MỞ ĐẦU Hóa học phân tích đóng vai trò rất quan trọng trong sự phát triển khoa học kỹ thuật và sắn xuất, đặc biệt trong công nghiệp sản xuất các chất tinh khiết và siêu tỉnh khiết.Ngày nay hóa học phân tích càng thể hiện rõ vai trò của nó trong việc xử lý chất thải, vệ sinh môi trường. liện nay mặc dù đã có nhiều phương pháp phân tích hiện đại. nhưng phương pháp phân tích trắc quang vẫn là phương pháp phd biến với dộ chính xác thỏa mãn phù hyp diều kiện hiện này. Để dánh giá so sánh các phương pháp phân tích thì độ nhạy là tiêu chuẩn hàng đầu đặc biệt là trong phân tích vết, xác định các kim loại quý hiếm các chất bán dẫn vv.trong phân tích trắc quang dã có nhiều công trình nghiên cứu và dưa ra các khái niệm khác nhau về độ nhạy phản ứng |8|.Phương pháp đáng tin cậy là phương pháp thống kê đánh giá độ nhạy|7.
Mat khác độ nhạy còn phụ thuộc nhiều yếu tố như độ chính xác của máy do, lực ion môi trường vv.Ở đây do diều kiện thiết bị, dụng cụ, máy móc còn hạn chế và thời gian hạn hẹp nên em chỉ khảo sát được một phần nhỏ. Vì vậy nhiệm vụ của em trong luận văn này đánh giá tìm độ nhay trắc quang của phức Cu-PAR. Nội dung thực hiện như sau : I. Xác định PH tối ưu phức Cu-PAR (1:1) 2.
Kiểm tra thành phần phức Cu-PAR (1:1) 3. Đánh giá độ nhạy của phức Cu-PAR (1:1) ở các lực ion từ 0.1 đến 4 trong môi trường NaCl. Sơ lược Par, đồng, sự tạo phức đồng - par.1 Sự lược thuốc thử Par. PAR là một chất hửu cơ màu vàng, công thức phân tử :C¡¡IyO›N› Cấu tạo: or Su ¬ \ son HO 4-(2-pytidyldiazo) Rezoxinnol.
Ký hiệu: HạÌn Cấu tạo phân tử gom có 2 nhóm OL và 3 nguyên tử N còn các election chưa ghép đỏi, do đó par có khả năng tạo phức màu đỏ, dễ tan với nhiều ion kim loại, đặc biệt với các kim loại chuyển tiếp như : Al’', Fe**, Fe**, PbỶ". chính vì vậy người ta có thể ding thuốc thử Par để phát hiện các ion kim loại và có nhiều ng dung trong các nphanh ky thuật khác. ‘Trong dung dich tùy, theo PH của môi trường thuốc thử PAR có thể tao ra các cân bằng sau([6]: Hạn" “=> II + Hạn pK, =3.1 Hạn “m HW + Aly pK›= 5.6 HIn =" H* +InẺ” pKy= 11.9 Tùy theo nồng độ của PAR trong dung dich, pH của môi trường và các điều kiện khác phức có thể xảy ra theo tỉ lệ I:1 hoặc 1:2 với hằng số bén B khác nhau[6): Phức PAR-Kim loại: Qua bắng trên chứng tỏ PAR có khả năng tao phức mạnh với nhiều ion kim loai.2 Sơ lược về Cu và hợp chất của Cu Đồng là một kim loại chuyển tiếp, mau đỏ nim ở chu kỳ 4 nhóm IB của bảng hệ thống tuần hoàn. Dong và hợp chất của đồng có nhiều ứng dung trong thực té và trong khoa học kỹ thuật như các thiết bị điện tử, các mạch điện dây dẫn các vật dung trang trí.
CuCN được dùng làm dung dich ma đồng lên các kim loại tao ta bé mat bóng dep có độ bên tốt để bio về kim loài, Dac biết, CaSO,.SI1O được dùng diệt côn trùng trong nông nghiệp, sản xuất các chất mau vô cơ, điểu chế các hợp chất dùng trong y học vv. Dong có hai số oxy hóa là Cu(1) và Cu(H). Da số hợp chất Cu(1) ít bển{[I,2], sự phân hủy của ion Cu” trong dung địch nước được dánh giá đựa vào cân bằng sau : 2Cu": = Cu +Cn hằng số cân bằng ở 25°C: nf E“Cu /Cu -E°Cu"'/Cu' 0521-0153 lụ K = > 62317 0.I0*< Ce] Cu | Qua hằng số cân bằng K = 1,7.10° rất lớn, nên thực tế ion Cu" không t6n tại trong dung dich nước. Ngoại trừ các muối ít tan như CuCl, CuCN va các ion phức ben[Cu(CN), J’.
Ví dụ : 4CuCll + O› +4HCI > 4CuCl, +2H,0 Trong khi đó hợp chất Cu’ được biết đến rất nhiều và khá bên. Cu” có cấu hình electron là 3s”3pˆ3d”4s”. Do phân lớp d chưa được điển đẩy, nên ion Cu “có kha nang tạo phức mạnh với những phối tử cho electron như : NH,, Par. Pan, EDTA vv.
Trong dung dich nước ion Cu”* có màu xanh lam đó là mầu của ion phức [Cu(HO),¿]°*. O PHI thích hợp Cu"! tạo kết tủa hidroxit màu xanh nhạt. Vị dụ : Cu* +2OH- > Cu(OH);} ‘Tuy nhiên Cu(OEH); dé tan trong axit tao ra Cu”" mau xanh và trong kiểm đặc tạo ra muối cuprit [Cu(OI1)¿]? mau xanh đậm : Cu(OH); + H;SO; = CuSO, +2H;O. Cu(OH)› + NaOH = Na:[Cu(OII):] lon CuTM tạo phức tất manh với các phối tử cho điện tử như NH,, EDTA, PAR vv.
Qua đây, chúng ta thấy trong dung dịch nước đồng chủ yếu tổn tai dạng Cu”" , Cu”* có ái lực rất mạnh với các phối tử cho electron.3 Sự tạo phức Cu - Par: Theo [4], [5] Đồng tạo phức màu đỏ với thuốc thử par, tầy theo nồng độ mà phức có thé tạo thành theo tỉ lệ 1:1 hoặc 1:2 Ví dụ: Cu*+HjIn = [Cu(HIn)|*+H* B,=10” Cu* + Halin = Culn;+2H' B>=10"* Có nhiều tài liệu của nhiều tác giả viết về phức của Cu - par. Tuy nhiên các kết quả được công bố lại không đồng nhất Ví du:; như bảng sau : IEELRITRNI-TRBI-TRIT 2-5 [540 |2 [11 |66 _| es Eee eee eee Sos |589 |I2 | 38.2 | - I : 57 |32 |l2 |7} 116 4 _ [si7_ Jào [lí | | te) — Ở đây, tôi chỉ khảo sát điểu kiện tối ưu tạo phức Cu - Par theo ti lệ 1:1 và kiểm tra lại tỉ lệ tạo phức này, sau đó đánh giá độ nhạy. Phương trình phản ứng tạo phức màu Cu — Par (1:1) cu L1 «| Golson © Hl+No : INEZ Màu đỏ II. Độ chính xác của phương pháp trắc quang: H1 Sai số của phép đo mật độ quang{ 5,8] : Trong phương pháp trắc quang có hai nhóm sai số.
Nhóm thứ nhất gồm những sai số do việc tiến hành phản ứng hóa học để tạo ra hợp chất có tín hiệu (ở đây nói đến khả năng hấp thụ ánh sáng). Nhóm thứ hai, sai số do quá trình do tín hiệu là mật độ quang của dung dich. Sai số của nhóm thứ nhất do chuyển không hoàn toàn M thành MR, do ảnh hưởng của lượng thuốc thử, sự có mặt của ion lạ, môi trường vv.đó là những nguyên nhân hóa học. Sai số của nhóin thứ hai phụ thuộc vào phương pháp do tín hiệu, là dùng mắt người hay quang kế so sánh cân bằng miu hoặc do mật độ quang, đây là các nguyên nhân vật lý.
Ví dụ : nếu dùng mắt thì sai số phụ thuộc chủ quan người thực hiện, khuyết tật mắt, độ sai lệch thang do wv. Nếu dùng quang kế có thể do đặt hệ thống quang hoặc cơ học không đứng bé day cuvet khác nhau vv. Tuy nhiên, các sai số trên đây có thể khắc phục được hoặc có thể giảm đến mức sai số không đáng kể. Những sai số đáng kể và không thể làm giảm xuống được là sai số gây ra khi đo tín hiệu D (hoặc T).
Vì vậy phải chọn vùng tối ưu để đo tín hiệu phân tích D hoặc T.2 Đường cong sai số lý thuyết và thực nghiệm: Như đã trình bay ở trên sai số phụ thuộc mạnh vào tín hiệu đo D hoặc T, Theo định luật hấp thụ trì có : D =elC (1) =>. él Vi phan (2) ta có : dC = = (3). Nếu thay dC, đD bằng độ lệch chuẩn Sc. Sp ta có thể biểu diễn sai số tương đối như sau{5,8] : “<.§ Ti số 7 ta tinh được từ các phương trình : Ta có : lg = glC (5) dT kết hợp (5) va (6) ta được i BÍ 0.—— Fằ ad D Tiel (") i _ B, S; Biên đôiit ta có - =—==043413.
D 0D (8) T=IA,: độ truyền quang S; độ lệch chuẩn của đại lượng độ truyền quang và có thể xác định được từ 5 - 10 phép do song song. 8 Cong thức tinh: Š, = i a= Gọi sai số tượng đối là A, A= S, / C = $)/D./) Đồ thị của phương trình (10) có dang : AG 2 Amin Amin D ` Hình 1, Sự phụ thuộc sai số tương đối vào mật độ quang S; = 0. Sự phụ thuộc sai số tương đối vào mật độ quang S$; = 0. Từ hình vẻ trên ta thấy đổ thị hàm số đi qua một điểm cực tiểu với D = 0.368) qua đó ta nhận thấy sai số tương đối không chỉ phụ thuộc vào Sy mà còn phụ thuộc mật độ quang nghĩa là phụ thuộc vào nồng độ dung dịch nghiên cứu.368) lúc đó sai số tương đối A = S„:/ C là nhỏ nhất.
Từ hình vẻ cho ta thấy vùng mật độ quang cho phép làm việc (S; = 0.003) trong đó sai số tương đối của phép xác định néng độ không vượt quá hai lần sai số tối thiểu Awin và bằng 0.2 chính là giới hạn khoảng mật độ quang tối ưu đối với phép do mật độ quang của dung dich. Tuy vậy khi kiểm tra bằng thực nghiệm trên các máy quang phổ kế người ta thấy đối với các giá trị lớn của D giới hạn này tương đối rộng hơn 1.2 cụ thể trên máy Co4 gởi hạn kéo dai từ 1. O dây, chứng tôi khảo sát trên toần thang đo của máy Biochrom4060 với dung dich mầu tạo thành từ phan ứng giữa Cu - Par để đánh giá độ nhạy của phức. Độ nhạy và độ chính xác của phan ứng trắc quang{7,8] Khi chọn phương pháp phân tích.
người ta dựa trên tiêu chuẩn chính là : Độ nhạy độ, độ chính xác và độ chon lọc phương phip. Sau dây, tôi trình bày khái quái một số đặc tính trên{5. Các khai niệm cơ bản : Hiện nay có nhiều tái liệu trình bày về độ nhay của phan ứng phân tích và của phương pháp phân tích. Tuy nhiên mỗi tác giả lai đưa ra một khái niệm khác nhau như: Lượng tối thiểu tìm được.
nồng đô giới hạn. độ pha loãng giới hạn.E Lượng tối thiểu tìm được(m) : La lượng nhỏ nhất của một chất có thể cho phản ứng đương, đưới tắc dụng, của thuốc thử cho vào trong phương pháp xác dịnh nó.2 Nong độ giới hạn (c) : La nồng độ nhỏ nhất của một chất trong dung dich phân tích mà tại nồng độ đó. một thể tích được định mức tao ra được phan ứng màu dương. Qua hai Khai mềm này ta thấy pita khái niềm lượng tối tiểu Cin được và nông độ giới han có mối liên hệ với nhau.
Nên chúng ta để dàng chuyển đổi giữa chúng.