Đồ án Khảo sát khả năng khử của các tác nhân khử acid ascorbic và thiếc clorua đối với phức giữa photpho và molipdovanadat

a (PCl3) Là chất lỏng không màu, bốc khói, tan trong dung môi hữu cơ. Nó phân hủy trong nước, giải phóng nhiều nhiệt. Được dùng để sản xuất phôtpho pentaclorua (PCl5) là tác nhân clo hóa Phospho triclorua là một chất cực kỳ ăn mòn khi ẩm. Nếu đun nóng sẽ tạo thành PH3. Phản ứng mạnh với kiềm. Phospho triclorua là một chất gây cháy, nổ. Tính chất nguy hiểm như PCl5 nên khi tiếp xúc phải rất thận trọng dự phòng. 1.1.3.8. Phospho sesquisunfua (P4S3) Còn gọi là tetraphospho trisunfua. Là chất kết tinh màu vàng, tan trong nước lạnh, phân hủy trong nước nóng, tan trong một số dung môi hữu cơ. Phân tử lượng: 220,26; tỷ trọng 2,03; điểm nóng chảy: 1,74oC; điểm sôi: 408oC Hiện nay chất này được dùng nhiều trong công nghiệp diêm, làm đầu que diêm hoặc bên sườn hộp diêm (hột quẹt) để đánh diêm (quẹt) Tuy là chất tương đối ít độc, nhưng hít phải hơi của P4S3 cũng gây kích ứng các niêm mạc. Nguồn gốc, vai trò và chức năng của Phospho Nguồn gốc Các vi sinh vật biển nhận một lượng đáng kể phôtpho từ các nguồn thực phẩm hoặc các cơ thể chết dưới dạng phôtpho khó hòa tan hoặc photphate vô cơ hòa tan. Chỉ một phần nhỏ phôtphate ở dưới đất (5%) là có thể được cây trồng hấp thụ vì chỉ có đihyđdrogenphotphate (H2PO4-) có thể hòa tan tốt trong nước. Các photphate vô cơ khó hòa tan sẽ tồn tại trong đất và sau này có thể bị các axit như axit limonic, axit sunfuric hòa tan và đi vào thành phần của nguyên sinh động vật. Các phospho tồn tại ở các gốc rễ cây trồng, sẽ từ từ thủy phân ở dạng các khoáng vi sinh do quá trình phôtphate hóa. Lượng photphate trong hệ sinh thái nước và sinh vật trên cạn không đủ cung cấp dinh dưỡng cho các thực vật (lượng phôtphate này chỉ vào khoảng 0,5 – 5% khối lượng, cho nên phôtpho thường được biểu thị như là chất dinh dưỡng hạn định. Sự thiếu hụt này được bổ sung bởi các hoạt động nhân tạo như việc sản xuất các phân bón photphate từ các quặng photphate (superphôtphate, đisuperphôtphate, NPK… .). Lượng phôtpho dư trong phân bón thấm qua đất, qua sông ra biển và lắng ở đó. Trong nước mưa nồng độ có từ 10 – 100 mg/m3 ( do bụi, muối biển bốc hơi, các quá trình có nhiệt độ cao và quá trình chuyển hóa phôtpho trong khí quyển). Nguồn phát sinh phospho bao gồm: trong tự nhiên, sản xuất bom, đạn, sản xuất hóa chất, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật, chất thải, các chất bài tiết của động vật, trong bùn thải của hệ thống xử lý nước thải…. Hạt cốc, sữa, bột cá và bột thịt có xương là nguồn cung cấp P rất tốt, trong khi đó cỏ khô và rơm rạ chứa rất ít P. Cám gạo chứa nhiều P trong khi bột sắn chứa rất ít. Phospho cũng có vấn đề khá quan trọng về hiệu suất sử dụng. Phần lớn phospho ở hạt ngũ cốc và nhất là cám dạng phytate là muối của axit phyric. So với phosphat vô cơ như dicanxi phosphat thìa mức độ sử dụng phytat canxi ở gà con là 10%, gà đẻ 50%, lợn 30% và nhai lại gần 90%. Bò sử dụng được nhiều phytat nhờ có phytaza lấy từ thức ăn thực vật. 1.2.2. Vai trò của phospho. Phospho tham gia vào quá trình cấu tạo xương. Nó được sử dụng để sản xuất ra năng lượng và hoạt hóa nhiều hoạt động sinh thái . Tuy nhiên, nhiều phospho trong thực phẩm có khả năng gây ra những tác dụng âm tính. Phospho là chất khoáng có nhiều nhất trong cơ thể, sau calci: ở người lớn nẳng 70 kg, sẽ có 700g phospho trong đó có 80% có trong bộ xương, 10% trong cơ, 10% ở các mô mềm khác, đặc biệt dưới dạng phức hợp phosphoprotein, phospholipid. Đó là một phức hợp năng lượng sinh học có nhiệm vụ cung cấp năng lượng ATP cho chúng ta, cũng như tham gia vào quá trình hoạt hóa trong đó yếu tố dinh dưỡng sẽ điều hòa các hoạt động này. 1.2.3. Chức năng của phospho. Phospho là chất khoáng có nhiều chức năng hơn bất kì chất khoáng nào khác. Phospho ngoài nhiệm vụ tạo xuong còn có nhiệm vụ khác như tahm gia vào liên kết cao năng cùa ATP, trong quá trình tổng hợp phospholipit của màng tế bào, của tổ chức thần kinh, trong RNA và DNA và trong quá trình tổng hợp protein và di truyền do RNA và DNA. Triệu chứng thiếu phospho: trong thức ăn thường thiếu phospho hơn là canxi. Nguyên nhân chính là do thiếu P trong đất nên hàm lượng P trong cây trồng thấp. Trên thế giới rất nhiều vùng đất thiếu P đặc biệt là nước nhiệt đới . Thiếu phospho gây ra những triệu chứng hoặc bệnh tật chủ yếu sau đây: gây bệnh mềm xướng và xốp xương như thiếu canxi. Triệu chứng kinh niên như khớp xương cứng và thịt nhão.Giảm sản lượng sữa, giảm tỷ lệ thụ thai, sinh trưởng chậm. Nhiều tài liệu cho là bổ sung P làm tăng tỷ lệ thụ thai của bò chăn thả Triệu chứng thiếu phospho thể hiện trên cừu nhiều hơn trên bò vì cừu có thói quen chọn lựa khi ăn. Cừu thường chọn những phần thực vật non đang sinh trưởng phần chứa hàm lượng P thấp hơn. Tính chất của phospho Tính chất vật lý Phôtpho (P) là một nguyên tố có nhiều trong tự nhiên dưới dạng quặng. Ở sinh vật, Phospho có vai trò quan trọng, có nhiều trong xương động vật dưới dạng canxi phôtphate, trong não, lòng đỏ trứng, dưới dạng hợp hữu cơ…. Phôtpho là một á kim, nguyên tử lượng 31, tỷ trọng 1.83, điểm nóng chảy 94oC, điểm sôi 278oC, không tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ. Là một chất rắn, dễ gãy ở nhiệt độ thường, mềm dễ uốn, có ba dạng thù hình là trắng (vàng), đỏ và phôtpho pryromorphic. Dạng phổ biến của phospho là chất rắn dạng sáp màu trắng có mùi đặc trưng khó ngủi tương tự như tỏi. Dạng tinh khiết của nó không màu trong suốt. Phi kim này không hòa tan trong nước. Phospho tinh khiết bắt cháy ngay trong không khí và tạo khói trắng chứa pentoxit phospho. Phospho tồn tại duới ba dạng thù hình cơ bản: trắng, đỏ và đen. Các dạng thù hình khác cũng có thể tồn tại. Phổ biến nhất là phospho trắng và phospho đỏ cả hai đều chứa các nhóm phân bố kiểu tứ diện của phospho trắng tạo thành các nhóm riêng. Các tứ diện của phospho đỏ liên kết với nhau thành chuỗi. Phospho trắng cháy khi tiếp xúc vối nguồn nhiệt và ánh sáng. Phospho cũng tồn tại trong các dạng ưa thích về mặt đọng học và nhiệt động lực học. Chúng được tách ra ở nhiệt độ chuyến tiếp -3.8OC. một dạng được gọi là ”alpha” dạng kia được gọi là ” beta”. Phospho đỏ là tương đối ổn định và thăng hoa ở áp suất 1atm và 170OC nhưng cháy do va chạm hay do ma sát. Thù hình phospho đen tồn tại và cá cấu trúc tương tự như graphit, các nguyên tử được sắp xếp trong các lớp theo tấm lục giác và có tính dẫn điện. Các đồng vị phospho gồm: p32 : chất tạo bức xạ bate (1.71 MeV) với chu kì bán rã 14.3 ngày. Nó được dùng trong các phòng thí nghiệm khoa học nghiên cứu về sự sống chủ yếu tạo các mẫu ADN và ARN đánh dấu phóng xạ, ví dụ để sử dụng trong các phương pháp đánh dấu Northern hay đánh dấu Southern. Do các hạt beta cao năng lượng được tạo ra thâm nhập qua da và giác mạc, và do bất kì lượng P32 nào đi vào cơ thể theo các đường tiêu hóa, hô hấp hay hấp thụ qua qua các đường khác đều kết hợp lại trong xương và các nuleic, yêu cầu là mọi ngưởi làm việc tiếp xúc với P32 bắt buộc phải dùng quần áo bảo hộ và găng tay bảo hộ. Ngoài ra do năng lượng cao của các hạt beta , thông thường người ta hay sử dụng vật để che chắn (chẳng hạn chì), nhưng đều này tạo ra bức xạ thứ cấp tia X. Vì thế tấm che phải kèm theo với vật liệu nhẹ như, plexiglas, acrylic, chất dẽo, gổ hay nước. P33: chất tạo bức xạ beta (0.25MeV) với chu kì bán rã 25.4 ngày. Nó thường dùng trong phòng thí nghiệm khoa học về sự sống trong ứng dụng mà bức xạ beta thấp năng lượng là ưu thế hơn, ví dụ sắp xếp chuỗi ADN. . Tính chất hóa học. Ở nhiệt độ thường thì P có tính khử yếu, ở nhiệt độ cao thì tính khử mạnh 2P + 5/2O2 = P2O5 P có tính oxi hóa yếu nó chỉ tác dụng với kim loại nhóm IA, IIA, IIIA P + Na = Na3PO4 P trắng có tính oxi hóa mạnh hơn đỏ và đen. Ứng dụng. . Trong nông nghiệp Acid phosphoric đậm đặc, có thể chứa tới 70% - 75% P2O5 là rất quan trọng với ngành nông nghiệp do nó được dùng để sản xuất phân bón. Nhu cầu toàn cầu về phân bón đã dẫn tới sự tăng trưởng đáng kể trong sản xuất phân bón (PO43-) trong nửa sau thế kỷ 20.. Trong công nghiệp Tro xương, phosphat can xi được sử dụng trong sản xuất đồ sứ. Tripolyphophat natri được sản xuất từ acid phosphoric được sử dụng trong bột giặt ở một số quốc gia, nhưng lại bị cấm ở một số quốc gia khác. Acid phosphoric được sản xuất từ Phospho, nguyên tố được sử dụng trong các ứng dụng như các đồ uống chứa soda. Acid này cũng là điểm khởi đầu chế tạo các phosphat cấp thực phẩm. Các hóa chất này bao gồm phosphat monocanxi được dùng trong bột nở và tripolyphosphat natri và các phosphat khác của natri. Trong số các ứng dụng khác , hóa chất này được dùng để cải thiện đặc trưng cho thịt hay pho mat đã chế biến. Người ta còn dùng nó trong kem đánh răng. Phosphat natri được dùng trong các chất làm sạch để làm mềm nước và chống ăn mòn cho dường ống, nồi hơi. Phospho được sử dụng rộng rãi để sản xuất một số hợp chất hữu cơ chứa phospho, thông qua chất trung gian như clorua phospho và sulfua phospho. Ngoài ra, Phospho có nhiều ứng dụng khác, bao gồm chất làm dẻo, làm chậm cháy, thuốc trừ sâu, chất chiết và các chất xử lý nước. Nguyên tố này cũng là thành phần quan trọng trong sản xuất thép, trong sản xuất đồng thau chứa phospho và trong nhiều sản phẩm liên quan khác. Phospho trắng được sử dụng trong các ứng dụng quân sự trong bom lửa, tạo ra các màng khói như trong các bình khói và bom khói, và trong đạn lửa. Phospho đỏ được sử dụng để sản xuất các bao diêm an toàn , pháo hoa và nhất là metamphemin (C10H15N). Với lượng nhỏ, phospho được dùng như là chất thêm vào cho các loại bán dẫn Phospho P32 và phospho P33 được dùng như là chất phát hiện dấu vết phóng xạ trong các phòng thí nghiệm hóa sinh học. Cách sử dụng khác còn có: các phosphat được dùng trong sản xuất, các loại thủy tinh đặc biệt được sử dụng trong các loại thủy tinh đèn hơi natri Trong chăn nuôi Để giảm giá thành sản xuất thức ăn gia súc, người ta thường sử dụng xương và các phế thải khác của gia súc để làm phụ gia cung cấp phospho và canxi. Tuy nhiên, việc sử dụng các phế thải này có nguy cơ là làm nhiễm khuẩn thức ăn và gây độc cho gia súc. Những lo ngại hiện nay ở châu Âu về dịch bò điên, mà người ta qui cho việc sử dụng phế thải ngành giết mổ làm thức ăn gia súc, đã khơi lại mối quan tâm về các quy trình sản xuất những phụ gia phôtpho vô cơ từ quặng phosphate tự nhiên. Phospho là thành phần quan trọng của thức ăn gia súc, nó rất cần thiết cho sự phát triển khỏe mạnh, tốc độ cứng của xương và tác động tốt đến các quá trình trao đổi chất. Hàm lượng phospho trong thức ăn tự nhiên của gia súc (lúa, ngô, đậu tương...) tương đối thấp chỉ khoảng 0,2 - 0,5% (trong khi tỷ lệ phôtpho cần thiết cho thức ăn chăn nuôi phải cỡ 0,3 - 0,7%). Vì vậy, người ta phải bổ sung phospho từ các phụ gia khác. Thức ăn gia súc được sản xuất từ các phụ phẩm giết mổ và bột cá có hàm lượng P khoảng 3,0 - 3,4%. Tuy nhiên loại này luôn tiềm ẩn nguy cơ nhiễm độc và truyền bệnh. Ngược lại, so với các dạng thức ăn gia súc trên các phôtphate khoáng chất có ưu điểm là có hàm lượng phôtphate dinh dưỡng cao hơn nhiều, nguồn nguyên liệu quặng phôtphate không hạn chế, ngoài ra hàm lượng canxi trong loại sản phẩm này cũng cao. Hàm lượng flo trong phosphate khoáng chất là một yếu tố quan trọng cần xem xét. Theo tiêu chuẩn quốc tế, tỷ lệ P/F trong thức ăn gia súc phải lớn hơn hoặc bằng 100. Ngoài ra, một số kim loại nặng như Cd, As, Pb, Hg có thể có mặt trong quặng phôtphate phải được khống chế, do đó cần phải phân tích và thử nghiệm trước khi quyết định sử dụng loại quặng nào làm nguyên liệu sản xuất thức ăn gia súc. Sản xuất phụ gia thức ăn gia súc từ quặng phôtphate Quặng phôtphate được sử dụng phổ biến để sản xuất phân lân. Quy trình sản xuất các phụ gia phôtphate cho thức ăn gia súc có nhiều điểm tương tự quy trình sản xuất phân hóa học. Mục đích của cả 2 quy trình đều là chuyển phôtpho ở dạng không hấp thụ được cho cây trồng (hoặc gia súc) thành dạng hấp thụ được. Nhưng khi sản xuất phụ gia thức ăn gia súc thì việc chuyển phôtpho sang dạng hấp thụ được có ý nghĩa quan trọng hơn nhiều, ngoài ra những nguyên tố có hại cho sức khỏe gia súc (như flo) phải được giảm xuống dưới mức cho phép. Hai quy trình chính được áp dụng để sản xuất phụ gia phosphate cho thức ăn gia súc là: Sản xuất phosphate đã tách flo (DFP). Sản xuất monocanxi phosphate (MCP) và dicanxi phosphate (DCP) Quá trình sản xuất phosphate tách flo gồm các bước chính sau: Việc tách flo được thực hiện bằng phương pháp nung ở nhiệt độ cao. Quá trình này cũng chuyển hóa các thành phần phospho ở dạng gia súc không hấp thụ được thành dạng tan trong axit xitric và amoni xitrat, là dạng có thể được hấp thụ sinh học. Sản phẩm sau khi nung được làm lạnh và sàng để thu được cỡ hạt theo yêu cầu, sau đó được đóng bao. Quá trình sản xuất MCP và DCP gồm các bước chính sau: Ở các nhà máy cỡ nhỏ và vừa, người ta có thể sử dụng axit H3PO4 được sản xuất từ các loại quặng phôtphate khác nhau mà vẫn đảm bảo hàm lượng flo còn lại ở mức quy định. Còn ở các nhà nláy cỡ lớn (trên 40 tấn/giờ) thì người ta áp dụng quy trình tách liên tục. Axit H3PO4 của chính quá trình (đã tách flo) được cho tác dụng với vôi nghiền trong máy nhào liên tục. Bán sản phẩm được sấy khô, sàng và đóng bao. Các phần hạt quá mịn hoặc to được quay vòng trở lại CHƯƠNG 2CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHOTPHO . Phương pháp xác định các hợp chất của phospho Xác định orthophosphat Lượng phospho tồn tại dưới dạng orthophosphate có thể được đo bằng những phương pháp trọng lượng, thể tích, so màu. Phương pháp trọng lượng được sử dụng khi hàm lượng phospho hiện diện lớn, nhưng điều này không xảy ra trong thực tế. Phương pháp thể tích được sự dụng khi nồng độ nồng độ phosphat lớn hơn 50mg/L nhưng nồng độ này rất hiếm gặp trong trường hợp nước sôi hay chuyển hóa kị khí những chất nổi. Phương pháp này gồm: kết tủa, lọc, làm sạch kết tủa và chuẩn độ. Phương pháp này tốn nhiều thời gian. Phương pháp so màu để đo nước và nước thải có thể được thỏa mãn với một độ chính xác cao. Có ba phương pháp so màu được sử dụng để xác định orthophosphat, chúng có cùng bản chất với những nguyên tắc trên nhưng khác nhau ở chỗ là nó có thêm vào một số nguyên tố tự nhiên để tạo màu. Yếu tố hóa học cần thiết như: ion phosphat kết hợp với ammonium molypdat trong điều kiện acid thành molypdophosphat PO43- + 12 (NH4)2MoO4 + 24H+ → (NH4)3PO4.12MoO3 + 21 NH4 + 12 H2O Khi hiện diện một lượng phosphat lớn, trạng thái của molypdophosphat sẽ là những kết tủa màu vàng có thể lọc và đo bằng phương pháp thể tích. Ở nồng độ phosphat thấp hơn, tạo thành những hạt keo màu vàng sẽ được xác định hàm lượng bằng phương pháp so màu . Với nồng độ phosphat dưới 30mg/ L, màu vàng của hạt keo không thể nhận biết rõ và điều này có nghĩa là cần phải phát triển theo một hướng khác. Một cách khác cải thiện là thêm vanadium để hình thành dạng phức hợp vanadomolypdophosphoric acid có màu vàng rõ, cho phép phân tích phospho với hàm lượng dưới 1mg/L hoặc ở những khoảng thấp hơn. Lượng molypdenum chứa trong ammonium phosphomolypdate cũng được giảm để tạo những sản phẩm có màu xanh tỉ lệ tương đương với lượng phosphate hiện diện Một lượng thừa ammonium molypdate không bị giảm đi và do đó không can thiệp vào quá trình. Ascorbic acid (C6H6O6) hay stannous chloride có thể sử dụng như một nhân tố khử. Hợp chất màu được tạo thành là màu xanh molypdeum hay xanh heteropoly. Thiếc clorua cũng được sử dụng như một nhân tố có thể được mô tả qua phương trình: (NH4)PO4 + 12MoO3 + Sn2+ → molypdenum + Sn4+ . Xác định polyphosphat. Polyphosphat có thể chuyển hóa thành orthophosphat bằng cách đun sôi mẫu đã được acid hóa tối thiểu 90 phút. Lượng acid thừa thêm vào để xúc tác tăng tốc độ thủy phân phải được trung hòa trước khi tiếp tục thêm dung dịch ammonium molypdate vào. Lượng orthophosphat xuất phát từ polyphost được tính như sau: Tổng hàm lượng phosphat vô cơ – orthophosphat = polyphosphat Xác định phosphat hữu cơ. Để phân tích phospho hữu cơ có trong chất thải công nghiệp và có trong bùn đòi hỏi chất hữu cơ phải được phá hủy sao cho phospho được giải phóng. Chất hữu cơ có thể bị phá hủy bởi một trong ba phương pháp oxy hóa ẩm hoặc phương pháp chuyển hóa dưới dạng ion phosphat. Chất oxy hóa được sử dụng là sulfuric hay persulpahat Acid perchloric là chất oxy hóa mạnh nhất, nhưng nó cũng là chất độc hại nhất. Để tránh nguy hiểm từ những vụ nổ, loại mủ đặc biệt phải được sử dụng trong quá trình chuyển hóa và phải thêm vào một số hóa chất. Một khi chuyển hóa đã hoàn tất, việc đo lường phospho giải phóng có thể được làm bằng bất kì một phương pháp đo orthophosphat nào. Tất cả những dạng phospho (tổng) được đo từ sự xác định phospho hữu cơ. Do vậy, lượng phospho hữu cơ được tinh như sau: Tổng phospho – phosho vô cơ = phospho hữu cơ. . Các phương pháp xác định photpho Xác định photpho bằng phương pháp khối lượng Mẫu sau khi vô cơ hoá, loại tạp chất (chất không tan, keo silic) hoà tan trong acid để chuyển về dạng phosphat. Kết tủa phosphat ở dạng muối kép NH4MgPO4.6H2O bằng hỗn hợp (Mg + NH4+). Lọc rửa, than hoá, tro hoá chuyển kết tủa về dạng cân Mg2P2O7. Cân dạng cân và tính ra phần trăm phosphat có trong mẫu. Xác định hàm lượng photpho bằng phương pháp thể tích với thuốc thử molypat. Trong môi trường acid HNO3, acid phosphoric tạo thành với amonimolypdat kết tủa dạng muối phức đa dị amoni phospho molypdat. PO43-  + 3NH4+ 12MoO42- → (NH4)3[P(Mo12O40)]↓ + 12H2O Kết tủa không tan trong môi trường HNO3, tan một phần trong HCl và H2SO4, tan hòa toàn trong kiềm. Sau khi kết tủa hoàn toàn H3PO4, lọc và rửa tủa, sau đó hòa tan kết tủa với một thể tích dung dịch chuẩn NaOH dư và chuẩn độ ngược lượng dư NaOH bằng dung dịch acid chuẩn. Xác định hàm lượng photpho bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử molypdat Trong môi trường axit, PO43- tạo thành với molypdat hợp chất phức hetoro polymolypdophosphoric màu vàng PO43- + 12 MoO42- +27 H+ H3[P(Mo12O40)] + 12H2O Trong hợp chất chứa tỉ lệ P:M có thể là 1:3, 1:6, 1:9 hoặc 1:12. Trong đó tỉ lệ 1:12 là bền nhất và thường dùng trong định lượng. Hợp chất phức này ở hàm lượng nhỏ, là hợp chất phức màu vàng, hấp thu ở 380 nm. Khi hàm lượng phospho lớn, sẽ tạo thành kết tủa màu vàng và có thể định lượng bằng phương pháp thể tích. Lượng dư thuốc thử ảnh hưởng đến phép đo do hấp thu ở bước sóng tương tự. Thông thường để giảm ảnh hưởng có thể ảnh hưởng đo ở bước sóng 400 - 420 nm. Xác định hàm lượng phospho bằng phương pháp trắc quang sử dụng tác nhân khử là thiếc clorua Nguyên tắc Thiếc clorua khử acid molybdophosphoric và tạo màu xanh molypden một cách mãnh liệt. Giới hạn đo xuống đến 7mgP/L bằng cách tăng độ dài đường đi ánh sáng. Nếu nồng độ dưới 100 mgP/L thì độ tin cậy tăng và sự cản trở giảm. Giới hạn phát hiện là khoảng 3mg P/L. Độ nhạy có hệ số hấp thụ là 0.3010, ở khoảng nồng độ 10 mgP/L có sự thay đổi hệ số hấp thụ là 0.009. Xác định hàm lượng phospho bằng phương pháp trắc quang sử dụng acid ascorbic Nguyên tắc: Amoni molybdat và kali antimonyl tartrate phản ứng trong môi trường acid vừa với orthophosphate để hình thành acid heteropoly - acid phosphomolybdic - bị khử mạnh bởi ascorbic acid tạo màu xanh molypden. Cản trở: Asen phản ứng với thuốc thử molybdat để có màu xanh tương tự như phosphat. Nồng độ As thấp 0,1 mg/L gây cản trở xác định phosphate. Crom hóa trị sáu và NO2 ở nồng độ 1 mg/L làm giảm kết quả khoảng 3% và 10 đến 15% ở nồng độ 10 mg/L. Sulfide (Na2S) và silicat không gây cản trở ở nồng độ 1,0 và 10 mg/L. Giới hạn phát hiện: xấp xỉ 10 mgP/L. Xác định hàm lượng phospho bằng phương pháp trắc quang tự động sử dụng acid ascorbic . Phạm vi áp dụng: Xác định orthophosphat ở các vùng nước mặt, nước uống và nước mặn cũng như nước thải công nghiệp ở nồng độ 0.001 đến 10.0 mgP/L khi đo trắc quang ở bước sóng 650 đến 660 hay 880 nm qua một dòng chảy 15 mm hay 50mm. Ở nồng độ cao hơn phải pha loãng mẫu. Mặc dù phương pháp tự động chỉ áp dụng cho othophotpat, các hợp chất photpho khác có thể chuyển mẫu về dạng phù hợp . Nguyên tắc: Amoni molybdat và kali antimon tartrate phản ứng với orthophosphate trong môi trường axit vừa để tạo thành phức antimon phosphomolybdate, trong đó, acid ascorbic khử thành màu xanh mãnh liệt phù hợp cho đo lường trắc quang Xác định hàm lượng orthophosphat bằng phương pháp tiêm theo dòng . Phạm vi áp dụng Áp dụng cho mẫu nước mặt và nước ngầm . Nguyên tắc: Poly photphat chuyển thành dạng othophotphat bằng acid sulfuric nung và persulfat nung chuyển photpho hữu cơ về dạng othophotphat. Khi đo, mẫu được bơm vào ống, ion othophotphat (PO43-) sẽ phản ứng với amoni molydat và kali antimon tatrat trong môi trường acid thành dạng phức. Phức này bị khử bởi acid ascorbic thành phức màu xanh dương hấp thu ở bước sóng 880 nm. Độ hấp thu tỉ lệ với nồng độ photpho trong mẫu. . Các tác nhân khử Khử acid phosphomolybdic bằng acid ascobic Nguyên tắc Phức đa dị phosphomolybdate tạo thành giữa orthophosphate và molybdate có tính oxy hóa yếu sẽ bị acid ascobic khử tạo thành phức màu xanh có bước sóng hấp thu cực đại ở 840 nm. Độ nhạy và tính chọn lọc Phương pháp này có độ nhạy thấp, thời gian ổn định màu màu lâu và còn phải đun nóng dung dịch phản ứng. Khử acid phosphomolybdic bằng thiếc( II) clorua Nguyên tắc Phức đa dị phosphomolybdate tạo thành giữa orthophosphate và molybdate có tính oxy hóa yếu sẽ bị acid ascobic khử tạo thành phức màu xanh có bước sóng hấp thu cực đại ở 690 nm. Độ nhạy và tính chọn lọc Phương pháp này có độ nhạy cao nhưng màu xanh không bền theo thời gian nên ít sử dụng. Khử acid phosphomolybdic bằng acid ascobic có xúc tác antimon Nguyên tắc Quá trình hình thành phức phosphomolybdate với sự có mặt của Sb(III) như là xúc tác và là thành phần tạo phức. Tốc độ lên màu khoảng 10 phút ở nhiệt độ phòng, phức PSbMo có hai bước sóng hấp thu cực đại ở 880nm và 710nm tương ứng với hệ số hấp thu phân tử là 22400L. mol-1. cm-1 và 17000L. mol-1.cm-1. Theo L Drummond, W. Mater, cơ chế phản ứng giữa phosphate và molypdate với chất xúc tác Sb(III) như sau: PO43- + 12 MoO42- → PMo12O403- + 12O2- PMo12O403- → PSb2Mo10O403- Độ nhạy và tính chọn lọc Phương pháp này có độ nhạy cao, ít chịu ảnh hưởng bởi độ mặn của mẫu, các thuốc thử được trộn chung với nhau nên rút ngắn thời gian ổn định của hổn hợp thuốc thử rất ngắn. Khử acid phosphomolybdic bằng acid ascobic có xúc tác bismuth Nguyên tắc. Bismuth cùng với phosphate và molybdate hình thành rất bền trong môi trường acid trung tính và trở thành màu xanh bởi chất khử ascorbic. Màu xanh của phức có thể đo bằng phương pháp trắc quang hoặc phương pháp trắc quang dòng chảy Độ nhạy và tính chọn lọc Phương pháp này có độ nhạy cao và thích hợp để xác định hàm lượng vết phosphate trong nước, phospho trong than và muội than nhưng chịu ảnh hưởng rất nhiều bởi độ mặn nên chất xúc tác bismuth không thích hợp cho đối tượng mẫu là nước mặn. . Các yếu tố cản trở khi xác định Phospho Silic: silic nồng độ tới 5 mg Si/L không gây nhiễu. Nhưng nồng độ cao hơn sẽ làm tăng độ hấp thụ. Asenat: Asenat tạo màu tương tự như orthophosphat tạo ra. Ảnh hưởng này có thể loại trừ bằng cách khử asenat thành asenic với Na2S2O3. Hydro sunfua: Hydro sunfua với nồng độ 2 mg/L sẽ không ảnh hưởng gì. Nồng độ cao sẽ làm sẽ làm giảm đến mức cho phép bằng cách cho khí nito đi qua mẫu đã được acid hóa. Flo: Flo với nồng độ 70mg F/L không gây ảnh hưởng lớn. Nồng độ cao hơn 200mg/L sẽ kìm hãm sự phát triển màu. Các kim loại chuyển tiếp: Sắt sẽ ảnh hưởng tới độ màu, nhưng với nồng độ 10mg/L ảnh hưởng tới 5%. Vanadat làm tăng màu theo quan hệ tuyến tính 5% với nồng độ 10mV/L Crom(III) và crom(VI) với nồng độ 10mg/L không gây ảnh hưởng gì nhưng nồng độ 50mgCr/ L sẽ làm tăng độ hấp thu lên 5% Với nồng độ Cu lên tới 10mg Cu/L không gây ảnh hưởng Nitrit: Nồng độ nitrit trên 1mgN/L sẽ tạo nên sự bạc màu. Lượng acid sulfuric phân hủy nitric là 100 mg acid sẽ phản ứng với NO2 nồng độ 10mgN/L . CHƯƠNG 3ĐỀ CƯƠNG THỰC NGHIỆM Mục têu nghiên cứu đề tài Phospho là nguyến tố đa lượng, phospho tham gia vào quá trình cấu tạo của xương, nó được sử dụng để sản xuất ra năng lượng và hoạt hóa nhiều hoạt động sinh thái, là chất khoáng có nhiều nhất trong cơ thể sau calci Trong cơ thể phospho có khoảng 80% trong xương, 10% trong cơ, 10% trong các mô mềm khác. Đó là một phức hợp năng lượng sinh học có nhiệm vụ cung cấp năng lượng , là nguyên tố thiết yếu cho cuộc sống. Nếu hàm lượng phospho trong cơ thể thừa thì dẫn đến có thể có những tác dụng âm tính, hàm lượng calci giảm đi thì dẫn đến hiện tượng loãng xương vì thế ta nên chọn lọc những thức ăn ít có hàm lượng phospho cho cơ thể. Do đó, các phương pháp phân tích có độ nhạy, độ chọn lọc cao dùng để phân tích phospho vấn đề đang được quan tâm. Hiện nay có rất nhiều phương pháp để phân tích hàm lượng phospho như: phương pháp thể tích, phương pháp trong lượng, phương pháp trắc quang,phương pháp trắc quang theo dòng. Tuy nhên, để có kết quả tương đối nhanh và chính xác nên nhóm chúng tôi chọn phương pháp trắc quang và sử dụng hai loại tác nhân khử là acid ascorbc và thếc clorua để xác định hàm lượng cùa phospho. Từ đó chúng tôi có thể đánh giá là sử dụng tác nhân khử nào để cho kết quả tối ưu hơn. . Hóa ch