp của NMN Diễn

Vọng, Quảng Ninh tháng 4,5,6,7 từ năm 2012 đến năm 2016 được biểu diễn

2012 2013 2014 2015 2016

bởi đồ thị 3.13 và 3.14.

Hình 3.13. Hàm lượng trung bình sắt trong nước cấp của NMN Diễn

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

Vọng, Quảng Ninh từ năm 2012 đến năm 2016

Dựa vào đồ thị hình 3.13 biểu diễn hàm lượng sắt trong nước sinh hoạt cấp

từ NMN Diễn Vọng. Ta thấy trong 4 năm (từ 2012 đến 2015) và 4 tháng của năm

2016 (tháng 4,5,6,7) thì hàm lượng sắt trung bình trong nước sinh hoạt của năm

2013 là thấp nhất, hàm lượng sắt trung bình của năm 2015 là cao nhất. Tuy nhiên

hàm lượng sắt trung bình trong 4 năm (từ 2012 đến 2015) và 4 tháng của năm

2012 2013 2014 2015 2016

2016 (tháng 4,5,6,7) đều không vượt quá tiêu chuẩn cho phép [12].

Hình 3.14. Hàm lượng trung bình mangantrong nước cấp của NMN Diễn

Vọng, Quảng Ninh từ năm 2012 đến năm 2016

Dựa vào đồ thị hình 3.14. Ta thấy trong 4 năm (từ 2012 đến 2015) và 4

tháng của năm 2016 (tháng 4,5,6,7) thì hàm lượng mangan trung bìnhtrong

nước sinh hoạt của năm 2013 là cao đột biến, các năm còn lại (năm 2012,

2014, 2015) và 4 tháng năm 2016 (tháng 4,5,6,7) hàm lượng mangan trung

bình xấp xỉ bằng nhau. Tuy nhiên hàm lượng mangan trung bình trong 4 năm

(từ 2012 đến 2015) và 4 tháng của năm 2016 (tháng 4,5,6,7) đều không vượt

quá tiêu chuẩn cho phép.

Từ hai số liệu trên ta có thể đưa ra đánh giá quá trình xử lý kim loại sắt

và mangan trong nước của NMN Diễn Vọngtừ năm 2012 đến 2015và tháng

4,5,6,7 năm 2016 rất tốt. Hàm lượng sắt và mangan đều không bị vượt cho

ngưỡng cho phép. Đây cũng là một trong những thông số đánh giá chất lượng

nguồn nước sinh hoạt cấp từ nhà máy nước Diễn Vọng cung cấp cho các hộ

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

dân là đảm bảo.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. Kết luận

Qua một thời gian nghiên cứu, trong luận văn này tôi đã đạt được

những kết quả như sau:

1. Các điều kiện tối ưu xác định sắt và mangan:

a) Các điều kiện xác định sắt:

+ Bước sóng

+ pH=4,2-5,5

+ Thể tích thuốc thử 1,10-phenantrolin: 0,4 ml/10 ml mẫu thử.

+ Thời gian phản ứng :10-25 phút.

+ Khoảng tuyến tính: 0,01-12,00 ppm.

+ Xây dựng được đường chuẩn xác định sắt.

+ Giới hạn phát hiện LOD: 0,004 ppm

+ Giới hạn định lượng LOQ: 0,013ppm.

+ Hiệu suất thu hồi của phép đo đạt từ 94,9 đến 100,3%

b) Các điều kiện xác định mangan

+ Bước sóng

+ pH=9,5-10,5

+Thể tích thuốc thử fomaldoxim: 0,2 ml/10 ml mẫu thử.

+ Thời gian phản ứng :60-240 phút.

+ Khoảng tuyến tính: 0,02-8,00 ppm.

+ Xây dựng được đường chuẩn xác định mangan

+ Giới hạn phát hiện LOD: 0,007 ppm

+ Giới hạn định lượng LOQ: 0,022 ppm.

+ Hiệu suất thu hồi của phép đo đạt từ 96,13% đến 102%

2. Hàm lượng ion sắt và mangan trong các mẫu nước sau xử lý cấp từ

NMN Diễn Vọng trong các tháng 4, 5, 6, 7 năm 2016: Đối với sắt, nồng độ

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

cao nhất xác định được là 0,24 ppm, thấp nhất là 0,016 ppm. Đối với mangan,

nồng độ mangan cao nhất xác định được là 0,150 ppm, thấp nhất là 0,023

ppm. Như vậy, hàm lượng sắt, mangan đo được trong các mẫu nước sinh hoạt

cấp từ NMN Diễn Vọng đều nằm trong giới hạn tiêu chuẩn cho phép theo

QCVN (QCVN 01: 2009/BYT). Nước cấp từ NMN Diễn Vọng, tỉnh Quảng

Ninh là an toàn cho người sử dụng về các chỉ tiêu sắt và mangan.

3.Hàm lượng sắt và mangan trong nước cấp của nhà máy nước Diễn

Vọng, tỉnh Quảng Ninh vào thời gian từ 2012 đến tháng 7năm 2016: Hàm

lượng sắt trung bình trong nước sinh hoạt của năm 2013 là thấp nhất, hàm lượng

sắt trung bình của năm 2015 là cao nhất. Hàm lượng mangan trung bình trong

nước sinh hoạt của năm 2013 là cao đột biến, các năm còn lại (năm 2012,

2014, 2015) và năm 2016 (tháng 4,5,6,7) hàm lượng mangan trung bình xấp

xỉ bằng nhau. Kết quả này cho thấyquy trình xử lý ion kim loại sắt và mangan

trong nước của NMN Diễn Vọng tốt và duy trì ổn định trong giai đoạn này.

2. Kiến nghị

Tiến hành đánh giá các chỉ tiêu của nước cấp này tại các cụm dân cư

hoặc hộ gia đình để đánh giá mức độ an toàn của hệ thống đường ống dẫn

nước nhằm đảm bảo chất lượng nước cấp của nhà máy hoặc có biện pháp xử

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

lí kịp thời.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tiếng Việt

1.Trịnh Thị Thanh, Độc học, môi trường và sức khoẻ con người, NXB Đại

học Quốc gia Hà Nội, 2001.

2. Hoàng Nhâm, Hóa học vô cơ, tập ba, NXB Giáo dục, 2000.

3. Nguyễn Đức Vận, Hóa học vô cơ- tập 2, Các kim loại điển hình, NXBKhoa

học và kĩ thuật, 2000.

4. Lê Văn Hiếu, Nguyên tố sắt và sức khỏe, Tạp chí Hóa học số 10, 2006.

5. Lê Văn Khoa (Chủ biên), Phương pháp phân tích đất, nước, phân bón, cây

trồng, NXB Giáo dục, 2000

6. Trần Tứ Hiếu, Phân tích trắc quang, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, 2003.

7. TCVN 6177, Chất lượng nước- Xác định sắt bằng phương pháp trắc phổ

dùng thuốc thử 1,10- phenantrolin, 1996.

8. TCVN 6002, Chất lượng nước- Xác định manganphương pháp trắc quang

dùng fomaldoxim, 1995.

9.Nguyễn Trọng Biểu, Từ Văn Mặc,Thuốc thử hữu cơ, Nhà xuất bản khoa

học và kĩ thuật Hà Nội, 2002.

10. Bộ Khoa học và Công nghệ môi trường, Bộ TCVN 6663, Chất lượng

nước, lấy mẫu.

11. Tạ Thị Thảo, Giáo trình thống kê trong hóa học phân tích, Trường ĐH

KHTN, ĐHQG Hà Nội, 2013.

12. Bộ y tế (2009), Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước ăn uống,

QCVN 01:2009/BYT.

13. Trịnh Thế Dũng, Phân tích, đánh giá hàm lượng các kim loại sắt, đồng,

mangan trong nước mặt sông Cầu chảy qua thành phố Thái Nguyên bằng

phương pháp hấp thụ nguyên tử (F-AAS), luận văn thạc sĩ hóa học, Đại

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

học sư phạm ĐHTN, 2011.

14. Trần Thị Thùy Dương, Nghiên cứu sự tạo phức màu của một số kim loại

nặng với thuốc thử hữu cơ bằng phương pháp trắc quang và ứng dụng

phân tích đánh giá môi trường, Luận văn thạc sĩ hóa học, ĐH Sư phạm

ĐHTN, 2009.

15.Tường Thị Cẩm Nhung, Phân tích, đánh giá hàm lượng các kim loại sắt,

mangan trong nước giếng khoan bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử

ngọn lửa (F-AAS), Luận văn thạc sĩ hóa học, ĐH Sư phạm ĐHTN, 2011.

16. Nguyễn Lệ Thúy, Nghiên cứu phân tích hàm lượng P và Mn trong gang

thép bằng phương pháp trắc quang, Luận văn thạc sĩ hóa học, ĐH Sư

phạm ĐHTN, 2010.

17. Điều kiện tự nhiên và xã hội (cập nhật ngày 31/12/2015), Cổng thông tin

điện tử tỉnh Quảng Ninh, http://www.quangninh.gov.vn

18.Kết quả kiểm nghiệm nước sau xử lý của nhà máy nước Diễn Vọngnăm

2012, 2013,2014,2015- Khoa xét nghiệm- Trung tâm y tế dự phòng Tỉnh

Quảng Ninh.

II. Tiếng Anh

19.Afsaneh Safavi, Marzieh Sadeghi, Design and evaluation of athorium (IV)

selective optode, 2006,pp.184-188

20. D.G. Karamanev, L. N. NiKolov, V. Mamatarkova(2002), “Rapid

simultaneousquantitave determination of ferric and ferrous ions in drainage

waters andsimilar solutions”, Minerals Engineering 15,2002, pp. 341-346.

21. C. Paipa, E. Poblete, M. Inés Toral, “Simultaneous determination of iron

and copper in pregnant liquid solutions”, Minerals Engineering 15,2006,

pp. 1-4.

22. J. Mendham, R.C. Denney, J. D. Barnes, M. Thomas, Vogel’s textbook of

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

quantitative Chemical Analysis, 6th Edition, Prentice Hall, 2000.

PHỤ LỤC

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

Bảng 1. Kết quả đo hàm lượng sắt và mangan trong các mẫu nước sau xử

lý của NMN Diễn Vọng năm 2012

Kí Nồng độ sắt (ppm) Nồng độ mangan(ppm)

STT hiệu

Quí 1 Quí 2 Quí 3 Quí 4 Quí 1 Quí 2 Quí 3 Quí 4 mẫu

1 DV1 0,032 0,134 0,071 0,069 0,034 0,048 0,081 0,059

2 DV2 0,029 0,138 0,045 0,045 0,051 0,048 0,074 0,045

3 DV3 0,032 0,145 0,058 0,073 0,054 0,046 0,086 0,073

4 DV4 0,033 0,142 0,069 0,046 0,043 0,043 0,076 0,046

5 DV5 0,034 0,144 0,077 0,071 0,044 0,050 0,079 0,071

6 DV6 0,028 0,154 0,065 0,065 0,046 0,039 0,081 0,065

7 DV7 0,029 0,158 0,059 0,059 0,045 0,043 0,086 0,056

8 DV8 0,033 0,143 0,068 0,074 0,034 0,037 0,072 0,072

9 DV9 0,028 0,145 0,076 0,075 0,055 0,045 0,074 0,071

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

10 DV10 0,033 0,147 0,072 0,073 0,054 0,051 0,081 0,062

Bảng 2. Kết quả đo hàm lượng sắt và mangan trong các mẫu nước sau xử

lý của NMN Diễn Vọng năm 2013

Kí Nồng độ sắt(ppm) Nồng độ mangan(ppm)

STT hiệu

Quí 1 Quí 2 Quí 3 Quí 4 Quí 1 Quí 2 Quí 3 Quí 4 mẫu

1 DV1 0,059 0,091 0,063 0,039 0,183 0,370 KPH 0,137

2 DV2 0,047 0,088 0,045 0,029 0,178 0,352 0,039 0,138

3 DV3 0,061 0,110 0,071 0,048 0,174 0,266 0,048 0,127

4 DV4 0,048 0,086 0,064 0,038 0,171 0,253 0,049 0,098

5 DV5 0,058 0,091 0,065 0,042 0,175 0,286 0,043 0,148

6 DV6 0,059 0,096 0,054 0,029 0,179 0,220 0,039 0,124

7 DV7 0,059 0,092 0,059 0,039 0,169 0,226 0,041 0,138

8 DV8 0,069 0,110 0,072 0,044 0,173 0,229 0,044 0,118

9 DV9 0,062 0,084 0,075 0,042 0,167 0,277 0,047 0,125

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

10 DV10 0,068 0,092 0,072 KPH 0,181 0,291 KPH 0,137

Bảng 3. Kết quả đo hàm lượng sắt và mangan trong các mẫu nước

sau xử lý của NMN Diễn Vọng năm 2014

Kí Nồng độ sắt(ppm) Nồng độ mangan(ppm)

STT hiệu

Quí 1 Quí 2 Quí 3 Quí 4 Quí 1 Quí 2 Quí 3 Quí 4 mẫu

1 DV1 0,244 0,094 0,114 0,053 0,033 0,032 0,124 0,040

2 DV2 0,241 0,118 0,177 0,078 0,034 KPH 0,157 0,043

3 DV3 0,123 0,105 0,125 0,062 KPH KPH 0,125 KPH

4 DV4 0,126 0,122 0,129 KPH 0,027 KPH 0,129 0,042

5 DV5 0,314 0,084 0,144 0,054 0,028 0,042 0,104 0,045

6 DV6 0,213 0,101 0,097 0,068 0,023 0,041 0,097 0,045

7 DV7 0,191 0,089 0,128 0,068 KPH 0,039 0,128 0,051

8 DV8 0,199 0,097 0,187 0,068 0,031 0,036 0,167 0,041

9 DV9 0,178 0,105 0,123 0,078 0,024 0,039 0,123 0,042

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

10 DV10 0,239 0,125 0,096 0,071 0,030 0,041 0,136 0,031

Bảng 4. Kết quả đo hàm lượng sắt và mangan trong các mẫu nước sau xử

lý của NMN Diễn Vọng năm 2015

Kí Nồng độ sắt(ppm) Nồng độ mangan(ppm)

STT hiệu

Quí 1 Quí 2 Quí 3 Quí 4 Quí 1 Quí 2 Quí 3 Quí 4 mẫu

DV1 0,096 0,041 0,152 0,410 0,039 0,042 0,124 KPH 1

DV2 0,088 0,043 0,151 0,360 0,045 0,044 0,147 KPH 2

DV3 0,081 0,040 0,192 0,246 0,040 0,043 0,125 KPH 3

DV4 0,088 KPH 0,195 0,243 0,035 0,052 0,129 0,054 4

DV5 0,117 0,045 0,189 0,267 0,045 0,051 0,112 0,034 5

DV6 0,090 0,055 0,194 0,218 0,037 0,045 0,097 0,041 6

DV7 0,093 0,051 0,242 0,213 0,037 0,047 0,124 0,032 7

DV8 0,114 0,041 0,243 0,119 0,041 0,043 0,153 0,046 8

DV9 0,101 0,042 0,212 0,134 0,042 0,042 0,093 0,052 9

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

10 DV10 0,102 0,042 0,211 0,036 0,039 0,041 0,096 0,041

Luận văn Thạc sĩ Hoá học: Đánh giá hàm lượng sắt và mangan trong nước sinh hoạt cấp từ nhà máy cấp nước Diễn Vọng - thành phố Hạ Long bằng phương pháp phổ hấp thụ phân tử

NGÔ THỊ DƯƠNG THÙY

ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG SẮT VÀ MANGAN TRONG NƯỚC SINH HOẠT CẤP TỪ NHÀ MÁY NƯỚC DIỄN VỌNG -THÀNH PHỐ HẠ LONG BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

THÁI NGUYÊN -2016

ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG SẮT VÀ MANGAN TRONG NƯỚC SINH HOẠT CẤP TỪ NHÀ MÁY NƯỚC DIỄN VỌNG-THÀNH PHỐ HẠ LONG BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ

Chuyên ngành: Hoá phân tích

Mã số: 60.44.01.18

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

THÁI NGUYÊN - 2016

Mẫu

Ion cản trở

Lấy từ dung dịch chuẩn (ppm) 10

Nồng độ (ppm) 0,2 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 0,2 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 0,2 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 0,2 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0

Thể tích (ml) 0,2 0,5 0,1 0,2 0,3 0,4 0,2 0,5 0,1 0,2 0,3 0,4 0,2 0,5 0,1 0,2 0,3 0,4 0,2 0,5 0,1 0,2 0,3 0,4

STT

Lấy từ dung dịch chuẩn (ppm) 1 10

Nồng độ sắt (ppm) 0,01 0,05 0,10 0,20 0,50 1,00 1,50 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00

Thể tích cần lấy (ml) 0,10 0,05 0,10 0,20 0,05 0,10 0,15 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80

Chương 3

Abs‘

Abs‘

-Abs

Ion

Abs

Nồng độ ion lạ (ppm) 0 0,2 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 0 0,2 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 0 0,2 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 0 0,2 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0

Sai số tương đối (%) 0 0 2,632 -2,632 -2,632 -2,632 2,632 0 2,632 0 2,632 -2,632 -2,632 -2,632 2,632 -2,632 -2,632 -2,632 -2,632 0 -2,638 -5,405 -2,638 -5,405

Mẫu không thêm chuẩn

Nồng độ mangan thêm vào 0,25ppm 0,245

Nồngđộ mangan thêm vào 0,5 ppm 0,507

Nồngđộ mangan thêm 1,0(ppm) 0,989

PHỤ LỤC

Có thể bạn quan tâm

Bài giảng Huỳnh quang và hóa phát quang: Chương 3 - Hóa phát quang

Luận văn Thạc sĩ: Chế tạo và nghiên cứu tính chất điện, từ của vật liệu multiferroic Ba₀.₇Ca₀.₃TiO₃/ NiFe₂O₄

Luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu vật liệu biến hóa dạng chuỗi một chiều chế tạo từ kim loại đồng trên đế FR-4 hoạt động tại tần số MHz ứng dụng trong truyền năng lượng không dây

Luận văn Thạc sĩ: Đánh giá khả năng tác động tới môi trường biển của việc xả nước thải từ sự cố nhà máy điện hạt nhân Fukushima sử dụng công cụ ERICA

Luận văn Thạc sĩ: Xây dựng mô hình đầu dò nơtron và gamma sử dụng nhấp nháy EJ-276 ghép nối với mảng nhân quang silicon

Luận văn Thạc sĩ: Đánh giá khả năng ảnh hưởng của bức xạ ion hóa đến sức khỏe cư dân khu vực mỏ đất hiếm Đông Pao, xã Bản Hon, huyện Tam Đường, tỉnh Lai Châu

Luận văn Thạc sĩ: Sử dụng phương pháp nhiễu xạ neutron khảo sát cấu trúc tinh thể và pha trật tự từ trong vật liệu Pr2FeCrO6

Luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu phân lập, xác định cấu trúc và hoạt tính ức chế NO của các hợp chất thứ cấp từ chủng vi nấm biển Aspergillus sp. CL251

Luận văn Thạc sĩ: Phân tích một số hợp chất bisphenol thôi nhiễm từ bao bì nhựa lên một số mẫu thực phẩm nền tinh bột

Luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu thành phần hóa học và đánh giá hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm của loài hoa mộc (Osmanthus fragrans (Thunb.) Lour.) ở Việt Nam

Luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu thành phần hóa học và đánh giá tác dụng kháng viêm của loài côi Turpinia montana (Blume) Kurz

Luận văn Thạc sĩ: Tổng hợp và đặc trưng tính chất vật liệu composite có cấu trúc nano chitosan–cyclodextrin/TiO₂–Ag

Luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu chế tạo và khảo sát một số tính chất của màng phủ trên cơ sở nhựa epoxy gốc nước và khung cơ kim - ZIF

Luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu tổng hợp một số dẫn xuất napthoquinone chứa nguyên tố flo bằng phản ứng đa thành phần

Luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu điều chế vật liệu Bioglass và tổ hợp lai với polymer ALG-F127 định hướng ứng dụng trong điều trị nội nha

Luận văn Thạc sĩ: Khảo sát thành phần hóa học và hoạt tính ức chế enzyme α-glucosidase trên một số hợp chất phân lập từ thịt quả bình bát nước (Annona glabra L.).

Luận văn Thạc sĩ: Tổng hợp và đánh giá hoạt tính chống ung thư của hợp chất lai chứa khung tetrahydro-β-carboline và imidazo[1,5-a]pyridine

Luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu tổng hợp một số dẫn xuất của benzazole

Luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu chiết tách lignin từ vỏ sầu riêng Ri6 (Durio zibethinus Murr.) và tổng hợp vật liệu biocomposite định hướng ứng dụng trong bảo quản sau thu hoạch

Luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu tổng hợp hạt nano bạc phủ acid hyaluronic mang doxorubicin định hướng ứng dụng trong điều trị ung thư

Tài liêu mới

Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu xây dựng thuật toán thích nghi và học tăng cường cấu trúc Actor - Critic điều khiển bám quỹ đạo cho robot di động đa hướng mecanum

Luận án Tiến sĩ: Cơ cấu bệnh tim mạch và chất lượng cuộc sống của người cao tuổi mắc suy tim, rung nhĩ điều trị tại Bệnh viện Thống Nhất, thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu hiện tượng nứt dăm đê sông vùng đồng bằng sông Hồng và dự báo khả năng bị nứt của một số đoạn đê

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu xây dựng giải pháp đảm bảo an toàn thông tin cho quá trình học liên kết dựa trên mật mã

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Phát triển năng lực đánh giá công nghệ cho học sinh trong dạy học môn Công nghệ 11 ở trường trung học phổ thông

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu phân loại chi cầu diệp – Bulbophyllum Thouars (Orchidaceae) ở vùng Tây Nguyên bằng phương pháp hình thái và phân tử

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu đặc điểm phân bố và dinh dưỡng của các loài lưỡng cư ở Vườn Quốc gia Bến En và Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Luông, tỉnh Thanh Hóa

Luận án Tiến sĩ: Tổng hợp luật dẫn và điều khiển cho một lớp tên lửa đối hải trên cơ sở ứng dụng mạng nơ ron và hệ mờ

Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu tổng hợp hệ điều khiển góc Pitch tua bin gió trong điều kiện có nhiễu tác động

Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu hóa học lipid của hai loài san hô thủy tức Millepora dichotoma và Millepora platyphylla ở Việt Nam

Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu kiểm soát phân phối công suất kéo trên cầu chủ động của ô tô con bằng ABS

Luận án Tiến sĩ: Ứng dụng phản ứng Domino vào tổng hợp các dẫn xuất Podophyllotoxin, Pyrimidine và đánh giá hoạt tính sinh học của các chất tổng hợp được

Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu thành phần hóa học và một số hoạt tính sinh học của cây chùm ngây (Moringa oleifera)

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu thành phần hóa học và ứng dụng ức chế ăn mòn cho thép của cao chiết xuất từ cây Lộc vừng thuộc họ Lecythidaceae

Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu hiện tượng nứt dăm đê sông vùng đồng bằng sông Hồng và dự báo khả năng bị nứt của một số đoạn đê

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Giới thiệu

Về chúng tôi

Việc làm

Quảng cáo

Liên hệ

Chính sách