Download miễn phí Luận văn Sử dụng phương pháp động học xúc tác đo quang để xác định lượng vết Mangan trong nước
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
Chương 1. TỔNG QUAN 3
1.1. ĐẶC TÍNH PHÂN TÍCH CỦA MANGAN 3
1.1.1. Mangan kim loại (mức oxi hóa 0) 3
1.1.2. Hợp chất của Mn(II) 4
1.1.3. Hợp chất của Mn(III) 5
1.1.4. Hợp chất của Mn(IV), Mn(V) 5
1.1.5. Hợp chất của Mn(VI) 6
1.1.6. Hợp chất của Mn( VII) 6
1.2. PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ 7
1.3. PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG VÀ ĐỘNG HỌC XÚC TÁC 8
1.3.1. Phương pháp trắc quang 8
1.3.2. Phương pháp động học xúc tác 14
Chương 2. THỰC NGHIỆM 19
2.1. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19
2.2. HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ 20
2.2.1. Hóa chất 20
2.2.2. Thiết bị 22
2.3. QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH 22
2.3.1. Cách tiến hành khảo sát các điều kiện thí nghiệm ở 25oC và 80oC 22
2.3.2. Quy trình xác định ảnh hưởng các ion lạ 23
2.3.3. Quy trình xác định mẫu giả 24
2.3.4. Quy trình phân tích mẫu thực tế 24
2.4. XỬ LÝ SỐ LIỆU THỐNG KÊ 25
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27
3.1. KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN THÍ NGHIỆM 27
3.1.1. Thí nghiệm sơ bộ 27
3.1.2. Thứ tự cho các chất vào bình phản ứng 30
3.1.3. Ảnh hưởng của pH 31
3.1.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian phản ứng 35
3.1.5. Ảnh hưởng của nồng độ KIO4 39
3.1.6. Ảnh hưởng của nồng độ chất hoạt hoá xúc tác phen- 40
3.1.7. Ảnh hưởng của nồng độ RhB 42
3.1.8. Ảnh hưởng của nồng độ chất xúc tác Mn2+ 43
3.2. ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ ION LẠ 50
3.2.1. Ảnh hưởng của Fe(III) 51
3.2.2. Ảnh hưởng của các ion khác 52
3.3. XÁC ĐỊNH MANGAN TRONG MẪU GIẢ 54
3.4. XÁC ĐỊNH MANGAN TRONG MẪU THỰC TẾ 55
KẾT LUẬN 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO 61
http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2013-12-27-luan_van_su_dung_phuong_phap_dong_hoc_xuc_tac_do_q.LDV35yVJHP.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-51715/Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
nhanh, 1 giờ có thể xác định được 30 – 60 mẫu.
S.Nakano và các cộng sự đã áp dụng kỹ thuật FIA để xác định Mn(II) xúc tác cho phản ứng oxi hóa 2,2’-azinobis(3-etylbenzothiazolin-6-sunfonic axit) bằng KIO4. Phản ứng này được hoạt hóa bằng phen-. Phương pháp này cho phép xác định Mn(II) trong nước sông, hồ với khoảng xác định là 0,05 – 1 mg/l.[34]
Hệ phản ứng oxi hóa N,N’-bis(2-hydroxy-3-sunfopropyl)tolidin bằng KIO4 với Mn(II) xúc tác, chất hoạt hóa là 2,2’bipyridin cho phép xác định Mn(II) trong nước sông, hồ. Phương pháp này sử dụng kỹ thuật FIA với khoảng xác định Mn(II) là 0,02 – 3 mg/l. [35]
Ling Su và các cộng sự đã áp dụng phương pháp động học xúc tác xác định Mn(II) trong nước tự nhiên. Phương pháp này sử dụng kỹ thuật FIA, thuốc thử hữu cơ là 4,4’-bis(dimetylamino)-diphenylmetan, chất oxi hóa là KIO4, chất hoạt hóa là NTA. Phương pháp cho giới hạn phát hiện là 0,073 mg/l.[28]
Như vậy, cho đến ngày nay, phương pháp động học xúc tác vẫn phát triển mạnh. Các nhà nghiên cứu vẫn đang tiếp tục tìm ra các thuốc thử hữu cơ cũng như áp dụng các kỹ thuật hiện đại, tìm được phương pháp có độ chọn lọc tốt và độ nhạy cao.
Chương 2. THỰC NGHIỆM
2.1. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Phương pháp nhạy và khá chọn lọc để xác định Mn là động học xúc tác. Từ phần tổng quan trên cho thấy, hệ động học xúc tác sử dụng rất nhiều thuốc thử hữu cơ làm chất chỉ thị trong đó có Rhodamin B (RhB) đã được dùng để xác định Mn trong chè [29] và trong hợp kim [37]. Trong luận văn này, chúng tui lựa chọn hệ RhB và KIO4 để xác định lượng nhỏ Mn(II). Trong quá trình oxi hóa này, RhB mất màu. Nhờ khả năng xúc tác của Mn(II), tốc độ phản ứng tăng lên và tốc độ phản ứng được hoạt hóa bằng o-phenanthrolin (phen-). Tốc độ mất màu của RhB là chỉ thị cho tốc độ oxi hóa. Giả sử phản ứng oxi hóa xảy ra như sau:
RhB + KIO4 ® R' + KIO4' (1).
Khi có mặt chất xúc tác Mn2+ có các phản ứng :
KIO4 + Mn2+ ® KIO4' + Mn* (2)
Mn* + RhB ® R' + Mn2+ (3)
trong đó R' – dạng oxi hóa của RhB
KIO4' –sản phẩm quá trình khử KIO4;
Mn* - trạng thái xúc tác của Mn2+ (Mn3+ hay Mn4+) tạo phức với phen-.
Giả sử phản ứng (3) xảy ra nhanh nên tốc độ giảm màu của RhB nhanh. Tốc độ phản ứng chung của hệ phụ thuộc vào tốc độ phản ứng (2). Như vậy, tiến hành đo quang dung dịch RhB sẽ tính được nồng độ của Mn(II).
Trên cơ sở đó, chúng tui sẽ tiến hành các bước sau:
- Khảo sát đặc trưng phổ của hệ phản ứng chỉ thị oxi hóa RhB và KIO4. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hệ phản ứng đó như: độ pH, thời gian và nhiệt độ phản ứng, nồng độ KIO4, nồng độ phen-, nồng độ RhB.
- Khảo sát tác dụng xúc tác của Mn(II): xác định được giới hạn định lượng, giới hạn phát hiện, độ lặp lại, sai số hệ thống.
- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng. Đánh giá được độ thu hồi và cách khắc phục.
- Ứng dụng phương pháp này vào phân tích mẫu giả và nước bề mặt. Kết quả được so sánh với phương pháp AAS.
- Các kết quả được xử lý số liệu thống kê bằng phần mềm Minitab.
2.2. HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ
2.2.1. Hóa chất
Các hóa chất sử dụng đều ở dạng tinh khiết phân tích (PA) và sử dụng nước cất hai lần.
Dung dịch chuẩn gốc Mn(II): 1000 mg/l (Merk).
Dung dịch Mn(II) 10mg/l: lấy 1ml dung dịch chuẩn gốc Mn(II) vào bình định mức 100ml, thêm 0,15ml HNO3 đặc, định mức đến vạch bằng nước cất sao cho pH dung dịch khoảng 2 – 3.
Từ dung dịch Mn(II) 10mg/l, pha chế dung dịch Mn(II) làm việc hàng ngày là 100 µg/l có pH khoảng 2 - 3.
Dung dịch RhB gốc 4.10-4 M: cân 0,0479g RhB (C28H31O3N2Cl), chuyển vào bình định mức cỡ 250ml, hòa tan và định mức đến vạch bằng nước cất .
Dung dịch KIO4 gốc 0,01M: cân 0,5750g KIO4, chuyển vào bình định mức cỡ 250ml, hòa tan và định mức đến vạch bằng nước cất .
Dung dịch phen- 0,01 M: cân 0,4950g phen- (C12H8N2), chuyển vào bình định mức cỡ 250ml, hòa tan và định mức đến vạch bằng nước cất.
Từ dung dịch phen- 0,01M, pha dung dịch phen- hàng ngày sử dụng có nồng độ 2,5.10-4M.
Dung dịch đệm axetat: pha dung dịch đệm từ dung dịch CH3COONa 0,5M (Ac-Na) và dung dịch CH3COOH 0,5M (Ac).
Dung dịch đệm pH = 3,8: trộn dung dịch Ac-Na và dung dịch Ac theo tỉ lệ thể tích 12 : 88. Dùng máy đo pH kiểm tra lại và điều chỉnh cho thích hợp bằng dung dịch HCl loãng và NaOH loãng.
Để có dung dịch đệm với pH khác nhau, điều chỉnh từ dung dịch đệm pH = 3,8 bằng dung dịch HCl loãng và NaOH loãng và kiểm tra bằng máy đo pH.
Các dung dịch ion ảnh hưởng đến phép phân tích như Cu2+, Ni2+, Co2+, Fe3+, Zn2+, Cl-, PO43-,… được pha chế để có nồng độ thích hợp từ dung dịch chuẩn gốc 1000mg/l (Merk).
Dung dịch NH4SCN 2M: cân 15,202g NH4SCN, chuyển vào bình định mức cỡ 100ml, hoà tan và định mức đến vạch bằng nước cất.
Dung dịch chất che: dung dịch NaF 0,5M (cân 2,10g NaF, chuyển vào bình định mức cỡ 100ml, hòa tan và định mức đến vạch bằng nước cất) và dung dịch citrat 0,5M (cân 14,71g natri xitrat, chuyển vào bình định mức cỡ 100ml, hòa tan và định mức đến vạch bằng nước cất. Điều chỉnh pH của dung dịch nằm trong khoảng 3 – 4).
2.2.2. Thiết bị
Máy UV-VIS 1601 (Shimazu - Nhật) với dải đo 190 – 1100nm.
Cuvet thạch anh dày 1,0cm.
Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS A800 (Perkin Elmer – Mỹ).
Máy đo pH với cặp điện cực kép (Thermo Orion - Mỹ).
Nồi điều nhiệt (Trung Quốc).
Đồng hồ hẹn giờ.
2.3. QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH
2.3.1. Cách tiến hành khảo sát các điều kiện thí nghiệm ở 25oC và 80oC
2.3.1.1. Phản ứng tiến hành ở 25oC
Lấy vào hai dãy bình định mức 10ml để có
Dãy 1: RhB 8.10-6M, đệm pH = 3,8 có nồng độ đệm 0,15M; phen- 5.10-5M, Mn(II) 5ng/ml; KIO4 6.10-4M.
Dãy 2 (đường nền): có các chất như dãy trên nhưng không có Mn(II).
Theo dõi tốc độ phản ứng từ lúc cho KIO4. Ngay khi thêm KIO4, định mức, lắc đều và nhanh chóng đưa dung dịch vào cuvet máy trắc quang và theo dõi đồng hồ đến giây thứ 30 ghi độ hấp thụ quang phụ thuộc vào thời gian (A – t) ở bước sóng 550 nm, dung dịch so sánh là nước cất. Dung dịch được đo đến giây thứ 120. Từ kết quả này xác định được giá trị tga = DA/Dt, DA = A30 – A120, A30 – độ hấp thụ quang ở giây thứ 30, A120 - độ hấp thụ quang ở giây thứ 120. Mn(II) được xác định theo tga.
2.3.1.2. Phản ứng tiến hành ở 80oC
Nếu không có chất ức chế: Cũng hỗn hợp pha 2 dãy như trên nhưng có nồng độ phen- 10-5M và Mn(II) 3ng/ml. Sau khi cho KIO4, đưa bình vào nồi điều nhiệt, giữ ở 80oC trong vòng 8,5 phút. Lấy ra làm nguội nhanh đến nhiệt độ phòng.
Nếu có chất ức chế: lấy vào ống nghiệm chịu nhiệt dung tích 10ml, dung dịch RhB 8.10-6M, phen- 10-5M, pH = 3,8; Mn(II) 3ng/ml; KIO4 6.10-4M, thêm nước cất sao cho thể tích dung dịch khoảng 9,5 ml. Gia nhiệt dung dịch hỗn hợp ở 80oC trong thời gian 8,5 phút sau đó thêm NH4SCN 0,02M. Làm nguội dung dịch đến nhiệt độ phòng. Chuyển vào bịnh định mức dung tích 10ml, thêm nước cất đến vạch và lắc đều.
Đo độ hấp thụ quang của từng dung dịch ở bước sóng 550 nm, dung dịch so sánh là nước cất. Từ kết quả này xác định được giá trị DA = Anền – Acó Mn(II). Mn(II) được xác định theo độ hấp thụ quang DA.
2.3.2. Quy trình xác định ảnh hưởng các ion lạ
Lấy vào hai dãy bình định mức 10ml để có
Dãy 1: R...
