Tải bản đầy đủ

ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP CỰC PHỔ XUNG VI PHÂN VÀO VIỆC XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ĐỒNG TRONG ĐẤT TRỒNG TRỌT

Đại học phân tích k3 Đồ án chuyên ngành phân tích

Môi trường sống của chúng ta hiện nay đang ngày càng biến đối mạnh
mẽ. Các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, xây dựng, giao thông vận tải, hoạt
động khai khoáng ngày càng gia tăng…, là nguyên nhân làm cho môi trường bị
huỷ hoại nghiêm trọng, làm cho nhiệt độ trái đất tăng, lỗ thủng tầng ôzôn ngày
càng lớn, mưa axít, nghịch đảo nhiệt Trong đó vấn đề ô nhiễm môi trường đất
đang là một vấn đề bức xúc của toàn cầu.
Trong quá trình sinh hoạt, sản xuất hầu hết các phế thải đều quay trở lại
môi trường đất dưới các hình thức khác nhau. Sự tích luỹ kim loại nặng trong
đất nói chung và đất trồng trọt nói riêng đang là một trong những hiểm họa cho
môi trường đất. Trong đó kim loại đồng là một kim loại có độc tính cao, khi tích
tụ trong đất trồng trọt sẽ làm giảm độ phì nhiêu và thay đổi cấu trúc của đất
trồng, dẫn đến sự tác động xấu đối với cây trồng và đặc biệt thông qua các sản
phẩm nông nghiệp sẽ ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người.
Trong khi đó Việt Nam, một nước còn nghèo, với phần đa dân số hoạt
động trong nông nghiệp thì vai trò của đất trồng càng trở nên quan trọng
Xuất phát từ những yêu cầu khoa học và thực tiễn, dưới sự hướng dẫn của
cô  em đã tìm hiểu đề tài:” ỨNG DỤNG PHƯƠNG
PHÁP CỰC PHỔ XUNG VI PHÂN VÀO VIỆC XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG
ĐỒNG TRONG ĐẤT TRỒNG TRỌT”

GVHD: Nguyễn Thị Thu Phương SVTH: Lê Thị Phương Giang
Đại học phân tích k3 Đồ án chuyên ngành phân tích

 !"#$%&"'(
)*+,-,$.
- Đồng là kim loại màu đỏ.
- Độ dẫn điện và dẫn nhiệt rất cao, chỉ nhỏ hơn Ag
(độ dẫn điện giảm nhanh nếu lẫn tạp chất).
- Khối lượng riêng lớn D=8,96g/cm3 ( là kim loại nặng ).
- Nhiệt độ nóng chảy cao 1083
o
C
- Đồng tinh khiết tương đối mềm, dễ kéo dài và dát mỏng
- Có hai đồng vị ổn định là Cu
63
và Cu
65
, cùng với một số đồng vị phóng
xạ. Phần chủ yếu của các đồng vị phóng xạ có chu kỳ bán rã ở mức độ
phút hay nhỏ hơn, đồng vị phóng xạ bền nhất, Cu
64
GVHD: Nguyễn Thị Thu Phương SVTH: Lê Thị Phương Giang
Đại học phân tích k3 Đồ án chuyên ngành phân tích
/)*+,%01*
Đồng là một kim loại nặng thuộc nhóm IB, chu kỳ 4, ô thứ 29 trong bảng
hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học và có cấu hình electron là 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
10
4s
1
.
Đồng có ba mức oxi hóa: Cu, Cu(I), Cu(II).
a) Đồng kim loại
Đồng kim loại thể hiện tính khử
- Đối với các halogen,Cu phản ứng dễ dàng tạo thành các halogenua
Cu + Cl
2
= CuCl
2
- Tác dụng với axit có tính oxi hóa như HNO
3
, H
2
SO
4
đặc:
Cu + 4HNO
3
= Cu(NO
3
)
2
+2 NO
2
+ 2H
2
O
Khi có mặt oxi không khí:
- Đồng phản ứng với dung dịch NH
3
2Cu + O
2
+ 8NH
3
+ H
2
O = 2[Cu(NH
3
)
4
](OH)
2
- Đồng phản ứng với CN
-
4Cu + 8KCN + 2H
2
O + O
2
= 4K[Cu(CN)
2
] + 4KOH
- Tác dụng với oxi
2Cu + O
2
+ H
2
O = 2Cu(OH)
2
Cu(OH)
2
+ Cu = Cu
2
O + H
2
O
Ngoài ra, đồng dễ tạo nên hợp kim với các kim loại khác, dễ tạo hỗn hống
với thuỷ ngân và tạo nên nhiều phức chất.
b) Hợp chất của đồng.
 Hợp chất của Cu(I)
Đồng ở trạng thái oxi hóa +1 có cấu hình electron d
10
. Ion Cu
+
không chỉ là
chất nhận σ mà còn là cho π. Trạng thái oxi hóa +1 kém đặc trưng đối với Cu
- Đồng (I) oxit , (Cu
2
O):
Đồng(I) oxit là chất bột, có màu đỏ. Tinh thể Cu
2
O có kiến trúc kiểu lập
phương, trong đó nguyên tử O có kiểu lập phương tâm khối và mỗi một nguyên
tử được phối trí tứ diện bởi bốn nguyên tử kim loại. Đồng (I) oxit rất bền bởi
GVHD: Nguyễn Thị Thu Phương SVTH: Lê Thị Phương Giang
Đại học phân tích k3 Đồ án chuyên ngành phân tích
nhiệt, nóng chảy ở 1240°C.
Cu
2
O ít tan trong nước nhưng tan trong dung dịch kiềm đặc tạo thành cuprit
Cu
2
O + 2NaOH + H
2
O → 2Na[Cu(OH)
2
]
(natri hiđroxocuprit)
Trong dung dịch NH
3
đậm đặc, Cu
2
O tan tạo thành phức chất amoniacat:
Cu
2
O + 4NH
3
+ H
2
O → 2[Cu(NH
3
)
2
]OH
Trong dung dịch HCl đặc, Cu
2
O tan tạo thành phức chất H[CuCl
2
]
Ngoài ra Cu
2
O còn tan trong HCl và H
2
SO
4
(l)
Cu
2
O+ H
2
SO
4
(l)→ Cu + CuSO
4
+ H
2
O
Cu
2
O + 2HCl → 2CuO↓ + H
2
O
Đồng (I) oxit tồn tại trong thiên nhiên dưới dạng khoáng vật cuprit. Nó
được điều chế bằng tác dụng của dung dịch muối đồng (II) trong môi trường
kiềm với chất khử ( thường là glucozơ, hiđroxilamin ):
2CuSO
4
+ 4NaOH + C
6
H
12
O
6
→ Cu
2
O + C
6
H
12
O
7
+ 2H
2
O + 2Na
2
SO
4
- Đồng (I) hiđroxit
Trong phản ứng điều chế Cu
2
O, mới đầu tạo kết tủa vàng CuOH và khi
đun nóng dung dịch, hiđroxit đó phân huỷ thành oxit
- Muối đồng (I)
Đa số muối Cu(I) dạng tinh thể đều ít tan trong nước. Do có cấu hình d
10

nên ở trong nước muối Cu(I) tự phân huỷ :
2Cu
+
Cu + Cu
2+
E
0
= + 0,38 V
Tuy nhiên, ở trong nước, ion Cu
+
được làm bền khi tạo thành kết tủa ít tan
như CuI, CuCN, hoặc ion phức tương đối bền như [Cu(NH
3
)
2
]
+
, [CuX
2
]¯ ( trong
đó X = Cl¯, Br¯, I¯ và CN¯ ). Một nguyên nhân quan trọng của sự làm bền đó là
khả năng nhận π của những anion I¯ và CN¯. Khi có mặt những anion này trong
dung dịch, những cân bằng trên đây sẽ chuyển dịch sang bên trái.
Muối Cu(I) được điều chế bằng cách khử muối Cu(II)
GVHD: Nguyễn Thị Thu Phương SVTH: Lê Thị Phương Giang
Đại học phân tích k3 Đồ án chuyên ngành phân tích
Đồng (I) clorua (CuCl). Đồng (I) clorua, bromua và iođua đều là những
chất ở dạng tinh thể màu trắng ó kiến trúc kiểu aphlerit. Chúng rất bền với nhiệt
và tan ít trong nước
Đồng (I) clorua tan ít trong nước lạnh nhưng phân huỷ trong nước nóng.
Nó tan dễ trong dung dịch đậm đặc của NH
3
, HCl, NH
4
Cl và clorua kim loại
kiềm nhờ tạo thành phức chất.
CuCl + 2NH
3
→ [Cu(NH
3
)
2
]Cl
CuCl + HCl → H[CuCl
2
]
Dung dịch của những phức chất này dễ biến đổi màu vì bị oxi không khí
oxi hóa.
4[Cu(NH
3
)
2
]
+
+ O
2
+ 2H
2
O + 8NH
3
→ 4[Cu(NH
3
)
4
]
2+
+ 4OH¯
Bởi vậy dung dịch phức chất amoniacat của đồng (I) được dùng để loại
khí oxi khỏi các khí hiếm.
Đồng(I) clorua được điều chế bằng tác dụng của Cu
2
O với axit clohiđrric
hoặc bằng tác dụng của dung dịch CuCl
2
với khí SO
2
Cu
2
O + 2HCl → 2CuCl + H
2
O
2CuCl
2
+ SO
2
+ 2H
2
O → 2CuCl + H
2
SO
4
+ 2HCl
hoặc bằng tác dụng của đồng kim loại với CuCl
2
trong dung dịch HCl
Cu + CuCl
2
→ 2H[CuCl
2
]
 Hợp chất của Cu(II)
Trạng thái oxy hóa +2 là rất đặc trưng đối với đồng
- Đồng(II) oxit , CuO
Đồng (II) oxit(CuO) là chất bột màu đen có kiến trúc tinh thể chưa biết
được chính xác, nóng chảy ở nhiệt độ 1026°C và trên nhiệt độ đó mất bớt oxi
biến thành Cu
2
O
CuO không tan trong nước nhưng tan dễ trong dung dịch axit tạo thành
muối Cu(I) và trong dung dịch NH3 tạo thành phức chất amonicat:
CuO + 2HCl  CuCl
2
+ 2H
2
O
GVHD: Nguyễn Thị Thu Phương SVTH: Lê Thị Phương Giang
Đại học phân tích k3 Đồ án chuyên ngành phân tích
CuO + 4NH
3
+ H
2
O → [Cu(NH
3
)
2
](OH)
2
Khi đun nóng với dung dịch SnCl
2
, FeCl
2
, CuO bị khử thành muối Cu(I):
2CuO + SnCl
2
 2CuCl + SnO
2
3CuO + 2FeCl
2
 2CuCl + CuCl
2
+ Fe
2
O
3
Khi đun nóng, CuO dễ bị các khí H
2
, CO, NH
3
khử thành kim loại
CuO + CO → Cu + CO
2
CuO được dùng đểtạo màu lục cho thuỷ tinh và men. Thuỷ tinh chứa keo
đồng có màu đỏ thắm.
CuO được điều chế trực tiếp từ đơn chất hoặc bằng cách nhiệt phân
hiđroxit, nitrat hay cacbonat
Cu + ½O
2
→ 2CuO
Cu(OH)
2
→ CuO + H
2
O
- Đồng(II) hiđroxit
Cu(II) hiđroxit Cu(OH)
2
là kết tủa bông màu lam, dễ mất nước biến thành
oxit khi đun nóng. Cu(OH)
2
không tan trong nước nhưng tan dễ dàng trong dung
dịch axit, và chỉ tan trong dung dịch kiềm 40% khi đun nóng:
Cu(OH)
2
+ 2NaOH  Na
2
[Cu(OH)
4
]
Cu(OH)
2
+ 4NH
3
 [Cu(NH
3
)
4
](OH)
2
- Muối đồng (II)
Đa số muối đồng(II) dễ tan trong nước, bị thủy phân và khi kết tinh từ
dung dịch thường ở dạng hiđrat. Muối tan tốt nhất là muối đồng(II) với các
anion NO
3
-
, SO
4
2-
, Cl
-
. Cu(II) có ái lực đối mạnh với sunphua. Khi gặp các chất
khử, muối đồng(II) có thể chuyển thành muối đồng(I) hoặc thành Cu kim loại.
Đồng(II)clorua (CuCl
2
) là chất ở dạng tinh thể màu nâu nóng chảy ở 596°C và
sôi ở 993°C có phân huỷ thành CuCl và Cl
2
. CuCl
2
dễ tan trong nước, rượu, ete
và xeton. Khi kết tinh từ nước, nó tạo ra dưới dạng hiđrat CuCl
2
.2H
2
O
Đồng(II)sunfat (CuSO
4
) là bột màu trắng, hút mạnh hơi ẩm của không khí
tạo thành hiđrat CuSO
4
.5H
2
O màu lam. Pentahiđrat CuSO4.5H2O là những tinh
thể tam tà màu xanh lam, trong đó ion Cu
2+
được phối trí kiểu bát diện lệch. Khi
đun nóng, pentahđrat mất dần nước và đến 250°C biến thành muối khan. Khi tác
GVHD: Nguyễn Thị Thu Phương SVTH: Lê Thị Phương Giang
Đại học phân tích k3 Đồ án chuyên ngành phân tích
dụng với NH3, pentahiđrat tạo nên tinh thể [Cu(NH
3
)
4
]SO
4
.H
2
O màu chàm đậm.
Tinh thể này cũng tách ra khi cho thêm rượu vào dung dịch CuSO
4
trong
amoni đậm đặc.
CuSO
4
.5H
2
O là hoá chất thông dụng nhất của Cu. Nó được dùng vào việc
tinh chế đồng kim loại bằng phương pháp điện phân, dùng làm thuốc trừ sâu
trong công nghiệp và dùng để điều chế nhiều hợp chất của Cu.
Muối đồng(II) có khả năng phản ứng với feroxianat Fe(CN)
2
tạo thành kết
tủa đỏ nâu Cu
2
Fe(CN)
6
. Trong dung dịch amoniac, Cu(II) phản ứng mãnh liệt
với các phân tử NH
3
tạo thành ion phức Cu(NH
3
)
4
2+
có màu xanh lam. Nó cũng
tạo phức với một số tác nhân hữu cơ như 1-(2-pyridylazo)-2-naphtol, 8-
hiđroxylquinolin , α-benzoin oxim (C
6
H
5
CH(OH)C(NOH)C
6
H
5
),
natriđietyldithiocacbamat, đithizon…
234*5'(
67"8"*9,:(theo kết quả nghiên cứu của nhiều công trình cho
thấy Cu có vai trò rất quan trọng đối với sự phát triển của cây trồng. Cây trồng
thiếu Cu thường có tỷ lệ quang hợp bất thường, điều này cho thấy Cu liên quan
đến mức phản ứng oxi hóa của cây. Trong cây thiếu Cu thì quá trình oxi hóa
acid Ascorbic bị chậm, Cu hình thành một số lớn chất hữu cơ tổng hợp với
protein, acid amin và một số chất khác mà chúng ta thường gặp trong nước trái cây.
Ngoài những ảnh hưởng do việc thiếu Cu, thì việc thừa Cu cũng xảy ra
những biểu hiện ngộ độc mà chúng có thể dẫn tới tình trạng cây chết
67"8"*%;"Cu là một chất độc đối với động vật. Đối với người
1g/kg thể trọng đã gây tử vong, từ 60- 100mg/kg đã gây buồn nôn. Một bệnh gọi
là bệnh Wilson sinh ra bởi các cơ thể mà đồng bị giữ lại, mà không tiết ra bởi
gan vào trong mật. Căn bệnh này, nếu không được điều trị, có thể dẫn tới các tổn
thương não và gan.
<:&,0",=">?@=*A%0*5!"#$%&"'(,:%'+,
,:(,:1,
6:&,0",=">:
GVHD: Nguyễn Thị Thu Phương SVTH: Lê Thị Phương Giang
Đại học phân tích k3 Đồ án chuyên ngành phân tích
Đồng có thể tìm thấy như là đồng tự nhiên hoặc trong dạng khoáng chất.
Các khoáng chất chẳng hạn như cacbonat azurit (2CuCO
3
Cu(OH)
2
) và malachit
(CuCO
3
Cu(OH)
2
) là các nguồn để sản xuất đồng, cũng như là các sulfua như
chalcopyrit (CuFeS
2
), bornit (Cu
5
FeS
4
), covellit (CuS), chalcocit (Cu
2
S) và các
ôxít như cuprit (Cu
2
O).
Đồng hiện diện tự nhiên trong lớp vỏ trái đất với hàm lượng trung bình
khoảng 60 mg/kg (Lide & Frederikse, 1993 trích trong WHO, 1998), tuy nhiên
theo (Murray, 1994) trong đất biến động từ 6-80 ppm.
6B=*AC*5!"#$%&"'(,:%'+,,:(,:1,
Sự chuyển hóa kim loại đồng từ ngưỡng không độc sang độc phụ thuộc vào:
- Hàm lượng hoặc nồng độ của Cu trong môi trường đất và dung dịch đất
- Phản ứng của đất (pH)
- Các điều kiện khác như tính đa dạng sinh học của môi trường đất, chất
tạo phức, chất tạo kết tủa và dạng tồn tại
Sơ đồ sự chuyển hóa hợp chất của kim loại đồng trong quá trình phong hóa và
hình thành đất trồng
GVHD: Nguyễn Thị Thu Phương SVTH: Lê Thị Phương Giang
Đại học phân tích k3 Đồ án chuyên ngành phân tích
DEEF9,)*!"#$%&"'(,:%8*?,:>,G"8"

Theo nghiên cứu của các nhà khoa học, kim loại đồng có nguồn gốc phát
sinh từ nhiều nguồn khác nhau. Trong đất, thông thường hàm lượng kim loại
hình thành trong đá macma lớn hơn trong các đá trầm tích (bảng a). Sự phát thải
của nguyên tố đồng vào môi trường do hoạt động của con người (khai khoáng,
công nghiệp, giao thông ) lớn hơn rất nhiều lần so với hoạt động của các quá
trình tự nhiên (núi lửa, động đất, sạt lở )(bảng b)
HI?#$J*5'(,:%#K,@7$%&"'+,'0
Đơn vị: mg/kg
Nguyên
tố
Đá macma Trầm tích
Siêu bazơ Bazơ Axit Đá vôi Đá cát Đá phân
Cu 10-42 90-100 10-13 5,5-15 30 39-50
(Nguồn: Alter Mitchell - 1964)
- Ô nhiễm do công nghiệp và đô thị
Ngày nay, với tốc độ phát triển mạnh mẽ của đô thị hoá và các khu công
nghiệp, vấn đề ô nhiễm ngày càng trở lên nghiêm trọng. Khói từ nhà máy, từ
hoạt động giao thông làm ô nhiễm bầu khí quyển. Và chúng là nguyên nhân của
sự tích tụ quá mức hàm lượng kim loại nặng trong đất
HILB=F0,,I",%?*M*5!"#$%&"'(
Đơn vị: 10
8
g/năm
Nguyên tố Tự nhiên Nhân tạo
Cu 190 2600
(Nguồn: Galloway & Freedmas - 1982)
Theo Thomas (1986), nguyên tố kim loại Cu thường chứa trong phế thải
GVHD: Nguyễn Thị Thu Phương SVTH: Lê Thị Phương Giang
Đại học phân tích k3 Đồ án chuyên ngành phân tích
của các ngành luyện kim màu, sản xuất ô tô. Khi nước thải chứa 13 mg Cu/l đã
gây ô nhiễm đất nghiêm trọng.
- Ô nhiễm do nông nghiệp
Sử dụng chế phẩm trong sản xuất nông nghiệp bao gồm phân hữu cơ,
phân vi sinh, hóa chất bảo vệ thực vật và thậm chí nước tưới cũng dẫn tới việc
vận chuyển Cu vào đất nông nghiệp. Hàm lượng Cu sẽ tăng lên trong đất theo
thời gian. Nồng độ thường thấy kim loại Cu trong một số chế phẩm nông nghiệp
được liệt kê trong bảng c.
HI*('K,;,+*5N,:%#K,@7*GFO#P"QF
Đơn vị: mg/kg
Nguyê
n tố
Bùn
cặn
Phân

Phân
chuồn
g
Phân
photpha
t
Phân
nitrat
Vôi
HCBV
TV
Nước
tưới
Cu
50-
8000
13-
3580
2-172 1-300 - 2-125 - -
Đánh giá hàm lượng Cu trong các loại phân hóa học và ước tính khối
lượng kim loại Cu bón vào đất trồng lúa ở Valencia (Tây Ban Nha) cho thấy:
Phân phốt phát là loại phân hóa học có chứa hàm lượng Cu lớn nhất: 1-3000 mg/kg
Đất trồng bị ô nhiễm kim loại đồng không những làm giảm năng suất cây
trồng mà còn ảnh hưởng đến nông sản dẫn tới ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con
người. Vì vậy nhiều nước trên thế giới đã quy định mức ô nhiễm kim loại đồng
trong đất.(bảng d)
HIR?#$J,7"'*%FSFTNU*5N'J*VW#$?'K*'7"8"
,=*-,,:%'+,P"QF
Đơn vị: mg/kg
Nguyên tố Áo Canada Balan Nhật Anh Đức
Cu 100 100 100 125 50 50
GVHD: Nguyễn Thị Thu Phương SVTH: Lê Thị Phương Giang
Đại học phân tích k3 Đồ án chuyên ngành phân tích
 !"
Theo nghiên cứu thì ở mỗi vùng khác nhau và tùy từng loại đất khác nhau
mà mức độ ô nhiễm Cu cũng khác nhau. Ví dụ : Trong đá vôi có hàm lượng Cu
khá cao (106 mg/kg) nhưng lại thấp ở đá cát (16 mg/kg).
HIW?#$JN,:%'+,P"QF4#K,@7X*5Y"Q,#
Đơn vị : mg/kg
'"A# Z%&"'+, N
Hải Phòng Phù sa 24
Hà Nội Phù sa 22
Hà Giang Phù sa 24
Bắc Giang Đá cát 16
Sơn La Đá vôi 58
Ninh Bình Đá vôi 106
Nghệ An Đá bazan 47
Đắc Lắc Đá bazan 90
Gia Lai Đá bazan 83
Qua kết quả nghiên cứu của tác giả Lê Văn Khoa và các cộng tác viên
(1999) tại vị trí đất của công ty pin Văn Điển và công ty Orionel – Hanel có kết
quả số liệu như sau :
HI[?#$JN,:%'+,,&"!=**P,"Y\"A?
]:"%W$^W$
Độ sâu
(cm)
Khu vực Văn Điển Khu vực Hanel
0-20 31.42 21.34
20-40 25.54 18.22
- Ô nhiễm Cu trong đất do sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam
Trong sản xuất nông nghiệp, con người đã tăng đáng kể hàm lượng Cu
vào trong đất. Khi phân tích Cu từ 6 mẫu đất trồng lúa bị ô nhiễm bởi nước tưới
GVHD: Nguyễn Thị Thu Phương SVTH: Lê Thị Phương Giang
Đại học phân tích k3 Đồ án chuyên ngành phân tích
từ các kênh thoát nước của TP Hồ Chí Minh, Nguyễn Ngọc Quỳnh, Lê Huy Bá
và các cộng sự (2001) đã chỉ ra rằng: Cu ở một số mẫu đã bị ô nhiễm nhưng khi
so sánh với tiêu chuẩn cho phép của một số nước châu Âu thì chúng vẫn trong
giới hạn cho phép.
Theo tác giả Hồ Thị Lam Trà và Kazuhiko Egashira (1999) khi nghiên
cứu hàm lượng Cu trong đất nông nghiệp tại huyện Từ Liêm và Thanh Trì - Hà
Nội cho thấy: Hàm lượng Cu dao động trong khoảng sau: 40,1 - 73,2 mg Cu/kg.
Đất nông nghiệp của hai huyện Từ Liêm và Thanh Trì đã bị ô nhiễm (theo
TCCP - 1995). Tại vùng đất chuyên rau của Tây Tựu - Từ Liêm hàm lượng Cu
đã cao hơn từ 20 - 30 mg/kg so với đất khác (73,2 mg Cu/kg). Nguyên nhân của
hiện tượng này có thể do người dân sử dụng nhiều phân hoá học có chứa Cu
trong quá trình trồng rau.
- Ô nhiễm do chất thải làng nghề
Hiện nay, ở Việt Nam vấn đề ô nhiễm môi trường đất trồng đã xảy ra khá
nghiêm trọng ở các làng nghề tái chế kim loại. Khi nghiên cứu về môi trường
đất trồng ở làng nghề cô đúc nhôm, đồng Văn Môn - Yên Phong - Bắc Ninh, tác
giả Phạm Quang Hà cùng cộng sự (2000) cho thấy hàm lượng Cu khá cao:
Trung bình hàm lượng Cu là 41,1 mg/kg (dao động từ 20,0 - 216,7 mg/kg). Theo
tác giả Lê Đức và Lê Văn Khoa (2001) một số mẫu đất ở làng nghề tái chế chì
Chỉ Đạo - Văn Lâm - Hưng Yên có hàm lượng Cu: 43,68 - 69,68 mg/kg
/ '+,,:(,:1,
/_0""Q#'+,,:(,:1,
6_0""Q# '+,,:(: Đất trồng là bề mặt tơi xốp của vỏ trái đất,
trên đó cây trồng có thể sinh sống và sản xuất cho ra sản phẩm
6?FM*5'+,,:(: đất trồng gồm 3 thành phần cơ bản: rắn,
lỏng và khí
+ Thể rắn: gồm những thành phần vô cơ và hữu cơ khác nhau, thành phần
hóa học khác nhau, nó ảnh hưởng tới tính chất của đất trồng trọt. Thể rắn cung
cấp chất dinh dưỡng cho cây và giúp cây đứng vững trong không gian
GVHD: Nguyễn Thị Thu Phương SVTH: Lê Thị Phương Giang
Đại học phân tích k3 Đồ án chuyên ngành phân tích
+ Thể lỏng: cung cấp nước cho cây, tạo nên màu sắc cho đất khi kết hợp
với các ion kim loại trong đất. nó ảnh hưởng đến tính chất đất và quá trình hình
thành đất.
+ Thể khí: cung cấp các điều kiện sống cho các vi sinh vật và cây trồng
trong đất. Ảnh hưởng tới quá trình hình thành và tính chất đất.
6Y",:`*5'+,,:(: Đất trồng cung cấp nước, chất dinh dưỡng, oxy
cho cây và giữ cho cây đứng vững.
//>9?F9$%&"P"#'+,,:(,:1,
Ô nhiễm môi trường đất trồng được xem là tất cả các hiện tượng làm nhiễm
bẩn môi trường đất bởi các tác nhân gây ô nhiễm. Đất trồng bị ô nhiễm có chứa
một số độc tố, chất có hại cho cây trồng vượt quá nồng độ đã được quy định.
U>9P"#'+,,:(
* Tự nhiên:
- Nhiễm phèn: do nước phèn tự một nơi khác di chuyển đến. Chủ yếu là
nhiễm Fe
2+
, Al
3+
, SO
4
2-
. pH môi trường giảm gây ngộ độc cho con người trong
môi trường đó.
- Nhiễm mặn: do muối trong nước biển, nước triều hay từ các mỏ muối,…
nồng độ áp suất thẩm thấu cao gây hạn sinh lí cho thực vật
- Gley hóa trong đất sinh ra nhiều chất độc cho sinh thái (CH
4
, N
2
O, CO
2
,
H
2
S. FeS, )
* Nhân tạo:
- Chất thải công nghiệp: khai thác mỏ, sản xuất hóa chất, nhựa dẻo, nylon,
các loại thuốc nhộm, các kim loại nặng tích tụ trên lớp đất mặt làm đất bị chai,
xấu, thoái hóa không canh tác tiếp được.
GVHD: Nguyễn Thị Thu Phương SVTH: Lê Thị Phương Giang
Đại học phân tích k3 Đồ án chuyên ngành phân tích
- Chất thải sinh hoạt:
+ Rác và phân xả vào môi trường đất: rác gồm cành lá cây,rau, thức ăn thừa,
vải vụn , gạch ,vữa, polime, túi nylon
+ Rác sinh hoạt thường là hỗn hợp của các chất vô cơ và hữu cơ độ ẩm cao
nhiều vi khuẩn vi trùng gây bệnh.
+ Nước thải sinh hoạt theo cống rãnh đổ ra mương và có thể đổ ra đồng
ruộng kéo theo phân rác và làm ô nhiễm đất trồng
- Chất thải nông nghiệp:
+ Phân và nước tiểu động vật
+ Sử dụng dư thừa các sản phẩm hóa học như phân bón hóa học, chất kích
thích sinh trưởng, thuốc trừ sâu, trừ cỏ, tồn tại lâu trong đất, tích tụ sinh học,
thay đổi cân bằng sinh học giữa đất và cây trồng
+ Lan truyền từ môi trường đã ô nhiễm (không khí, nước), từ xác bã thực,
động vật
b) 9$%&"P"#'+,,:(
Để phân loại ô nhiễm đất trồng có thể dựa theo các tác nhân gây ô nhiễm có:
- Ô nhiễm đất do tác nhân hoá học: Bao gồm phân bón N, P (dư lượng phân
bón trong đất), thuốc trừ sâu (clo hữu cơ, DDT, lindan, aldrin, photpho hữu cơ
v.v.), chất thải công nghiệp và sinh hoạt (kim loại nặng, độ kiềm, độ axit v.v ).
- Ô nhiễm đất do tác nhân sinh học: Trực khuẩn lỵ, thương hàn, các loại ký
sinh trùng (giun, sán v.v ).
- Ô nhiễm đất do tác nhân vật lý: Nhiệt độ (ảnh hưởng đến tốc độ phân huỷ
chất thải của sinh vật), chất phóng xạ (Uran,Thori, Sr, Cs)
GVHD: Nguyễn Thị Thu Phương SVTH: Lê Thị Phương Giang
Đại học phân tích k3 Đồ án chuyên ngành phân tích
/2N0*(9P"##P",:;'+,
a) Ô nhiễm đất vì nước thải
Nguyên nhân là sử dụng nguồn nước ô nhiễm chưa qua xử lý nên có thể
đưa các chất có hại trong nguồn nước vào đất gây ô nhiễm.
Ở Việt Nam, hiện nay nhiều nguồn nước thải ở các đô thị, khu công
nghiệp và các làng nghề tái chế kim loại, chứa các kim loại nặng độc hại
như :Cd, As, Cr, Cu, Zn, Ni, Pb và Hg.
b) Ô nhiễm đất vì chất phế thải
Các chất thải rắn công nghiệp, chất thải rắn của ngành khai thác mỏ, rác ở
đô thị, chất thải nông nghiệp và chất thải rắn phóng xạ chứa hàm lượng các
nguyên tố độc nhất định; tỷ lệ nguyên tố độc hại trong chất thải rắn công nghiệp
thường cao hơn; rác thành thị chứa các loại vi khuẩn gây bệnh và ký sinh trùng;
chất thải rắn nông nghiệp chứa các chất hữu cơ thối rữa và thuốc nông nghiệp
còn lưu lại ; chất thải phóng xạ có chứa các nguyên tố phóng xạ như Uranium,
Strontium, Caesium những chất thải rắn này được vứt bừa bãi, ngấm nước
mưa, và rỉ ra nước gây ô nhiễm đất trồng, sông ngòi, ao hồ và nguồn nước
ngầm, nguồn nước ô nhiễm này lại được dùng để tưới đồng ruộng sẽ làm thay
đổi chất đất trồng và kết cấu đất trồng, ảnh hưởng tới hoạt động của vi sinh vật
trong đất trồng, cản trở sự sinh trưởng của bộ rễ thực vật và ảnh hưởng tới sản
lượng cây trồng.
c) Ô nhiễm đất do khí thải
Các chất khí độc hại trong không khí như ôxit lưu huỳnh, các hợp chất
nitơ kết tụ hoặc hình thành mưa axit rơi xuống đất trồng làm ô nhiễm đất
trồng. Một số loại khói bụi có hại ngưng tụ cũng là nguyên nhân của ô nhiễm đất
trồng. Ví dụ, các vùng đất gần các nhà máy sản xuất hoá chất Photpho, Flo,
GVHD: Nguyễn Thị Thu Phương SVTH: Lê Thị Phương Giang
Đại học phân tích k3 Đồ án chuyên ngành phân tích
luyện kim dễ bị ô nhiễm vì khói bụi, hàm lượng flo chứa trong khoáng chất
photpho sử dụng ở các nhà máy phân hoá học thường là 2 – 4%, nếu khí thải
không được xử lý thích đáng, có thể làm cho một vùng hàng ngàn km
2
đất trồng
xung quanh bị ô nhiễm flo nặng. Ở gần các xưởng luyện kim, vì trong khí thải
có chứa lượng lớn các chất chì, cadimi, crom, đồng nên vùng đất trồng xung
quanh sẽ bị ô nhiễm bởi những chất này
d) Ô nhiễm đất bởi nông nghiệp hiện đại
Trong nhiều hóa chất sử dụng trong nông nghiệp, người ta có thể phân
biệt các chất khoáng (vô cơ) và các chất hữu cơ tổng hợp. Chúng là các chất gây
ô nhiễm thượng nguồn của đất trồng.
* Ô nhiễm đất do phân hóa học
Phân hóa học được rãi trong đất nhằm gia tăng năng suất cây trồng. Trong
các phân hóa học sử dụng nhiều nhất, ta có thể kể phân đạm, phân lân và phân
kali. Trong một số đất phèn người ta còn bón vôi, thạch cao. Do đó một số
lượng lớn phân bón (chủ yếu là N, P, K) được rãi lên đất trồng. Vì lý do lợi
nhuận, các chất trên không được tinh khiết. Do đó chúng chứa nhiều tạp chất
kim loại và á kim độc và ít di động trong đất . Chúng có thể tích tụ ở các tầng
mặt của đất nơi có rễ cây.
Các loại phân hóa học thuộc nhóm chua sinh lý (urea, (NH
4
)
2
SO
4
, K
2
SO
4
,
KCl, super photphat) còn tồn dư acid đã làm chua đất, nghèo kiệt các ion bazơ
và xuất hiện nhiều độc tố đối với cây trồng như : Al
3+
, Mn
2+
, Fe
3+
; làm giảm hoạt
tính sinh học của đất.
GVHD: Nguyễn Thị Thu Phương SVTH: Lê Thị Phương Giang
Đại học phân tích k3 Đồ án chuyên ngành phân tích
Dùng máy bay để rải phân hóa học
Tập quán sử dụng phân Bắc, phân chuồng tươi trong canh tác nông
nghiệp còn phổ biến. Chỉ tính riêng thành phố Hà Nội, hàng năm lượng phân
Bắc thải ra khoảng 550.000 tấn, trong đó 2/3 được dùng bón cho cây trồng gây ô
nhiễm môi trường đất và nông sản. Huyện Từ Liêm nhiều hộ nông dân đã phải
dùng phân Bắc tưới với liều lượng 7 – 12 tấn / hecta. Do vậy, 1 lít nước mương
máng khu trồng rau có tới 360 E.Coli, ở nước giếng công cộng là 20, còn trong
đất đến 2.105/100g đất.
Ở ĐBSCL, phân tươi được coi là nguồn thức ăn cho cá. Phân Bắc và phân
chuồng tươi đổ trực tiếp xuống ao hồ, mương lạch để nuôi cá.
* Ô nhiễm đất do nông dược
Các nông dược hiện đại đa số là chất hữu cơ tổng hợp. Thuật ngữ
pesticides là do từ tiếng Anh pest là loài gây hại, nên pesticides còn gọi là chất
diệt dịch hay diệt họa.
Có các loại:
GVHD: Nguyễn Thị Thu Phương SVTH: Lê Thị Phương Giang
Đại học phân tích k3 Đồ án chuyên ngành phân tích
- Thuốc trừ sâu (insectides)
- Thuốc trừ nấm (fongicides)
- Thuốc trừ cỏ (herbicides)
- Thuốc trừ chuột (gặm nhấm = rodenticides)
- Thuốc trừ tuyến trùng (nématocides)
Vì số lượng lớn nông dược tích luỹ trong đất, đặc biệt là các thuốc có
chứa các nguyên tố như chì, asen, thuỷ ngân có độc tính lớn, thời gian lưu lại
trong đất dài, có loại nông dược thời gian lưu trong đất tới 10 đến 30 năm,
những loại nông dược này có thể được cây trồng hấp thu, tích trong quả và lá và
đi vào cơ thể người và động vật qua thực phẩm, ảnh hưởng đến sức khoẻ. Thuốc
trừ sâu đồng thời với việc diệt các côn trùng gây hại, cũng gây độc đối với các
vi sinh vật và côn trùng có ích, các loại chim, cá và ngược lại một số loại sâu
bệnh thì lại sinh ra tính kháng thuốc
e) Ô nhiễm đất do vi sinh vật
Nguồn gây ô nhiễm này chủ yếu là chất thải chưa qua xử lý của người và
động vật, nước thải bệnh viện, nước thải sinh hoạt trong đó nguy hại lớn nhất
là chất thải chưa được xử lý khử trùng của các bệnh viện truyền nhiễm. Rất
nhiều vi khuẩn và ký sinh trùng tiếp tục sinh sôi nảy nở trong đất , bám vào các
cây trồng nông nghiệp và truyền vào cơ thể người, động vật.
Ngoài những nguồn ô nhiễm trên, các hoạt động tưới không thích đáng,
chặt cây rừng, khai hoang cũng tạo thành các hiện tượng rửa trôi, bạc mầu,
nhiễm phèn trong đất.
/<"Q,:&P"#'+,,:(,:1,
U:>,G"8"
GVHD: Nguyễn Thị Thu Phương SVTH: Lê Thị Phương Giang
Đại học phân tích k3 Đồ án chuyên ngành phân tích
Tổng diện tích 14.777 triệu ha, với 1.527 triệu ha đất đóng băng và 13.251
triệu ha đất không phủ băng. Trong đó, 12% tổng diện tích là đất canh tác, 24%
là đồng cỏ, 32% là đất rừng và 32% là đất cư trú, đầm lầy. Diện tích đất có khả
năng canh tác là 3.200 triệu ha, hiện mới khai thác hơn 1.500 triệu ha. Tỷ trọng
đất đang canh tác trên đất có khả năng canh tác ở các nước phát triển là 70%; ở
các nước đang phát triển là 36%.
Tài nguyên đất trồng của thế giới hiện đang bị suy thoái nghiêm trọng do
xói mòn, rửa trôi, bạc mầu, nhiễm mặn, nhiễm phèn và ô nhiễm đất, biến đổi khí
hậu. Hiện nay 10% đất có tiềm năng nông nghiệp bị sa mạc hoá.
LU"Q,:&P"##P",:;'+,,:(,:1,4Y"Q,#
Theo Báo cáo Hiện trạng môi trường quốc gia 2005 :
- Ô nhiễm do sử dụng phân hóa học: sử dụng phân bón không đúng kỹ
thuật trong canh tác nông nghiệp nên hiệu lực phân bón thấp, có trên 50% lượng
đạm, 50% lượng kali và xấp xỉ 80% lượng lân dư thừa trực tiếp hay gián tiếp
gây ô nhiễm môi trường đất. Các loại phân vô cơ thuộc nhóm chua sinh lý như
K
2
SO
4
, KCl, super photphat còn tồn dư axit, đã làm chua đất, nghèo kệt các
cation kiềm và xuất hiện nhiều độc tố trong môi trường đất như ion Al
3+
, Fe
3+
,
Mn
2+
giảm hoạt tính sinh học của đất và năng suất cây trồng.
- Ô nhiễm thuốc bảo vệ thực vật: Thuốc bảo vệ thực vật có đặc điểm rất
độc đối với mọi sinh vật; tồn dư lâu dài trong môi trường đất- nước; tác dụng
gây độc không phân biệt, nghĩa là gây chết tất cả những sinh vật có hại và có lợi
trong môi trường đất. Theo các kết quả nghiên cứu, hiện nay, mặc dù khối lượng
thuốc bảo vệ thực vật được sử dụng ở Việt nam còn ít, tuy nhiên, ở nhiều nơi đã
phát hiện dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trong đất.
- Ô nhiễm chất thải vào môi trường đất do hoạt động công nghiệp: kết quả
của một số khảo sát cho thấy hàm lượng kim loại nặng trong đất gần các khu
công nghiệp đã tăng lên trong những năm gần đây. Như tại cụm công nghiệp
GVHD: Nguyễn Thị Thu Phương SVTH: Lê Thị Phương Giang
Đại học phân tích k3 Đồ án chuyên ngành phân tích
Phước Long hàm lượng Cr cao gấp 15 lần so với tiêu chuẩn, Cd cao từ 1,5 đến 5
lần, As cao hơn tiêu chuẩn 1,3 lần.
2N0*FF0FF9,)*?#$JN
F0F$+?LI%I#a'+,,:(,:1,TNY<b<cdeDU
2N0*FF0FF9,)*,A,)*
I.3.1.1. Ph#$%&%'():
- Nguyên tắc: hòa tan mẫu chứa đồng bằng dung dịch HNO
3
để chuyển
hoàn toàn Cu → Cu
2+
vào dung dịch:
3Cu + 8HNO
3
→ 3Cu(NO
3
)
2
+ 2NO + 4H
2
O
Loại bỏ thành phần cản trở rồi thêm vào dung dịch một lượng KI dư để
sinh ra iod rồi chuẩn độ iod sinh ra bằng natri thiosunfat
Cu
2+
+ I
-
→ CuI↓ + I
2
I
2
+ Na
2
S
2
O
3
→ NaI + Na
2
S
4
O
6
Để phản ứng xảy ra hoàn toàn hơn tránh sự hấp thụ I
2
lên kết tủa CuI ta
thêm vào dung dịch KCNS để CuCNS↓ có T nhỏ hơn T
CuI
I.3.1.2. Ph#$%&%'*o phc:
Nguyên tắc của phép chuẩn độ định lượng đồng bằng EDTA: hòa tan
mẫu chứa đồng bằng dung dịch HNO
3
để chuyển hoàn toàn Cu → Cu
2+
vào dung
dịch:
3Cu + 8HNO
3
→ 3Cu(NO
3
)
2
+ 2NO + 4H
2
O
Dựa trên phản ứng tạo phức bền của Cu
2+
với EDTA để xác định nồng
độ ion kim loại đồng
- Phương trình phản ứng:
Cu
2+
+ H
2
Y
2-
= CuY
2-
+ 2H
+
CuH
4
Ind
+
+ H
2
Y
2-
= CuY
2-
+ H
4
Ind
Chỉ thị là murexit 1% trong NaCl, pH =8
2/N0*FF0FF9,)**P*f
+,#$%&%%-%./0112
GVHD: Nguyễn Thị Thu Phương SVTH: Lê Thị Phương Giang
Đại học phân tích k3 Đồ án chuyên ngành phân tích
* Nguyên tắc chung của phương pháp này là dựa vào khả năng hấp thụ
bức xạ đặc trưng của các nguyên tử ở trạng thái hơi tự do. Đồng được xác định
bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử trong ngọn lửa không khí– C
2
H
2
ở bước
sóng hấp thụ lần là 324,7nm
* Điều kiện tiến hành: Dùng kỹ thuật vô cơ hóa ướt hay vô cơ hóa khô
ướt kết hợp để đưa Cu có trong mẫu về dạng muối vô cơ. Hoà tan muối này
trong dung dịch axit HNO
3
loãng để chuyển mẫu về dạng dung dịch. Sau đó dẫn
mẫu vào ngọn lửa đèn khí để hóa hơi và nguyên tử hóa nguyên tố Cu thành đám
hơi nguyên tử. Đèn HCL phát ra tia đơn sắc đặc trưng cho nguyên tố Cu xuyên
qua hơi nguyên tử. Đo độ hấp thụ và căn cứ vào đường chuẩn để xác định hàm
lượng của nguyên tố Cu trong mẫu
* Ưu điểm:
- Có độ nhạy và độ chọn lọc khá cao nên được sử dụng rất rộng rãi trong
nhiều lĩnh vực để xác định lượng vết các kim loại.
- Một ưu điểm lớn của phép đo là: trong nhiều trường hợp không phải làm
giàu nguyên tố cần xác định trước khi phân tích. Do đó, tốn ít mẫu, ít thời
gian cũng như hoá chất tinh khiết để làm giàu mẫu. Tránh được sự nhiễm
bẩn khi xử lý mẫu qua các giai đoạn phức tạp.
- Đặc biệt, phương pháp này cho phép phân tích hàng loạt mẫu với thời
gian ngắn, kết quả phân tích lại rất ổn định, sai số nhỏ.
* Nhược điểm: chỉ cho biết thành phần nguyên tố của chất ở trong mẫu
phân tích mà không chỉ ra trạng thái liên kết của nguyên tố ở trong mẫu.
+,#$%&%%3456"7809:
* Nguyên tắc chung của phương pháp này là dựa vào khả năng tạo phức
màu của Cu với thuốc thử thích hợp và đo độ hấp thụ quang của phức đó.
* Phương pháp trắc quang xác định Cu dùng thuốc thử dithizon: Dithizon
phản ứng với Cu(II) trong dung dịch axit vô cơ tạo thành phức màu đỏ tím.
Cu
2+
+ 2H
2
Dz → Cu(HDz)
2
+ 2H
+
Phương pháp này rất nhạy, có thể xác định khoảng 5μg Cu với dung môi
chiết là CCl
4
. Đo độ hấp thụ ánh sáng cuả dung dịch ở bước sóng λ = 535nm.
GVHD: Nguyễn Thị Thu Phương SVTH: Lê Thị Phương Giang
Đại học phân tích k3 Đồ án chuyên ngành phân tích
Các phức chất của Cu(II) thông thường được chiết nhờ các dung môi hữu cơ
(CCl
4
, CHCl
3
, isopentanol ). Những dung môi này không những độc mà còn
gây ô nhiễm môi trường. Dithizone là một trong số những tác nhân nhạy nhất
không chỉ có độ chọn lọc kém mà còn kém bền.
* Ưu điểm: Kỹ thuật và phương tiện máy móc không quá phức tạp, độ lặp
lại của phép đo cao. Có thể định lượng nhanh chóng, đơn giản với độ nhạy và độ
chính xác khá cao, đáng tin cậy.
* Nhược điểm: không chọn lọc, một thuốc thử có thể tạo nhiều phức với
nhiều ion
++,#$%&%6"%-%&;/01<2
* Nguyên tắc: dựa trên sự xuất hiện phổ phát xạ của nguyên tử tự do của
nguyên tố Cu ở trạng thái khi có sự tương tác với nguồn năng lượng phù hợp.
Một số nguồn năng lượng thường dùng để kích thích phổ AES như: ngọn lửa
đèn khí, hồ quang điện, tia lửa điện…
* Điều kiện tiến hành: Trước hết mẫu phân tích cần được chuyển thành
hơi (khí) của nguyên tử hay Ion tự do trong môi trường kích thích. Sau đó dùng
nguồn năng lượng phù hợp để kích thích đám hơi đó để chúng phát xạ.Thu,
phân 1i và ghi toàn bộ phổ phát xạ của vật mẫu nhờ máy quang phổ. Từ đó xác
định được hàm lượng nguyên tố Cu trong mẫu đất
* Ưu điểm
- Có độ nhạy rất cao. Bằng phương pháp này nhiều nguyên tố có thể được
xác định đạt đến độ nhạy từ n.10
3
đến n.10
4
%.
- Có thể tiến hành phân tích đồng thời nhiều nguyên tố trong một mẫu, mà
không cần tách riêng chúng ra khỏi nhau, không tốn nhiều thời gian
- Tiêu tốn ít mẫu, chỉ cần từ 1 đến vài chục miligam mẫu là đủ
GVHD: Nguyễn Thị Thu Phương SVTH: Lê Thị Phương Giang
Đại học phân tích k3 Đồ án chuyên ngành phân tích
- Có thể kiểm tra được độ đồng nhất về thành phần của vật mẫu ở những
vị trí (chỗ) khác nhau. Vì thế cũng được ứng dụng để kiểm tra độ đồng nhất của
bề mặt vật liệu.
* Nhược điểm
- Phương pháp này chỉ cho chúng ta biết được thành phần nguyên tố của
mẫu phân tích, mà không chỉ ra được trạng thái liên kết của nó ở trong mẫu.
- Độ chính xác của phép phân tích phụ thuộc vào nồng độ chính xác của
thành phần của dãy mẫu đầu vì các kết quả định lượng đều phải dựa theo các
đường chuẩn của các dãy mẫu đầu đã được chế tạo sẵn trước
+=,#$%&%>%-
* Nguyên tắc : Phương pháp này sử dụng điện cực giọt thuỷ ngân rơi làm
cực làm việc, trong đó thế được quét tuyến tính rất chậm theo thời gian (thường
1 – 5 mV/s) đồng thời ghi dòng là hàm của thế trên cực giọt thuỷ ngân rơi. Sóng
cực phổ thu được có dạng bậc thang, dựa vào chiều cao có thể định lượng được
chất phân tích.
Cu (II) có hoạt tính cực phổ, trong nhiều nền khác nhau cho sóng cực phổ
định lượng. Trong đa số các nền cực phổ, sóng của đồng nằm trong khoảng thế
khá dương so với kim loại khác, từ 0 ÷ 0,6V. Vì vậy xác định Cu bằng phương
pháp này rất thuận lợi và khá chọn lọc. Nền hỗn hợp đệm ammoniac là một
trong những nền tốt để xác định Cu.
Trong nền này các ion kim loại bị khử ở thế âm hơn như Cd(II), Co(II),
Ni(II), Zn(II), Mn(II)…không gây ảnh hưởng đến việc xác định Cu.
* Ưu điểm : Cho phép xác định cả chất vô cơ và hữu cơ với nồng độ 10
-5
– 10
-6
M tùy thuộc vào cường độ lặp lại của dòng dư. Sai số nhỏ
* Nhược điểm : Tuy nhiên phương pháp cực phổ bị ảnh hưởng rất lớn của
dòng tụ điện, dòng cực đại, lượng oxi hoà tan hay bề mặt điện cực nên giới hạn
phát hiện kém khoảng 10
-5
– 10
-6
M
2/DF0FY%^#FW%?,
GVHD: Nguyễn Thị Thu Phương SVTH: Lê Thị Phương Giang
Đại học phân tích k3 Đồ án chuyên ngành phân tích
Về bản chất, phương pháp Von-Ampe hoà tan cũng giống như phương
pháp cực phổ là dựa trên việc đo cường độ dòng để xác định nồng độ các chất
trong dung dịch. Nguyên tắc gồm hai bước:
Bước 1: Điện hoá làm giàu chất cần phân tích trên bề mặt điện cực làm
việc trong khoảng thời gian xác định, tại thế điện cực xác định.
Bước 2: Hoà tan kết tủa đã được làm giàu bằng cách phân cực ngược cực
làm việc, đo và ghi dòng hoà tan. Trên đường Von-Ampe hoà tan xuất hiện pic
của nguyên tố cần phân tích. Chiều cao pic tỉ lệ thuận với nồng độ
* Ưu điểm: xác định được cả những chất không bị khử trên điện cực với
độ nhạy khá cao từ 10
6
– 10
8
M
* Nhược điểm: độ nhạy bị hạn chế bởi dòng dư, nhiều yếu tốảnh hưởng
như: điện cực chỉ thị, chất nền…
<"8","Q FF0F*=*FV"F9
Bề rộng xung
Chu kỳ mẫu

Biên độ xung Chu kỳ mẫu
Chu kỳ xung
Hình I.4.Dòng điện áp phân cực trong phương pháp cực phổ xung vi phân
GVHD: Nguyễn Thị Thu Phương SVTH: Lê Thị Phương Giang
Đại học phân tích k3 Đồ án chuyên ngành phân tích
Trong phương pháp cực phổ xung vi phân DPP, điện cực được phân cực
bằng một điện áp một chiều biến thiên tuyến tính với một tốc độ chậm (1-2 mV/s),
nhưng vào cuối thời gian tồn tại của giọt, người ta bổ sung một điện áp có biên độ
10-100mV và kéo dài khoảng 40-100ms. Cường độ dòng được ghi lại hai lần, một
lần tại thời điểm t
1
(thường là trước khi đặt xung) ghi dòng i
1
và lần hai tại thời điểm
t
2
(thường là 17ms trước khi ngắt xung) ghi dòng i
2
, giá trị dòng i
1
tương ứng với
tổng cường độ dòng Faraday và dòng tụ điện trong phương tác dụng của xung. Bộ
xử lý và bộ ghi sẽ ghi nhận 2 giá trị cường độ dòng và cung cấp hiệu số của hai
cường độ dòng nói trên. Đường cực phổ biểu diễn Δi theo E có dạng đỉnh. Chiều
cao của đỉnh tỷ lệ với nồng độ chat điện hoạt có trong dung dịch, thế của đỉnh có
giá trị đặc trưng giống như thế bán sóng trong cực phổ cổ điển.
* Ưu điểm:
- Độ nhạy cao (10
-8
M) cho cả hợp chất vô cơ và hữu cơ có quá trình thuận
nghịch lẫn không thuận nghịch.
- Rất hiệu quả khi phân tích các hợp chất hữu cơ, các dược phẩm, các độc
tố, các chất có hoạt tính sinh học.
- Tiết kiệm thời gian
- Dễ thực hiện quá trình tự động hóa (có thể phân tích 200-300 mẫu trong
một ca làm việc).
* Nhược điểm:
- Do giới hạn phát hiện cực tiểu trong cực phổ xung vi phân là thấp hơn
nhiều so với phương pháp cổ điển nên ảnh hưởng của điện trở hệ đo cần được
xem xét kỹ. Thường nồng độ nền điện li phải lớn hơn chất phân tích 20 - 50 lần
để loại trừ ảnh hưởng của sự điện chuyển và để loại trừ ảnh hưởng của độ dẫn
điện thấp do nồng độ nền nhỏ phải sử dụng hệ đo 3 điện cực.
<N@4$.,G,*5FF0F
Xét một hệ thuận nghịch, từ phương trình Cottrell ta có thể tính được Δi
cho hai lần đo trong phương pháp xung vi phân theo phương trình sau:
GVHD: Nguyễn Thị Thu Phương SVTH: Lê Thị Phương Giang

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×