ĐẠI HỌC HUẾ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

PHAN THỊ NGÂN

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN TÍCH
MỘT SỐ KIM LOẠI BẰNG PHƢƠNG PHÁP VON - AMPE
HÒA TAN ANOT DÙNG ĐIỆN CỰC MÀNG BISMUT
Demo Version - Select.Pdf SDK

Chuyên ngành: Hóa Phân tích
Mã số

: 60440118

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA PHÂN TÍCH

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. Nguyễn Đình Luyện

Thừa Thiên Huế, năm 2018


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của
riêng tôi, các số liệu và các kết quả nghiên cứu nêu trong luận
văn là trung thực, đƣợc các đồng tác giả cho phép sử dụng và
chƣa đƣợc công bố trong bất kì một công trình nào khác.

Tác giả


1.3. CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH LƢỢNG VẾT Zn, Cd, Pb VÀ Cu…...18
1.3.1. Các phƣơng pháp phân tích quang phổ…………………………………19
1.3.2. Các phƣơng pháp phân tích điện hóa…………………………………...20
CHƢƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 23
2.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU………………………………………………..23
2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................................24
2.2.1. Chuẩn bị điện cực làm việc BiFE in situ ..................................................24
2.2.2. Tiến trình thực hiện phƣơng pháp DP-ASV .............................................25
2.2.3. Phƣơng pháp khảo sát ảnh hƣởng của các yếu tố đến tín hiệu hòa tan của
Zn, Cd, Pb và Cu .......................................................................................................27
2.2.4. Phƣơng pháp đánh giá độ độ tin cậy của phƣơng pháp ASV ...................27

1


2.2.5. Phƣơng pháp xử lý số liệu ........................................................................28
2.2.6. Thiết bị, dụng cụ và hóa chất ....................................................................28
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................... 30
3.1. KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CÁC YẾU TỐ ĐẾN TÍN HIỆU HÕA TAN (Ip)
CỦA Zn, Cd, Pb VÀ Cu............................................................................................ 30
3.1.1. Ảnh hƣởng của nồng độ BiIII để tạo ra điện cực BiFE ............................. 31
3.1.2. Ảnh hƣởng của pH.................................................................................... 32
3.1.3. Ảnh hƣởng của thế điện phân làm giàu (Eđp) ...........................................33
3.1.4. Ảnh hƣởng của thời gian điện phân làm giàu (tđp) ...................................35
3.1.5. Ảnh hƣởng của tốc độ quay điện cực (ω) .................................................36
3.1.6. Ảnh hƣởng của biên độ xung vi phân (∆E) và tốc độ quét thế (v) ...........37
3.1.7. Ảnh hƣởng của chế độ làm sạch bề mặt điện cực ....................................39
3.2. ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC CHẤT CẢN TRỞ ...............................................42
3.2.1. Ảnh hƣởng qua lại giữa các kim loại........................................................ 43
3.2.2. Ảnh hƣởng của Co, Ni và Fe ....................................................................46


Viết tắt

1

Biên độ xung

Pulse amplitude

E

2

Dòng đỉnh hòa tan

Stripping peak current

Ip

3

Điện cực làm việc

Working Electrode

WE

4

Điện cực màng Bismut


RSD

9

Độ thu hồi

Recovery

Rev

10

Giới hạn định lƣợng

Limit of Quantitation

LOQ

11

Giới hạn phát hiện

Limit of Detection

LOD

12

Thế điện phân làm giàu


Von-ampe hòa tan

Stripping Voltammetry

17

Tốc độ quét thế

Sweep rate

18

Von-ampe hòa tan anot

Anodic Stripping Voltammetry

ASV

19

Von-ampe hòa tan hấp phụ

Adsorptive Stripping Voltammetry

AdSV

20

Demo Version - Select.Pdf SDK

...................................................................................................................................55
Hình 3.10. Các đƣờng hồi quy tuyến tính đối với Zn (A), Cd (B), Pb (C) và Cu (D)
trong trƣờng hợp 1 (tăng dần nồng độ 1 kim loại và cố định nồng độ 3 kim loại kia).
...................................................................................................................................56
Hình 3.11. Các
đƣờng
hồi quy tuyến
tính đối với
Zn , Cd, Pb và Cu trong trƣờng
Demo
Version
- Select.Pdf
SDK
hợp 2 (tăng dần đồng thời nồng độ cả 4 kim loại). ...................................................57
Hình 3.12. Sơ đồ quy trình phân tích đồng thời Zn, Cd, Pb và Cu trong mẫu nƣớc
bằng phƣơng pháp DP-ASV/BiFE. ...........................................................................59
Hình 3.13. Các đƣờng von-ampe hòa tan đối với mẫu NM1 khi xác định độ lặp lại.
...................................................................................................................................61
Hình 3.14. Các đƣờng von-ampe hòa tan đối với mẫu NG1 khi xác định độ đúng ..61

4


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Các phƣơng pháp UV-VIS xác định Zn, Cd, Pb, Cu ................................ 19
Bảng 1.2. Các phƣơng pháp AAS xác định Zn, Cd, Pb, Cu .....................................20
Bảng 1.3. Một số nghiên cứu xác định Pb , Zn và Cd sử dụng điện cực BiFE ( 2003
- 2014) ...................................................................................................................... 22
Bảng 3.1. Các thông số cố định ban đầu trong phƣơng pháp DP-ASV .................... 30
Bảng 3.2. Giá trị Ip và RSD ở các nồng độ BiIII khác nhau ......................................31

Bảng 3.25. Giá trị Ip (n  2) của Zn, Cd, Pb và Cu trong trƣờng hợp 1 .................... 56
Bảng 3.26. Giá trị Ip (n  2) của Zn, Cd, Pb, Cu trong trƣờng hợp 2 ........................ 57
Bảng 3.27. LOD, LOQ và độ nhạy của phƣơng pháp DP-ASV/BiFE đối với MeII .58
Bảng 3.28. Kết quả kiểm tra độ lặp lại của phƣơng pháp DP-ASV/BiFE xác định
Zn, Cd, Pb và Cu .......................................................................................................60
Bảng 3.29. Kết quả xác định độ đúng của phƣơng pháp DP-ASV/BiFE khi xác định
Zn, Cd, Pb và Cu .......................................................................................................62

5


MỞ ĐẦU
Trong các chất ô nhiễm, kim loại nặng nói chung, các kim loại độc nói riêng,
đƣợc coi là mối nguy hiểm lớn đối với môi trƣờng do chúng có thể tham gia vào
quá trình sinh hóa trong cơ thể sinh vật và ngƣời, có khả năng tích lũy sinh học và
gây độc ở hàm lƣợng thấp. Trong số các kim loại độc thƣờng gặp trong các đối
tƣợng sinh hóa và môi trƣờng, chì (Pb), cadimi (Cd), kẽm (Zn), đồng (Cu) là những
kim loại có độc tính cao và chúng thƣờng có mặt ở mức vết (< 1 ppm) hoặc siêu vết
(< 1 ppb). Để xác định những nồng độ rất nhỏ đó, cần thiết phải nghiên cứu và phát
triển các phƣơng pháp phân tích có độ nhạy và độ chọn lọc cao.
Có nhiều phƣơng pháp đƣợc dùng để phân tích vết các kim loại nhƣ: quang
phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), quang phổ phát xạ nguyên tử plasma (ICP-AES),
phổ khối plasma (ICP-MS) … Nhƣng đó là những phƣơng pháp đòi hỏi các thiết bị
phức tạp và giá thành cao. Trong khi đó phƣơng pháp von-ampe hòa tan - một trong
những phƣơng pháp phân tích điện hóa hiện đại - là phƣơng pháp có độ nhạy và độ
chọn lọc cao, giới hạn phát hiện (LOD) thấp, điển hình khoảng 5.10-8 ÷ 10-9 M, có
thể phân tíchDemo
lƣợng vết
và siêu-vết
kim loại với

Tuy vậy, đến nay chƣa có nghiên cứu nào về phát triển điện cực BiFE cho phƣơng
pháp ASV xác định đồng thời lƣợng vết Zn, Cd, Pb và Cu trong nƣớc tự nhiên.
Xuất phát từ những vấn đề trên, đề tài này đƣợc thực hiện nhằm mục đích xây
dựng đƣợc quy trình phân tích đồng thời Zn, Cd, Pb và Cu trong nƣớc tự nhiên bằng
phƣơng pháp ASV sử dụng điện cực BiFE đƣợc chế tạo theo kiểu in situ.

Demo Version - Select.Pdf SDK

7