Thạc Sĩ Xác định Mo(VI) bằng phương pháp trắc quang động học xúc tác

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Chuyên ngành: Hóa Phân Tích
LUẬN VĂN THẠC SĨ: HÓA HỌC
NĂM – 2012



Trang phụ bìa
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
MỞ ĐẦU
Chương 1 – TỔNG QUAN
1.1. Đại cương về molybdenum . 1
1.1.1. Đặc điểm 1
1.1.2. Tính chất vật lý 1
1.1.3. Tính chất hóa học 2
1.1.4. Hợp chất của Mo . 2
1.1.5. Dạng tồn tại . 3
1.1.6. Ứng dụng . 3
1.1.7. Vai trò sinh học của Mo 3
1.1.8. Ảnh hưởng của Mo đối với con người, động vật và cây trồng . 4
1.2. Phân loại dinh dưỡng đa, trung, vi lượng 5
1.3. Phân bón 6
1.4. Các phương pháp xác định molybdenum (VI) 7
1.4.1. Phương pháp vôn – ampe hòa tan hấp phụ . 7
1.4.2. Phương pháp F – AAS . 8
1.4.3. Phương pháp GF – AAS 9
1.4.4. Phương pháp ICP – AES 9
1.4.5. Phương pháp trắc quang . 10
1.4.6. Phương pháp trắc quang động học xúc tác . 11
1.4.6.1. Phản ứng khử metanil yellow bởi hydrazine dihydrochloride . 11
1.4.6.2. Phản ứng khử safranine bởi hydrazine dihydrochloride . 12
1.4.6.3. Phản ứng khử nile blue A bởi hydrazine dihydrochloride. . 13
1.5. Cơ sở lý thuyết của phương pháp trắc quang động học xúc tác 13
1.5.1. Khái quát về phương pháp trắc quang động học xúc tác 13
1.5.2. Cơ sở lý thuyết của phản ứng động học xúc tác . 15
1.5.3. Phương trình động học của phản ứng xúc tác theo phương pháp trắc quang . 16

Chương 2– MỤC TIÊU ĐỀ TÀI - NỘI DUNG NGHIÊN CỨU – HÓA CHẤT VÀ
THIẾT BỊ . 18
2.1. Mục tiêu đề tài . 18
2.2. Nội dung nghiên cứu . 19
2.3. Hóa chất và thiết bị 19
2.3.1. Hóa chất 19
2.3.2. Chuẩn bị hóa chất 21
2.3.3. Thiết bị và dụng cụ 23

Chương 3 – KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN TỐI ƯU TRONG QUI TRÌNH XÁC
ĐỊNH Mo(VI) BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG ĐỘNG HỌC XÚC TÁC
. 24
3.1. Khảo sát phổ hấp thu của chất chỉ thị nile blue A (NBA) và các hỗn hợp của
NBA với hydrazine monobromide (HD), Mo(VI) 24
3.2. Khảo sát nhiệt độ phản ứng . 26
3.3. Khảo sát thành phần dung môi 28
3.4. Khảo sát nồng độhydrazine monobromide và nile blue A 29
3.4.1. Khảo sát nồng độ hydrazine monobromide . 29
3.4.2. Khảo sát nồng độ nile blue A . 30
3.5. Khảo sát nồng độ HCl . 31
3.6. Khảo sát thứ tự phản ứng 32
3.7. Khảo sát thời gian phản ứng . 36
3.8. Khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của phương pháp 37
3.9. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng . 38
3.10. Dựng đường chuẩn 39
3.11. Khảo sát ảnh hưởng của các ion gây nhiễu . 40
3.12. Loại trừ ion gây nhiễu . 44
3.12.1.Chiết Mo(VI) bằng α-benzoinoxime . 44
3.12.1.1. Cơ chế phản ứng . 44
3.12.1.2. Điều kiện tối ưu đối với môi trường acid . 45
3.12.1.3. Khảo sát số lần chiết . 45
3.12.1.4. Khảo sát thể tích chloroform 47
3.12.1.5. Khảo sát thuốc thử α-benzoinoxime . 48
3.12.1.6. Khảo sát thời gian lắc chiết . 49
3.12.1.7. Khảo sát mẫu giả . 50
3.12.2.Sử dụng cột trao đổi cation 50
3.12.2.1. Chuẩn bị cột 51
3.12.2.2. Khảo sát dung lượng cột và thể tích rửa giải 51
3.12.3.So sánh 2 biện pháp loại trừ nhiễu . 53
3.13. Kết luận về các điều kiện tối ưu 54
3.14. Xác định Mo(VI) trong mẫu phân bón . 54
3.14.1.Sử dụng chiết lỏng – lỏng để loại trừ nhiễu . 54
3.14.1.1. Xử lý mẫu . 55
3.14.1.2. Kết quả 56
3.14.2.Sử dụng cột trao đổi cation để loại nhiễu 58

Chương 4 – KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ . 59
4.1. Kết luận . 59
4.2. Kiến nghị . 59
DANH MỤC HÌNH, ĐỒ THỊ
Hình 3.1: Phổ hấp thu của NBA và các hệ phản ứng. Điều kiện: NBA 1.088 x 10-5 M;
HD 0.6 M; EtOH 40 %; HCl 0.3 M; Mo(VI) 4 àg/mL; thời gian phản ứng 10 phút;
nhiệt độ phản ứng 30 oC 25
Hình 3.2: Sự thay đổi độ giảm hấp thu theo nhiệt độ . 27
Hình 3.3: Sự thay đổi độ giảm hấp thu theo % EtOH . 28
Hình 3.4: Sự thay đổi độ giảm hấp thu theo nồng độ HD 30
Hình 3.5: Sự thay đổi độ giảm hấp thu theo nồng độ NBA . 31
Hình 3.6: Sự thay đổi độ giảm hấp thu theo nồng độ HCl . 32
Hình 3.7: Sự thay đổi độ giảm hấp thu theo nồng độ Mo(VI) . 34
Hình 3.8: Sự thay đổi độ hấp thu theo thời gian 35
Hình 3.9: Sự thay đổi độ giảm hấp thu theo thời gian . 37
Hình 3.10: Khoảng nồng độ tuyến tính tuân theo định luật Lambert – Beer 38
Hình 3.11: Đường chuẩn xác định Mo(VI) 39
Hình 3.12. Ảnh hưởng của Fe(III), Fe(II), Cu(II) đến hệ phản ứng 41
Hình 3.13. Ảnh hưởng của SCN- đến hệ phản ứng 42
Hình 3.14. Ảnh hưởng của Mn(II) đến hệ phản ứng . 42
Hình 3.15. Ảnh hưởng của HPO4
2- đến hệ phản ứng . 43
Hình 3.16. Sự thay đổi hiệu suất chiết theo số lần chiết 46
Hình 3.17. Sự thay đổi hiệu suất chiết theo thể tích chloroform . 47
Hình 3.18. Sự thay đổi hiệu suất chiết theo thể tích α-benzoinoxime . 48
Hình 3.19: Sự thay đổi hiệu suất chiết theo thời gian lắc chiết . 49
Hình 3.20: Dung lượng cột và thể tích rửa giải Mo(VI) 52

LỜI MỞ ĐẦU
Molybdenum là một trong những nguyên tố khoáng cần thiết, có tầm quan trọng sinh học đặc biệt. Mo là thành phần của sulfite-oxidase, một enzyme trong cơ thể động vật và con người. Nếu thiếu sulfite-oxidase, con người có thể bị nhiễu loạn hệ thần kinh, chậm phát triển. Đối với cây trồng, molybdenum cần cho sự tổng hợp và hoạt động của men khử nitrate. Loại men này khử nitrate thành ammonium trong cây. Mo có vai trò rất quan trọng trong việc tổng hợp đạm cộng sinh bởi vi khuẩn Rhizobia trong nốt sần cây họ đậu. Mo cũng cần thiết cho việc chuyển hóa lân từ dạng vô cơ sang hữu cơ trong cây. Tuy nhiên, nồng độ Mo (VI) cao có thể độc đối với con người, động vật, cây
trồng. Cố vấn sức khỏe nước uống U.S.EPA đề nghịgiới hạn nước uống trong tương lai xa là 10 ng/mL đối với trẻ em và 50 ng/mL đối với người lớn. Tổ chức Nông Nghiệp và Thực Phẩm Liên Hiệp quốc đề nghị mức độ tối đa cho nước tưới là 10 ng/mL. Đối với cây trồng, Mo có hại khi nồng độ cao hơn 5àg/g, trong khi đối với động vật nhai lại thì độc tính tiềm tàng của Mo là 10 àg/g. Do đó, việc xác định Mo (VI) nhận được nhiều sự quan tâm trong nghiên cứu môi trường, nông nghiệp, hóa sinh. Cho đến nay, có rất nhiều công trình nghiên cứu về các phương pháp xác định Mo như F – AAS, ICP –AES, GF – AAS. Tuy nhiên, những phương pháp này có nhược điểm là sử dụng trang thiết bị có giá thành cao. Do đó, việc phát triển một phương pháp đơn giản, chính xác, nhạy, sử dụng trang thiết bị có giá thành thấp để xác
định Mo trong nhiều mẫu thực tế là rất cần thiết.Phương pháp trắc quang động học xúc tác đáp ứng được đòi hỏi trên, do đóchúng tôi đã chọn đề tài “Xác định Mo(VI) bằng phương pháp trắc quang động học xúc tác”.Trong đề tài này, chúng tôi sẽ xác định Mo(VI) trong mẫu phân bón dựa trên hệ oxi hóa – khử là nile blue A và hidrazine monobromide.