Nghiên cứu khả năng hấp phụ ion kim loại PB2+ trong nước của vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ trấu luận văn tốt nghiệp đại học

vật lý, khi tăng nhiệt độ khả năng hấp phụ vật lý giảm và khả năng hấp phụ hóahoc tăng lên.Giải hấp phụ Giải hấp phụ là quá trình chất bị hấp phụ ra khỏi lớp bề mặt chất hấp phụ.Giải hấp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA HÓA HỌC

===========

§å ¸N tèt nghiÖp

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ

VẬT LIỆU HẤP PHỤ CHẾ TẠO TỪ VỎ TRẤU

Giáo viên hướng dẫn : TS NGUYỄN XUÂN DŨNG Sinh viên thực hiện : NGUYỄN VIẾT NAM

Lớp : 47K - Công nghệ thực phẩm

VINH - 2011

Lêi c¶m ¬n

Bằng tấm lòng trân trọng và biết ơn sâu sắc em xin chân

thành cảm ơn TS Nguyễn Xuân Dũng đã giao đề tài và giúp đỡ em

tận tình chu đáo, đầy tâm huyết trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thiện luận văn.

Em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo khoa Hoá Học

và phòng thí nghiệm thuộc khoa Hoá Học Trờng Đại học Vinh đã tận tình giúp đỡ, động viên và tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành khoá luận này.

Cuối cùng, em cũng xin gửi lòng biết ơn sâu sắc tới bố mẹ, các anh chị và bạn bè đã quan tâm, giúp đỡ và động viên em hoàn thành khoá luận tốt nghiệp của mình.

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 23

2.2 Chế tạo nguyên liệu hấp phụ từ vỏ trấu 24

2.3.Khảo sát khả năng hấp phụ ion pb(II) trên VLHP 26

2.3.1 Xác định bước sóng tối ưu để đo mật độ quang cho dung dịch tiến hành

2.3.3 So sánh vật liệu hấp phụ ban đầu và vật liệu hấp phụ đã được hoạt hoá 28

2.3.4 Khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ của VLHP 28

2.3.7 Ảnh hưởng của hàm lượng chất hấp phụ đến dung lượng hấp phụ của vật liệu

33

2.4 Xử lý thử một mẫu nước thải chứa Pb(II) của nhà máy ắc quy Đồng Nai bằng phương pháp hấp phụ trên VLHP chế tạo từ vỏ trấu

36

TÀI LIỆU THAM KHẢO 38

MỞ ĐẦU

Do sự phát triển không bền vững mà hiện nay vấn đề ô nhiễm nguồn nướcđang trở thành vấn nạn của nhiều quốc gia Ở nước ta, quá trình phát triển cáckhu công nghiệp, các khu chế xuất đã góp phần tăng trưởng kinh tế, thúc đẩy đầu

tư và sản xuất công nghiệp, góp phần hình thành các khu đô thị mới, giảmkhoảng cách về kinh tế giữa các vùng Tuy nhiên, bên cạnh sự chuyển biến tíchcực về kinh tế là những tác động tiêu cực đến môi trường sinh thái do các khucông nghiệp gây ra Thực tế, hiện nay rất nhiều nhà máy ở các khu công nghiệpvẫn hàng ngày thải trực tiếp nước thải có chứa các ion kim loại nặng với hàmlượng vượt quá giới hạn cho phép ra môi trường Hậu quả là môi trường nước kể

cả nước mặt và nước ngầm ở nhiều khu vực đang bị ô nhiễm kim loại nặngnghiêm trọng Có nhiều phương pháp khác nhau đã được nghiên cứu và áp dụng

để tách loại các kim loại nặng ra khỏi môi trường nước Một trong các phươngpháp đang được nhiều người quan tâm hiện nay là tận dụng các phụ phẩm nôngnghiệp, công nghiệp làm vật liệu hấp phụ các ion kim loại Phương pháp này có

ưu điểm là sử dụng nguồn nguyên liệu rẻ tiền, sẵn có và không đưa thêm vào môitrường các tác nhân độc hại khác Một trong các nguồn phụ phẩm công nghiệp cókhối lượng lớn ở nước ta là vỏ trấu Vỏ Trấu với thành phần chính là các polymernhư cenlulose, hemicenlulose,pectin,lignin và protein rất thích hợp cho việcnghiên cứu biến đổi tạo ra các vật liệu hấp phụ để tách loại các ion kim loại nặng.Mặt khác Việt Nam là một nước có nguồn phế thải nông nghiệp dồi dào songviệc sử dụng chúng vào việc chế tạo vật liệu hấp phụ (VLHP) nhằm xử lý nướcthải còn ít được quan tâm

Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu khả

năng hấp phụ ion kim loại Pb 2+ trong nước của vật liệu hấp phụ chế tạo từ

vỏ trấu”.

Mục Tiêu

- Nghiên cứu khả năng hấp phụ Pb2+ lên vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ trấu địnhhướng xử lý kim loại này trong nước thải

Nhiệm Vụ Nghiên Cứu

- Chế tạo vật liệu hấp phụ từ vỏ trấu

- Đánh giá đặc điểm bề mặt của vỏ trấu trước và sau xử lý bằng ảnh SEM

- Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố: pH, thời gian, nhiệt độ, nồng độ của ionkim loại đến sự hấp phụ ion Pb2+

.

- Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố : pH, thời gian, nồng độ của ion kim loạiđến sự hấp phụ Pb2+ trên vật liệu được chế tạo

Phương pháp nghiên cứu

- Kết hợp kỹ thuật phòng thí nghiệm và các phương pháp hoá lý để chế tạo vàkhảo sát đặc điểm bề mặt vỏ lạc trước và sau khi hoạt hoá

- Nồng độ ion kim loại Pb2+ được xác định bằng phương pháp trắc quang

vật lý, khi tăng nhiệt độ khả năng hấp phụ vật lý giảm và khả năng hấp phụ hóahoc tăng lên.

Giải hấp phụ

Giải hấp phụ là quá trình chất bị hấp phụ ra khỏi lớp bề mặt chất hấp phụ.Giải hấp phụ dựa trên nguyên tắc sử dụng các yếu tố bất lợi đối với quá trình hấpphụ Giải hấp phụ là phương pháp tái sinh vật liệu hấp phụ để có thể tiếp tục sửdụng lại nên nó mang đặc trưng về hiệu quả kinh tế

Một số phương pháp tái sinh vật liệu hấp phụ

- Phương pháp nhiệt : được sử dụng cho các trường hợp chất hấp phụ bị bayhơi hoặc sản phẩm phân hủy nhiệt của chúng có khả năng bay hơi

- Phương pháp hóa lý : có thể thực hiện tại chỗ, ngay trong cột hấp phụ nêntiết kiệm được thời gian, công tháo dỡ, vận chuyển, không vỡ vụn chất hấp phụ

và có thể thu hồi chất hấp phụ ở trạng thái nguyên vẹn Phương pháp hóa lý cóthể thực hiên theo cách: chiết với dung môi, sử dụng phản ứng oxi hóa khử, ápđặt các điều kiện làm dịch chuyển cân bằng không có lợi cho quá trình hấp phụ

- Phương pháp vi sinh : là phương pháp tái tạo khả năng hấp phụ của chấthấp phụ nhờ vi sinh vật

Hấp phụ trong môi trường nước

Trong nước, tương tác giữa một chất hấp phụ và chất bị hấp phụ phức tạphơn rất nhiều vì trong hệ có ít nhất là ba thành phần gây tương tác: nước, chấthấp phụ và chất bị hấp phụ Do sự có mặt của dung môi nên trong hệ sẽ xảy raquá trình hấp phụ cạnh tranh giữa chất bị hấp phụ và dung môi trên bề mặt chấthấp phụ Cặp nào có tương tác mạnh thì hấp phụ xảy ra cho cặp đó Tính chọnlọc của cặp tương tác phụ thuộc vào các yếu tố: độ tan của chất bị hấp phụ trong

nước, tính ưa hoặc kị nước của chất hấp phụ, mức độ kị nước của các chất bị hấpphụ trong môi trường nước.

Trong nước, các ion kim loại bị bao bọc bởi một lớp vỏ các phân tử nướctạo nên các ion bị hidrat hoá Bán kính (độ lớn) của lớp vỏ hidrat ảnh hưởngnhiều đến khả năng hấp phụ của hệ do lớp vỏ hidrat là yếu tố cản trở tương táctĩnh điện Với các ion cùng điện tích thì ion có kích thước lớn sẽ hấp phụ tốt hơn

do có độ phân cực lớn hơn và lớp vỏ hidrat nhỏ hơn Với các ion có điện tíchkhác nhau, khả năng hấp phụ của các ion có điện tích cao tốt hơn nhiều so vớiion có điện tích thấp Sự hấp phụ trong môi trường nước chịu ảnh hưởng nhiềubởi pH Sự thay đổi pH không chỉ dẫn đến sự thay đổi về bản chất của chất bịhấp phụ (các chất có tính axit yếu, bazơ yếu hay trung tính phân li khác nhau ởcác giá trị pH khác nhau) mà còn làm ảnh hưởng đến các nhóm chức trên bề mặtchất hấp phụ

Cân bằng hấp phụ.

Quá trình hấp phụ là một quá trình thuận nghịch Các phần tử chất bịhấp phụ khi đã hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ vẫn có thể di chuyển ngượclại pha mang Theo thời gian, lượng chất bị hấp phụ tích tụ trên bề mặt chấtrắn càng nhiều thì tốc độ di chuyển ngược trở lại pha mang càng lớn Đếnmột thời điểm nào đó, tốc độ hấp phụ bằng tốc độ giải hấp thì quá trình hấpphụ đạt cân bằng

Một hệ hấp phụ khi đạt đến trạng thái cân bằng, lượng chất bị hấp phụ là mộthàm của nhiệt độ, áp suất hoặc nồng độ của chất bị hấp phụ:

q = f (T, P hoặc C)

Ở nhiệt độ không đổi (T = const), đường biểu diễn sự phụ thuộc của q vào Phoặc C (q = fT(P hoặc C)) được gọi là đường đẳng nhiệt hấp phụ

Đường đẳng nhiệt hấp phụ có thể được xây dựng trên cở sở lý thuyết, kinhnghiệm hoặc bán kinh nghiệm tùy thuộc vào tiền đề, giả thiết, bản chất và kinhnghiệm xử lí số liệu thực nghiệm

Dung lượng hấp phụ cân bằng

Dung lượng hấp phụ cân bằng là khối lượng chất bị hấp phụ trên một đơn vịkhối lượng chất hấp phụ ở trạng thái cân bằng ở điều kiện xác định nồng độ vànhiệt độ

Dung lượng hấp phụ được tính theo công thức :

qcb = m

V

).

Ccb Co

Co : nồng độ dung dịch ban đầu (mg/l)

Ccb : nồng độ dung dịch khi đạt đến cân bằng hấp phụ (mg/l)

Hiệu suất hấp phụ

Hiệu suất hấp phụ là tỷ số giữa nồng độ dung dịch bị hấp phụ và nồng độdung dịch ban đầu

- Khuếch tán của các chất bị hấp phụ từ pha lỏng tới bề mặt chất hấp phụ.

- Khuếch tán bên trong hạt hấp phụ

- Giai đoạn hấp phụ thực sự : các phần tử bị hấp phụ chiếm chỗ các trungtâm hấp phụ

Trong tất cả các giai đoạn đó, giai đoạn nào có tốc đọ chậm nhất sẽ quyếtđịnh toàn bộ quá trình động học hấp phụ Với hệ hấp phụ trong môi trường nước,quá trình khuếch tán thường chậm và đóng vai trò quyết định

Tốc độ hấp phụ v là biến thiên nồng độ chất bị hấp phụ theo thời gian :

v = dx dt

Tốc độ hấp phụ phụ thuộc bậc nhất vào sự biến thiên nồng độ theo thời gian:

v = dx dt (C0 - Ccb)k(qmaxq)Trong đó:

x : nồng độ chất bị hấp phụ (mg/l)

t : thời gian (giây)

Co : nồng độ chất bị hấp phụ trong pha mang tại thời điểm ban đầu (mg/l)

Ccb : nồng đọ chất bị hấp phụ trong pha mang tại thời điểm t (mg/l)

q: dung lượng hấp phụ tại thời điểm t (mg/g)

qmax : dung lượng hấp phụ cực đại (mg/g)

k: hằng số tốc độ hấp phụ

1.1.2.2 Các mô hình đẳng nhiệt hấp phụ

Có thể mô tả quá trình hấp phụ dựa vào đường đẳng nhiệt hấp phụ

Đường đẳng nhiệt hấp phụ biểu diễn sự phụ thuộc của dung lượng hấp phụtại một thời điểm vào nồng độ cân bằng của chất bị hấp phụ trong dung dịch tạithời điểm đó ở một nhiệt độ xác định Đường đẳng nhiệt hấp phụ được thiết lậpbằng cách cho một lượng xác định chất hấp phụ vào một lượng cho trước dungdịch có nồng độ đã biết của chất bị hấp phụ

Với chất hấp phụ là chất rắn, chất bị hấp phụ là chất lỏng thì đường đẳngnhiệt hấp phụ được mô tả qua các phương trình đẳng nhiệt: Phương trình đẳngnhiệt hấp phụ Langmuir, phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich và phươngtrình đẳng nhiệt hấp phụ Henry,… Trong đề tài này chúng tôi sử dụng phươngtrình đằng nhiệt hấp phụ Langmuir

Mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir :

Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt langmuir có dạng :

qMax : dung lượng hấp phụ cực đại (mg/g)

Mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich

Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich là phương trình thực nghiệm

mô tả sự hấp phụ xảy ra trong phạm vi một lớp

Phương trình này được biểu diễn bằng một hàm số mũ :

q = k.Ccb1/n

Hoặc dạng phương trình đường thẳng

Lgq = lgk + n1 lgCcb

Trong đó:

k : hằng số phụ thuộc vào nhiệt độ, diện tích bề mặt và các yếu tố khác

n : hằng số phụ thuộc vào nhiệt độ và luôn lớn hơn 1

Phương trình Freundlich phản ánh khá sát số liệu thực nghiệm cho vùngban đầu và vùng giữa của đương hấp phụ đẳng nhiệt tức là ở vùng nồng độ thấpcủa chất bị hấp phụ.

Mô hình hấp phụ đẳng nhiệt hấp phụ Henry

Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Henry: là phương trình đẳng nhiệt đơngiản mô tả sự tương quan tuyến tính giữa lượng chất bị hấp phụ trên bề mặt pharắn và nồng độ ( áp suất ) của chất bị hấp phụ ở trạng thái cân bằng:

Từ số liệu thực nghiệm cho thấy vùng tuyến tính này nhỏ Trong vùng đó,

sự tương tác giữa các chất bị hấp phụ trên bề mặt chất rắn là không đáng kể

1.3 Giới thiệu về vật liệu hấp phụ vỏ trấu

Cây lúa là cây trồng quan trọng nhất thuộc nhóm ngũ cốc, lúa cũng là câylương thực chính của người dân Việt Nam Ngành nông nghiệp trồng lúa ViệtNam trong những năm gần đây đã đạt những tiến bộ vượt bậc trong việc áp dụngcác công nghệ góp phần tạo ra tổng sản lượng lúa hàng năm đạt 36 triệu tấn và

dự kiến đến năm 2010 con số này sẽ tăng lên 40 triệu tấn/năm Khi chế biến cứ

mỗi tấn lúa tạo ra khoảng 200 kg vỏ trấu Như vây, hàng năm khối lượng vỏ trấu

có thể lên tới 8 triệu tấn/năm

Phụ phẩm của cây lúa gồm :

- Tấm : sản xuất tinh bột, rượu cồn, axeton, phấn mịn và thuốc chữa bệnh

- Cám : dùng để sản xuất thức ăn tổng hợp, sản xuất vitamin B1 để chữabệnh tê phù, chế tạo sơn cao cấp hoặc làm nguyên liệu xà phòng

- Vỏ Trấu : sản xuất men làm thức ăn gia súc, vật liệu đóng lót hàng, vậtliệu độn cho phân chuồng hoặc làm chất đốt

- Rơm rạ : được sử dụng cho công nghệ sản xuất giày, các tông gia dụng, đồgia dụng hoặc làm thức ăn cho gia súc, sản xuất nấm …

Các số liệu về diện tích, năng suất và sản lượng lúa được cập nhật trongnhững năm gần đây :

Bảng 1.1 Bảng diễn biến sản xuất lúa ở Việt Nam [16 ]

Thành phần chính của vỏ trấu chủ yếu là xenlulozơ, hemixenlulozơ, lignin

và một số hợp chất khác Thành phần hóa học của vỏ trấu thay đổi theo loại lúa,mùa vụ canh tác, điều kiện khí hậu và đặc trưng vùng miền Tuy nhiên, hầu hết

vỏ trấu có thành phần hữu cơ chiếm 90% so với khối lượng

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của vỏ trấu [11]

Hemixenlulozơ: Về cơ bản hemixenlulozơ là polisaccarit giống như

xenlulozơ nhưng có số lượng mắt xích nhỏ hơn Hemixenlulozơ thường bao gồmnhiều loại mắt xích và có chứa các nhóm thế axetyl và metyl

Lignin : Lignin là loại polime được tạo bởi các mắt xích phenylpropan.

Lignin giữ vai trò là chất kết nối giữa xenlulozơ và hemixenlulozơ

1.3.2 Một số phụ phẩm nông nghiệp khác có thể làm VLHP [13]

Vỏ Lạc:

- Được sử dụng để chế tạo than hoạt tính với khả năng tách loại ion Cd (II)rất cao Chỉ cần hàm lượng than hoạt tính là 0,7 g/l có thể hấp phụ dung dịch hấpphụ chứa Cd (II) nồng độ 20 mg/l Nếu so sánh với các loại than hoạt tính ( dạngviên ) có trên thị trường thì khả năng hấp phụ của nó cao gấp 31 lần.

- Một nghiên cứu mới đây của các nhà khoa học khoa công nghệ môitrường, trường đại học Mersin, Thổ Nhĩ Kỳ cho thấy vỏ lạc có thể sử dụng để cảitạo ruộng, lọc các nguồn nước bị ô nhiễm kim loại độc do các nhà máy thải ra,đặc biệt là ở các vùng đất, nguồn nước bị nhiễm ion kim loại và vỏ lạc có thể loại

bỏ 95% ion đồng khỏi nước thải công nghiệp

Vỏ đậu tương : có khả năng hấp phụ tốt đối với nhiều ion kim loại nặng như:

Cu(II), Zn(II) và các hợp chất hữu cơ Trong sự so sánh với một số vật liệu tựnhiên khác, vỏ đậu tương thể hiện khả năng hấp phụ cao hơn, đặc biệt đối với cácion kim loại nặng Vỏ đậu tương sau khi được xử lý với NaOH và axit ctric thìdung lượng hấp phụ cực đại đối với đồng đạt đến 1,7 m mol/g (ứng với 108mg/g)

Bã mía: Được đánh giá như phương tiện lọc chất bẩn từ dung dịch nước và

được ví như than hoạt tính trong việc loại bỏ các ion kim loại nặng như: Cr(III),Ni(II), Cu(II),… Bên cạnh khả năng tách loại kim loại nặng, bã mía còn thể hiệnkhả năng hấp phụ tốt đối với dầu

Lõi ngô: Nhóm nghiên cứu ở trường đại học North Carolina (Hoa Kì) đã

tiến hành nghiên cứu và đề xuất quy trình xử lý lõi ngô bằng dung dịch NaOH và

H3PO4 để chế tạo vật liệu hấp phụ kim loại nặng Hiệu quả xử lý của vật liệu hấpphụ tương đối cao Dung lượng hấp phụ cực đại của hai kim loại nặng Cu và Cdlần lượt là 0,39 mmol/g và 0,62 mmol/g vật liệu

1.4 Một số phương pháp định lượng kim loại

Có nhiều phương pháp khác nhau được dùng để định lượng kim loại Trong

đề tài này chúng tôi sử dụng phương pháp trắc quang để định lượng chì Sau đây

là một số phương pháp định lượng kim loại :

1.4.1.Phương pháp thể tích

Phân tích thể tích là phương pháp phân tích định lượng dựa trên sự đo thểtích của dung dịch thuốc thử đã biết chính xác nồng độ (dung dịch chuẩn) cầndùng để phản ứng hết với chất cần xác định có trong dung dịch cần phân tích.Dựa vào thể tích và nồng độ của dung dịch chuẩn đã dùng để tính ra hàm lượngchất cần xác định có trong dung dịch phân tích

Dựa theo bản chất của phản ứng chuẩn độ, phương pháp phân tích thể tíchđược phân loại làm các loại sau:

- Phương pháp chuẩn độ axit – bazơ ( phương pháp trung hòa )

- Phương pháp chuẩn độ kết tủa

- Phương pháp chuẩn độ tạo phức

- Phương pháp chuẩn độ oxi hóa khử

1.4.2 Phương pháp trắc quang

- Nguyên tắc

Phương pháp trắc quang là phương pháp phân tích được sử dụng phổ biếnnhất trong các phương pháp phân tích hóa lý Nguyên tắc chung của phươngpháp phân tích trắc quang là muốn xác định một cấu tử X nào đó, ta chuyển nó

thành hợp chất có khả năng hấp thụ ánh sáng rồi đo sự hấp thụ ánh sáng của nó

- Io, I lần lượt là cường đọ của ánh sáng đi vào và ra khỏi dung dịch

- L là bề dày của dung dịch đi qua

lạ ) nên đồ thị trên không có dạng đường thẳng với mọi giá trị của nồng độ Vàbiểu thức có dạng :

A = k.ε.L(Cx)b

Đối với một chất phân tích trong một dung môi xác định và trong một cuvet

có bề dày xác định thì ε = const và L = const Đặt K = k ε.L ta có :

A = K.Cb

Với mọi chất có phổ hấp thụ từ vùng UV-Vis, thì luôn có một giá trị nồng

độ giới hạn C0 xác định, sao cho:

- Với mọi giá trị Cx < C0: thì b = 1, và quan hệ giữa độ hấp thụ quang A vànồng độ Cx là tuyến tính

- Với mọi giá trị Cx > C0 : thì b < 1 ( b tiến dần về 0 khi Cx tăng ) và quan hệgiữa độ hấp thụ quang A và nồng độ Cx là không tuyến tính

1.4.3 Các phương pháp phân tích định lượng bằng trắc quang

Có nhiều phương pháp khác nhau để định lượng một chất bằng phươngpháp trắc quang Từ các phương pháp đơn giản không cần máy móc như :Phương pháp dãy chuẩn nhìn màu, phương pháp chuẩn độ so sánh màu, phươngpháp cân bằng màu bằng mắt … Các phương pháp này đơn giản, không cần máymóc đo phổ nhưng chỉ xác định được nồng độ gần đúng của chất cần định lượng,

nó thích hợp cho việc kiểm tra ngưỡng cho phép của các chất nào đó xem có đạthay không Các phương pháp phải sử dụng máy quang phổ như : phương phápđường chuẩn, phương pháp dãy tiêu chuẩn, phương pháp chuẩn độ trắc quang,phương pháp cân bằng, phương pháp thêm, phương pháp vi sai, … Tùy theo từngđiều kiện và đối tượng phân tích cụ thể mà ta chọn phương pháp thích hợp.Trong đề tài này chúng tôi sử dụng phương pháp đường chuẩn để định lượng cáccation kim loại.

tắc, để xây dựng một đường chuẩn phục vụ cho việc định lượng một chất trướchết phải pha chế một dãy dung dịch chuẩn có nồng độ chất hấp thụ ánh sáng nằmtrong vùng nồng độ tuyến tính ( b =1 ) Tiến hành đo độ hấp thụ quang A của dãydung dịch chuẩn đó Từ các giá trị độ hấp thụ quang A đo được dựng đồ thị A =f(C), đồ thị A= f(C) gọi là đường chuẩn

Sau khi có đường chuẩn, pha chế các dung dịch cần xác định trong điều kiệngiống như khi xây dựng đường chuẩn Đo độ hấp thụ quang A của chúng vớiđiều kiện đo như khi xây dựng đường chuẩn (cùng dung dịch so sánh, cùngcuvet, cùng bước sóng ) được các giá trị Ax Áp các giá trị Ax đo được vào đườngchuẩn sẽ tìm được các giá trị nồng độ Cx tương ứng

1.4.4.Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử

1.4.4.1 Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử

Ở điều kiện thường, nguyên tử không hấp thụ và không phát ra năng lượngdưới dạng các bức xạ Lúc này nguyên tử ở trạng thái cơ bản, là trạng thái bềnvững và nghèo năng lượng nhất của nguyên tử Khi nguyên tử ở trạng thái hơi tự

do, nếu ta chiếu một chùm sáng có bước sóng xác định vào đám hơi nguyên tửthì các nguyên tử tự do đó sẽ hấp thụ các bức xạ có bước sóng nhất định ứng vớinhững tia bức xạ mà nó phát ra trong quá trình phát xạ của nó Lúc này nguyên tử

đã nhận năng lượng của các tia bức xạ chiếu vào và chuyển lên trạng thái kíchthích có năng lượng cao hơn trạng thái cơ bản

Quá trình đó được gọi là quá trình hấp thụ năng lượng của nguyên tử tự do ởtrạng thái hơi và tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử của nguyên tố đó

1.4.4.2.Cường độ của vạch phổ hấp thụ nguyên tử

Trong vùng nồng độ C nhỏ của chất phân tích, mối quan hệ giữa cường độvạch phổ hấp thụ và nồng độ N của nguyên tố đó trong đám hơi cũng tuân theođịnh luật Lambe Bear

I = I0.e(K.N.L)

Trong đó:

Io : cường độ chùm sáng chiếu vào đám hơi nguyên tử

I: cường độ chùm sáng ra khỏi đám hơi nguyên tử

K: hệ số hấp phụ nguyên tử của vạch phổ tần số

L: bề dày lớp hấp phụ

Gọi A là mật độ quang hay độ tắt nguyên tử của chùm tia sáng cường đọ Io

sau khi qua môi trường hấp thụ A được tính bởi công thức:

A = lg Io I 2.303.K.N.LTrong một phép đo phổ hấp phụ nguyên tử, giá trị L không đổi nên A phụthuộc vào nồng độ C

A = a Cb

Trong đó:

a: Hằng số thực nghiệm, phụ thuộc vào tất cả các điều kiện hóa hơi nguyên

1.4.5 Ảnh hưởng của của sự ô nhiễm kim loại nặng tới sức khỏe con người

Ở hàm lượng nhỏ một số kim loại nặng là các nguyên tố vi lượng cần thiếtcho cơ thể người và sinh vật phát triển bình thường, nhưng khi có hàm lượng lớnchúng lại thường có độc tính cao Khi được thải ra môi trường, một số hợp chấtkim loại nặng bị tích tụ và đọng lại trong đất, song có một số hợp chất có thể hoàtan dưới tác động của nhiều yếu tố khác nhau Điều này tạo điều kiện để các kimloại nặng có thể phát tán rộng vào nguồn nước ngầm, nước mặt và gây ô nhiễm.Các kim loại nặng có mặt trong nước, đất qua nhiều giai đoạn khác nhau trướcsau cũng đi vào chuỗi thức ăn của con người Khi nhiễm vào cơ thể, kim loạinặng tích tụ trong các mô, tác động đến các quá trình sinh hóa (các kim loại nặngthường có ái lực lớn với nhóm -SH-SCH3 của enzim trong cơ thể, vì thế cácenzim bị mất hoạt tính, cản trở quá trình tổng hợp protein của cơ thể) Ở người,kim loại nặng có thể tích tụ vào nội tạng như gan, thận, xương khớp gây nhiềucăn bệnh nguy hiểm như ung thư, thiếu máu, ngộ độc, Dưới đây là tác độngcủa một số kim loại nặng đến con người