Luận văn Nghiên cứu phương pháp phân tích vi lượng iot trong các đối tượng môi trường

g iot là điện cực màng rắn, được chế tạo từ AgI/Ag2S, có cấu trúc như sau: Ag / AgCl/KI 0,1M/ màng rắn AgI + Ag2S / dung dịch phân tích / KCl/AgCl/Ag. Thế đo được phụ thuộc vào lg [I-]. Phương pháp này bị Cl- và SO3 2- cản trở vì vậy phải tách các ion này khỏi dung dịch trước khi đo. Trong quá trình đo iot, điện cực thường bị một màng bao phủ nên phải làm sạch màng phủ trên điện cực. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 21 Phương pháp này được dùng để xác định iot trong H2O. Có một số tác giả dùng để xác định iot trong nước tiểu, sữa nhưng kết quả kém chính xác. 1.3.4.2. Phương pháp cực phổ dòng một chiều (DC) Trong phương pháp này, người ta chuyển iot trong mẫu thành IO-3 sau đó ghi cực phổ DC của ion IO3 - trong nền NaCl hay KCl. IO3 - bị khử trên cực giọt thuỷ ngân theo phản ứng. IO3 - + 6H + + 6e = I - + 3H2O Quá trình phản ứng điện hoá có sự tham gia của 6e nên phương pháp này có độ chính xác khá cao. Phương pháp này cho phép xác định những nồng độ iot cỡ 10-6 M. 1.3.4.3. Phương pháp cực phổ dòng xoay chiều (AC) Phương pháp này dựa vào tính thuận nghịch của quá trình oxi hoá I - thành I2. 2I - + 2e I2 Chiều cao pic tỷ lệ với nồng độ I-. Dùng phương pháp đường chuẩn và phương pháp thêm để định lượng I-. 1.3.4.4. Phương pháp Von - ampe hoà tan [25] Trong phương pháp này, I- được tích luỹ trên bề mặt điện cực giọt thuỷ ngân tĩnh ở dạng Hg2I2 bằng một thế điện phân trong một thời gian nhất định. Sau đó Hg2I2 tích luỹ được hoà tan bằng quét thế catot. Quá trình hoà tan điện hoá sẽ tạo pic ở thế - 0,33v (với điện cực so sánh là điện cực calomen). Chiều cao của dòng pic hoà tan Hg2I2 tỷ lệ với nồng độ I - trong dung dịch. Phương pháp này xác định được I- trong khoảng 0,13 - 10,2g I-/l. Anion S 2- cản trở phép xác định, loại trừ S2- bằng cách axit dung dịch để S2- tạo thành H2S, rồi sục không khí để đuổi hết H2S, sau đó chỉnh pH dung dịch về 8 rồi mới tiến hành phân tích. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 22 Phương pháp Von -ampe hoà tan có thể xác định lượng nhỏ iot, cho kết quả nhanh, chính xác, độ lặp lại cao. Song phương pháp này không được dùng để phân tích các mẫu lương thực và thực phẩm vì ảnh hưởng của nền quá lớn, kết quả phân tích không chính xác. Chủ yếu là dùng để phân tích I - trong nước. 1.3.5. Phƣơng pháp kích hoạt nơtron (NAA) [26] Trong phương pháp này, người ta thường dùng đồng vị phóng xạ của iot 128I có thời gian bán huỷ ngắn (25 phút) để phân tích iot. Nguyên tắc của phương pháp này là dùng một chùm nơtron kích hoạt vào mẫu phân tích và đo bức xạ gama được giải phóng bởi 128I. Giới hạn phát hiện của phương pháp này khoảng 91 ppb. Mặc dù phương pháp kích hoạt nơtron có độ nhạy cao, nhưng ảnh hưởng của các nguyên tố đi kèm là rất lớn như 56Mn, 27Mg, 24Na, 28Al và 43K. Các nguyên tố phóng xạ này cũng phát ra mức năng lượng như 128I. Để loại trừ ảnh hưởng của các nguyên tố phóng xạ trên, người ta thường nghiên cứu sử dụng các nguồn kích hoạt và thời gian kích hoạt khác nhau. 1.4. MỘT SỐ KỸ THUẬT VÔ CƠ HOÁ MẪU ĐỂ XÁC ĐỊNH IOT 1.4.1. Kỹ thuật vô cơ hoá ƣớt Nguyên tắc chung của kỹ thuật này là dùng các axit mạnh, các axit có tính oxi hoá mạnh, hỗn hợp các axit hoặc hỗn hợp axit đặc và một chất oxi hoá để phân huỷ mẫu. Để xác định iot trong thực phẩm, tác giả Takashi [27] đã sử dụng hỗn hợp HNO3 13M + HClO4 9M + H2SO4 18M đun ở nhiệt độ 230 0C để vô cơ hoá mẫu. Sau đó iot được xác định dựa trên hiệu ứng xúc tác của phản ứng giữa Clopromazin với H2O2 trong môi trường H2SO4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 23 Phương pháp vô cơ hoá ướt không phù hợp cho phân tích hàng loạt mẫu vì thời gian xử lý kéo dài, phải sử dụng một lượng lớn axit nên có nguy cơ bị nhiễm bẩn. 1.4.2. Kỹ thuật vô cơ hoá bằng lò vi sóng [28] Cơ chế của sự phân huỷ mẫu bằng lò vi sóng là sử dụng năng lượng vi sóng để đun nóng dung môi và mẫu được đựng trong bình kín. Phân huỷ mẫu bằng lò vi sóng, lượng axit dùng ít hơn, thời gian phân huỷ ngắn hơn, đảm bảo chất phân tích không bị mất và không bị nhiễm bẩn do môi trường bên ngoài. 1.4.3. Kỹ thuật vô cơ hoá khô [28] Kỹ thuật vô cơ hoá khô là kỹ thuật nung mẫu trong lò nung nhiệt độ 4500 - 750 0 (tuỳ thuộc vào bản chất và liên kết từng loại mẫu mà chọn nhiệt độ thích hợp). Khi nung các chất hữu cơ có trong mẫu sẽ bị đốt cháy thành CO2 và hơi H2O. Sau khi nung, cặn hoà tan còn lại được xử lý tiếp bằng dung dịch axit hay muối phù hợp để chuyển hết chất phân tích trong cặn hoà tan vào dung dịch, sau đó xác định chất phân tích theo phương pháp đã chọn. - Kỹ thuật vô cơ hoá khô gồm 2 loại: * Vô cơ hoá khô không dùng tác nhân vô cơ hoá mẫu Là quá trình xử lý sơ bộ mẫu bằng cách nung mẫu ở một nhiệt độ thích hợp trong một thời gian nhất định để phá vỡ cấu trúc dạng ban đầu của mẫu phân tích, đốt cháy các chất hữu cơ để chuyển nó sang một hợp chất khác đơn giản, dễ tan bằng các dung môi thích hợp (dung dịch axit, kiềm) để đưa hoàn toàn chất cần phân tích vào dung dịch, sau đó xác định chất phân tích theo phương pháp đã chọn. Phương pháp này không dùng được đối với những chất dễ bay hơi khi nung, làm mất một lượng chất phân tích, kết quả sẽ sai. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 24 * Vô cơ hoá khô có dùng tác nhân vô cơ hoá mẫu Đó là quá trình xử lý mẫu nhờ tác dụng của nhiệt (500 - 7000C) và có thêm các tác nhân vô cơ để giảm nhiệt độ nung, hạn chế sự mất mát của một số nguyên tố. Để xác định iot trong các mẫu sinh học, người ta thường dùng phương pháp vô cơ hoá khô bằng cách nung mẫu ở nhiệt độ  6000C với các tác nhân vô cơ hoá như: KOH, K2CO3, Na2CO3 + ZnO4, Na2CO3 + KNO3, KClO3 + Glycin + Na2CO3… Sau khi nung, hoà tan mẫu bằng dung dịch axit, lọc lấy dung dịch để định lượng iot. Chú ý khi lọc dung dịch không dùng giấy lọc Whatman vì giấy lọc này có thể hấp phụ iot. 1.5. KẾT LUẬN PHẦN TỔNG QUAN Iot là một nguyên tố vi lượng quan trọng trong dinh dưỡng người và động vật nói chung. Trong cơ thể người iot được phân bố ở nhiều tổ chức khác nhau như máu, sữa, nước bọt, nước tiểu, tóc… Thiếu iot sẽ gây rối loạn cơ thể, biểu hiện qua một số chứng bệnh như bướu cổ, đần độn, thần kinh… Mỗi ngày mỗi người cần 200g iot Nguồn cung cấp iot cho người là nước sinh hoạt, lương thực, thực phẩm. Để đánh giá vi lượng iot trong nước, đất, lương thực thực phẩm. Cần phải phân tích thường xuyên. Phương pháp phân tích không những có độ chính xác, độ nhạy cao mà còn phải phù hợp với cơ sở vật chất hiện có trong nhiều phòng thí nghiệm. Với lý do trên chúng tôi chọn phương pháp tạo phức màu của iot với thuốc thử Fucsin bazơ rồi đo bằng các máy đo màu thông thường mà hầu hết các phòng thí nghiệm ở cơ sở đều có. Theo chúng tôi nghĩ hướng giải quyết này có thực tế hơn mặc dù độ nhạy của phương pháp này có kém hơn so với các phương pháp phân tích hiện đại như AAS, AES, điện hoá, kích hoạt nơtron, động học xúc tác.. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 25 Chƣơng 2 THỰC NGHIỆM Để đánh giá mức độ thiếu hụt iot đối với con người, cần phân tích để đánh giá hàm lượng iot có trong đất, nước và trong lương thực, thực phẩm. Với mục đích đó, đồng thời để xây dựng được phương pháp phân tích có thể sử dụng rộng rãi, trong luận văn này chúng tôi đặt ra nhiệm vụ sau: 1- Nghiên cứu phương pháp đo quang để phân tích hàm lượng iot bằng phản ứng đơn giản dễ thực hiện. 2- Nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích iot trong một số đối tượng môi trường: đất, nước, thực phẩm. 3- Dùng phương pháp thêm và phương pháp thống kê xác suất để đánh giá các kết quả phân tích thu được. 2.1. DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ - Phễu chiết dung tích 125ml - Các loại bình đựng mức 25ml,… 1000ml. - Pipet các loại - Các dụng cụ thuỷ tinh khác. - Cân phân tích chính xác đến 0,02mg - Máy đo pH - Máy đo độ hấp thụ quang JASCO V - 530 UV - VIS Spectrophotometer của Nhật. Máy thiết kế đo được giải phổ hấp thụ từ 200 -1100nm. Nguồn đèn deterium khi đo phổ tử ngoại (200 - 400nm), nếu đo ở vùng phổ khả kiến (400 - 1100nm) thì dùng đèn halogen. Ánh sáng của nguồn được hội tụ và đi vào bộ phận tạo đơn sắc bởi cách tử và hội tụ ở khe ra. Nguồn sáng này được chia thành hai tia, một tia đi qua dung dịch phân tích, một tia đi qua dung dịch so sánh. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 26 Ánh sáng đi tới detetor chuyển tín hiệu thành tín hiệu điện, sau khi được chỉnh đồng bộ, chuyển thành tín hiệu số đi vào bộ vi xử lý. Tín hiệu sau khi được xử lý bằng bộ vi xử lý và hiển thị dữ kiện dưới dạng số hạng phổ. 2.2. CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU - Bản chất của phương pháp mà chúng tôi nghiên cứu là Iot trong môi trường phần lớn nằm ở dạng I-, dùng NaNO2 oxi hoá chuyển về dạng I2. Dưới tác dụng của các bazơ hữu cơ có màu như mêtyl tím, malachit xanh, brilliant xanh, Fucsin bazơ… phân tử iot bị phân cực, sẽ liên kết tĩnh điện với phân tử Fucsin bazơ tạo thành liên hợp ion, màu của liên hợp ion này giống với màu của thuốc thử Fucsin bazơ nhưng Fucsin bazơ là hợp chất phân cực, còn liên hợp ion là hợp chất không phân cực. Vậy ta có thể dùng phương pháp chiết để tách liên hợp ion ra và đo màu, từ đó tính được hàm lượng iot có trong mẫu phân tích. Trên cơ sở lập luận đó, quá trình nghiên cứu của chúng tôi được thực hiện theo các bước sau: - Khảo sát ảnh hưởng pH của môi trường đến quá trình chiết thuốc thử và các dung môi hữu cơ. - Sử dụng phương pháp cố định một thành phần [29] để khảo sát ảnh hưởng pH của môi trường nước đến sự tạo thành hợp chất liên hợp ion và khảo sát lượng thuốc thử tối ưu. - Khảo sát phổ hấp thụ của hợp chất liên hợp ion - Khảo sát khả năng chiết hợp chất liên hợp ion - Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sự tạo thành hợp chất liên hợp ion. - Khảo sát khoảng tuyến tính của độ hấp thụ quang A và nồng độ iot. - Sử dụng phương pháp thêm và phương pháp thống kê xác suất để kiểm tra độ đúng và độ chính xác, xác định LOD, LOQ. - Xây dựng quy trình phân tích. - Xác định hàm lượng iot trong mẫu giả và một số mẫu đất, nước, thực phẩm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 27 2.3. QUÁ TRÌNH THỰC NGHIỆM ĐƢỢC TIẾN HÀNH NHƢ SAU 2.3.1. Giới thiệu về Fucsin bazơ 2.3.1.1. Tính chất Fucsin bazơ là những tinh thể xanh lá cây sẫm, sáng ánh Độ hoà tan trong 100g dung môi: nước 0,26g (260C), rượu 5,9g (250C). Tan tốt hơn trong nước nóng cho dung dịch màu hồng, dung dịch này có độ hấp thụ quang cực đại ở  = 487,1nm và 543,9nm. Kết tinh từ dung dịch nước có ngậm 4 H2O. 2.3.1.2. Ứng dụng Dung dịch sunfua Fucsin (thuốc thử anđêhit) dùng để xác định brôm và các chất oxi hoá bằng phương pháp đo quang. Người ta đã nghiên cứu phản ứng màu của fucsin bazơ với SO2[30]. Sử dụng Fucsin bazơ để xác định AuCl-4, TaF5 -… [31] bằng phương pháp chiết trắc quang. 2.3.2. Cơ chế tƣơng tác giữa I2 với các chất màu bazơ hữu cơ Tương tác giữa iot và các chất màu bazơ hữu cơ như tím tinh thể, malachit xanh, brilliant lục, rodanin, fucsin bazơ…không phải là phản ứng trao đổi, axit bazơ hay oxi hoá khử v.v… mà là phản ứng tạo liên hợp ion. Các chất màu bazơ hữu cơ là các chất phân cực mạnh [32], khi chúng tương tác với I2, làm cho phân tử I2 phân cực I + - I - do sự chuyển dời của các điện tử trong phân tử. Hai phân tử chất màu bazơ hữu cơ và iot đều phân cực, các cực trái dấu sẽ hút nhau do lực hút tĩnh điện tạo thành hợp chất liên hợp. Cực dương của phân tử iot đã phân cực tương tác với cực âm của phân tử chất màu bazơ hữu cơ và cực âm của phân tử iot này sẽ tác dụng với cực dương kia của phân tử thuốc thử, bởi vì khoảng cách giữa hai đầu cực của phân tử iot ngắn hơn giữa hai đầu cực của phân tử thuốc thử. Phân tử iot nằm gọn trong lỗ hổng của các phân tử thuốc thử gần như theo cơ chế hấp phụ của lực hút tĩnh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 28 điện tạo thành tổ hợp chất màu bazơ - iot. Tổ hợp liên hợp màu này dễ dàng bị chiết bởi các dung môi như benzen, toluen, diclometan, dicloetan, tetracloruacacbon… Trong khi đó các phân tử thuốc thử lại phân cực nên chúng không bị chiết bởi các dung môi này. Lợi dụng tính chất này ta có thể dùng các dung môi không phân cực để chiết tách hợp chất liên hợp ion giữa iot với chất màu bazơ hữu cơ khỏi thuốc thử dư. Chính vì vậy phản ứng này có độ chọn lọc tốt. 2.3.3. Các thực nghiệm khảo sát 2.3.3.1. Ảnh hưởng của pH đến sự chiết của Fucsin bazơ bằng các dung môi hữu cơ Lấy 3ml dung dịch fucsin bazơ vào dãy phễu chiết, sau đó thêm vào mỗi phễu 5ml dung dịch đệm có pH = 1, 2, 3, 4, 5, 6. Thêm nước cất đến thể tích 25ml. Thêm cẩn thận 5ml dung môi hữu cơ, đậy phễu chiết bằng nút nhám, lắc kỹ trong một phút. Để yên để tách pha. Tách pha hữu cơ vào bình định mức 25ml. Tiến hành chiết lại 2 lần nữa, mỗi lần bằng 5ml dung môi hữu cơ. Thêm dung môi hữu cơ tới vạch, lắc và trộn đều. Đo độ hấp thụ quang (A) của dịch chiết Fucsin bazơ tại bước sóng hấp thụ cực đại của hợp chất fucsin bazơ - iot. Ghi các kết quả thu được và biện luận trong mục bàn luận kết quả thực nghiệm. 2.3.3.2. Ảnh hưởng pH của môi trường đến sự hình thành hợp chất liên hợp ion giữa fucsin bazơ và iot Chuẩn bị một dãy dung dịch có pH thay đổi, còn tất cả các cấu tử khác đều như nhau. Lấy 5ml dung dịch KI 1mg/l, 1ml dung dịch NaNO2 0,1M. 1ml dung dịch HCl 2M và 3ml dung dịch Fucsin bazơ. Thêm tiếp 1ml NaOH 2M để trung hoà với 5ml dung dịch đệm có pH = 1, 2, 3, 4, 5, 6 vào phễu chiết được đánh số từ 1, 2, 3, 4, 5, 6. Thêm nước cất tới thể tích 25ml và lắc trộn. Tiến hành chiết hợp chất liên hợp fucsin bazơ - iot 3 lần, mỗi lần bằng 5ml Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 29 dung môi hữu cơ. Dịch chiết được thu vào bình định mức 25ml. Định mức dịch chiết bằng dung môi hữu cơ, lắc trộn đều. Đo độ hấp thụ quang (A) của dung dịch thu được tại bước sóng hấp thụ cực đại của hợp chất liên hợp fucsin bazơ và iot. 2.3.3.3. Khảo sát phổ hấp thụ của hợp chất fucsin bazơ - iot Chuẩn bị một dãy dung dịch chuẩn bằng cách lấy vào dãy phễu chiết những lượng dung dịch như sau: Số dung dịch 1 2 3 4 5 6 Thể tích dung dịch KI 1mg/l 0 1 2 3 4 5 Thêm vào mỗi phễu chiết 1ml dung dịch NaNO2 0,1M, 1ml dung dịch HCl 2M lắc trộn, thêm tiếp 3ml fucsin bazơ, thêm tiếp 1ml dung dịch NaOH 2M để trung hoà, 5ml dung dịch đệm pH = 4, pha loãng bằng nước cất đến thể tích 25ml. Tiến hành chiết hợp chất liên hợp fucsin- bazơ- iot 3 lần, mỗi lần bằng 5ml dung môi hữu cơ. Dịch chiết được gom vào bình định mức 25ml. Định mức tới vạch bằng dung môi hữu cơ, lắc trộn đều. Đo độ hấp thụ quang (A) của từng dung dịch trong khoảng bước sóng từ 450 - 600nm. Biểu diễn sự phụ thuộc (A) = f () ta được phổ hấp thụ của dịch chiết. Từ đó xác định được max của hợp chất liên hợp fucsin -bazơ - iot. 2.3.3.4. Khảo sát sự phụ thuộc độ hấp thụ quang A vào lượng dung dịch HCl 2M Chuẩn bị một dãy phễu chiết, lấy vào lượng HCl 2M từ 0; 0,5; 0,8; 1; 1,5; 2ml, thêm vào mỗi phễu 5ml dung dịch KI 1mg/l, 1ml dung dịch NaNO2 0,1M lắc đều, thêm tiếp vào mỗi phễu 3ml dung dịch fucsin bazơ, dùng dung dịch NaOH 2M vừa đủ để trung hoà lượng axit dư rồi thêm vào mỗi phễu 5ml dung dịch đệm có pH = 4, pha loãng bằng nước cất đến thể Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 30 tích 25ml. Tiến hành chiết 3 lần, mỗi lần bằng 5ml 1,2 - đicloetan. Dịch chiết được thu vào bình định mức 25ml. Định mức bằng dung môi hữu cơ rồi đo A của dãy dung dịch ở bước sóng max vừa tìm được ở trên. Kết quả thu được sẽ cho thấy lượng axit tối ưu cần dùng. 2.3.3.5. Khảo sát sự phụ thuộc lượng dung dịch NaNO2 0,1M NaNO2 dùng để oxi hoá I - thành I2 vậy lượng NaNO2 dùng bao nhiêu là đủ và khi đủ thì có ảnh hưởng gì không. Chúng tôi thiết lập thí nghiệm sau: Lấy 5ml dung dịch KI 1mg/l cho vào 6 phễu chiết sạch có đánh số thứ tự. Thêm lượng NaNO2 0,1M lần lượt vào các phễu chiết những lượng như sau: 0; 0,2; 0,4; 0,8; 1,2; 1,6 ml. Thêm vào mỗi phễu 1ml dung dịch HCl 2M lắc đều, thêm vào mỗi phễu 3ml dung dịch fucsin bazơ, 1ml dung dịch NaOH 2M để trung hòa, 5ml dung dịch đệm có pH=4. Thêm nước tới 25ml. Tiến hành chiết hợp chất màu 3 lần, mỗi lần bằng 5ml dung môi hữu cơ. Dịch chiết cả 3 lần được gom vào bình định mức 25 ml. Định mức tới vạch bằng dung môi, lắc trộn, đem đo A của dãy dung dịch ở max vừa tìm được ở thí nghiệm trên. 2.3.3.6. Ảnh hưởng của lượng thuốc thử fucsin bazơ. Để I2 tạo hợp chất liên hợp ion hoàn toàn cần dùng dư thuốc thử fucsin bazơ. Lượng fucsin bazơ dư không bị chiết (thí nghiệm 3.1). Tuy nhiên để khảo sát lượng thuốc thử bao nhiêu thì vừa, chúng tôi tiến hành thí nghiệm sau: Lấy 5ml dung dịch KI 1mg/l, 1ml dung dịch NaNO2 0,1M và 1ml dung dịch HCl 2M cho vào 6 phễu chiết sạch có đánh số thứ tự thêm vào các phễu theo thứ tự lượng dung dịch fucsin bazơ những lượng khác nhau: 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5; 3ml, trung hoà dung dịch bằng dung dịch NaOH 2M, thêm 5ml dung dịch đệm có pH = 4. Tiến hành chiết hợp chất màu 3 lần, mỗi lần bằng 5ml dung môi hữu cơ. Gộp dịch chiết cả lại vào bình định mức 25ml, rồi định mức bằng dung môi. Tiến hành đo A của dãy dung dịch. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 31 2.3.3.7. Khảo sát sự phụ thuộc độ hấp thụ quang của hợp chất màu theo thời gian Lấy 5ml dung dịch KI 1mg/l, 1ml dung dịch NaNO2 0,1M, 1ml dung dịch HCl 2M, 3ml dung dịch fucsin bazơ, lắc đều dung dịch, hoà dung dịch thu được bằng dung dịch NaOH 2M. Thêm 5ml dung dịch đệm có pH = 4. Tiến hành chiết hợp chất màu 3 lần, mỗi lần bằng 5ml dung môi hữu cơ. Dịch chiết thu được định mức thành 25ml rồi đo A của dung dịch theo thời gian (tính từ sau khi chiết xong): 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 30, 40 phút. 2.3.3.8. Lập đường chuẩn Tổng hợp tất cả các điều kiện tối ưu mà chúng tôi đã khảo sát được, chúng tôi tiến hành xây dựng đường chuẩn biểu diễn sự phụ thuộc A vào lượng iot. 2.3.3.9. Khảo sát ảnh hưởng của một số cation và anion đến phản ứng Sử dụng các kết quả đã khảo sát được trong các thí nghiệm trên, chúng tôi đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng của một số cation và anion đến phản ứng. Phương pháp nghiên cứu của chúng tôi dựa vào nguyên tắc cố định các điều kiện tối ưu của phản ứng, thêm dần các yếu tố gây ảnh hưởng vào rồi tìm sự phụ thuộc độ hấp thụ quang của dung dịch theo hàm lượng yếu tố gây ảnh hưởng thêm vào A = f (yếu tố ảnh hưởng). Từ đó biện luận tìm được ở tỷ lệ nào thì yếu tố lạ gây ảnh hưởng cho phản ứng và tìm biện pháp loại trừ. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 32 Chƣơng 3 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN Các kết quả ghi trong các bảng là kết quả trung bình của 3 lần đo 3.1. KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA pH ĐẾN SỰ CHIẾT THUỐC THỬ FUCSIN BAZƠ BẰNG CÁC DUNG MÔI Fucsin bazơ là phân tử phân cực nên nó không bị chiết bởi các dung môi hữu cơ không phân cực như Benzen, Tetracloruacacbon… khi chiết Fucsin bazơ bằng tetracloruacacbon (CCl4), pha hữu cơ hoàn toàn không có màu ở tất cả các giá trị pH khảo sát, chứng tỏ Fucsin bazơ không bị chiết bởi CCl4. Khi dung môi hữu cơ là Clorofom (CHCl3), pha hữu cơ chiết được không có màu ở các pH trừ ở giá trị pH = 2, dịch chiết có màu hồng nhạt. Đối với dung môi chiết là diclometan và 1,2 - đicloetan, dịch chiết có màu hồng đậm ở pH  2, ở các pH khảo sát còn lại, dịch chiết có mầu hồng rất nhạt. Khi chiết bằng hỗn hợp dung môi diclometan: clorofom với các tỷ lệ theo thể tích là 1:4; 1:3; 1:2; 1:1; 2:1; 3:1; 4:1 thì cũng chỉ ở pH = 2 lớp chiết mới có màu hồng còn trong môi trường pH từ 3 đến 6 lớp chiết hầu như không có màu. Sự chiết fucsin bazơ bằng các dung môi hữu cơ phân cực phụ thuộc vào pH dung dịch nước được ghi trên các bảng từ 3.1 đến3.3. Bảng 3.1: Giá trị A của dịch chiết Fucsin Bazơ bằng CHCl3 ở các pH khác nhau của dung dịch nƣớc pH 1 2 3 4 5 6 A551nm 0,019 0,040 0,018 0,016 0,018 0,020 Các số liệu ghi trong bảng 3.1 cho thấy, trong khoảng pH khảo sát (từ 1 đến 6) thuốc thử fucsin bazơ hầu như không bị chiết bởi CHCl3 vì các giá trị độ hấp thụ quang A đều nhỏ (trừ ở pH = 2 dung dịch có màu hơi hồng nhạt). Với kết quả này cho thấy nếu chiết bằng CHCl3 thì thuốc thử fucsin bazơ dư không bị chiết, như vậy thuốc thử dư không ảnh hưởng đến quá trình phân tích khi chiết hợp chất màu. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 33 Bảng 3.2: Giá trị A của dịch chiết fucsin bazơ bằng CH2Cl2 ở các pH khác nhau của dung dịch nƣớc pH 1 2 3 4 5 6 A537nm 0,102 0,196 0,022 0,039 0,045 0,036 Các số liệu ghi trong bảng 3.2 cho thấy, trong khoảng pH từ 3 đến 6 thuốc thử hầu như không bị chiết nên nếu tiến hành thí nghiệm trong khoảng pH này, thuốc thử dư không gây ảnh hưởng, còn ở pH từ 1 đến 2 thì fucsin bazơ có bị chiết vì vậy không nên tiến hành thí nghiệm ở các giá trị pH này. Bảng 3.3: Giá trị A của dịch chiết fucsin bazơ bằng 1,2 - dicloetan (C2H4Cl2) ở các giá trị pH khác nhau của dung dịch nƣớc pH 1 2 3 4 5 6 A539nm 0,056 0,159 0,044 0,047 0,048 0,046 Các số liệu ghi trong bảng 3.3. cho thấy fucsin bazơ bị chiết bởi dung môi 1,2- dicloetan ở pH = 2 và ở khoảng pH 3-6 thuốc thử gần như không bị chiết. Ta chỉ nên thực hiện các thí nghiệm trong khoảng pH 3 - 6 thì lượng thuốc thử dư không gây ảnh hưởng cho quá trình phân tích. Chúng tôi dùng dung môi chiết là hỗn hợp CH2Cl2: CHCl3 theo các tỷ lệ về thể tích là 1: 4; 1: 3; 1: 2; 1:1; 2:1; 3: 1 và 4: 1. Kết quả cũng cho thấy chỉ ở pH = 2 lớp chiết mới có màu hơi hồng, còn ở các giá trị pH khác lớp chiết hầu như không màu. Với kết quả thí nghiệm trên khi chiết hợp chất liên hợp Fucsin- bazơ - iot có thể dùng các dung môi trên nhưng tiến hành ở pH trong khoảng 3 - 6 thì lượng thuốc thử dư không gây ảnh hưởng gì cho quá trình phân tích. Chúng tôi chọn pH thí nghiệm bằng 4; dùng dung dịch đệm. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 34 3.2. KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG pH CỦA MÔI TRƢỜNG NƢỚC ĐẾN SỰ HÌNH THÀNH HỢP CHẤT MÀU LIÊN HỢP GIỮA FUCSIN BAZƠ VỚI IOT Thí nghiệm được tiến hành như trình bày ở mục 3.2 chương 2 và thu được các kết quả như sau: * Dùng dung môi chiết là Clorofom, độ hấp thụ quang của dung dịch chiết được đo ở bước sóng 551nm, kết quả đo được ghi trong bảng 3.4. Bảng 3.4: Giá trị A của dịch chiết hợp chất màu Fucsin bazơ - Iot trong Clorofom ở các pH khác nhau trong môi trƣờng nƣớc pH 1 2 3 4 5 6 A551nm 0,159 0,218 0,246 0,246 0,246 0,246 Các số liệu ghi trong bảng 3.4 cho thấy, ở giá trị pH 1 - 2 độ hấp thụ quang của dịch chiết nhỏ, điều này có thể giải thích như sau: trong khoảng pH này dung dịch có độ axit cao nên thuốc thử Fucsin bazơ ở dạng cation còn ít, tác động phân cực của nó đối với phân tử iot ít nên hợp chất màu liên hợp tạo thành còn ít. Ở pH 3 - 6 giá trị độ hấp thụ quang A đo được gần bằng nhau, chứng tỏ ở các giá trị pH này Fucsin bazơ nằm ở dạng cation hết, chúng phân cực toàn bộ các phân tử iot để tạo thành hợp chất màu liên hợp Fucsin bazơ -iot. Kết hợp với kết quả khi khảo sát ảnh hưởng của pH đến sự chiết của thuốc thử ở trên, chúng tôi thấy ở pH từ 3 - 6 iot tạo hợp chất màu liên hợp hết với Fucsin bazơ, hợp chất này bị chiết bởi CHCl3, nhưng thuốc thử dư không bị chiết. Điều này rất thuận lợi cho quá trình phân tích, chúng tôi chọn pH = 4 để khảo sát các yếu tố tiếp theo. Để bảo đảm giá trị pH này trong các thí nghiệm chúng tôi dùng dung dịch đệm. * Nếu chiết bằng dung môi diclometan, độ hấp thụ quang của dịch chiết đo tại bước sóng cực đại 537nm, còn nếu dùng dung môi là 1,2 -dicloetan thì đo tại 539nm. Kết quả được ghi trong bảng 3.5 và 3.6. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 35 Bảng 3.5: Giá trị A của dịch chiết hợp chất màu liên hợp Fucsin bazơ - Iot trong diclometan từ môi trƣờng nƣớc ở các giá trị pH khác nhau pH 1 2 3 4 5 6 A537nm 0,174 0,238 0,271 0,271 0,269 0,270 Bảng 3.6: Giá trị A của dịch chiết hợp chất màu liên hợp Fucsin bazơ - iot trong 1, 2 - dicloetan ở các pH khác nhau của môi trƣờng nƣớc pH 1 2 3 4 5 6 A539nm 0,150 0,205 0,234 0,235 0,234 0,235 Các giá trị ghi trong bảng 3.5 và 3.6 cho thấy dùng dung môi chiết là diclometan và 1 - 2 dicloetan trong môi trường có pH 3 - 6 iot cũng tạo hợp chất màu liên hợp hết với Fucsin bazơ. Ta có thể dùng các dung môi này để chiết tách hợp chất màu ra khỏi dung dịch và loại trừ các ảnh hưởng khác. 3.3. PHỔ HẤP THỤ CỦA HỢP CHẤT MÀU FUCSIN BAZƠ - IOT Các thí nghiệm được chuẩn bị như trong mục 3.3 của chương 2 Chúng tôi đã tiến hành ghi phổ hấp thụ của hợp chất màu liên hợp Fucsin bazơ - iot trong dịch chiết bằng các dung môi như Clofom, diclometan, 1 - 2 dicloetan. Các đường biểu diễn phổ hấp thụ của hợp chất màu liên hợp Fucsin bazơ - iot chiết