Nghiên cứu, xác định cơ chế của phức 1-(2 Pyridylazo)-2-Naphthol (Pan) với CD(II) bằng phương pháp chiết – trắc quang và khả năng ứng dụng phân tích

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

32
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phương pháp chiết trắc quang phức đơn ligan giữa Cd(II) với 1-(2-pyridylazo)-2-naphtol (PAN) để xác định lượng vết của cadimi được trình bày khá chi tiết và đầy đủ. Phương pháp này dựa trên phép đo độ hấp thụ quang của dung dịch chiết trong dung môi cloroform từ dung dịch trong nước với tỷ lệ phức Cd2+:PAN = 1: 2. Hệ số hấp thụ mol của phức đơn ligan Cd(II)R2 xác định được là 6,09.104 lit.mol-1.cm-1 ở bước sóng tối ưu là 560 nm.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu, xác định cơ chế của phức 1-(2 Pyridylazo)-2-Naphthol (Pan) với CD(II) bằng phương pháp chiết – trắc quang và khả năng ứng dụng phân tích

Khoa hoïc - Coâng ngheä NGHIEÂN CÖÙU, XAÙC ÑÒNH CÔ CHEÁ CUÛA PHÖÙC 1-(2 PYRIDYLAZO)- 2- NAPHTHOL (PAN) vôùi CD(II) BAÈNG PHÖÔNG PHAÙP CHIEÁT – TRAÉC QUANG VAØ KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG PHAÂN TÍCH Phạm Thị Kim Giang1, Đặng Xuân Thư2, Hồ Viết Quý2 1 Trường Đại học Hùng Vương, 2 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Tóm tắt Phương pháp chiết trắc quang phức đơn ligan giữa Cd(II) với 1-(2-pyridylazo)-2-naphtol (PAN) để xác định lượng vết của cadimi được trình bày khá chi tiết và đầy đủ. Phương pháp này dựa trên phép đo độ hấp thụ quang của dung dịch chiết trong dung môi cloroform từ dung dịch trong nước với tỷ lệ phức Cd2+:PAN = 1: 2. Hệ số hấp thụ mol của phức đơn ligan Cd(II)R2 xác định được là 6,09.104 lit.mol-1.cm-1 ở bước sóng tối ưu là 560 nm. Kết quả phân tích mẫu thực phù hợp với phương phấp quang phổ hấp thụ nguyên tử dùng ngọn lửa. 1. Mở đầu là một trong những phương pháp cho độ nhạy Cadimi có trong tự nhiên như vỏ trái đất và và độ chọn lọc cao. Trong công trình này chúng thường đi với kẽm. Cd còn có trong các sản phẩm tôi nghiên cứu phương pháp xác định hàm lượng của quá trình sản xuất Zn, Pb, Cu,... và tinh chế cadimi trong mẫu bằng phương pháp chiết - trắc quặng. Ngoài ra nó xâm nhập vào môi trường qua quang với PAN bằng dung môi cloroform. đất khi chúng ta sử dụng phân bón và thuốc trừ 2. Thực nghiệm sâu có chứa Cd. Dung dịch Cd2+ 10-3M được pha chế từ muối Cadimi là một trong các nguyên tố ít có lợi cho Cd(NO3)2.4H2O thuộc loại tinh khiết phân tích cơ thể con người và động vật. Ảnh hưởng của Cd PA và nước cất 2 lần, nồng độ của Cd2+ được xác đến cơ thể con người: bệnh tiêu chảy, đau dạ dày, định chính xác bằng phương pháp phổ hấp thụ nôn mửa, gãy xương, ảnh hưởng đến khả năng nguyên tử. Dung dịch thuốc thử PAN 10-3M được sinh sản, tổn thương hệ thần kinh, tổn thương pha từ hoá chất tinh khiết của Merk dạng bột với hệ miễn dịch, rối loạn tâm lý, tổn thương ADN lượng cân chính xác bằng axeton và nước cất 2 và phát triển ung thư. Nếu hít phải Cd sẽ gây tổn lần. KNO3, HNO3, NaOH,… được pha từ các hoá thương nghiêm trọng đến phổi và dẫn đến tử chất tinh khiết PA với lượng cân chính xác. vong, [5]. Nguyên tố này và dung dịch các hợp Các phép cân đều thực hiện trên cân phân tích chất của nó là những chất cực độc thậm chí với Satorius có độ chính xác 0,1 mg; pH của các dung nồng độ rất thấp sẽ tích luỹ sinh học trong cơ thể dịch đều được đo và điều chỉnh trên pH mét TOA cũng như trong các hệ sinh thái. Cadimi đi vào cơ HM-16S. Mật độ quang của các dung dịch nước thể con người qua đường thức ăn như là: gan động cũng như dịch chiết đều được đo trên máy đo vật, nấm, chai, sò, dừa và rong biển phơi khô,... quang GENESYS – 10. [1], [4], [5]. Hàm lượng 30mg/l đủ dẫn đến cái 3. Kết quả và thảo luận chết. (Theo QCVN 2008 trong nước ao, hồ, thải 3.1. Nghiên cứu sự hình thành phức đa ligan 0,005mg/l, [6]). Vì vậy việc xác định hàm lượng trong hệ và Cd(II)-PAN [2,3] kim loại này trong nước sinh hoạt và nước thải Kết quả cho thấy bước sóng hấp thụ cực đại của là hết sức quan trọng. Có nhiều phương pháp xác phức đơn ligan Cd(II)-PAN cũng là bước sóng tối định hàm lượng các cation kim loại trong dung ưu 560 nm, còn PAN hấp thụ cực đại ở bước sóng dịch nước, trong đó phương pháp chiết-đo quang 470 nm. Như vậy, có sự chuyển dịch bước sóng 28 Ñaïi hoïc Huøng Vöông - K hoa hoïc Coâng ngheä
1.2 1 0.4 0.8 (1) (2) 0.2 ∆A1.4 Khoa hoïc - Coâng ngheä 0.6 0 1.2 400 450 500 550 600 650 0.4 1 λ(nm) 0.2 (1) (2) ∆A1.4 0 0.8 1.8 400 0.6 450 500 550 600 650 1.2 0.4 1.6 λ(nm) 1.4 1 0.2 1.2 0.8 (1) (2) 1.8 0 1 1.6 400 450 500 550 600 650 0.6 1.4 0.8 λ(nm) 0.6 1.2 0.4 1 1.8 0.4 0.2 1.6 0.2 0.8 0.6 1.4 0 0 400 450 500 550 600 1.2 650 4 6 8 10 12 14 0.4 λ(nm) 0.2 1 Hình 1: Sự phụ thuộc mật độ quang 0 0.8 Hình 2: Sự phụ thuộc ∆Acủa i .10 mật −5 độ quang vào pH 4 0.6 6 8 10 12 14 1.8 vào bước sóng 0.4 0.47 C Cd 2 + y = -0.0653x + 0.4751 1.6 (1): PAN so với nước 0.2 −5 0.46 R2 = 0.9561 1.4 0 ∆Ai .10 (2): Cd(II)-PAN so với PAN 4 6 0.47 8 10 0.4512 y = -0.0653x 14 + 0.4751 1.2 C Cd 2 + 0.44 R2 = 0.9561 1 0.46 −5 lớn 0.8 khi hình thành phức (∆λ = 90 nm). Nên có thể 0.45 ∆Ai .10 0.43 0.47 khẳng 0.6 định có sự tạo phức đơn ligan Cd(II)-PAN, 0.44 CCd y = -0.0653x + 0.4751 0.42 R = 0.9561 2+ 2 ∆ 0.46 với 0.4 bước sóng hấp thụ cực đại λ toi uu = 560 nm. 0.43 0.45 0.41 0.2 Tiến hành chiết phức bằng một số dung môi 0.420.44 0.40 ∆Ai 0 hữu 4cơ thấy 6 có các 8dung môi 10 chiết 12tốt là: dung 14 0.41 0.43 0.2 0.4 0.6 Agh 0.8 1.0 môi cloroform, tetraclocarbon và benzen. Chúng 0.400.42 ∆Ai −5 tôi tiến hành thí nghiệm∆Ai .10với dung môi cloroform 0.2 0.41 Hình 0.4 3. Đồ0.6 thị xác định 0.8 hệ số 1.0 tuyệt đối 1.2 Agh của Cd(II) trong p 0.47 0.40 để khảo sát tiếp các điều C Cdkiện 2+ còn y = lại: pH +tối -0.0653x ưuHình 0.4751 là 3.Hình 3: Đồ thị xác Đồ thị0.2xác định0.4hệ0.46 định số tuyệt hệ số0.8 0.6 đối của tuyệt đối Cd(II) trong 1.0 củaphức Cd(II) 1.2đơn ligan 0.46 R2 = 0.9561 9,2 với thời gian lắc chiết là 3 phút, thời gian đo trong phức đơn ligan 0.45 sau chiết là 5 phút, thể tích dung môi tối ưu là 5ml,Hình 0.463. Đồ thị xác định hệ số tuyệt đối của Cd(II) trong phức đơn ligan 0.44 0.44 hệ số phân bố và hiệu suất chiết khá cao (98,8%). 0.43 0.46 0.44 Dưới đây là kết quả khảo sát pH: 0.42 0.42 3.2. Xác định thành phần của phức Cd(II)- 0.420.44 ∆Ai 0.41 0.40 PAN, [2] Agh 0.40 0.42 Sử dụng các phương 0.2 pháp 0.4 hệ đồng 0.6 phân 0.8 tử 0.40 1.0 1.2 0.38 mol, tỉ số mol xác định được tỉ lệ của Cd(II):PAN 0.40 0.38 trong phứcHình là 1:2. 3. ĐồĐểthị xác địnhhệhệ xác định số tuyệt số tuyệt đối của đốiCd(II) trong phức đơn0.36 ligan 0.38 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 của Cd(II) và PAN trong phức đa ligan, sử dụng 0.36 phương pháp hiệu 0.46 suất tương đối Staric-Bacbanel. 0.0 0.36 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0.0 Hình 4. Đồ 0.2 0.4thị xác định 0.6 hệ số0.8tuyệt đối 1.0của PAN trong ph Kết quả trên hình 3 cho thấy: Sự phụ thuộc 0.44 Hình 4. Đồ thị xác định hệ số tuyệt đối của PAN trong phức đơn ligan −5 HìnhHình 4: Đồ 4. Đồ thị thị xác xác định hệ sốđịnh hệ của tuyệt đối số tuyệt đối phức PAN trong của PAN đơn ligan ∆A i .10 ∆A i 0.42 C Cd2+ trong phức đơn ligan của vào ∆A gh là một đường 0.40 thẳng, chứng tỏ hệ số tuyệt đối của Cd(II) đi vào 3.3. Nghiên cứu cơ chế tạo phức đơn ligan phức là 1. Cd(II)-PAN, [2] 0.38 Kết quả trên hình 4 cho thấy: Sự phụ thuộc Để xác định dạng Cd(II), PAN đi vào phức đơn 0.36 ligan chúng tôi chọn đoạn tuyến tính trong đồ thị ∆A i .10 −5 0.0 ∆A i0.2 0.4 0.6 phụ thuộc mật1.0 0.8 độ quang của phức vào pH và xác của C PAN vào ∆ A gh là một đường định các giá trị CK, CK - CR, CK - CR’, lgB. Hình 4. Đồ thị xác định hệ số cong, chứng tỏ hệ số tuyệt đối của PAN đi vàotuyệt đối của PAN trong phức đơn Kết quả xác định ligan-lgB(Cd2+) = f(pH) tuyến tính phức là 2. có tgα ≈ 2 là phù hợp. Khi đó tgα = q.n = 2 mà q = Từ các phương pháp trên chúng tôi kết luận 2 nên n = 1, tương ứng với i = 0. Qua đó chúng tôi như sau: Phức tạo thành là đơn nhân và có tỉ lệ có thể đưa ra giả thiết về công thức giả định của Cd(II):PAN = 1:2. phức như sau: Ñaïi hoïc Huøng Vöông - Khoa hoïc Coâng ngheä 29
Khoa hoïc - Coâng ngheä tuyến tính, xây dựng đường chuẩn. Chuẩn bị dãy mẫu theo phương pháp thêm chuẩn, nồng độ cần xác định là Cx, nồng độ gốc là N N C0 = 0,5002 M (xác định theo phương pháp thêm N chuẩn của phổ hấp thu nguyên tử dùng ngọn lửa O F-AAS). Dựa vào định luật Bia, ta suy ra công thức Cd2+ O tính: A x = C x , từ đó xác định được Cx. N A1 C x + C1 N N Theo kết quả trên bảng 1, Cx trung bình được xác định bởi phương pháp thêm chuẩn của chiết - trắc quang là nồng độ của Cd(II) có trong mẫu giả 3.4. Xác định hệ số lượng hấp thụ phânxáctử của Cx(tb) = 0,5057 M. So sánh với nồng độ Cd tính Bảng 1. Hàm Cd(II) địnhphức trong mẫu tự tạo Cd-PAN theo phương pháp thêm chuẩn theo phương pháp thêm chuẩn trên phổ F-AAS, ta Xác Cx+ nC1(10 M) Cx+ 0,20 Cx+0,40 Cx+0,60 Cx+0,80 tính 5 định hệ số hấp thụ phân tử theo phương được sai Cx+1,00 số tương đối là 1,08%. Như vậy, sai Cx(trung bình) pháp Mẫu X(C x.10 5 Komar với 6 cặp0,5111 ) 0,5007 thí nghiệm thống số và xử lí0,4944 0,4968 này chấp0,5057 0,5064 nhận được. kê trên Microsoft Excel với p = 0,95 ta được kết Sử dụng phương pháp chiết trắc quang (theo quả: εphức = 6,09.10 thêm chuẩn) và phương pháp thêm chuẩn trong Bảng 2. .KếtĐốiquảvớiđophương pháp ao,đường 4 mẫu nước hồ, mương, chuẩn, được εphức = 6,28.10 4 cống ở thị. Sotrấn sánhLâm sai khác phép xác định Cd bằng phổ hấp thụ nguyên tử sự Thao giữa hai STTphương pháp này Chiết-TQ theo Fiso, F-AAS Sai ta sốthấy tương sự đối F-AAS, xác định được hàm lượng Cd trong một sai QCVN[6] khác này1 là ngẫu nhiên. Như 0.0072 0.0069 vậy, kết quả giữa hai số0.005 4.58 mẫu nước ao, hồ, mương, cống ở thị trấn Lâm N NN N phương 2 pháp 0.0047 Komar và đường0.0043 chuẩn là 8.30tương đối Thao 0.005trên bảng 2 cho biết kết quả của hai phương phù hợp.3 0.0035 N N 0.0033 O 6.29O pháp 0.005trên có sai số tương đối không quá 10%, là 3.5.4Xác định0.0058 Cd trong 0.0060 nước -2.93 sai0.005 số chấp nhận được. 2+ sinh hoạt ở Thạch Sơn, Lâm5 Thao, 0.0064 Cd Phú Thọ0.0062 Cd 2+ 2.66 0.005 bảng 2 cho thấy, trong 10 mẫu trên có 7/10 Qua Khảo 6 sát các Oyếu tốO 0.0043 0.0039 ảnh hưởng đến9.77 phép xác mẫu (in đậm) có hàm lượng Cd vượt ngưỡng tiêu 0.005 7 0.0085 0.0091 N N Zn(II), -7.29 chuẩn 0.005 cho phép (Theo QCVN:2008 BTNMT), 3 định cadimi, các nguyên tố như: Mn(II), 8 0.0180 N Pb(II), Fe(III) đều ảnh hưởng N 0.0184 N đến N phép-2.22xác định. mẫu 8, 9, 10 là mẫu nước thải của nhà máy Supe 0.005 9 0.0116 0.0114 1.72 0.005 Lâm Thao có hàm lượng Cd khá cao, gấp photphat Chính vì vậy, để hạn chế sự ảnh hưởng của các 10 0.0156 0.0166 -6.41 hàm0.005 lượng cho phép 3,4 lần. ion này thì chúng tôi sử dụng phương pháp thêm 4. Kết luận chuẩn để xác định Cd trên cơ sở xây dựng đoạn Bảng 1.Bảng Hàm1.lượng Cadimi(II) Hàm Cd(II) xác định lượng Cd(II) xáctrong địnhmẫu trongtựmẫutạo tự tạo có khả năng tạo theo phương pháp thêm theo phương phápchuẩn thêm chuẩn Cx+ nCC 1(10 5 M) (10C5xM) + 0,20 phức đơn nhân, x+ nC 51 Cx+ C0,20 x+0,40 Cx+0,60C +0,60 Cx+0,40 x Cx+0,80C +0,80 x Cx+1,00C +1,00 x Cx(trung bình) Cx(trung bình) Mẫu X(C x.10 ) .10 0,5007 5 0,5111 0,5111 0,4968 0,49680,4944 0,4944 0,5064 0,5064 0,5057 0,5057 đơn ligan trong Mẫu X(C x ) 0,5007 hệ Cd(II)-PAN Bảng 2.BảngKết quả đo quả mẫuđo nước theo tỉ lệ 1:2 dưới 2. Kết mẫuao, hồ, mương, nước ao, hồ, mương, dạng CdR bão hòa điện tích và cống ở thịcốngtrấn Lâm ở thị Thao trấn Lâm Thao 2 STT Chiết-TQ F-AASF-AAS Sai số tương phối trí. Phức có khả năng chiết STT Chiết-TQ Sai số đối tươngQCVN[6] đối QCVN[6] 1 0.0072 1 0.0069 0.0069 4.58 4.58 0.0072 0.005 0.005 tốt trong dung môi ít phân cực và 2 0.0047 2 0.0043 0.0043 8.30 8.30 0.0047 0.005 0.005 không phân cực trong khoảng pH 3 0.0035 3 0.0033 0.0033 6.29 6.29 0.0035 0.005 0.005 từ 8,5 đến 9,5 và tốt nhất là ở là 9,2. 4 0.0058 4 0.0060 0.0060 -2.93 -2.93 0.005 0.005 Dung dịch chiết có độ hấp thụ cực 0.0058 5 0.0064 5 0.0062 0.0062 2.66 2.66 0.0064 0.005 0.005 đại ở 560nm. Phương pháp chiết 6 0.0043 6 0.0039 0.0039 9.77 9.77 0.0043 0.005 0.005 trắc quang phức CdR2 có khả năng 7 0.0085 7 0.0091 0.0085 0.0091 -7.29 -7.29 0.005 0.005 ứng dụng định lượng Cd (II) trong 8 0.0180 8 0.0184 0.0180 0.0184 -2.22 -2.22 0.005 0.005 các mẫu nước, kết quả phân tích 9 0.0116 9 0.0114 0.0116 0.0114 1.72 1.72 0.005 0.005 phù hợp với phương pháp phổ hấp 10 0.0156 0.0156 10 0.0166 0.0166 -6.41 -6.41 0.005 0.005 thụ nguyên tử. 30 Ñaïi hoïc Huøng Vöông - K hoa hoïc Coâng ngheä
Khoa hoïc - Coâng ngheä Tài liệu tham khảo application in studies of interactions among metals [1]. R. Baselt, Disposition of Toxic Drugs and in China. Toxicol. Lett. 192; pp.45-49, 2010. Chemicals in Man, Biomedical Publication, Foster [5]. Phạm Văn Khang, Nguyễn Ngọc Minh, City, CA, pp. 212-214, 2008. Nguyễn Xuân Huân, Một số nghiên cứu về kim loại [2]. Hồ Viết Quý, Các phương pháp phân tích quang học trong hoá học, Nhà xuất bản Đại học nặng trên thế giới, Tạp chí Hoá học số 61, tr. 157- Quốc gia Hà Nội, 1999. 161, 2004. [3]. Hồ Viết Quý - Chiết tách, phân chia và xác [6]. Tuyển tập Bộ QCVN: 2008 BTNMT, Quy định chất bằng dung môi hữu cơ, NXB Khoa học và chuẩn Kỹ thuật Quốc gia về Môi trường năm 2008, kỹ thuật, tập 1, 2001, tập 2 , 2006. [4]. Nordberg GF, Biomarkers of exposure, TCVN 5994:1995. Chất lượng nước. Lấy mẫu. effects and suscepbility in humans and their Hướng dẫn lấy mẫu ở hồ ao tự nhiên và nhân tạo. SUMMARY STUDYING, IDENTIFYING MECHANISMS OF COMPLEX 1 - (2 PYRIDYLAZO) - 2 – NAPHTHOL (PAN) WITH CD (II) BY THE METHOD OF EXTRACTION – PHOTOMETRIC AND USABILITY ANALYSIS Pham Thi Kim Giang1, Dang Xuan Thu2, Ho Viet Quy2 1 Hung Vuong University 2 Hanoi National University of Education A extract-spectrophotometric method for the determination of trace amounts of cadimium with complex between Cd(II), 1-(2-pyridylazo)-2-naphtol (PAN) was described. The method is based on the measurement of absorbance of extract solutions in cloroform from aqua solution at pH 9,20. The complex in the system Cd(II)-PAN has been studied by extraction - spectrophotometric method with complex rate Cd2+:PAN = 1:2. The molar absorptivity of CdR2 complex was found 6,09.104 lit.mol-1.cm-1 at optimal wave-length 560 nm. The analytical results agree with Flame - Atomic absorption spectrophotometric method. MOÂ HÌNH NHIEÀU MÖÙC CHO... (Tiếp trang 15) tuyến trên. Do đó cần có những bước đi phù hợp, Tài liệu tham khảo định hướng rõ ràng của các cấp quản lý nhằm [1] Nguyễn Văn Hữu, Hoàng Hữu Dư (2003), phát triển và đưa mô hình y học gia đình đến với Phân tích thống kê và dự báo, Nhà xuất bản Đại người dân để người dân được chăm sóc sức khỏe học Quốc gia Hà Nội. một cách tốt nhất. Để phát huy hiệu quả của công [2] Trần Mạnh Tuấn (2004), Xác suất và thống tác khám chữa bệnh tại nhà, đáp ứng nhu cấu của kê, lý thuyết thực hành và tính toán, NXB ĐHQG các đối tượng khác nhau, việc xây dựng các kế hoạch tổ chức mạng lưới khám chữa bệnh tại nhà Hà Nội. cần được nghiên cứu để được thực hiện phù hợp [3] Goldstein, H.(1995), Multilevel statististial với các đặc thù của từng nhóm đối tượng, từng models, London: Arnold. địa bàn dân cư. [4] Statistics. Graphics. Data management, Stata. SUMMARY MULTILVEL MODELING FOR BINARY DATA Nguyen Huyen Trang Hung Vuong University Multilevel modeling for binary data has many applications in the empirical sciences. This paper introduces a multilevel regression model for binary data and the application of bi-level logistic regression model to the real problem: Summary statistics for medical test at home of working age people in Hai Duong. Ñaïi hoïc Huøng Vöông - Khoa hoïc Coâng ngheä 31