intTypePromotion=3

Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Phân tích các dạng antimon bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử sau khi hidrua hóa (HG-AAS) kết hợp với chemometrics

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:158

0
41
lượt xem
8
download

Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Phân tích các dạng antimon bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử sau khi hidrua hóa (HG-AAS) kết hợp với chemometrics

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn đưa ra kết quả và thảo luận: Nghiên cứu các điều kiện tối ưu xác định hàm lượng Sb (III) bằng phương pháp HG-AAS; nghiên cứu ảnh hưởng của các chất khử đối với quá trình khử các dạng Sb thành Stibin; nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường phản ứng đối với quá trình khử Sb (V) thành Stibin bằng chất khử NaBH4; xác định đồng thời các dạng Sb theo phương pháp phổ hấp hấp thụ nguyên tử kết hợp với Chemometrics. Đánh giá phương pháp phân tích và ứng dụng phân tích mẫu thực.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Phân tích các dạng antimon bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử sau khi hidrua hóa (HG-AAS) kết hợp với chemometrics

  1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­ VŨ THỊ THẢO PHÂN TÍCH CÁC DẠNG ANTIMON BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ  HẤP THỤ NGUYÊN TỬ SAU KHI HIDRUA HÓA (HG­AAS) KẾT  HỢP VỚI CHEMOMETRICS LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2011
  2. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­ Vũ Thị Thảo PHÂN TÍCH CÁC DẠNG ANTIMON BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ  HẤP THỤ NGUYÊN TỬ SAU KHI HIDRUA HÓA (HG­AAS) KẾT  HỢP VỚI CHEMOMETRICS Chuyên ngành: Hóa phân tích  Mã số: 60 44 29 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. TẠ THỊ THẢO Hà Nội – Năm 2011
  3. Lời cảm ơn Với lòng biết  ơn sâu sắc, tôi xin chân thành  ảm  ơn PGS.TS. Tạ  Thị  Thảo đã giao đề  tài và tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện cho tôi hoàn thành  luận văn này. Tôi cũng xin chân thành cảm  ơn Ths. Phạm Hồng Chuyên, Ths.   Phạm Tiến Đức và các thầy cô trong bộ  môn Hóa phân tích đã hết lòng giúp  đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm  ơn gia đình, các bạn học viên, sinh viên  bộ môn Hóa phân tích đã giúp đỡ tôi trong thời gian làm luận văn. Hà Nội, ngày 1 tháng 12 năm 2011        Học viên                                                                                   Vũ Thị Thảo
  4. Vũ Thị Thảo                                                                                               M ục  lục MỤC LỤC MỞ  ĐẦU …...…………………………………………………………………… 1 CHƯƠNG   I:   TỔNG   QUAN  …………………………………………………….3 1.1.   TỔNG   QUAN   VỀ   ANTIMON   VÀ   CÁC   HỢP   CHẤT   CỦA   NÓ  ………….3 1.1.1.   Trạng   thái   tự   nhiên   và   tính   chất   của   antimon  ……………………………..3 1.1.1.1. Trạng thái tự nhiên  ……………………………………………………..3 1.1.1.2. Tính chất hóa học ……………………………………………………….3 1.1.2. Độc tính của antimon ……………………………………………………..4 1.1.3. Ô nhiễm antimon trong môi trường và cơ thể sống ……………………… 5 1.1.4. Mức độ antimon trong môi trường và con người ………………………… 5 1.1.4.1. Ô nhiễm antimon trong không khí ……………………………………...5 1.1.4.2. Thức ăn ………………………………………………………………….5 1.1.4.3. Nước …………………………………………………………………….6 1.2.   CÁC   PHƯƠNG   PHÁP   XÁC   ĐỊNH   ANTIMON  …………………………..6 1.2.1.   Các   phương   pháp   xác   định   có   sử   dụng   kĩ   thuạt   hidrua   hóa   (HG)  ………...6
  5. Vũ Thị Thảo                                                                                               M ục  lục 1.2.2.   Các   phương   pháp   phân   tích   sử   dụng   kĩ   thuật   kết   hợp  …………………….7 1.2.2.1. Phương pháp HPLC …………………………………………………….7 1.2.2.2.   Các   phương   pháp   phân   tích   sắc   kí   khí   (GC)  …………………………..10 1.2.2.3. Phương pháp điện di …………………………………………………..12 1.2.2.4. Các phương pháp dựa trên MS ………………………………………..13 CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM .........................................................................17 2.1.   NỘI   DUNG   VÀ   PHƯƠNG   PHÁP   NGHIÊN  CỨU ....................................17 2.1.1. Mục tiêu nghiên cứu ……………………………………………………17 2.1.2. Phương pháp nghiên cứu...………………………………………….…… 17 2.1.2.1. Nguyên tắc …………………………………………………………….17 2.1.2.2. Các thuật toán hồi qui đa biến ………………………………………… 17  2.1.2. Nội dung nghiên cứu .................................................................................19 2.2. HÓA CHẤT VÀ DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM ...............................................19 2.2.1. Hóa chất ....................................................................................................19 2.2.2.   Dụng   cụ   và   thiết   bị  đo ...............................................................................21 2.2.3.   Các   phần   mềm   tín   toán   và   xử  lý ................................................................21 2.3. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM .......................................................................21 CHƯƠNG   3.   K ẾT   QUẢ   VÀ   THẢO  LUẬN ......................................................23
  6. Vũ Thị Thảo                                                                                               M ục  lục 3.1. NGHIÊN CỨU CÁC ĐIỀU KIỆN TỐI ƯU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG Sb  (III) BẰNG PHƯƠNG PHÁP HG – AAS .......................................................23 3.1.1.   Khảo   sát   các   thông   số   của   máy   đo  AAS ...................................................23 3.1.1.1. Chọn vạch đo phổ ..................................................................................23 3.1.1.2. Cường độ dòng đèn catot rỗng (HCL) ...................................................23 3.1.1.3.   Chiều   cao   đèn   nguyên   tử   hóa   mẫu  …………………………………….24 3.1.1.4. Thành phần hỗn hợp khí cháy C2H2/không khí ……………………….25 3.1.1.5. Bề rộng khe đo  ………………………………………………………..26 3.1.2. Khảo sát điều kiện khử Sb(III) thành stibin với hệ HG ……………….26 3.1.2.1. Nồng độ  và bản chất của dung dịch axit ……………………………… 27 3.1.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ, tốc độ bơm NaBH4 và tốc độ bơm mẫu đến  khả   năng   khử   Sb(III)   thành   stibin  …………………………………………………..29 3.1.3.   Khảo   sát   khoảng   tuyến   tính   và   lập   đường   chuẩn   xác   định  Sb(III) ............40 3.1.4.   Khảo   sát   ảnh   hưởng  của   các   ion   lạ   tới  phép   xác   định   Sb(III)   bằng  phương   pháp   HG   –  AAS  ..............................................................................................44 3.1.4.1. Ảnh hưởng của một số ion kim loại thường gặp tới quá trình xác định   Sb  (III) ......................................................................................................................45 3.1.4.2. Ảnh hưởng của một số ion có khả năng hidrua hoá và một số hợp chất   hữu   cơ   thường   gặp   trong   dung   dịch ....................................................................49
  7. Vũ Thị Thảo                                                                                               M ục  lục 3.2. NGHIÊN CỨU  ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẤT KHỬ  ĐỐI VỚI QUÁ  TRÌNH KHỬ CÁC DẠNG Sb THÀNH STIBIN ...............................................51 3.2.1.   Khả   năng   khử   Sb(V)   thành   Sb(III)   của     KI   ……………………….. ….....51 3.2.2.   Khả   năng   khử   Sb(V)   thành   Sb(III)   của   axit   ascobic   …………………….52 3.2.3.   Khả   năng   khử   Sb(V)   thành   Sb(III)   của   hệ   khử   KI/Ascobic   ……………..52 3.2.4. Khả năng khử Sb(V) thành Sb(III) của hệ KBr/axit ascobic …………… 53 3.2.5. Khả  năng khử  Sb(V) thành Sb(III) của KHSO3 ………………………… 53 3.2.6.   Khả   năng   khử   Sb(V)   thành   Sb(III)   của   L­cystein  ……………………….54 3.3. NGHIÊN CỨU  ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG PHẢN  ỨNG ĐỐI  VỚI QUÁ TRÌNH KHỬ Sb (V) THÀNH STIBIN BẰNG CHẤT KHỬ NaBH 4  …………………………………………………………………………………54 3.4. XÁC ĐỊNH ĐỒNG THỜI CÁC DẠNG Sb THEO PHƯƠNG PHÁP PHỔ  HẤP THỤ  NGUYÊN TỬ  KẾT HỢP VỚI CHEMOMETRICS ……………… 56 3.4.1.   Đường   chuẩn   xác   định   các   dạng   Sb   riêng   rẽ  …………………………….56 3.4.2. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng ……………………………… 57
  8. Vũ Thị Thảo                                                                                               M ục  lục 3.4.3. Độ lặp lại và độ đúng của các phép xác định riêng từng dạng Sb ……… 58 3.4.4.   Kiểm   tra   tính   cộng   tính   của   các   dạng   Sb  ………………………………..59 3.4.5.   Xác   định   đồng   thời   các   dạng   Sb   vô  cơ ......................................................60 3.5.   ĐÁNH   GIÁ   PHƯƠNG   PHÁP   PHÂN   TÍCH   VÀ   ỨNG   DỤNG   PHÂN  TÍCH   MẪU   THỰC  …………………………………………………………………..63 3.5.1. Đánh giá tính phù hợp của phương pháp HG – AAS thông qua mẫu CRM  ……………………………………………………………………………63 3.5.2. Đánh giá tính phù hợp của phương trình hồi qui thông qua mẫu kiểm   chứng  …………………………………………………………………………...64 3.5.2.1. Xác định nồng độ các mẫu kiểm chứng theo phương pháp ILS ……… 64 3.5.2.2.   Xác   định   nồng   độ   các   mẫu   kiểm   chứng   theo   mô   hình   PCR  …………..65 3.5.3. Ứng dụng phân tích mẫu thực tế  ………………………………………...67 3.5.3.1.   Đối   với   mẫu   nước  ……………………………………………………...67 3.5.3.2.   Đối   với   mẫu   đất  ………………………………………………………..68 KẾT LUẬN …………………………………………………………………….77 TÀI LIỆU THAM KHẢO  ……………………………………………………..79 PHỤ LỤC
  9. Vũ Thị Thảo                                                                                               M ục  lục
  10. Vũ Thị Thảo                                                                                   Danh m ục  bảng DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang 1 Bảng 3.1: Ảnh hưởng của cường độ dòng HCL đến độ hấp thụ quang của Sb (Imax =  23 8mA) 2 Bảng 3.2: Ảnh hưởng của chiều cao đèn nguyên tử hóa mẫu đến độ hấp thụ quang của  24 Sb (III) 3 Bảng 3.3: Ảnh hưởng của thành phần hỗn hợp khí cháy C2H2/không khí đến độ hấp  25 thụ quang của Sb (III) 4 Bảng 3.4: Ảnh hưởng của bề rộng khe đo đến độ hấp thụ quang của Sb 26 5 Bảng 3.5: Ảnh hưởng của nồng độ H+ tới độ hấp thụ quang của Sb 27 6 Bảng 3.6:  Ảnh hưởng của bản chất axit đến độ hấp thụ quang của dung dịch Sb(III) 29 7 Bảng 3.7: Ảnh hưởng của nồng độ NaBH4 tới độ hấp thụ quang của dung dịch Sb(III) 30 8 Bảng 3.8.  Ảnh hưởng của tốc độ dòng NaBH4 tới độ hấp thụ quang của dung dịch  31 Sb(III) 9 Bảng 3.9: Ảnh hưởng của tốc độ dòng mẫu tới kết quả đo tín hiệu dung dịch Sb(III) 32 10 Bảng 3.10: Khoảng biến thiên của các yếu tố cần khảo sát 33 11 Bảng 3.11: Thứ tự và kết quả thí nghiệm tiến hành theo mô hình bậc hai đầy đủ 34 12 Bảng 3.12: Bảng hệ số hồi qui của phương trình hồi qui 35 13 Bảng 3.13: Bảng hệ số hồi qui của A sau khi loại bỏ yếu tố không có nghĩa 35 14 Bảng 3.14: Kết quả phân tích phương sai của A: 36 15 Bảng 3.15: Sai số giữa kết quả thực nghiệm với kết quả tính giá trị A từ mô hình 36 16 Bảng 3.16: Độ hấp thụ quang của các dung dịch Sb(III) 40 17 Bảng 3.17: Tóm tắt các điều kiện tối ưu xác định Sb(III) bằng phương pháp HG­AAS 43 18 Bảng 3.18: Kết quả đo ICP – MS của một số mẫu thực 44 19 Bảng 3.19: Ảnh hưởng của các cation tới kết quả đo Sb(III) 45 20 Bảng 3.20: Khảo sát khả năng sử dụng L­cystein làm chất loại ảnh hưởng của cation  46 (ASb(III) = 0,3548) 21 Bảng 3.21: Khảo sát khả năng sử dụng EDTA làm chất loại ảnh hưởng của cation  48 (ASb(III) = 0,3548) 22 Bảng 3.22: Ảnh hưởng của một số ion có khả năng hidrua hoá và một số hợp chất hữu   49 cơ thường gặp trong dung dịch tới kết quả đo Sb(III) (ASb=0,3548) 23 Bảng 3.23: Ảnh hưởng của các ion lạ tới phép đo Sb(III) 50 24 Bảng 3.24: Hiệu suất khử các dạng Sb trong môi trường HCl 6M 51 25 Bảng 3.25: Khả năng khử Sb(V) 5ppb của KI 51 26 Bảng 3.26: Khả năng khử Sb(V) 5ppb của axit ascobic 52 27 Bảng 3.27: Khả năng khử Sb(V) thành Sb(III) của hệ KI/Ascobic 52 28 52 29 53 30 53 31 Bảng 3.28: Khả năng khử các dạng Sb(V) thành Sb(III) của KBr/ axit ascobic 53 32 Bảng 3.29: Khả năng khử các dạng Sb(V) thành Sb(III) của KHSO3 54 33 Bảng 3.30: Khả năng khử các dạng Sb(V) thành Sb(III) của HCl 54 34 Bảng 3.31: Kết quả khảo sát khả năng khử các dạng Sb trong các môi trường khác  54 nhau 35 Bảng 3.32: Hiệu suất khử các dạng Sb trong các môi trường phản ứng (%) 56 36 Bảng 3.33: Khoảng tuyến tính và đường chuẩn xác định riêng các dạng Sb 57 37 Bảng 3.34: Kết quả đo độ hấp thụ quang lặp 10 mẫu trắng ở 58  các môi trường phản ứng khác nhau 38 Bảng 3.35: Kết quả tính LOD và LOQ ở các môi trường phản ứng 58 39 Bảng 3.36: Giá trị LOD và LOQ khi phân tích đồng thời các dạng Sb  58 40 Bảng 3.37.  Kết quả kiểm tra độ lặp lại và độ đúng của phép đo ở môi trường phản  59
  11. Vũ Thị Thảo                                                                                   Danh m ục  bảng ứng HCl 6M 41 Bảng 3.38: Kết quả kiểm tra độ cộng tính của các dạng Sb 60 42 Bảng 3.39: Ma trận nồng độ 20 dung dịch chuẩn 61 43 Bảng 3.40: Kết quả đo tín hiệu của các dung dịch mẫu chuẩn 61 44 Bảng 3.41: Ma trận độ hấp thụ quang của mẫu kiểm tra 62 45 Bảng 3.42:  Ma trận hệ số hồi qui của mô hình ILS (P) 62 46 Bảng 3.43.  Hệ số của các PC tính theo hàm SVD 62 47 Bảng 3.44: Hệ số của các PC tính theo hàm SVD 62 48 Bảng 3.45: Ma trận hệ số hồi qui của mô hình PCR (Fj) 63 49 Bảng 3.46: Kết quả đo mẫu CRM bằng phương pháp HG – AAS và ICP – MS 64 50 Bảng 3.47: Ma trận nồng độ các mẫu kiểm chứng phương pháp 64 51 Bảng 3.48: Kết quả tính nồng độ các chất trong mẫu kiểm chứng theo phương pháp  65 ILS 52 Bảng 3.48: Kết quả tính sai số giữa mô hình ILS và kết quả ban đầu 65 53 Bảng 3.49: Kết quả tính nồng độ các chất trong mẫu kiểm chứng theo phương pháp  66 PCR 54 Bảng 3.50: Sai số giữa mô hình tính PCR và nồng độ ban đầu của các mẫu giả 66 55 Bảng 3.51: Kết quả phân tích mẫu nước 67 56 Bảng 3.52: Kết quả CSb trong mẫu MD 71 57 Bảng 3.53: Kết quả CSb trong mẫu KM 72 58 Bảng 3.54: Kết quả CSb trong mẫu GG 72 59 Bảng 3.55: Kết quả CSb trong mẫu GĐ 73 60 Bảng 3.56: Hiệu suất thu hồi của các phương pháp vô cơ hóa mẫu trên mẫu GĐ 74 61 Bảng 3.57: Tóm tắt kết quả thực nghiệm 75
  12. Vũ Thị Thảo                                                                                   Danh m ục  bảng
  13. Vũ Thị Thảo                                                                                     Danh m ục  hình DANH MỤC HÌNH STT Tên hình Trang 1 Hình 2.1: Sơ đồ khối các bước tiến hành thí nghiệm đo HG ­ AAS 22 2 Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của cường độ dòng đèn HCL đến độ hấp thụ  24 quang của Sb (III) 3 Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thành phần khí hỗn hợp khí cháy  25 C2H2/không khí đến độ hấp thụ quang của Sb (III) 4 Hình 3.3: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang của Sb vào nồng độ H+ 27 5 Hình 3.4.  Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang của dung dịch Sb(III)  30 theo nồng độ NaBH4 6 Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang của dung dịch Sb(III)  31 theo tốc độ dòng NaBH4 7 Hình 3.6: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang của dung dịch Sb(III)  32 theo tốc độ dòng Sb(III) 8 Hình 3.7:  Đồ thị biểu diễn mặt mục tiêu Abs theo giá trị của nồng độ NaBH4 và tốc độ  38 bơm NaBH4 9 Hình 3.8:  Các đường đồng mức biểu diễn giá trị Abs theo tốc độ bơm mẫu và nồng  39 độ NaBH4 10 Hình 3.9.  Sự phụ thuộc của Abs theo nồng độ Sb(III) 40 11 Hình 3.10.  Đường chuẩn xác định Sb(III) 41 12 Hình 3.11.  Đồ thị biểu diễn % phương sai của các PC 63
  14. Vũ Thị Thảo                                                           B ảng kí hiệu những chữ viết  tắt BẢNG KÍ HIỆU NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT Bình phương tối thiểu nghịch đảo (inverse least  ILS squares) Cấu tử chính (Principal component) PC Điện di mao quản CE Hồi qui cấu tử chính (Principal component  PCR regression) Giới hạn định lượng LOQ Giới hạn phát hiện LOD Nồng độ Sb(III) tính theo phương trình đường  CSb(III)PT, ppb chuẩn Nồng độ Sb(III) thực tế (sau khi đã tính đến hệ số  CSb(III)TT, mg/g pha loãng) Khối phổ plasma cảm ứng ICP ­ MS Phương pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử sử dụng kĩ  HG ­ AAS thuật hidrua hoá Sắc kí khí GC Sắc kí lỏng hiệu năng cao HPLC
  15. Vũ Thị Thảo                                                                                                 M ở  đầu MỞ ĐẦU Cùng với sự  phát triển nhanh chóng của xã hội hiện đại, vấn đề  ô  nhiễm môi trường ngày nay đang trở thành mối quan tâm chung của nhân loại.   Số lượng các độc chất phân tán trong môi trường ngày một nhiều hơn do các  hoạt động sản xuất và tiêu thụ đa dạng của con người ngày một tăng. Trong   số đó, Antimon là nguyên tố được Liên minh châu Âu và cơ quan bảo vệ môi  trường của Hoa Kì xếp vào danh sách các chất độc hại bị cấm theo công ước   Basel.Tùy theo nguồn ô nhiễm và điều kiện phát tán, Sb đi vào môi trường   theo nhiều con đường và tồn tại  ở  nhiều dạng khác nhau, khả năng phân tán  và di chuyển trong môi trường, hấp phụ  và tương tác lên cơ  thể  con người  của các dạng cũng khác nhau [27, 28]. Vì vậy, việc định lượng các dạng Sb để  đánh giá mức độ nhiễm độc và làm tiền đề cho việc khảo sát nguồn ô nhiễm,  từ đó tìm biện pháp thích hợp để loại trừ và hạn chế ô nhiễm lan rộng là vấn  đề cấp bách.  Trong nghiên cứu xác định lượng vết các dạng Sb, số  lượng các công  trình nghiên cứu còn hạn chế  và chủ  yếu tập trung  ở  các nghiên cứu trên hệ  kết hợp sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPLC) kết nối với bộ phận phát hiện như  AAS, AES, AFS, MS, ...[10, 13, 17, 18, 39, 44]. Các hệ đo này cho phép tách và  định lượng đồng thời các dạng Sb một cách hiệu quả  trên nhiều đối tượng,  đặc biệt là đối tượng sinh học. Nhưng, chi phí cho quá trình phân tích khá lớn  do đòi hỏi trang thiết bị đắt tiền nên không phải phòng thí nghiệm nào cũng có   thể trang bị được. Vấn đề đặt ra trong thực tế thí nghiệm Việt Nam hiện nay   là cần nghiên cứu một phương pháp có thể sử dụng các thiết bị phổ biến hơn   để định dạng Sb mà không cần công đoạn tách. Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành  toán học thống kê và tin học  ứng dụng, Chemometrics ­ một nhánh của hóa  học phân tích hiện đại ­ đã phát triển nhanh chóng và được  ứng dụng ngày  một rộng hơn. Một mảng quan trọng trong Chemometrics đang được nghiên  15Luận văn thạc sĩ
  16. Vũ Thị Thảo                                                                                                 M ở  đầu cứu và sử dụng hiệu quả là kĩ thuật hồi qui đa biến – thuật toán xác định đồng  thời nhiều cấu tử  trong hỗn hợp mà không cần tách loại. Thuật toán này đã  được ứng dụng rộng rãi để giải quyết nhiều bài toán định dạng phức tạp. Đối  với vấn đề xác định các dạng Sb trong hỗn hợp, hiện nay chưa có nhiều công  trình nghiên cứu theo hướng này tuy  ưu điểm của nó là rất lớn so với các   hướng nghiên cứu khác. Vì vậy, chúng tôi đã lựa chọn nghiên cứu góp phần   phát triển các phương pháp xác định đồng thời các dạng Sb theo hướng  ứng  dụng Chemometrics trong phạm vi luận văn là “Phân tích các dạng antimon  bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử sau khi hidrua hóa (HG­AAS)   kết hợp với chemometrics”. 16Luận văn thạc sĩ
  17. Vũ Thị Thảo                                                                                                 M ở  đầu 17Luận văn thạc sĩ
  18. Vũ Thị Thảo                                                                                           T ổng quan   CHƯƠNG 1 ­ TỔNG QUAN        1.1. TỔNG QUAN VỀ ANTIMON VÀ CÁC HỢP CHẤT CỦA NÓ  1.1.1. Trạng thái tự nhiên và tính chất của Antimon 1.1.1.1. Trạng thái tự nhiên Antimon ( ký hiệu hoá học Sb), có số  hiệu nguyên tử 51, là một á kim,  nằm ở nhóm VA, chu kì 5 trong bảng hệ thống tuần hoàn. Trong tự nhiên, Antimon không tồn tại  ở dạng đơn chất mà phổ  biến  ở  dạng hợp chất. Các khoáng chất phổ  biến nhất của antimon là stibnite,  tetrahedrite, bournonite, boulangerite, và jamesonite. Trong hầu hết các  khoáng chất, antimon kết hợp với lưu huỳnh để  tạo ra sulfua antimon   (Sb2S3).  Dạng  ổn định nhất của antimon là dạng á kim màu trắng­lam.  Các dạng màu vàng và đen là các phi kim không  ổn định.    Antimon có  khoảng 20 đồng vị phóng xạ được biết đến và 4 dạng thù hình: Sb vàng,  Sb đen, Sb kim loại, Sb nổ. Có hai đồng vị  tự nhiên bền của antimon là  antimon­121 và antimon­123 [1]. Hàm lượng antimon trong vỏ Trái đất ước tính khoảng 0.2 ppm, xếp thứ  năm trong số các nguyên tố hóa học tìm thấy trong lớp vỏ Trái Đất.  1.1.1.2. Tính chất hóa học      Antimon là một nguyên tố á kim khá hoạt động vừa có tính kim loại vừa có   tính phi kim.  Antimon không phản  ứng với oxy trong không khí  ở  nhiệt độ  phòng,  không phản ứng với nước lạnh hay với hầu hết các axit lạnh, tan trong một số  axit nóng, và trong nước cường toan. Antimon không phản  ứng với axit clohiđric, axit flohiđric,  axit  sunfuric loãng, kiềm, dung dịch amoniac, nitơ, cácbon, có phản ứng với axit có  18 Luận văn thạc sĩ
  19. Vũ Thị Thảo                                                                                           T ổng quan   tính oxi hóa mạnh, nước cường thuỷ, chất oxi hoá điển hình  ở  thể  chảy,  halogen, canogen.  Ở  nhiệt độ  cao có sự  chuyển hoá giữa antimon  ở  thể  rắn,   lỏng và hơi. 2Sb + 10 HNO3 đặc  Sb2O5 + 10 NO2 +5 H2O 3Sb + 18HCl loãng  +5HNO3 đặc 3H[SbCl6] + 5NO + 10H2O 6Sb + 6KOH +5 KClO3  6KSbO3 + 5KCl + 3H2O 2Sb( bột) + 3Cl2  2SbCl3 Sb (vàng)  Sb (kim loại) [2] 1.1.2. Độc tính của antimon Trong tự nhiên, antimon thường được tìm thấy  ở hai dạng là Sb(III) và  Sb (V) trong các mẫu môi trường, sinh học và địa hoá, trong đó Sb (III) có độc  tính cao hơn Sb (V) 10 lần.  Nếu tiếp xúc quá nhiều với Sb qua đường ăn uống   và hô hấp có thể  gây ra tác hại sức khỏe  ở  người và động vật có vú khác   [27]. Antimon đi vào cơ  thể  có thể  qua nguồn   nước, thực phẩm hoặc qua   không khí theo đường hô hấp gây  ảnh hưởng lớn đến sức khỏe lớn của con   người.  Antimon  ở  dạng vô cơ  độc hại hơn antimon hữu cơ. Antimon xâm  nhập vào cơ  thể  người qua đường hô hấp, khu trú  ở  các cơ  quan của hệ  hô  hấp, hệ tim mạch, da và mắt. Khi nhiễm độc antimon  ở  mức độ  thấp, chúng   có thể gây kích ứng mắt và phổi, mất ngủ, đau đầu, hoa mắt, trầm cảm, kích   ứng khí quản gây ho, kích ứng da gây ban ngứa. Với liều lượng lớn hơn chúng  có thể gây đau bụng, tiêu chảy, nôn, và loét dạ dày, gây xung huyết phổi, loạn   nhịp tim, gây tổn thương gan, cơ  tim với điện tâm đồ  bất thường, gây giảm   khả  năng sinh sản  ở nữ.  Ở  liều cao hơn, antimon và các hợp chất của nó có  thể gây ra ung thư phổi, tim, gan, và tổn thương thận. Ở liều rất cao, chúng có  thể gây tử vong [1, 27]. Đối với môi trường sống, ảnh hưởng gây hại của Sb trên cây trồng, vật   nuôi, và con người vẫn là một câu hỏi mở và các chức năng sinh lý của nguyên   19 Luận văn thạc sĩ
  20. Vũ Thị Thảo                                                                                           T ổng quan   tố này chưa rõ ràng. Đặc biệt, hiểu biết về các chu trình sinh địa hoá của Sb là  rất hạn chế, nhất là khi so với các nguyên tố độc hại khác như Hg, Pb, và Cd   [22, 44]. Nguy cơ  gây ô nhiễm Antimon còn do sự  có mặt Antimon trong khí   quyển, thực vật, đất, trầm tích, nước, đá cao nên Liên minh châu Âu và Cơ  quan Bảo vệ  môi trường của Hoa Kỳ  xếp các hợp chất Antimon trong danh  sách các hợp chất độc hại bị cấm theo Công ước Basel [27]. 1.1.3. Ô nhiễm antimon trong môi trường và cơ thể sống Antimon phát tán vào môi trường do kết quả  của hoạt động của con  người như  việc đốt than hoặc do các bụi bay khi các quặng chứa antimon bị  nung.  Antimon thường đi kèm với asen phát tán vào nước, một số hợp chất ít  tan bị hấp thụ vào đất sét hoặc đất và các lớp trầm tích, dưới dạng hợp chất  của sắt và nhôm. Mặc dù rất ít thống kê về các dạng antimon trong nước, tuy   nhiên cùng với các dự đoán về nhiệt động học, chúng ta có thể chỉ ra rằng đại   đa số các dạng của antimon trong nước là dưới dạng Sb(OH6)­ [27]. 1.1.4. Mức độ ô nhiễm antimon trong môi trường và con người 1.1.4.1. Ô nhiễm antimon trong không khí Ngày nay nồng độ của antimon trong không khí đã giảm đi khá nhiều do   sự phát thải công nghiệp đã giảm thiểu đáng kể nhờ việc sử dụng các tấm lọc  bụi. Sự mài mòn của antimon (và các kim loại khác) từ phanh, lốp xe với mặt   đường cũng như  sự  phát thải của sol khí antimon trong các phương tiện là  những nguồn antimon chính trong khói bụi ở thành phố. Ở những nơi ô nhiễm   hàm lượng antimon khoảng từ 0,6 đến 32 ng/m3 được xác định vào những năm  1980. Ở Jungfraujoch, Thụy Sỹ, nồng độ antimon trong không khí đã được ghi   lại khoảng 0,2 ng/m3. Trong Gottingen, một thành phố  vừa  ở  Đức, khoảng  176kg antimon đã thải ra hàng năm từ những nguồn trên. Lượng antimon trong  20 Luận văn thạc sĩ

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản