Tải bản đầy đủ - 47 (trang)
Bảng 1.2: Giới hạn cho phép các kim loại Pb theo tiêu chuẩn Việt Nam

Bảng 1.2: Giới hạn cho phép các kim loại Pb theo tiêu chuẩn Việt Nam

Tải bản đầy đủ - 47trang

các màu đẹp trong pha sơn, pha xăng dầu, dùng làm chất màu trong công

nghiệp sứ, nhuộm giấy màu, chì còn được dùng để hàn các lon đựng đồ hộp.

Chì khác các kim loại khác ở chỗ nó có mặt trong tất cả các đại dương

trên thế giới với hàm lượng cao. Từ 1961, người ta nhận thấy hàm lượng chì

trong nước biển đã đạt tới mức độ cao do hoạt động công nghiệp, giao thông

vận tải của con người và gây ô nhiễm cho hệ động - thực vật biển. Chẳng hạn

năm 1986, khi tiến hành phân tích các loại hàu, tôm, ốc, sò ở biển Hồng

Kông, Trung Quốc đã phát hiện thấy chì, thuỷ ngân,thiếc, antimon tăng lên

liên tục trong các loài hải sản đó (hàm lượng chì cao nhất ở tôm cua, cá đối và

vẹm). Điều đó khiến người ta lo ngại khả năng gây nhiễm độc cho người bởi

các hải sản này chiếm vị trí quan trọng trong món ăn hàng ngày của người

dân địa phương. Ở vùng Địa Trung Hải thuộc Tây Ban Nha cũng đã phát hiện

31 loài cá, nhuyễn thể, giáp xác có chứa hàm lượng chì, tăng lên 30 lần từ

mùa hè năm 1994 và có thể gây nhiễm độc cho người qua dây chuyền thực

phẩm.

Tác động gây nhiễm độc của chì qua nước uống đã được biết rõ. Ở

Lyon (Pháp), trong năm 1989, nhiều ca nhiễm độc chì đã được chẩn đoán ở

những ngôi nhà vẫn còn sử dụng hệ thống ống dẫn nước bằng chì. Nhiều ca

nhiễm độc chì như vậy cũng đã xảy ra ở Anh, nhất là ở đô thị Glasgow. Năm

1991, ở nước Mỹ vẫn còn 32 triệu người được cấp phát nước bởi 130 - 660 hệ

thống dẫn nước mà hàm lượng chì trong nước uống vượt tiêu chuẩn cho phép

là 15 ppb gây ra nhiều trường hợp nhiễm độc. Ở nước ta, hầu hết các thành

phố vẫn còn sử dụng một phần hệ thống dẫn nước bằng chì.

Gần đây một số loại gạo, mỹ phẩm, thực phẩm từ Trung Quốc nhập

khẩu theo đường tiểu ngạch có nguy cơ ô nhiễm kim loại nặng như chì,

cadimi. Đặc biệt là những sản phẩm son môi, thuốc nhuộm tóc, xuất xứ từ

Trung Quốc nhái theo các hãng nổi tiếng có khả năng chứa hàm lượng chì

cao. Song nhiều sản phẩm đó đang được bày bán tràn lan trên các đường phố

tại nhiều khu vực trong cả nước.

Nguồn chất thải của công nghiệp sản xuất chì đã làm ô nhiễm đất, nước

và không khí, rồi gây nhiễm độc cho người qua dây chuyền lương thực và

thực phẩm. Khí thải công nghiệp, khí thải giao thông chứa chì phát thải vào

môi trường không khí ở dạng các hợp chất vô cơ như oxit, nitrat, sulfat. Chì

tetraetyl trong xăng qua quá trình đốt cháy ở các động cơ đốt trong bị chuyển

10



một phần thành các muối vô cơ như các halide, hidroxit, oxit và một phần nhỏ

cacbonat, sulfat. Ngoài ra, tetraetyl được phát thải ra ngoài không khí sẽ bị

phân hủy dần dần, trước tiên tạo thành các ion chì hữu cơ, cuối cùng tạo thành

các hợp chất chì vô cơ. Như vậy, chì trong không khí tồn tại chủ yếu dưới

dạng các hợp chất vô cơ, còn gọi là các hạt bụi chì vô cơ.

Trong điều kiện tự nhiên, hàm lượng chì trong khí quyển thường trong

khoảng 5.10-5 mg/m3, trong khi đó hàm lượng chì trung bình tại các đô thị có

mật độ giao thông lớn thường trong khoảng 3.10-3 mg/m3.

Trong môi trường nước, chì tồn tại ở rất nhiều dạng hợp chất hóa học,

tùy thuộc vào nguồn phát sinh. Chì phát thải từ các điểm khai khoáng và

nghiền quặng, xâm nhập vào môi trường nước dưới dạng PbS, các oxit chì và

các cacbonat chì. Ngoài ra, PbSO4 và Pb3(PO4)2 cũng tồn tại trong thủy quyển

với lượng nhỏ. Các hợp chất này ít tan trong nước, có xu hướng lắng đọng

xuống lớp bùn đáy.

Chì trong nước thiên nhiên, chì chiếm khoảng 0,001- 0,02 mg/l. Nguồn

nước máy có dấu vết của chì là do đường ống nước bằng chì. Nguồn ô nhiễm

chì trong nước chủ yếu từ nước thải của công nghệ sản xuất chì, sản xuất

molypden và vonfram. Trong nước thải chì có thể ở dạng hòa tan hoặc dạng

khó tan lơ lững như nước muối cacbonat, sulfua, sulfat.

Chì trong ống dẫn nước có chứa hàm lượng cacbonic khá cao.

Cacbonic tác dụng với chì làm ống dẫn, trở thành cacbonat chì hòa tan trong

nước. Nước mềm, nghèo canxi nên không tạo thành các lớp chì cacbonat ở

mặt trong các ống nước bằng chì, vì thế chì tồn tại ở trạng thái hòa tan trong

nước.

Trong các bữa ăn hàng ngày, những thực phẩm ngoài việc cung cấp

chất dinh dưỡng cao như gạo, thịt lợn, thịt bò, rau muống, tôm dảo, cam,

quýt,.. còn có nguy cơ nhiễm chì cao.

Trái cây khô cũng là thực phẩm dễ nhiễm chì. Theo quyết định 46 của

Bộ Y tế về quy định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hóa học trong thực

phẩm, hàm lượng chì trong trái cây là 0,1 mg/kg, với quả loại nhỏ là

0,2 mg/kg, nhưng giới hạn này áp dụng cho trái cây tươi. Do lượng nước mất

đi trong trái cây khô nên so với giới đó thì hàm lượng chì trong 1 kg trái cây

khô chắc chắn sẽ cao hơn đáng kể.



11



Ngoài ra, một số loại thuốc nam không rõ nguồn gốc như mẫu đơn, chu

sa là các loại trong thành phần có kim loại nặng hàm lượng cao.

Năm 2012, Việt Nam đã phát hiện một số trẻ em bị nhiễm chì do dùng

thuốc cam, một loại thuốc được xem là thuốc gia truyền bổ tì và có rất nhiều

lợi ích cho trẻ nhỏ, từ tưa lưỡi, tiêu chảy, táo bón đến khả năng kích thích

ngon miệng.

1.2.2. Một số nguồn gây ô nhiễm chì [23, 25]

Tốc độ công nghiệp hoá và đô thị hoá khá nhanh và sự gia tăng dân số

gây áp lực ngày càng nặng nề dối với tài nguyên nước trong vùng lãnh thổ.

Môi trường nước ở nhiều đô thị, khu công nghiệp và làng nghề ngày càng bị ô

nhiễm bởi nước thải, khí thải và chất thải rắn. Ở các thành phố lớn, hàng trăm

cơ sở sản xuất công nghiệp đang gây ô nhiễm môi trường nước do không có

công trình và thiết bị xử lý chất thải. Ô nhiễm nước do sản xuất công nghiệp

là rất nặng.

Ở thành phố Hà Nội, tổng lượng nước thải của thành phố lên tới

300000-400000 m3/ngày; hiện mới chỉ có 5/31 bệnh viện có hệ thống xử lý

nước thải, chiếm 25 % lượng nước thải bệnh viện; 36/400 cơ sở sản xuất có

xử lý nước thải, lượng rác thải sinh hoạt chưa được thu gom khoảng 1200

m3/ngày đang xả vào các khu đất ven các hồ, kênh, mương trong nội thành

[23, 25].

Chì có trong nước thải của các cơ sở sản xuất pin, ac qui, luyện kim,

hóa dầu. Chì còn được đưa vào môi trường nước từ nguồn không khí bị ô

nhiễm do khí thải giao thông. Chì có khả năng tích lũy trong cơ thể, gây độc

thần kinh, gây chết nếu bị nhiễm độc nặng. Chì cũng rất độc đối với động vật

thủy sinh. Các hợp chất chì hữu cơ độc gấp 10 -100 lần so với chì vô cơ đối

với các loại cá.

Do thải vào nước các chất nitrat, phosphat dùng trong nông nghiệp và

các chất thải do luyện kim và các công nghệ khác. Chì được sử dụng làm chất

phụ gia trong xăng và các chất kim loại khác như đồng, kẽm, chrom, nickel,

cadnium rất độc đối với sinh vật thủy sinh.

1.3. Các phương pháp xác định chì.

Hiện nay, có rất nhiều phương pháp khác nhau để xác định chì như

phương pháp phân tích khối lượng, phân tích thể tích, điện hoá, phổ phân tử

UV-VIS, phổ phát xạ nguyên tử (AES), phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa và

12



không ngọn lửa (F-AAS, ETA-AAS)... Sau đây là một số phương pháp xác

định chì.

1.3.1. Các phương pháp hoá học.

1.3.1.1. Phương pháp phân tích khối lượng [5]

Phương pháp phân tích khối lượng là phương pháp cổ điển, độ chính

xác có thể đạt tới 0,1%. Cơ sở của phương pháp là sự kết tủa định lượng của

chất phân tích với một thuốc thử thích hợp.

Chì thường được kết tủa dưới dạng PbSO 4, sau đó được sấy ở 700oC

đưa kết tủa về dạng cân (PbSO4) rồi đem cân xác định khối lượng [5].

Phương pháp này không đòi hỏi dụng cụ đắt tiền nhưng quá trình phân

tích lâu, nhiều giai đoạn phức tạp đặc biệt khi phân tích lượng vết các chất. Vì

vậy, phương pháp này không được dùng phổ biến trong thực tế để xác định

lượng vết các chất mà chỉ dùng trong phân tích hàm lượng lớn [5]

1.3.1.2. Phương pháp phân tích thể tích [5, 17]

Phân tích thể tích là phương pháp phân tích định lượng dựa trên thể tích

dung dịch chuẩn (đã biết chính xác nồng độ) cần dùng để phản ứng vừa đủ

với chất cần xác định có trong dung dịch phân tích.

Đối với Chì, ta có thể chuẩn độ trực tiếp bằng EDTA hay chuẩn độ

ngược bằng Zn2+ hoặc chuẩn độ thay thế với ZnY2-, chỉ thị ETOO.

Tác giả Phạm Luận [17] trong đề tài nghiên cứu vai trò của muối

khoáng và các nguyên tố vi lượng đối với cuộc sống con người đã sử dụng

phương pháp phân tích thể tích.

Trong khóa luận tốt nghiệp của mình, tác giả Trần Đại Thanh đã sử

dụng phương pháp chuẩn độ complexon để xác định chì sau khi đã hấp phụ

trên chitosan.

Phương pháp phân tích có ưu điểm là nhanh chóng và dễ thực hiện, tuy

nhiên cũng giống như phương pháp phân tích khối lượng phương pháp nãy

cũng không được sử dụng trong phân tích lượng vết, vì phải thực hiện quá

trình làm giàu phức tạp.

1.3.2. Các phương pháp phân tích công cụ.

1.3.2.1. Các phương pháp điện hoá [10, 13]

*Phương pháp cực phổ.



13



Phương pháp này sử dụng điện cực giọt thủy ngân rơi làm việc, trong

đó được quét thế tuyến tính rất chậm theo thời gian đồng thời ghi dòng là hàm

của thế trên điện cực giọt Hg rơi.

Để xác định đồng thời các kim loại Cu, Cd, Ni, Fe, Cr, Co… trong chất

thải của xưởng mạ người ta sử dụng phương pháp DPP trong cùng một nền

chất điện li trơ.Phương pháp cực phổ xác định Pb chưa phát huy được hết tính

ưu việt của nó vì vậy phải kết hợp với làm giàu thì mời tăng được độ nhạy.

Tác giả Bùi Văn Quyết [24] đã dùng phương pháp cực phổ để xác định

thành phần % Pb có thực trong quặng pyrite ở khoảng (0,00031 ÷ 0,00002)%

với xác xuất 95 %.

* Phương pháp Von-Ampe hoà tan.

Về bản chất, phương pháp Von-Ampe hoà tan cũng giống như phương

pháp cực phổ là đều dựa trên độ lớn của cường độ dòng để xác định nồng độ

các chất trong dung dịch. Nguyên tắc gồm 2 bước:

Điện phân làm giàu chất cần phân tích lên trên bề mặt điện cực làm

việc trong một khoảng thời gian và ở thế điện cực xác định.

Hoà tan kết tủa đã được làm giàu bằng cách phân cực ngược, đo và ghi

dòng hoà tan từ điện cực chỉ thị.

Ưu điểm nổi bật của phương pháp này là có độ nhạy cao từ 10-6 ÷ 10-8

M và xác định được nhiều kim loại. Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp

này là quy trình phân tích phức tạp.

Tác giả Phan Diệu Hằng [9] đã xác định chì trong mẫu nước ngọt giải

khát Sprite bằng phương pháp Vôn - Ampe hòa tan và kết quả hàm lượng chì

là (2,70 ÷ 0,06) µg/l.

Còn tác giả Lê Thị Thu [29] đã áp dụng phương pháp Vôn – Ampe hòa

tan anot và kỹ thuật đánh rữa bề mặt điện cực tự động xác định đồng thời Cd,

Cu, Pb trong một số mẫu nước biển và thu được hàm lượng chì ở Vũng Tàu

8,42 µg/l, Quảng Ninh là 10,53 µg/l (đối với trường hợp mẫu lấy về được lọc

qua giấy lọc băng xanh, thêm axit HNO3 đưa về giá trị pH = 2 rồi phân tích).

1.3.2.2 Các phương pháp quang phổ.

*Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử (AES) [10, 3]



14



Khi nguyên tử ở trạng thái hơi, nhờ một nguồn năng lượng thích hợp

như nhiệt, điện... để kích thích đám hơi nguyên tử tự do đó phát ra, sau đó thu

phân li toàn bộ phổ phát xạ để đánh giá thành phần mẫu phân tích.

Đây là kỹ thuật phân tích được sử dụng rộng rãi trong phân tích, nó cho

phép xác định định tính và định lượng ở mức hàm lượng đa lượng hoặc vi

lượng của rất nhiều nguyên tố. Ưu điểm của phương pháp này là phân tích

nhanh hàng loạt mẫu. Phân tích cả những đối tượng rất xa dựa vào ánh sáng

phát xạ của chúng. Phương pháp này cho độ nhạy và độ chính xác cao. Độ

nhạy cỡ 0,001%.

Các tác giả Nguyễn Văn Định, Dương Ái Phương, Nguyễn Văn Đến đã

sử dụng phương để xác định các kim loại (Sn, Zn, Cd…) tạp chất trong mẫu

kẽm tinh luyệncó độ thu hồi cao đạt trên 95%.

*Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) [10, 3].

Phổ hấp thụ nguyên tử là một trong những phương pháp hiện đại, được

áp dụng phổ biến trong các phòng thí nghiệm. Phương pháp này xác định

được hầu hết các kim loại trong mẫu sau khi đã chuyển hóa chúng về dạng

dung dịch.

Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) được ứng dụng với ba kĩ

thuật là nguyên tử hoá bằng ngọn lửa (F - AAS) nguyên tử hoá không ngọn

lửa (GF-AAS) và kĩ thuật đặc biệt trong trường hợp phân tích các nguyên tố

có nhiệt độ hóa hơi thấp: Hóa hơi lạnh (Hg), hydrua hóa (As, Se, Sn…)

Phương pháp này được phát triển rất nhanh và hiện nay đang được ứng

dụng rất phổ biến vì có độ nhạy rất cao (mức ppb) và độ chọn lọc cao (ứng

với mỗi nguyên tố có một đèn catod rỗng). Do đó, khi phân tích lượng chất

vết kim loại trong trường hợp không cần thiết phải làm giàu sơ bộ các nguyên

tố cần phân tích, tránh được sự nhiễm bẩn mẫu khi xử lí qua các giai đoạn

phức tạp. Đây là đặc tính rất ưu việt của phương pháp này, ngoài ra còn có

một số điểm mạnh khác như: Khả năng phân tích được gần 60 nguyên tố hoá

học, ngoài các nguyên tố kim loại còn có thể phân tích được một số á kim

(lưu huỳnh, clo…) và một số chất hữu cơ bằng phép đo gián tiếp; Lượng mẫu

tiêu tốn ít; Thời gian tiến hành phân tích nhanh, đơn giản… Ngày nay trong

phân tích hiện đại, phương pháp AAS được sử dụng rất có hiệu quả đối với

nhiều lĩnh vực như y học, dược học, sinh học, phân tích môi trường, phân tích

địa chất, … đặc biệt phân tích lượng vết các nguyên tố kim loại.

15



Ứng dụng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F – AAS)

GS.TS Phạm Luận và cộng sự [15] đã phân tích và xác định một số kim loại

nặng (Cu, Pb, Cd, Co, Cr, Fe, MnO…) trong máu, huyết thanh và tóc công

nhân khu gang thép Thái Nguyên và công nhân nhà máy in.

*Phương pháp trắc quang [16, 11].

Phương pháp phân tích đo quang là phương pháp phân tích công cụ dựa

trên việc đo những tín hiệu bức xạ điện từ và tương tác của bức xạ điện từ với

chất nghiên cứu. Phương pháp này chuyển các chất phân tích thành năng

lượng ánh sáng để suy ra lượng chất cần phân tích. Nguyên tắc của phương

pháp là dựa trên khả năng tạo phức màu của chất phân tích với một thuốc thử

nào đó. Đo độ hấp thụ quang của phức màu ta sẽ biết được nồng độ chất phân

tích. Phương pháp có ưu điểm là tiến hành nhanh, thuận lợi. Có độ

nhạy cao,độ chính xác được tới 10 -6 mol/l .Tuỳ thuộc vào hàm lượng chất

cần xác định mà có độ chính xác từ 0,2 tới 20 %.

Tác giả Phạm Thị Xuân Lan [14] đã xác định chì bằng phương pháp

trắc quang cùng thuốc thử xylem da cam có độ nhạy cao và kết quả thu được

khá chính xác ở điều kiện tối ưu của phép đo là 12 ml urotropin 10%, 8 ml

HCL 0,5 N, 1,2 ml thuốc thử xylem da cam 0,05 % định mức 25 ml, dùng

cuvet 50 mm với lọc sáng màu lục.

Bùi Thị Thư [20] Nghiên cứu xác định hàm lượng một số kim loại

trong nước sinh hoạt và nước thải khu vực Từ Liêm – Hà Nội bằng phương

pháp chiết – trắc quang cho biết: xác định được Cadimi và Chì trong mẫu giả

bằng phản ứng tạo phức đaligan với hai phối tử PAN và SCN trong dung môi

hữu cơ và rượu isoamylic. Xác định được hàm lượng Cadimi và chì trong 10

mẫu nước sinh hoạt và nước thải của huyện Từ Liêm – Hà Nội.

Nguyễn Ái Nhân [21] nghiên cứu sự tạo phức giữa Pb(II) với 1-(2pyridylazo)-2-naphthol(PAN) bằng phương pháp chiết – trắc quang, ứng dụng

phân tích định lượng chì đã xác định hàm lượng chì trong mẫu nhân tạo với

sai số tương đối q = 1,43%.

1.4. Một số phương pháp tách và làm giàu lượng vết ion kim loại nặng.

Trong thực tế phân tích, hàm lượng các chất có trong mẫu, đặc biệt là

hàm lượng các ion kim loại nặng thường rất nhỏ và nằm dưới giới hạn phát

hiện của các phương pháp phân tích công cụ thông thường. Do đó, trước khi

xác định chúng cần phải tách và làm giàu.

16



Dưới đây là một vài phương pháp chính đã được nghiên cứu và ứng

dụng để tách và làm giàu các ion kim loại.

1.4.1. Phương pháp cộng kết [6, 25]

Cộng kết là phương pháp kết tủa chất cần phân tích bằng cách đưa

những chất kết tủa đồng hình, thường gọi là chất góp, vào đối tượng phân tích

để cộng kết các nguyên tố khi hàm lượng của chúng rất nhỏ. Nhờ vậy mà chất

phân tích sẽ được thu góp lại. Khi đó hàm lượng của nó đã tăng lên rất nhiều.

Người ta có thể chọn một số hyđroxyt khó tan như: Fe(OH) 3; Al(OH)3.. .hoặc

một số sunfua hay một số chất hữu cơ làm chất góp.

Khi sử dụng chất hữu cơ để cộng kết, có thể kết tủa được những lượng

vết tới 10-3- 10-5 %. Việc dùng chất hữu cơ kết tủa có ưu điểm hơn so với chất

vô cơ vì kết tủa dễ lọc rửa. Bằng cách thay đổi pH của dung dịch có thể tiến

hành kết tủa lần lượt và tách được nhiều cation kim loại khác nhau với cùng

một chất kết tủa hữu cơ. Hơn nữa, phân tử hữu cơ dễ dàng bị phân huỷ khi

nung kết tủa, từ đó thu được nguyên tố cần xác định ở trạng thái đã làm giàu,

tinh khiết. Mặt khác, chất góp hữu cơ còn có khả năng cộng kết được lượng

vết nguyên tố khi có mặt lượng lớn nguyên tố khác.

Tác giả Mustafa Soylak và cộng sự [30] đã tiến hành đồng kết tủa các

ion Ni2+, Cd2+ và Pb2+ trong mẫu môi trường với chất góp là Cu(OH) 2. Giới

hạn phát hiện đối với các ion lần lượt là 7,0 ppb; 3,0 ppb và 2,0 ppb.

Tác giả Tomoharu Minami và cộng sự [31] đã tiến hành xác định lượng

vết các ion kim loại Co2+ và Ni2+ trong nước sông bằng phép đo phổ hấp thụ

nguyên tử sau khi làm giàu chúng nhờ cộng kết lên scandi hydroxit ở pH

trong khoảng 8 ÷ 10.

Nhìn chung, phương pháp kết tủa, cộng kết có ưu điểm là: thao tác tiến

hành thí nghiệm đơn giản, tách các chất với hiệu quả cao, nền mẫu phân tích

được chuyển từ phức tạp sang đơn giản... Tuy nhiên, nhược điểm chính của

phương pháp là mất nhiều thời gian và cần chất cộng kết có độ tinh khiết cao

nên cũng ít được sử dụng.

1.4.2. Phương pháp chiết lỏng – lỏng [6, 18, 25]

Phương pháp dựa trên sự phân bố chất tan khi được tạo thành ở dạng

phức liên hợp hay ion phức vòng càng không mang điện tích giữa hai pha

không trộn lẫn, thường là các dung môi hữu cơ và nước.



17



Tách và làm giàu chất bằng phương pháp chiết lỏng- lỏng có nhiều ưu

điểm hơn so với một số phương pháp làm giàu khác và sự kết hợp giữa

phương pháp chiết với các phương pháp xác định tiếp theo (trắc quang, cực

phổ..) có ý nghĩa rất lớn trong phân tích.

Một số hệ chiết thường dùng trong tách, làm giàu Pb:

Hệ chiết Pb- dithizonat trong CCl4 hoặc CHCl3, sau đó xác định chúng

bằng phương pháp phổ hấp thụ phân tử (UV-VIS).

Có thể chiết phức halogenua hoặc thioxianat Cadimi bằng các dung

môi hữu cơ: xiclohexano, metyl isobutyl xeton (MIBK), dietyl ete.

Tạo phức chelat với NaDDC (natridietyldithiocacbamat) từ dung dịch

đệm amoni xitrat ở pH= 9,5 dung môi chiết là MIBK.

Sự tách và làm giàu chất bằng phương pháp chiết lỏng - lỏng có nhiều

ưu điểm so với một số phương pháp làm giàu khác và sự kết hợp giữa phương

pháp này với các phương pháp xác định tiếp theo như phương pháp trắc

quang, phương pháp cực phổ... có ý nghĩa rất lớn trong phân tích.

Dưới đây là một số hệ chiết thường được dùng trong tách, làm giàu các

kim loại Cu, Pb, Cd...:

Hệ chiết Cu, Pb, Cd-dithizonat trong CCl4 hoặc CHCl3, sau đó xác định

chúng bằng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử (UV-VIS).

Có thể chiết phức halogenua hoặc thioxinat cadimi vào dung môi hữu

cơ như: cyclohexanol; metyl iso butyl xeton-MIBK hay dietyl ete...

Có thể chiết Pb2+, Cu2+ và Fe2+ dưới dạng dietyldithiocacbamat trong

pha nước có pH từ 4 đến 11. Sau đó, giải chiết các nguyên tố này khỏi pha

hữu cơ bằng các dung dịch nước khác nhau.

Chiết lượng vết các ion kim loại nặng (Cd, Cu, Pb, Co, Cr,...) từ nước

biển vào dung môi MIBK với thuốc thử tạo phức APDC, sau đó xác định các

nguyên tố này bằng phép đo F-AAS [3].

1.4.3. Phương pháp chiết pha rắn [2, 6, 25]

1.4.3.1. Định nghĩa về chiết pha rắn.

Chiết pha rắn (SPE) (Solid- Phase Extraction) là quá trình phân bố chất

tan giữa hai pha lỏng - rắn. Pha rắn có thể là các hạt silicagen xốp, các polime

hữu cơ hoặc các loại nhựa trao đổi ion hay than hoạt tính. Quá trình chiết có

thể thực hiện ở điều kiện tĩnh hay động. Các chất bị giữ lại trên pha rắn có thể

được tách ra bằng cách rửa giải với dung môi thích hợp. Thông thường thể

18



tích cần thiết để rửa giải hoàn toàn chất phân tích luôn nhỏ hơn rất nhiều so

với thể tích của dung dịch mẫu ban đầu, vì thế có hệ số làm giàu cao.

1.4.3.2. Các cơ chế chiết pha rắn [12, 22, 28]

Về cơ bản, cơ chế chiết SPE giống với cơ chế tách trong phương pháp

sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPLC) bao gồm 3 cơ chế chính đó là: cơ chế hấp

phụ pha thường, cơ chế hấp phụ pha đảo và cơ chế trao đổi ion. Tuy nhiên

SPE khác với HPLC là: trong HPLC sự tách chất phân tích ra khỏi nhau trong

hệ dòng chảy liên tục của pha động, còn SPE giữ chất phân tích lại trên pha

rắn sau đó rửa giải chất phân tích ra khỏi pha rắn với dung môi phù hợp. Các

chất phân tích sẽ được tách khỏi dung dịch ban đầu với nồng độ đậm đặc hơn

và tinh khiết hơn.

* Cơ chế hấp thụ pha thường ( normal phase)

Là sự hấp thu các chất phân tích từ dung môi không phân cực lên bề

mặt phân cực của pha rắn. Cơ chế của quá trình tách dựa trên lực tương tác

phân cực như: các liên kết hydro, các tương tác phân cực π - π, tương tác

lưỡng cực hay tương tác lưỡng cực - lưỡng cực cảm ứng. Cơ chế này liên

quan đến sự hấp thu các nhóm chức của chất tan lên các vị trí phân cực của

pha tĩnh để chống lại độ tan của các chất tan trong pha động.

Trong SPE pha thường, thường sử dụng các loại pha tĩnh không liên kết

như: silica, alumina và mage silica, nhưng phổ biến nhất vẫn là silica. Ngoài

ra còn có một số vật liệu pha liên kết cũng được sử dụng trong SPE pha

thường như nhóm aminopropyl, cyanopropyl, propydiol.

Để rửa giải chất phân tích ra khỏi chất hấp thu, thường sử dụng dung

môi phân cực có khả năng phá vỡ các liên kết giữa chất phân tích với bề mặt

chất hấp thu.



* Cơ chế hấp thụ pha đảo ( reversed- phase)

Ngược với cơ chế hấp thụ pha thường, pha tĩnh ở đây là các chất không

phân cực (như C-18) còn pha động là pha không phân cực. Cơ chế là tương

tác không phân cực còn gọi là tương tác Van Der Vaals, hiệu ứng phân tán hay

sự phân tách.



19



Các chất hấp thu trong SPE pha đảo thường là hidrocacbon C- 8, C- 18

và một số loại khác như: C- 2, C- 4, cyclohexyl, nhóm phenyl.. .Các chất

phân tích có tính kị nước sẽ có khuynh hướng hấp thu mạnh.

* Cơ chế trao đổi ion

Dựa vào sự trao đổi ion của chất tan (mang điện tích) trong các dung

môi phân cực hay không phân cực với chất hấp thu trao đổi ion. Cơ chế tương

tác ion này có năng lượng cao (80 Kcal/mol). Vì vậy, các chất tan phân cực có

thể hấp thu hiệu quả từ dung môi phân cực cũng như từ dung môi không phân

cực. Trong quá trình hấp thu sẽ xuất hiện sự cạnh tranh để trao đổi ion. Quá

trình này phụ thuộc vào độ chọn lọc của ion hay số lượng ion cạnh tranh ở các

vị trí này. Do vậy chất phân tích được làm giàu sẽ phải cạnh tranh với các ion

khác trong dung dịch mẫu. Sự trao đổi ion là quá trình thuận nghịch. Cationit

là chất điện ly đa hóa trị, với hóa trị x viết đơn giản là R x-. Khi đó sau khi đưa

dạng H+ của cationit vào dung dịch chất điện ly.

Các chất hấp thụ trao đổi ion thường có chứa các nhóm chức anion hoặc

cation liên kết với silica. Các chất trao đổi cation mạnh có chứa nhóm chức

axit sulfonic và các chất trao đổi ion yếu thường là các nhóm axit cacboxylic.

Đối với các chất trao đổi anion mạnh là các nhóm chức chứa amin bậc 4, còn

các chất trao đổi anion yếu thường là bậc 1, 2 và 3.

Pha tĩnh thường là silica liên kết với nhóm chức anion hay cation. Nếu là

các chất trao đổi cation mạnh thì dùng silica liên tiếp với nhóm sunfonic axit,

còn là chất trao đổi yếu thường liên kết với nhóm - COOH.

Việc rửa giải các chất phân tích hấp thu trên pha tĩnh có thể tiến hành

theo nhiều cách: nếu là trao đổi cation có thể dùng H + của axit mạnh hoặc

dùng các cation mạnh hơn (ví dụ rửa giải Na + dùng dung dịch K+), nếu là trao

đổi anion thì dùng OH- hoặc các anion khác.



1.4.3.3. Các kỹ thuật trong SPE [2, 6, 12]

Kỹ thuật ở điều kiện tĩnh: Gồm 3 bước chính

Phân bố chất tan giữa hai pha rắn- lỏng, cho một lượng pha rắn vào một

thể tích xác định dung dịch mẫu cần phân tích, điều chỉnh môi trường phù

hợp. Sau đó lắc hay khuấy trong một thời gian xác định.

Tách hai pha rắn - lỏng: Bằng cách lọc hay ly tâm.

20



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Bảng 1.2: Giới hạn cho phép các kim loại Pb theo tiêu chuẩn Việt Nam

Tải bản đầy đủ ngay(47 tr)

×