MỤC LỤC
Bài 1. XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG SẮT TRONG NƯỚC BẰNG QUANG PHỔ UV-VIS1
Bài 1. XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG SẮT TRONG NƯỚC BẰNG
QUANG PHỔ UV-VIS
I. Tổng quan:
1. Giới thiệu chung về sắt:
- Sắt có mặt khắp nơi, cấu tạo nên vỏ trái đất. Trong nước thiên nhiên, kể cả
nước mặt và nước ngầm điều có chứa sắt. Hàm lượng sắt và dạng tồn tại của
chúng tuỳ thuộc vào từng loại nguồn nước, điều kiện môi trường, nguồn gốc
tạo thành
- Trong nước mặt, sắt tồn tại ở dạng hợp chất Fe3+, thưòng là Fe(OH)
3
không
tan, ở dạng keo hay huyền phù, hoặc ở dạng hợp chất hữu cơ phức tạp ít tan.
Hàm lượng sắt thay đổi và ít khi vượt quá 1 mg/l, đặc biệt khi nước có tính
kiềm và sẽ được khử trong quá trình làm trong nước.
- Do ion sắt hai dễ bị oxy hóa thành hydroxyt sắt ba, tự kết tủa và lắng nên sắt
ít tồn tại trong nguồn nước mặt. Đối với nước ngầm, trong điều kiện thiếu
khí, sắt thường tồn tại ở dạng ion Fe2+ và hoà tan trong nước. Khi được làm
thoáng, sắt hai sẽ chuyển hóa thành sắt ba, xuất hiện kết tủa hydroxyt sắt ba
có màu vàng, dễ lắng. Trong trường hợp nguồn nước có nhiều chất hữu cơ,
sắt có thể tồn tại ở dạng keo (phức hữu cơ) rất khó xử lý. Ngoài ra, khi nước
1
có độ pH thấp, sẽ gây hiện tượng ăn mòn đường ống và dụng cụ chứa, làm
tăng hàm lượng sắt trong nước.
- Trong nước ngầm, do có pH thấp, sắt tồn tại ở dạng ion. Sắt có hoá trị 2 là
thành phần của các muối tan như Fe(HCO3)2, FeSO4. Hàm lượng sắt có
trong các nguồn nước ngầm thường cao và phân bố không điều trong các
lớp trấm tích dưới sâu.
2. Ý nghĩa môi trường:
- Sắt là nguyên tử vi lượng cần thiết để cho cơ thể cấu tạo hồng cầu. Vì thế,

Hydroxylamin hay hydroquynon, sau đó ion sắt (II) sẽ tạo phức với
ba phân tử 1,10-phenanthrolin, phức chất này có màu đỏ cam, xảy
ra theo phản ứng:
Fe(OH)3 + 3 H+ → Fe3+ + H2O
4 Fe3+ + 2 NH2OH → 4 Fe2+ + N2O + H2O + 4 H+
Hình 2. Phản ứng tạo phức giữa Fe và thuốc thử
3
- Ở pH: 3-9, cường độ màu tỉ lệ với hàm lượng sắt (II) trong dung dịch
đo. Để phản ứng nhanh và hoàn toàn, cần điều chỉnh pH = 2.9- 3.5 và
dùng lượng thừa phenanthrolin
II. THỰC NGHIỆM
1. Hóa chất và dụng cụ:
Hóa chất:
- Dung dịch sắt chuẩn 100ppm
- Thuốc thử 1,10 phenantroline
- Hydroxylamine hydrochloride
- Sodium acetate
- Acid HNO3 đậm đặc
- Nước cất
Dụng cụ
- Bình định mức 100ml
- Pipet 1, 5, 10, 25ml
- Pipet nhựa
- Beaker 50, 250ml
- Cân điện tử
- Máy quang phổ UV-Vis
- Máy đánh siêu âm
2. Quy trình tiến hành
 Chuẩn bị dung dịch sắt chuẩn:
- Pha loãng sắt chuẩn:

V(ml) dung dịch sắt 0 (mẫu 4 8 12 16 20
5
chuẩn 5ppm trắng)
Hydroxylamine 1 1 1 1 1 1
1,10phenantroline 10 10 10 10 10 10
Sodium acetate 10 10 10 10 10 10
V(ml) pha loãng 100 100 100 100 100 100
Nồng độ sau khi
pha loãng
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
 Chuẩn bị mẫu:
- Mẫu nước thủy cục
- Lấy khoảng 150ml nước thủy cục cho vào beaker 200ml,
- Hút vài giọt HNO3 đậm đặc vào sau đó đem cô cạn nước xuống còn khoảng
15ml.
- Tiến hành pha mẫu: Hút 10ml nước cất sau cô cạn( để nguội) cho vsof bình
định mức 100ml, tiến hành cho lần lượt các chất với số lượng giống như
bảng trên, định mức bằng nước cất đến đúng vạch.
- Mẫu nước sông
- (Tương tự)
- Tiến hành đo
- Sau khi mở máy để ổn định máy khoảng 15 phút thì ta có thể chạy máy.
`Bước 1: Dò tìm bước sóng hấp thụ cực đại
Trước hết cần chạy Baseline mẫu trắng trước, sau đó chọn dung dịch
0.6ppm (hoặc một trong các dãy chuẩn) để đo thử tìm bước sóng.
6
Hình 3. Phổ của dung dịch 0.6ppm
Kết quả: λ = 509.3 với độ hấp thụ cao nhất A= 0.092
Như vậy bước sóng ta chọn bước sóng thích hợp là λ = 509.3
Bước 2: Lập đường chuẩn

1. Acetyl salicylic acid
- Aspirin, hay acetylsalicylic acid (ASA), (acetosal) là một dẫn xuất của acid
salicylic, thuộc nhóm thuốc chống viêm non-steroid; có tác dụng giảm đau, hạ sốt,
chống viêm.
Hình 5. Công thức ASA
- Tính chất
Tinh thể không màu hoặc bột kết tinh trắng, không mùi hoặc gần như
không mùi. Khó tan trong nước, dễ tan trong ethanol 96%, tan trong ether và
10
cloroform.
o Tỷ trọng 1.40 g/cm³
o Nóng chảy 138–140 °C (280–284 °F)
o Sôi 140 °C (284 °F) (phân ly)
- Sự tổng hợp aspirin được xếp vào dạng phản ứng ester hóa, ở đó nhóm alcohol từ
salicylic acid phản ứng với dẫn xuất của acid(acetic anhydride) để tạo nên một
ester. Salicylic acid được acetyl hóa bằng acetic anhydride để cho aspirin và acetic
acid như một sản phẩm phụ.

Hình 6. Phản ứng tổng hợp ASA
- Aspirin cô đặc thường có mùi giống như giấm, bởi vì aspirin có thể tự phân tách
thành acid salicylic và acid acetic
- Tác dụng
o Thuốc tác dụng lên các cơn đau nông nhẹ, khu trú hoặc lan tỏa như đau đầu,
đau cơ, đau răng, đau khớp. Đặc biệt có tác dụng tốt đối với đau do viêm.
Không có tác dụng lên các đau nội tạng như morphine.
o Không gây ngủ, không gây khoái cảm, không gây nghiện
- Độc tính
* Mặc dù các dẫn xuất của salicylic đều ít độc, dễ uống, nhưng dùng lâu có thể gây
“hội chứng salicylê” (salicylisme): buồn nôn, nôn, ù tai, điếc, nhức đầu, lú lẫn.
* Đặc ứng: Phù, mề đay, mẩn ngứa, hen

nồng độ của chất phát huỳnh quang trong dung dịch.
Thông tin thứ hai là thông tin quan trọng mà chúng ta chủ yếu sử dụng trong
phân tích huỳnh quang.
- Trong đo huỳnh quang tổng, các mẫu được chiếu xạ với bước sóng đã biết và sự
phát xạ huỳnh quang xảy ra trên phạm vi toàn dãy bước sóng được đo, Các phát xạ
được đo ở góc 90
0
để giảm thiểu hiệu ứng tán xạ. Lượng bức xạ từ chất huỳnh
quang trong mẫu, được sử dụng như một dấu hiệu của nồng độ.
Hình 8. Phát xạ huỳnh quang ở góc 90
o
- Điều này mô tả một trong rất nhiều ứng dụng trong dược phẩm của quang phổ
huỳnh quang . Đo huỳnh quang xác định acetylsalicylic acid (ASA) trong viên
thuốc aspirin, có thể thực hiện trong 1% acetic acid trong dung môi cloroform.
Trong dung môi bước sóng huỳnh quang kích thích cho ASA khoảng 290nm, và
dãy phát xạ khoảng 300-420nm.
13
II. Thực nghiệm
1. Dụng cụ- Hóa chất:
- Dụng cụ
o Máy đo phổ huỳnh quang RF
o Bình định mức 250ml, 50ml, 10ml
o Pipet thủy tinh, pipet nhựa, micropipet.
o Beaker 50ml
o Cân điện tử
- Hóa chất:
o Acetic acid
o Cloroform
o Acetone
o Acetyl salicylic chuẩn

- Pha mẫu:
Mẫu ở dạng viên do đó cần được nghiền nhỏ thành dạng bột, sau đó hòa tan bằng
dụng môi rồi cho vào bình định mức 50ml, lắc đều rồi đem lọc.
Tiến hành pha loãng xuống 50000 lần.
- Hút 100µl mẫu sau lọc vào bình định mức 10ml, tiến hành định mức tới vạch bằng
dung môi. ( Bình 1)
- Hút 100 µl mẫu ở bình 1 ( vừa định mức) cho vào bình định mức 10ml, tiến hành
định mức bằng dung môi tới vạch ( Bình 2)
- Hút 50µl mẫu vừa định mức ở bình 2 vào bình định mức 10ml, rồi định mức bằng
dung môi tới vạch.
3. Phân tích và kết quả
- Bước 1: Dò tìm bước sóng kích thích và nước sóng phát xạ:
Trước hết ta chạy mẫu dung môi, quét 200-900nm ở cả hai chế độ EX ( kích thích) và
EM ( phát xạ).
Kết quả:
Kích thích EX Phát xạ EM
λ FI
274 11.339
15
299 438.739
283 8.814
326 0.438
Tiếp theo chạy dung dịch 0.5ppm ( hay một trong các dung dịch chuẩn khác) để dò tìm
bước sóng.
Ta chọn khoảng bước sóng thích hợp là EX 282 EM 341.
- Bước 2: Chạy dung dịch chuẩn
Lần lượt chạy theo thứ tự từ thấp đến cao.
Kết quả:
Phương trình đường chuẩn : FI=K.C + B
16

các mẫu khác nhau của các chất vô cơ và hữu cơ. Hiện nay bằng phương pháp này người
18
ta có thể định lượng khoảng 65 nguyên tố kim loại và một số á kim đến giới hạn nồng độ
cở ppm bằng kĩ thuật F-AAS, và đến nồng độ ppb bằng kĩ thuật ETA-AAS với sai số
không lớn hơn 15%.
- Như chúng ta đã biết, vật chất được cấu tạo bởi các nguyên tử và nguyên tử là
phần tử cơ bản nhỏ nhất còn giữ được tính chất của nguyên tố hóa học. Trong điều kiện
bình thường nguyên tử không thu cũng không phát ra những bức xạ. Lúc này nguyên tử
bền vững và ngèo năng lượng nhất. Nhưng khi nguyên tử ở trạng thái tự do, ta chiếu
những chùm sáng có bước sóng xác định vào đám hơi nguyên tử đó, thì chúng sẽ hấp thụ
những bức xạ có bước sóng xác định ứng với những bức xạ mà chúng có thể phát ra được
trong quá trình phát xạ của chúng. Lúc đó nguyên tử đã nhận năng lượng từ tia bức xạ và
chuyển lên trạng thái kích thích có năng lượng cao hơn. Quá trình đó là quá trình hấp thu
năng lượng của nguyên tử tự do ở trạng thái hơi và tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử của
nguyên tố đó. Phổ sinh ra trong quá trình này gọi là phổ hấp thụ nguyên tử.
- Trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử để xác định một nguyên tố hay một hợp
chất người ta có thể tiến hành phân tích ngay chính chất đó theo phổ hấp thụ nguyên tử
của nó, như phân tích các kim loại, hay qua việc đo phổ hấp thụ nguyên tử của một chất
khác, khi chất phân tích không có tính chất hấp thụ nguyên tử, nhưng chất này lại có một
sự tương tác rất định lượng về mặt hóa học theo một phản ứng hóa học nhất định với một
kim loại có phổ hấp thụ nguyên tử nhạy. Do đó xuất hiện hai loại phương pháp phân tích
định lượng theo phổ hấp thụ nguyên tử, đó là:
- Các phương pháp phân tích trực tiếp, cho chất có phổ AAS và
- Các phương pháp phân tích gián tiếp, cho chất không có phổ AAS
- Trong quá trình phân tích hàm lượng sắt ta chỉ đề cập đến phương pháp xác định
trực tiếp
- Về nguyên tắc thì tất cả các nguyên tố và các chất có phổ hấp thụ nguyên tử
chúng ta đều có thể xác định nó một cách trực tiếp theo phổ hấp thụ nguyên tử của nó từ
dung dịch mẫu phân tích. Nghĩa là các phương pháp xác định trực tiếp chỉ phù hợp cho
19

- Các phương pháp phân tích trực tiếp này là thích hợp để xác định các kim loại,
mà bản thân chúng có phổ hấp thụ nguyên tử. Nhưng trong khoảng năm năm lại đây,
nhiều phương pháp phân tích gián tiếp đã xuất hiện để phân tích các chất không có phổ
hấp thụ nguyên tử, ví dụ như xác định các Anion, các nhóm phân tử, các hợp chất hữu cơ,
các dược phẩm.
II. Thực nghiệm
1. Dụng cụ và hóa chất
- Máy phổ hấp thụ nguyên tử
- Máy đánh siêu âm
- 6 bình định mức 50ml
- 1 bình định mức 1lít
- 5 beaker 100ml
- pipet thủy tinh: 1ml, 5ml, 10ml
- pipet nhựa
- HNO
3
đậm đặc
- Fe chuẩn
- Nước thủy cục
2. Các bước tiến hành
2.1. Điều chế dung dịch chuẩn:
Pha dãy chuẩn với nồng độ 2.00; 4.00; 6.00; 8.00; 10.00ppm
- Từ dung dịch Fe chuẩn 1000ppm pha xuống 100ppm trong bình định mức 50ml ta
lấy Vml
.1000 100 .50
5
V ppm ppm ml
V ml
=
⇒ =

 Mở phần mềm của máy vào Worksheet
→
new (tạo file mới), đặt tên và chọn nơi
lưu.
- Cài đặt các điều kiện tối ưu cho máy để chạy mẫu.
• Element: Fe
• Instrument type: Flame
• Conc. Units: mg/L
• Instrument Mode: Absorption
• Sampling Mode: Manual
• Calibration Mode: Concentration
• Measurement Mode: PROMT
• Wavelength: 248.3 nm
22
• Lamp Current: 5.0mA
• Lamp position: 2(do đèn Fe ở vị trí số 2)
• Background Correction: BC On
• Standard 1: 2.000mg/L
• Standard 2: 4.000mg/L
• Standard 3: 6.000mg/L
• Standard 4: 8.000mg/L
• Standard 5: 10.000mg/L
• Calibration Algorithm: liner
• Flamp Type: Air/Acetylene
• Air Flow: 3.50L/min
• Acetylene Flow: 1.50L/min
- Tiếp theo vào tab Analysis
→
Ấn select
→

• Lần 3: 4.571 0.6 0.3197
Conc mg/L : nồng độ
%Prec : độ chính xác, độ tin cậy (dưới 30% là tốt nhất)
Abs : độ hấp thụ
Nhận xét:
- Nồng độ mẫu ở khoảng 4.546ppm
24
Hình 11. Phổ của mẫu Fe chuẩn
 Dãy chuẩn
Conc mg/L %Prec Abs
• Standard 1: 2.000 0.9 0.1286
• Standard 2: 4.000 0.8 0.2648
• Standard 3: 6.000 1.0 0.3624
• Standard 4: 8.000 0.6 0.4519
• Standard 5: 10.000 0.9 0.5423
Hình 12. Đồ thị đường chuẩn của dãy sắt chuẩn
 Mẫu nước thủy cục
25