Luận Văn Nghiên cứu xác định tổng hàm lượng sắt trong nước bằng phương pháp trắc quang phân tử UV-VIS với thu

Khóa luận tốt nghiệp năm 2012
Đề tài: Nghiên cứu xác định tổng hàm lượng sắt trong nước bằng phương pháp trắc quang phân tử UV-VIS với thuốc thử o-phenantrolin


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1. Sắt và dư lượng của nó trong môi trường 3
1.1.1. Giới thiệu về sắt 3
1.1.1.1. Tính chất vật lí 3
1.1.1.2. Tính chất hóa học 3
1.1.2. Nguồn gốc xuất hiện của sắt trong nước 4
1.1.3. Vai trò của sắt . 5
1.1.4. Tác hại của sắt 6
1.2. Các phương pháp xác định vi lượng sắt 6
1.2.1. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) . 6
1.2.2. Phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử (AES) 7
1.2.3. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS 7
1.3. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS 8
1.3.1. Giới thiệu phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS 8
1.3.1.1. Sự hấp thụ ánh sáng của dung dịch màu 9
1.3.1.2. Các định luật cơ bản về sự hấp thụ ánh sáng . 10
1.3.1.3. Các đại lượng hay sử dụng 10
1.3.1.4. Tính chất của mật độ quang và ứng dụng trong hóa phân tích . 11
1.3.2. Các điều kiện tối ưu của phép đo quang 12
1.3.3. Các phương pháp phân tích định lượng sử dụng để phân tích: 12
1.3.3.1. Phương pháp đường tiêu chuẩn . 12
1.3.3.2. Phương pháp thêm chuẩn 13
1.3.3.3. Ưu điểm của phương pháp UV – VIS . 13
1.4. Các phương pháp lấy và xử lí mẫu 14
1.4.1. Phương pháp lấy mẫu 14
1.4.2. Các phương pháp xử lí mẫu và bảo quản mẫu 14
1.5. Sơ lược vài nét về nơi lấy mẫu 14
1.5.1. Hồ Thạc Gián –Vĩnh Trung . 14
1.5.2. Sông Phú Lộc 18
1.5.3. Nhà máy thép 18
1.6. Chuẩn bị mẫu phân tích . 18
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 19
2.1. Dụng cụ, thiết bị, hóa chất 19
2.1.1. Dụng cụ . 19
2.1.2. Thiết bị 19
2.1.3. Hóa chất 21
2.2. Pha các loại dung dịch 21
2.3. Những vấn đề cần nghiên cứu . 22
2.4. Thực hiện nghiên cứu điều kiện tối ưu phân tích hàm lượng sắt trong nước bằng
phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS. 22
2.4.1. Chọn thuốc thử thích hợp . 22
2.4.2. Khảo sát độ bền màu của phức Fe2+ và thuốc thử theo thời gian . 22

2.4.3. Khảo sát ảnh hưởng của pH . 23
2.4.4. Khảo sát giới hạn phát hiện của Fe2+ 23
2.4.5. Khảo sát giới hạn nồng độ tuyến tính . 23
2.4.6. Lập đường chuẩn xác định sắt 24
2.4.7. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng . 24
2.4.7.1. Khảo sát ảnh hưởng của Cu2+đối với xác định Fe2+ 24
2.4.7.2. Khảo sát ảnh hưởng của Co2+đối với xác định Fe2+ 25
2.4.7.3. Khảo sát ảnh hưởng của Ni2+ đối với xác định Fe2+ . 25
2.4.7.4. Khảo sát ảnh hưởng của Zn2+đối với xác định Fe2+ 25
2.4.7.5. Khảo sát ảnh hưởng của Cr3+ đối với xác định Fe2+ . 25
2.4.8. Phương pháp loại trừ các yếu tố ảnh hưởng . 25
2.5. Chuẩn bị mẫu giả 26
2.6. Đánh giá hiệu suất thu hồi 26
2.7. Đánh giá sai số thống kê của phương pháp . 26
2.8. Quy trình phân tích . 26
2.9. Phân tích mẫu thực tế 26
2.9.1. Lấy và chuẩn bị mẫu 26
2.9.2. Phân tích mẫu . 27
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 28
3.1. Kết quả khảo sát xác định sắt 28
3.1.1. Kết quả khảo sát độ bền màu của phức Fe2+ và thuốc thử theo thời gian 28
3.1.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH . 29
3.1.3. Kết quả khảo sát giới hạn phát hiện của Fe2+ 29
3.1.4 Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính . 30
3.2. Kết quả xây dựng đường chuẩn . 31
3.3. Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng . 31
3.3.1.Kết quả khảo sát ảnh hưởng của Cu2+đối với xác định Fe2+ . 31
3.3.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của Co2+ đối với xác định Fe2+ . 32
3.3.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của Ni2+ đối với xác định Fe2+ . 33
3.3.4. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của Zn2+ đối với xác định Fe2+ . 34
3.3.5. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của Cr3+ đối với xác định Fe2+ . 35
3.4. Quy trình phân tích xác định hàm lượng sắt trong mẫu nước 37
3.5. Kết quả khảo sát hiệu suất thu hồi của phương pháp . 37
3.6. Kết quả đánh giá sai số thống kê của phương pháp . 38
3.7. Kết quả phân tích thực tế 39
3.7.1. Kết quả phân tích mẫu thực tế ở hồ Thạc Gián – Vĩnh Trung . 39
3.7.2. Kết quả phân tích mẫu thực tế ở sông Phú Lộc 42
3.7.3. Kết quả phân tích mẫu thực tế ở nhà máy thép . 42
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43
4.1. Kết luận 43
4.2. Kiến nghị 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 44



MỞ ĐẦU
Trong giai đoạn hiện nay, việc thúc đẩy phát triển kinh tế cùng với quá trình công
nghiệp hóa và hiện đại hóa ngày càng gia tăng, kinh tế phát triển đời sống con người
ngày một được nâng cao hơn, hiện đại hơn, nhưng song song với những mặt tích cực
ấy thì việc công nghiệp hóa hện đại hóa cũng đem lại mặt trái của nó là làm cho môi
trường bị ô nhiễm, đặc biệt là môi trường nước.
Như chúng ta đã biết, nước là nguồn tài nguyên thiên nhiên quý giá, là yếu tố
không thể thiếu được cho mọi hoạt động sống trên trái đất, môi trường nước chiếm 2/3
diện tích trái đất, nó đóng vai trò rất quan trọng. Tuy nhiên quá trình đô thị hóa, công
nghiệp hóa và thâm canh trong nông nghiệp ngày càng phát triển đã ảnh hưởng xấu đến
nguồn tài nguyên này. Nhiều nơi nguồn nước bề mặt, thậm chí cả nước ngầm đã bị ô
nhiễm gây nguy hiểm đối với sức khỏe con người. Việc môi trường nước bị ô nhiễm là
điều vô cùng bất lợi, đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn nước hiện nay là một vấn đề hế t
sức cấp thiết để từ đó có biện pháp xử lí kịp thời, chúng ta cần phải nghiên cứu giảm
thiểu sự ô nhiễm môi trường nước, với chính mục đích đó chúng tôi nghiên cứu đề tài
“Nghiên cứu xác định tổng hàm lượng sắt trong nước bằng phương pháp trắc
quang phân tử UV-VIS với thuốc thử o-phenantrolin”. Đây là phương pháp có độ
nhạy và độ chính xác cao, phù hợp với điều kiện thí nghiệm của nhà trường.
Mục đích của đề tài nhằm:
Nghiên cứu điều kiện tối ưu và xây dựng quy trình phân tích xác định hàm lượng
sắt trong môi trường nước.


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Sắt và dư lượng của nó trong môi trường
1.1.1. Giới thiệu về sắt [3]
1.1.1.1. Tính chất vật lí
Sắt là tên một nguyên tố hóa học trong bảng hệ thống tuần hoàn.
Ký hiệu: Fe
Số hiệu nguyên tử bằng 26.
Nằm ở phân nhóm VIIIB chu kỳ 4, có khối lượng nguyên tử 55,847
Cấu hình electron: 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
6
4s
2
Sắt là kim loại màu trắng xám, dễ rèn, dễ dát mỏng, và gia công cơ học.
Trong tự nhiên sắt có 4 đồng vị bền
54
Fe,
56
Fe (91,68%),
57
Fe,
58
Fe.
Nhiệt độ nóng chảy của sắt là 1536
0
C, nhiệt độ sôi 2880
0
C, tỉ khối 7,91 g/cm
3
.
Sắt có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt (kém đồng và nhôm). Dưới 800
0
C sắt có tính
nhiễm từ, bị nam châm hút và trở thành nam châm (tạm thời).
Sắt có 4 dạng thù hình (là dạng α, β, γ, δ) mỗi dạng bền ở những nhiệt độ nhất
định.
Sắt là kim loại được tách ra từ các mỏ quặng sắt, và rất khó tìm thấy nó ở dạng tự
do. Để thu được sắt tự do, các tạp chất phải được loại bỏ bằng phương pháp khử hóa
học. Sắt được sử dụng trong sản xuất gang và thép, đây là các hợp kim, là sự hòa tan
của các kim loại khác (và một số á kim hay phi kim, đặc biệt là cacbon)
1.1.1.2. Tính chất hóa học
Sắt là chất có hoạt tính hóa học trung bình. Ở điều kiện bình thường nếu không có
hơi ẩm, những nguyên tố họ sắt không phản ứng rõ rệt với á kim điển hình như O, S,
Cl, Br vì nó có màng bảo vệ. Nhưng khi đun nóng, phản ứng xảy ra mảnh liệt, nhất là
khi kim loại ở trạng thái chia nhỏ, nguyên nhân là tổng bề mặt tiếp xúc rất lớn giữa các
hạt kim loại với không khí và sự sai lệch mạng lưới tinh thể của hạt so với cấu trúc bền
của kim loại.


TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Lê Huy Bá – Lê Thị Như Hoa – Phan Kim Phương – Đoàn Thái YênNguyễn Lê, Độc học môi trường, NXB Đai học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh
[2].Phạm Thị Hà, Các phương pháp phân tích quang học, trường Đại học sư
phạm-Đại học Đà Nẵng (3-2008)
[3]. Hoàng Nhâm, Hóa học vô cơ (tập 3), NXB Giáo dục (2000).
[4].Từ Vọng Nghi - Huỳnh Văn Trung - Trần Tứ Hiếu, Phân tích nước, Nhà xuất
bản khoa học và kĩ thuật.
[5].http://pacificsteel.vn/index.php?option=com_content&view=article&id=1221
&Itemid=639&lang=vi
[6]. http://vi.wikipedia.org/wiki/S%E1%BA%AFt