Thạc Sĩ Nghiên cứu chiết - trắc quang phức đaligan trong hệ 1-(2-pyridilazơ)-2-naphtol (PAN) - Pb(II) - CCl3

MỞ ĐẦU


Chì là một nguyên tố có nhiều ứng dụng quan trọng trong khoa học, kĩ thuật và đời sống: Dùng để làm ắc quy, đầu đạn, các ống dẫn trong công nghệ hoá học, đúc khuôn để in chữ, chế tạo thuỷ tinh pha lê, pha vào xăng để tăng thêm chỉ số octan. Do có tính ngăn cản mà người ta dùng chì làm áo giáp cho nhân viên: chụp X quang, lò phản ứng hạt nhân, đựng nguyên tố phóng xạ, cho vào màn hình vi tính, ti vi.
Tuy nhiên, bên cạnh đó chì cũng là nguyên tố gây nhiễm độc cho môi trường, đặc biệt trước lúc xăng 95 chưa ra đời thì hàm lượng chì trong xăng do các động cơ đốt trong thải ra cho môi trường là rất lớn, ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường nhất là những tuyến đường quốc lộ. Nhiễm độc chì rất khó cứu chữa, chì có thể tích luỹ trong cơ thể người mà không bị đào thải.
Việc ô nhiễm các nguồn nước, thực phẩm, sữa, rau quả bởi chì đã gây ra những bệnh hiểm nghèo như ung thư, ảo giác, quái thai, . ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ cộng đồng.
Chì là nguyên tố có khả năng tạo phức với nhiều phối tử, đặc biệt là phối tử hữu cơ. Cho nên nghiên cứu sự tạo phức của chì và tìm ra một phương pháp phân tích nhanh, chính xác hàm lượng chì trong các đối trượng phân tích khác nhau là vô cùng quan trọng, có tính thời sự, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.
Trong thời gian qua, việc phân tích chì trong các mẫu vật đã được nghiên cứu bằng nhiều phương pháp khác nhau, tuy nhiên vẫn chưa có một tài liệu nào công bố hoàn chỉnh về việc nghiên cứu sự tạo phức và chiết phức đaligan của chì với thuốc thử 1-(2-pyridilazơ)-2-naphtol (PAN) hoặc công bố ở những điều kiện thí nghiệm khác nhau. Sau khi xem xét, chúng tôi nhận thấy nghiên cứu phức màu của chì bằng phương pháp chiết - trắc quang là một trong những phương pháp có nhiều triển vọng, mang lại hiệu quả và phù hợp với điều kiện phòng thí nghiệm ở nước ta.

Xuất phát từ tình hình thực tế này, chúng tôi đã chọn đề tài: “Nghiên cứu chiết - trắc quang phức đaligan trong hệ 1-(2-pyridilazơ)-2-naphtol (PAN) - Pb(II) - CCl3COOH và ứng dụng phân tích''.
Để thực hiện đề tài này chúng tôi tập trung giải quyết các nhiệm vụ sau:

1. Khảo sát hiệu ứng tạo phức của Pb(II) với PAN và CCl3COO-.

2. Khảo sát các điều kiện tối ưu của sự tạo phức và chiết phức.

3. Xác định thành phần của phức.

4. Nghiên cứu cơ chế tạo phức PAN-Pb(II)-CCl3COO-.

5. Xác định hệ số hấp thụ phân tử, hằng số cân bằng và hằng số bền điều kiện của phức.
6. Ứng dụng kết quả nghiên cứu để định lượng Pb(II) trong mẫu nhân
tạo và trong mẫu nước tự nhiên, nước thải.





MỤC LỤC


MỞ ĐẦU .1

Chương I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU . 3

1.1. Giới thiệu về nguyên tố chì .3

1.2. Tính chất và khả năng tạo phức của PAN. 11

1.3. Axit tricloaxetic CCl3COOH. . 15

1.4. Phức đaligan và ứng dụng của nó trong hóa học phân tích 15

1.5. Phương pháp nghiên cứu chiết phức đa ligan 18

1.6. Các bước nghiên cứu phức màu dùng trong phân tích trắc quang [31] 21

1.7. Các phương pháp xác định thành phần phức trong dung dịch {[20],

[21], [23]}. 26

1.8. Cơ chế tạo thành phức đa ligan. 33

1.9. Các phương pháp xác định hệ số hấp thụ phân tử của phức. . 39

1.10. Phương pháp thống kê xử lý số liệu thực nghiệm. 41

1.11. Ô nhiễm nước [15]. 44

Chương II: KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM . 46

2.1. Dụng cụ và thiết bị nghiên cứu. 46

2.2. Pha chế hoá chất. 46

2.3. Cách tiến hành thí nghiệm. . 48

2.4. Xử lý các kết quả thực nghiệm. 49

Chương III: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN 50

3.1. Nghiên cứu hiệu ứng tạo phức đaligan trong hệ PAN-Pb2+- CCl3COO- 50

3.1.1. Phổ hấp thụ phân tử của PAN. . 50

3.1.2. Nghiên cứu hiệu ứng tạo phức và chiết phức đaligan của Pb2+ với

PAN và CCl3COO-. . 51

3.2. Nghiên cứu các điều kiện tối ưu cho sự tạo phức và chiết phức đaligan PAN-Pb2+-CCl3COO-. . 54

3.2.1. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức đaligan vào thời gian . 54

3.2.1.1. Thời gian tạo phức tối ưu. . 54

3.2.1.2. Khảo sát thời gian lắc chiết tối ưu. 55

3.2.1.3. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức đaligan trong pha hữu cơ

vào thời gian. . 56

3.2.2. Xác định pH tối ưu. . 57

3.2.3. Chọn dung môi chiết phức tối ưu. 59

3.2.3.1. Chọn dung môi chiết . 59

3.2.3.2. Khảo sát thể tích dung môi chiết phức tối ưu. . 62

3.2.4. Sự phụ thuộc phần trăm chiết vào số lần chiết và hệ số phân bố. . 63

3.2.5. Xử lý thống kê xác định phần trăm chiết. . 65

3.3. Xác định thành phần phức đaligan PAN-Pb2+-CCl3COO- . 66

3.3.1. Phương pháp tỷ số mol xác định thành phần phức PAN-Pb2+- CCl3COO- 66
3.3.2. Phương pháp biến đổi liên tục (phương pháp hệ đồng phân tử, phương pháp Otromuslenco-Job) . 69
3.3.3. Phương pháp Staric- Bacbanel. 71

3.3.4. Xác định hệ số tỷ lượng của CCl3COO- trong phức đaligan bằng phương pháp chuyển dịch cân bằng. 74
3.4. Nghiên cứu cơ chế tạo phức đaligan. 77

3.4.1. Giản đồ phân bố các dạng tồn tại của Pb2+ theo pH. . 77

3.4.2. Giản đồ phân bố các dạng tồn tại của PAN theo pH. . 80

3.4.3. Giản đồ phân bố các dạng tồn tại của CCl3COOH theo pH 82

3.4.4. Cơ chế tạo phức đaligan PAN-Pb(II)-CCl3COO- . 84

3.5. Xác định các tham số định lượng của phức đaligan PAN-Pb(II)- CCl3COO- . 87
3.5.1. Xác định hệ số hấp thụ phân tử của phức đaligan. . 87

3.5.1.1. Xác định hệ số hấp thụ phân tử của phức đaligan theo phương

pháp Komar. 87

3.5.1.2. Xác định hệ số hấp thụ phân tử của phức đaligan theo phương

pháp đường chuẩn. 89

3.5.1.3. So sánh hai giá trị εphức tính từ hai phương pháp. 90

3.5.2. Xác định hằng số cân bằng của phức: Kp. . 91

3.5.3. Xác định hằng số bền điều kiện phức đaligan: β. . 92

3.6. Chế hóa và định lượng chì trong mẫu nhân tạo bằng phương pháp

chiết - trắc quang dựa trên sự tạo phức đaligan. . 93

3.7. Xác định hàm lượng Pb2+ trong mẫu nước hồ nuôi cá ở quận Hoàng

Mai - Hà Nội. 95

3.7.1. Quy trình xử lý mẫu . 95

3.7.2. Xác định hàm lượng Pb2+ bằng phương pháp thêm nhiều mẫu

chuẩn trong phân tích trắc quang. 95

3.8. Xác định hàm lượng Pb2+ trong mẫu nước hồ nuôi cá ở huyện Chợ

Mới - tỉnh Bắc Kạn. . 100

3.8.1. Quy trình xử lý mẫu . 100

3.8.2. Xác định hàm lượng Pb2+ bằng phương pháp thêm nhiều mẫu

chuẩn trong phân tích trắc quang. 101

KẾT LUẬN 104

TÀI LIỆU THAM KHẢO . 106