479
T¹p chÝ Hãa häc, T. 48 (4C), Tr. 479 - 484, 2010

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH ĐỒNG THỜI LƯỢNG VẾT INDI (In),
CADIMI (Cd) VÀ CHÌ (Pb) BẰNG PHƯƠNG PHÁP VON - AMPE
HÒA TAN ANÔT VỚI LỚP MÀNG BITMÚT TRÊN ĐIỆN CỰC
PASTE NANO CACBON
Đến Tòa soạn 12-7-2010
CAO VĂN HOÀNG
1
, TRỊNH XUÂN GIẢN
2
, TRỊNH ANH ĐỨC
2
, TỪ VỌNG NGHI
3
,
CAO THẾ HÀ
3
, NGUYỄN VĂN HỢP
4
, NGUYỄN THỊ LIỄU
1
, DƯƠNG THỊ TÚ ANH
5

1
Khoa hóa trường Đại học Quy Nhơn
2
Viện Hóa học, Viện KH & CN Việt Nam

successfully applied to the determination of Cd, In and Pb in the water samples.

I- MỞ ĐẦU
Cadimi, Indi và chì là những kim loại có
mặt trong hầu hết các đối tượng môi trường và
sinh hóa. Ở nồng độ cao chúng ảnh hưởng có
hại đối với cơ thể người và động vật. Để đánh
giá về hàm lượng của chúng trong các mẫu môi
trường và sinh hóa, các nhà khoa học đã sử
dụng nhiều phương pháp khác nhau như phương
pháp ICP-MS, phương pháp phổ hấp thụ
nguyên tử, phổ hấp th
ụ phân tử, các phương
pháp phân tích điện hóa.
Trong các công trình đã được công bố,
phương pháp Von – Ampe hòa tan anot được sử
dụng chủ yếu để xác định hàm lượng các kim
loại trong các đối tượng môi trường, sinh hóa,
nước, đất…, Phương pháp Von – Ampe hòa tan
hấp phụ có độ nhạy và độ chọn lọc cao, giới hạn
phát hiện thấp nhưng đối tượng áp dụng hẹp,
chủ yếu để xác định hàm lượng kim loại trong
nước tự nhiên . Hầu hết các nghiên cứu đều sử
dụng điện cực giọt treo thủy ngân (HDME)
hoặc màng mỏng thủy ngân (MFE). Tuy nhiên
do độc tính cao của thủy ngân, nên điện cực
thủy ngân không thích hợp cho phân tích tại
hiện trường. Do đó xu hướng hiện nay trên thế
giới các nhà khoa học cố tìm kiếm những vật
liệu mới để thay thế thủy ngân dùng làm điện

- Cân phân tích AB204-S (± 0,1mg) (
Mettler Toledo, Thụy Sỹ). Máy cất nước hai lần
Aquatron (Bibbly Sterilin, Anh). Thiết bị lọc
nước siêu sạch EASY pure RF (Barnstead, Mỹ).
Micropipet các loại: 0,5 ÷ 10 µL; 10 ÷ 100 µL;
100 ÷ 1000 µL. Các dụng cụ thủy tinh: bình
định mức, buret, pipet, cốc nhỏ,…
b) Hóa chất
- Dầu Nujol (Mỹ); tricrizyl photphat (Mỹ);
polimetyl siloxane ( Nhật)
- NaCH
3
COO(Merck); CH
3
COOH (Merck);
Cacbon nano (Nhật); KCl, KBr, KSCN
(Merck); các dung dịch làm việc của các kim
loại Bi
III
, Hg
II
, Pb
II
, Cd
II
, Cu
II
, Zn
II
, In

phân dung dịch Bi
III
có nồng độ thích hợp ở thế
và thời gian xác định với điện cực paste nano
cacbon (NCPE) quay với tốc độ không đổi. Sau
đó tia rửa WE cẩn thận bằng nước cất rồi nhúng
WE vào dung dịch nghiên cứu; Kiểu in situ
bằng cách điện phân đồng thời dung dịch Bi
III

với dung dịch nghiên cứu. Trong bài báo này
chúng tôi nghiên cứu theo kiểu in situ.
3. Tiến trình phân tích
Lấy 10 ml dung dịch nghiên cứu chứa
Cd
II
, In
III
, Pb
II
, đệm axetat 0,1 M (pH = 4,5),
KBr 0,1M vào bình điện phân của thiết bị
phân tích. Nhúng hệ điện cực vào dung dịch,
điện phân làm giàu ở thế -1,2 V trong thời
gian 120s, quay điện cực với tốc độ 2000 rpm.
Khi kết thúc giai đoạn điện phân làm giàu
ngừng quay điện cực để dung dịch yên tỉnh
trong vòng 15s, sau đó quét thế theo chiều
dương từ -1,2V đến +0,3V ghi đo phổ đồ
Von – Ampe hòa tan xung vi phân của Cd, In

III
và Pb
II
cao hơn rất nhiều so với
không phủ lớp màng bitmut. Điều này chứng tỏ
hoạt tính điện hóa của Cd
II
, In
III
và Pb
II
trên
BiF/NCPE là rất tốt.

Hình 1: Phổ đồ ghi đo tín hiệu I
p
của Cd
II
, In
III

và Pb
II
trên BiF/NCPE bằng Vôn-Ampe vòng
(1): dung dịch chứa nền đệm axetat + KBr, Cd
II
,
In
III
và Pb

2. Ảnh hưởng của thành phần nền
Thực hiện thí nghiệm với các dung dịch
đệm khác nhau, kết quả ở hình 2 cho thấy khi
dùng hỗn hợp đệm axetat và KBr thì phổ đồ
thu được rất cân đối và dòng đỉnh hòa tan
của Cd, In và Pb cao hơn so với sử dùng hỗn
hợp đệm axetat và KSCN hoặc chỉ có đệm
axetat. Mặt khác khi dùng hỗn hợp đệm
axetat- KSCN, hỗn hợp đệm axetat- KCl
hoặc chỉ có đệm axetat thì có hiện tượ
ng
chồng pic giữa Cd và In, không có chân pic
rõ ràng. Chính vì thế nền đệm axetat và KBr
được chọn cho các nghiên cứu tiếp theo Hình 2. Phổ đồ ghi đo tín hiệu I
p
của Cd
II
,In
III
và
Pb
II
trên BiF/NCPE ở những nền đệm khác
nhau

-1.4 -1.3 -1.2 -1.1 -1.0 -0.9 -0.8
200

dep

= –1200 mV; t
dep
= 120 s; ω = 2000 vòng/phút;
v = 30 mV/s; E
range
= –1200 mV ÷ +300 mV;
[Bi
III
] = 200ppb
3. Ảnh hưởng của nồng độ Bi
III

Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Bi
III
trong
khoảng nồng độ (0,0 - 400ppb) đến I
p
của In
III

và Pb
II
thì ta thu được kết quả là: [Bi
III
] =
200ppb là thích hợp vì I
p
(In) và I

Khi tăng thế điện phân làm giàu từ -0,8 đến
-1,2 V thì dòng đỉnh hòa tan của Cd, In và Pb
tăng tuyến tính (hình 3). Nhưng khi tăng tiếp
E
dep
đến -1,4V thì dòng đỉnh hòa tan của Cd, In
và Pb tăng không đáng kể so với dòng đỉnh hòa
tan ở thế -1,2V đồng thời phổ đồ thu được
không cân đối. Mặt khác ở thế âm hơn -1,2V có
thể có các ion kim loại Zn
II
, Ni
II
, Co
III
, … cũng
bị khử trên bề mặt điện cực làm việc, dẫn đến
làm giảm độ lặp lại (I
p
) của Cd, In và Pb. Do đó
E
dep
= -1,2V được chọn cho nghiên cứu tiếp
theo.
Kết quả thí nghiệm cho thấy, trong khoảng
thời gian điện phân làm giàu 30 ÷ 210s thì I
p

của In và Pb tăng tuyến tính. Tuy nhiên để rút
ngắn thời gian phân tích chúng tôi lựa chọn t

đối với Cd, In và Pb. Điều này rất có thể là do có
sự hình thành hợp chất gian kim loại giữa Cu-Cd
hoặc Cu-Pb bám trên điện cực làm việc và không
bị hòa tan điện hóa ở thế củ
a Cd, In và Pb. Ở
nồng độ Cu lớn hơn 20 lần nồng độ của Cd, In và
Pb thì I
p
của Cd, Pb và In giảm khoảng 30%. Tuy
nhiên ảnh hưởng của Cu trong dung dịch phân
tích có thể loại trừ bằng cách tăng nồng độ của
Bi theo tỉ lệ thuận với nồng độ của Cu. Một số
cation kim loại khác như Ni
II
, Co
III
, Cr
III
, Sb
III
có
ảnh hưởng đến I
p
của Cd, In và Pb ở nồng độ lớn
hơn 50 lần .Một số anion thường gặp trong các
mẫu môi trường như NO
3
-
, PO
4
483

Hình 4: Phổ đồ ghi đo độ lặp lại (n =10) của
Cd
II
, In
III
và Pb
II
(Các điều kiện khác như hình 2)
Hình 5: Phổ đồ ghi đo khoảng tuyến tính của
Cd
II
, In
III
và Pb
II
; (1) nền, đường (2),(3),(4), (5)
mỗi lần cho đều 3ppb Cd
II
, In
III
và Pb
II
(Các
điều kiện khác như hình 2)

7. Ứng dụng phân tích mẫu nước

Nam (TCVN).
Bảng1: Kết quả hàm lượng của các ion kim loại phân tích ở khu công nghiệp Phú Tài và Phước Lộc
Địa điểm lấy mẫu
Hàm lượng Pb(
μ
g/l) Hàm lượng Cd(
μ
g/l) Hàm lượng In(
μ
g/l)
PT1
15,214 ± 0,173
μ
g/l
< GHPH < GHPH
PT2
15,20 ± 0,164
μ
g/l
<GHPH <GHPH
PL1
21,42 ± 0,31
μ
g/l
<GHPH <GHPH
PL2
20,91 ± 0,12
μ
g/l
<GHPH <GHPH

c Lộc cho kết quả
tốt.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Wang J., Lu J., Hocevar S.B. and Farias
P. A. M., Ogorevc B. Anal. Chem., 72, pp.
3218 - 3222 (2000).
2. Morfobos M., Economou A.,
Voulgaropoulos A. Analytica Chimica Acta
519, 57 - 64 (2004).
3. E. A. Hutton, S. B. Hocevar, B. Ogorevc.
Analytica Chimica Acta, 537, 285 - 292
(2005).
4. Trần Chương Huyến, Lê Thị Hương Giang,
Hoàng Tuệ Trang. Tuyển tập công trình
khoa học tham gia Hội nghị khoa học phân
tích hóa, lý và sinh học Việt Nam lần thứ
hai, tr. 215-221 (2005). 485
STUDY ON SIMULTANOUS DETERMINATION OF CADMIUM, INDIUM AND LEAD
TRACE BY ANODIC STRIPPING VOLTAMMETRY WITH BISMUTH FILM ON
PASTE NANO CACBON ELECTRODE