Phân Tích Định Lượng Đồng và Kẽm Trong Nước Bằng Phương Pháp Trắc Quang

Khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu tốt nghiệp hóa học định lượng đồng thời cu2 và zn2 trong nước thải bằng phương pháp trắc quang kết, vận dụng lý thuyết vào thực tế, đề xuất giải

Chuyên ngành

Hóa Phân Tích

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

khóa luận tốt nghiệp

2010

58
11
0

Phí lưu trữ

30 Point

Mục lục chi tiết

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ PHÂN TÍCH TRẮC QUANG

1.1. Định nghĩa

1.2. Các mức năng lượng trong phân tử

1.3. Cơ sở vật lý của màu sắc

1.4. Cơ sở hóa học của màu sắc

1.5. Các định luật hấp thụ cơ bản

2. CHƯƠNG 2: ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐỒNG, KẼM VÀ ZINCON

2.1. Đại cương về đồng

2.2. Đặc điểm nguyên tử

2.3. Độc tính của đồng

2.4. Ứng dụng

2.5. Hợp chất của đồng

2.6. Tinh axit – bazơ

3. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG ĐỒNG VÀ KẼM

3.1. Một số phương pháp định lượng đồng

3.2. Một số phương pháp định lượng kẽm

4. PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG KẾT HỢP THUẬT TOÁN THÊM CHUẨN ĐIỂM H SỬ DỤNG THUỐC THỬ SINH MÁU

5. HOÁ CHẤT, DỤNG CỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

5.1. Hóa chất và dụng cụ thí nghiệm

5.2. Pha các dung dịch phức để khảo sát phổ hấp thụ

5.3. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

6. XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ ĐỒNG VÀ KẼM BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG KẾT HỢP THUẬT TOÁN THÊM CHUẨN ĐIỂM H

6.1. Xác định lượng dư thuốc thử để chuyển hoàn toàn ion kim loại thành phức

6.2. Xác định khoảng thời gian thích hợp để đo mật độ quang

6.3. Xác định khoảng nồng độ tuân theo định luật Bughe-Lamber-Beer

6.4. Khảo sát ảnh hưởng của các ion cản trở

6.5. Ứng dụng phương pháp trắc quang kết hợp thuật toán thêm chuẩn điểm H để định lượng đồng thời Cu và Zn trong mẫu thực tế

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH VẼ

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Phân Tích Định Lượng Đồng và Kẽm Trong Nước

Phân tích định lượng đồng và kẽm trong nước là một lĩnh vực quan trọng trong hóa phân tích. Hai kim loại này thường xuất hiện trong nước thải công nghiệp và có thể gây hại cho sức khỏe con người và môi trường. Việc xác định nồng độ của chúng giúp kiểm soát ô nhiễm và bảo vệ nguồn nước. Phương pháp trắc quang là một trong những kỹ thuật phổ biến nhất để thực hiện phân tích này.

1.1. Định Nghĩa Phân Tích Trắc Quang

Phân tích trắc quang là phương pháp dựa trên sự hấp thụ ánh sáng của các chất trong dung dịch. Khi ánh sáng đi qua dung dịch, một phần năng lượng sẽ bị hấp thụ, và mức độ hấp thụ này tỷ lệ thuận với nồng độ của chất cần phân tích.

1.2. Tầm Quan Trọng Của Đồng và Kẽm Trong Nước

Đồng và kẽm là hai kim loại thiết yếu nhưng có thể gây độc hại khi nồng độ vượt quá mức cho phép. Việc theo dõi nồng độ của chúng trong nước là cần thiết để bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường.

II. Vấn Đề Ô Nhiễm Nước Do Kim Loại Nặng

Ô nhiễm nước do kim loại nặng, đặc biệt là đồng và kẽm, đang trở thành một vấn đề nghiêm trọng. Nguồn gốc của ô nhiễm này chủ yếu đến từ các hoạt động công nghiệp như xi mạ và sản xuất hóa chất. Các ion kim loại nặng có thể tích tụ trong cơ thể sinh vật, gây ra các bệnh lý nghiêm trọng.

2.1. Nguyên Nhân Gây Ô Nhiễm

Các hoạt động công nghiệp, đặc biệt là trong ngành xi mạ, thải ra nước thải chứa nồng độ cao các ion đồng và kẽm. Nếu không được xử lý, chúng sẽ xâm nhập vào nguồn nước và gây ô nhiễm.

2.2. Tác Động Đến Sức Khỏe Con Người

Nồng độ cao của đồng và kẽm trong nước có thể dẫn đến các vấn đề sức khỏe như ngộ độc, viêm loét da, và các bệnh về hô hấp. Việc kiểm soát nồng độ của chúng là rất quan trọng.

III. Phương Pháp Trắc Quang Để Định Lượng Đồng và Kẽm

Phương pháp trắc quang là một trong những kỹ thuật hiệu quả nhất để xác định nồng độ của đồng và kẽm trong nước. Phương pháp này sử dụng ánh sáng để đo lường mức độ hấp thụ của các ion kim loại trong dung dịch, từ đó suy ra nồng độ của chúng.

3.1. Nguyên Tắc Hoạt Động Của Phương Pháp Trắc Quang

Phương pháp trắc quang dựa trên định luật Beer-Lambert, cho rằng mật độ quang của dung dịch tỷ lệ thuận với nồng độ của chất hấp thụ. Điều này cho phép xác định nồng độ của đồng và kẽm một cách chính xác.

3.2. Quy Trình Thực Hiện Phân Tích

Quy trình phân tích bao gồm việc chuẩn bị mẫu nước, thêm thuốc thử, và đo lường mật độ quang. Kết quả sẽ được so sánh với các giá trị chuẩn để xác định nồng độ của đồng và kẽm.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Phương Pháp Trắc Quang

Phương pháp trắc quang không chỉ được sử dụng trong phòng thí nghiệm mà còn có thể áp dụng trong thực tế để kiểm tra chất lượng nước. Việc xác định nồng độ đồng và kẽm trong nước thải giúp các nhà quản lý môi trường đưa ra các biện pháp xử lý kịp thời.

4.1. Kiểm Soát Chất Lượng Nước

Việc sử dụng phương pháp trắc quang giúp theo dõi nồng độ kim loại nặng trong nước, từ đó đảm bảo chất lượng nước cho sinh hoạt và sản xuất.

4.2. Nghiên Cứu Khoa Học

Phương pháp này cũng được áp dụng trong các nghiên cứu khoa học để tìm hiểu tác động của kim loại nặng đến môi trường và sức khỏe con người.

V. Kết Luận Về Phân Tích Đồng và Kẽm Trong Nước

Phân tích định lượng đồng và kẽm trong nước bằng phương pháp trắc quang là một công cụ quan trọng trong việc bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng. Việc áp dụng phương pháp này giúp phát hiện sớm ô nhiễm và đưa ra các biện pháp xử lý hiệu quả.

5.1. Tương Lai Của Phương Pháp Phân Tích

Với sự phát triển của công nghệ, phương pháp trắc quang sẽ ngày càng được cải tiến, giúp nâng cao độ chính xác và hiệu quả trong việc phân tích kim loại nặng.

5.2. Khuyến Nghị Đối Với Các Nghiên Cứu Tiếp Theo

Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các phương pháp mới để cải thiện khả năng phát hiện và định lượng đồng và kẽm trong nước, nhằm bảo vệ sức khỏe con người và môi trường.

10/07/2025
Khóa luận tốt nghiệp hóa học định lượng đồng thời cu2 và zn2 trong nước thải bằng phương pháp trắc quang kết hợp với thuật toán thêm chuẩn điểm h

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. ĐẠI CƯƠNG VE PHAN TÍCH TRAC QUANG 1. Định nghĩa [l] Phân tích trắc quang là tên gọi chung của các phương pháp phản tích quang học dựa trén sự tương tác chon lọc giữa chất cin xác định với năng lượng bức xạ thuộc vùng tử ngoại, khả kiến hoặc hỏng ngoại. Nguyễn tắc chung của phương pháp phan tích trắc quang là muốn xác định một câu tử X nao đó, ta chuyển nó thành hợp chất có kha năng hấp thy ánh sáng rồi đo sự hap thụ ánh sáng của nó va tir đó suy ra hàm lượng cấu tử X can xác định.

Các mức năng lượng trong phân tử [1] Nội năng trong phan tử bao gồm ba phan chính: Năng lượng chuyển động của electron (electron hóa trị), kí hiệu E,. - Nang lượng dao động của các nguyên tử trong phân tử, khi hiệu E,. Năng lượng chuyển động quay của toàn phân tử, kí hiệu E,. Ngoài ra còn năng lượng chuyển động tịnh tiến của phân tử mà người ta thường không xét tới vì năng lượng này liên tục.

Do đó ta có thé biểu diễn nội năng E của phan tử dưới dạng biểu thức gần đúng như sau: E=E,+E,+E, Các năng lượng này đều được lượng tử hóa và các mức năng lượng trong phan tử hợp thành phổ năng lượng phân tử. Mỗi phân tử có nhiều mức của electron (gọi là có nhiều mức e), có nhiều mức đao động của nguyên tử (gọi là mức v) và nhiều mức chuyển động quay (gọi là mức j). Do đó mỗi phân tir có vô số mức năng lượng có thể có. Tuy vậy, ở trạng thái cơ ban cua phân tử chi có một mức năng lượng xác định.

Cơ sở vật lý của màu sắc [2] Ảnh sáng là những bức xạ điện từ có những bước sóng khác nhau hay dòng photon có năng lượng khác nhau. Những dao động điện tử quan trọng nhất trong phân tích trắc quang có độ dài sóng như sau: Khóa luận tốt nghiệp 2006 - 2010 GVHD: ThS Lê Ngọc Tứ SVTH: Phan Thị Xuân Hoa Bước sóng (nm) 200 400 800 Miễn phỏ trngoai | Miền phétirngoai | Mién phổ khakién Mién phd hồng ngoại chân không Các photon ở miễn bước sóng ngăn có năng lượng lớn ( E=hu== ). Năng lượng photon ơ miễn pho tử ngoại va kha kiến xắp xi bằng năng lượng liên kết. Như vậy các dao động điện từ có thé chuyển các electron liên kết các nguyên tử trong phan tử sang trạng thái kích thích.

Các liên kết càng bén thi chi bị kích thích bởi những photon có năng lượng lớn (vùng tử ngoại xa). càng kém bén thì cảng dễ bị kích thích (có thé dùng photon vùng khả kiến). Các photon miễn pho hong ngoại có năng lượng rit thắp tử 1,5+15 kcal/mol nên không kích thịch được electron hóa trị, nó chi có thé gây nên đao động cua từng nguyên tử hay nhóm nguyên tử trong phân từ. Vi vậy quang phd hap thụ tử ngoại và khả kiến còn gọi là quang phố electron, còn quang phỏ hap thụ hồng ngoại gọi là quang phổ phản tử.

Cơ sở hóa học của màu sắc (1), [2] Sự hấp thy các tia sáng thuộc miền khá kiến hay tử ngoại làm kích thích hệ electron của phân tử , Ở trạng thái kích thích phân tử không bén vững, chỉ tổn tại trong thời gian rất ngắn (khoảng 10Ÿ sec) nó có xu hướng trở vé trạng thái cơ bản có năng lượng thấp, phan tử lại giải tỏa ra năng lượng đưới ba dang chủ yếu sau: - Nang lượng giải tỏa gây nên sự biến đổi tính chất hóa học của các chất. Nghiên cứu sự biến đổi này thuộc ngành quang hóa. Hiện tượng quang hóa hiện nay còn ít được sử dụng trong phân tích trắc quang. Năng lượng giải tỏa ra dưới dạng ánh sáng.

hiện tượng này gọi là phát quang. Hiện tượng này được ứng dụng trong phân tích định tính vả định lượng. nó là cơ sở của phương pháp phân tích phát quang - Trong đại đa số trường hợp. năng lượng kích thích biến thành chuyển động nhiệt.

Sự chuyên năng lượng kích thích của hệ electron thành chuyển động nhiệt là cơ sở của phương pháp trắc quang dùng dé xác định hàm lượng chất phản tích theo độ hap thụ ánh sáng. Khóả luận tốt nghiệp 2006 - 2010 GVHD: ThS Lê Ngọc Tứ SVTH: Phan Thị Xuân .ius Do năng lượng chỉ giải tỏa ra dưới dang nhiệt ma ta có thé nhận được màu sắc của các chất. Như vậy giữa mau sắc của một chất với kha năng hap thụ ảnh sang của nó liên quan với nhau. Sự liên quan đỏ được thấy trong bảng sau: _ ME TTcEuSnMBpW —_ Bice NH aT ee ee | Wwơmsm —| Da can G000) Lục cham Đỏ (625- ]00nm) Ta có thé định nghĩa chat màu như sau: - Các chất hắp thụ ánh sáng chọn lọc trong một ving phỏ nhất định.

Nếu chất hdp thụ ánh sáng trong vùng khả kiến thi chất có màu. Màu mà mắt ta trông thấy được là màu bổ sung của màu bị hắp thụ hoặc là màu của sự pha trộn các màu còn lại. - Chi có các vật đen tuyệt đổi mới hấp thụ mọi tia sáng trong vùng khả kiến và biến thành nhiệt. - Không có chất nào là không hấp thụ ánh sáng.

Những chất không màu như nước, benzen, thủy tinh thì không hấp thụ các tia trong vùng khả kiến nhưng lại hap thụ mạnh các tia sáng trong vùng tử ngoại. Cac định luật hấp thy cơ bản {1}, [2] 1. Định luật Bughe-Lamber Bằng thực nghiệm, năm 1920 nhà bác học Bughe (Pháp) vả sau đó là Lamber (Đức) đã thiết lập được định luật Bughe-Lamber: "những lớp chất có chiều dài đồng nhất trong những điều kiện khác như nhau luôn luôn hap thu một tí lệ như nhau của dòng sáng roi vào những lớp chat 46”.1) Khóa luận tốt nghiệp 2006 — 2010 GVHD: ThS Lẻ Ngọc Tit S 7111: Phan Tnị Xuan Hoa Trong đó: 1, — Cường độ dòng sáng tới chiếu vào dung dịch. | — Cường độ dòng sáng sau khi di qua lớp dung dịch k ~ Hệ số tắt, phụ thuộc vảo bán chat chat hip thụ va bước sóng ánh sang tới.

|~ Chiều day lớp dung địch mau. Định luật Beer Năm 1952 Beer đã xác định được rằng, hệ số k phụ thuộc ty lệ với nồng độ của chat hap thụ trong dung dịch: ¬ sự hap thụ dong quang năng tỷ lệ bậc nhất với số phân tử mà dòng quang năng đi qua nó”.2) Trong đó: C ~ Nong độ chat hap thụ (iong/1, mol/1). € - Hệ số không phụ thuộc vào nông độ. Định luật cơ bản của sự hấp thy ánh sáng Bughe-Lamber-Beer Kết hợp hai định luật trên ta được định luật cơ bản của sự hấp thụ anh sáng Bughe- Lamber-Beer: I=, .4) Với A = lgˆ- là mật độ quang của dung địch.

Nếu nồng độ C được biểu diễn bằng mol/l, | bằng cm thì ¢ được gọi là hệ số hấp thụ phân tử gam hay hệ số tắt phan tử gam (1. Định luật cộng tính Khi trong dung dịch có nhiều cấu tử màu tổn tại độc lập với nhau (không tương tác hóa học với nhau) thi mật độ quang của dung dịch ở các bước sóng đã cho bằng tống mật độ quang của các cấu tử mau của dung dịch ở bước sóng. Gia thiết hệ có n cầu tử như vậy: A, B, C.N thì theo định luật cộng tính có: Ais Aj+Aj4+Aj+.6) Khoa luân tốt nghiệp 2006 — 2010 GVHD. Th§ Lê Ngọc Tu SVTH Phan Thị Xuân Hoa CHƯƠNG 2.

ĐẠI CƯƠNG VỀ DONG, KEM VÀ ZINCON 2. — Đại cương về đồng 2. Đặc điểm nguyên tử [17] Bảng 2. Đặc điểm "an tử “ Trang thai vat chat Ran 1.653 °F) Tên, Ký hiểu, Sỏ đồng, Cu, 29 $ HC 4 rr Trang thái trật tự từ nghịch tử Phan! khu ti kuẩn | “” Thẻ tích phân tự 7,11 x10” m3/mol Nhóm, Chu ky, Khối 1I,4.3 klma Khoi lượng néng 8920 kg/m? Nhiệt nóng chạy 13,05 kJ/mol _Đúxng 3.358K TT an, a | Khỏi lương nguyêntu 63,546 dv, ' nguyên Bán kính tử 135(145)pm a aimed ((eale) Nhiệt dung riêng 380 J/0kg-K) (Bánkínhsônghoái — 138pm _ Đồ dẫn điện 599x108 | Bánvan kí de n als 140 pm Wah | Độ dân nhịp 401 W/(m:K) | Cầu hình electron [Arlad'%4s! | lương Nang ion hóa an _— , £ trên mus nâng eng 2, 8, 18,1 3.

Trang thái Oxi hóa 2, | (bazơ nhẹ) Cau trúc tinh thẻ hình lập phương Đông là nguyên tô thuộc nhóm IB trong bang hệ thông tuần hoản, ở trang thái đơn chat Cu tắm cỏ màu đỏ, Cu vụn có mau đỏ gach, déo dé kéo sợi va dat mỏng (có thé dat 10 Khóa luận tốt nghiệp 2006 — 2010 GVHD: ThS Lê Ngọc Tứ SV*H: Phan Thi Xuân Hoa mỏng đến 0,0025 nm, mong hơn giấy viết 5-6 lần). Đồng có độ dẫn điện va dẫn nhiệt rất cao (chỉ kém bạc). Tên latinh cuprum xuất phát từ chữ cuprus là tên latinh của hòn đảo Kipr. nơi ngày xưa người Cé La Mã đã khai thác quặng đồng và chế tác đồ đồng.

Độc tính của đồng [3], [4] Đồng có một lượng bé trong thực vật vả động vật, trong cơ thé con người đồng có nhiều trong thành phần của một số protein, enzim và tập trung chủ yếu ở gan. Hợp chất của đồng can thiết với qua trình tổng hợp hemoglobin và photpholipit, sự thiếu đồng gây ra sự thiểu máu. Hợp chất của đồng không độc bảng hợp chất của các kim loại nặng khác như chỉ va thủy ngân nhưng muỗi đồng rất độc với nắm mốc vả rêu tảo. Ứng dụng [3], [4] Trong thực tế Cu được dùng trong hai nghành chủ yếu là kỳ thuật điện và luyện kim, trong kỹ thuật điện đồng được dùng dé chế tạo dây dẫn (ở dạng tinh khiết) dựa vào tinh dẻo, tính dẫn điện, tính bền.

Trong luyện kim dùng dé chế tạo nhiều hợp kim với ứng dụng khác nhau như đồng thau là hợp kim Cu-Zn (45%Zn) có tính cứng và bền hơn đồng dùng để chế tạo các chỉ tiết máy, chế tạo các thiết bị dùng trong công nghiệp đóng tàu biển, hợp kim Cu-Au trong đó 2/3 Cu, 1/3 Au (còn gọi là vàng 9 cara) dùng dé đúc tiền vàng. vật trang trí. Hợp chất của đồng [3], (4], [5] Trong các hợp chất đồng có số oxi hóa là +1, +2 Đa số hợp chất của Cu” đều ít tan trong nước, tuy có cấu hình d'° nhưng ở trong nước muéi Cu” tự phân hủy 2Cu° sCu+Cu* E°=+0,38V Đa số muối Cu”* dễ tan trong nước, bị thủy phân và khi kết tinh từ dung dịch thường ở dạng hidrat, dung dịch loãng của muối tan có mau lam, mau của ion [Cu(H,0)]** trong khi ở trạng thái ran các muối cỏ màu khác nhau. Tinh axit — bazơ Đồng có hai trạng thái hóa trị chủ yếu 1a Cu(II) và Cu(1) nhưng Cu(I) không bền.

trong dung địch thực tế không có cation Cu’, chỉ gặp ở dang phức chất hoặc hợp chất it tan.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Tài liệu có tiêu đề Phân Tích Định Lượng Đồng và Kẽm Trong Nước Bằng Phương Pháp Trắc Quang cung cấp một cái nhìn sâu sắc về phương pháp trắc quang trong việc xác định nồng độ của đồng và kẽm trong nước. Bài viết không chỉ trình bày quy trình phân tích chi tiết mà còn nhấn mạnh tầm quan trọng của việc kiểm soát ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường nước. Độc giả sẽ nhận được những thông tin hữu ích về cách thức thực hiện các phép đo chính xác, từ đó nâng cao khả năng ứng dụng trong các lĩnh vực như môi trường và công nghiệp.

Để mở rộng kiến thức của bạn về các phương pháp phân tích hóa học, bạn có thể tham khảo thêm tài liệu Luận án tiến sĩ hóa học nghiên cứu sự tạo phức giữa sắt iii với thuốc thử 4pyridyl2azorezocxinpar bằng phương pháp trắc quang và khả năng ứng dụng vào phân tích, nơi bạn sẽ tìm thấy thông tin về các phương pháp trắc quang khác. Ngoài ra, tài liệu Luận văn thạc sĩ nghiên cứu chế tạo vật liệu từ quặng laterite và ứng dụng phân tích xử lý nước thải chứa chất phóng xạ cũng sẽ cung cấp cho bạn cái nhìn về việc ứng dụng vật liệu trong xử lý nước thải. Cuối cùng, bạn có thể tìm hiểu thêm về Luận văn nghiên cứu chuẩn hóa phương pháp phân tích dư lượng ciprofloxacin trong thịt lợn bằng kỹ thuật elisa tại phòng kiểm nghiệm của công ty cổ phần tập đoàn dabaco việt nam, để thấy được sự đa dạng trong các phương pháp phân tích hóa học hiện nay. Những tài liệu này sẽ giúp bạn mở rộng hiểu biết và ứng dụng trong lĩnh vực phân tích hóa học.