Luận văn Thạc sĩ Khoa học hoá học: Phân tích và đánh giá hàm lượng các kim loại đồng, chì, kẽm, cađimi trong nước mặt sông Cầu thuộc thành phố Thái Nguyên bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ––––––––––––––––––––––

VŨ THỊ THU LÊ

PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ HÀM LƢỢNG CÁC KIM LOẠI ĐỒNG, CHÌ, KẼM, CAĐIMI TRONG NƢỚC MẶT SÔNG CẦU THUỘC THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN BẰNG PHƢƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ NGỌN LỬA (F-AAS)

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HOÁ HỌC

THÁI NGUYÊN - 2010

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ––––––––––––––––––––––

VŨ THỊ THU LÊ

PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ HÀM LƢỢNG CÁC KIM LOẠI ĐỒNG, CHÌ, KẼM, CAĐIMI TRONG NƢỚC MẶT SÔNG CẦU THUỘC THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN BẰNG PHƢƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ NGỌN LỬA (F-AAS)

Chuyên ngành: Hoá phân tích

Mã số: 60.44.29

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HOÁ HỌC

Cán bộ hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS. TRẦN THỊ HỒNG VÂN

THÁI NGUYÊN - 2010

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

iii

LỜI CẢM ƠN

Luận văn này được hoàn thành dưới sự hướng dẫn và giúp đỡ chân

tình của PGS. TS. Trần Thị Hồng Vân. Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết

ơn sâu sắc đến Cô đã tận tình giảng dạy, chỉ bảo, giúp đỡ tôi rất nhiều trong

suốt quá trình học tập và nghiên cứu.

Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Chủ nhiệm Khoa Hoá học - Trường Đại

học Sư phạm Hà Nội, Ban Chủ nhiệm Khoa Hoá học, Khoa sau Đại học

trường Đại học Sư phạm, Phòng Thí nghiệm Hoá Phân tích trường Đại học

Khoa học - Đại học Thái Nguyên đã ưu ái tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong

suốt quá trình thực hiện luận văn.

Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo ở Bộ môn Hoá - Sinh khoa

Khoa học cơ bản Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên đã hỗ trợ

và chia sẻ cùng tôi trong suốt thời gian làm luận văn.

Xin chân thành cảm ơn các bạn bè đồng nghiệp và gia đình đã thường

xuyên quan tâm, động viên, giúp đỡ tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thiện luận

văn này.

Tác giả luận văn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

VŨ THỊ THU LÊ

MỤC LỤC

Lời cảm ơn

Mục lục

Danh mục các chữ viết tắt

Danh mục các bảng

Danh mục các hình vẽ

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

Chƣơng 1. TỔNG QUAN .............................................................................. 4

1.1. Giới thiệu chung về các nguyên tố đồng, chì, cađimi và kẽm .............. 4

1.1.1. Tính chất vật lý, hoá học và tác dụng sinh hoá của chì ........................ 4

1.1.2. Tính chất vật lý, hoá học và tác dụng sinh hoá của kẽm ...................... 7

1.1.3. Tính chất vật lý, hoá học và tác dụng sinh hoá của đồng ................... 11

1.1.4. Tính chất vật lý, hoá học và tác dụng sinh hoá của cađimi.................... 13

1.2. Các phương pháp phân tích định lượng đồng, chì, cađimi, kẽm ........ 16

1.2.1. Phương pháp phân tích thể tích ......................................................... 16

1.2.2. Nhóm phương pháp phân tích công cụ .............................................. 17

1.3. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ................................................. 20

1.3.1. Sự xuất hiện của phổ hấp thụ nguyên tử ............................................ 20

1.3.2. Nguyên tắc của phương pháp ............................................................ 20

1.3.3. Phép định lượng của phương pháp .................................................... 23

1.3.4. Ưu, nhược điểm của phương pháp ..................................................... 23

Chƣơng 2. THỰC NGHIỆM VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........ 25

2.1. Hoá chất, dụng cụ, thiết bị nghiên cứu .............................................. 25

2.1.1. Trang thiết bị ..................................................................................... 25

2.1.2. Dụng cụ ............................................................................................. 25

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

2.1.3. Hoá chất ............................................................................................ 25

2.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................... 25

2.2.1. Phương pháp đường chuẩn ................................................................ 26

2.2.2. Phương pháp thêm chuẩn .................................................................. 27

2.3. Nội dung nghiên cứu ......................................................................... 29

2.3.1. Khảo sát các điều kiện thực nghiệm xác định đồng, chì, kẽm, cađimi

bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử dùng ngọn lửa .................. 29

2.3.2. Khảo sát vùng tuyến tính của đồng, chì, kẽm, cađimi ........................ 29

2.3.3. Đánh giá sai số, độ lặp, khoảng tin cậy của phép đo .......................... 29

2.3.4. Phân tích mẫu thực theo phương pháp đường chuẩn và phương

pháp thêm chuẩn ............................................................................... 29

Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN ........................... 30

3.1. Khảo sát các điều kiện thực nghiệm xác định các kim loại

đồng, chì, cađimi, kẽm, bằng phương pháp quang phổ hấp thụ

ngọn lửa (F-AAS) ............................................................................ 30

3.1.1. Khảo sát các thông số của máy .......................................................... 30

3.1.2. Khảo sát ảnh hưởng của các loại axit và nồng độ axit ....................... 38

3.2. Khảo sát ảnh hưởng của các cation khác ........................................... 45

3.3. Khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của đồng, chì, kẽm, cađimi....... 48

3.4. Xây dựng đường chuẩn, xác định giới hạn phát hiện và giới hạn

định lượng ......................................................................................... 52

3.4.1. Xây dựng đường chuẩn xác định đồng .............................................. 53

3.4.2. Xây dựng đường chuẩn xác định chì ................................................. 54

3.4.3. Xây dựng đường chuẩn xác định kẽm ............................................... 56

3.4.4. Xây dựng đường chuẩn xác định cađimi ........................................... 57

3.5. Tổng kết các điều kiện đo phổ F-AAS của đồng, chì, kẽm và cađimi ..... 58

3.6. Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo [3] ..................................... 59

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

3.6.1. Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo đồng ................................. 60

3.6.2. Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo kẽm................................... 61

3.6.3. Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo chì .................................... 62

3.6.4. Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo cađimi ............................... 63

3.7. Phân tích mẫu thực bằng phương pháp đường chuẩn ......................... 65

3.7.1. Lấy mẫu và bảo quản mẫu ................................................................. 65

3.7.2. Xử lý mẫu ......................................................................................... 66

3.7.3. Kết quả xác định các kim loại đồng, chì, kẽm, cađimi trong nước

mặt sông Cầu bằng phép đo F-AAS .................................................. 66

3.8. Phân tích mẫu thực bằng phương pháp thêm chuẩn ........................... 68

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................... 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 75

1. Tiếng Việt ........................................................................................ 75

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

2. Tiếng Anh ........................................................................................ 77

vii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt

Abs Absorbance Độ hấp thụ

Phép đo quang phổ hấp AAS Atomic Absorption Spectrometry thụ nguyên tử ngọn lửa

Phép đo quang phổ hấp F- AAS Flame - Atomic Absorption Spectrometry thụ nguyên tử ngọn lửa

HCL Hollow Cathoe Lamps Đèn catôt rỗng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ppm Part per million Một phần triệu

viii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1. Kết quả khảo sát các bước sóng hấp thụ khác nhau của đồng .... 31

Bảng 3.2. Kết quả khảo sát các bước sóng hấp thụ khác nhau của chì ....... 31

Bảng 3.3. Kết quả khảo sát các bước sóng hấp thụ khác nhau của cađimi ...... 31

Bảng 3.4. Kết quả khảo sát các bước sóng hấp thụ khác nhau của kẽm ..... 31

Bảng 3.5. Khảo sát cường độ dòng đèn đối với Pb .................................... 32

Bảng 3.6. Khảo sát cường độ dòng đèn đối với Cu .................................... 32

Bảng 3.7. Khảo sát cường độ dòng đèn đối với Zn .................................... 33

Bảng 3.8. Khảo sát cường độ dòng đèn đối với Cd .................................... 33

Bảng 3.9. Khảo sát tốc độ dẫn khí axetylen của Cu ................................... 34

Bảng 3.10. Khảo sát tốc độ dẫn khí axetylen của Pb.................................... 34

Bảng 3.11. Khảo sát tốc độ dẫn khí axetylen của Zn ................................... 34

Bảng 3.12. Khảo sát tốc độ dẫn khí axetylen của Cd ................................... 35

Bảng 3.13. Kết quả khảo sát khe đo đối với Cu ........................................... 35

Bảng 3.14. Kết quả khảo sát khe đo đối với Pb ........................................... 36

Bảng 3.15. Kết quả khảo sát khe đo đối với Zn ........................................... 36

Bảng 3.16. Kết quả khảo sát khe đo đối với Cd ........................................... 36

Bảng 3.17. Khảo sát chiều cao đèn nguyên tử hoá đối với Cu(1ppm) .......... 37

Bảng 3.18. Khảo sát chiều cao đèn nguyên tử hoá với Pb (1ppm) ............... 37

Bảng 3.19. Khảo sát chiều cao đèn nguyên tử hoá với Zn (1ppm) ............... 37

Bảng 3.20. Khảo sát chiều cao đèn nguyên tử hoá với Cd (1ppm) ............... 37

Bảng 3.21. Ảnh hưởng của các loại axit và nồng độ axit tới phép đo Zn ..... 39

Bảng 3.22. Độ hấp thụ của Zn trong các axit tối ưu

(Các kết quả đo được lấy giá trị trung bình) .............................. 39

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Bảng 3.23. Ảnh hưởng của các loại axit và nồng độ axit tới phép đo Cu ..... 40

Bảng 3.24. Độ hấp thụ của Cu trong các axit tối ưu (Các kết quả đo

được lấy giá trị trung bình) ........................................................ 41

Bảng 3.25. Ảnh hưởng của các loại axit và nồng độ axit tới phép đo Pb ..... 42

Bảng 3.26. Độ hấp thụ của Pb trong các axit tối ưu ..................................... 43

Bảng 3.27. Ảnh hưởng của các loại axit và nồng độ axit tới phép đo Cd ..... 44

Bảng 3.28. Độ hấp thụ của Cd trong các axit tối ưu..................................... 45

Bảng 3.29. Ảnh hưởng của nhóm cation kim loại kiềm ............................... 46

Bảng 3.30. Ảnh hưởng của nhóm cation kim loại kiềm thổ ......................... 46

Bảng 3.31. Ảnh hưởng của nhóm cation kim loại nặng hoá trị II ................. 47

Bảng 3.32. Ảnh hưởng của nhóm cation kim loại hoá trị III ........................ 47

Bảng 3.33. Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Zn .................. 48

Bảng 3.34. Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của đồng .............. 49

Bảng 3.35. Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của chì ................. 50

Bảng 3.36. Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của cađimi ........... 51

Bảng 3.37. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ đồng ......................... 53

Bảng 3.38. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ chì ............................ 55

Bảng 3.39. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ kẽm .......................... 56

Bảng 3.40. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ cadimi ...................... 57

Bảng 3.41. Tổng kết các điều kiện đo phổ F-AAS của đồng, chì, kẽm

và cađimi .................................................................................. 59

Bảng 3.42. Kết quả xác định sai số của phương pháp với phép đo đồng .......... 61

Bảng 3.43. Kết quả xác định sai số của phương pháp với phép đo kẽm

Nồng độ chuẩn bị ...................................................................... 62

Bảng 3.44. Kết quả xác định sai số của phương pháp với phép đo chì ......... 63

Bảng 3.45. Kết quả xác định sai số của phương pháp với phép đo cađimi..... 64

Bảng 3.46. Địa điểm và kí hiệu lấy mẫu nước ............................................. 65

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Bảng 3.47. Nồng độ các kim loại trong mẫu nước lấy ngày 10/05/2010 ...... 67

Bảng 3.48. Nồng độ các kim loại trong mẫu nước lấy ngày 10/06/2010 ...... 67

Bảng 3.49. Nồng độ các kim loại trong mẫu nước lấy ngày 6/07/2010 ........ 67

Bảng 3.50. Giới hạn tối đa nồng độ kim loại trong các loại mẫu nước ......... 68

Bảng 3.51. Kết quả phân tích hàm lượng đồng ngày 10/5/2010 ................... 69

Bảng 3.52. Kết quả phân tích hàm lượng chì 10/5/2010 .............................. 69

Bảng 3.53. Kết quả phân tích hàm lượng kẽm 10/5/2010 ............................ 70

Bảng 3.54. Kết quả phân tích hàm lượng cađimi 10/5/2010 ........................ 70

Bảng 3.55. Kết quả phân tích hàm lượng đồng 6/7/2010 ............................. 71

Bảng 3.56. Kết quả phân tích hàm lượng chì 6/7/2010 ................................ 71

Bảng 3.57. Kết quả phân tích hàm lượng kẽm 6/72010 ............................... 72

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Bảng 3.58. Kết quả phân tích hàm lượng cađimi 6/7/2010 .......................... 72

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1. Sự chuyển hoá Cađimi trong cơ thể người ................................... 15

Hình 2.1. Đồ thị của phương pháp đường chuẩn.......................................... 27

Hình 2.2. Đồ thị của phương pháp thêm chuẩn ............................................ 28

Hình 3.1. Độ hấp thụ của Zn trong các axit tối ưu ....................................... 40

Hình 3.2. Độ hấp thụ của đồng trong các axit tối ưu .................................... 41

Hình 3.3. Độ hấp thụ của Pb trong các axit tối ưu ....................................... 43

Hình 3.5. Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Zn ...................... 49

Hình 3.6. Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Cu ...................... 50

Hình 3.7. Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Pb ....................... 51

Hình 3.8. Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Cd ...................... 52

Hình 3.9. Đường chuẩn của đồng ................................................................ 54

Hình 3.10. Đường chuẩn của chì ................................................................... 55

Hình 3.11. Đường chuẩn của kẽm ................................................................. 56

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Hình 3.12. Đường chuẩn của cadimi ............................................................. 58

MỞ ĐẦU

Vấn đề ô nhiễm môi trường giờ đây đã không còn là của một quốc gia

hay một tổ chức cá nhân nào. Đặc biệt trong những năm gần đây nó đã trở

thành vấn đề nhức nhối, nóng bỏng của toàn cầu mà tác nhân chính gây ra

chính là con người

Sự gia tăng dân số cùng với các hoạt động phát triển kinh tế, giao thông

vận tải, đô thị hoá,... Dẫn đến hàng ngày, hàng giờ con người không ngừng

thải ra môi trường các loại chất thải, gồm chất thải rắn, chất thải lỏng, khí,

chất phóng xạ... Hàm lượng của chúng ngày càng tăng, lan tràn làm ô nhiễm

đất, nước, không khí.

Các nguồn gây ô nhiễm rất nhiều, song có thể xếp thành 3 nhóm: Tự

nhiên, sinh vật và con người. Chất gây ô nhiễm môi trường rất phong phú bao

gồm vô cơ, hữu cơ, các đơn chất, hợp chất trong đó phải kể đến các ion kim

loại độc hại. Những chất thải này qua quá trình phong hoá, biến đổi tạo thành

cá ion đi vào nguồn nước, vào bùn, đất. Đặc biệt nguồn nước hiện nay đang bị

ô nhiễm nghiêm trọng, mặc dù vai trò của nó thì ai cũng biết: Nước là nguồn

gốc của mọi sự sống, có tác dụng giữ cân bằng các hệ sinh thái, điều hoà khí

hậu..... Ở ngay nước ta hiện nay, không có gì khó để tìm thấy một con sông,

ao, hồ đặc quánh những chất ô nhiễm nghiêm trọng, nồng nặc mùi hôi thối và

thuỷ sản ở đấy chết hàng loạt. Tất cả là do thói quen sinh hoạt, từ rác thải

nông nghiệp, công nghiệp, y tế,... Có rất nhiều chỉ tiêu để đánh giá chất lượng

nước như: độ pH, độ kiềm và độ axit; hàm lượng oxi (DO,BOD, COD), hàm

lượng chất hữu cơ, chất bảo vệ thực vật, hàm lượng các cation, anion,... Một

trong số đó là chỉ tiêu về hàm lượng các kim loại nặng như: Chì, Niken,

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Đồng, Thuỷ ngân, Kẽm, Asen, Cađimi.... Chúng sẽ tích luỹ vào các loại thực

vật (các loại rau, củ, quả,...) hoặc các động vật (tôm, cua, sò, ốc, cá....) và theo

chuỗi thức ăn sẽ đi vào cơ thể con người gây ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ con

người. Chẳng hạn: Kẽm là nguyên nhân gây rối loạn hoạt động của cơ quan

cảm giác, kìm hãm sự phát triển của cơ thể và gây đau dạ dày; Cađimi ảnh

hưởng đến thận kéo theo sự mất cân bằng thành phần khoáng trong xương,

làm biến dạng xương, hơn nữa còn ảnh hưởng đến hệ tiêu hoá, làm đau dạ dày

và đau ruột; Chì ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp máu dẫn đến phá vỡ hồng

cầu, ngoài ra nó còn gây rối loạn chức năng của thận và phá huỷ não; Đồng có

liên quan đến quá trình tạo hồng cầu, bạch cầu và nhiều enzym trong cơ thể,

nó gây nên bệnh thiếu máu và ảnh hưởng đến khả năng sinh dục.

Vì thế, để bảo vệ chính cuộc sống của loài người, hơn lúc nào hết chúng

ta cần phải hành động tìm ra những giải pháp để làm giảm ô nhiễm môi trường.

Một trong những việc quan trọng của các nhà nghiên cứu là khảo sát tìm ra

những điều kiện tối ưu hoặc bằng cách nào đó để làm giàu các nguyên tố nhằm

tăng độ nhạy của phép đo bởi vì hàm lượng của chúng không phải lúc nào cũng

đủ lớn mà nhiều khi lại là rất nhỏ, cỡ ppm, từ đó xác định hàm lượng của chúng

trong các đối tượng cụ thể, đánh giá mức độ ô nhiễm để có biện pháp xử lí.

Xuất phát từ mục tiêu chung đó chúng tôi chọn đề tài:

"Phân tích và đánh giá hàm lượng các kim loại đồng, chì, kẽm,

cađimi trong nước mặt sông Cầu thuộc thành phố Thái Nguyên bằng

phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS)”

Để thực hiện đề tài này, chúng tôi tập trung giải quyết các nhiệm vụ sau:

1. Khảo sát các điều kiện thực nghiệm xác định đồng, chì, kẽm, cađimi

bằng máy quang phổ hấp thụ nguyên tử Model AAS Solar M5 (Thermo

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Elements, USA).

2. Chọn nền và môi trường phân tích.

3. Khảo sát ảnh hưởng của cation khác.

4. Khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của đồng, chì, kẽm, cađimi trong

phép đo phổ F-AAS và xây dựng đường chuẩn xác định các nguyên tố này.

5. Phân tích hàm lượng các kim loại đồng, chì, kẽm, cađimi trong nước

mặt sông Cầu thuộc thành phố Thái Nguyên ở các thời gian khác nhau và

đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng của nước mặt.

Do thời gian có hạn nên luận văn không tránh khỏi những thiếu sót, mong

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

được sự góp ý của thầy cô và các bạn đồng nghiệp.

Chƣơng 1

TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu chung về các nguyên tố đồng, chì, cađimi và kẽm

1.1.1. Tính chất vật lý, hoá học và tác dụng sinh hoá của chì

1.1.1.1. Tính chất vật lý của chì 12,13

trong không khí. Nhiệt độ nóng chảy (tonc) = 327,4oC, nhiệt độ sôi (to Chì là một kim loại màu xám, mềm và nặng, lấp lánh khi cắt và bị mờ s) = 1737oC,

tỷ khối 11,34g/cm3. Chì dễ dát mỏng, dẫn điện, dẫn nhiệt.

Chì và các hợp chất của nó đều độc.

1.1.1.2. Tính chất hoá học của chì 2, 12, 13

* Chì đơn chất

- Chì là nguyên tố thuộc nhóm IVA

- Ở điều kiện thường, chì tác dụng với O2 tạo ra lớp màng oxit bảo vệ

cho kim loại, khi đun nóng chì bị oxi hoá dẫn đến tạo ra chì (II) oxit.

- Chì có thể phản ứng trực tiếp với hidro và halongen

Pb + 2 H2 → PbH4

Pb + X2 PbX2

- Những axit mạnh không có tính oxi hoá chỉ ăn mòn được chì. Chì tan

chậm trong dung dịch axit HCl loãng và dung dịch H2SO4 (C < 80%) do tạo

thành PbCl2, PbSO4 khó tan. Với dung dịch đặc hơn, chì dễ tan tạo thành hợp

chất phức tan.

- Với aixt HNO3, chì tác dụng như kim loại thông thường.

3 Pb + 8 HNO3 → 3 Pb(NO3)2 + 2 NO + H2O

- Chì có thể tác dụng với bazơ

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Pb + 2 KOH + 2 H2O → K2 [Pb(OH)4] + H2O

* Các oxit của chì

- Chì monoxit (PbO): Là chất rắn rất ít tan trong nước, tan trong dung

dịch KOH, NaOH nóng tạo ra plomit, tan trong HNO3 loãng tạo ra muối

Pb(NO3)2, tan trong HCl tạo ra PbCl2.

- Chì đioxit (PbO2): Là một chất rắn màu đen có kiến trúc kiểu rutin.

Khi đun nóng, PbO2 mất dần oxi biến thành các axit trong đó chì có số oxy

hoá thấp hơn. PbO2 không tan trong nước, có tính lưỡng tính nhưng tan dễ

dàng hơn trong kiềm tạo thành chất hidroxo.

PbO2 + 2 KOH + 2 H2O  K2 [Pb(OH)6]

PbO2 là một chất oxy hoá mạnh. Những chất dễ cháy nhưng S, P khi

nghiền với bột PbO2 sẽ bốc cháy. Dựa vào đây PbO2 được dùng để làm một

thành phẩm của thuốc đầu diêm và ác quy chì.

- Chì orthoplombat (Pb3O4): Là một chất oxy hoá mạnh, bị khử về đến

kim loại bởi CO hoặc H2, cacbon khi nung nóng, tác dụng với H2SO4 đặc

nóng giải phóng khi oxy, tác dụng với HCl giải phóng ra khí Cl2.

Pb3O4 + 4 CO 3 Pb + 4 CO2

2 Pb3O4 + 6 H2SO4  6 PbSO4 + 6 H2O + O2 

Pb3O4 được dùng chủ yếu để sản xuất pha lê, men đồ sứ và đồ sắt, làm

chất màu cho sơn.

* Chì hidroxit: Pb(OH)2

- Chì hidroxit: Là chất kết tủa dạng keo khó tan trong nước, màu trắng,

khi đun nóng bị phân huỷ thành oxit, là hợp chất lưỡng tính, tính bazơ lớn

hơn tính axit.

Khi tan trong axit tạo thành nước và Pb2+

Pb(OH)2 + 2 H+ → Pb2+ + 2H2O

Khi tan trong kiềm mạnh tạo ra plombit

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Pb(OH)2 + 2 OH-  [Pb(OH)4]2-

* Muối chì

- Chì axetat Pb(CH3COO)2. Dễ tan trong H2O và rất độc dùng trong

ngành nhuộm và y học.

- Chì (II) cromat PbCrO4: Khó tan trong H2O, dễ tan trong dung dịch

kiềm và dung dịch HNO3, dùng làm sơn vô cơ màu vàng.

1.1.1.3. Tác dụng sinh hoá của chì [17, 18]

Tác dụng sinh hoá chủ yếu của chì là tác động tới sự tổ hợp máu dẫn

đến phá vỡ hồng cầu. Chì ức chế dẫn đến phá vớ một số quá trình enzim quan

trọng của quá trình tổng hợp máu, do sự tích luỹ các hợp chất trung gian của quá

trình trao đổi chất. Một hợp chất trung gian kiểu này là delta - minolevulinic

aixit. Một pha quan trọng của tổng hợp máu là chuyển hoá delta - amin

levulime axit thành porphibininogen, nhưng do chì ức chế ALA - dehidraza

enzim trong quá trình đó nên giai đoạn tạo thành porphibininogen không thể

xảy ra. Chì cũng phá huỷ quá trình tổng hợp hemoglobin, các sắc tố hô hấp

khác cần thiết trong máu như xitocrom.

Chì cản trở việc sử dụng O2 và glucozơ để sản xuất năng lượng cho quá trình sống. Ở trong máu nếu nồng độ chì cao hơn 0,8 ppm (8.10-7M) gây hiện

tượng thiếu máu do sự thiếu hemoglobin. Nếu nồng độ chì trong máu nằm

trong khoảng 0,5  0,8 ppm gây ra sự rối loạn chức năng thận và phá huỷ não.

, xương được coi

Do sự tương tự về tính chất hoá học của Pb2+ và Ca2+

là nơi tàng trữ Pb tích tụ của cơ thể. Sau đó phần chì này có thể tương tác với

photpho trong xương và thể hiện tính độc khi truyền vào các mô mềm của cơ

thể. Khi bị nhiễm độc, người bệnh có một số rối loạn trong cơ thể, trong đó

chủ yếu là rối loạn bộ phận tạo huyết (tuỷ xương). Tuỳ theo mức độ nhiễm

độc có thể gây ra những tai biến như đau bụng chì, đường viên Burton ở lợi,

đau khớp, viêm thận, cao huyết áp vĩnh viễn, liệt, tai biến mạch máu não, nếu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

nặng dẫn đến tử vong.

Chì nhiễm vào cơ thể qua da, đường tiêu hoá, hô hấp. Trẻ em từ 6 tuổi

trở xuống và phụ nữ mang thai là những đối tượng mẫn cảm với những ảnh

hưởng nguy hại đến sức khoẻ do chì gây ra. Chì có thể nhiễm qua nhau thai

người rất sớm từ tuần thứ 20 của thai kỳ và tiếp diễn suốt thời gian mang thai.

Trẻ em có mức hấp thu chì gấp 4-5 lần người lớn, mặt khác thời gian bán huỷ

sinh học chì ở trẻ em cũng lâu hơn người lớn.

EPA (Environmental Protection Agency) đã công nhận chì có thể gây

ung thư cho con người vào 29/3/2005. IRAC cũng xếp các hợp chất vô cơ của

chì vào nhóm các chất sinh ung thư (nhóm 2A) và chì vào nhóm 2B.

1.1.2. Tính chất vật lý, hoá học và tác dụng sinh hoá của kẽm

1.1.2.1. Tính chất vật lý của kẽm 12, 13

Kẽm tinh khiết có dạng màu trắng bạc có ánh kim, mềm, dễ nóng chảy

và tương đối dễ bay hơi.

Ở điều kiện thường kẽm khá giòn, nên không kéo dài được nhưng khi đun nóng đến 100-150oC lại dẻo và dai, khi đun đến 200oC thì lại tan thành

bột được.

1.1.2.2. Tính chất hoá học của kẽm  2, 12, 13

* Kẽm đơn chất

Zn có khả năng tác dụng trực tiếp với các phi kim như S, Se, Te.

Zn + S ZnS

Đồng thời tác dụng trực tiếp với các halogen

Zn + X2  ZnX2 (X: F, Cl, Br, I)

Với axit không có tính oxy hoá như HCl, H2SO4 loãng

Zn + H2SO4  ZnSO4 + H2

Với HNO3đặc, Zn tác dụng và tạo ra sản phẩm khử NO, NO2, N2O.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

3 Zn + 8 HNO3đ  3Zn(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Với H2SO4 đặc nóng tạo ra SO2 hoặc S, còn với axit đặc nguội tạo ra H2S.

Zn + 2 H2SO4đ/nóng  ZnSO4 + SO2 + 2 H2O

4 Zn + 5 H2SO4đ/nguội  4 ZnSO4 + H2S + 4 H2O

Zn tan trong dung dịch kiềm đặc, nóng tạo ra zin cat và giải phóng H2.

Zn + 2H2O + 2NaOH  Na2[Zn(OH)4] + H2

Về khả năng tạo phức: ion Zn2+ tạo nên nhiều phức chất, tuy nhiên khả

năng tạo phức kém hơn Cu và Ag. Những ion thường gặp:

[ZnX4]2- (X = Cl- Br-, CN-), [Zn (NH3)4]2+

Zn2+ tạo phức amin trong dung dịch NH3

Zn + 4 NH3 + 2H2O  [Zn(NH3)4](OH)2 + H2↑

* Kẽm oxit

ZnO là chất lưỡng tính không tan trong H2O nhưng tan trong dung dịch

axit, thậm chí ZnO cũng có thể tan trong dung dịch kiềm và kiềm nóng chảy:

ZnO + H2SO4  ZnSO4 + H2O

ZnO + 2 NaOH  Na2 ZnO4 + H2O

Ở nhiệt độ cao ZnO bị H2 khử thành Zn:

ZnO + H2  Zn + H2O

Trong thiên nhiên, ZnO tồn tại dưới dạng khoáng vật zinkit và

monteponit tương ứng kẽm oxit được dùng làm bột cho sơn, thường gọi là

trắng kẽm và làm chất độn trong cao su.

* Kẽm hidroxit

Zn(OH)2 có tính lưỡng tính, tan trong axit và kiềm:

Zn(OH)2 + H2SO4  ZnSO4 + 2H2O

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Zn(OH)2 + 2 KOH  K2[Zn(OH)4]

* Muối của kẽm

 Muối halogenua

ZnCl2 có phản ứng tạo phức halogenua tương ứng:

ZnCl2 + 2 NaCl  Na2 [ZnCl4]

Dung dịch ZnCl2 đặc phản ứng với H2O tạo axit:

ZnCl2 + H2O  H2[ZnCl2(OH)2]

 Muối sunphat: Khi bị nung nóng đỏ ZnSO4 bị phân huỷ:

2 ZnSO4  2 ZnO + 2 SO2 + O2

1.1.2.3. Tác dụng sinh hoá của kẽm [17, 18]

Kẽm là nguyên tố phổ biến thứ 23 trong vỏ trái đất. Kẽm tồn tại trong

các loại chất phổ biến là Sphalenit, blen đỏ, Calamin.

Kẽm là nguyên tố thiết yếu đối với cơ thể, toàn cơ thể chứa khoảng 2 -

2,5 gam kẽm, gần bằng lượng sắt, gấp 20 lần lượng đồng trong cơ thể. Chính

vì vậy kẽm đóng vai trò sinh học không thể thiếu đối với sức khoẻ con người.

Kẽm tham gia vào thành phần cấu trúc tế bào và đặc biệt tác động đến

hầu hết các quá trình sinh học trong cơ thể. Kẽm có thành phần của hơn 80

loại enzym khác nhau, đặc biệt có trong hệ thống enzym vận chuyển, thuỷ

phân, xúc tác phản ứng gắn kết các chuỗi trong phân tử ADN, ngoài ra kẽm

còn hoạt hoá nhiều enzym khác nhau như amylase, pencreatinse...

Đặc biệt, kẽm có vai trò sinh học rất quan trọng là tác động chọn lọc

lên quá trình tổng hợp, phân giải acid nucleic và protein - những thành phần

quan trọng nhất của sự sống.

Kẽm vừa có cấu trúc, vừa tham gia duy trì chức năng của hàng loạt cơ

quan quan trọng, có độ tập chung cao trong não, vỏ não, bó sợi rêu. Nếu thiếu

kẽm ở các cấu trúc thần kinh, có thể dẫn đến nhiều loại rối loạn thần kinh và

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

có thể là yếu tố góp phần phát sinh bệnh tâm thần phân liệt.

Một vai trò hết sức quan trọng nữa của kẽm là tham gia điều hoà chức

năng của hệ thống nội tiết và có trong thành phần của hormon (tuyến yên,

tuyến thượng thận, tuyến sinh dục..). Hệ thống này có vai trò quan trọng trong

việc phối hợp với hệ thần kinh trung ương, điều hoà hoạt động sống trong và

ngoài cơ thể, phản ứng với các kích thích từ môi trường và xã hội, làm cho

con người phát triển và thích nghi với từng giai đoạn và các tình huống phong

phú của cuộc sống. Vì thế thiếu kẽm có thể ảnh hưởng tới quá trình thích nghi

và phát triển của con người.

Ngoài ra các nghiên cứu còn cho thấy kẽm có vai trò làm giảm độc

tính của các kim loại độc như asen, cađimi,....Góp phần vào quá trình làm

giảm lão hoá. Khả năng miễn dịch của cơ thể được tăng cường nhờ kẽm. Vì

vậy khi thiếu kẽm, nguy cơ nhiễm khuẩn của bệnh nhân sẽ tăng lên.

Kẽm không chỉ quan trọng trong hoạt động sống với vai trò độc lập,

mà còn quan trọng hơn khi sự có mặt của nó sẽ giúp cho quá trình hấp thu và

chuyển hoá các nguyên tố khác cần thiết cho sự sống như đồng, mangan,... Do

vậy, khi cơ thể thiếu kẽm sẽ kéo theo sự thiếu hụt hoặc rối loạn chuyển hoá

của nhiều yếu tố, ảnh hưởng rất lớn đến tình trạng sức khoẻ.

Người trưởng thành cần hấp thu 15 - 20 mg kẽm mỗi ngày. Tuy chỉ là

vi lượng nhưng nếu thiếu sẽ phát sinh hàng loạt triệu trứng và bệnh lý:

- Chán ăn, thay đổi vị giác.

- Chậm sinh trưởng, hư hại do nghèo khoáng ở xương, tăng keratin hoá

(sừng hoá) các tổ chức....

- Thiểu năng hoặc mất khả năng sinh dục nam, giảm khả năng sinh sản

ở cả hai giống đực, cái, dị dạng bào thai....

- Suy giảm miễn dịch, dễ viêm loét và chậm lành vết thương, tổn thương

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ở mắt, tiêu chảy, rối loạn chuyển hoá glucid, protit, hệ thần kinh suy nhược.

Ngoài vai trò to lớn đôi với cơ thể, kẽm cũng là một trong số bảy

nguyên tố vi lượng rất cần thiết đối với cơ thể động vật và thực vật. Ở động

vật sự thiếu kẽm sẽ dẫn đến các dị tật ở mặt, tim, xương, não, hệ thần kinh.....

Vì thiếu kẽm hay gặp trong chế độ dinh dưỡng nên người ta làm những viên thuốc bổ sung các vi lượng dạng uống, trong đó có những hợp chất của Zn2+:

- Kẽm oxit: ZnO. Dạng thuốc mỡ, hồ bôi, bột rắc điều trị nhiễm khuẩn da,

vết bổng nông, khô da. Hỗ trợ điều trị các bệnh trên da (eczima, zona thần kinh).

- Kẽm sunphat: ZnSO4.7H2O: dùng làm thuốc nhỏ mắt, sát trùng...

- Kẽm peroxit: ZnO2. Dùng băng bó vết thương nhiễm trùng, vết bỏng.

Lượng kẽm cao làm giảm lượng đồng trong cơ thể. Vì vậy, chỉ bổ sung

kẽm khi đã đủ lượng đồng.

Kẽm ít gây ngộ độc, trừ khi uống phải muối kẽm vô cơ. Thuốc giải độc

thường dùng là NaHCO3.

Trong thực đơn hàng ngày kẽm có trong thành phần các loại khoáng chất

và vitamin. Kẽm còn được cho rằng có thuộc tính chống oxi hoá, do vậy nó

được sử dụng như là nguyên tố vi lượng để chống sự lão hoá của da và cơ thể.

Các nguồn thức ăn tự nhiên giàu kẽm gồm có: Sò huyết, các loại thịt

màu đỏ, các loại quả có nhân, ngũ cốc nguyên vẹn, hạt bí, hạt hướng dương...

1.1.3. Tính chất vật lý, hoá học và tác dụng sinh hoá của đồng

1.1.3.1. Tính chất vật lý của đồng [12, 13]

Đồng là kim loại màu đỏ dẻo, dễ kéo sợi và dát mỏng, đồng có độ dẫn

nhiệt và dẫn điện rất cao (chỉ kém bạc). Độ dẫn điện của đồng giảm nhanh

nếu có lẫn tạp chất. Do vậy dây dẫn điện là đồng có độ tinh khiết tới 99,99%.

nc = 1.083oC

d = 2,78g/cm3; to

1.1.3.2. Tính chất hoá học của đồng [2, 12, 13]

Eo = + 0,34V đứng sau cặp oxy hoá khử Eo . Do vậy là

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

kim loại kém hoạt động, có tính khử yếu.

* Đơn chất

Cu tác dụng với một số phi kim: O2, Cl2, Br2, S...:

2 CuO 2Cu + O2

Cu + Cl2  CuCl2

Với HCl, H2SO4 loãng Cu không phản ứng với HNO3, H2SO4đ/nóng Cu

phản ứng dễ dàng:

Cu + 2 H2SO4đ CuSO4 + SO2 + 2 H2O

3 Cu + 8 HNO3(l)  3 Cu (NO3)2 + 2 NO + 4 H2O

Đồng tác dụng với dung dịch muối:

Cu + 2 Ag NO3  Cu(NO3)2 + 2 Ag

* Đồng (II) oxit

CuO không tan trong nước nhưng tan dễ trong dung dịch axit tạo thành

muối Cu(II) và trong dung dịch NH3 tạo thành phức chất amoniacat.

CuO + 2 HCl  CuCl2 + H2O

CuO + 4 NH3 + H2O  [Cu(NH3)4](OH)2

Khi đun nóng, CuO dễ bị các khí H2, CO, NH3 khử thành kim loại:

CuO + CO → Cu + CO2

* Đồng hidroxit

Cu(OH)2 không tan trong nước nhưng tan dễ trong dung dịch axit, dung

dịch NH3đ và chỉ tan trong dung dịch kiềm 40% khi đun nóng.

Cu(OH)2 + 2 Na(OH)  Na2[Cu(OH)4]

Cu(OH)2 + 4 NH3  [Cu(NH3)4] (OH)2

* Muối đồng (II)

Đồng sunfat (CuSO4) ở dạng khan là chất rắn màu trắng khi hấp thu

nước tạo thành muối hidrat CuSO4.5H2O màu vàng. Do vậy CuSO4 khan

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

được dùng để phát hiện dấu vết của nước trong các chất lỏng.

1.1.3.3. Tác dụng sinh hoá của đồng [2,21]

Khoảng 80% lượng đồng dùng trong công nghiệp điện, điện tử và 40%

dùng để chế tạo hợp kim, một số hợp chất của đồng được sử dụng làm chất

màu trong chất liệu trừ nấm mốc. Trong nước sinh hoạt đồng có nguồn gốc từ

đường ống dẫn và thiết bị nội thất.

Trong nước tự nhiên, đồng tồn tại ở trạng thái hoá trị +1 và +2. Đồng

tích tụ trong các hạt sa lắng và phân bố lại vào một trường nước ở dạng phức

chất và các hợp chất hữu cơ tự nhiên tồn tại trong nước. Đồng rất độc với cá,

đặc biệt là khi có thêm các khối lượng như kẽm, cađimi và thuỷ ngân.

Đối với cơ thể đồng là một nguyên tố vi lượng cần thiết và có nhiều vai trò

sinh lý, nó tham gia vào quá trình tạo hồng cầu và là thành phần của nhiều enzym.

Đồng tham gia tạo sắc tố hô hấp hemoglibin. Các nghiên cứu cho thấy một

số người mắc bệnh về thần kinh như bệnh Schizophrennici có nồng độ đồng cao

hơn, có thể thiếu đồng sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển, đặc biệt với cơ thể trẻ em.

Mọi hợp chất của đồng đều là chất độc, khoảng 30g CuSO4 có khả

năng gây chết người. Nồng độ an toàn của đồng trong nước uống đối với con

người dao động theo từng nguồn, khoảng 1  2mg/l. Lượng đồng đi vào

cơ thể người theo đường thức ăn mỗi ngày khoảng 2  4mg/l.

1.1.4. Tính chất vật lý, hoá học và tác dụng sinh hoá của cađimi

1.1.4.1. Tính chất vật lý của cađimi [4,12, 13]

Cađimi là kim loại màu trắng bạc, để ở trong không khí ẩm bị phủ một

lớp oxy mỏng, có khối lượng riêng lớn, có độ bay hơi cao, mềm, dễ nóng chảy.

1.1.4.2. Tính chất hoá học của cađimi [4,12,13,14]

* Đơn chất

Cađimi là nguyên tố thuộc nhóm IIB, khi tiếp xúc với không khí khô ở

nhiệt độ thường, Cađimi không bị biến đổi nhưng khi đun nóng đều tạo ra

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

oxit CdO, HgO.

Cd tan trong các axit không có tính oxy hoá như HCl, H2SO4 tạo ra H2.

Cd phản ứng với H2SO4 đặc nóng tạo ra SO2 và S, với H2S đặc nguội

có thể tạo ra H2S.

* Oxit CdO màu trắng, bền nhiệt, CdO bị thăng hoa ở 700oC, đến 1813oC thì

bị phân huỷ.

* Các hidroxit

Là chất kết tủa màu trắng, không tan trong nước, bị phân huỷ khi đun

nóng Cd(OH)2 có thể tan trong dung dịch NH3, CN-, EDTA do tạo phức bền.

* Muối của Cd

2-.

Muối halogen (trừ Florua), nitrat, sunfat, peclorat, axetat của Cd(II) dễ tan

trong nước còn muối sunfua, cacbonat và muối bazơ ít tan. Ion Cd2+ tạo nên nhiều phức chất trong các phức bền là phức với NH3, CN-, EDTA, I-, C2O4

1.1.4.3. Tác dụng sinh hoá của cađimi [2,21]

Cađimi có độc tính cao đối với động vật thuỷ sinh ra con người. Cd

tích tụ phần lớn ở thận và có thời gian bán huỷ sinh học dài từ 10 - 35 năm.

Khi con người bị nhiễm độc Cd, tuỳ theo mức độ nhiễm độc sẽ bị ung thư

phổi, vách ngăn mũi, đặc biệt là gây tổn thương thận dẫn đến ảnh hưởng

protein niệu, nội tiết, máu, tim mạch... (hình 1.1).

Nhiễm độc Cađimi xảy ra tại Nhật ở dạng bệnh “itai itai” hoặc “ouch

ouch” làm xương trở nên giòn. Ở nồng độ cao, Cađimi gây đau thận, thiếu

máu, phá huỷ tuỷ xương. Phần lớn Cađimi thâm nhập vào cơ thể người được

đào thải qua thận. Một phần nhỏ liên kết với protein của cơ thể người thành

metallothionein có ở thận. Phần còn lại được giữ trong cơ thể và dần dần tích luỹ theo thời gian. Khi lượng đủ lớn, Cađimi sẽ thay thế Zn2+ ở các enzym quan

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

trọng và gây rối loạn tiêu hoá, rối loạn các chức năng của thận, tăng huyết áp…

Hô hấp

Ăn uống 50g

Cd2+

Cd2+ trong cơ thể tự do

Thận

1% dự trữ trong thận và các bộ phận khác

Thiếu máu

Ung thư

99% đào thải

Rối loạn chức năng thận

Tăng huyết áp

Phá huỷ xương

Liên kết tạo thành metal- tionin Trao đổi với Zn2+ trong enzim

Hình 1.1. Sự chuyển hoá Cađimi trong cơ thể người

EPA (2004) chứng nhận cađimi là chất có khả năng gây ung thư cho

con người và xếp vào nhóm 2B. IRAC (2004) cũng đã đưa cađimi và các hợp

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

chất của cađimi vào nhóm 1 (những chất sinh ung thư cho con người).

1.2. Các phƣơng pháp phân tích định lƣợng đồng, chì, cađimi, kẽm

1.2.1. Phương pháp phân tích thể tích 6, 8

Đây là một phương pháp phân tích phổ biến trong các phương pháp

anion. Tuy nhiên phương pháp này có độ chọn lọc thấp và nhiều sai số: do

dụng cụ, do dung dịch chuẩn, do thao tác…Tuỳ thuộc vào các loại phản ứng

chính được dùng mà người ta chia các phương pháp phân tích thành: Phương

pháp chuẩn độ trung hoà, phương pháp oxi hoá khử, phương pháp kết tủa,

phương pháp tạo phức, phương pháp complexon. Giới hạn tin cậy của phương pháp khoảng 10-3M.

 Kẽm: Xác định kẽm theo phương pháp chuẩn độ tạo phức

Đối với phương pháp chuẩn độ tạo phức: cho Zn tạo phức với EDTA

với chỉ thị EriocomđenT ở môi trường pH=10. Phản ứng kết thúc khi màu

dung dịch từ đỏ nho sang màu xanh biếc: Zn2+ + H2Y2-  ZnY2- + 2H+ ZnIn-+ H2Y2-  ZnY2- + H2In-

Với chỉ thị này phản ứng chuẩn độ kẽm bị ảnh hưởng bởi nhiều ion

lạ. Để loại trừ ảnh hưởng này có thể dùng chỉ thị Murexit tại pH = 8-8.5

(môi trường không bazơ) hoặc trong dung dịch etanolamin ở pH=13

 Cađimi

Cacđimi có thể tạo phức với EDTA ở pH = 5, khi có mặt chất chỉ thị

xylen da cam (H6F) và dung dịch đệm utronpin thì dung dịch sẽ chuyển từ

màu đỏ (màu đỏ của phức tạo bởi Cd và chất chỉ thị) sang màu vàng (màu của

chất chỉ thị tự do).

 Chì - Chuẩn độ trực tiếp Pb2+ bằng EDTA với chất chỉ thị là ET-00: Pb2+ tạo phức bền vơi EDTA ở pH trung tính hoặc kiềm. Vì Pb2+rất dễ bị thuỷ phân, do đó trước khi tăng pH, người ta cho Pb2+ tạo phức kém bền với trietanolamin rồi

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

mới tiến hành chuẩn độ. Dung dịch chuyển từ màu đỏ sang màu xanh.

- Chuẩn độ ngược: Cho Pb2+ tác dụng với một lượng dư chính xác

EDTA đã biết nồng độ ở pH = 10, sau đó chuẩn độ lượng dư EDTA bằng Zn2+ khi có mặt chất chỉ thị ET-00.

 Đồng

Xác định bằng phương pháp chuẩn độ oxi hoá khử theo phản ứng

2 Cu2++ 4 I- → 2CuI +I2

Sau đó chuẩn độ I2 bằng Na2S2O3 với chỉ thị hồ tinh bột

I2 + 2 Na2S2O3  2 I- +Na2S4O6 + 2Na+

1.2.2. Nhóm phương pháp phân tích công cụ 7-9, 14, 16, 19, 22-29

1.2.2.1. Phương pháp cực phổ [14]

Mỗi kim loại đều có một thế khử E0 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

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

phản ứng ở hai điện cực, sự phụ thuộc này sẽ cho tín hiệu phân tích định lượng. Ưu điểm: Xác định cả chất vô cơ và chất hữu cơ với nồng độ 10-5 ÷ 10-

Tuy nhiên, phương pháp này cũng có những hạn chế như ảnh hưởng

của dòng tụ điện, dòng cực đại, của oxi hoà tan, 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.

1.2.2.2. Phương pháp von-ampe hoà tan [14, 19, 23]

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

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

thuật hiện đại ngày nay phương pháp có khả năng phát hiện vết các nguyên tố đến 10-9M với sai số 5 ÷ 15%. Nhưng nhược điểm của phương pháp là ở chỗ:

Quy trình phân tích phức tạp đòi hỏi phải có kiến thức rất sâu về phân tích điện

hoá mới xử lý được đúng từng loại mẫu, đối với từng loại nguyên tố khác nhau.

Nguyên tắc của phương pháp này gồm 3 giai đoạn:

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

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

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

động đến trạng thái tĩnh.

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

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.

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

Theo tác giả Trịnh Đức Cường sử dụng phương pháp cực phổ vôn -

ampe hoà tan điện cực trên giọt thuỷ ngân để xây dựng điều kiện định lượng và xác định 4 ion Zn2+, Cu2+, Pb2+, Cd2+ trên nền điện li trơ NH4Ac + HAc

nồng độ tổng 0,02M, pH = 4, thế điện phân làm giàu - 1,2 V, biên độ xung

0,05 V, thời gian đặt một xung 0,04s, tốc độ quét thế 0,05 V/s, tốc độ khuấy

2000 vòng/phút.

1.2.2.3. Phương pháp quang học [15,16, 24, 26, 28, 29]

a. Phương pháp trắc quang

Nguyên tắc của phương pháp này dựa trên việc đo độ hấp thụ ánh sáng

của một dung dịch phức tạo thành giữa ion cần xác định với một thuốc thử vô

cơ hay hữu cơ trong môi trường thích hợp khi được chiếu bởi một chùm sáng.

Phương pháp định lượng theo phương trình cơ bản sau:

A = K.C (1.1)

Trong đó A: Độ hấp thụ quang của chất

K: Hệ số thực nghiệm

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

C: Nồng độ chất phân tích

Phương pháp này cho phép xác định nồng độ chất ở khoảng 10-7÷10-5

M và là một trong các phương pháp được sử dụng khá phổ biến.

Phương pháp trắc quang có độ nhạy, độ ổn định và độ chính xác tương

đối cao, được sử dụng nhiều trong phân tích vi lượng. Tuy nhiên phương pháp

này cũng có những nhược điểm là không chọn lọc và thuốc thử có thể tạo

phức với nhiều ion.

- Cađimi, chì: Dùng thuốc thử là đithizon để tạo phức càng cua sau đó

chiết phức vào dung môi thích hợp, che các ion cản trở rồi tiến hành đo quang

ở bước song tương ứng. Phức chì-đithizonat trong dung môi hữu cơ có màu

đỏ hấp thụ cực đại ở 520 nm, phức Cd - đithizonat trong dung môi hữu cơ

cũng có màu đỏ, hấp thụ cực đại ở 515 nm

- Đồng: Để xác định đồng cho tạo phức với đithizon. Phức đồng và

đithizon có thể chiết bằng CCl4 (CHCl3) và đem đo mật độ quang của nó tại

bước song cực đại 545nm.

- Kẽm: Để xác định kẽm cho tạo phức với đithizon ở môi trường pH = 4÷7,

phức có màu đỏ. Sau đó triết phức này với dung môi hưu cơ CHCl3 hoặc CCl4

rồi đem đo mật độ quang tại bước sóng cực đại 530 nm.

b. Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử (AES) [10]

Ở điều kiện bình thường, nguyên tử không thu hay không phát xạ năng

lượng, nhưng nếu bị kích thích thì các electron sẽ nhận năng lượng chuyển lên

trạng thái có năng lượng cao hơn. Trạng thái này không bền, chúng có xu hướng

giải phóng năng lượng để trở về trạng thái ban đầu bền vững dưới dạng các

bức xạ. Các bức xạ này gọi là phổ phát xạ nguyên tử.

- Nguyên tắc: Dựa trên sự xuất hiện phổ phát xạ nguyên tử tự do của

nguyên tố phân tích ở trạng thái khi có sự tương tác với nguồn năng lượng

phù hợp. Một số nguồn năng lượng thường dùng để kích thích phổ AES như:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ngọn lửa đèn khí, hồ quang điện, tia lửa điện….

Ưu điểm: Phương pháp AES có độ nhạy cao, ít tốn mẫu, có thể phân

tích đồng thời nhiều nguyên tố trong cùng một mẫu, phân tích được lượng vết

kim loại trong nước, lương thực, thực phẩm.

Nhược điểm: Chỉ cho biết thành phần nguyên tố trong mẫu mà không

chỉ ra được trạng thái liên kết của nó trong mẫu.

Ngoài ra còn có một số phương pháp xác định Cu, Pb, Cd, Zn như

Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS. Là phương pháp phổ biến nhất

hiện nay. Do đó chúng tôi chọn phương pháp này để xác định hàm lượng Cu,

Pb, Cd, Zn trong nước mặt Sông Cầu.

1.3. Phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử 8, 9, 22, 27

1.3.1. Sự xuất hiện của phổ hấp thụ nguyên tử

Nguyên tử là hạt cơ bản gồm hạt nhân và electron chuyển động xung

quanh hạt nhân. Ở điều kiện thường, các electron trên những quỹ đạo có năng

lượng thấp nhất, khi đó nguyên tử ở trạng thái bền vững nhất vì nó không thu

hay phát năng lượng dưới dạng bức xạ có bước sóng đúng bằng bước sóng mà

nó phát ra trong quá trình phát xạ. Sau khi đã nhận năng lượng kích thích,

nguyên tử chuyển động lên trạng thái có mức năng lượng cao hơn gọi là trạng

thái kích thích. Quá trình đó gọi là quá trình hấp thụ năng lượng của nguyên

tử. Phổ được sinh ra trong quá trình này gọi là phổ hấp thụ năng lượng

nguyên tử (AAS).

1.3.2. Nguyên tắc của phương pháp

Phép đo phổ hấp thụ nguyên tử dựa trên cơ sở nguyên tử ở trạng thái

hơi có khả năng hấp thụ các bức xạ có bước sóng nhất định mà có thể phát ra

được trong quá trình phát xạ khi chiếu một chùm tia sáng có bước sóng nhất

định vào đám hơi nguyên tử đó. Muốn thực hiện các phép đo phổ ta cần thực

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

hiện các quá trình sau.

Chuyển mẫu phân tích thành trạng thái hơi của các nguyên tử tự do

(quá trình nguyên tử hoá mẫu). Đây là việc rất quan trọng của phép đo vì chỉ

có các nguyên tử ở trạng thái tư do, ở trạng thái hơi mới có khả năng cho phổ

hấp thụ nguyên tử. Số nguyên tử tự do ở trạng thái hơi là yếu tố quyết định

cường độ vạch phổ. Quá trình nguyên tử hoá mẫu tốt hay không tốt đều ảnh

hưởng tới kết quả phân tích. Có hai kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu là kỹ thuật

nguyên tử hoá trong ngọn lửa (F-AAS) và kỹ thuật nguyên tử hoá mẫu không

ngọn lửa (EST-AAS). Nguyên tắc chung là dùng nhiệt độ cao để hoá hơi và

nguyên tử hoá mẫu phân tích.

Sau đó chiếu chùm sáng phát xạ của nguyên tố cần phân tích từ nguồn

bức xạ vào đám hơi nguyên tử đó để chúng hấp thụ những bức xạ đơn sắc

nhạy hay bức xạ cộng hưởng có bước sóng nhất định đúng với tia phát xạ

nhạy của chúng. Nguồn phát xạ chùm tia sáng đơn sắc có thể là đèn Catot

rỗng HCl, các đèn phóng điện không điện cực (EDL) hay nguồn phát xạ liên

tục đã được biến điệu. Ở đây, cường độ bức xạ bị hấp thụ tỉ lệ với số nguyên

tử tự do có trong môi trường hấp thụ theo công thức:

(1.2)

Trong đó:

I0: là cường độ của chùm sáng đơn sắc và đi vào môi trường hấp thụ

I: là cường độ của chùm sáng đơn sắc và đi ra khỏi môi trường hấp thụ

l: là chiều dài của môi trường hấp thụ (const)

N: là tổng số nguyên tử tự do có trong môi trường hấp thụ (trong một

đơn vị thể tích)

K: là hệ số hấp thụ đặc trưng cho từng loại nguyên tử

Tiếp đó nhờ hệ thống máy quay quang phổ người ta thu được toàn bộ

chùm sáng, phân ly và chọn một vạch quang phổ hấp thụ nguyên tử cần phân

tích để đo cường độ của nó. Cường độ chính là tín hiệu hấp thụ của vạch phổ

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

nguyên tử.

Nếu A là mật độ quang của chùm bức xạ có cường độ I0, sau khi đi

qua môi trường hấp thụ còn lại là I, ta có:

(1.3)

hay: A = k.N (với k = 2,303.K.l)

Giữa N và nồng độ của nguyên tố trong dung dịch phân tích có quan hệ

với nhau. Nhiều thực nghiệm cho thấy trong một giới hạn nhất định của nồng

độ C thì:

(1.4)

Trong đó:

ka: là hằng số thực nghiệm, phụ thuộc vào tất cả các điều kiện hoá hơi

và nguyên tử hoá mẫu

b: là hằng số bản chất phụ thuộc vào từng vạch phổ của từng nguyên tố

(0 < b < 1)

Từ (1.3), (1.4) ta có:

(1.5)

Trong đó:

a = k.ka là hằng số thực nghiệm

Với b = 1 thì quan hệ A, C là tuyến tính: A = a.C (1.6)

Phương trình (1.5) được coi là phương trình cơ sở của phép đo định

lượng các nguyên tố theo phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử.

Nói chung, phương pháp này ngoài cho độ nhạy và độ chọn lọc rất cao

còn có một số đặc điểm mạnh khác như: khả năng phân tích một số lượng lớn

các nguyên tố hoá học khác nhau. Ngoài các nguyên tử kim loại còn có thể

phân tích được một số á kim (S, Cl….), một số hợp chất hữu cơ, lượng mẫu

tốn ít, thời gian nhanh, đơn giản, dùng hiệu quả đối với nhiều lĩnh vực như y

học, dược học, sinh học, phân tích môi trường, phân tích địa chất… Đặc biệt

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

là lượng vết các kim loại.

1.3.3. Phép định lượng của phương pháp

Sự phụ thuộc của cường độ vạch phổ hấp thụ nguyên tử của một

nguyên tố vào nồng độ của nguyên tố đó trong dung dịch mẫu phân tích được

nghiên cứu thấy rằng, ở một khoảng nồng độ (C) nhất định của nguyên tố

trong mẫu phân tích cường độ vạch phổ hấp thụ và số nguyên tử N của

nguyên tố đó trong đám hơi nguyên tử tuân theo định luật Lămbe - Bia:

A = k.N.l (1.7)

Trong đó:

A: là cường độ hấp thụ của vạch phổ

k: là hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường hấp thụ và

hệ số hấp thụ nguyên tử của nguyên tố.

l: là bề dày lớp hấp thụ (cm)

N: là số nguyên tử của nguyên tố phân tích có trong mẫu đem đo phổ

thì mối quan hệ giữa N và C được biểu diễn:

N = ka.Cb (1.8)

Khi xác định hàm lượng chất trong mẫu phân tích theo đồ thị chuẩn, chỉ nên

dùng trong khoảng nồng độ tuyến tính b = 1 phương trình phụ thuộc trở thành:

A = a.C (1.9)

1.3.4. Ưu, nhược điểm của phương pháp

 Ưu điểm: Phép đo phổ hấp thụ nguyên tử có độ nhạy và độ chọn lọc

tương đối cao, gần 60 nguyên tố có thể xác định bằng phương pháp này với

độ nhạy từ 1.10-4 đến 1.10-5 %. Đặc biệt nếu sử dụng kỹ thuật nguyên tử hoá

mẫu không ngọn lửa có thể đạt tới 10-7 g/l. Vì vậy, đây là phương pháp được

dùng trong nhiều lĩnh vực để xác định lượng vết nhiều kim loại. Đặc biệt là

trong phân tích các nguyên tố vi lượng, trong các đối tượng mẫu y học, sinh

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

học, nông nghiệp, kiểm tra hoá chất có độ tinh khiết cao.

Đồng thời do có độ nhạy cao nên trong nhiều trường hợp không phải

làm giàu nguyên tố cần xác định trước khi phân tích tiêu tốn ít nguyên liệu

mẫu, tốn ít thời gian, không phải dùng nhiều hoá chất tinh khiết cao khi làm

giàu mẫu. Mặt khác, phương pháp gồm những động tác thực hiện nhẹ nhàng,

các kết quả phân tích có thể lưu giữ lại, ngoài ra có thể xác định đồng thời hay

liên tiếp nhiều nguyên tố trong một mẫu. Các kết quả rất ổn định, sai số nhỏ

(không quá 15%) với vùng nồng độ cỡ 1-2 ppm. Hơn nữa với sự ghép nối với

máy tính cá nhân và các phần mềm nên quá trình đo và sử lý kết quả nhanh,

dễ dàng và lưu lại đường chuẩn cho các lần sau.

 Nhược điểm: Hệ thống máy AAS tương đối đắt tiền, vì vậy nhiều cơ

sở không đủ điều kiện để xây dựng phòng thí nghiệm và mua sắm máy móc.

Cũng do phép đo có độ nhạy cao nên sự nhiễm bẩn rất có ý nghĩa đối

với kết quả phân tích hàm lượng vết, đòi hỏi dụng cụ phải sạch sẽ, hoá chất có

độ tinh khiết cao.

Mặt khác, trang thiết bị máy móc khá tinh vi, phức tạp nên cần tới sự

am hiểu, thành thạo vận hành cũng như bảo dưỡng máy của cán bộ làm phòng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

thí nghiệm phân tích.

Chƣơng 2

THỰC NGHIỆM VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Hoá chất, dụng cụ, thiết bị nghiên cứu

2.1.1.Trang thiết bị

- Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử Model AAS Solar M5 (Thermo

Elements, USA).

- Tủ lạnh, Bếp điện.

- Máy nước cất hai lần Hamilton-Anh.

2.1.2. Dụng cụ

- Bình định mức 10, 25, 50, 100, 250 ml.

- Pipet man.

- Pipet 1, 2, 5, 10 ml

- Cốc thuỷ tinh, ống đong, phễu.

2.1.3. Hoá chất

- Các dung dịch Cd(II), Pb(II), Cu(II), Zn(II) được pha từ dung dịch

chuẩn có nồng độ 1000mg/l của hãng Metrohm (Đức) sản xuất.

- Dung dịch HCl, HNO3, H2SO4

- Dung dịch nền HNO3 2%, CH3COONH4 1%, LaCl3 1%

2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu

Hàm lượng các kim loại nặng trong nước là rất nhỏ. Phương pháp

quang phổ hấp thụ nguyên tử là phương pháp xác định đặc hiệu với hầu hết

các nguyên tố kim loại và giới hạn định lượng ở mức ppm. Do đó chúng tôi

chọn phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử để định lượng đồng, chì,

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

cađimi, kẽm trong nước.

Với phương pháp F-AAS đối với mỗi loại máy đo của các hãng sản

xuất khác nhau khi sử dụng để phân tích đều cho kết quả tốt ở những điều

kiện thí nghiệm khác nhau. Chúng tôi dùng máy Thermo Element của Mĩ và

áp dụng nguyên tắc thay đổi một số yếu tố và cố định tất cả các yếu tố còn lại.

Chúng tôi tiến hành khảo sát từng yếu tố một để chọn ra điều kiện phù hợp

nhất cho phép phân tích (các thông số tối ưu của máy). Sau đó tiến hành đo

trên mẫu chuẩn rồi phân tích mẫu thật theo phương pháp đường chuẩn và

kiểm tra lại bằng phương pháp thêm chuẩn.

2.2.1. Phương pháp đường chuẩn [8, 9]

Nguyên tắc của phương pháp này là dựa vào phương trình cơ bản của

phép đo A = K.C và một dãy mẫu đầu để dựng một đường chuẩn, sau đó nhờ

đường chuẩn này và giá trị A để xác định nồng độ Cx của nguyên tố cần phân

tích trong mẫu đo phổ, rồi từ đó tính được nồng độ của nó trong mẫu phân tích.

Trước hết phải chuẩn bị một dãy mẫu đầu, dãy mẫu chuẩn (thông

thường là 5 mẫu) và các mẫu phân tích trong cùng điều kiện. Ví dụ các mẫu

đầu có nồng độ của nguyên tố X cần xác định C1, C2, C3, C4, C5 và các mẫu

phân tích là CX1, CX2… Rồi sau đó chọn một quá trình phân tích phù hợp để

rồi đo phổ. Đo các mẫu chuẩn và các mẫu phân tích theo một vạch  đã chọn.

Ví dụ thu được các giá trị cường độ tương ứng với các nồng độ là A1, A2, A3,

A4, A5, và Ax1, AX2… Sau đó dựng đường chuẩn theo hệ toạ độ A - Cx.

Nhờ đường chuẩn này và các giá trị Ax ta sẽ dễ dàng xác định được

nồng độ Cx. Công việc cụ thể là đem các giá trị Ax đặt lên trục tung A của hệ

toạ độ, từ đó kẻ đường song song với trục hoành Cx. Đường này sẽ cắt đường

chuẩn tại điểm M. Từ điểm M hạ đường vuông góc với trục hoành cắt trục

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

hoành tại Cx. Cx là nồng độ cần tìm.

A

C (mg/ml)

Hình 2.1. Đồ thị của phương pháp đường chuẩn

2.2.2. Phương pháp thêm chuẩn [15, 16]

Nguyên tắc của phương pháp này là người ta dùng ngay một mẫu phân

tích làm nền, rồi chuẩn bị một dãy mẫu đầu bằng cách lấy một lượng mẫu

phân tích nhất định và thêm vào đó những lượng nhất định của nguyên tố cần

xác định theo từng bậc nồng độ (theo cấp số cộng). Ví dụ lượng thêm vào là

C1, C2, C3, C4, như thế chúng ta sẽ có một dãy mẫu chuẩn là:

C0 = Cx

C1 = (Cx + C1)

C2 = (Cx + C2)

C3 = (Cx + C3)

C4 = (Cx + C4)

Trong đó Cx là nồng độ của nguyên tố cần xác định trong mẫu phân

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

tích đã chọn. Các mẫu phân tích còn lại giả sử kí hiệu Cx1, Cx2, Cx3 …

Tiếp đó chọn các điều kiện thí nghiệm phù hợp và một vạch phổ của

nguyên tố phân tích, tiến hành ghi cường độ hấp thụ của vạch phổ đó theo tất

cả dãy mẫu đầu và các mẫu phân tích. Kết quả thu được như bảng sau:

Mẫu C0 C1 C2 C3 C4 Cx1 Cx2 Cx3

A0 A1 A2 A3 A4 Ax1 Ax2 Ax3 A

Từ các giá trị cường độ này ứng với các nồng độ thêm vào của các

nguyên tố phân tích chúng ta dựng được một đường chuẩn theo hệ toạ độ A -

Cx. Đường này cắt trục tung tại điểm có toạ độ (A0, 0). Sau đó để xác định

được nồng độ Cx chưa biết chúng ta làm như sau:

Cách 1: Kéo dài đường chuẩn về phía trái, nó cắt trục hoành tại điểm

C0. Chính đoạn OC0 bằng giá trị nồng độ Cx cần tìm.

Cách 2: Cũng có thể xác định Cx bằng cách từ gốc toạ độ kẻ một đường

song song với đường chuẩn và từ điểm A0 kẻ đường song song với trục hoành hai

điểm này cắt nhau tại điểm M. Từ điểm M hạ đường vuông góc với trục hoành.

A

C0

C1 C2

C3 C4

C (g/ml)

Đường này cắt trục hoành tại điểm C0. Chính đoạn C0 là giá trị Cx cần tìm.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Hình 2.2. Đồ thị của phương pháp thêm chuẩn

2.3. Nội dung nghiên cứu

Trong phần thực nghiệm luận văn phải thực hiện các nhiệm vụ sau:

2.3.1. Khảo sát các điều kiện thực nghiệm xác định đồng, chì, kẽm, cađimi bằng

phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử dùng ngọn lửa

2.3.1.1. Khảo sát các điều kiện của máy đo phổ

- Bước sóng hấp thụ của đồng, chì, kẽm, cađimi

- Cường độ dòng điện đèn catôt rỗng

- Lưu lượng khí axetilen

- Độ rộng khe đo

- Chiều cao đầu đốt

2.3.1.2. Chọn nền và môi trường phân tích

2.3.1.3. Khảo sát ảnh hưởng của caction khác

2.3.2. Khảo sát vùng tuyến tính của đồng, chì, kẽm, cađimi

2.3.3. Đánh giá sai số, độ lặp, khoảng tin cậy của phép đo

2.3.4. Phân tích mẫu thực theo phương pháp đường chuẩn và phương pháp

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

thêm chuẩn

Chƣơng 3

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN

3.1. Khảo sát các điều kiện thực nghiệm xác định các kim loại đồng, chì, cađimi,

kẽm, bằng phƣơng pháp quang phổ hấp thụ ngọn lửa (F-AAS) [5, 8, 9]

3.1.1. Khảo sát các thông số của máy

3.1.1.1. Khảo sát vạch phổ hấp thụ

Mỗi loại nguyên tử của một nguyên tố hoá học chỉ có thể hấp thụ

được những bức xạ có bước sóng mà chính nó có thể phát ra trong quá trình

phát xạ khi chúng ở trạng thái hơi. Nhưng thực tế không phải các nguyên tử

có thể hấp thụ tốt tất cả các bức xạ mà nó phát ra, quá trình hấp thụ chỉ tốt

và nhạy chủ yếu đối với các vạch nhạy (vạch đặc trưng). Đối với một

nguyên tố vạch phổ nào có khả năng hấp thụ càng mạnh thì phép đo vạch đó

có độ nhạy càng cao. Như vậy đối với một nguyên tố các vạch phổ khác

nhau sẽ có độ nhạy khác nhau, đồng thời với mỗi vạch này có thể có rất

nhiều nguyên tố khác trong mẫu có vạch phổ gần vạch phổ này, nó có thể

chen lẫn hay gây nhiễu tới vạch phổ của nguyên tố phân tích làm cho việc

đo cường độ vạch phân tích là rất khó khăn và thiếu chính xác. Vì hàm

lượng đồng, chì, cađimi, kẽm trong nước mặt Sông Cầu rất nhỏ nên chúng

tôi tiến hành khảo sát để tìm ra vạch phổ có độ nhạy cao và hạn chế được

ảnh hưởng của yếu tố có vạch phổ lân cận.

Chúng tôi khảo sát các bước sóng hấp thụ khác nhau của các kim loại

với nồng độ 1 ppm. Kết quả khảo sát trình bày trong các bảng 3.1- 3.4.

Từ kết quả khảo sát chúng tôi chọn vạch phổ cho các kim loại như sau:

324,8 nm - Cu; 217,0 nm - Pb; 228 nm - Cd; 213,9 nm - Zn. Vì đây là

vạch phổ nhạy nhất, có độ ổn định cao và không bị chen lẫn bởi các vạch phổ

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

của nguyên tố khác.

Bảng 3.1. Kết quả khảo sát các bước sóng hấp thụ khác nhau của đồng

Vạch phổ (nm) Mức độ nhạy kém Vạch phổ (nm) Độ hấp STT Lý thuyết vạch phổ số 1 thực tế thụ (Abs)

1 324,76 1 324,80 0,0477

2 327,40 2 lần kém 327,44 0,0243

3 217,90 4 lần kém 218,00 0,0362

4 222,60 21 lần kém 222,00 0,0120

Bảng 3.2. Kết quả khảo sát các bước sóng hấp thụ khác nhau của chì

Vạch phổ (nm) Mức độ nhạy kém Vạch phổ(nm) Độ hấp STT Lý thuyết vạch phổ số 1 thực tế thụ (Abs)

1 217,00 1 217,0 0,038

2 283,30 2 lần kém 283,35 0,017

Bảng 3.3.Kết quả khảo sát các bước sóng hấp thụ khác nhau của cađimi

Vạch phổ (nm) Mức độ nhạy kém Vạch phổ (nm) Độ hấp STT Lý thuyết vạch phổ số 1 thực tế thụ (Abs)

1 228,80 1 228,0 0,452

2 326,90 500 lần kém 326,81 0,017

Bảng 3.4.Kết quả khảo sát các bước sóng hấp thụ khác nhau của kẽm

Vạch phổ (nm) Mức độ nhạy kém Vạch phổ (nm) Độ hấp thụ STT Lý thuyết vạch phổ số 1 thực tế (Abs)

1 213,90 1 213,90 0,4475

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

2 307,60 2000 lần kém 307,54 0,0010

3.1.1.2. Khảo sát cường độ dòng đèn

Đèn catốt rỗng (HCL) là nguồn bức xạ cộng hưởng, nó chỉ phát ra

những tia phát xạ nhạy của nguyên tố kim loại được dùng làm catốt rỗng. Đèn

catốt làm việc tại mỗi chế độ dòng nhất định sẽ cho chùm phát xạ có cường

độ nhất định. Mỗi sự dao động về dòng điện làm việc của đèn đều ảnh hưởng

đến cường độ của chùm tia phát ra. Ta phải chọn một giá trị cường độ dòng

phù hợp và giữ nguyên trong suốt quá trình định lượng Cu, Pb, Cd, Zn. Theo

lý thuyết và thực nghiệm cường độ đèn HCL tốt nhất cho phép đo nằm trong

vùng 60% - 80% dòng giới hạn cực đại của đèn.

Chúng tôi tiến hành khảo sát với dung dịch chứa ion kim loại có nồng

độ 1 ppm ở những bước sóng đã chọn với cường độ dòng đèn HCL từ 60% -

80% Imax. Kết quả khảo sát cường độ dòng đèn catốt rỗng được trình bày ở

bảng 3.5 - 3.8.

Bảng 3.5. Khảo sát cường độ dòng đèn đối với Pb

I (%Imax) Lần đo 60%Imax 65%Imax 70%Imax 75%Imax 80%Imax

0,016 0,019 0,013 0,020 0,016 1

0,017 0,020 0,014 0,019 0,017 2 Abs 0,017 0,020 0,013 0,019 0,018 3

0,017 0,020 0,013 0,019 0,017 TB

3,4 2.9 4,45 3,03 5,9 %RSD

Bảng 3.6. Khảo sát cường độ dòng đèn đối với Cu

I (%Imax) Lần đo 60%Imax 65%Imax 70%Imax 75%Imax 80%Imax

0,044 0,044 0,044 0,046 0,042 1

0,045 0,043 0,042 0,046 0,042 2 Abs 0,045 0,041 0,043 0,045 0,041 3

0,045 0,043 0,043 0,046 0,042 TB

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

1,28 3,55 2,3 1,25 1,38 %RSD

Bảng 3.7. Khảo sát cường độ dòng đèn đối với Zn

I (%Imax) Lần đo 60%Imax 65%Imax 70%Imax 75%Imax 80%Imax

1 0,192 0,160 0,144 0,193 0,150

2 0,189 0,159 0,141 0,192 0,153 Abs 3 0,190 0,157 0,143 0,193 0,150

TB 0,190 0,159 0,143 0,193 0,151

%RSD 0,8 0,96 1,07 0,3 1,15

Bảng 3.8. Khảo sát cường độ dòng đèn đối với Cd

I (%Imax) Lần đo 60%Imax 65%Imax 70%Imax 75%Imax 80%Imax

1 0,110 0,111 0,096 0,096 0,099

2 0,110 0,111 0,099 0,097 0.098 Abs 3 0,111 0,112 0,097 0,099 0,100

TB 0,110 0,111 0,097 0,097 0,099

%RSD 0,524 0,52 1,57 1,57 1,0

Từ kết quả khảo sát chúng tôi chọn cường độ dòng đèn của Pb là 65%

Imax, của Cu là 75% Imax, của Zn là 75% Imax và của Cd là 65% Imax.

3.1.1.3. Khảo sát lưu lượng khí axetylen

Theo kĩ thuật nguyên tử hoá bằng ngọn lửa, người ta dùng năng lượng

nhiệt của ngọn lửa đèn khí để hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu phân tích. Vì thế

mọi quá trình xảy ra trong khi nguyên tử hoá mẫu là phụ thuộc vào các đặc

trưng và tính chất của ngọn lửa. Chúng tôi chọn nhiệt độ phù hợp để hoá hơi

và nguyên tử hoá nguyên tố cần phân tích. Ở đây chúng tôi chọn hỗn hợp khí

axetylen và không khí nén lẫn khí đốt.

Lưu lượng không khí nén được giữ cố định, do đó có thể chọn điều

kiện ngọn lửa có nhiệt độ phù hợp cho phép đo. Chúng tôi tiến hành khảo sát

tốc độ khí axetylen với dung dịch ion kim loại có nồng độ 1 ppm trong HNO3

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

2%. Kết quả khảo sát được trình bày ở bảng 3.9 - 3.12.

Qua kết quả khảo sát chúng tôi chọn tốc độ dẫn khí của Cu là 1,2 l/ph,

của Pb là 1,1 l/ ph, của Zn là 1,2 l/ ph và của Cd là 1,2 l/ ph.

Bảng 3.9. Khảo sát tốc độ dẫn khí axetylen của Cu

Lần đo C2H2 (l/ph) 0,9 1,0 1,1 1,2

0,417 0,401 0,483 0,541 1

0,414 0,404 0,481 0,542 2

Abs 0,413 0,403 0,482 0,543 3

0,415 0,403 0,482 0,542 TB

0,5 0,38 0,2 0,18 %RSD

Bảng 3.10. Khảo sát tốc độ dẫn khí axetylen của Pb

Lần đo C2H2 (l/ph) 0,9 1,0 1,1 1,2

0,014 0,013 0,020 0,019 1

0,013 0,013 0,020 0,021 2 Abs 0,014 0,012 0,019 0,017 3

0,014 0,013 0,020 0,019 TB

0,41 0,44 0,26 0,23 %RSD

Bảng 3.11. Khảo sát tốc độ dẫn khí axetylen của Zn

Lần đo 1,0 1,1 1,2 C2H2 (l/ph) 0,9

0,134 0,131 0,149 0,145 1

0,134 0,132 0,148 0,142 2 Abs 0,135 0,132 0,149 0,143 3

0,134 0,132 0,149 0,143 TB

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

0,43 0,44 1,07 %RSD 0,39

Bảng 3.12. Khảo sát tốc độ dẫn khí axetylen của Cd

Lần đo C2H2(l/ph)

1 0,9 0,098 1,0 0,099 1,1 0,110 1,2 0,111

2 0,096 0,098 0,111 0,110

Abs 3 0,097 0,097 0,110 0,111

TB 0,097 0,098 0,110 0,111

%RSD 1,0 1,02 0,53 0,52

3.1.1.4. Khảo sát khe đo của máy phổ hấp thụ nguyên tử

Theo nguyên tắc hoạt động của hệ thống đơn sắc trong máy phổ hấp

thụ nguyên tử, chùm tia phát xạ cộng hưởng của nguyên tố cần nghiên cứu

được phát ra từ đèn catốt rỗng, sau khi đi qua môi trường hấp thụ, sẽ được

hướng vào khe đo của máy, được chuẩn trực, được phân ly và sau đó chỉ một

vạch phổ cần đo được chọn và hướng vào khe đo để tác dụng vào nhân quang

điện để phát hiện và xác định cường độ của vạch phổ. Do vậy khe đo của

vạch phổ phải được chọn chính xác, phù hợp với từng vạch phổ, có độ lặp lại

cao trong mỗi phép đo và lấy được hết độ rộng trong mỗi vạch phổ.

Tiến hành khảo sát ở những bước sóng đã chọn, ta thấy khe đo phù

hợp là 0,2 nm đối với Cu, Pb, Zn và 0,5 nm đối với Cd cho độ nhạy và độ ổn

định cao. Ở điều kiện này 100% diện tích píc của vạch phổ sẽ nằm trong khe

đo. Kết quả khảo sát khe đo được trình bày ở các bảng 3.13 - 3.16.

Bảng 3.13. Kết quả khảo sát khe đo đối với Cu

Khe đo (nm) Lần đo

0,1 0,042 0,2 0,441 0,5 0,041 1,0 0,039 1

0,041 0,044 0,041 0,038 2 Abs 0,042 0,043 0,040 0,040 3

0,042 0,044 0,041 0,039 TB

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

1,38 1,3 1,4 2,6 %RSD

Bảng 3.14. Kết quả khảo sát khe đo đối với Pb

Khe đo (nm) Lần đo 0,1 0,2 0,5 1,0

0,034 0,036 0,034 0,029 1

0,036 0,036 0,033 0,027 2 Abs 0,035 0,037 0,034 0,028 3

0,035 0,036 0,034 0,028 TB

2,86 1,6 1,7 3,6 %RSD

Bảng 3.15. Kết quả khảo sát khe đo đối với Zn

Khe đo (nm) Lần đo 0,1 0,2 0,5 1,0

0,144 0,149 0,142 0,141 1

0,147 0,148 0,140 0,143 2 Abs 0,145 0,148 0,143 0,140 3

TB 0,145 0,148 0,142 0,141

%RSD 1,05 1,03 1,08 1,07

Bảng 3.16. Kết quả khảo sát khe đo đối với Cd

Khe đo (nm) Lần đo 0,1 0,2 0,5 1,0

0,099 0,110 0,111 0,099 1

0,110 0,100 0,112 0,097 2 Abs 0,112 0,112 0,111 0,098 3

TB 0,107 0,110 0,111 0,098

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

0,7 0,56 0,52 0,9 %RSD

3.1.1.5. Khảo sát chiều cao của đèn nguyên tử hoá mẫu

Chiều cao đèn nguyên tử hoá mẫu nếu chọn đúng không những thu

được độ nhạy cao và tín hiệu ổn định mà còn loại bỏ nhiều yếu tố ảnh hưởng.

Ngọn lửa gồm ba phần: Phần tối, phần trung tâm, vỏ và đuôi của ngọn lửa. Ở

phần trung tâm của ngọn lửa (nhiệt độ cao nhất), hỗn hợp khí được đốt cháy

tốt nhất và không có phản ứng thứ cấp. Vì vậy trong phép đo phổ hấp thụ

nguyên tử ta phải chọn và thu chỉ phần trung tâm của ngọn lửa nguyên tử hoá.

Các kết quả được chỉ ra ở bảng 3.17 - 3.20.

Bảng 3.17. Khảo sát chiều cao đèn nguyên tử hoá đối với Cu(1ppm)

Chiều cao burner (nm) 5 6 7 8

Abs 0,039 0,043 0,044 0,043

%RSD 0,7 1,2 0,3 1,3

Bảng 3.18. Khảo sát chiều cao đèn nguyên tử hoá với Pb (1ppm)

Chiều cao burner (nm) 5 6 7 8

Abs 0,032 0,035 0,036 0,034

%RSD 1,8 1,6 0,8 1,7

Bảng 3.19. Khảo sát chiều cao đèn nguyên tử hoá với Zn (1ppm)

Chiều cao burner (nm) 5 6 7 8

Abs 0,122 0,123 0,104 0,103

%RSD 0,8 1,7 0,55 2,23

Bảng 3.20. Khảo sát chiều cao đèn nguyên tử hoá với Cd (1ppm)

Chiều cao burner (nm) 5 6 7 8

Abs 0,110 0,110 0,111 0,099

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

%RSD 0,9 1,6 0,4 1,9

Qua kết quả khảo sát chúng tôi chọn chiều cao đèn nguyên tử hóa đối

với các nguyên tố Cu, Pb, Zn, Cd là 7 nm. Vì ở điều kiện này píc thu được có

độ nhạy và độ ổn định cao, sai số nhỏ.

3.1.2. Khảo sát ảnh hưởng của các loại axit và nồng độ axit

Trong phép đo F- AAS, mẫu đo ở dạng dung dịch và trong môi trường

axit. Nồng độ axit trong dung dịch mẫu luôn luôn có ảnh hưởng đến cường độ

vạch phổ của nguyên tố phân tích thông qua tốc độ dẫn mẫu, khả năng hoá

hơi và nguyên tử hoá các chất mẫu. Ảnh hưởng này thường ngắn với các loại

anion của axit.

Nói chung các loại axit khó bay hơi và bền nhiệt thì càng làm giảm

nhiều cường độ vạch phổ hấp thụ của nguyên tố phân tích. Các axit dễ bay

hơi gây ảnh hưởng nhỏ. Các axit làm giảm cường độ vạch phổ hấp thụ của

nguyên tố cần phân tích theo thứ tự: HClO4 < HCl < HNO3 < H2SO4 < H3PO4

< HF. Như thế các axit HNO3, HCl là các axit gây ảnh hưởng nhỏ có thể dùng

làm nền trong phép phân tích hấp thụ nguyên tử. Trên cơ sở đó chúng tôi đã

tiến hành khảo sát ảnh hưởng của một số loại axit có thể dùng để hoà tan mẫu

và tạo môi trường như: HCl, HNO3 tới cường độ vạch phổ hấp thụ của kẽm,

đồng, chì, cacđimi. Kết quả khảo sát được thể hiện ở các bảng 3.21- 3.29.

3.1.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của axit đối với kẽm.

Chúng tôi tiến hành khảo sát đối với dung dịch Zn 1ppm trong các axit

HCl và HNO3 với nồng độ biến thiên từ 0 đến 5%. Các kết quả được chỉ ra ở

bảng 3.21.

Như vậy nồng độ HNO3 và HCl trong các dung dịch mẫu < 5% không

ảnh hưởng tới phép đo phổ của Zn. Trong đó nồng độ HNO3 2% cho kết quả

có độ lặp lại cao, ổn định nhất.

Tiếp theo chúng tôi tiến hành khảo sát để chọn ra trong hai loại axit

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

HCl 2% và HNO3 2% loại axit ít ảnh hưởng tới phép đo của Zn nhất bằng

cách pha các dung dịch với nồng độ biến thiên của Zn trong các nồng độ axit

đã chọn. Kết quả được trình bày trong bảng 3.22 và hình 3.1.

Bảng 3.21. Ảnh hưởng của các loại axit và nồng độ axit tới phép đo Zn

Nồng độ axit (C%) 0 1 2 3 4 5

Lần 1 0,108 0,113 0,116 0,124 0,122 0.119

Lần 2 0,106 0,111 0,116 0,122 0,122 0,122 HNO3 Lần 3 0,112 0,114 0,115 0,123 0,125 0,123

Trung bình 0,109 0,113 0,116 0,123 0,123 0,121

Sai số (%RSD) 2,81 1,36 0,94 1,41 1,72 0,52

Lần 1 0,102 0,114 0,114 0,116 0,121 0,120

Lần 2 0,105 0,112 0,114 0,115 0,122 0,123 HCl Lần 3 0,104 0,114 0,113 0,114 0,120 0,122

Trung bình 0,104 0,113 0,114 0,115 0,121 0,122

Sai số (%RSD) 2,01 1,02 0,87 0.89 1,26 0,57

Bảng 3.22. Độ hấp thụ của Zn trong các axit tối ưu

(Các kết quả đo được lấy giá trị trung bình)

STT Nồng độ Zn2+ (ppm) HCl 2% HNO3 2%

1 0.5 0,054 0,055

2 1 0,079 0,107

3 1,5 0,146 0,156

4 2 0,189 0,210

5 2,5 0,256 0,267

Qua đồ thị ta thấy HNO3 2% cho độ hấp thụ của nguyên tố cao và cho

kết quả ổn định hơn cả trong phép đo Zn (ứng với đồ thị có độ thẳng và độ

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

dốc cao và nằm phía trên).

Trong quá trình phân tích mẫu các nguyên tố và Zn chúng tôi chọn nền

là axit HNO3 2%.

Hình 3.1. Độ hấp thụ của Zn trong các axit tối ưu

3.1.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của axit đối với đồng

Chúng tôi tiến hành khảo sát đối với dung dịch Cu 1ppm trong các axit HCl

và HNO3 với nồng độ biến thiên từ 0 đến 5%. Các kết quả được chỉ ra ở bảng 3.23.

Bảng 3.23. Ảnh hưởng của các loại axit và nồng độ axit tới phép đo Cu

Nồng độ axit (C%) 0 1 2 3 4 5

0,098 0,076 0,117 0,112 0,099 0,093 Lần 1

0,099 0,078 0,118 0,110 0,098 0,096 Lần 2

0,101 0,080 0,117 0,113 0,096 0,097 Lần 3 HNO3 Trung bình 0,099 0,078 0,117 0,112 0,098 0,095

Sai số (%RSD) 1,54 2,56 1,36 1,6 2,19 0,49

Lần 1 0,091 0,082 0,111 0,093 0,101 0,110

Lần 2 0,093 0,082 0,110 0,091 0,100 0,112

Lần 3 0,092 0,083 0,110 0,092 0,099 0,109

HCl Trung bình 0,092 0,082 0,110 0,092 0,100 0,110

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Sai số (%RSD) 1,09 0,7 1,08 1,0 1,3 0,52

Như vậy nồng độ HNO3 và HCl trong các dung dịch mẫu < 5% không

ảnh hưởng tới phép đo phổ của Cu. Trong đó nồng độ HNO3 2% cho kết quả

có độ lặp lại cao, ổn định nhất.

Tiếp theo chúng tôi tiến hành khảo sát để chọn ra trong hai loại axit

HCl 2% và HNO3 2% loại axit ít ảnh hưởng tới phép đo của đồng nhất. Bằng

cách pha các dung dịch với nồng độ biến thiên của Cu trong các nồng độ axit

đã chọn. Kết quả được trình bày trong bảng 3.24 và hình 3.2.

Bảng 3.24. Độ hấp thụ của Cu trong các axit tối ưu

(Các kết quả đo được lấy giá trị trung bình)

STT Nồng độ Cu2+ (ppm) HCl 2% HNO3 2%

1 0.5 0,146 0,150

2 1 0,1771 0,1981

3 1,5 0,230 0,268

4 2 0,293 0,321

5 2,5 0,346 0,389

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Hình 3.2. Độ hấp thụ của đồng trong các axit tối ưu

Qua đồ thị ta thấy rằng HNO3 2% cho độ hấp thụ của nguyên tố cao và

cho kết quả ổn định hơn cả trong phép đo Cu (ứng với đồ thị có độ thẳng và

độ dốc cao và nằm phía trên).

3.1.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của axit đối với Pb

Chúng tôi tiến hành khảo sát đối với dung dịch Pb 1ppm trong các axit

HCl và HNO3 với nồng độ biến thiên từ 0 đến 5%. Các kết quả được chỉ ra ở

bảng 3.25.

Bảng 3.25. Ảnh hưởng của các loại axit và nồng độ axit tới phép đo Pb

Nồng độ axit (C%) 0 1 2 3 4 5

0,0997 0,115 0,121 0,118 0,118 0.119 Lần 1

0,1036 0,114 0,123 0,113 0,112 0,122 Lần 2

0,1031 0,111 0,121 0,117 0,115 0,118 Lần 3 HNO3 Trung bình 0,1021 0,113 0,122 0,116 0,115 0,1197

Sai số (%RSD) 2,078 1,84 2,3 2,6 1,74 0,94

Lần 1 0,103 0,111 0,114 0,113 0,121 0,120

Lần 2 0,105 0,112 0,114 0,112 0,122 0,119

Lần 3 0,104 0,110 0,115 0,114 0,120 0,126

HCl Trung bình 0,104 0,111 0,114 0,113 0,121 0,122

Sai số (%RSD) 0,96 0,9 0,88 0.83 1,26 0,51

Như vậy nồng độ HNO3 và HCl trong các dung dịch mẫu < 5% không

ảnh hưởng tới phép đo phổ của Pb, trong đó nồng độ HNO3 2% cho kết quả

có độ lặp lại cao và ổn định nhất.

Tiếp theo chúng tôi tiến hành khảo sát để chọn ra trong hai loại axit

HCl 2% và HNO3 2% loại axit ít ảnh hưởng tới phép đo của Pb nhất. Bằng

cách pha các dung dịch với nồng độ biến thiên của Pb trong các nồng độ axit

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

đã chọn. Kết quả được trình bày trong bảng 3.26 và hình 3.3.

Qua đồ thị ta thấy rằng HNO3 2% cho độ hấp thụ của nguyên tố cao và

cho kết quả ổn định hơn cả trong phép đo Pb (ứng với đồ thị có độ thẳng và

độ dốc cao và nằm phía trên).

Bảng 3.26. Độ hấp thụ của Pb trong các axit tối ưu

STT Nồng độ Pb2+ (ppm) HCl 2% HNO3 2%

1 0.5 0,002 0,003

2 1 0,013 0,020

3 1,5 0,026 0,041

4 2 0,061 0,078

5 2,5 0,103 0, 108

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Hình 3.3. Độ hấp thụ của Pb trong các axit tối ưu

3.1.2.4. Khảo sát ảnh hưởng của axit đối với cađimi

Chúng tôi tiến hành khảo sát đối với dung dịch Cd 1ppm trong các axit

HCl và HNO3 với nồng độ biến thiên từ 0 đến 5%. Các kết quả được chỉ ra ở

bảng 3.27.

Như vậy nồng độ HNO3 và HCl trong các dung dịch mẫu < 5% không

ảnh hưởng tới phép đo phổ của Cd, trong đó nồng độ HNO3 2% cho kết quả

có độ lặp lại cao, ổn định nhất.

Bảng 3.27. Ảnh hưởng của các loại axit và nồng độ axit tới phép đo Cd

Nồng độ axit (C%) 0 1 2 3 4 5

Lần 1 0,202 0,204 0,205 0,201 0,203 0,204

Lần 2 0,204 0,205 0,207 0,204 0,201 0,203

HNO3 Lần 3 0,205 0,205 0,207 0,204 0,202 0,205

Trung bình 0,204 0,205 0,206 0,203 0,202 0,204

Sai số (%RSD) 0,75 0,7 0,4 0,5 0,49 0,2

Lần 1 0,201 0,207 0,200 0,198 0,197 0,201

Lần 2 0,200 0,204 0,201 0,198 0,200 0,199

Lần 3 0,201 0,204 0,203 0,200 0,198 0,202

HCl Trung bình 0,201 0,205 0,202 0,199 0,198 0,201

Sai số (%RSD) 0,29 0,3 0,5 0,77 0,76 0,2

Tiếp theo chúng tôi tiến hành khảo sát để chọn ra trong hai loại axit

HCl 2% và HNO3 2% loại axit ít ảnh hưởng tới phép đo của Cd nhất. Bằng

cách pha các dung dịch với nồng độ biến thiên của Cd trong các nồng độ axit

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

đã chọn. Kết quả được trình bày trong bảng 3.28 và hình 3.4.

Bảng 3.28. Độ hấp thụ của Cd trong các axit tối ưu

STT Nồng độ Cd2+ (ppm) HCl 2% HNO3 2%

1 0.5 0,008 0,009

2 1 0,013 0,020

3 1,5 0,026 0,041

4 2 0,061 0,078

5 2,5 0,103 0,108

Hình 3.4. Độ hấp thụ của Cd trong các axit tối ưu

Qua đồ thị ta thấy rằng HNO3 2% cho độ hấp thụ của nguyên tố cao và

cho kết quả ổn định hơn cả trong phép đo Cd (ứng với đồ thị có độ thẳng và

độ dốc cao và nằm phía trên).

3.2. Khảo sát ảnh hƣởng của các cation khác

Một trong những yếu tố ảnh hưởng đến phép đo phổ AAS là ảnh

hưởng của các cation.

Trong đối tượng phân tích của chúng tôi là nước bề mặt thường có các

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

cation của các nguyên tố: mangan, sắt, nhôm, niken, crom….Với hàm lượng

khác nhau. Các cation này có mặt trong mẫu phân tích có thể làm tăng hoặc

giảm hay cũng có thể không gây ảnh hưởng đến cường độ hấp thụ của đồng,

chì, cađimi, kẽm. Nếu có ảnh hưởng thì ảnh hưởng này phụ thuộc vào mỗi

cation và nhóm cation. Vì thế chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của các

cation theo từng nhóm cation đối với dung dịch Cu 1ppm, Pb 1ppm, Zn 1ppm

và Cd 1ppm (trong nền HNO3 2%; CH3COONH4 1% và LaCl3 1%). Đó là các

nhóm Bảng 3.29 - 3.32)

- Nhóm cation kim loại kiềm: K+; Na+. - Nhóm cation kim loại kiềm thổ: Ca2+; Mg2+; Ba2+. - Nhóm cation kim loại nặng hoá trị II: Ni2+, Mn2+ - Nhóm kim loại hoá trị III: Al3+; Fe3+.

Bảng 3.29. Ảnh hưởng của nhóm cation kim loại kiềm

Mẫu C0 C1 C2 C3 C4 Ion

Na+ (ppm) K+ (ppm) Abs-Zn2+ Abs-Cu2+ Abs-Pb2+ Abs-Cd2+ 0 0 0,4244 0,1044 0,1921 0,2836 100 100 0,4239 0,1041 0,1916 0,2887 200 200 0,4233 0,1042 0,1941 0,2870 400 400 0,4247 0,1047 0,1923 0,3085 800 800 0,4319 0,1052 0,1925 0,301

Bảng 3.30. Ảnh hưởng của nhóm cation kim loại kiềm thổ

C0 C5 C6 C7 C8

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Mẫu Ion Mg2+(ppm) Ca2+ (ppm) Ba2+ (ppm) Abs-Zn Abs-Cu Abs-Pb Abs-Cd 0 0 0 0,4244 0,1044 0,1921 0,2836 5 100 100 0,4252 0,1054 0,1940 0,2983 10 200 200 0,4253 0,1021 0,1942 0,3005 20 400 400 0,4286 0,1030 0,1941 0,2970 40 800 800 0,4352 0,1042 0,1945 0,3002

Bảng 3.31. Ảnh hưởng của nhóm cation kim loại nặng hoá trị II

Mẫu C0 C9 C10 C11 C12 Ion

0 10 20 40 80

Ni+ (ppm) Mn2+(ppm) 0 10 20 40 80

Abs-Zn 0,4244 0,4247 0,4233 0,5302 0,5342

Abs- Cu 0,1044 0,1050 0,1051 0,1050 0,1052

Abs-Pb 0,1921 0,1920 0,1945 0,1927 0,1931

Abs-Cd 0,2836 0,3035 0,2965 0,3084 0,3011

Bảng 3.32. Ảnh hưởng của nhóm cation kim loại hoá trị III

Mẫu C0 C13 C14 C15 C16 Ion

0 40 60 80 100

Al3+ (ppm) Fe3+(ppm) 0 40 60 80 100

Abs-Zn 0,4244 0,4332 0,5043 0,5078 0,5212

Abs-Cu 0,1044 0,1075 0,0955 0,0924 0,0907

Abs-Pb 0,1921 0,1918 0,1903 0,1932 0,1935

Abs-Cd 0,2836 0,3099 0,3027 0,3013 0.3018

Căn cứ vào số liệu thu được ta thấy sự có mặt của các cation thường

gặp trong các đối tượng phân tích hầu như không ảnh hưởng tới phép xác

định các nguyên tố nghiên cứu đồng, chì, cađimi, kẽm dù nồng độ lớn hơn

nhiều so với nồng độ có trong mẫu thực. Như vậy, với các điều kiện đã chọn

phù hợp với phép đo phổ hấp thụ nguyên tử của đồng, chì, cacđimi, kẽm thì

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

không có cation nào gây ảnh hưởng tới phép đo.

3.3. Khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của đồng, chì, kẽm, cađimi

Trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử tín hiệu hấp thụ của vạch phổ

phụ thuộc vào nồng độ của nguyên tố cần phân tích và được xác định theo

phương trình [8]

A=K.Cb

A: Cường độ hấp thụ C: Nồng độ nguyên tố trong mẫu

K: Hằng số thực nghiệm b: Hằng số bản chất, phụ thuộc vào

nồng độ (0

Trong một khoảng nồng độ xác định và nhỏ thì b =1, lúc này mối quan

hệ giữa A và C là tuyến tính theo phương trình có dạng y = a.x. Khoảng nồng

độ này được gọi là tuyến tính của phép đo. Đối với các nguyên tố khác nhau

thì giá trị khoảng tuyến tính là khác nhau, và phụ thuộc vào kĩ thuật đo.

Để xác định khoảng nồng độ tuyến tính của Zn, Cu, Pb, Cd chúng tôi

chuẩn bị một dãy mẫu chuẩn có nồng độ biến thiên từ 0,25 ppm - 8 ppm đối

với Pb; 0,25 ppm - 3,5 ppm đối với Zn; 0,1 ppm - 4 ppm đối với Cd: 0,25

ppm - 5 ppm đối với Cu đều pha trong HNO3 2% và NH4Ac 1%. Kết quả thu

được trong các bảng 3.33 - 3.36 và được biểu diễn trong các hình 3.5 - 3.8.

Bảng 3.33. Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Zn

Abs Lần 1 Lần 2 Lần 3 TB

2+(ppm)

CZn

0,25 0,040 0,036 0,045 0,040

0,5 0,080 0,074 0,082 0,079

1 0,149 0,125 0,164 0,136

2 0,260 0,247 0,246 0,261

2,5 0,310 0,314 0,312 0,312

3 0,327 0,326 0,320 0,324

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

3,5 0,335 0,338 0,332 0,335

Hình 3.5. Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Zn

Bảng 3.34. Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của đồng

Abs Lần 1 Lần 2 Lần 3 TB

2+(ppm)

CCu

0,25 0,008 0,009 0,007 0,008

0,5 0,017 0,016 0,016 0,016

1 0,032 0,031 0,031 0,031

1,5 0,049 0,048 0,048 0,048

2,0 0,063 0,062 0,062 0,062

2,5 0,079 0,079 0,078 0,079

3,0 0,097 0,097 0,097 0,097

3,5 0,116 0,116 0,116 0,116

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

4,0 0,120 0,119 0,119 0,119

Hình 3.6. Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Cu

Qua đồ thị ta thấy khoảng nồng độ tuyến tính của Cu là từ 0,25 ppm - 3,00 ppm.

Bảng 3.35. Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của chì

Abs Lần 1 Lần 2 Lần 3 TB

2+(ppm)

CPb

0,25 0,002 0,002 0,001 0,002

0,5 0,006 0,005 0,005 0,005

1 0,012 0,012 0,012 0,012

2,0 0,028 0,029 0,027 0,028

3 0,042 0,040 0,041 0,041

4 0,056 0,055 0,056 0,056

5 0,078 0,080 0,079 0,079

6 0,085 0,085 0,086 0,085

7 0,086 0,087 0,087 0,087

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

8 0,090 0,089 0,090 0,090

Hình 3.7. Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Pb

Qua đồ thị ta thấy khoảng nồng độ tuyến tính của Pb là từ 0,25 ppm - 4,00 ppm.

Bảng 3.36. Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của cađimi

Abs Lần 1 Lần 2 Lần 3 TB

2+(ppm)

CCd

0,1 0,011 0,012 0,013 0,012

0,5 0,051 0,053 0,055 0,053

1 0,103 0,104 0,104 0,104

1,5 0,153 0,153 0,154 0,153

2 0,201 0,203 0,202 0,202

3 0,300 0,301 0,302 0,301

3,5 0,314 0,318 0,319 0,317

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

4 0,329 0,332 0,335 0,332

Hình 3.8. Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Cd

Qua đồ thị ta thấy khoảng nồng độ tuyến tính của Cd là từ 0,25 ppm - 3,00 ppm.

3.4. Xây dựng đƣờng chuẩn, xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lƣợng

Để xác định hàm lượng các nguyên tố đồng, chì, kẽm, cađimi trong

mẫu phân tích bằng phương pháp đường chuẩn, chúng tôi chuẩn bị các

dung dịch xây dựng đường chuẩn đồng thời với dung dịch mẫu phân tích.

Nồng độ các dung dịch để xây dựng đường chuẩn được chuẩn bị chính xác,

khác nhau và tăng dần trong phạm vi tuyến tính đã khảo sát với nền axit đã

được lựa chọn. Dựa vào đường chuẩn được thiết lập chúng tôi xác định được

nồng độ các ion kim loại trong mẫu.

Kết quả phân tích sẽ có độ chính xác cao nhất khi nồng độ đồng, chì,

kẽm, cacđimi nằm trong khoảng tuyến tính. Do đó trong quá trình chuẩn bị

mẫu nước phân tích, phải đưa nồng độ ion kim loại cần phân tích nằm trong

khoảng tuyến tính đã xác định. Nếu hàm lượng chất phân tích vượt quá ngoài

khoảng tuyến tính thì phải pha loãng dung dịch trước khi đo, ngược lại khi

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

nồng độ các chất phân tích quá nhỏ, phải làm giàu trước khi phân tích.

- Giới hạn phát hiện (LOD): Là nồng độ nhỏ nhất của một nguyên tố ở

trong mẫu phân tích để còn phát hiện được các vạch phổ của nó (ít nhất là hai

vạch) theo các điều kiện thực nghiệm đã chọn.

- Giới hạn định lượng (LOQ): Là nồng độ nhỏ nhất của một nguyên tố

ở trong mẫu phân tích để còn có thể định lượng được nguyên tố đó cho kết

quả tin cậy chắc chắn và chính xác (95%).

LOQ > LOD

Để tính được giới hạn phát hiên và giới hạn định lượng, ở đây chúng tôi

sử dụng phần mềm origin 7.0 và áp dụng công thức:

;

3.4.1. Xây dựng đường chuẩn xác định đồng

Trên cơ sở các điều kiện thích hợp đã chọn cho máy đo phổ, chúng tôi xây

dựng đường chuẩn biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ đồng. Kết

quả thực nghiệm được dẫn ra ở bảng 3.37 và biểu diễn trong hình 3.9.

Bảng 3.37. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ đồng

STT Nồng độ đồng (ppm) Abs của đồng

1 0 0

2 0.25 0.009

3 0.5 0.017

4 1 0.033

5 1.5 0.050

6 2 0.066

7 2.5 0.082

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

8 3 0.098

Hình 3.9. Đường chuẩn của đồng

Giới hạn phát hiện đồng bằng phép đo F - AAS theo đường chuẩn được

tính như sau:

(ppm)

Giới hạn định lượng đồng bằng phép đo F - AAS theo đường chuẩn:

(ppm)

3.4.2. Xây dựng đường chuẩn xác định chì

Trên cơ sở các điều kiện thích hợp đã chọn cho máy đo phổ, chúng tôi

xây dựng đường chuẩn biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

chì. Kết quả thực nghiệm được dẫn ra ở bảng 3.38 và hình 3.10.

Bảng 3.38. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ chì

STT Nồng độ chì (ppm) Abs của chì

1 0 0

2 0.25 0.003

3 0.5 0.007

4 1 0.016

5 2 0.033

6 3 0.051

7 4 0.068

Hình 3.10. Đường chuẩn của chì

Giới hạn phát hiện chì bằng phép đo F - AAS theo đường chuẩn được

tính như sau:

(ppm)

Giới hạn định lượng chì bằng phép đo F - AAS theo đường chuẩn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

(ppm)

3.4.3. Xây dựng đường chuẩn xác định kẽm

Trên cơ sở các điều kiện thích hợp đã chọn cho máy đo phổ, chúng tôi

xây dựng đường chuẩn biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ

kẽm. Kết quả thực nghiệm được dẫn ra ở bảng 3.39 và hình 3.11.

Bảng 3.39. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ kẽm

STT Nồng độ kẽm (ppm) Abs của kẽm

1 0 0

2 0.25 0.027

3 0.5 0.057

4 1 0.119

5 1.5 0.18

6 2 0.24

7 2.5 0.3

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Hình 3.11. Đường chuẩn của kẽm

Giới hạn phát hiện kẽm bằng phép đo F - AAS theo đường chuẩn được

tính như sau:

(ppm)

Giới hạn định lượng kẽm bằng phép đo F - AAS theo đường chuẩn

(ppm)

3.4.4. Xây dựng đường chuẩn xác định cađimi

Trên cơ sở các điều kiện thích hợp đã chọn cho máy đo phổ, chúng tôi

xây dựng đường chuẩn biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ

cadimi. Kết quả thực nghiệm được dẫn ra ở bảng 3.40 và hình 3.12.

Bảng 3.40. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ cadimi

STT Nồng độ cadimi (ppm) Abs của Cd

1 0 0

2 0.1 0.012

3 0.5 0.053

4 1 0.104

5 1.5 0.153

6 2 0.202

7 2.5 0.252

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

8 3 0.3

Hình 3.12. Đường chuẩn của cadimi

Giới hạn phát hiện cacđimi bằng phép đo F - AAS theo đường chuẩn

được tính như sau:

(ppm)

Giới hạn định lượng cacđimi bằng phép đo F - AAS theo đường chuẩn

(ppm)

3.5. Tổng kết các điều kiện đo phổ F-AAS của đồng, chì, kẽm và cađimi

Từ các kết quả nghiên cứu được ở trên, các điều kiện phù hợp để đo

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

phổ F-AAS của đồng, chì, cacđimi và kẽm được đưa ra ở bảng 3.41.

Bảng 3.41. Tổng kết các điều kiện đo phổ F-AAS của đồng, chì, kẽm và cađimi

Nguyên tố Zn Cu Pb Cd Các yếu tố

o đ

Vạch phổ hấp thụ (nm) 213,9 324,8 217 228

Khe đo (nm) 0,5 0,2 0,2 0,5

y á m ố s

75 75 65 65 Cường độ dòng đèn (%Imax)

g n ô h T

1,2 1,2 1,1 1,2 Lưu lượng khí C2H2 (ml/phút)

n ề n

Chiều cao của burner (mm) 7 7 7 7

n ầ h p

h n à h T

Nồng độ HNO3 2 2 2 2 (C%)

Vùng tuyến tính (ppm) 0,25- 2,5 0,25- 3,0 0,25- 4,0 0,1- 3,0

Giới hạn phát hiện (ppm) 0,0097 0,1174 0,1055 0,0460

Giới hạn định lượng (ppm) 0,0325 0,3914 0,3517 0,1503

3.6. Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo [3]

Để tiến hành đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo ta xây dựng đường

chuẩn và chuẩn bị 3 mẫu chuẩn có nồng độ nằm ở đầu, giữa và cuối khoảng

tuyến tính của mỗi nguyên tố, ở mỗi loại nồng độ tiến hành đo lặp lại 10 lần.

Các kết quả thí nghiệm được xử lí thống kê theo các công thức sau:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

- Độ lệch chuẩn:

Trong đó: Stt: Độ lệch chuẩn

n: Số lần phân tích lặp của mẫu i

xi: giá trị phân tích lần thứ i.

: giá trị phân tích trung bình của n lần phân tích.

- Độ lệch chuẩn tương đối:

- Với chuẩn student

Trong đó:

t: chuẩn Student.

: giá trị thực cần đo được.

- Độ chính xác

- Khoảng tin cậy của giá trị phân tích:

3.6.1. Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo đồng

Tiến hành thực nghiệm với các mẫu chuẩn và xử lí các kết quả thu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

được bằng thống kê chúng tôi thu được kết quả ở bảng 3.4

Bảng 3.42. Kết quả xác định sai số của phương pháp với phép đo đồng

Nồng độ chuẩn bị 0,25 ppm 1,5 ppm 3,0 ppm

Lần 1 0,2501 1,5012 3,0132

Lần 2 0,2511 1,5009 3,0115

Lần 3 0,2491 1,4991 2,9998

o đ n ầ l

)

Lần 4 0,2502 1,5011 2,9994

Lần 5 0,2496 1,5003 3,0121

m p p (

Lần 6 0,2507 1,4997 3,0118

Lần 7 0.2502 1,5001 3,0101

Lần 8 0,2486 1,5005 3,0019

Lần 9 0,2490 1,4994 2,9996

0 1 ở c ợ ƣ đ n ệ i h t á h p ộ đ g n ồ N

Lần 10 0,2505 1,5008 3,0110

0,2499 1,5003 3,0040 Nồng độ trung bình ( )

8,08.10-4 7,26.10-4 5,99.10-3 Độ lệch chuẩn (Stt)

Độ lệch chuẩn tương đối 0,324 0,0484 0,1996 (Std)

Chuẩn studen (t) 0,123 0,413 0,668

Độ chính xác ( ) 3,14.10-5 9,48.10-5 1,265.10-3

3.6.2. Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo kẽm

Tiến hành thực nghiệm với các mẫu chuẩn và xử lí các kết quả thu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

được bằng thống kê chúng tôi thu được kết quả ở bảng 3.43.

Bảng 3.43. Kết quả xác định sai số của phương pháp với phép đo kẽm

Nồng độ chuẩn bị 0,25 ppm 1 ppm 2,5 ppm

)

Lần 1 0,2501 1.0053 2,5005

m p p (

Lần 2 0,2498 1.0023 2,5011

o đ

Lần 3 0,2496 0.9987 2,5012

n ầ l

Lần 4 0,2502 0.9915 2,4998

)

0 1 ở c ợ ư đ

m p p (

Lần 5 0,2489 1.0011 2,5010

n ệ i h

Lần 6 0,2492 1.0020 2,5003

t á h p

Lần 7 0,2503 1.0013 2,5004

ộ đ

Lần 8 0,2502 0.9957 2,4875

g n ồ N

Lần 9 0,2499 1.0021 2,4979

Lần 10 0,2501 1.0012 2,4986

0,2498 1,0001 2,4988 Nồng độ trung bình ( )

4,668. 10-4 3,922. 10-3 4,125. 10-3 Độ lệch chuẩn (Stt)

0,1868 0,3921 0,1651 Độ lệch chuẩn tương đối (Std)

Chuẩn studen (t) 0,3642 0,0306 0,2837

Độ chính xác ( ) 5,3758. 10-5 3,7947. 10-5 3,6998. 10-4

3.6.3. Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo chì

Tiến hành thực nghiệm với các mẫu chuẩn và xử lí các kết quả thu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

được bằng thống kê chúng tôi thu được kết quả ở bảng 3.44.

Bảng 3.44. Kết quả xác định sai số của phương pháp với phép đo chì

Nồng độ chuẩn bị 0,25 2,5 4

)

Lần 1 0,2492 2,5140 4,0012

m p p (

Lần 2 0,2501 2,5003 4,0009

o đ

n ầ l

Lần 3 0,2506 2,5012 4,0014

Lần 4 0,2498 2,4996 3,9993

0 1 ở c ợ ư đ

Lần 5 0,2508 2,5015 4,0021

n ệ i h

Lần 6 0,2490 2,5011 3,9995

t á h p

Lần 7 0,2503 2,4998 4,0011

ộ đ

Lần 8 0,2509 2.5018 3,9998

g n ồ N

Lần 9 0,2504 2,4992 4,0017

Lần 10 0,2495 2,4996 3,9996

0,2504 2,5002 4,0001 Nồng độ trung bình ( )

6,636.10-4 4,504.10-4 1,062.10-4 Độ lệch chuẩn (Stt)

0,266 0,180 0,0266 Độ lệch chuẩn tương đối (Std)

Chuẩn studen (t) 0,603 0,444 0,94

1,26.10-4 6,33.10-5 4,76.10-5 Độ chính xác ()

3.6.4. Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo cađimi

Tiến hành thực nghiệm với các mẫu chuẩn và xử lí các kết quả thu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

được bằng thống kê chúng tôi thu được kết quả ở bảng 3.45.

Bảng 3.45. Kết quả xác định sai số của phương pháp với phép đo cađimi

Nồng độ chuẩn bị 0,1 ppm 1,5ppm 3 ppm

o đ

Lần 1 0,1001 1,5006 3,0003

n ầ l

Lần 2 0,1008 1,5001 3,0007

Lần 3 0,1006 1,4998 3,0001

)

Lần 4 0,0997 1,5013 3,0008

0 1 ở c ợ ư đ

Lần 5 0,0995 1,5007 2,9995

m p p (

n ệ i h

Lần 6 0,1003 1,4999 3,0005

t á h p

ộ đ

Lần 7 0,0996 1,5000 3,0004

Lần 8 0,1006 1,4992 2,9991

g n ồ N

Lần 9 0,0992 1,5008 3,0001

Lần 10 0,0999 1,5004 2,9993

0,1003 1,50028 3,0002 Nồng độ trung bình ( )

5,376.10-4 6,014.10-4 7,36.10-4 Độ lệch chuẩn (Stt)

Chuẩn studen (t) 0,557 0,465 0,27

Độ chính xác ( ) 9,47.10-5 8,84.10-5 6,28.10-5

Từ các kết quả thu được ở các bảng 3.42 - 3.45 chúng tôi thấy rằng:

- Các giá trị thu được có độ lặp lại tương đối tốt.

- Khi so sánh t với t,f = 2,262 (f = 9,  = 0,95) cho thấy t < t,f. Như

vậy có thể nói rằng phương pháp không mắc phải sai số hệ thống (Loại sai số

phát sinh do kĩ thuật đo, phương pháp phân tích, do máy móc thiết bị, do kĩ

năng và sai sót của người phân tích).

- Khoảng tin cậy của giá trị phân tích của các phép đo hoàn toàn có thể

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

đánh giá thông qua các giá trị x và  tương ứng.

3.7. Phân tích mẫu thực bằng phƣơng pháp đƣờng chuẩn

3.7.1. Lấy mẫu và bảo quản mẫu [10, 11]

Chúng tôi tiến hành phân tích hàm lượng các ion kim loại đồng, chì,

kẽm, cađimi trong nước mặt của sông Cầu chảy qua thành phố Thái Nguyên

trong các tháng 5, 6, 7 năm 2010.

Bảng 3.46. Địa điểm và kí hiệu lấy mẫu nước

Kí Thời Ngày pH STT Địa điểm lấy mẫu hiệu gian tháng ban đầu

14h 10/5/2010 8,0 Khúc sông qua nhà máy giấy 1 M1 15h 10/6/2010 7,8 Hoàng Văn Thụ 8h 6/7/2010 7,7

15h 10/5/2010 8,1

2 Khúc sông chảy qua cầu Bến Oánh M2 16h 10/6/2010 7,9

9h 6/7/2010 8,3

15h20 10/5/2010 8,4

3 Nơi khai thác cát gần cầu Gia Bẩy 16h20 10/6/2010 8,3 M3 9h18 6/7/2010 8,3

16h 10/5/2010 7,6 Khúc sông chảy qua 4 M4 17h 10/6/2010 7,8 cầu Mỏ Bạch 10h 6/7/2010 7,5

15h40 10/5/2010 7,9

5 Dưới gần sông cầu Gia Bảy M5 16h45 10/6/2010 7.4

9h40 6/7/2010 7,5

Để lấy mẫu nước chúng tôi chuẩn bị can nhựa polietilen, rửa sạch, trước

khi lấy mẫu và tráng 2 lần bằng chính mẫu phân tích. Mẫu nước được lấy ở độ

sâu cách mặt nước khoảng 20 - 30 cm. Sau khi lấy mẫu nước, cho khoảng 2,5 ml

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

HNO3 65% vào 1lít mẫu để tránh sự thủy phân của các ion kim loại và đậy kìn

nắp can, ghi rõ ngày lẫy mẫu, nơi lấy mẫu. Đối với mỗi mẫu chúng tôi lấy 3 lần

ở 3 thời điểm khác nhau để xác định chính xác hàm lượng ion kim loại ở địa

điểm đó. Khi lấy mẫu về phải lọc bằng giấy lọc để loại các cặn bẩn. Vị trí và thời

gian lấy mẫu được chỉ ra ở bảng 3.46. Các mẫu nước đều có pH > 7.

3.7.2. Xử lý mẫu [10, 11]

Nguyên tắc: Lấy 500ml mẫu cho vào cốc thuỷ tinh chịu nhiệt 1000ml,

cho tiếp vào 2,5 ml HNO3 đặc. Đun trên bếp điện, cô cạn. Cô cho đến khi

thể tích mẫu nước nhỏ hơn 25 ml rồi định mức vào bình 25 ml. Nếu lúc đó

mẫu nước đục phải lọc qua giấy lọc và sau đó chuyển vào bình định mức25

ml. Lưu ý tráng kĩ cốc bằng nước cất. Như vậy, các mẫu được làm giàu 20

lần so với ban đầu.

3.7.3. Kết quả xác định các kim loại đồng, chì, kẽm, cađimi trong nước mặt

sông Cầu bằng phép đo F-AAS

Chúng tôi tiến hành xác định hàm lượng các ion kim loại trong các

mẫu nước mặt bằng phương pháp đường chuẩn như đã trình bày ở trên. Nồng

độ các nguyên tố cần xác định có trong mẫu thực được tính theo công thức:

Trong đó:

Là nồng độ của nguyên tố có trong mẫu phân tích thực

Là nồng độ của nguyên tố có trong mẫu đem đo (ppm)

Là thể tích lấy mẫu sau khi sử lý (25ml)

Là thể tích mẫu phân tích ban đầu đem xử lý (1000ml)

Kết quả xác định nồng độ các ion kim loại Cu, Pb, Zn, Cd trong nước

mặt sông Cầu trong các tháng 5, 6, 7 năm 2010 được ghi trong các bảng 3.47,

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

3.48, 3.49 dưới đây.

Bảng 3.47. Nồng độ các kim loại trong mẫu nước lấy ngày 10/05/2010

Mẫu Cu Pb Zn Cd Nồng độ (mg/l)

M1 0,051 0,068 0,014 0,0028

M2 0,036 0,054 0,028 0,0081

M3 0,054 0,040 0,046 0,00074

M4 0,018 0,057 0,032 0,0015

M5 0,027 0,0082 0,0097 0,0059

Bảng 3.48. Nồng độ các kim loại trong mẫu nước lấy ngày 10/06/2010

Mẫu Cu Pb Zn Cd Nồng độ (mg/l)

M1 0,049 0,064 0,016 0,0024

M2 0,031 0,057 0,022 0,0074

M3 0,050 0,036 0,049 0,00083

M4 0,013 0,069 0,038 0,0014

M5 0,026 0,0071 0,0085 0,0050

Bảng 3.49. Nồng độ các kim loại trong mẫu nước lấy ngày 6/07/2010

Mẫu Cu Pb Zn Cd Nồng độ (mg/l)

M1 0,045 0,063 0,013 0,0019

M2 0,029 0,052 0,019 0,0068

M3 0,049 0,038 0,051 0,00068

M4 0,012 0,063 0,031 0,0017

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

M5 0,022 0,0069 0,0076 0,0049

Từ kết quả phân tích, chúng tôi thấy phép đo phổ F-AAS có độ ổn định

và độ lặp lại. Trong các mẫu nước đem phân tích đều chứa các kim loại đồng,

chì, kẽm, cađimi. Tuy nhiên, theo kết quả xác định cho thấy chưa có biểu hiện

bị ô nhiễm kim loại, các số liệu cho thấy hàm lượng đồng, chì, kẽm, cađimi

vẫn nằm trong giới hạn cho phép của TCVN. Điều này cho thấy các nhà máy,

bệnh viện, các cơ sở kinh doanh cũng như người dân đã có ý thức trong vấn

đề bảo vệ môi trường, xử lý chất thải.

Bảng 3.50 cho biết tiêu chuẩn nước mặt theo tiêu chuẩn Việt Nam

TCVN 5942: 1995 [1,20].

Bảng 3.50. Giới hạn tối đa nồng độ kim loại trong các loại mẫu nước

Giới hạn tối đa nồng độ kim

loại trong các loại mẫu nƣớc STT Loại mẫu nƣớc

Pb Zn Cd Cu

1 Nước dùng cho sinh hoạt (A) mg/l 0,05 1,0 0,01 0,1

2 Nước dùng cho mục đích khác (B) mg/l 1,00 0,1 2,0 0,02

3.8. Phân tích mẫu thực bằng phƣơng pháp thêm chuẩn

Phương pháp đường chuẩn là một trong những phương pháp đơn giản, dễ

thực hiện, phù hợp cho phân tích hàng loạt. Tuy nhiên, khi gặp một đối tượng

phân tích có thành phần phức tạp và không thể chuẩn bị dãy mẫu chuẩn phù hợp

về thành phần với mẫu phân tích thì tốt nhất ta dùng phương pháp thêm chuẩn.

Với phương pháp này sự ảnh hưởng của nền sẽ bị loại bỏ.

Để so sánh kết quả phân tích các nguyên tố khi tiến hành bằng phương

pháp đường chuẩn, chúng tôi chọn mẫu số M1 và M3 để phân tích theo phương

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

pháp thêm chuẩn. Kết quả phân tích được trình bày trong các bảng 3.51 - 3.58.

Bảng 3.51. Kết quả phân tích hàm lượng đồng ngày 10/5/2010

Cu

STT

Nồng độ

Mẫu nƣớc

Hiệu suất

mẫu thu

chuẩn thêm

thêm vào thu

Sai số

thu đƣợc (%)

đƣợc (ppm)

vào (ppm)

đƣợc (ppm)

M1 0,051

0,247 98,8 1,2 M1+ t1 0,298 0,25 1 1,461 97,4 2,6 M1 + t2 1,512 1,5

2,472 98,8 1,2 M1 + t3 2,523 2,5

M3 0,054

0,247 98,8 1,2 M3+ t1 0,301 0,25 2 1,45 97,6 2,4 M3 + t2 1,504 1,5

2,447 97,8 2,2 M3 + t3 2,501 2,5

Bảng 3.52. Kết quả phân tích hàm lượng chì 10/5/2010

Pb

Mẫu

Nồng độ

Nồng độ thêm

Hiệu suất

STT

nƣớc

mẫu thu

chuẩn thêm

vào thu đƣợc

thu

Sai số

đƣợc (ppm)

vào (ppm)

(ppm)

đƣợc(%)

M1 0,068 1 0,243 97,2 2,8 M1+ t1 0,311 0,25

0,971 97,1 2,9 M1 + t2 1,039 1,0

2,97 99,0 1,0 M1 + t3 3,038 3,0

M3 0,040

0,243 97,2 3,8 M3+ t1 0,311 0,25 2 0,973 97,3 3,7 M3 + t2 1,041 1,0

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

2,968 98,9 1,1 M3 + t3 3,036 3,0

Bảng 3.53. Kết quả phân tích hàm lượng kẽm 10/5/2010

Mẫu Nồng độ Nồng độ Nồng độ Hiệu suất STT nƣớc mẫu thu chuẩn thêm thêm vào thu thu đƣợc Sai số

đƣợc (ppm) vào (ppm) đƣợc (ppm) (%)

M1 0,014

0,245 98,0 2,0 M1+ t1 0,259 0,25 1

0,992 99,2 0,8 M1 + t2 1,006 1,0

2,481 98,0 2,0 M1 + t3 2,495 2,5

M3 0,046

0,244 97,6 2,4 M3+ t1 0,258 0,25 2 0,975 97,5 2,5 M3 + t2 1,021 1,0

2,466 98,6 1,4 M3 + t3 2,512 2,5

Bảng 3.54. Kết quả phân tích hàm lượng cađimi 10/5/2010

Cd

Nồng độ

STT Mẫu nƣớc

Hiệu suất

mẫu thu

chuẩn thêm

thêm vào thu

Sai số

thu đƣợc(%)

đƣợc (ppm)

vào (ppm)

đƣợc (ppm)

M1 0,0028 1 0,0992 99,2 0,8 M1+ t1 0,1020 0,1

1,4974 99,8 0,2 M1 + t2 1,5002 1,5

2,9736 99.1 0,9 M1 + t3 2,9764 3,0

M3 0,00074

0,0998 99,8 0,2 M3+ t1 0,10058 0,1 2 1,4878 98,1 1,9 M3 + t2 1,4886 1,5

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

2,9184 98,3 1,7 M3 + t3 2,9192 3,0

Bảng 3.55. Kết quả phân tích hàm lượng đồng 6/7/2010

Cu

Nồng độ

Nồng độ thêm

Hiệu suất

STT Mẫu nƣớc

mẫu thu

chuẩn thêm

vào thu đƣợc

thu đƣợc

Sai số

đƣợc (ppm)

vào (ppm)

(ppm)

(%)

M1 0,045 1 M1+ t1 0,288 0,25 0,243 97,2 2,8

M1 + t2 1,522 1,5 1,477 98,5 1.5

M1 + t3 2,519 2,5 2,474 98,9 1,1

M3 0,049

M3+ t1 0,290 0,25 0,245 98,0 2,0 2 M3 + t2 1,516 1,5 1,467 97,8 2,2

M3 + t3 2,524 2,5 2,475 99,0 1.0

Bảng 3.56. Kết quả phân tích hàm lượng chì 6/7/2010

Pb

Nồng độ

Hiệu suất

STT Mẫu nƣớc

mẫu thu

chuẩn thêm

thêm vào thu

thu đƣợc

Sai số

đƣợc (ppm)

vào (ppm)

đƣợc (ppm)

(%)

M1 0,063 1 M1+ t1 0,308 0,25 0,245 98,0 2,0

M1 + t2 1,054 1,0 0,991 99,1 0,9

M1 + t3 2,979 3,0 2,916 97,2 2,8

M3 0,038

M3+ t1 0,284 0,25 0,244 97,6 2,4 2 M3 + t2 1,012 1,0 0,974 97,4 2,6

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

M3 + t3 3,016 3,0 2,978 99,2 0,8

Bảng 3.57. Kết quả phân tích hàm lượng kẽm 6/72010

Zn

Nồng độ

Nồng độ thêm

Hiệu suất

STT Mẫu nƣớc

Sai số

mẫu thu đƣợc (ppm)

chuẩn thêm vào (ppm)

vào thu đƣợc (ppm)

thu đƣợc (%)

M1 0,013 1 M1+ t1 0,259 0,25 0,246 98,4 1,6

M1 + t2 1,002 1,0 0,989 98,9 1,1

M1 + t3 2,501 2,5 2,488 99,5 0,5

M3 0,051

M3+ t1 0,296 0,25 0,245 98,0 2,0 2 M3 + t2 1,021 1,0 0,970 97,0 3,0

M3 + t3 2,495 2,5 2,444 97,8 2,2

Bảng 3.58. Kết quả phân tích hàm lượng cađimi 6/7/2010

Cd

Nồng độ mẫu

Nồng độ

Nồng độ thêm

Hiệu suất

STT Mẫu nƣớc

thu đƣợc

chuẩn thêm

vào thu đƣợc

thu đƣợc

Sai số

vào (ppm)

(ppm)

(%)

(ppm)

M1 0,0019 1 M1+ t1 0,1011 0,1 0,099 99 1,0

M1 + t2 1,487 1,5 1,485 98 2,0

M1 + t3 2,959 3,0 2,94 97,8 2,0

M3 0,00068

M3+ t1 0,10018 0,1 0,0995 99,5 0,5 2 M3 + t2 1,48992 1,5 1,489 99,2 0,8

M3 + t3 2,9165 3,0 2,915 97,2 2,8

Dựa vào kết quả phân tích chúng tôi nhận thấy sai số giữa hai phương

pháp vẫn nằm trong giới hạn cho phép. Vì vậy các kết quả đo khác ở trên

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

chúng tôi tiến hành theo phương pháp đường chuẩn là chính xác.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Qua một thời gian nghiên cứu và tiến hành thực nghiệm chúng tôi đã

thu được các kết quả sau:

1. Đã khảo sát và chọn được các điều kiện nguyên tử hoá mẫu tối ưu

và phù hợp trong quá trình nguyên tử hoá mẫu để xác định Cu, Pb, Zn, Cd

bằng phương pháp F- AAS.

2. Khảo sát ảnh hưởng của hai loại axit HCl, HNO3 và chọn được môi

trường phù hợp cho phép xác định Cu, Pb, Zn, Cd theo phương pháp F - AAS

là HNO3 2%.

3. Đã kiểm tra ảnh hưởng của các nguyên tố có mặt trong mẫu phân

tích và kết quả cho thấy các cation có mặt trong mẫu không ảnh hưởng đến

phép đo.

4. Xác định khoảng nồng độ tuyến tính của Cu, Pb, Zn, Cd bằng

phương pháp phổ F-AAS và xây dựng đường chuẩn, xác định giới hạn định

lượng, giới hạn phát hiện của phép đo theo đường chuẩn.

5. Đánh giá sai số và độ lặp lại của phương pháp F- AAS.

6. Chọn được các điều kiện phù hợp để lấy mẫu, xử lý mẫu và phân

tích hàm lượng Cu, Pb, Zn, Cd trong 15 mẫu nước mặt sông Cầu chảy qua

thành phố thái Nguyên tại các tháng 5, 6, 7 năm 2010.

7. Kiểm tra được quá trình xử lý mẫu bằng phương pháp thêm chuẩn

với hiệu xuất cao và sai số nhỏ (sai số đều nhỏ hơn 5 %).

Vậy phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa trên máy Thermo

(Mỹ) hoàn toàn thích hợp với việc xác định đồng thời lượng vết và lượng nhỏ

các kim loại nặng trong mẫu nước. Với độ chính xác cao, độ lặp tốt có thể phân

tích hàng loạt mẫu với hàm lượng nhỏ, tốn ít thời gian, tốn ít mẫu. Đặc biệt, với

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

phương pháp này ít bị ảnh hưởng bởi các nguyên tố khác có trong mẫu.

Từ các kết quả phân tích mẫu nước và so sánh với TCVN 5942-1995

chúng tôi có thể kết luận rằng: Hàm lượng đồng, chì, kẽm, cađimi trong nước

bề mặt Sông Cầu vẫn ở dưới mức cho phép. Nguyên nhân là do chúng tôi làm

thí nghiệm vào mùa khô nên mưa nhiều dẫn đến nồng độ bị pha loãng. Do

vậy hàm lượng kim loại thu được rất nhỏ, mặt khác phần lớn các kim loại này

dễ kết hợp với các anion, kết hợp với các hợp chất hữu cơ có trong nước để

tạo thành những hạt keo lắng tụ xuống đáy bùn hoặc bị các động vật sống hấp

thụ và khi con người ăn chúng, các kim loại này sẽ tích luỹ dần trong cơ thể,

đến một lúc nào đó sẽ gây tác hại, ảnh hưởng đến sức khoẻ.

Vì thế chúng ta phải có phương án quản lý chất lượng các nguồn nước

thải xuống các sông, hồ một cách hợp lý, phải có kế hoạch nạo vét bùn định

kỳ để đảm bảo sự trong sạch của hệ thống nước bề mặt.

Qua luận văn này chúng tôi cũng hy vọng đã đóng góp được một phần

nhỏ vào mục tiêu chung của toàn cầu về bảo vệ môi trường và bảo vệ sức

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

khoẻ con người.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Tiếng Việt

1. Bộ Khoa học, Công Nghệ Môi trường (1995). Các tiêu chuẩn Nhà nước

Việt Nam về môi trường, Tập 1: Chất lượng nước. Hà Nội.

2. Cotton F., Wilkinson G., (1984). Cơ sở Hóa vô cơ - Phần II, III, người dịch:

Lê Mậu Quyền, Lê Chí Kiên. NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp.

3. Nguyễn Tinh Dung, (2006). Hóa học Phân tích - Phần III, Các Phương

pháp định lượng hóa học. NXB Giáo dục Hà Nội.

4. Nguyễn Đăng Đức, (2005). “ Xác định hàm lượng các ion kim loại crom,

mangan, đồng, chì, cađimi, asen, thuỷ ngân trong nước và lập biểu đồ ô

nhiễm ở TP Thái Nguyên”. Đề tài NCKH cấp bộ (B2005-06-08) - Khoa

KHTN-XH- Đại Học Thái Nguyên.

5. Đào Thu Hà, (2006). “Nghiên cứu điều kiện tối ưu, đánh giá một số ion kim

loại nặng Cu, Pb, Cd trong nước sinh hoạt và nước bề mặt ở một số sông

hồ khu vực Hà Nội bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử dùng ngọn

lửa (F-AAS)”. Luận Văn thạc Sĩ Khoa học, Đại Học Sư Phạm Hà Nội.

6. Trần Từ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Huỳnh Văn Trung, (1986). Các phương

pháp Phân tích nước, NXB Khoa Học và Kĩ thuật.

7. Trần Từ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyễn Văn Ri, Nguyễn Xuân Trung,

(1999). Hoá học phân tích, phần 2, các phương pháp phân tích công cụ,

NXB Đại Học KHTN.

8. Phạm Luận, (2006). “ Phương pháp phân tích phổ nguyên tử. NXB Đại

học Quốc Gia Hà Nội ”.

9. Phạm Luận, (1993). “ Xác định các kim loại nặng trong mẫu nước sông,

hồ, suối, ao, giếng khoan và nước máy bằng phép đo phổ hấp thụ nguyên

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

tử (F- AAS)”. QTR - nước C6 Hà Nội.

10. Phạm Luận, (1998). Giáo trình những vấn đề cơ sở của các kĩ thuật xử lí

mẫu phân tích. Đại học Quốc gia Hà Nội.

11. Phạm Luận, (2005). Giáo trình Phân tích Môi trường. Đại học Quốc gia

Hà Nội.

12. Hoàng Nhâm, (2003). Hóa học vô cơ - Tập 3, NXB Giáo dục.

14. Hoàng Nhâm, (2001). Hoá vô cơ Tập- 2, NXB Giáo dục.

15. Dương Quang Phùng, (2009). Một số phương pháp Phân tích Điện hóa,

NXB Đại học Sư phạm Hà Nội.

15. Hồ Viết Quý, (2005). Các phương phân tích công cụ trong hoá học

hiện đại. NXB Đại học Sư phạm Hà Nội.

16. Hồ Viết Quý, (1999). Các phương phân tích quang học trong hoá học,

NXB ĐHQG Hà Nội.

17. Trịnh Thị Thanh, (2003). Độc hại môi trường và sức khỏe con người.

NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.

18. Phạm Văn Thưởng, Nguyễn Đình Bạch, (1999). Cơ sở Hóa học Môi

trường. NXB KH và KT Hà Nội.

19. Trương Văn Thuận, (2008). “Nghiên cứu, xác định đồng thời, theo dõi

mùa các kim loại kẽm (II), cadimi (II), chì (II), và đồng (II) trong nước,

bùn, vật lơ lửng ở hồ nuôi cá Đại Từ, quận Hoàng Mai-Hà Nội bằng

phương pháp von-ampe hòa tan anot trên nền đệm axetat”. Luận Văn

thạc Sĩ Khoa học Hóa học, Đại Học Sư Phạm Hà Nội.

20. Tiêu chuẩn Việt Nam 5502 (2003), Hàm lượng nguyên tố độc hại cho

phép trong nước cấp sinh hoạt.

21. Nguyễn Đức Vận, (2000), Hóa học vô cơ - Tập II. NXB Khoa học và

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Kỹ thuật.

2. Tiếng Anh

22. Atomic Absorption Data Book - Unicam Analytical systems, (1988).

Philips scientific - Cambridge England.

23. A. AliEnsafi, T.Khayamian, A. Benvidi and E. Miromtaz (2006).

“Silmultanous Determination of Copper, Lead and Cadmium by

Cathodic Adsorptive Stripping Voltametry Using Artificial Neutral

Network”.Analytica Chimica Acta, v.561, pp.225-231.

24. I. Souchay Fanhere, (1991). Analytical an Process Instrumentation,

P.Bull France 19, p.722.

25. Daniel C. Harris, (1999). Quantitative Chemical Analysis, 5th Edition,

W.H. Freeman and Company, New York.

26. J. Mendham, R.C. Denney, J. D. Barnes, M. Thomas, (2000). Vogel’s textbook of quantitative Chemical Analysis, 6th Edition, Prentice Hall.

27. R. J. Reynolds, K. Aldous, (1970). Atomic Absoption Spectroscopy,

Griffin London.

28. Douglas A. Skoog, Donal M. West, James F. Holler, (1996). Fundamentals of Analytical Chemistry, 7th Edition, Sauders college

Publishing.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

29. Douglas A. Skoog and James J. Leary, (1992). Principles of Instrumental Analysis, 4th Edition, Saunders College Publishing, Orlando, Florida.