MỞ ĐẦU
Sắt là nguyên tố đóng vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp
cũng như trong đời sống sinh hoạt và phát triển của con người. Giới y học cho
rằng sắt là một nguyên tố vi lượng không thể thiếu được trong cấu tạo cũng
như quá trình sinh hoá của động, thực vật nói chung và con người nói riêng.
Việc thiếu sắt có thể gây ra một số bệnh như đau đầu, mất ngủ . hoặc là giảm
độ phát triển và trí thông minh của trẻ em, vì vậy họ cho rằng nếu cơ thể thừa
sắt thì cũng không sao. Tuy nhiên gần đây các nhà khoa học mới khám phá ra
được việc thừa sắt trong cơ thể là một trong những nguyên nhân chính dẫn
đến hàng loạt bệnh nguy hiểm như đái đường, huyết áp . Việc thừa sắt có thể
gây ra những tác động trực quan tới sinh hoạt của con người như gây ra mùi
khó chịu, những vết ố trên vải, quần áo Mặt khác sắt đi vào cơ thể theo hai
đường ăn và uống, trong đó sắt cần bổ sung cho cơ thể thông qua đường nước
uống đóng vai trò quan trọng, vấn đề được đặt ra là liệu việc nguồn nước cung
cấp cho sinh hoạt có bị thừa hoặc thiếu sắt gây tác hại sức khoẻ hay không?
Từ đó có biện pháp phòng ngừa kịp thời.
Do tầm quan trọng của sắt nên việc xác định hàm lượng sắt với hàm
lượng nhỏ trong mọi đối tượng đặc biệt là trong nước vẫn được sự quan tâm
nghiên cứu của các nhà khoa học với mục đích kiểm soát hàm lượng sắt trong
các đối tượng. Có nhiều phương pháp để xác định sắt tuy nhiên tuỳ từng loại
mẫu hàm lượng cao hay thấp mà người ta sử dụng các phương pháp thích hợp
như: Phương pháp thể tích, phương pháp hấp thụ nguyên tử (AAS), phương
pháp trắc quang và một số phương pháp khác. Nhưng phương pháp trắc
quang thường được sử dụng nhiều vì phương pháp này chưa hoàn toàn ưu việt
nhưng có nhiều ưu điểm nổi bật như: Có độ lặp lại cao, độ chính xác và độ
nhạy đạt yêu cầu phân tích, mặt khác phương pháp này với phương tiện máy
móc không quá đắt, dễ bảo quản cho giá thành phân tích rẻ và phù hợp với
yêu cầu cũng như điều kiện của các phòng thí nghiệm của nước ta hiện nay.
Có khá nhiều công trình nghiên cứu phép xác định sắt bằng phương
pháp trắc quang, tuy nhiên các công trình đó hoặc có độ chọn lọc thấp hoặc có
độ nhạy không đạt yêu cầu phân tích một số đối tượng. Do đó cần có những
giải pháp thích hợp với mục đích tăng độ nhạy và độ chọn lọc của phép xác
định sắt. Thông thường người ta sử dụng các loại thuốc thử tạo phức màu với
sắt đặc biệt là thuốc thử hữu cơ và thuốc thử vô cơ. Những công trình nghiên
cứu sự tạo phức của sắt với các thuốc thử riêng (nghiên cứu sự tạo phức đơn
ligan) có độ chọn lọc chưa cao độ nhạy chưa đạt yêu cầu các đối tượng phân
tích vi lượng.
Xuất phát từ tình hình thực tế này, chúng tôi đã chọn đề tài: “Nghiên
cứu chiết - trắc quang sự tạo phức đa ligan trong hệ: 1 - (2- pyridylazo) - 2
- naphthol (PAN -2) - Fe (III) - SCN- và ứng dụng phân tích”. Để làm đề tài
cho luận văn tốt nghiệp với hi vọng tìm được phương pháp xác định hàm
lượng sắt có độ chọn lọc và độ nhạy thoả mãn.
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU . 3
1.1. GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN TỐ SẮT 3
1.1.1. Vị trí, cấu tạo và tính chất của sắt 3
1.1.2. Tính chất vật lý của sắt 4
1.1.3. Tính chất hoá học của sắt Fe3+ . 4
1.1.4. Các phản ứng tạo phức của sắt với các thuốc thử . 5
1.1.5. Một số ứng dụng của sắt 14
1.1.6. Các phương pháp xác định sắt . 16
1.2. TÍNH CHẤT VÀ KHẢ NĂNG TẠO PHỨC CỦA PAN-2 . 18
1.2.1. Cấu tạo, tính chất vật lý của PAN - 2 . 18
1.2.2. Khả năng tạo phức của PAN- 2 19
1.3. SỰ HÌNH THÀNH PHỨC ĐA LIGAN VÀ ỨNG DỤNG CỦA
NÓ TRONG HÓA PHÂN TÍCH . 21
1.4. CÁC PHưƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHIẾT PHỨC ĐA LIGAN 23
1.4.1. Một số vấn đề chung về chiết . 23
1.4.2. Các đặc trưng định lượng của quá trình chiết . 25
1.5. CÁC PHưƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN PHỨC
ĐA LIGAN TRONG DUNG MÔI HỮU CƠ . 27
1.5.1. Phương pháp tỷ số mol 28
1.5.2. Phương pháp hệ đồng phân tử mol . 29
1.5.3. Phương pháp Staric - Bacbanel 30
1.5.4. Phương pháp chuyển dịch cân bằng . 33
1.6. CƠ CHẾ TẠO PHỨC ĐA LIGAN . 35
1.7. CÁC PHưƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HỆ SỐ HẤP THỤ PHÂN
TỬ CỦA PHỨC 37
1.7.1. Phương pháp Komar xác định hệ số hấp thụ phân tử của phức 37
1.7.2. Phương pháp xử lý thống kê đường chuẩn . 39
1.7.3. Đánh giá kết quả phân tích . 39
Chương II. KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM 41
2.1. Dụng cụ và thiết bị nghiên cứu . 41
2.1.1. Dụng cụ . 41
2.1.2. Thiết bị nghiên cứu 41
2.2. Pha chế hoá chất . 41
2.2.1. Dung dịch Fe3+ 10-3 M 41
2.2.2. Dung dịch (PAN- 2) 10-3M. . 42
2.2.3. Dung dịch SCN-: 3.10-1M. (KSCN) . 42
2.2.4. Các dung môi . 42
2.2.5. Dung dịch hóa chất khác 42
2.3. Cách tiến hành thí nghiệm 43
2.3.1. Chuẩn bị dung dịch so sánh PAN- 2 43
2.3.2. Dung dịch các phức (PAN-2) - Fe3+ - SCN- . 43
2.3.3. Phương pháp nghiên cứu . 43
2.4. Xử lý các kết quả thực nghiệm . 44
Chương III. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN 45
3.1. NGHIÊN CỨU SỰ TẠO PHỨC ĐA LIGAN (PAN-2)-Fe3+-
SCN- TRONG DUNG MÔI HỮU CƠ 45
3.1.1. Nghiên cứu hiệu ứng tạo phức đa ligan 45
3.1.2. Dung môi chiết phức đa ligan (PAN-2) - Fe3+- SCN- . 48
3.1.3. Nghiên cứu các điều kiện tối ưu cho sự tạo phức và chiết
phức đa ligan (PAN-2)-Fe3+- SCN 51
3.2. XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN PHỨC . 59
3.2.1. Phương pháp tỷ số mol xác định tỷ lệ Fe3+: (PAN-2) . 59
3.2.2. Phương pháp hệ đồng phân tử mol xác định tỉ lệ Fe3+: (PAN-2) 61
3.2.3. Phương pháp Staric- Bacbanel . 63
3.2.4. Phương pháp chuyển dịch cân bằng xác định tỉ số Fe3+: SCN 66
3.3. NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ TẠO PHỨC (PAN-2)-Fe3+- SCN- 67
3.3.1. Giản đồ phân bố các dạng tồn tại của Fe 3+ và các đa ligan
theo pH . 67
3.3.2. Giản đồ phân bố các dạng tồn tại của (PAN-2) theo pH . 70
3.3.3. Giản đồ phân bố các dạng tồn tại của HSCN theo pH 72
3.3.4. Cơ chế tạo phức đa ligan (PAN-2)-Fe3+- SCN 73
3.4. XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ ĐỊNH LưỢNG CỦA PHỨC (PAN-2)-
Fe3+- SCN THEO PHưƠNG PHÁP KOMAR. 76
3.4.1. Tính hệ số hấp thụ mol của phức (PAN-2)- Fe3+- SCN
theo phương pháp Komar 76
3.4.2. Tính các hằng số Kcb, Kkb, của phức (PAN-2)-Fe3+-SCN
theo phương pháp Komar 77
3.5. XÂY DỰNG PHưƠNG TRÌNH ĐưỜNG CHUẨN PHỤ THUỘC
MẬT ĐỘ QUANG VÀO NỒNG ĐỘ CỦA PHỨC 79
3.6. XÁC ĐỊNH HÀM LưỢNG SẮT BẰNG PHưƠNG PHÁP CHIẾT
- TRẮC QUANG 81
3.6.1. Xác định hàm lượng sắt trong mẫu nhân tạo bằng phương pháp
chiết - trắc quang 81
3.6.2. Xác định hàm lượng sắt trong viên nang ferrovit - dược
phẩm thái lan bằng phương pháp chiết - trắc quang . 82
3.7. ĐÁNH GIÁ PHưƠNG PHÁP PHÂN TÍCH FE3+ BẰNG THUỐC
THỬ (PAN-2) 84
3.7.1. Độ nhạy của phương pháp . 84
3.7.2. Giới hạn phát hiện của thiết bị . 84
3.7.3. Giới hạn phát hiện của phương pháp (Method Detection Limit MDL) 85
3.7.4. Giới hạn phát hiện tin cậy: Range Detection Limit (RDL) . 86
3.7.5. Giới hạn định lượng của phương pháp (limit of quantitation) (LOQ) . 86
KẾT LUẬN . 87
TÀI LIỆU THAM KHẢO 89
97 trang |
Chia sẻ: banmai | Lượt xem: 1760 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Nghiên cứu chiết - Trắc quang sự tạo phức đa ligan trong hệ: 1-(2- pyridylazo)-2-naphtol (pan - 2) - Fe (iii) - Scn - Và ứng dụng phân tích, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
n tối ƣu cho sự tạo phức và chiết phức đa
ligan (PAN-2)-Fe
3+
- SCN
3.1.3.1. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức đa ligan vào thời gian sau
khi chiết
Chuẩn bị các dung dịch:
Dung dịch so sánh:: CPAN-2 = 6,00.10
-5
M, CKCl = 0,1 M, pH=5,40
Dung dịch phức (PAN- 2)- Fe3+-SCN ở pH=5,40:
3Fe
C
= 3,00.10
-5
M,
CPAN-2 = 6,00.10
-5
M,
SCN
C
= 9,00.10
-2
M, CKCl = 0,1 M, max=764 nm.
Tiến hành chiết thuốc thử và phức bằng 4,00ml dung môi rƣợu n-
butylic. Sau đó đo mật độ quang của dịch chiết phức ở những khoảng thời
gian khác nhau, kết quả đƣợc trình bày trong bảng 3.5 và hình 3.3.
Bảng 3.5: Sự phụ thuôc mật độ quang của phức (PAN-2)-Fe
3+
-SCN
vào thời gian ( l=1,001cm, =0,1, pH=5,40,max = 764nm)
t (phút) Ai t (phút) Ai
5 0,392 50 0,711
10 0,455 60 0,711
15 0,515 70 0,712
20 0,554 80 0,712
25 0,623 90 0,712
30 0,680 100 0,713
40 0,736 120 0,713
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
52
Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc mật độ quang của phức
(PAN-2)-Fe
3+
-SCN
trong pha hữu cơ vào thời gian
Kết quả cho thấy mật độ quang của phức sau khi chiết lên pha hữu cơ 45
phút bắt đầu ổn định và bền trong khoảng thời gian dài. Các thí nghiệm tiếp theo
chúng tôi tiến hành đo mật độ quang của phức sau khi chiết là 45 - 60 phút.
3.1.3.2. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào pH chiết
Chuẩn bị các dung dịch:
Dung dịch so sánh: CPAN-2 = 6,00.10
-5
M, CKCl = 0,1 M, pH=5,40
Dung dịch phức: (PAN-2)- Fe3+- SCN ở pH=5,40:
3Fe
C
= 3,00.10
-5
M,
CPAN-2 = 6,00.10
-5
M,
SCN
C
= 9,00.10
-2
M, CKCl = 0,1 M, max=764 nm.
Tiến hành điều chỉnh dung dịch thuốc thử và phức tại các giá trị pH
khác nhau, sau đó chiết bằng 4,00 ml dung môi rƣợu n- butylic. Đo mật độ
quang của dịch chiết phức tại các điều kiện tối ƣu, kết quả đƣợc trình bày
trong bảng 3.6 và hình 3.4:
10 20 30 80 100 70 50 60 40 90 110 120
0,5
1,0
A
t (phút)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
53
Bảng 3.6: Sự phụ thuộc mật độ quang của phức (PAN-2)- Fe
3+
- SCN
vào pH chiết (max=764nm, l=1,001cm, =0,1)
pH Ai pH Ai
2,00 0,057 5,40 0,712
3,00 0,218 6,00 0,657
4,00 0,443 7,00 0,627
5,00 0,628 8,00 0,425
Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc mật độ quang của phức
(PAN-2)- Fe
3+
- SCN
vào pH chiết
Từ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc mật độ quang của phức đa ligan vào
pH chúng tôi có một số nhận xét:
- Phức (PAN-2)-Fe3+- SCN có mật độ quang tăng dần từ pH = 2,00;
đạt cực đại và ổn định ở khoảng pH =4,10 ÷ 6,50, sau đó bắt đầu giảm khi pH
> 6,50. Do vậy khoảng pH tối ƣu là 4,10 ÷ 6,50. Để mật độ quang của phức
đa ligan ổn định, chúng tôi chọn pH = 5,40 cho những quá trình tiếp theo.
0 1 2 3 8 7 5 6 4 9
0,5
1,0
A
pH
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
54
- Chỉ có một khoảng pH chiết tối ƣu, nghĩa là chỉ có một phức đƣợc tạo
thành trong dung dịch.
- Phức đƣợc chiết ở vùng có pH khá thấp, điều này cho phép giảm sai
số gây ra do hiện tƣợng thuỷ phân, do tạo phức dạng polime và phức đa nhân
của ion trung tâm, từ đó làm tăng độ chọn lọc và độ chính xác của phép phân
tích chiết - trắc quang xác định sắt vì chỉ có phức bền trong mới tồn tại trong
môi trƣờng có pH thấp.
3.1.3.3. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào nồng độ SCN
-
Chuẩn bị các dung dịch:
Dung dịch so sánh:: CPAN-2 = 6,00.10
-5
M, CKCl = 0,1 M, pH=5,40
Dung dịch phức (PAN-2)- Fe3+-SCN ở pH=5,40:
3Fe
C
= 3,00.10
-5
M,
CPAN-2 = 6,00.10
-5
M, CKCl = 0,1 M, max=764 nm, nồng độ SCN
-
thay
đổi. Tiến hành chiết thuốc thử (PAN-2) và phức bằng 4,00ml dung môi rƣợu
n- butylic. Sau đó đo mật độ quang của dịch chiết phức các điều kiện tối ƣu,
kết quả đƣợc trình bày trong bảng 3.7 và hình 3.5.
Bảng 3.7: Sự phụ thuộc mật độ quang của phức (PAN-2)-Fe
3+
-SCN
vào
nồng độ SCN
-
( l=1,001cm, =0,1, pH=5,40,max = 764nm)
CSCN3.10
-2
M Ai C SCN3.10
-2
M Ai
0,75 0,350 5,1 0,706
1,5 0,450 5,7 0,707
2,1 0,451 6,0 0, 706
2,7 0,584 6,6 0,710
3,3 0,681 7,5 0,711
3,9 0,702 8,1 0,708
4,5 0,704 9,0 0,712
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
55
Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc mật độ quang của phức
(PAN-2)- Fe
3+
- SCN
vào nồng độ SCN
Kết quả cho thấy mật độ quang của phức đạt cực đại khi nồng độ SCN-
lớn hơn nồng độ của ion kim loại là 3000 lần.Trong các phép đo về sau chúng
tôi lấy nồng độ của thuốc thử thứ hai là: CSCN- =9,00.10
-2
M.
3.1.3.4. Xác định thể tích dung môi chiết tối ưu
Chuẩn bị các dung dịch:
+ Dung dịch so sánh: CPAN-2 = 6,00.10
-5
M, pH = 5,40; CKCl = 0,1M.
+ Dung dịch phức đa ligan có: CFe3+ = 3,00.10
-5
M; CPAN-2 = 6,00.10
-5
M;
CSCN- = 9,00.10
-2
M; pH = 5,40; CKCl = 0,1M; λmax = 764nm.
Tiến hành đo mật độ quang của phức đa ligan trong pha nƣớc trƣớc khi
chiết ta đƣợc giá trị А1. Dùng các thể tích khác nhau V1, V2...Vi (ml) của
rƣợu n- butylic để chiết phức đa ligan, đo mật độ quang của phức đa ligan
trong pha nƣớc sau khi chiết đƣợc giá trị А2. Khi đó hiệu suất chiết (R%)
đƣợc xác định theo công thức:
100.%
1
21
R
CSCN . 3.10
-2 3 6 9 12 15 18 21
0,2
0,4
0,6
0,8
0
1,0
A
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
56
Để chọn thể tích dung môi hữu cơ tối ƣu (Vo), chúng tôi dùng các thể
tích rƣợu n- butylic lần lƣợt là: 3,00ml; 4,00ml; 5,00ml; 6,00ml; 7,00ml. Thể
tích dung môi hữu cơ tối ƣu là thể tích ứng với giá trị phần trăm chiết lớn và
giá trị mật độ quang của phức đa ligan trong dung dịch chiết cũng là lớn, kết
quả đƣợc trình bày trong bảng 3.8.
Bảng 3.8: Sự phụ thuộc phần trăm chiết phức (PAN-2)- Fe
3+
- SCN
-
vào thể tích dung môi ( l=1,001cm, =0,1, pH=5,40,max = 764nm)
STT
V (ml)
dung môi
V (ml)
nƣớc sau
khi chiết)
Ai
(phức trong
dung môi )
A1
(phức trong
nƣớc trƣớc
khi chiết )
A2
(phức trong
nƣớc sau
khi chiết )
R(%)
1 3 10,3 0,733 0,311 0,016 94,85
2 4 10,1 0,712 0,314 0,011 96,50
3 5 10,0 0,681 0,320 0,010 96,88
4 6 9,8 0,649 0,323 0,007 97,83
5 7 9,6 0,618 0,319 0,004 98,75
Kết quả nghiên cứu cho thấy: Thế tích pha nƣớc trƣớc khi chiết và sau
khi chiết thay đổi không đáng kể, nên một cách gần đúng có thể coi thể tích
pha nƣớc không thay đổi. Hiệu suất chiết tăng lên khi tăng thể tích pha hữu cơ,
khi chiết với 3,00ml dung môi hữu cơ thì mật độ quang của phức trong pha hữu
cơ tƣơng đối lớn nhƣng hiệu suất chiết kém. Còn khi chiết với thể tích 6,00ml
hoặc 7,00ml dung môi hữu cơ thì hiệu suất chiết lớn, nhƣng khi đó sự tăng thể
tích pha hữu cơ nên mật độ quang của phức trong dịch chiết là bé. Khi dùng
4,00 - 5,00ml dung môi n- butylic thì hiệu suất là tƣơng đối lớn, giá trị mật độ
quang của phức trong dịch chiết cao. Vì vậy trong những nghiên cứu tiếp theo
chúng tôi sử dụng thể tích dung môi hữu cơ để chiết phức là 4,00ml.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
57
3.1.3.5. Sự phụ thuộc phần trăm chiết vào số lần chiết và hệ số phân bố
Chuẩn bị các dung dịch trong bình định mức 10,00ml:
+ Dung dịch so sánh (PAN-2) CPAN-2 = 6,00.10
-5
M, pH = 5,40;
CKCl= 0,1M.
+ Dung dịch phức đa ligan có: CFe3+ = 3,00.10
-5
M; CPAN-2 = 6,00.10
-5
M;
CSCN- = 9,00.10
-2
M; pH = 5,40; CKCl = 0,1M; λmax = 764nm.
Sau đó chúng tôi tiến hành các thí nghiệm sau:
● Thí nghiệm 1: Dùng 4,00ml rƣợu n- butylic để chiết một lần dung
dịch phức đa ligan, rồi đo mật độ quang.
● Thí nghiệm 2: Chia 4,00ml rƣợu n- butylic thành hai phần bằng
nhau để chiết hai lần dung dịch phức đa ligan, tập hợp dịch chiết lại rồi đo
mật độ quang. Kết quả đƣợc trình bày trong bảng 3.9.
Bảng 3.9: Sự phụ thuộc phần trăm chiết vào số lần chiết
( l=1,001cm, = 0,1, pH=5,40,max = 764nm)
STT
Số lần
chiết
Ai (phức
trong dung môi)
A1
(phức trong nƣớc
trƣớc khi chiết
A2
(phức trong nƣớc
sau khi chiết )
R(%)
1 1 0,712 0,311 0,011 96,46
2 2 0,736 0,314 0,009 97,13
Giả sử chiết hai lần là hoàn toàn thì phần trăm chiết còn đƣợc tính theo
công thức:
1
2
% .100R
Trong đó: ∆A1: Là mật độ quang phức trong dung môi khi chiết một lần.
∆A2: Là mật độ quang phức trong dung môi chiết hai lần.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
58
Kết quả thu đƣợc:
0,712
% .100
0,736
R
= 96,74%
Nhƣ vậy, cả hai cách tính đều cho một kết quả khá phù hợp, trong thực
tế chiết nhiều lần bao giờ cũng cho hiệu suất chiết cao hơn so với chiết một
lần. Tuy nhiên, với kết quả nhƣ trên ta thấy quá trình chiết một lần đã cho
hiệu suất chiết khá cao (R% = 96,46%). Trong các thí nghiệm tiếp theo chúng
tôi chỉ tiến hành chiết một lần.
3.1.3.6. Xử lý thống kê xác định phần trăm chiết
Chuẩn bị các dung dịch và tiến hành chiết một lần bằng 4,00ml rƣợu n-
butylic, lặp lại thí nghiệm nhiều lần, kết quả đƣợc trình bày trong bảng 3.10.
Bảng 3.10: Sự lặp lại của % chiết phức (PAN-2) - Fe
3+
- SCN
( l=1,001cm, = 0,1, pH= 5,40, max = 764nm)
STT
V(ml)
dung môi
Ai
(phức trong
dung môi )
A1 (phức
trong nƣớc trƣớc
khi chiết)
A2 (phức
trong nƣớc sau
khi chiết)
R(%)
1 4,00 0,711 0,321 0,011 96,57
2 4,00 0,710 0,323 0,013 95,98
3 4,00 0,712 0,320 0,009 97,19
4 4,00 0,714 0,319 0,010 96,87
5 4,00 0,711 0,322 0,011 96,58
6 4,00 0,713 0,321 0,013 95,95
Xử lí thống kê bằng chƣơng trình Decriptive Statistic của phần mềm
Ms - Excel ( p = 0,95; k = 5) ta đƣợc kết quả: R% = 96,52 ± 0,51.
Hệ số phân bố D đƣợc xác định bằng công thức:
D =
hc
n
C
C
mà ta có R =
n
hc
D
V
D
V
=> D =
.
(1 ).
n
hc
RV
R V
với R = 0,9652, Vn = 10ml, Vhc = 4ml. Vậy D = 69,34
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
59
3.2. XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN PHỨC
3.2.1. Phƣơng pháp tỷ số mol xác định tỷ lệ Fe
3+
: (PAN-2)
Chúng tôi chuẩn bị bốn dãy dung dịch:
Dãy 1: Dung dịch phức (PAN-2)- Fe3+- SCN ở pH=5,40:
3Fe
C
= 3,00.10
-5
M,
SCN
C
= 9,00.10
-2
M, CKCl = 0,1 M, max=764nm,
nồng độ của (PAN-2) biến đổi.
Dãy 2: Dung dịch phức (PAN-2)- Fe3+- SCN ở pH=5,40:
3Fe
C
= 2,00.10
-5
M,
SCN
C
= 6,00.10
-2
M, CKCl = 0,1 M, max =764nm,
nồng độ của (PAN-2) biến đổi.
Dãy 3: Dung dịch phức (PAN-2)- Fe3+- SCN ở pH=5,40:
2PANC
= 3,00.10
-5
M,
SCNC
= 9,00.10
-2
M, CKCl = 0,1 M, max=764nm,
nồng độ của Fe3+ biến đổi.
Dãy 4: Dung dịch phức (PAN-2)- Fe3+- SCN ở pH=5,40:
2PANC
= 2,0.10
-5
M,
SCNC
= 6,0.10
-2
M, CKCl = 0,1 M, max =764nm,
nồng độ của Fe3+ biến đổi.
Sau đó tiến hành chiết và đo mật độ quang của dịch chiết phức, kết quả
đƣợc trình bày trong các bảng 3.11, 3.12 và hình 3.6, 3.7:
Bảng 3.11: Sự phụ thuộc mật độ quang của phức (PAN-2)-Fe
3+
-SCN
vào
3
2PAN
Fe
C
C
(max =764nm, l=1,001cm, =0,1, pH=5,40)
STT
Dãy 1:
3Fe
C
= 3,00.10
-5
M = const Dãy 2:
3Fe
C
= 2,00.10
-5
M = const
CPAN-2.
10
-5
M
C(PAN-2)/CFe
3+
Ai
CPAN-2.
10
-5
M
C(PAN-2)/CFe
3+
Ai
1 1,5 0,500 0,233 1,0 0,500 0,158
2 2,25 0,750 0,452 1,5 0,750 0,308
3 3,0 1,000 0,673 2,0 1,000 0,448
4 4,5 1,500 0,700 3,0 1,500 0,462
5 6,0 2,000 0,706 4,0 2,000 0,466
6 7,5 2,500 0,710 5,0 2,500 0,478
7 9.0 3,000 0,712 6,0 3,000 0,472
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
60
Bảng 3.12: Sự phụ thuộc mật độ quang của phức (PAN-2)-Fe
3+
-SCN
vào
3
2
Fe
PAN
C
C
(max =764nm, l=1,001cm, =0,1, pH=5,40)
STT
Dãy 1: CPAN-2 = 3,00.10
-5
M = const Dãy 2: CPAN-2 = 2,00.10
-5
M = const
3Fe
C
10
-5
M
CFe
3+
/
CPAN-2
Ai
3Fe
C
10
-5
M
CFe
3+
/
CPAN-2
Ai
1 1,5 0,500 0,235 1,0 0,500 0,147
2 2,25 0,750 0,482 1,5 0,750 0,318
3 3,0 1,000 0,677 2,0 1,000 0,455
4 4,5 1,500 0,702 3,0 1,500 0,464
5 6,0 2,000 0,705 4,0 2,000 0,469
6 7,5 2,500 0,716 5,0 2,500 0,487
7 9.0 3,000 0,729 6,0 3,000 0,504
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.5 0.75 1 1.5 2 2.5 3
Hình 3.6: Đồ thị xác định tỉ lệ (PAN-2): Fe
3+
theo phƣơng pháp tỉ số mol
Ai
C(PAN-2)/CFe
3+
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
61
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.5 0.75 1 1.5 2 2.5 3
Hình 3.7: Đồ thị xác định tỉ lệ Fe
3+
: (PAN-2) theo phƣơng pháp tỉ số mol
Kết quả cho thấy tỉ lệ Fe3+: (PAN-2) của phức trong dung môi rƣợu n -
butylic, xác định bằng phƣơng pháp tỉ số mol là 1: 1.
3.2.2. Phƣơng pháp hệ đồng phân tử mol xác định tỉ lệ Fe
3+:
(PAN-2)
Chúng tôi chuẩn bị hai dãy dung dịch trong bình định mức 10ml có
tổng nồng độ các cấu tử CPAN-2 +
3Fe
C
hằng định và
SCN
C
=3000.
3Fe
C
Dãy 1: CPAN-2 +
3Fe
C
= 9,00.10
-5
M.
Dãy 2: CPAN-2 +
3Fe
C
= 6,00.10
-5
M.
Tiến hành các bƣớc thí nghiệm tiếp theo ở các điều kiện tối ƣu, kết quả
đƣợc biểu diễn ở bảng 3.13 và hình 3.8:
Ai
CFe
3+
/CPAN-2
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
62
Bảng 3.13: Sự phụ thuộc mật độ quang của phức (PAN-2)- Fe
3+
- SCN
vào
3
2PAN
Fe
C
C
(max =764nm, l=1,001cm, =0,1, pH=5,40)
STT
Dãy1: CPAN-2 +
3Fe
C
=9,00.10
-5
M=const Dãy2: CPAN-2 +
3Fe
C
=6,00.10
-5
M=const
CFe
3+
.10
5
M
C(PAN-2)
.10
5
M 3
2PAN
Fe
C
C
Ai CFe
3+
.10
5
M
C(PAN-2).
10
5
M 3
2PAN
Fe
C
C
Ai
1 1,5 7,5 5,00 0,351 1,0 5,0 5,00 0,182
2 2,25 6,75 3,00 0,475 1,5 4,5 3,00 0,274
3 3,0 6,0 2,00 0,577 2,0 4,0 2,00 0,355
4 3,75 4,25 1,40 0,643 2,5 3,5 1,40 0,435
5 4,5 4,5 1,00 0,712 3,0 3,0 1,00 0,504
6 4,25 3,75 0,71 0,667 3,5 2,5 0,71 0,441
7 6,0 3,0 0,50 0,572 4,0 2,0 0,50 0,345
8 6,75 2,25 0,33 0,444 4,5 1,5 0,33 0,274
9 7,5 1,5 0,20 0,340 5,0 1,0 0,20 0,175
Hình 3.8: Đồ thị xác định tỉ lệ Fe
3+
:(PAN-2) theo phƣơng pháp
hệ đồng phân tử mol
Từ đồ thị cho thấy tỉ lệ Fe3+: (PAN-2)= 1:1 kết quả này hoàn toàn phù
hợp với phƣơng pháp tỉ số mol.
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.2 0.33 0.5 0.71 1 1.4 2 3 5
Ai
3
2PAN
Fe
C
C
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
63
3.2.3. Phƣơng pháp Staric- Bacbanel
Phƣơng pháp tỉ số mol và phƣơng pháp hệ đồng phân tử mol đã cho kết
quả Fe3+: (PAN-2)= 1: 1 chúng tôi dùng phƣơng pháp Staric - Bacbanel để xác
định giá trị tuyệt đối của hệ số tỉ lƣợng đó đối với Fe3+ và (PAN-2).
Chúng tôi khảo sát hai dãy dung dịch:
Dãy 1:
3Fe
C
= 3,00.10
-5
M = const; CPAN-2 thay đổi.
Dãy 2: CPAN-2 = 6,00.10
-5
M = const;
3Fe
C
thay đổi.
Trong cả hai dãy trên C SCN =3000
3Fe
C
. Tiến hành chiết trong các điều
kiện tối ƣu, đo mật độ quang của dịch chiết, kết quả đƣợc trình bày trong bảng
3.14; 3.15; 3.16 và hình 3.9; 3.10:
Bảng 3.14: Sự phụ thuộc mật độ quang vào CPAN-2 và
3Fe
C
(max =764nm, l=1,001cm, =0,1, pH=5,40)
STT
Dãy 1:
3Fe
C
=3,00.10
-5
M = const Dãy 2: CPAN-2 = 6,00.10
-5
M = const
CPAN-2.10
-5
M Ai Agh
3Fe
C
.10
-5
M Ai Agh
1 1,0 0,265
0,712
1,0 0,350
0,785
2 2,0 0,418 1,5 0,471
3 3,0 0,502 2,0 0,544
4 4,0 0,587 2,5 0,612
5 5,0 0,631 3,0 0,663
6 6,0 0,674 4,0 0,744
7 7,0 0,699 5,0 0,785
8 8,0 0,712
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
64
Bảng 3.15, 3.16: Kết quả xác định thành phần phức (PAN-2)- Fe
3+
- SCN
(max =764nm, l=1,001cm, =0,1, pH=5,40)
STT
Dãy 1:
3Fe
C
= 3,00.10
-5
= const
CPAN-2.10
-5
M Ai 5
2
.10i
PAN
A
C
gh
i
A
A
1 1,0 0,265 0,265 0,372
2 2,0 0,418 0,209 0,578
3 3,0 0,502 0,167 0,705
4 4,0 0,587 0,144 0,812
5 5,0 0,631 0,126 0,886
6 6,0 0,674 0,112 0,947
7 7,0 0,699 0,100 0,963
STT
Dãy 2: CPAN-2 = 6,00.10
-5
= const
3Fe
C
.10
-5
M
Ai 510.Δ
3
Fe
i
C
A
gh
i
A
A
Δ
Δ
1 1,0 0,350 0,350 0,446
2 1,5 0,471 0,314 0,600
3 2,0 0,544 0,272 0,693
4 2,5 0,619 0,248 0.789
5 3,0 0,663 0,221 0,845
6 4,0 0,744 0,186 0,948
7 5,0 0,785 0,157 1,000
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
65
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
Hình 3.9, 3.10: Đồ thị biểu diễn các đƣờng cong hiệu suất tƣơng đối để
xác định m và n của phức Fem( PAN-2)n (SCN)p
Ai/gh
2
i
PAN
A
C
Ai/gh
3
i
Fe
A
C
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
66
Từ đồ thị ta thấy:
- Hàm số
2
Δ i
PAN
A
C
f(
gh
i
A
A
Δ
Δ ) có dạng một đƣờng thẳng và vậy n =1.
- Hàm số
3
Δ
Fe
i
C
A
f(
gh
i
A
A
Δ
Δ ) có dạng một đƣờng thẳng vì vậy m=1.
Nhƣ vậy bằng các phƣơng pháp độc lập xác định thành phần phức
khác nhau đều cho tỉ lệ (PAN-2): Fe3+ = 1: 1 và phức tạo thành là đơn nhân.
3.2.4. Phƣơng pháp chuyển dịch cân bằng xác định tỉ số Fe
3+
: SCN
Để xác định tỉ lệ Fe3+: SCN chúng tôi dùng đoạn tuyến tính trong đồ thị
sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào nồng độ của SCN (bảng 3.7 và hình
3.5). Áp dụng phƣơng pháp chuyển dịch cân bằng để xác định tỉ lệ Fe3+: SCN,
kết quả đƣợc trình bày trong bảng 3.17 và hình 3.11.Từ kết quả đã chúng
tôi xử lí thống kê đồ thị lg
)C(lgf
AA
A
SCN
igh
i
ΔΔ
Δ bằng chƣơng trình
Regression trong phần mềm Ms- Excel ta thu đƣợc kết quả nhƣ sau:
Bảng 3.17: Sự phụ thuộc lg
igh
i
AA
A
ΔΔ
Δ
vào lg
SCN
C
STT
SCN
C
lg
SCN
C
Ai lg
igh
i
AA
A
ΔΔ
Δ
1 0,05 -1,301 0,408 0,128
2 0,10 -1,000 0,554 0,518
3 0,15 -0,824 0,627 0,868
4 0,25 -0,602 0,688 1,457
5 0,40 -0,398 0,702 1,846
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
67
Hình 3.11: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc lg
igh
i
AA
A
ΔΔ
Δ
vào lgSCN
Từ đó ta thấy tg =1,9671 2, nhƣ vậy số phân tử SCN tham gia vào
phức bằng 2.
Nhƣ vậy bằng các phƣơng pháp tỉ số mol, hệ đồng phân tử mol, Staric-
Bacbanel, chuyển dịch cân bằng chúng tôi đã xác định đƣợc tỉ lệ (PAN-2): Fe:
SCN
= 1: 1: 2 và phức tạo thành là phức đơn nhân.
3.3. NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ TẠO PHỨC (PAN-2)-Fe
3+
- SCN
-
3.3.1. Giản đồ phân bố các dạng tồn tại của Fe
3+
và các đa ligan theo pH
Trong dung dịch Fe3+ bị thủy phân ba nấc theo các phƣơng trình:
Fe
3+
+ H2O Fe(OH)2
+
+ H
+
Ktp1 = 10
-1,98
Fe(OH)
2+
+ H2O Fe(OH)2
+
+ H
+
Ktp2 = 10
-2,31
Fe(OH)2
+
+ H2O Fe(OH)3 + H
+
Ktp3 = 10
-2,49
Ta có:
[Fe(OH)
2+
] = h
-1
. Ktp1.[Fe
3+
]
y = 1.9671x + 2.5864
R
2
= 0.982
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
-1.5 -1 -0.5 0
lg
Ai
Agh - Ai
lg SCN
-
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
68
[Fe(OH)2
+
] = h
-2
. Ktp1.Ktp2.[Fe
3+
]
[Fe(OH)3] = h
-3
. Ktp1.Ktp2.Ktp3.[Fe
3+
]
Áp dụng định luật bảo toàn nồng độ ban đầu ta có:
CFe3+ = [ Fe
3+
] + [Fe( OH)
2+
] + [Fe( OH)2
+
] + [Fe( OH)3 ]
= [ Fe
3+
].(1 + h
-1
. Ktp1 + h
-2
. Ktp1.Ktp2 + h
-3
. Ktp1.Ktp2.Ktp3 )
Từ đó ta rút ra đƣợc biểu thức tính nồng độ cân bằng của các cấu tử có
trong dung dịch:
[Fe
3+
] =
) .K.KK .h .KK .h K .h 1 ( tp3tp2tp1
3-
tp2tp1
2-
tp1
1-
3
Fe
C
[Fe( OH)
2+
] =
) .K.KK .h .KK .h K .h 1 (
..
tp3tp2tp1
3-
tp2tp1
2-
tp1
1-
1
13
hKC tpFe
[Fe( OH)2
+
] =
) .K.KK .h .KK .h K .h 1 (
...
tp3tp2tp1
3-
tp2tp1
2-
tp1
1-
2
213
hKKC tptpFe
[Fe(OH)3] =
) .K.KK .h .KK .h K .h 1 (
....
tp3tp2tp1
3-
tp2tp1
2-
tp1
1-
3
3213
hKKKC tptptpFe
Tỷ lệ phân trăm các dạng tồn tại:
% [ Fe
3+
] =
3
3[ Fe ]
.100
Fe
C
=
) .K.KK . h .KK . h K . h 1 (
tp3tp2tp1
3-
tp2tp1
2-
tp1
1-
1.100
%[Fe( OH)
2+
] =
3
2[ Fe(OH) ]
.100
Fe
C
=
) .K.KK . h .KK . h K . h 1 (
h.K
tp3tp2tp1
3-
tp2tp1
2-
tp1
1-
1
1tp
.100
%[Fe(OH)2
+
] =
3
2[ Fe(OH) ] .100
Fe
C
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
69
=
) .K.KK . h .KK . h K . h 1 (
h.K.K
tp3tp2tp1
3-
tp2tp1
2-
tp1
1-
2
2tp1tp
.100
%[Fe(OH)3] =
3
3[ Fe(OH) ] .100
Fe
C
=
) .K.KK . h .KK . h K . h 1 (
h.K.K.K
tp3tp2tp1
3-
tp2tp1
2-
tp1
1-
3
3tp2tp1tp
.100
Kết quả tính phần trăm các dạng tồn tại của sắt theo pH đƣợc trình bày
trong bảng 3.18 và hình 3.12.
Bảng 3.18: Phần trăm các dạng tồn tại của Fe
3+
theo pH
pH % [Fe
3+
] %[Fe(OH)
2+
] %[Fe(OH)2
+
] %[Fe( OH)3]
1 90,08949 9,433527 0,462034 0,014951
2 36,68455 38,43143 18,81409 6,087931
3 0,437233 4,578392 22,42399 72,56038
4 5,84.10
-4
0,061168 2,995898 96,94235
5 6,01.10
-7
6,29.10
-4
0,308085 99,69129
6 6,02.10
-10
6,31.10
-6
0,030894 99,96913
7 6,03.10
-13
6,31.10
-8
3,09.10
-3
99,99691
8 6,03.10
-16
6,31.10
-10
3,09.10
-4
99,99969
9 6,03.10
-19
6,31.10
-12
3,09.10
-5
99,99997
10 6,03.10
-22
6,31.10
-14
3,09.10
-6
100
11 6,03.10
-25
6,31.10
-16
3,09.10
-7
100
12 6,03.10
-28
6,31.10
-18
3,09.10
-8
100
13 6,03.10
-31
6,31.10
-20
3,09.10
-9
100
14 6,03.10
-34
6,31.10
-22
3,09.10
-10
100
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
70
Từ bảng chúng tôi tiến hành xử lý số liệu phần trăm các dạng tồn tại
của sắt theo pH bằng chƣơng trình vẽ đồ thị trong phần mềm đồ họa
Matlab5.3. Kết quả đƣợc trình bày ở hình 3.12.
Hình 3.12: Giản đồ phân bố các dạng tồn tại của Fe
3+
theo pH
1. Dạng tồn tại của [Fe3+] 2. Dạng tồn tại của [Fe(OH)2+]
3. Dạng tồn tại của [Fe(OH)+2] 4. Dạng tồn tại của [Fe(OH)3]
3.3.2. Giản đồ phân bố các dạng tồn tại của (PAN-2) theo pH
Thuốc thử (PAN-2) tan trong dung môi hữu cơ, đặc biệt là axeton
(PAN-2) tan hoàn toàn. Khi tan trong dung môi hữu cơ nó tồn tại các cân
bằng sau:
H2R
+
HR + H
+
K1 = 10
-1,9
HR
R
-
+ H
+
K2 = 10
-12,1
Ta có: [H2R
+
] = K1
-1
. h. [HR];
[HR] = K2
-1
. [R
-
]. h;
[R
-
] = K2. h
-1
. [HR];
Theo định luật bảo toàn nồng độ đầu ta có:
CPAN = [H2R
+
] + [HR] + [R
-
] = [HR].(1 + K1
-1
. h + K2. h
-1
)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
71
Từ đó ta rút ra đƣợc biểu thức tính nồng độ cân bằng của các cấu tử có
trong dung dịch:
1211 ..1
hKhK
C
HR PAN
;
1211
1
12
..1
..
hKhK
C
hKRH PAN
1211
1
2
..1
.
hKhK
C
hKR PAN
Tỷ lệ phần trăm các dạng tồn tại:
1211
1
1
2
2
..1
100
..
100.
%
hKhK
hK
C
RH
RH
PAN
;
1211 ..1
100100.
%
hKhKC
HR
HR
PAN
;
1211
1
2
..1
100
..
100.
%
hKhK
hK
C
R
R
PAN
Kết quả tính phần trăm các dạng tồn tại của thuốc thử (PAN-2) theo pH
đƣợc trình bày ở bảng 3.19 và hình 3.13.
Bảng 3.19:. Phần trăm các dạng tồn tại của thuốc thử (PAN-2) theo pH
pH %[H2R
+
] %[HR] %[R
-
]
1 88,8148 11,1816 7,0557.10
-11
2 44,2688 55,7312 3,5164.10
-9
3 7,3588 92,6412 5,8453.10
-8
4 0,7881 99,2119 6,2598,10
-7
5 0,07937 99,9206 6,3046,10
-6
6 7,9426.10
-3
99,99199 6,3091.
10-5
7 7,9432.10
-4
99,9986 6,3095.10
-4
8 7,9428.10
-5
99,9936 6,3092.10
-3
9 7,9383.10
-6
99,9369 6,3056.10
-2
10 7,8935.10
-7
99,37299 0,6270
11 7,4718.10
-8
94,0649 5,9351
12 4,8703.10
-8
61,3137 38,686
13 1,0867.10
-10
13,6807 86,3103
14 1,239.10
12
1,5602 98,4398
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
72
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 2 4 6 8 10 12 14
pH của dung dịch
%
cá
c d
ạn
g
tồ
n
tạ
i c
ủa
th
uố
c t
hử
PA
N-
2
[HR]
[H2R+] [R-]
Tiến hành xử lý số liệu phần trăm các dạng tồn tại của thuốc thử (PAN-2)
bằng phần mềm đồ họa Matlab 5.3 chúng ta có:
Hình 3.13: Giản đồ phân bố các dạng tồn tại của
thuốc thử (PAN-2) theo pH
(1): H2R
+
; (2): HR; (3): R
-
3.3.3. Giản đồ phân bố các dạng tồn tại của HSCN theo pH
Cân bằng của axit HSCN trong nƣớc:
HSCN H
+
+ SCN
-
Ka =10
-0,9
Từ cân bằng trên ta có:
[HSCN] = [ SCN
-
].h.Ka
-1
Áp dụng định luật bảo toàn nồng độ ban đầu:
CHSCN = [SCN
] + [HSCN] = [SCN
].( 1+h.Ka
-1
)
Nồng độ cân bằng của các cấu tử là:
[SCN
] =
)h.K1 (
C
a
1-
HSCN
[HSCN] = h.Ka
-1
)h.K1 (
C
a
1-
HSCN
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
73
Tỷ lệ phần trăm các dạng tồn tại:
%[SCN
] =
HSCNC
100].SCN[ =
hK
.K
a
a
100
%[HSCN] =
HX
C
].HX[ 100 = h.Ka
-1
hK
.K
a
a
100
Tiến hành xử lý số liệu phần trăm các dạng tồn tại của HSCN bằng
phần mềm đồ họa Matlab5.3 kết quả đƣợc trình bày trên hình 3.14:
Hình 3.14: Giản đồ phân bố các dạng tồn tại của HSCN theo pH
(1): HSCN; (2): SCN
3.3.4. Cơ chế tạo phức đa ligan (PAN-2)-Fe
3+
- SCN
Để xác định dạng Fe3+ và các ligan đi vào phức, chúng tôi chọn đoạn
tuyến tính trong đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc mật độ quang của phức (PAN-
2)- Fe
3+
- SCN
vào pH (hình 3.4) và xác định các giá trị CK; (CR - CK); (CR’ -
2CK); -lgB dựa vào các công thức:
k = Cphức =
M
gh
i C.
A
A
Δ
Δ
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 2 4 6 8 10 12 14
pH của dung dịch
%cá
c dạ
ng
của
SC
N [SCN-]
[HSCN]
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
74
Agh = 0,712
CM = CFe3+ = 3,00.10
-5
M
CR = CPAN-2 = 6,00.10
-5
M
CR’ = CSCN = 3,00.10
-2
M
B =
p
n
nq
n
n
o
K
p
K'R
q
KRi
)
h
'K'...K'.K
h
'K
'K
h
.()
h
K...K.K
...
h
K
K
h
.(C
pCC.qCC.)OH(M
211
0
211 11
Với q =1; p =3
K1= 10
-1,9
; K2 = 10
-12,2
Ka =10
-0,9
Từ đó biểu thức B đƣợc tính
B =
32
1
3
'
)1.()1.(
3..)(
a
K
KRKRi
K
h
h
K
K
h
C
CCCCOHM
B =
32
1
3
'
)1.()1.(
..)(
a
K
RKRi
K
h
h
K
K
h
C
CCCOHM
Kết quả đƣợc trình bày trong bảng 3.20, 3.21 và hình 3.15
Bảng 3.20: Kết quả tính nồng độ các dạng tồn tại của ion Fe
3+
pH (CR-CK).10
5
[Fe
3+
].10
12
Fe(OH)
2+
.10
10
Fe(OH)2
+
.10
8
Fe(OH)3.10
5
3,5 4,533 5023 1663 262,1 2,636
4,0 3,936 1753 183,6 89,90 2,909
4,5 3,501 566,1 18,75 29,03 2,971
5,0 3,155 180
1,887 9,242 2,991
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
75
Bảng 3.21: Kết quả tính -lgB
pH -lgBFe3+
-lgBFe(OH)2+
-lgBFe(OH)2+
-lgBFe(OH)3
3,5 10,868 9,647 8,150 7,148
4,0 11,325 10,380 8,815 7,305
4,5 11,848 11,326 9,437 7,427
5,0 12,445 12,122 10,035 7,525
Từ các kết quả trong bảng chúng tôi xử lý kết quả - lgB = f(pH) bằng
chƣơng trình Regression trong phần mềm Ms-Excel và đồ thị đƣợc biểu diễn
trên hình 3.15:
Hình 3.15: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc -lgB=f(pH)
của phức (PAN-2)-Fe
3+
-SCN
1: Fe
3+
2: Fe(OH)
2+
3: Fe(OH)2
+
4: Fe(OH)3
Từ đồ thị ta thấy có ba đƣờng -lgB Fe3+, -lgBFe(OH)2+,-lgBFe(OH)2+. đều có
tg > 0, chọn đƣờng 1 có i = 0 làm dạng tồn tại chủ yếu.
y=1,6742x +3,7534 R
2
=0,9978
y=1,0508x +7,1556 R
2
=0,9965
y=1,2554x +3,7738 R
2
=0,9994
y=0,2506x +6,2862 R
2
=0,9890
p
H
5
- lgB
4 3 6
2
4
6
8
10
12
3,5 4,5 5,5
1
2
3
4
i = 1
i = 0
i = 2
i = 3
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
76
Ứng với i = 0 có tg=qn+pn’=1,0508 1, với q=1, p=2, n’=0 n=1.
Từ đó chúng tôi rút ra kết luận:
Dạng ion kim loại đi vào phức là Fe3+.
Dạng thuốc thử (PAN-2) đi vào phức là R-.
Dạng của thuốc thử thioxianua đi vào phức là SCN-.
Vậy công thức giả định của phức là: (R)Fe(SCN)2.
3.4. XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ ĐỊNH LƢỢNG CỦA PHỨC (PAN-2)-
Fe
3+
- SCN
THEO PHƢƠNG PHÁP KOMAR.
3.4.1. Tính hệ số hấp thụ mol của phức (PAN-2)- Fe3+- SCN theo
phƣơng pháp Komar
Để xác định hệ số hấp thụ mol của phức (PAN-2)- Fe3+- SCN theo
phƣơng pháp Komar, chúng tôi chuẩn bị bốn dung dịch phức có nồng độ:
CPAN-2 = CFe
3+
; CSCN = 3000. CFe
3+. Sau đó đo mật độ quang của dịch
chiết phức và tính hệ số hấp thụ mol của phức (PAN-2)- Fe3+- SCN theo
phƣơng pháp Komar bởi công thức:
=
)Bn.(C.l
)A.BA.(n
i
ki
ΔΔ trong đó: B = 1q
1
kPANk
iPANi
)C.l.qA
)C..l.qA(
εΔ
εΔ
n =
k
i
C
C Ở đây q=1;
Làm thí nghiệm đo mật độ quang của (PAN-2) so với dung môi ta có:
PAN-2 =1,237.10
3
Chúng tôi đã tính hệ số hấp thụ mol, kết quả đƣợc trình bày trong bảng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
77
Bảng 3.22: Kết quả xác định
(PAN-2)- Fe
3+
- SCN
bằng phƣơng pháp Komar
(l=1,001cm, =0,1, pH=5,40, max =764nm)
Cặp 1
Ci =1,5.10
-5
M Ai =0,359
n=0,5 B= 0,717 1=2,321.10
4
Ck=3,0.10
-5
M Ak=0,698
Cặp 2
Ci =3,0.10
-5
M Ai =0,698
n=0,8 B=0,886 2=2,408.10
4
Ck=3,75.10
-5
M Ak=0,887
Cặp 3
Ci=3,75.10
-5
M Ai =0,887
n=0,83 B =0,907 3=2,235.10
4
Ck=4,5.10
-5
M Ak=1,076
Cặp 4
Ci =4,5.10
-5
M Ai =1,076
n=0,9 B =0,950 4 =2,256.10
4
Ck=5,0.10
-5
M Ak=1,192
Xử lí thống kê bằng chƣơng trình Descriptive Statistic của phần mềm
Ms- Excel (p=0,95, k=3) ta đƣợc kết quả:
(PAN-2)- Fe3+- SCN = (2,305 0,124).10
4
3.4.2. Tính các hằng số Kcb, Kkb, của phức (PAN-2)-Fe
3+
-SCN
theo
phƣơng pháp Komar
Để tính các giá trị Kcb; Kkb và của phức khi pH = 5,40 theo giản đồ
phân bố của sắt (III) thì dạng tồn tại chủ yếu là Fe(OH)3, nên chúng tôi giả
định phƣơng trình phản ứng tạo phức đa ligan xảy ra trong dung dịch nhƣ sau:
Fe(OH)3 + HR + 2HSCN (R)Fe(SCN)2 + 3H2O Kcb
Kcb =
2
2
3
( ) ( ) .
( ) . .
R Fe SCN
Fe OH HR HSCN
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
78
Trong đó: [(R)Fe(SCN)2] = CK =
l.
A i
( đƣợc tính theo phƣơng pháp Komar)
[Fe(OH)3] =
) .K.KK .h .KK .h K .h 1 (
....
tp3tp2tp1
3-
tp2tp1
2-
tp1
1-
3
3213
hKKKC tptptpFe
[HR] =
) .hK .h K 1 (
)(C
1-
21
1-
R.
KC
[HSCN] = [SCN
-
] = CSCN - 3CK
Trong dung dịch có cân bằng chính sau:
Fe
3+
+ R
-
+2SCN
-
(R)Fe(SCN)2 :
= 2
2
3
( ) ( )
. .
R Fe SCN
Fe R SCN
Kkb =1/ ; -lgKkb =lg
Trong đó: [(R)Fe(SCN)2] = CK
[Fe
3+
] =
) .K.KK .h .KK .h K .h 1 (
)(
tp3tp2tp1
3-
tp2tp1
2-
tp1
1-
3
KFe CC
[R
-
] = K2.h
-1
.
) .hK .h K 1 (
)(C
1-
2
1-
1
R.
KC
Kết quả đƣợc trình bày trong bảng 3.23 và 3.24:
Bảng 3.23: Kết quả tính lgKcb
STT CFe
3+
.10
5
Ai CK.10
5
[Fe(OH)3].10
5
[HR
+
].10
7
[HSCN].10
2
lgKcb
1 1,50 0,315 1,394 1,498 1,040 1,208 10,787
2 3,00 0,607 2,856 2,995 1,410 1,397 10,540
3 3,75 0,841 3,582 3,859 1,601 1,607 10,351
4 4,50 1.063 4,378 4,413 1,381 1,862 10,412
5 5,00 1.240 4.745 4,892 1,460 2,197 10,135
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
79
Bảng 3.24: Kết quả tính lg
STT CFe
3+
.10
5
[ Fe
3+
].10
16
[R
-
].10
12
[SCN
-
].10
2
-lgKkb lg
1 1,50 7,89 0,132 1,208 26,96 26,96
2 3,00 10,69 0,178 1,397 26,88 26,88
3 3,75 12,51 0,208 1,607 26,73 26,73
4 4,50 10,62 0,176 1,862 26,82 26,82
5 5,0 10,69 0,192 2,197 26,68 26,68
Xử lí thống kê bằng chƣơng trình Descriptive Statistic của phần mềm
Ms- Excel (p=0,95, k=4) ta đƣợc kết quả: lgKcb = 10,45 0,30
-lgKkb =lg = 26,81 0,14
3.5. XÂY DỰNG PHƢƠNG TRÌNH ĐƢỜNG CHUẨN PHỤ THUỘC
MẬT ĐỘ QUANG VÀO NỒNG ĐỘ CỦA PHỨC
Để nghiên cứu khoảng nồng độ tuân theo định luật Beer của phức,
chúng tôi tiến hành khảo sát sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào nồng
độ của sắt.
Chuẩn bị dung dịch: CPAN-2 = 1,5.
3Fe
C
CSCN = 3000.
3Fe
C
Sau đó thực hiện các thí nghiệm trong các điều kiện tối ƣu. Kết quả
nghiên cứu đƣợc trình bày trong bảng 3.25 và hình 3.16.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
80
Bảng 3.25: Sự phụ thuộc mật độ quang của phức (PAN-2)- Fe
3+
- SCN
vào nồng độ của phức (l=1,001cm, =0,1, pH=5,40, max =764nm)
STT
3Fe
C
.10
-5
M Ai
1 1,0 0,245
2 1,5 0,354
3 2,0 0,472
4 2,5 0,588
5 3,0 0,712
6 3,5 0,805
7 4,0 0,894
8 4,5 1,062
9 5,0 1,174
10 5,5 1,283
11 6,0 1,381
12 6,5 1,418
13 7,0 1,452
14 7,5 1,485
15 8,0 1,527
Hình 3.16: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc mật độ quang
của phức (PAN-2)- Fe
3+
- SCN
vào nồng độ Fe
3+
C
P
b
2
+
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
0 2 4 6 8 10 12 14
CFe3+.10-5
∆Αi
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
81
Từ kết quả trên chúng tôi kết luận khoảng nồng độ tuân theo định luật
Beer của phức (PAN-2)- Fe3+ - SCN là (0,5 6,0).10-5M. Khi nồng độ của
phức lớn hơn thì xảy ra hiện tƣợng lệch âm khỏi định luật Beer.
Xử lí đoạn nồng độ tuân theo định luật Beer bằng chƣơng trình
Regression trong phần mềm Ms- Excel ta thu đƣợc phƣơng trình đƣờng chuẩn:
Ai = (2,2974 0,0446).10
4
.CFe3+ + ( 0,012 0,001)
3.6. XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG SẮT BẰNG PHƢƠNG PHÁP CHIẾT -
TRẮC QUANG
3.6.1. Xác định hàm lƣợng sắt trong mẫu nhân tạo bằng phƣơng pháp chiết
- trắc quang
Để đánh giá độ chính xác của phƣơng pháp và có cơ sở khoa học trƣớc
khi phân tích hàm lƣợng sắt trong viên nang Ferrovit- dƣợc phẩm Thái Lan,
chúng tôi tiến hành xác định hàm lƣợng sắt trong mẫu nhân tạo.
Chuẩn bị dung dịch nghiên cứu:
CFe3+ = 2,00.10
-5
M; CPAN-2 =3,00.10
-5
M;
CSCN =3000.CFe3+; pH=5,40
Tiến hành chiết bằng dung môi rƣợu n- butylic trong các điều kiện tối
ƣu, đo mật độ quang của dịch chiết so với thuốc thử (PAN-2). Lặp lại thí
nghiệm 5 lần, kết quả đƣợc trình bày trong bảng 3.26:
Bảng 3.26: Kết quả xác định hàm lƣợng sắt trong mẫu nhân tạo bằng
phƣơng pháp chiết - trắc quang ( l=1,001cm, =0,1, pH=5,40, max =764nm)
STT Hàm lƣợng thực của sắt Ai Hàm lƣợng sắt xác định đƣợc
1 2,0.10
-5
M 0,472 2,02.10
-5
M
2 2,0.10
-5
M 0,473 2,02. 10
-5
M
3 2,0.10
-5
M 0,470 1,99. 10
-5
M
4 2,0.10
-5
M 0,468 1,98. 10
-5
M
5 2,0.10
-5
M 0,471 2,01. 10
-5
M
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
82
Để đánh giá độ chính xác của phƣơng pháp chúng tôi sử dụng hàm
phân bố student để so sánh giá trị trung bình của hàm lƣợng sắt xác định
đƣợc với giá trị thực của nó, ta có bảng các giá trị đặc trƣng của tập số liệu
thực nghiệm:
Bảng 3.27: Các giá trị đặc trƣng của tập số liệu thực nghiệm
Giá trị trung bình (
X
) Phƣơng sai (S
2
) Độ lệch chuẩn (
X
S
) t(0,95; 4)
2,004.10
-5
M 3,3. 10
-14
8,124. 10
-8
2,78
Ta có: ttn = 5
8
(2,004 2,0).10
8,124.10
X
X a
S
= 0,492.
Ta thấy ttn < t 0,95; 4 X a là do nguyên nhân ngẫu nhiên với p = 0,95.
Sai số tƣơng đối q% =
100.
X
S.t
100.
X
Xk;p
= 1,129%
Vì vậy có thể áp dụng kết quả nghiên cứu để xác định hàm lƣợng sắt
trong mẫu thật.
3.6.2. Xác định hàm lƣợng sắt trong viên nang ferrovit - dƣợc phẩm thái
lan bằng phƣơng pháp chiết - trắc quang
Hoà tan hoàn toàn lƣợng thuốc có trong một viên nang Ferrovit (Hãng
Medicap.Ltd của Thái Lan) vào nƣớc cất hai lần có mặt HCl 1M sau đó pha
loãng thành 0,01M trong bình định mức có dung tích 1 lít. Để oxi hoá Fe (II)
lên Fe (III) ta cho thêm vào dung dịch 50 ml H2O2 15%, đuổi H2O2 dƣ bằng
cách đun nóng nhẹ dung dịch trong một thời gian, sau đó thêm nƣớc cất đến
vạch. Lắc đều ta đƣợc dung dịch mẫu.
Lấy 0,5 ml dung dịch mẫu thêm vào 1,5 ml dung dịch thuốc thử (PAN-
2) CPAN-2 =10
-3
M, 0,5 ml dung dịch KSCN 1M vào bình định mức có dung tích
25 ml sau đó thêm nƣớc cất hai lần tiến hành điều chỉnh pH và các điều kiện
tạo phức tối ƣu khác, đo mật độ quang, làm tƣơng tự 3 lần rồi lấy giá trị trung
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
83
bình về mật độ quang của 3 lần đo. Mặt khác từ phƣơng trình đƣờng chuẩn đã
xây dựng ở trên: Ai = (2,2974 0,0446).10
4
.CFe3+ + ( 0,012 0,001).
Từ đó chúng tôi tính đƣợc nồng độ ion Fe3+ trong bình định mức 25 ml và
tính đƣợc hàm lƣợng sắt trong mỗi viên nang Ferrovit đƣợc tính theo công thức:
mFe(mg) =
1000..
1000
1000
.
. 3
Fe
m
Fenc M
V
CV =
1000.847,55.
1000
1000
.
50,0
.25 3FeC
Làm thí nghiệm tƣơng tự 5 lần với 5 viên nang Ferrovit khác nhau.
Kết quả đƣợc trình bày trong bảng 3.28:
Bảng 3.28: Mật độ quang và hàm lƣợng Fe
3+
trong các viên thuốc Ferrovit
STT Thể tích mẫu (ml)
iA
Hàm lƣợng Fe
3+
(mg)
Viên thứ 1 0,5 0,4470 52,92
Viên thứ 2 0,5 0,4462 51,98
Viên thứ 3 0,5 0,4478 53,02
Viên thứ 4 0,5 0,4466 52,87
Viên thứ 5 0,5 0,4464 52,04
Từ kết quả ta có hàm lƣợng sắt trung bình của các viên nang Ferrovit là:
mFe = 52,92 51,98 53,02 52,87 52,04
52,556
5
mg
Trên bao bì của sản phẩm có ghi mỗi viên nang Ferrovit chứa 162mg
sắt Fumarat (FeC4H2O4) tƣơng đƣơng với 53,25 mg sắt.
Ta có sai số tƣơng đối:
q1(%)= 52,556 53,25
.100
53,25
= -1,30%
q2(%)= 53,25 52,556
.100
53,25
= + 1,30%
Ta thấy các giá trị sai số tƣơng đối khá nhỏ nên kết quả xác định có thể
tin cậy đƣợc.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
84
Kết luận hàm lƣợng sắt đƣợc xác định theo phƣơng pháp trắc quang
phức (PAN-2)- Fe3+-SCN phù hợp khá tốt với giá trị hàm lƣợng sắt ghi trên
bao bì của viên nang Ferrovit-dƣợc phẩm Thái Lan.
3.7. ĐÁNH GIÁ PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH Fe
3+
BẰNG THUỐC
THỬ (PAN-2)
3.7.1. Độ nhạy của phƣơng pháp
Độ nhạy của một phƣơng pháp phân tích là nồng độ nhỏ nhất của chất
cần phân tích có trong mẫu mà phƣơng pháp có thể xác định đƣợc.
Trong phân tích trắc quang, độ nhạy là nồng độ thấp nhất của chất đƣợc
phát hiện khi mật độ quang là 0,001.
8min
min 4
0,001
4,33.10
. 2,305.10 .1,001
A
C M
l
Trong đó là hệ số hấp thụ phân tử, l là chiều dày cuvet (1,001 cm).
Nhƣ vậy độ nhạy của phép phân tích Fe3+ bằng phƣơng pháp trắc quang
của phức nghiên cứu là: 4,33.10-8 M.
3.7.2. Giới hạn phát hiện của thiết bị
Giới hạn phát hiện của thiết bị là tín hiệu nhỏ nhất bên trên nền nhiễu
mà máy vẫn có khả năng phát hiện một cách tin cậy.
Cách xác định giới hạn phát hiện của thiết bị:
Điều chế 4 mẫu trắng nhƣ nhau trong 4 bình định mức 10ml, có nồng
độ trong mỗi mẫu: CPAN-2 = 3,00.10
-5
M; = 0,1; duy trì pH=5,40; định mức
bằng nƣớc cất hai lần tới vạch, sau đó chiết bằng 4,00 ml dung môi n -
butylic. Tiến hành đo mật độ quang của dãy dung dịch bằng máy đo quang
SHIMADZU, chiều dày cuvet là 1,001cm với dung dịch so sánh là nƣớc
cất hai lần tại bƣớc sóng 764nm. Từ phƣơng trình đƣờng chuẩn tuân theo
định luật Beer:
Ai = 2,2974.10
4
.CFe3+ + 0,012 và kết quả thực nghiệm, tiến hành xử lí
ta có kết quả ở bảng 3.29.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
85
Bảng 3.29: Kết quả xác định giới hạn phát hiện của thiết bị
(l=1,001cm, =0,1, pH=5,40, =764nm)
STT Ai Cmin.10
-6
1 0,114 4,44
2 0,116 4,53
3 0,115 4,48
4 0,118 4,61
Từ các giá trị nồng độ
minC
ta có giá trị trung bình
6
min 4,515.10C X
.
Gọi
x
S
là độ lệch chuẩn của phép đo ta có:
2 14
8
( ) 1,61.10
3,663.10
1 4.3
i
x
X X
S
n n
Giới hạn phát hiện của thiết bị đƣợc tính theo công thức:
3.
x
S
+ X =3.3,663.10
-8
+ 4,515.10
-6
= 4,625.10
-6
.
Vậy giới hạn phát hiện của thiết bị là: 4,625.10-6M.
3.7.3. Giới hạn phát hiện của phƣơng pháp (Method Detection Limit MDL)
Giới hạn phát hiện của phƣơng pháp là nồng độ nhỏ nhất của chất phân
tích tạo ra đƣợc một tín hiệu để có thể phân biệt một cách tin cậy với tín hiệu
mẫu trắng.
Cách xác định giới hạn phát hiện của phƣơng pháp:
Tiến hành pha chế 4 dung dịch phức trong 4 bình định mức 10ml với
thành phần gồm: 1ml (PAN-2) 10-3M, 1ml KCl 1M và thêm lần lƣợt dung
dịch chuẩn Fe3+ có hàm lƣợng thay đổi, duy trì pH=5,40 và định mức bằng
nƣớc cất hai lần tới vạch, sau đó chiết bằng 4,00 ml dung môi n - butylic. Tiến
hành đo mật độ quang của dãy dung dịch so với các mẫu trắng tƣơng ứng ở
các điều kiện tối ƣu, kết quả thu đƣợc ở bảng 3.30.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
86
Bảng 3.30: Kết quả xác định giới hạn phát hiện của phƣơng pháp
(l=1,001cm, =0,1, pH=5,40, =764nm)
STT Ai Cmin.10
-6
1 0,116 0,266
2 0,222 0,531
3 0,341 0,780
4 0,447 1,282
6
min 10.7148,0
XC
, trong bảng tp,k = t0,95, 3 = 3,18.
2 14
7
( ) 56,11.10
2,16.10
1 3.4
i
x
X X
S
n n
.
Giới hạn phát hiện của phƣơng pháp:
MDL =
x
S
. tp,k = 2,16.10
-7
.3,18 = 6,877.10
-7
.
Vậy giới hạn phát hiện của phƣơng pháp là: 6,877.10-7 M.
3.7.4. Giới hạn phát hiện tin cậy: Range Detection Limit (RDL)
Giới hạn phát hiện tin cậy là nồng độ thấp nhất của yếu tố phân tích
đƣợc yêu cầu có trong mẫu đƣợc đảm bảo rằng kết quả phân tích sẽ vƣợt quá
MDL với xác suất đã định. Xuất phát từ công thức:
RDL =2. MDL =2. 6,877.10
-7
=13,754.10
-7
M.
Vậy giới hạn phát hiện tin cậy là:13,754.10-7 M.
3.7.5. Giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp (limit of quantitation) (LOQ)
Giới hạn định lƣợng là mức mà trên đó kết quả định lƣợng có thể chấp nhận
đƣợc với mức độ tin cậy sẵn, xác định nơi mà độ chuẩn xác hợp lí của phƣơng pháp
bắt đầu. Thông thƣờng LOQ đƣợc xác định giới hạn chuẩn xác là:
30%, có nghĩa:
LOQ = 3,33. MDL.
Dựa vào kết quả MDL đã xác định ở trên ta có giới hạn định lƣợng của
phƣơng pháp là:
LOQ = 3,33.6,877.10
-7
= 2,29.10
-6
M.
Vậy giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp là: 2,29.10-6 M.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
87
KẾT LUẬN
Căn cứ vào nhiệm vụ của đề tài, dựa trên các kết quả nghiên cứu chúng
tôi rút ra các kết luận sau:
1. Đã nghiên cứu chiết - trắc quang một cách có hệ thống sự tạo phức
và chiết phức trong hệ: 1-(2- pyridylazo)-2-naphthol (PAN -2)-Fe(III)-SCN-.
2. Đã khảo sát đƣợc phổ hấp thụ phân tử của thuốc thử (PAN-2), các
phức đơn và đa ligan của Fe (III) với (PAN-2), SCN-.
3. Đã nghiên cứu khả năng chiết phức (PAN-2) - Fe3+ - SCN- bằng một
số dung môi hữu cơ thông dụng, từ đó tìm đƣợc dung môi chiết phức tốt nhất
là rƣợu n- butylic.
4. Đã xác định đƣợc các điều kiện tối ƣu để chiết phức:
max
=764nm, ttu=50 phút, pHtu=5,40, CSCN
-
= 3000.CFe
3+
, Vn- butylic=4,00ml.
5. Đã xác định thành phần của phức đa ligan:
(Bằng bốn phƣơng pháp độc lập: Tỷ số mol, hệ đồng phân tử mol,
Staric - Bacbanel và phƣơng pháp chuyển dịch cân bằng). Kết quả cho thấy:
(PAN-2): Fe
3+
: SCN
-
= 1:1:2.
Phức trong hệ ((PAN-2) -Fe(III)-SCN) là phức đơn nhân đa ligan.
6. Đã nghiên cứu cơ chế phản ứng và xác định đƣợc các dạng cấu tử đi
vào phức đa ligan là:
- Dạng ion kim loại là Fe3+.
- Dạng thuốc thử (PAN-2) là R-.
- Dạng của thuốc thử KSCN là SCN-.
Phản ứng tạo phức đa ligan.
Fe(OH)3 + HR + 2HSCN
(R)Fe(SCN)2 + 3H2O KCb
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
88
7. Đã xác định các tham số định lƣợng của phức đa ligan (PAN-2) -Fe3+
- SCN
-
theo phƣơng pháp Komar, kết quả thu đƣợc:
ε(PAN-2) - Fe
3+
- SCN
-
= (2,305 ± 0,124).10
4
(p=0,95,k=3);
lgKcb = 10,45 ± 0,30
lgβ = 26,81 ± 0,14 (p=0,95;k=4).
8. Đã xây dựng phƣơng trình đƣờng chuẩn phụ thuộc mật độ quang vào
nồng độ của phức:
Ai = (2,2974 0,0446).10
4
.CFe
3+
+ (0,012
0,001).
9. Đã áp dụng các kết quả nghiên cứu để xác định hàm lƣợng sắt trong
viên nang Ferrovit-dƣợc phẩm Thái Lan kết quả cho thấy hàm lƣợng sắt xác
định đƣợc bằng phƣơng pháp chiết - trắc quang dùng phức (PAN-2) -Fe3+-
SCN
-
là: 52,556 (mg) phù hợp khá tốt với hàm lƣợng sắt ghi trên bao bì.
10. Đã đánh giá phƣơng pháp phân tích Fe3+ bằng thuốc thử (PAN-2), SCN-.
Độ nhạy của phƣơng pháp: 4,33.10-8M.
Giới hạn phát hiện của thiết bị: 4,625.10-6M.
Giới hạn phát hiện của phƣơng pháp là (MDL): 6,877.10-7M.
Giới hạn phát hiện độ tin cậy là (RDL): 1,3754.10-6M.
Giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp là (LOQ): 2,29.10-6M.
Với kết quả thu đƣợc trong luận văn này, chúng tôi hi vọng góp phần
làm phong phú thêm các phƣơng pháp phân tích vết kim loại sắt trong các đối
tƣợng phân tích khác.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
89
TÀI LIỆU THAM KHẢO
I. TIẾNG VIỆT
1. N.X. Acmetop (1984), Hóa học vô cơ, tập 2, Nxb ĐH & THCN, Hà Nội.
2. A.K. Barko (1995), Phân tích trắc quang, tập 1-2, Nxb Giáo dục, Hà Nội.
3. Nguyễn Trọng Biểu, Mai Hữu Đua (1974), Chuẩn bị dung dịch cho phân
tích hóa học, Nxb KHKT, Hà Nội.
4. Nguyễn Trọng Biểu, Từ Văn Mặc (2002), Thuốc thử hữu cơ. Nxb
KHKT, Hà Nội.
5. F.Cotton, G.Wilcinson (1984), Cơ sở hóa học vô cơ, tập 2, Nxb
ĐH&THCN, Hà Nội.
6. Nguyễn Tinh Dung (2000), Hóa học phân tích, Phần III - Các phương
pháp định lượng hóa học, Nxb Giáo dục, Hà Nội.
7. Doerffel (1983), Thống kê trong hóa học phân tích, Nxb ĐH&THCN,
Hà Nội.
8. Trần Thị Đà, Nguyễn Thế Ngôn (2001), Hóa vô cơ, tập 2, Nxb Giáo dục,
Hà Nội.
9. Mai Thị Thanh Huyền (2004), Nghiên cứu sự tạo phức đa ligan của Bi (III)
với thuốc thử 1-(2-pyridylazo)-2-naphtol(PAN) và HX(HX: là axit axetic
và các dẫn xuất clo của nó) bằng phương pháp chiết trắc quang, ứng
dụng kết quả nghiên cứu xác định hàm lượng sắt trong viên nang ferovit-
Dược phẩm Thái Lan, Luận văn Thạc sĩ Hóa học, ĐH Vinh.
10. Trần Tứ Hiếu (2002), Hóa học phân tích, Nxb ĐHQG, Hà Nội.
11. Từ Vọng Nghi, Huỳnh Văn Trung, Trần Tứ Hiếu (1986), Phân tích
nước, Nxb KHKT, Hà Nội.
12. Hoàng Nhâm (2000), Hóa học vô cơ, tập 2, Nxb Giáo dục, Hà Nội.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
90
13. Lƣơng Đức Phẩm (2003), Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp
sinh học, Nxb Giáo dục, Hà Nội.
14. Hồ Viết Quý, Nguyễn Tinh Dung (1991), Các phương pháp phân tích
hóa lý, Nxb ĐHSP, Hà Nội.
15. Hồ Viết Quý (1995), Phức chất phương pháp nghiên cứu và ứng dụng
trong hóa học hiện đại, Nxb ĐHSP, Quy Nhơn.
16. Hồ Viết Quý (1999), Các phương pháp phân tích quang học trong hóa
học, Nxb ĐHQG, Hà Nội.
17. Hồ Viết Quý (2000), Phức chất trong hóa học, Nxb Giáo dục, Hà Nội.
18. Hồ Viết Quý, Đặng Trần Phách (dịch), Nguyễn Tinh Dung (hiệu đính)
(1995), Hóa học phân tích các ứng dụng và tin học, Nxb ĐHQG, Hà Nội.
19. Hồ Viết Quý (1994), Xử lý số liệu thực nghiệm bằng phương pháp toán
học thống kê, Nxb ĐHSP, Quy Nhơn.
20. Hồ Viết Quý (1998), Các phương pháp phân tích hiện đại và ứng dụng
trong hóa học, Nxb ĐHQG, Hà Nội.
21. Hồ Viết Quý (2005), Các phương pháp phân tích công cụ trong hóa học
hiện đại, Nxb ĐHSP, Hà Nội.
22. Hồ Sĩ Linh (2005), Nghiên cứu sự tạo phức của Fe(III) với thuốc thử 4-
(2-pyridylazo)-rezocxin(PAR) bằng phương pháp trắc quang, ứng dụng
kết quả nghiên cứu xác định hàm lượng sắt trong viên nang ferovit -
Dược phẩm Thái Lan, Luận văn thạc sĩ hóa học, ĐH Vinh.
23. Chu Thị Thanh Lâm (2005), Nghiên cứu sự tạo phức đa ligan trong hệ 1-
(2- pyridylazo)-2-naphthol (PAN)-Bi(III)-SCN
-
bằng phương pháp chiết -
trắc quang. Nghiên cứu ứng dụng chúng xác định hàm lượng Bitmut trong
một số đối tượng phân tích, Luận văn thạc sĩ hóa học, ĐH Vinh.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
91
II. TIẾNG ANH
24. Hinilincova M., Sommer (1961), 4-(2- pyridilazo)-resorsinol accelerator
metric chemical indicator, Col, Czech, Chem, Comm, 26, p.2198-2205.
25. Kimitoshi S., Mitsishita M., Takashi G. (1999), Preconcentrantion of
trace cadmium form water samples using 4-(2-pyridilazo)-resorsinol,
Capriquat loaded silicagel.
26. B. Reanak and J. Korbl (1960), Collection of crechoslovak chemical
aommunications, Vol.24, N
o
3, p.797.
27. Roston D.A (1984), Precolumn chalattion with PAR for simultaneous
delermination of metal ions by liquid choromatography, Analytical
Chemistry, Vol.56, p.241-244.
28. Siroki M., Marie l., stefanae Z., Herak M.J. (1985), Characterization of
complexes involved in the spetrophotometric determination of cobalt 4-
(2-pyridylazo) -resorsinol, Analytical Chimical Acta, Vol.75, p.110-109.
29. Zhang X., Zhu X., Lin C (1986), Determination of molybdenum,
choromium and vanadium by ion -pair high - presure liquid
chromatography based on precolumn chelation with 4-(2- pyridylazo)-
resorsinol, Tanlanta, Vol.33 (10), p. 838-840.
30. Chen, Jiansong, Teo, Khay Chuan (2002), Determination of cadimium,
copper, lead and zinc in water samples by flame automic absortion
spectrometry after cloud point extraction, Analytical Chimical Acta, 450
(1-2), 215-222, Chem, Abs Vol, 136, p.188, 936.
31. N.N. Greenwood and A. Earnshaw (1998), Chemitry of the elements,
Butter worth, Heinemann, p. 216-229.
32. Kirk (1992). Othmer encyclopedia of chemical technology. 4
th
edn,
Vol.2, Aluminium and aluminium alloys, p.184-251; Aluminium
compounds, p.252-345. Interscience, New York.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên
92
33. Akio Yuchi, Tomoaki Okubo, Hiroko Wada and Genkichi Nakagawa
(2006), Complexation equilibria of cadmium ions with xylenol orange as
studied by cadmium ion selective electrode. Analytical sciences April
1987, Vol.3, Inist CNRS.
34. Chan-il Park, Hyun -Sookim, and Ki-Woncha (1999), Separation of
Fe(III) and concentration of metal ions using cation exchange resin
bonder with xylenol orange, Journal of Korean Chemical Society,
Vol.43, No.6, p.401-751.
III. TIẾNG NGA
35. A.Aлбepт, E. Cepжeнт (1964), Koнcтaнты ионизaции Kиcлoт И
Ocновaний, M. Xимия.
36. A. K. Бaбко - докл (1967), Нa пленapныx зaceдaнияx XX Meждyнa -
poдного Koнгpecca пo Teopeтичecкoй и пpикладной xимии, M. Hayкa.
37. X.O. Bъeтcкyй, Диcc (1974), Kaнд, Xим, Hayк, M. MГY.
38. C.B. Eлинcoн, K.И. Пeтpoв (1965), Aнaлитичecкaя xимия злементов
циpкoния и гaфния Издaтeльcтвo, Hayкa.
39. V.M. Иванов (1982), гeтepoциклuчecкue coeдuнeння в aнaлитичecкoй
xимии, изд нayкa, Macквa.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- LV2010_SP_NguyenVanDinh.pdf