Đại học Vinh Tạp chí khoa học, tập XXXVI, số 3A-2007So sánh khả năng chiết rút chì di động trong đất của một số dung dịch chiết rút khi định lượng Pb II bằng phương pháp von-ampe hoà tan
Trang 1Đại học Vinh Tạp chí khoa học, tập XXXVI, số 3A-2007
So sánh khả năng chiết rút chì di động trong đất của một số dung dịch chiết rút khi định lượng Pb (II) bằng phương pháp von-ampe hoà tan anot xung vi phân (DPasv)
Võ Thị Hoà (a), Đinh Thị Trường Giang (a)
Tóm tắt Trong bài báo này chúng tôi trình bày kết quả so sánh khả năng chiết rút chì di động trong đất của một số dung dịch chiết rút: HCl, HNO3, đệm amoni axetat có pH= 4,8; dung dịch EDTA 0,05M (pH =5) khi định lượng chì bằng phương pháp Von-ampe hoà tan anot xung vi phân (DPASV) Kết quả nghiên cứu cho thấy: Sau khi chiết rút bằng các dung dịch đó, nếu định lượng chì bằng phương pháp DPASV cần phải che ion Fe(III) Để che ion Fe(III) có thể dùng axit ascobic Khả năng chiết rút của các dung dịch được sắp xếp theo thứ tự: HNO 3 (1M) > HCl (1M) > HNO 3 (0,1M)
EDTA 0,05M (pH=5) > HCl (0,1M)> dung dịch đệm axetat (pH= 4,8) Kết quả thu được cũng phù hợp với phương pháp AAS
I Mở đầu
Sự ứng dụng rộng rãi của chì làm nảy sinh một vấn đề lớn đó là sự ô nhiễm độc chất chì trong môi trường sinh thái, đặc biệt là môi trường đất, vì vậy việc xác định hàm lượng chì trong đất trồng trọt là rất cần thiết Trong nhiều trường hợp việc phân tích hàm lượng tổng số các kim loại nặng có thể sẽ không đánh giá chính xác
được tiềm năng gây hại của các kim loại nặng đối với cây trồng mà phải đánh giá dạng di động của chúng trong đất [1] Định lượng các dạng di động của các kim loại nặng trong đất rất quan trọng, nó cho ta biết được sự di trú của chúng trong đất và khả năng hấp thu của cây trồng đối với các kim loại nặng, vì vậy trên thế giới một số nước rất quan tâm đến việc nghiên cứu các dung dịch chiết rút [2], [3] Tuy nhiên ở nước ta các tài liệu đề cập đến vấn đề này chưa nhiều Trong bài báo này chúng tôi trình bày kết quả nghiên cứu khả năng chiết chì di động trong đất của các dung dịch HCl, HNO3, dung dịch đêm amoniaxetat, dung dịch EDTA 0,05M khi phân tích bằng phương pháp Von-ampe hoà tan anot xung vi phân (DPASV) (là phương pháp thích hợp cho phân tích các kim loại ở dạng vi lượng)
II Thực nghiệm
1 Các hoá chất, thiết bị, máy đo
* Các hoá chất dùng trong các thí nghiệm đều có độ tinh khiết phân tích của hãng Merck
* Thiết bị, máy đo: Máy cực phổ: 797 VA- computrace – Metrohm.Máy AAS: AA
240 FS- Varian Thiết bị nguyên tử hoá: GTA- 120 Cân tích có độ chính xác 10-5g
Nhận bài ngày 10/9/2007 Sửa chữa xong 29/10/2007.
Trang 2Đại học Vinh Tạp chí khoa học, tập XXXVI, số 3A-2007
2 Chọn phương pháp đo và các chế độ đo
2.1 Phương pháp Von-ampe hoà tan anot xung vi phân (DPASV) [4]
* Đo theo phương pháp thêm chuẩn
* Các tham số đo:-Thế điện phân đầu: - 0,6 V; Thế điện phân cuối: - 0,25 V; Tốc độ quét: 0,06 V/s; Thời gian sục khí: 300s; Thời gian điện phân: 60s; Kiểu điện cực: HMDE.Nền là dung dịch đệm axetat (pH=4,6) (trừ mẫu chiết bằng EDTA)
2.2 Phương pháp AAS (để so sánh)
Đo bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (ETA-AAS) [5]
3 Các bước tiến hành
- Lấy mẫu đất và xử lí mẫu đất
- Khảo sát ảnh hưởng của Fe3+ đến phép định lượng Pb2+ bằng phương pháp DPASV Theo [2], [4] thì khi định lượng Pb2+ bằng phương pháp này (với nền là dung dịch đệm axetat pH=4,6), Fe3+ có thể ảnh hưởng, còn một số ion khác thường có mặt trong đất như Cu2+, Zn2+ Cd2+ , Mn2+, Al3+… không ảnh hưởng, vì vậy chúng tôi sẽ khảo sát ảnh hưởng của Fe3+
- Xác định hàm lượng Fe3+ trong đất bằng phương pháp chuẩn độ complexon
- Khảo sát khả năng che Fe3+ bằng axit ascobic
- Xác định hàm lượng Pb2+ trong một số dung dịch chiết rút và hàm lượng chì tổng số bằng phương pháp DPASV Tính tỷ lệ chiết % (so với hàm lượng tổng số)
- Xác định hàm lượng Pb2+ trong một số dung dịch chiết rút bằng phương pháp AAS (để so sánh)
III Kết quả và thảo luận
1 Lấy mẫu đất và xử lí mẫu đất
Mẫu đất được lấy ở các độ sâu: 0ữ 10 cm; 10ữ 20 cm; 20ữ30cm, lấy ở các vị trí khác nhau của các thửa ruộng trồng rau muống ở phường Vinh Tân thành phố Vinh, Nghệ An Đất được hong khô trong không khí, nghiền, rây và trộn đều Mẫu phân tích hàm lượng chì tổng số được xử lí theo phương pháp của TCVN 6646-2000
Đối với các mẫu phân tích hàm lượng di động thì tỷ lệ đất / dung dịch chiết rút là 10g/100 ml, thời gian lắc là 1h
Trang 3Đại học Vinh Tạp chí khoa học, tập XXXVI, số 3A-2007
2 Khảo sát ảnh hưởng của Fe3+ đến phép định lượng Pb2+ bằng phương pháp DPASV
Cố định nồng độ Pb2+ 10àg/l, thêm thể tích Fe3+ 2.10-4 M tăng dần,thêm dung dịch nền Định mức tới 10,0ml Chạy cực phổ, kết quả thu được ở bảng 1
Bảng 1 Khảo sát ảnh hưởng của Fe3+ đến phép định lượng Pb2+
Nhận xét: Với hàm lượng Fe3+ ≥ 0,336 mg/l sẽ ảnh hưởng đến phép định lượng Pb2+ bằng phương pháp DPASV
3 Xác định hàm lượng Fe3+ di động trong đất khi chiết rút bằng các dung dịch chiết rút khác nhau
Mỗi lần cân 10,000g đất, chiết bằng 100,0 ml dung dịch chiết rút khác nhau
Định lượng Fe3+ bằng phương pháp chuẩn độ complexon (trừ mẫu chiết bằng EDTA) Hàm lượng Fe3+ thu được là 2.10-4ữ 8.10-3 M
4 Khảo sát khả năng che Fe3+ bằng axit ascobic
Cố định nồng độ Pb2+, thêm 0,30ml Fe3+ 210-4 M, lượng axit ascobic 0,5% tăng dần Tiến hành chạy cực phổ, kết quả thu được ở bảng 2
Bảng 2 Kết quả khảo sát khả năng che Fe3+ bằng axit ascobic
TT V ascobic (ml) Chiều cao pic
(nA) TT V.ascorbic (ml)
Chiều cao pic (nA)
Nhận xét: Có thể dùng 0,2ml axit ascobic 0,5% để che lượng Fe3+ có trong dung dịch chiết với nồng độ 0,336 mg/l
Trang 4Đại học Vinh Tạp chí khoa học, tập XXXVI, số 3A-2007
5 Đánh giá phương pháp
Pha mẫu giả với lượng Pb2+ là 10àg/l, thêm lần lượt 0,30 ml Fe3+ 10-3 M, 0,2 ml axit ascobic 0,5%, dung dịch nền Định mức đến 10,0 ml Kết quả xác định được hàm lượng Pb(II) là (10,047 ± 0,295) àg/l, q= 2,9 %, - 4.3 < t tn (= 0,7) < 4,3 → sai số ngẫu nhiên
6 Xác định hàm lượng Pb2+ trong các dung dịch chiết rút bằng phương pháp DPASV
a) Lấy 0,1 ml dung dịch chiết rút bằng dung dịch HNO3 0,1M, thêm axit ascobic 0,5% để che Fe3+, điều chỉnh pH = 4,6, thêm dung dịch nền, pha loãng đến 10,0 ml Tiến hành chạy cực phổ Kết quả thu được ở hình 1
Hình 1 Kết quả xác định Pb2+ trong dung dịch chiết rút bằng HNO3 0,1M b) Lặp lại các thí nhiệm trên 3 lần và tiến hành tương tự với các dung dịch chiết rút khác Riêng mẫu chiết bằng dung dịch EDTA 0,05 M thì dùng dung dịch HCl điều chỉnh pH =1 rồi tiến hành phân tích (không dùng dung dịch đệm) Kết quả thu được ở bảng 3
c) Tiến hành tương tự với mẫu phân tích hàm lượng chì tổng số Kết quả xác
định được hàm lượng chì tổng số là (39,891 ±1,276) mg/kg
Trang 5Đại học Vinh Tạp chí khoa học, tập XXXVI, số 3A-2007
Bảng 3 Kết quả xác định hàm lượng Pb2+ bằng phương pháp DPASV
Hàm lượng của Pb trong đất (mg/kg) (pp DPASV)
Q%
Tỷ lệ chiết
%
Hàm lượng Pb trong đất (mg/kg) (pp AAS)
1 Chiết bằng HNO3 1M 12,425± 0,379 3,05 31,14 12,117± 0,482
2 Chiết bằng HCl 1M 11,439 ± 0,326 2,85 28,67 11,907 ± 0,363
3 Chiết bằng HNO3
4 Chiết bằng HCl 0,1M 9,166 ± 0,195 2,13 22,98 9,218 ± 0,258
5 Chiết bằng EDTA
0,01M (pH=5)
9,815 ± 0,377
3,84 24,60 9,697 ± 0,233
6 Chiết bằng dung dịch
đệm NH4A (pH = 4,8) 7,211 ± 0,189 2,62 18,07 7,473 ± 0,267
IV Kết luận
* Đã khảo sát ảnh hưởng của Fe3+ đến phép định lượng Pb(II) bằng phương pháp DPASV Kết quả khảo sát cho thấy với nồng độ Fe3+≥0,336 mg/l sẽ ảnh hưởng
đến phép định lượng Để che Fe3+ có thể dùng axit ascobic
* Đã xác định hàm lượng chì tổng số và chì di động trong một số dung dịch chiết rút từ đất trồng rau muống của phường Vinh Tân, thành phố Vinh, Nghệ An bằng phương pháp DPASV (Theo TCVN 7209:2002 thì hàm lượng Pb tổng số của
đất này không vượt quá giới hạn tối đa cho phép)
* So sánh hàm lượng chì chiết rút được với hàm lượng tổng số, kết quả cho thấy khả năng chiết rút được sắp xếp theo thứ tự sau: HNO3 (1M) > HCl (1M) > HNO3 (0,1M) EDTA 0,05M (pH=5) > HCl (0,1M)> dung dịch đệm axetat (pH= 4,8) (Trước khi phân tích bằng phương pháp DPASV, chì trong các dung dịch chiết rút
được đưa về cùng một trạng thái điện hoạt) Dung dịch HNO3 1M có khả năng chiết rút lớn nhất trong số các chất trên, vì ngoài khả năng chiết rút chì ở dạng hoà tan, dạng trao đổi, nó còn có khả năng chiết rút một phần chì ở dạng liên kết với các oxít kim loại như oxit sắt, oxit mangan Kết quả thu được cũng phù hợp với phương pháp AAS
Trang 6§¹i häc Vinh T¹p chÝ khoa häc, tËp XXXVI, sè 3A-2007
Tµi liÖu tham kh¶o
[1] Lª §øc, Nguyªn tè vi l−îng trong trång trät, NXB KH & KT, Hµ Néi, 1979
[2] P H T Backeff, The use extractants in studÝes on trace metals in soil, scwage sludges and sludgetreated soil, Advances in soil science Vol 9 (1989),
p.143-176
[3] Mc Grath D., Appilication of single and sequential extraction procedures to polluted and unpolluted soils, The Science of the total environment, Vol 178 (1996), p.37-44
[4] T Nedeltcheva, K Atarassova, J Dimitrov and L Stanislavova, Determination
of Zn, Cd, Pb and Cu in soil extracts by combined stripping voltammetry, Analytica Chemica Acta Vol 528, January (2005), p.143-146
[5] H Mielke, Atomic absorption determination of lead in soil samples American scientist, 1999, 87, 62-73
Summary
Comparison of extractability of lead mobile form in soil of some extractants when quantitative determination of lead by differential pulse anodic stripping voltammetry (DPASV)
In this paper we presented the results of our studies on comparison of extractability of lead mobile forms in soil of some extractants: HNO3, HCl, buffer acetate (pH=4,8), EDTA solution 0,05M when quantitative determination of lead by DPASV.The research results showed that: after extraction by extractants, the ion Fe(III) have to be shielded for quantitative determination of lead by DPASV method For shieding Fe(III), the acid ascorbic may be used The extraction posibility of extractants was put in order: HNO3 (1M) > HCl (1M) > HNO3 (0,1M) EDTA 0,05M (pH=5) > HCl (0,1M) > buffer acetate (pH= 4,8) The results were also corresponding
to AAS method
