Xác định nguyên tố vi lượng kẽm trong ba địa điểm thuộc đất thanh nghệ tĩnh bằng phương pháp chiết trắc quang với thuốc thử đithizon

Nồng độ các chất chứa nguyên tố vi lợng trong dung dịch đất thấpquá hoặc cao quá so với yêu cầu dinh dỡng của cây trồng đều có ảnh hởng rấtmạnh đến sinh trởng của cây và có thể làm cho c

Lời cảm ơn!

Tôi xin bày tỏ lòng chân thành cảm ơn sâu sắc đến giảng viên chínhThs Nguyễn Quang Tuệ, thầy đã tận tình hớng dẫn tôi trong suốt quá trìnhhoàn thành luận văn, tôi xin chân thành cảm ơn PGS – TS Chủ nhiệm khoaHoá - Trởng bộ môn Hoá phân tích – thầy Nguyễn Khắc Nghĩa, Ban chủnhiệm khoa Hoá, Ban giám hiệu trờng Đại Học Vinh, cùng các thầy cô giáo

và các thầy cô kỹ thuật viên phòng thí nghiệm khoa Hoá đã hết lòng giúp đỡtạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn

Nhân dịp này tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cha mẹ, anh chị

em và bạn bè đã động viên, giúp đỡ tạo mọi điều kiện giúp tôi hoàn thành luậnvăn này

Mở đầu

Trong dinh dỡng của thực vật và vi sinh vật, ngoài nguyên tố nitơ, photpho và kali, các nguyên tố vi lợng nh: Bo, Mangan, Đồng, Kẽm có ý nghĩalớn Một lợng nhỏ của các nguyên tốt này cần thiết cho nhiều quá trình sinhhọc xẩy ra trong các cơ thể thực vật và động vật Nguồn cung cấp chủ yếu cácnguyên tố vi lợng trong đất là các đá tạo thành đất Trong quá trình hình thành

đất và hoạt động sống của thực vật và động vật xẩy ra quá trình phân bố lạicác nguyên tố vi lợng theo từng loại đất

Các nguyên tố vi lợng là những nguyên tố cần thiết cho sự dinh dỡngcủa cây trồng Tuy cây chỉ cần một lợng rất nhỏ nhng nếu thiết bất cứ mộtnguyên tố vi lợng nào cũng có thể làm xuất hiện ở cây trồng những triệuchứng đặc biệt Chẳng hạn, khi cây trồng thiếu Bo sự sinh trởng phát triển sẽkhông bình thờng: Phấn hoa không hình thành đầy đủ hoa sẽ rụng, hạt không

đậu hoặc lép; cây thiếu Kẽm có thể gây nên hiện tợng thiếu chất dinh dỡng

nh lá bị nhỏ và lá mau bạc trắng Sở dĩ chúng có thể gây nên những ảnh hởngnhất định đến dinh dỡng và năng suất cây trồng là vì chúng tham gia vàothành phần nhiều loại enzim hoặc có khả năng thúc đẩy sự hoạt động của cácloại enzim đó Nh trong đất, Kẽm là nguyên tố vi lợng có trong enzim quantrọng, nhất là enzim tham gia tổng hợp ARN, protein, kích thích tố sinh trởng(anxin) ở cây trồng

Vì vậy, các nguyên tố vi lợng đều rất cần thiết, tuy chỉ chiếm một tỷ lệrất thấp Nồng độ các chất chứa nguyên tố vi lợng trong dung dịch đất thấpquá hoặc cao quá so với yêu cầu dinh dỡng của cây trồng đều có ảnh hởng rấtmạnh đến sinh trởng của cây và có thể làm cho cây chết

Vì thế, việc xác định nguyên tố vi lợng là nhu cầu thiết thực áp dụngvào đất trồng một giống bởi nổi tiếng Bởi Phúc Trạch - Hà Tĩnh và đất trồngbởi Nghệ An, Thanh Hoá Các nguyên tố vi lợng, đặc biệt là nguyên tố Kẽmhàm lợng của nó có ảnh hởng đến chất lợng giống bởi ở 3 địa điểm đất nàykhông?

Để xác định Kẽm có rất nhiều phơng pháp nh chuẩn độ complexon,quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), phơng pháp cực phổ, phơng pháp chiếttrắc quang Trong đó phơng pháp chiết trắc quang có u điểm thuận lợi hơn vì

có độ chọn lọc, độ nhạy cao, nhanh, đơn giản khi thực hiện không đỏi hỏi phảidùng các máy móc thiết bị phức tạp và đắt tiền Nó hiệu quả dựa trên sự chiếtcác phức che lat

Với những lý do nêu trên chúng tôi chọn đề tài: “Xác định nguyên tố vilợng Kẽm trong 3 địa điểm thuộc đất Thanh – Nghệ – Tĩnh bằng phơngpháp chiết trắc quang với thuốc thử đithizon” làm luận văn tốt nghiệp.

Để thực hiện đề tài nhiệm vụ chúng tôi đặc ra là:

- Xác định hàm lợng Kẽm trong đất Quảng Hng - Quảng Xơng - ThanhHoá

Xác định hàm lợng Kẽm trong đất Hng Đông Thành phố Vinh Nghệ An

Xác định Kẽm trong đất Phúc Trạch Hơng Khê – Hà Tĩnh

- So sánh kết quả hàm lợng Kẽm trong 3 địa điểm trên

Chúng tôi rất mong với kết quả nghiên cứu đợc sẽ góp phần làm phongphú thêm lĩnh vực phân tích xác định vi lợng Kẽm trong đất

Phần I:

Tổng quan tài liệu

I – Vài nét sơ l ợc về đất:

I.1 Khái niệm về đất:

Đất là một hệ thống dị thể gồm những phần khoáng, khoáng - hữu cơ vàhữu cơ có kích thớc khác nhau, từ phân tử đến những nguyên tố cơ học có kíchthớc khác nhau, từ phân tử đến những nguyên tố cơ học có kích thớc lớn nh:sét, limon, cát và giăm cuội

I.2 Thành phần và tính chất của đất [5]:

Đất có chứa không khí, nớc và chất rắn Các chất vô cơ là thành phầnchủ yếu của đất, chiếm 97-98% trọng lợng khô Các nguyên tốt oxi và silicchiếm tới 82% trọng lợng đất Ngoài ra còn có Al, Fe và một số nguyên tốkhác Các nguyên tố cần thiết cho cây trồng nh C,H,S, P,N chỉ chiếm 0,5%trọng lợng đất

Đất có tính hấp phụ cao nhờ các hạt nhỏ, đờng kích nhỏ hơn 0,001 mm

có diện tích bề mặt lớn và mang một lớp ion và tích điện quanh hạt Quan hệgiữa tính hấp phụ của đất và nồng độ các ion ngoài dung dịch đất là một quan

hệ trao đổi Khả năng hấp phụ của đất là khả năng giữ nớc, giữ chất dinh dỡng

và điều hoà dinh dỡng cho cây trồng

Độ chua của đất – kiềm, axit hay trung tính, ảnh hởng lớn đến hoạt

động sống của vi sinh vật, cây trồng và nhiều tinh chất khác của đất

* Phân loại pH của đất:

Đất chua do nhiều nguyên nhân nh do ma cuối trôi các chất kiềm thổ

Ca, Mg chỉ còn lại các chất gây chua H+, Al3+ , do bón nhiều phân hoá học(NH4)2 SO4 Cây hút ion NH4+ còn lại SO42- do ma gây nên, làm chua đất

Thành phần cơ giới của đất - cát: d  0,02  2mm bụi d = 0,002 0,02mm và sét d < 0,002mm; ảnh hởng nhiều đến cây trồng và các tính chấtkhác nh độ thấm nớc, khả năng hấp phụ, độ khoáng của đất

I.3 Chuẩn bị mẫu đất phân tích [8]:

Đây là khâu cơ bản, quan trọng đầu tiên trong phân tích đất Chuẩn bịmẫu cần 2 yêu cầu chủ yếu:

- Mẫu phải có tính đại diện cao cho vùng nghiên cứu

- Mẫu phải đợc nghiền nhỏ đến độ mịn thích hợp tuỳ thuộc vào yêu cầuphân tích

I.3.1 Lấy mẫu phân tích:

Tuỳ thuộc vào mục đích nghiên cứu mà lựa chọn cách lấy mẫu thíchhợp Thông thờng có một số cách lấy mẫu nh: Lấy mẫu theo tầng phát sinh,lấy mẫu riêng biệt hoặc hỗn hợp, lấy mẫu nguyên trạng thái tự nhiên khôngphá huỷ cấu tạo của đất.

I.3.2 Phơi khô mẫu:

- Mẫu đất lấy về phải đợc hong khô, băm nhỏ (cỡ 1 1,5cm) nhặt sạchcác xác thực vật, sỏi đá Sau đó dàn mỏng trên bản gỗ hoặc giấy sạch rồiphơi khô trong nhà Nơi hong mẫu phải thoáng gió và không có các hoá chấtbay hơi nh NH3, CL2 , SO2 để tăng cờng quá trình làm khô đất có thể lật đềumẫu đất

- Mẫu đất đợc hong khô trong không khí là tốt nhất không nên phơi khôngoài nắng hoặc sấy khô trong tủ sấy

I.3.3 Nghiền và rây mẫu:

Trớc hết giã phần đất đem nghiền trong cối sứ, rồi rây qua rây 2 mm.Phần sỏi dá có kích thớc > 2 mm đợc cân khối lợng rồi đổ đi ( không tính vàothành phần của đất) Sau đó chia đôi lợng đất, một nửa dùng để phân tíchthành phần cơ giới, nửa còn lại tiếp tục nghiền nhỏ bằng cối sứ rồi rây qua rây1mm Đất này đợc đựng trong bình thuỷ tinh có nút nhám rộng miệng hoặctrong hộp giấy bằng bìa cứng, có ghi nhãn mác cẩn thận dùng để phân tích cácthành phần hoá học

II Đặc điểm về Kẽm [2,7].

II.1 Tính chất chung của Kẽm:

Kẽm là kim loại trắng bạc, tỷ khối: 6,77; nhiệt độ nóng chảy 420oC,nhiệt độ sôi 906,7 oC ở nhiệt độ thờng Kẽm giòn nhng khi nung nóng đến100-150oCthì nó mềm, dẻo có thể dát mỏng kéo sợi đợc Nó bền ở không khíkhô, còn ở không khí ẩm thì nó bị phủ bởi một lớp các bonnat Ba zơ màutrắng Khi nung đỏ sẽ cháy với ngọn lửa màu xanh lục và tạo thành oxyt kẽmZnO màu trắng Tuy có tính hoạt động lớn, nhng Kẽm không phân huỷ đợc n-

ớc vì bề mặt của nó đã đợc một lớp ZnO bảo vệ

II.2 Các phản ứng của ion Zn 2+ :

1 Tác dụng với sunfua amon (NH4)2 S tạo kết tủa trắng

Zn2++(NH4)2S=ZnS +2NH4+

2 Tác dụng với kiềm tạo thành kết tủa keo

Zn2++20H-=Zn (OH)2

Khi d kiêm tạo zincat:

Zn (OH)2 + 20H- = ZnO22- + 2H2OMôi trờng axit tạo muối:

Zn (OH)2 + 2H+ = Zn2+ + 2H2O

3 Tác dụng với các cacbonat kim loại kiềm tạo kết tủa cacbonat bazơ:

5ZnO 2CO2 4H2O

4 Tác dụng với Kalixinanua KCN tạo kết tủa tan trong thuốc thử d tạo thànhmuối phức

Zn2+ + 2CN- = Zn(CN)2Zn(CN)2 + 2CN- = [Zn(CN)4]2-

5 Tác dụng K4 [Fe (CN)6] (Feroxyanua kali) tạo kết túa muối kép không tantrong axit vô cơ loãng:

3Zn2+ + 2K4[Fe(CN)6] = K2Zn3[Fe(CN)6]2 + 6K+

6 Tác dụng với Ferixianua K3[Fe (CN)6] tạo kết tủa vàng ferixyanua kẽm

3Zn2+ + 2K3[Fe(CN)6] = Zn3[Fe(CN)6]2 + 6K+

III Thuốc thử hữa cơ và phức của nó với Kẽm:

Ngày nay ngời ta đã tổng hợp đợc hàng loạt các loại thuốc thử hữu cơdùng làm chất chỉ thị màu kim loại Sau đây là một số chất chỉ thị quan trọng

đợc sử dụng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm phân tích:

III.1 Eriocrom đen T (ET-oo) [4]:

ET-00 là muối natri của axit (1- ôxi – 2 – naphtylazo)-6- nitro – naphtol -4- sunfonic

2-Công thức cấu tạo dạng muối:

OH

OH NaO3S N = N

NO2ET-OO là chất chỉ thị có màu khác nhau phụ thuộc vào pH của dungdịch hoà tan nó Chất chỉ thị là đa axit H3Ind Khi pH=6 chất chỉ thị có màu

đỏ nho, trong dung dịch có pH=7 11 nó có màu xanh biếc, pH = 11,5 cómàu đỏ đa cam, vì H3Ind có pK1 = 6,3; pK2 = 11,5 ET-OO tạo phức đỏ hoặcmàu hồng với ion Zn2+, Mg2+, Cd2+ đợc dùng để chuẩn độ trực tiếp các ion đótrong môi trờng có pH = 10 dùng hỗn hợp đệm NH3 – NH4+

Công thức tạo phức của Zn2+ với ET –OO

Thuốc thử PAN và phức của nó đều ít tan trong nớc và dễ đợc chiết vàomôi hữu cơ

Với Zn2+: Dung dịch có pH= 46 dùng dung dịch đệm axetat Chất chỉthị đổi màu đỏ sang vàng

Công thức của phức kẽm – PAN:

N = N N

Zn O 2

III.3 Thuốc thử đithizon: (điphenyl thiocacbazon) [3,4,11]

Công thức cấu tạo:

N = N C NH NH

Màu đỏ

Đi thizon là bột kết tinh nhỏ màu xanh đen có ánh tím Không tan trongnớc, rất ít tan trong rợu etylic và ete (dung dịch có màu đỏ thẫm), tan tốt trongCCl4, CH Cl3.

ở nhiệt độ phòng hoà tan CHCl3 đợc 17,8g/l cho màu xanh lá cây với max =620nm, trong CCl4 đợc 0,64g/l cho màu xanh ngọc bích với max = 605nm

Hằng số phân bố: KCHCl3 /H2O = 2.105 ; KCClO4/H2O = 1.104

Dùng đithizon có thể chiết và xác định các nguyên tố Au, Hg, Ag, Cu,

Bi, Zn, Cd, Co với sự điều chỉnh pH và chọn chất che thích hợp

Ví dụ: Khi có mặt xianua, đithizon chỉ chiết Zn và Sn

Đithizon là một chất nhuộm azo, có khả năng tautome:

S SHC6H5 - N = N - C  C6H5 - N = N - C

Tạo đợc các phức sau:

S  Me/n S - Me/nC6H5 - N = N - C hoặc C6H5 - N = N - C

(I) (II)Phức của đithizonat tạo ra trong dung dịch axit và kiềm có công thức(II) Trong vòng chelat tạo ra có thể có sự dịch chuyển mezome [11] của cáce của các liên kết đôi Ngoài ra còn có ảnh hởng của kim loại liên kết N=N.Kết quả chính đithizon có màu (màu xanh) và tạo ra các phức màu mạnh (màu

da cam) ngay cả với các cation không có màu nh Zn2+, Cd2+

Tạo phức với Kẽm có công thức:

C6H5 - N = N - C

N - NH - C6H5 Màu da cam

III.4 Thuốc thử Zincon:

Zincon là axit – 2 – {[ - (2 - hydroxy - 5 - sunfophenaylazo)benzyliden] hiđrazino}-benzoic, dạng muối mononatri

Tinh thể ngậm nớc (2 phân tử nớc), bột màu sẫm, khi tạo phức với kẽm

có màu xanh, có  = 24.103 ở bớc sóng max = 625nm

Công thức cấu tạo:

N-NH

ớc Dung dịch kiềm của oxim có màu vàng (Kphân li = 2.10-10 ở 250c), oximtác động với một số nguyên tố (mỗi nguyên tố có pH xác định) tạo thànhnhững muối nội phức khó tan và đợc ứng dụng các muối này vào việc tách,phân tích trọng lợng, phân tích thể tích các nguyên tố.

Trong dung dịch axetic – axetat và với các điều kiện khác nhau ngời tadùng oxim để xác định Cu, Zn, Cd, Al, Ti Quá trình chiết các ion kim loại,ngời ta dùng dung dịch 8- hyđroxiquynolin 1,5% trong CHCl3 (dorfon) Đểtăng tính chọn lọc của quá trình chiết với thuốc thử này ngời ta thờng kết hợpviệc điều chỉnh pH, chọn các chất che thích hợp cho từng ion kim loại cầnthiết

Phản ứng tạo phức với ion kim loại:

Ví dụ:

IV Các phơng pháp xác định vi lợng Kẽm:

IV.1 Phơng pháp chuẩn độ complexon [13]:

Khi chọn chất chỉ thị cho sự chuẩn độ một ion kim loại nào đó bằng

ph-ơng pháp complexon ngời ta phải chọn pH thích hợp để phản ứng, tạo phứccomplexon kim loại xảy ra hoàn toàn Chất chỉ thị tự do và phức của nó vớiion kim loại có màu khác nhau và sự đổi màu của chất chỉ thị xẩy ra rất gần

điểm tơng đơng để bảo đảm tính chính xác của phép phân tích

IV.1.1 Xác định kẽm bằng Eriocrom đen T (khi không có Cu, Co,

Ni).

Trong 100ml dung dịch phân tích cần chứa dới 25mg Zn Mới đầu trunghoà dung dịch axit bằng NaOH và một số trờng hợp thì sau khi tách kim loạihoá trị ba bằng ion axetat Sau đó thêm vào cho mỗi 100 ml dung dịch trên2ml dung dịch đệm, chất chỉ thị và chuẩn đến chuyển màu đỏ sang xanh bằnggiọt cuối cùng của dung dịch chuẩn, màu đỏ nhạt biến mất

IV 1.2 Xác định kẽm với đimetylnaphtiđin.

Dung dịch phân tích cần có nồng độ 0,01M theo kẽm Trung hoà dungdịch axit bằng NaOH ( theo giấy chỉ thị metyl đỏ) Thêm vào một giọt dungdịch Kalihexaxyanoferat 2-3 giọt dung dịch đimetyl naphtiđin, 3ml Natriaxetat và khoảng 0,5ml dung dịch axit HCl cho mỗi 100ml dung dịch, pH củahỗn hợp cần phải giữa 5 và 6 và màu của dung dịch phải tím đỏ Sau đó chuẩnbằng dung dịch EDTA cho tới khi màu của dung dịch nhạt đi rõ rệt ở cuốiphép chuẩn độ dung dịch EDTA đợc thêm vào rất chậm, chờ khoảng 15 giâysau mỗi giọt ở giọt EDTA cuối cùng, sau khoảng thời gian trung gian nêutrên, màu hồng còn lại cũng biến mất và dung dịch trở thành không màu

IV.2 Phơng pháp cực phổ [8,12]:

Phơng pháp cực phổ là phơng pháp do nhà bác học Tiệp Khắc (cũ)Iaroslap Hayropski phát minh ra năm 1922

Phơng pháp này ngay từ khi ra đời đã đợc sử dụng rộng rãi để định lợngcác chất vô cơ và hữu cơ trong các đối tợng khác nhau Nhờ sự hoàn thiện của

kỹ thuật cực phổ nên ngày nay đã có hàng loạt các phơng pháp cực phổ khácnhau: cực phổ một chiều dòng khuyếch tán, các cực phổ dao động, cực phổxoay chiều, cực phổ hỗn hống, cực phổ xung vi phân

Chỉ từ những năm 50 phơng pháp cực phổ bắt đầu đợc sử dụng trongnghiên cứu thổ nhỡng và thờng đợc sử dụng nhiều nhất để phân tích hàm lợngcác nguyên tố vi lợng: Cu, Zn, Co, Mo, Mn, Pb, Cd trong các đối tợng nônghoá thổ nhỡng

Phơng pháp cực phổ [12] có ý nghĩa quan trọng nh một phơng phápphân tích nhờ có 2 đặc tính của các đờng cong dòng điện - thế hay của các cựcphổ đồ nhận đợc nhờ điện cực giọt thuỷ ngân

Thứ nhất, vị trí của cực phổ đồ trên trục thế có thể chỉ ra chất nào đãtham gia quá trình chuyển electron

Thứ hai, trong các điều kiện thực nghiệm dễ dàng thực hiện, trên giản

đồ xuất hiện dòng khuyếch tán giới hạn mà giá trị của nó phụ thuộc vào nồng

độ của chất hoạt động điện

IV.3 Phơng pháp chiết – trắc quang:

So với các phơng pháp trắc quang trong dung dịch nớc hay trong cácdung dịch hữu cơ thì các phơng pháp chiết - trắc quang có thể nhạy hơn Nócho phép nâng cao độ nhạy, độ chọn lọc và cô đặc nguyên tố

Trong khi chiết, không phải các nguyên tố đều đợc chiết ở các điều kiện

nh nhau Do đó khi chiết sẽ loại bớt các yếu tố cản trở do vậy tăng độ chọn lọccủa phép phân tích

Khi chiết, thờng từ một thể tích lớn của pha nớc, phức màu đợc chuyểnvào một thể tích nhỏ dung môi hữu cơ Do vậy ở đây vừa cô đặc vừa tăng đợc

độ nhạy của phép xác định trắc quang

Ngoài ra, pha hữu cơ thờng có hằng số điện môi và độ phân cực nhỏhơn đáng kể so với pha nớc, do vậy phức bền hơn, việc chuyển ion cần xác

định vào phức hoàn toàn hơn, tăng đợc độ chính xác và độ đúng của phép xác

định

Thông thờng, phức chiết đợc vào dung môi hữu cơ có hệ số hấp thụphân tử gam lớn hơn đáng kể so với đại lợng này trong pha nớc Tơng tự nhtrong pha nớc, để có thể áp dụng một phức trong pha hữu cơ hay phép xác

định chiết trắc quang ta cần nghiên cứu các điều kiện tối u về bớc sóng, thời

gian, pH, nhiệt độ, nồng độ thuốc thử và ion kim loại, ion gây cản trở, xác

định đồ thị chuẩn sự phụ thuộc A=f(C) áp dụng phân tích mẫu nhân tạo đểkhẳng định tính u việt của phơng pháp, sau đó vận dụng phân tích mẫu thật

Qua phần tổng quan về các phơng pháp xác định Kẽm, chúng ta thấyrằng có nhiều phơng pháp có thể dùng để xác định Zn Tuy nhiên để phù hợpvới điều kiện thực tế phòng thí nghiệm, điều kiện phân tích và thực nghiệmcần chọn một phơng pháp hợp lý nhất Nhận thấy, để phân tích vi lợng Zntrong đất dùng phơng pháp chiết trắc quang là phù hợp nhất Phơng pháp có

độ chính xác, chọn lọc cao nếu chúng ta quan tâm, đến các điều kiện, độ tinhkhiết của thuốc thử, khả năng che các ion cản trở, biết làm giàu hàm lợng chấtphân tích trớc theo một kỹ thuật phù hợp

IV.4 Một số vấn đề khi áp dụng phơng pháp chiết trắc quang để xác định Kẽm:

IV.4.1 Cơ sở lý thuyết của phơng pháp phân tích trắc quang [9]:

Phơng pháp này dựa vào việc chuyển chất cần phân tích thành một hợpchất màu có khả năng hấp thụ ánh sáng và đo độ hấp thụ ánh sáng để suy ra l-ợng chất cần nghiên cứu của dung dịch

* Cơ sở lý thuyết của phơng pháp:

Xét sự suy yếu cờng độ dòng sáng đơn sắc khi đi qua dung dịch màu

có chiều dày l(cm): 2 nhà bác học Bughe và Lambe bằng thực nghiệm tínhtoán đã đa ra công thức:

Il = Io 10-Kl (1)Trong đó:

Il – cờng độ dòng sáng sau khi đi qua khỏi lớp dung dịch màu có chiềudày l (cờng độ sóng sau khi bị hấp thụ)

0 10 I

I



Kl I

I lg

l

0  (2)

Đặt: A = Kl

I

I lg

l

0  (A - mật độ quang của dung dịch)

Định luật Bughe – Lambe đợc phát biểu: “Lợng tơng đối của dòng bịhấp thụ bởi môi trờng mà nó đi qua thì không phụ thuộc vào cờng độ ánh sángtới Mỗi một lớp bề dày dung dịch nh nhau sẽ hấp thụ một cờng độ ánh sáng

l

0   (3)Trong đó: C- nồng độ của dung dịch màu

K’ – ý nghĩa tơng tự K

Từ 2 định luật Bughe – Lambe và Beer các nhà bác học đã đa ra địnhluật hợp nhất: Bughe – Lambe – Beer: “Sự giảm cờng độ dòng sáng khi điqua dung dịch phụ thuộc vào nồng độ và bề dày lớp dung dịch”

Nh vậy, phơng pháp trắc quang gắn liền với các hợp chất màu, dùngmàu sắc để phân tích đối tợng nghiên cứu và đợc tiến hành theo các bớc sau:

- Đa các đối tợng nghiên cứu vào dung dịch

- Tạo hợp chất màu với các thuốc thử hữu cơ thích hợp

- Đo mật độ quang (xác định cờng độ màu chất nghiên cứu)

- Đánh giá kết quả phân tích

IV.4.2 Phơng pháp chiết [4]:

Chiết là quá trình tách và phân ly các chất dựa vào quá trình chuyểnmột chất hoà tan trong một pha lỏng (thờng là nớc) vào một pha lỏng kháckhông hoà tan lẫn với nó (thờng là dung môi hữu cơ không hoà lẫn với nớc)

Sử dụng phơng pháp chiết ngời ta có thể chuyển lợng nhỏ chất nghiêncứu trong một thể tích lớn dung dịch nớc vào một thể tích nhỏ dung môi hữucơ Nhờ vậy, ngời ta có thể dùng biện pháp chiết nâng cao nồng độ chấtnghiên cứu hay nói cách khác đây chính là phơng pháp chiết làm giàu Mặtkhác, dùng phơng pháp chiết ngời ta có thể thực hiện việc tách hay phân tíchcác chất trong một hỗn hợp phức tạp khi chọn điều kiện chiết thích hợp.

a Đithizon HDz[15] với đithizonat kim loại tan trong dung môi và không tantrong nớc nên trong hệ hai dung môi có cân bằng:

n O H dm

n z

HD M

H ) D ( M K

K

H D

HD D

    

 z HO z(H O)

dm z

zdm HD D 2 D 2HD

%

z z

HD K

Dz A z thay vào (4):

V.HDR

%

A z z

100 V

V R

K 1

100 R

%

A

khi [H+] = KA hay pH = pKA

Thực nghiệm đã chứng minh:

* Khi pH  (pKA – 3): đithizon hoàn toàn ở trong lớp dung môi hữu cơ

 Khi pH  (pKA+ 3) đithizon hoàn toàn ở trong lớp nớc

IV.4.3 Che các nguyên tố cản trở:

Nh chúng ta đã biết, có nhiều trờng hợp định lợng không thể thực hiện

đợc do có mặt các chất cản

Ví dụ: Khi xác định Zn thờng có mặt các chất cản nh Pb2+, Cd2+, Sn2+,

Mg2+ hay khi chuẩn kẽm thờng có các ion cản nh: Al3+, Ca2+, Mg2+ Trongnhững trờng hợp cần tách các chất cản bằng cách kết tủa, chiết Tuy nhiênnhững cách đó thờng đòi hỏi nhiều thời gian và động tác phức tạp, cho nên ng-

ời ta phát triển mạnh theo hớng loại trừ ảnh hởng của chất cản bằng phơngpháp che

Nguyên tắc của phơng pháp che là chuyển chất (ion) cản vào một phứcchất bền, ít phân ly làm cho nồng độ chất cản nhỏ đến mức không đủ tác dụngvới thuốc thử Đôi khi khái niệm che đợc mở rộng cho cả các trờng hợp thay

đổi hoá trị của các chất cản, chuyển chất cản thành kết tủa

IV.4.4 Phơng pháp định lợng trong phân tích trắc quang:

a Phơng pháp vi sai:

Với phơng pháp này dung dịch so sánh không phải là dung môi nguyênchất mà có thể là dung dịch có chứa nguyên tố cần xác định với nồng độ béhay lớn hơn nguyên tố đó trong dung dịch làm dung dịch so sánh, cũng có thểdung dịch so sánh là một phần dung dịch nghiên cứu Nếu dung dịch có

nguyên tố cần xác định có nồng độ bé hơn trong dung dịch nghiên cứu làmdung dịch so sánh.

Ngời ta tiến hành đo mật độ quang A của dung dịch nghiên cứu theodung dịch so sánh thì hàm lợng của chất cần xác định theo công thức

Cx = Ax F +C1 (1)Trong đó: Cx – nồng độ dung dịch nghiên cứu

C1 – nồng độ chất phân tích trong dung dịch so sánh

Hệ số F đợc tính theo công thức:

' 2

A

C

F  Với C = C2 - C1 A2 = A2 - A1

Lấy 2 dung dịch của một hợp chất màu có nồng độ đã biết là C1, C2 và

Cx là nồng độ của dung dịch chất nghiên cứu

Tiến hành đo mật độ quang của các dung dịch này so với dung môi lànớc thu đợc các mật độ quang A1, A2, Ax

Nếu các dung dịch này tuân theo định luật Bughe – Lambe – Beer:

A1 = lC1A2 = lC2

Ax = lCxA2 - A1 = (C2 - C1) l = A2

Ax - A1 = (Cx - C1) l = Ax

) C C ( A ) C C ( A A

A C C

C C

1 2 x 1 x 2 x

2 1 x

1 1 2 2