Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Ngọc Anh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

------------------

Nguyễn Thị Ngọc Anh

NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH CÁC DẠNG ANTIMON SỬ
DỤNG KỸ THUẬT CHIẾT PHA RẮN VÀ PHỔ HẤP THỤ
NGUYÊN TỬ - HIĐRUA HÓA

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội, Năm 2014


Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Ngọc Anh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

------------------

Nguyễn Thị Ngọc Anh


viên tôi trong thời gian làm luận văn.
Hà Nội, ngày 24 tháng 12 năm 2014
Học viên

Nguyễn Thị Ngọc Anh


Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Ngọc Anh
MỤC LỤC

MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN .......................................................................................2
1.1. Phân tích dạng nguyên tố và vai trò của phân tích dạng ......................................2
1.1.1.Khái niệm phân tích dạng nguyên tố .............................................................2
1.1.2. Vai trò của phân tích dạng nguyên tố ......... Error! Bookmark not defined.
1.2. Các phƣơng pháp xác định dạng nguyên tố ....... Error! Bookmark not defined.
1.2.1. Phƣơng pháp phân tích xác định dạng kim loại trong nƣớc tự nhiên . Error!
Bookmark not defined.
1.2.2. Phƣơng pháp phân tích xác định dạng kim loại trong đất – trầm tích Error!
Bookmark not defined.
1.3. Giới thiệu chung về antimon .............................. Error! Bookmark not defined.
1.3.1. Trạng thái tự nhiên và ứng dụng của AntimonError!

Bookmark

not

defined.


2.1.1. Mục tiêu nghiên cứu.................................... Error! Bookmark not defined.
2.1.2. Phƣơng pháp nghiên cứu............................. Error! Bookmark not defined.
2.1.3. Nội dung nghiên cứu ................................... Error! Bookmark not defined.
2.2. Hóa chất và dụng cụ thí nghiệm......................... Error! Bookmark not defined.
2.2.1. Hóa chất ...................................................... Error! Bookmark not defined.
2.2.2. Dụng cụ và trang thiết bị đo ........................ Error! Bookmark not defined.
2.2.3. Các phần mềm tính toán và xử lí ............ Error! Bookmark not defined.
2.3. Tiến hành thí nghiệm ......................................... Error! Bookmark not defined.
2.3.1. Nghiên cứu khả năng tách dạng Sb(III), Sb(V) theo phƣơng pháp tĩnh
............................................................................... Error! Bookmark not defined.
2.3.2. Nghiên cứu khả năng tách dạng Sb(III), Sb(V) theo phƣơng pháp động sử
dụng cột chiết pha rắn M500 ..................................... Error! Bookmark not defined.
2.3.3. Quy trình xử lý mẫu thực tế ........................ Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......... Error! Bookmark not defined.
3. 1. Nghiên cứu điều kiện tối ƣu xác định hàm lƣợng Sb(III) bằng phƣơng pháp
HG – AAS ................................................................. Error! Bookmark not defined.
3.1.1. Điều kiện đo phổ AAS xác định Sb(III) ..... Error! Bookmark not defined.
3.1.2. Khảo sát khoảng tuyến tính và lập đƣờng chuẩn xác định Sb(III) ..... Error!
Bookmark not defined.
3.1.3. Ảnh hƣởng của các ion lạ đến phép xác định Sb(III)Error!

Bookmark

not defined.
3.1.4. Ảnh hƣởng của các chất khử đến khả năng khử Sb(V)thành Sb(III).. Error!
Bookmark not defined.
3.1.5. Ảnh hƣởng của nồng độ H+ đến khả năng chuyển hóa Sb(III) thành Stibin
bằng NaBH4 .......................................................... Error! Bookmark not defined.
3.1.6. Ảnh hƣởng của nồng độ NaBH4 đến khả năng khử Sb(III) thành stibin


Phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao

MS

Phƣơng pháp phổ khối lƣợng

AAS

Phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử

GC

Sắc kí khí

CE

Phƣơng pháp điện di

GF-AAS

Phƣơng pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa

LOQ

Giới hạn định lƣợng

LOD

Giới hạn phát hiện

..................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.6: Ảnh hƣởng của thời gian đến dung lƣợng trao đổi ion .... Error! Bookmark
not defined.
Hình 3.7: Ảnh hƣởng của nồng độ Sb(III) ban đầu đến % Sb(III) giữ trên vật liệu
..................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.8: Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng tốc độ nạp mẫu đến %Sb(III) giữ trên cột ..... Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.9: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc tốc độ rửa giải đến hiệu suất thu hồi Sb(III)….44
Hình 3.10:Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc thể tích dung dịch rửa giải đến hiệu suất thu
hồi Sb(III) .................................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.11: Địa điểm lấy mẫu nƣớc mặt xung quanh nhà máy Supephotphat Lâm
Thao – Phú Thọ ........................................................... Error! Bookmark not defined.


Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Ngọc Anh


Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Ngọc Anh
DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Quy trình phân tích dạng kim loại của Kersten và Forstner Error! Bookmark
not defined.
Bảng 1.2: Giới hạn tối đa ô nhiễm của Antimon trong thực phẩm Error! Bookmark not
defined.
Bảng 1.3: Yêu cầu kỹ thuật đối với các dụng cụ, vật chứa đựng, bao bì làm bằng nhựa
tổng hợp có thành phần chính là nhựa PET ..................... Error! Bookmark not defined.

Bảng 3.14: Ảnh hƣởng thể tích dung dịch H2O rửa giải đến hiệu suất thu hồi Sb(III)
......................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.15: Kết quả đánh giá độ đúng của phƣơng pháp SPE – HG - AAS ............ Error!
Bookmark not defined.
Bảng 3.17: Thành phần mẫu giả xác định Sb(III) ........... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.18: Kết quả phân tích mẫu giả xác định Sb(III) .. Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.19 : Kết quả phân tích hàm lƣợng Sb(III), Sb(V) trong mẫu nƣớc ............. Error!
Bookmark not defined.
Bảng 3.20 : Kết quả phân tích hàm lƣợng Sb(III), Sb(V) trong mẫu đất ................ Error!
Bookmark not defined.


Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Ngọc Anh
MỞ ĐẦU

Ngày nay, sự phát triển của khoa học kỹ thuật đã làm cho đời sống của con
ngƣời ngày càng đƣợc nâng cao. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển đó là tình trạng ô
nhiễm môi trƣờng ngày càng trở nên nghiêm trọng. Số lƣợng các chất độc phân tán
trong môi trƣờng ngày một nhiều hơn do các hoạt động sản xuất và tiêu thụ đa dạng
của con ngƣời ngày một tăng. Trong số đó, Antimon là nguyên tố đƣợc Liên minh
châu Âu và cơ quan bảo vệ môi trƣờng của Hoa Kì xếp vào danh sách các chất độc hại
bị cấm theo công ƣớc Basel. Tùy theo nguồn ô nhiễm và điều kiện phát tán, Sb đi vào
môi trƣờng theo nhiều con đƣờng và tồn tại ở nhiều dạng khác nhau, khả năng phân
tán và di chuyển trong môi trƣờng, hấp phụ và tƣơng tác lên cơ thể con ngƣời của các
dạng cũng khác nhau [29, 56]. Ở các liều lƣợng nhỏ, antimon gây ra đau đầu, hoa mắt,
trầm cảm. Các liều lƣợng lớn gây ra buồn nôn nhiều và thƣờng xuyên và có thể gây tử
vong sau vài ngày. Các dạng Sb(III) và Sb(V) vô cơ đều độc hại, Sb(III) vô cơ độc hại
hơn gấp nhiều lần Sb(V) vô cơ [55]. Vì vậy, việc định lƣợng các dạng Sb để đánh giá

Theo tài liệu của IUPAC đã công bố [13,24], một số khái niệm trong hóa học
phân tích dạng nguyên tố đƣợc diễn giải nhƣ sau:
+ Dạng hóa học của một nguyên tố (Chemical species): hình thái đặc trƣng của
một nguyên tố nhƣ đồng vị hóa học; trạng thái oxi hóa - khử; trạng thái hóa trị; hợp
chất hoặc cấu tạo phân tử.
+ Phân tích dạng (Speciation analysis): các hoạt động phân tích nhằm định tính
hoặc định lƣợng một hay nhiều dạng hóa học riêng biệt trong một mẫu phân tích.
+ Quá trình phân tách dạng nguyên tố (Fractionation): quá trình tách rời dạng cụ
thể của một nguyên tố ở giữa những dạng hóa học khác có trong một hệ.
* Phép phân tích dạng có thể đƣợc xét theo các cách khác nhau:
- Theo nguyên tố:
Hầu hết các nguyên tố hóa học từ kim loại đến phi kim đã đƣợc nghiên cứu, trong đó
dạng tồn tại của các kim loại từ các kim loại phổ biến (Ca, Mg, Fe, Cu, Pb, Al...) đến các
kim loại ít phổ biến nhƣ (V, Cr, Mo...) đã đƣợc nghiên cứu nhiều nhất [22, 52].
- Theo đối tƣợng phân tích:
Trong các đối tƣợng phân tích nghiên cứu dạng thì các loại đất [47,34], tiếp đến là
các loại nƣớc đã đƣợc nghiên cứu nhiều [22]. Có thể do ít hoặc không phải xử lý mẫu
nên nƣớc biển là đối tƣợng đƣợc nghiên cứu nhiều nhất. Sau nƣớc biển phải kể đến
nƣớc sông, nƣớc hồ là đối tƣợng chính của phép phân tích dạng. Ngoài các đối tƣợng
là nƣớc sạch thì nƣớc thải, bùn, trầm tích cũng đã đƣợc xét đến trong phép phân tích
dạng [24,46,52]. Có thể do cá là một trong những nguồn tích lũy sinh học quan trọng
nên trong thực tế, các nhà nghiên cứu thƣờng chọn cá (nhất là cá biển) làm đối tƣợng
để nghiên cứu phân tích dạng kim loại trong thực phẩm [43].
Hiện nay phân tích dạng nguyên tố trong các đối tƣợng môi trƣờng thƣờng tập
trung vào xác định các dạng sau:
+ Dạng hóa trị hoặc số oxi hóa cụ thể của một nguyên tố trong mẫu phân tích (ví
dụ nhƣ xác định hàm lƣợng Cr(IV) hoặc Cr(VI) có trong nƣớc).

2


11. A. Bellido-Martín, J.L. Gómez-Ariza, P. Smichowsky, D. Sánchez-Rodas

(2009), “Speciation of antimony in airborne particulate matter using ultrasound
probe fast extraction and analysis by HPLC-HG-AFS”, Analytica Chimica Acta,
649, 191–195.
12. AbbasAfkhami, TayyebehMadrakian, AzizehAbdolmaleki (2005), Sensitive
Kinetic-Spectrophotometric Determination of Sb (III) Based on Its Inhibitory

3


Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Ngọc Anh

Effect on the Decolorization Reaction of Methyl Orange, Croatica Chemica Acta
CCACAA 78 (4), p. 569 – 574.
13. Agata Kot, Jacek Namiesnèik (2000). The role of speciation in analytical

chemistry, Trends in analytical chemistry, vol. 19.
14. Amauri A. Menegário, Ariovaldo José Silva, Eloísa Pozzi, Steven F. Durrant,

Cassio H. Abreu Jr (2006),On-line determination of Sb(III) and total Sb using
baker's yeast immobilized on polyurethane foam and hydride generation
inductively coupled plasma optical emission spectrometry, Spectrochimica Acta
Part B, 61, 1074–1079.
15. A.Menéndez García, M.C Pérez Rodrí guez, J.E Sán chez Uria, A.Senz – Medel
(1995), Sb(III) and Sb(V) separation and analytical speciation by a continuous tandem
on-line separation device in connection with inductively coupled plasma atomic
emission spectrometry, Analytical chemistry, 128 - 132.

single-drop microextraction with in situ stibinegeneration for the determination of
antimony

(III)

and

total

antimony

by

electrothermal-atomic

absorption

spectrometry, Microchim Acta, 164, 77–83.
23. H.M. Crews, R.C. Cornelis (2003). Handbook of Elementtal Speciation:
Techniques and Methodology, Introduction Chapter 1. John Wiley & Sons, Ltd.
24. I. Clemen, M. Birringer, E. Block, J.F. Tyson (2000), Chemical speciation
influences comparative activity of selenium-enriched garlic and yeast in mammary
cancer prevention, Agric. Food Chem., Vol. 48(6), 2062-2070.
25. Ida De Gregori, Waldo Quiroz, Hugo Pinochet, Florence Pannier, Martine

Potin-Gautier (2005), Simultaneous speciation analysis of Sb(III), Sb(V) and
(CH3)3SbCl2 by high performance liquid chromatography-hydride generationatomic fluorescence spectrometry detection (HPLC-HG-AFS):Application to
antimony speciation in sea water, Journal of Chromatography A, 1091, 94-101.
26. J. Frederick W. Mosselmans, George R. Helz, Richard A.D. Pattrickc, John M.


32. L. Łukaszczyk,W.Zyrnicki (2010), “Speciation analysis of Sb(III) and Sb(V) in

antileishmaniotic drug using Dowex 1×4 resin from hydrochloric acid solution”,
Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 52, 747-751.
33. María Beatriz de la Calle Gunti as, Yolanda Madrid, and Carmen

Casmasmaara

(1992),

“Speciation

of

Antimony

by

Atomic

Absorption

Spectrometry. Applicability to Selective Determination of Sb(III) and Sb(V) in Liqid
Samples and of Bioavailable Antimony in Sediments and Soil Samples", 149-155.
34. Meinrat O. Andreae, Jean-Francois Asmodé, Panayotis Foster, and Luc Van’t

dack

(1981),


filled with Amberlite XAD-8 resin”, Analytica Chimica Acta, 505, 37-41.

6


Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Ngọc Anh

39. Pablo H. Pacheco,Raúl A. Gil, Luis D. Martineza, Griselda Pollad, Patricia

Smichowski (2007), “A fully automated system for inorganic antimony
preconcentration and speciation in urine”, Analytica chimica acta, 603, 1–7.
40. Ricardo E. Rivas, Ignacio López-García, Manuel Hernández-Córdoba (2009),

“Speciation of very low amounts of arsenic and antimony in waters using
dispersive liquid–liquid microextraction and electrothermal atomic absorption
spectrometry”, Spectrochimica Acta Part B, 64, 329–333.
41. Ricard

Miravet,

José

Fermín

López-Sánchez,

Roser


7


Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Ngọc Anh

49. Tian-Long Deng, Yu-Wei Chen, Nelson Belzile (2001), “Antimony speciation at

ultra trace levels using hydride generation atomic fluorescence spectrometry and 8hydroxyquinoline as an efficient masking agent”, Analytica Chimica Acta, 432, 293–302.
50. T.Guerin, M. Astruc, A. Batel, M. Borsier (1997), “Multielemental speciation

of As, Se, Sb and Te by HPLC-ICP-MS”, Talanta, 44, 2201-2208.
51. T. Lam Michael, J. Murimboh, N.M. Hassan (2001), “Kinetic speciation of lead and
cadmium in freshwaters using square-wave anodic stripping voltammetry with a thin
mercury film rotating disk electrode”, Electroanalysis, Vol. 13(2), 94-99.
52. Ulrich N, Shaked P, Zilberstein D, “Speciation of antimony(III) and

antimony(V) in cell extracts by anion chromatography/inductively coupled plasma
mass spectrometry”, Fresenius’ Journal analytical chemistry, 368, 2-6.
53. Vivian Silva Santosa,Wilney de Jesus Rodrigues Santosb, Lauro Tatsuo Kubotab

(2009), César Ricardo Teixeira Tarleya, “Speciation of Sb(III) and Sb(V) in
meglumine antimoniate pharmaceutical formulations by PSA using carbon nanotube
electrode”, Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 50, 151-157.
54. Winship KA (1987), Toxicity of antimony and its compounds, Adv Drug React
Acute Poisoning Rev. : p 67–90.
55. World Health Organisation (1996), In Elements in Human Nutrition and Health,
WHO, Geneva.
56. Xirong Huang, Wenjuan Zhang, Shuhua Han, Yongquan Yin, Guiying Xu,

(2010),“High

performance

liquid

chromatography coupled to atomic fluorescence spectrometry for the speciation of
the hydride and chemical vapour-forming elements As, Se, Sb and Hg: A critical
review”, Analytica Chimica Acta, 671, 9–26.

8