Nghiên cứu khả năng xác định ion nitrit bằng các thuốc thử I - và Griess-Ilosvay

7/31/2019 Nghiên cứu khả năng xác định ion nitrit bằng các thuốc thử I - và Griess-Ilosvay

http://slidepdf.com/reader/full/nghien-cuu-kha-nang-xac-dinh-ion-nitrit-bang-cac-thuoc-thu 1/24

- 1 -

MỞ ðẦU

1.1. Lí do chọn ñề tài:

Như chúng ta ñã biết NO2-là chất gây ñộc nhất do tác dụng chuyển từ NO3

-sang

NO2-của vi khuẩn. Một liều nhỏ muối NaNO2 cũng có thể gây tử vong trong vài phút do

trụy tim mạch, có thể có các triệu chứng kèm theo khác như: ñau bụng, ói mửa, tím tái.

NO3-vào cơ thể sẽ tham gia phản ứng ở dạ dày và ñườ ng ruột do tác dụng cuả các men

tiêu hoá sinh ra NO2-, NO2

-sinh ra phản ứng vớ i hemoglobin tạo thành methemoglobin

làm mất khả năng vận chuyển oxi cuả hemoglobin. Khi dùng thực phẩm hay nguồn nướ c

chứa hàm lượ ng nitrit vượ t quá giớ i hạn cho phép sẽ gây ngộ ñộc nên việc xác ñịnh ion

này có ý ngh ĩ a rất quan trọng trong việc ñánh giá chất lượ ng nướ c, chất lượ ng nông sản và

rau quả.

Một phươ ng pháp phân tích nhanh ñể xác ñịnh NO2-là phươ ng pháp trắc quang.

Phươ ng pháp này có ưu ñiểm là: k ết quả mang tính khả quan cao, thuận lợ i, thiết bị ñơ n

giản, tự ñộng hoá. Ngoài phươ ng pháp này ra chúng ta còn có thể sử dụng các phươ ng

pháp khác như: phươ ng pháp iốt(phươ ng pháp oxi hoá- khử)……

Do ñó chúng tôi quyết ñịnh chọn ñề tài “ Nghiên cứ u khả nă ng xác ñị nh ion

nitrit bằ ng các thuố c thử I - và Griess-Ilosvay” ñể làm khoá luận cho mình.

1.2.Mục tiêu của ñề tài:

- Biết ñượ c vai trò quan trọng của phươ ng pháp trắc quang trong hoá học phân tích.

- Nghiên cứu ñượ c khả năng xác ñịnh ion nitrit bằng phươ ng pháp trắc quang.

- Nghiên cứu ñượ c khả năng xác ñịnh ion nitrit bằng phươ ng pháp

chuẩn ñộ oxi hoá – khử.

- So sánh giữa hai phươ ng pháp xác ñịnh nitrit trên.

1.3. Nhiệm vụ của ñề tài:- Nghiên cứu khả năng xác ñịnh ion nitrit bằng thuốc thử Griess.

- Nghiên cứu sự ảnh hưở ng của một số ion ñến việc xác ñịnh ion nitrit bằng

thuốc thử Griess (phươ ng pháp trắc quang).

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com

http://www.docudesk.com/

http://www.docudesk.com/



- 2 -

- Nghiên cứu ñượ c khả năng xác ñịnh ion nitrit bằng phươ ng pháp Iốt (phươ ng

pháp chuẩn ñộ oxi hoá – khử).

1.4. Phươ ng pháp nghiên cứ u:

- Nghiên cứu bằng phươ ng pháp trắc quang

- Kết hợ p vớ i một số phươ ng pháp khác như: phươ ng pháp oxi hoá –khử....




- 3 -

CHƯƠ NG 1: TỔNG QUAN

1.1. Giớ i thiệu về thuốc thử Griess:Thuốc thử Griess là hỗn hợ p axit sunfanilic và α-naphtylamin hoà tan trong axit axetic 12%.

1.1.1. Axit sunfanilic:

1.1.1.1.Tính chấ t:

Axit sunfanilic có nhiệt ñộ nóng chảy cao, bị phân hủy ở 250-3000C, không tan

trong dung môi hữu cơ mà cũng không tan trong nướ c, không tan trong dung dịch

axit, tan trong benzen. Axit sunfanilic còn có tên axit p-aminobenzensunfonic.

Axit sunfanilic có cấu trúc ion lưỡ ng cực.

Trong dung dịch axit, cấu trúc axit sunfanilic không ñổi, axit có −3SO là bazơ

yếu có khuynh hướ ng nhận proton từ +O H 3 rất nhỏ.

1.1.1.2. ðiều chế :

Cho 50g(0,5mol H2SO4ñ) vào bình cầu ñáy tròn khô cỡ 250ml và thêm dần

từng ít một 15,5g anilin vừa mớ i cất. ðun cách dầu bình cầu 5h ở nhiệt ñộ 1850C. ðể

tin chắc ñã hoàn toàn tạo thành axit sunfanilic, ngườ i ta thêm dung dịch NaOH vào

mẫu thử nhỏ của hỗn hợ p phản ứng, nếu không có mùi anilin chứng tỏ phản ứng

k ết thúc.

Sau khi làm lạnh, rót khối phản ứng ra cốc 100ml nướ c, axit sunfanilic tách

ra dướ i dạng k ết tủa không màu.

1.1.2.α -naphtylamin:

1.1.2.1.Tính chấ t:

Là amin thơ m ñiển hình, nhiệt ñộ nóng chảy 500C. Tinh thể không màu ñể lâu

sẽ bị thẩm màu do bị oxi hóa, ít tan trong nướ c, tan nhiều trong axit, cất ñượ c bằng

hơ i nướ c.

1.1.2.2. ðiều chế :

ðiều chế từ naphtalen sau khi nitro hóa và khử hóa bằng sắt trong axit clohiñric.

1.1.3. Các tiêu chuẩn của một thuốc thử hữ u cơ dùng trong phân tích trắc quang:




- 4 -

- Khoảng cách giữa các cực ñại εMR và εHnR càng lớ n càng tốt. ðối vớ i thuốc

thử hữu cơ tốt thì ∆λ = λMR – λHnR > 100nm. (*)

- Hiệu giữa các hệ số hấp thụ phân tử (∆ε = εMR

– εHnR

) càng lớ n càng tốt (**).

Hiệu này càng lớ n thì ñộ nhạy của phép xác ñịnh càng cao.

- Thực nghiệm và lý thuyết về sai số cho biết ở λtư nếu giá trị εMR / εHnR khác

nhau không quá 2 lần thì xác suất sai số tăng lên ñáng k ể. ðối vớ i các thuốc

thử hữu cơ tốt thì εMR / εHnR phải gấp từ 2 ñến 10 (***).

1.2. Tổng quan về NO2-:

1.2.1.Tính chấ t củ a −2 NO :

AXIT NITRƠ Axit nitrơ chỉ tồn tại ở trạng thái khí và trong dung dịch nướ c.Ở trong pha khí có cân bằng:

2 O H NO NO HNO 222 ++⇔

Dung dịch nướ c của axit nitrơ không bền, nhanh chóng bị phân huỷ, nhất là khi ñun nóng:

O H NO HNO HNO 232 23 ++=

Bở i vậy khi khí NO2 tan trong nướ c thì thực tế tạo nên HNO3 và NO theo phản ứng:

NO HNOO H NO +=+ 322 23

Trong dung dịch nướ c, axit nitrơ là một axit yếu (Ka= 4,5.10-4), hơ i mạnh hơ n

axit cacbonic. Do không bền, axit nitrơ rất hoạt ñộng về hoá học. Nó vừa có tính

oxi hoá vừa có tính khử.

Tuy không phải là chất oxi hoá mạnh như axit nitric, axit nitrơ vớ i nitơ có số oxi

hoá thấp hơ n tỏ ra có khả năng phản ứng cao hơ n, ngh ĩ a là nó có thể phản ứng ở

nhiệt ñộ thấp hơ n và vớ i tốc ñộ lớ n hơ n. Axit nitrơ oxi hoá ñượ c axit iothiñric(HI)

ñến I2, dung dịch SO2 ñến H2SO4, ion Fe2+

ñến ion Fe3+

…..còn bản thân nó biến

thành NO.

VD: O H I NO HNO HI 222 2222 ++=+

Vớ i những chất oxi hoá mạnh nhưKMnO4, MnO2, PbO2, axit nitrơ bịoxi hoáñến axit nitric.

O H HNO Mn HNO H MnO 23

2

24 352562 ++=++ ++−




- 5 -

MUỐI NITRIT

- Muối nitrit bền hơ n axit nitrơ nhiều. Hầu hết muối nitrit dễ tan trong nướ c,

ña số muối nitrit không màu.

- Nhờ có cặp electron tự do ở nitơ , ion NO2- có khả năng tạo nên liên k ết

cho- nhận vớ i ion kim loại. Một phức chất thườ ng gặp là natri cobantinitrit

Na3[Co(NO2)6]. ðây là thuốc thử dùng ñể phát hiện ion K+

nhờ tạo thành k ết tủa

K3[Co(NO2)6] màu vàng.

- Nitrit kim loại kiềm bền vớ i nhiệt, chúng không phân huỷ khi nóng chảy

mà chỉ phân huỷ ở trên 5000C. Nitrit của các kim loại khác kém bền hơ n, bị phân

huỷ khi ñun nóng, chẳng hạn như AgNO2 phân huỷ ở 1400C, Hg(NO2)2 ở 75

0C.

Trong môi trườ ng axit, muối nitrit có tính oxi hoá và tính khử như axit nitrơ .

1.2.2.Vai trò, tác hại −

2 NO :

Trong hệ tiêu hóa của con ngườ i, NO3-

sẽ bị khử thành NO2-

một trong

những chất chuyển biến oxihemoglobin thành methemoglobin làm giảm hô hấp tế

bào, ảnh hưở ng ñến họat ñộng tuyến giáp, gây ñột biến và kích thích các khối u phát

triển. NO2- ở nồng ñộ cao có thể gây phản ứng vớ i amin tạo thành chất nitroamin,

tác nhân chính gây bệnh ung thư ở ngườ i.

Ngoài ra, cá nướ c ngọt ñặc biệt là dòng cá trê rất dễ mắc phải bệnh máu nâu,

nguyên nhân do tích lũy quá mức NO2-trong nướ c.

Bên cạnh ñó NO2- cũng có vai trò là: làm cho thịt có màu bền vững, cung cấp

ñạm cho cây trồng.

1.3. Phươ ng pháp trắc quang:

Phươ ng pháp trắc quang là phươ ng pháp phổ biến, thườ ng ñượ c sử dụng,

tuy nó chưa là một phươ ng pháp hoàn toàn ưu việt nhưng nó có nhiều ưu ñiểm: ðộ

chính xác, ñộ chọn lọc cao, thực hiện nhanh, thiết bị ñơ n giản và tự ñộng hoá.

1.3.1. Phươ ng pháp trắ c quang là gì?

Phươ ng pháp trắc quang là các phươ ng pháp phân tích quang học dựa trên việc ño

ñộ hấp thụ năng lượ ng ánh sáng của một chất xác ñịnhở một vùng quang phổ nhất ñịnh.

1.3.2. Chứ c nă ng củ a phươ ng pháp trắ c quang:




- 6 -

Phươ ng pháp trắc quang dùng ñể xác ñịnh các nguyên tố, các chất và hợ p

chất có hàm lượ ng bé, trung bình và lớ n trong nhiều ñối tượ ng khác nhau do nó có

ñộ nhạy, ñộ chính xác và ñộ chọn lọc cao.

1.3.3. Ứ ng d ụ ng củ a phươ ng pháp trắ c quang:

Phươ ng pháp phân tích trắc quang ñượ c dùng rộng rãi trong phòng thí

nghiệm, trong nghiên cứu khoa học do phươ ng pháp này thực hiện ñượ c nhanh,

thuận lợ i, thiết bị ñơ n giản và tự ñộng hoá.

1.3.4. Phân loại các phươ ng pháp trắ c quang:

Phươ ng pháp trắc quang dùng ñể xácñịnh nồng ñộ hợ p chất màu ñượ c chia làm 3 nhóm:

1.3.4.1 Phươ ng pháp so màu bằ ng mắ t:

- Cách tiến hành: Chuẩn bị một dung dịch tiêu chuẩn có nồng ñộ ñã biết và so

màu của dung dịch nghiên cứu vớ i dung dịch tiêu chuẩn cho ñến lúc có sự cân bằng

về cườ ng ñộ màu của hai dung dịch, từ ñó suy ra nồng ñộ của chất cần xác ñịnh.

- Phươ ng pháp này:

+ Ư u ñiểm: Thực hiện nhanh, ñơ n giản không ñòi hỏi các thiết bị phức tạp.

+ Nhượ c ñiểm: Kết quả không thật sự khách quan vì phụ thuộc nhiều vào mắt

ngườ i quan sát, ñộ nhạy, ñộ chọn lọc và ñộ chính xác không cao.

1.3.4.2. Phươ ng pháp so màu quang ñ iệ n:

- Phươ ng pháp dùng các máy có tế bào quang ñiện gọi tắt là các phươ ng pháp so

màu quang ñiện. Trong phươ ng pháp này có sự cân bằng cườ ng ñộ dòng sáng dựa

trên hiệu ứng quang ñiện.

- Phươ ng pháp này:

+Ư uñiểm: ðộ chọn lọc, ñộ chính xác và ñộnhạy cao. Kết quảmang tính khảquan cao.

+Nhượ c ñiểm: Phụ thuộc vào thiết bị máy phân tích do ñó ñòi hỏi thiết bị hiện ñại.

1.3.4.3. Phươ ng pháp so màu quang phổ

Phươ ng pháp này:

+ Ư u ñiểm: ðộ chọn lọc,ñộ chính xác và ñộ nhạy cao. Kết quảmang tính khả quan cao.

+ Nhượ c ñiểm: Phụ thuộc vào thiết bị máy phân tích do ñó ñòi hỏi thiết bị hiện ñại.

1.3.5. Các ñịnh luật cơ sở của sự hấp thụ ánh sáng




- 7 -

1.3.5.1. Các ñị nh luậ t cơ sở

- ðịnh luật Buge-Lambe: “Lượ ng tươ ng ñối của dòng sáng bị hấp thụ bở i môi

trườ ng mà nó ñi qua không phụ thuộc vào cườ ng ñộ của tia tớ i. Mỗi một lớ p bề dày

như nhau hấp thụ một phần dòng sáng ñơ n sắc ñi qua dung dịch như nhau”.

Biểu thức của ñịnh luật:

A = lg(Io /I) = k. l

A: là mật ñộ quang của dung dịch

l: Số phần của lớ p dung dịch

k: phụ thuộc vào bản chất của chất màu và bướ c sóngλ của ánh sáng ñi qua dung dịch.

- ðịnh luật Bia : “ðộ hấp thụ ánh sáng của dung dịch màu (gọi là mật ñộ

quang) tỉ lệ bậc nhất vớ i nồng ñộ của dung dịch chất hấp thụ ánh sáng”.

Biểu thức ñịnh lượ ng của ñịnh luật Bia :

A = lg(Io /I) = K. C

Vớ i K là hệ số tỉ lệ

C là nồng ñộ của hợ p chất màu

- ðịnh luật hợ p nhất Buge-Lambe-Bia : "Khi chiếu một chùm ánh sáng ñơ n sắc

ñi qua dung dịch màu thì mức ñộ hấp thụ của dung dịch màu tỉ lệ thuận vớ i cườ ng

ñộ dòng sáng và nồng ñộ các chất hấp thụ".Biểu thức của ñịnh luật :

A = ε. l. C

ε là hệ số hấp thụ phân tử gam (ε ≤ 1,2. 105)

C là nồng ñộ (mol/l)

l là chiều dày của lớ p hấp thụ (cm)

- ðịnh luật cộng tính : Ở bướ c sóng λ nhất ñịnh mật ñộ quang của hỗn hợ p các cấu tử

không tươ ng tác hoá học vớ i nhau bằng tổng mật ñộ quang của các cấu tử riêng biệt.

Biểu thức ñịnh luật cộng tính :

A = ε1. l. C1 + ε2. l. C +... + εn. l. Cn

1.3.5.2. Các nguyên nhân làm sai l ệ ch ñị nh luậ t Bia:

+ Sự có mặt của chất lạ trong dung dịch màu

+ Sự Solvat hoá




- 8 -

+ Hiệu ứng liên hợ p

+ Ảnh hưở ng của pH của dung dịch

+ Ảnh hưở ng của ñơ n sắc của ánh sáng

+ Ảnh hưở ng của sự phân li của phức màu

1.3.5.3. Các phươ ng pháp ñịnh lượ ng trắc quang:

a). Phươ ng pháp dãy tiêu chuẩ n:

- ðặc ñ iể m của phươ ng pháp:

+ Có thể xác ñịnh ñượ c ñồng thờ i một số dung dịch phân tích.

+ Nồng ñộ dung dịch không cần nằm trong khoảng tuân theo ñịnh luật Bia.

+ Nhượ c ñiểm của phươ ng pháp là dãy dung dịch tiêu chuẩn thườ ng không bền màu.

ðể khắc phục ñiều này ta dùng kính màu hoặc ñiều chế một số chất vô cơ bền màu.

- N ội dung của phươ ng pháp:

+ Chuẩn bị 10 dung dịch chuẩn có nồng ñộ phức màu lần lượ t là: C1< C2<…<

C10 ở cùng các ñiều kiện như nhau (pH, dung môi, lực ion…)

+ Chuẩn bị dung dịch mẫu phân tích cũng ở cùng ñiều kiện như trên. ðem so

sánh màu của dung dịch mẫu phân tích vớ i màu của dung dịch dãy chuẩn.

+ Nếu dung dịch phân tích có màu bằng vớ i màu của dung dịch thứ i thì Cx = Ci.

+ Nếu màu của dung dịch phân tích nằm trung gian giữa màu của hai dung dịch

thứ i và (i+1), tức là Ci < Cx < Ci+1→ Cx = (Ci + Ci+1)/2.

b). Phươ ng pháp so sánh vớ i dung d ị ch tiêu chuẩ n:


+ Phươ ng pháp này khá ñơ n giản và nhanh chóng.

+ ðiều kiện áp dụng: Nồng ñộ nằm trong khoảng tuân theo ñịnh luật Bia.


* So sánh vớ i 1 dung dịch tiêu chuẩn:

+ Chuẩn bị 2 dung dịch phức màu: Dung dịch tiêu chuẩn (CTC ñã biết) và dung

dịch nghiên cứu (Cx) ở các ñiều kiện tối ưu như nhau

+ ðo mật ñộ quang 2 dung dịch trên → ATC và Ax. Ta có:

ATC = ε.l.CTC và Ax = ε.l.Cx → Cx = CTC.Ax /ATC






- 10 -

+ Cho cùng một lượ ng dung dịch phân tích (Cx) vào hai bình ñịnh mức 1 và 2.

Thêm vào bình 2 một lượ ng dung dịch chuẩn của chất phân tích (Ca). Thực hiện

phản ứng tạo phức trong cả hai bình vớ i các ñiều kiện tối ưu như nhau và ñịnh

mức ñến vạch. ðem ño mật ñộ quang của hai dung dịch ở bướ c sóng tối ưu (λmax)

và cùng một loại cuvet.

+ Tính k ết quả: Theo ñịnh luật Buge – Lambe – Bia và ñịnh luật cộng tính ta có:

Ax = ε.l.Cx (dung dịch 1: không thêm dung dịch chuẩn)

Aa = ε.l.Cx + ε.l.Ca (dung dịch 2: có thêm dung dịch chuẩn)

Từ ñó ta có: xx a

a x

AC C

A A=

-

e). Phươ ng pháp vi sai:


+ Phươ ng pháp vi sai có thể cho phép xác ñịnh nồng ñộ chất phân tích có nồng ñộ

ngoài vùng ñịnh luật Bia nhưng vẫn cho k ết quả chính xác.

+Phươ ng pháp vi sai cũng hạn chế những sai sót gây ra bở i các ion lạ có trong dung dịch

+ Phươ ng pháp vi sai hạn chế ñượ c sai số gây ra do lượ ng thuốc thử dư.


* Phươ ng pháp vi sai nồng ñộ lớ n:+ Chuẩn bị 3 dung dịch phức màu: 2 dung dịch chuẩn (C1< C2) và dung dịch

nghiên cứu (Cx) ở các ñiều kiện tối ưu.

+ ðo mật ñộ quang của dung dịch C2 so vớ i C1 → ∆A = ε.l.(C2 – C1)

+ ðo mật ñộ quang của dung dịch Cx so vớ i C1→ ∆Ax = ε.l.(Cx – C1)

Từ ñó ta có: x 2 1x 1+

A C CC C

A

( - )=∆

∆

* Phươ ng pháp vi sai nồng ñộ bé:

+ Chuẩn bị 3 dung dịch phức màu: 2 dung dịch chuẩn có nồng ñộ C0, C1 (C0 <<

C1) và dung dịch nghiên cứu (Cx) ở các ñiều kiện tối ưu

+ ðo mật ñộ quang của dung dịch C1 so vớ i C0 → ∆A = ε.l.(C1 – C0)

+ ðo mật ñộ quang của dung dịch C1 so vớ i Cx→ ∆Ax = ε.l.(C1 – Cx)




- 11 -

Từ ñó ta có: x 1 0x 1+

A C CC C

A

( - )= -

∆

∆

1.3.5.4. Nghiên cứ u các phản ứ ng tạo phứ c màu:

Phức màu trong phân tích trắc quang cần thoả mãn các yêu cầu sau:

- Phức màu phải có ñộ bền cao ñể chuyển hết ion kim loại cần xác ñịnh vào

phức màu, phản ứng tạo phức xảy ra hoàn toàn.

- Phức màu cần có thành phần không ñổi.

- Phức màu cần có hệ số hấp thụ phân tử càng lớ n càng tốt.

1.4. Phươ ng pháp iốt(phươ ng pháp phân tích thể tích):

1.4.1. Tính chất oxi hóa khử của iốt:

Iốt là chất oxi hóa yếu và iôñua là chất khử yếuI2(rắn) + 2e ⇔ 2 − I V E 5345.00 =

I2 có thể oxi hóa ñượ c chất khử trung bình ( H2S, H2SO3, Sn(II),….)

Ion ioñua có thểkhử ñượ c các chất oxi hóa trung bình trở lên ( +3Fe , H2O2,−72OCr , −

4 MnO …)

Iốt ít tan trong nướ c nhưng dễ dàng tan trong KI do phản ứng tạo phức vớ i ion ioñua:

−− ⇔+ 32 )( I I dd I (*)

Thế chuẩn của cặp −− I I 3 / 3 là 0.5355V

Bở i vì iốt ít tan trong nướ c và lại dễ thăng hoa nên khi chuẩn ñộ iốt thườ ng dùng dư

KI và cân bằng oxi hóa khử chủ yếu trong dung dịch là cân bằng (*).

1.4.2. Phươ ng pháp ñịnh lượ ng iốt:

- Phươ ng pháp Iốt thườ ng ñượ c dùng ñể ñịnh lượ ng cả chất oxi hóa và chất khử.

- Các chất khử có thể ñượ c chuẩn ñộ trực tiếp bằng iốt hoặc cho tác dụng

vớ i iốt lấy dư và sau ñó chuẩn ñộ lượ ng dư iốt bằng natrithiosunfat Na2S2O3.

- Các chất oxi hóañượ c ñịnh lượ ng bằng cách cho tác dụng vớ i KI dư trong môi trườ ng

axit và sau ñó chuẩn ñộlượ ng iốt giải phóng ra bằng dung dịch natri thiosunfat Na2S2O3.

1.4.3. Chất chỉ thị dùng trong chuẩn ñộ iốt:

- Khi cho hồ tinh bột vào dung dịch iốt loãng thì sẽ xuất hiện màu xanh ñặc trưng.

Hồ tinh bột là chất chỉ thị rất nhạy, cho phép dễ dàng xác ñịnh iốt ñến nồng ñộ 10-5M.




- 12 -

- Hồ tinh bột có ít nhất hai hợ p chất khác nhau là amilozơ và

amilopectin. Amilozơ tạo phức màu xanh ñậm vớ i −

3 I , còn amilopectin tạo

phức màu tím nhạt. Tuỳ theo loại hồ tinh bột mà tỉ lệ giữa hai loại có khác

nhau. Chẳng hạn khoai tây chứa khoảng 20% amilozơ và 80% amilopectin, còn

hồ tinh bột hạt chứa hầu hết là amilopectin.

- ðộ nhạy của chất chỉ thị tăng lên nhanh khi có lượ ng nhỏ ioñua. ðộ nhạy

giảm khi tăng nhiệt ñộ, ở 500C ñộ nhạy giảm 10 lần so vớ i ñộ nhạy ở 25

0C. ðộ

nhạy cũng giảm khi có mặt rượ u etylic và metylic. Khi tỉ lệ rượ u etylic vượ t quá

50% thì màu xanh không xuất hiện.

- Dung dịch hồ tinh bột dễ bị vi khuẩn phân hủy, vì vậy chỉ nên pha chế trướ c khi

dùng. Dung dịch chỉ thị ñã ñể lâu tạo vớ i iốt màu tím hoặc hơ i ñỏ, bị mất màu rất chậm

khi tác dụng vớ i Na2S2O3 và ñiểm tươ ng ñươ ng xuất hiện không rõ. Ngườ i ta thườ ng

thêm vào dung dịch này các chất bảo vệ như HgI2, thimol, glixêrin, fomamit.

- Khi chuẩn ñộ iốt chỉ nên cho hồ tinh bột khi gần ñạt ñến ñiểm tươ ng ñươ ng, lúc

dung dịch ñã chuyển sang màu vàng rơ m, vì phức của iốt-hồ tinh bột ít tan trong nướ c.

Cách pha chế dung d ịch hồ tinh bột bề n: Nghiền 2g tinh bột vào 10mg HgI2 vớ i một

ít nướ c. ðổ huyền phù này vào một lít nướ c sôi. ðun sôi tiếp dung dịch cho ñến

trong suốt, làm nguội, bảo vệ trong bình có nút nhám.

1.4.4. Các nguồn gốc sai số khi chuẩn ñộ iốt:

- Sự oxi hóa iốt bở i không khí:

4I-

+ 4H+

+ O2 → 2I2 + 2H2O

Phản ứng xảy ra rất chậm trong môi trườ ng trung tính, nhưng phản ứng xảy ra

nhanh khi nồng ñộ ion hiñro tăng và khi có ánh sáng.

Phản ứng cũng xảy ra nhanh khi có các ion kim loại ña hoá trị làm xúc tác(ñặc biệt

là ñồng). Do ñó, không nên ñể lâu dung dịch có chứa I

-

dư và axit quá thờ i gian cầnthiết ñể phản ứng xảy ra hoàn toàn. ðặc biệt là không nên ñể ở chỗ có ánh sáng. Khi

cần ñể lâu thì phải ñuổi hết oxi bằng một luồng khí trơ hoặc CO2.

Các vết NO, −

2 NO cản trở phản ứng chuẩn ñộ vì NO2-sẽ oxi hóa ion I

-thành I2.

- Sự mất mát iốt do thăng hoa:




- 13 -

Cần chuẩn ñộ khi có lượ ng dư KI ñể giảm nồng ñộ iốt xuống thấp hơ n ñộ tan của nó

trong nướ c. Không ñượ c ñun nóng dung dịch khi chuẩn ñộ và phải ñề phòng sự mất

iốt do việc dùng khí trơ ñể ñuổi oxi không khí.

1.4.5. Phản ứ ng giữ a iốt vớ i thiosunfat:

Trong dung dịch trung tính hoặc axit yếu, phản ứng giữa iốt và thiosunfat

(khi có iốt dư) xảy ra nhanh chóng và theo ñúng quan hệ hợ p thức tạo thành

tetrathionat−2

64OS

−−−− +⇔+ I OS I OS 32 2

643

2

32 (**)

Phản ứng trên xảy ra qua các giai ñọan:

−−−−

−−−−

+→+

+⇔+

I OS OS I OS

I I OS I OS

2

64

2

3232

323

2

32 2

Chất trung gian không màu S2O3I-phản ứng ñượ c vớ i ion ioñua:

−−−− +⇔+ I OS I I OS 322

6432

Khi nồng ñộ ioñua bé (<0,003M) thì có thể tạo thành một số ion −2

4SO làm cho quan

hệ hợ p thức không còn ñúng nữa:

−−−− +→++ I SOO H I I OS 10253 2

42332

ðiều này xảy ra ñáng k ể lúc gần cuối chuẩn ñộ Tetrathionat có thể bị iốt dư oxi hoá thành sunfat nhưng tốc ñộ này xảy ra không

ñáng k ể trong ñiều kiện phân tích thông thườ ng.

Nguồn gố c của nhữ ng sai số :

+ Có thể thu ñượ c k ết quả chính xác khi chuẩn ñộ iốt bằng thiosunfat

trong các dung dịch có pH < 5. Trong dung d ịch kiềm pH > 8 iốt phản ứng vớ i

ion OH-

tạo thành axit hopoioñic:

−− +⇔+ I HOI OH I 2 ( 1110−≈ HOI K )

Và khi có kiềm dư thì tạo thành ion hipoioñua:

OH-

+ HOI = H2O + OI-

Hipoioñua oxi hóa thiosunfat một phần thành sunfat. Trong dung dịch kiềm thì sự oxi

hóa xảy ra hoàn toàn tạo thành sunfat. Vì lí do trên cần axit hóa dung dịch khi chuẩn ñộ.




- 14 -

+ Dung dịch natri thiosunfat có ñộ bền cao nhất ở khu vực pH từ 9-10. Trong

dung dịch kiềm mạnh thiosunfat bị phân hủy:

O H SOS OH OS 2

2

3

22

32 34263 ++⇔+ −−−−

+ Trong dung dịch nướ c chứa khí cacbonic, thì axit cacbonic cũng phân hủy

chậm thiosunfat:

Na2S2O3 + H2CO3 → NaHCO3 + NaHSO3 + S

+ Khi ñộaxit quá lớ n thì thiosunfat bị phân hũy tạo thành axit sufurơ và lưu huỳnh:

S2O32-

+ 2H+ → H2SO3 + S

H2SO3 cũng khử iốt nhưng 1mol H2SO3 khử hết 1mol I3-

H2SO3 + I3-

+ H2O → SO42-

+ 4H+

+ 3I-

trong khi theo (**) thì 1mol S2O32- chỉ khử 0,5mol I3

-.

Như vậy, khi 1mol thiosunfat chuyển thành 1mol axit sunfurơ thì phải tiêu tốn thêm

0.5mol iốt. Trong trườ ng hợ p phải chuẩn ñộ iốt khi có ñộ axit lớ n thì phải nhỏ rất

chậm dung dịch chuẩn thiosunfat và phải khuấy trộn mạnh. Nhưng không ñượ c

chuẩn ñộ dung dịch thiosunfat trong axit mạnh bằng iốt.

Kết luận: Khi chuẩn ñộ các chất oxi hóa mạnh cần ñể cho phản ứng giữa

chất oxi hóa và ioñua xảy ra hoàn toàn rồi mớ i chuẩn ñộ bằng dung dịch

thiosunfat, nếu không chất oxi hóa sẽ oxi hóa thiosunfat thành hỗn hợ ptetrathionat, sunfat và lưu huỳnh.

1.4.6. Pha chế dung dịch chuẩn thiosunfat:

Có thể tinh chế dễ dàng natri thiosunfat bằng cách làm k ết tinh nhiều lần từ

nướ c, làm khô ở không khí, nghiền thành bột và cuối cùng sấy khô trên

CaCl2.6H2O. Tuy vậy natri thiosunfat rắn khi ñể lâu ở không khí thì bị phân hủy

một phần thành S và một chất gần giống như natri sunfit. Các dung dịch natri

thiosunfat khi bảo quản sẽ thay ñổi ñộ chuẩn. Do ñó, cần phải xác ñịnh ñộ chuẩnsau khi pha chế, cũng như phải kiểm tra ñộ chuẩn trong thờ i gian sử dụng.

Khi pha chế dung dịch chuẩn thiosunfat phải chú ý một số ñiều kiện sau:




- 15 -

- Nướ c dùng ñể pha chế phải ñượ c diệt khuẩn bằng cách ñun sôi nướ c cất sạch

rồi ñể nguội, bở i vì vi khuẩn có trong không khí và trong nướ c sẽ phân hủy thiosunfat tạo

thành tetrathionat và sunfat. Hoạt ñộng của các vi khuẩn giảm ở pH từ 9-10.

Vì vậy, khi pha chế nên kiềm hoá dung dịch bằng cách thêm một ít Na2CO3. Hoạt

ñộng của vi khuẩn cũng tăng khi có chiếu sáng và khi tăng nhiệt ñộ. ðể diệt vi

khuẩn ngườ i ta còn cho thêm một ít lượ ng chất bảo vệ (Clorofom, HgI2…..). Nướ c

không ñượ c chứa các vết kim loại nặng ( Fe3+, Cu2+ ) vì chúng làm xúc tác cho quá

trình oxi hoá thiosunfat thành sunfat bở i oxi không khí.

- ðể pha chế dung dịch thiosunfat 0,1M cần cân 25g Na2S2O3.5H2O, rồi hoà

tan trong 1lít nướ c cất sạch ñã ñượ c ñun sôi và làm nguội. Thêm 0,1g Na2CO3, có thể

thêm vài giọt clorofom hoặc HgI2(10mg/l). Nên ñể lắng một ngày rồi mớ i chuẩn hoá.

- Các dung dịch loãng hơ n (C < 0,01M) ñượ c ñiều chế bằng cách pha loãng

các dung dịch ñặc hơ n, nhưng cần lưu ý các dung dịch này dễ bị phân hủy hơ n và

do ñó chỉ nên dùng trong vài tuần lễ là cùng và phải cho chất bảo vệ.

1.5. So sánh 2 phươ ng pháp xác ñịnh NO2- :

- Phươ ng pháp trắc quang:

+ Ư u ñiểm: thực hiện nhanh, thuận lợ i, thiết bị ñơ n giản, tự ñộng hoá k ết quả

mang tính khả quan cao, ít sai số.+ Nhượ c ñiểm: phụ thuộc vào thiết bị máy phân tích.

- Phươ ng pháp iốt:

+ Ư u ñiểm: Dụng cụ, hoá chất ñơ n giản, rẻ tiền.

+ Nhượ c ñiểm: Dung dịch iốt dễ bị ảnh hưở ng của các hợ p chất vô cơ

Xuất hiện sai số do:

+ Sự oxi hoá bở i không khí

+ Sự mất mát iốt do thăng hoa




- 16 -

CHƯƠ NG 2: KỸ THUẬT THỰ C NGHIỆM

2.1. Dụng cụ và thiết bị nghiên cứ u: 2.1.1. Dụ ng cụ:

- Các dụng cụ thuỷ tinh: pipet, buret, erlen, bình ñịnh mức, cốc thuỷ tinh có

thể tích khác nhau, ñũa thuỷ tinh, phễu lọc.

- Các dụng cụ khác: kim tiêm loại 1ml, chia ñộ ñến 0,1ml…

2.1.2. Thiế t b ị nghiên cứ u:

- Cân phân tích TE214S (ðức) ñộ chính xác ±0,1mg.

- Máy ño quang Motic ño mật ñộ quang vớ i tín hiệu 3 số lẻ sau dấu phẩy,

Cuvet có bề dày 1,00cm.

2.2. Hoá chất:

2.2.1. Hoá chấ t cầ n dùng ñể xác ñị nh NO 2-:

- α-naphtylamin, axit sunfanilic.

- NaNO2, KI.

- Một số hoá chất khác: CH3COOH, K2SO3, NaNO3, H2SO4…

2.2.2. Pha chế dung d ị ch:

Tất cả các hoá chất sử dụng trong khoá luận ñều thuộc loại tinh khiết hoá học

hoặc tinh khiết phân tích.

- Dung dịch axit sunfanilic: Hoà tan 0,5g axit sunfanilic trong 100ml dung dịch

axit axetic 12%. Nướ c cất 1 lần. (dung dịch Griess A)

- α-naphtylamin : Lấy 0,4g α-naphtylamin sạch hoà vớ i vài giọt axit axetic ñặc

rồi trộn vớ i 300ml axit axetic 12%. (dung dịch Griess B)

Hỗn hợ p dung dịch A và dung dịch B theo tỉ lệ thể tích 1:1 gọi là thuốc thử

Griess-Ilosvay (gọi tắt là thuốc thử Griess).

- Axit axetic 12%: Lấy 125ml axit ñặc hoà vớ i nướ c ñến 1000ml.

- Dung dịch gốc KI 10-2

M: Hoà tan 1,660g KI trong 1000ml nướ c cất, ñựng trong

dụng cụ sẫm màu. Chuẩn ñộ lại hằng ngày bằng phươ ng pháp chuẩn ñộ Iốt

(chất chuẩn gốc là K2Cr2O7).




- 17 -

- Dung dịch gốc NaNO2 10-2

M: Hoà tan 0,69g NaNO2 tinh khiết ñã sấy khô ở

1050C trong một giờ bằng nướ c cất ñến vạch 1000ml. Chuẩn ñộ lại hằng ngày

bằng phươ ng pháp chuẩn ñộ Iốt (chất chuẩn là dung dịch K2Cr2O7 ở trên).

- Các dung dịch chuẩn NaNO2, KI khác ñượ c pha từ dung dịch gốc. Dung dịch

pha dùng trong ngày.

2.3. Cách tiến hành xác ñịnh NO2-:

Dùng pipet chuyển phần mẫu thử ñượ c lấy vào bình ñịnh mức 50ml. Sau ñó

thêm thuốc thử màu. Lắc ñều và pha loãng vớ i nướ c tớ i vạch, ñể yên 30 phút. Quan

sát sự xuất hiện màu.




- 18 -

CHƯƠ NG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Nghiên cứ u khả năng xác ñịnh ion nitrit bằng thuốc thử Iốt:

3.1.1. Nghiên cứ u ñịnh tính NO2- bằng thuốc thử Iốt:

Lấy và 2 ống nghiệm lần lượ t cho các hóa chất sau:

- 1ml CH3COOH 1M + 1ml KI 10-3

M. Quan sát không thấy hiện tượ ng xảy ra,

dung dịch không màu.

- 1ml NaNO2 10-3

M + 1ml CH3COOH 1M + 1ml KI 10-3

M. Quan sát thấy

mẫu có màu vàng của I2.

3I-

+ 4H+

+2NO2- → I3

-+ 2NO↑ + 2H2O

Do ñó: có thể xác ñịnh NO2-bằng phươ ng pháp iốt.

3.1.2. Xác ñịnh ñộ nhạy của phản ứ ng giữ a NO2- và I-:

Pha một loạt các dung dịch trong bình ñịnh mức 10ml như bảng 3.1:

Bả ng 3.1: Khả o sát ñộ nhạ y củ a phả n ứ ng giữ a NO 2-và I

-

STT bình 1 2 3 4 5

Dung dịch NaNO2 10-4M (ml) 0,1 0,2 0,50 1,0 1,5

Dung dịch CH3COOH 1M (ml) 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

Dung dịch KI 10-3

M (ml) 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

ðịnh mức bằng nướ c cất ñến 10ml.

Nồng ñộ NaNO2 sau khi pha (M) 1,0.10-6

2,0.10-6

5,0.10-6

1,0.10-5

1,5.10-5

Quan sát thấy bình thứ 3 mớ i xuất hiện màu vàng. Vậy nồng ñộ NaNO2 tối

thiểu tìm thấy vớ i thuốc thử Iốt là 5,0.10-6

M.

Do I2 tạo hợ p chất màu xanh thẫm vớ i hồ tinh bột nên chúng tôi tiến hành thêm

phép xác ñịnh tươ ng tự nhưng có thêm hồ tinh bột. Kết quả thu ñượ c như bảng 3.2:




- 19 -

Bả ng 3.2: Khả o sát ñộ nhạ y củ a phả n ứ ng giữ a NO 2-và I

-

vớ i sự có mặ t củ a hồ tinh bộ t

STT bình 1 2 3 4 5

Dung dịch NaNO2 10-4M (ml) 0,1 0,2 0,50 1,0 1,5

Dung dịch CH3COOH 1M (ml) 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

Dung dịch KI 10-3

M (ml) 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

Hồ tinh bột (giọt) 1 1 1 1 1



2,0.10-6

5,0.10-6

1,0.10-5

1,5.10-5

Quan sát thấy bình thứ 2 xuất hiện màu xanh. Vậy nồng ñộ NaNO2 tối thiểu

tìm thấy vớ i thuốc thử Iốt khi có thêm hồ tinh bột là 2,0.10-6M.

Vậy khi có mặt hồ tinh bột làm tăng ñộ nhạy của phản ứng giữa NO2-vớ i I-

.

3.2. Nghiên cứ u khả năng xác ñịnh ion nitrit bằng thuốc thử Griess- Ilosvay:

3.2.1. Nghiên cứ u ñịnh tính NO2- bằng thuốc thử Griess:

Lấy vào 2 ống nghiệm lần lượ t cho các hóa chất sau:

- 1ml axit sunfanilic (dung dịch Griess A) + 1ml α- naphtylamin (dung dịch

Griess B). Quan sát không thấy hiện tượ ng xảy ra, dung dịch không màu.

- 1ml NaNO2 10-3M + 1ml dung dịch Griess A + 1ml dung dịch Griess B.

Quan sát thấy mẫu có màu hồng.

ðầu tiên ion nitrit phản ứng vớ i axit sunfanilic tạo thành muối ñiazo:

Sau ñó muối này phản ứng vớ i α - naphtylamin tạo thành hợ p chất azo có màu hồng.

Do ñó: có thể xác ñịnh NO2-bằng phươ ng pháp trắc quang.




- 20 -

3.2.2. Xác ñịnh ñộ nhạy của phản ứ ng giữ a NO2- và thuốc thử Griess-Ilosvay:

a) Quan sát bằng mắt thườ ng:

Pha một loạt các dung dịch trong bình ñịnh mức 10ml như bảng 3.3:

Bả ng 3.3: Khả o sát ñộ nhạ y củ a phả n ứ ng giữ a NO 2- và thuố c thử Griess

(quan sát bằ ng mắ t thườ ng)

STT bình 1 2 3 4 5

Dung dịch NaNO2 10-4

M (ml) 0,1 0,2 0,50 1,0 1,5

Dung dịch Griess A (ml) 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

Dung dịch Griess B (ml) 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0


Nồng ñộ NaNO2 sau khi pha (M) 1,0.10-6 2,0.10-6 5,0.10-6 1,0.10-5 1,5.10-5

Quan sát thấy bình thứ 2 xuất hiện màu hồng. Vậy nồng ñộ NaNO2 tối thiểu

tìm thấy vớ i thuốc thử Griess – Ilosvay là 2,0.10-6

M.

b) Sử dụng máy ño quang Motic: Chúng tôi tiến hành ño mật ñộ quang của dãy

dung dịch ở trên. Kết quả thu ñượ c như bảng 3.4:

Bả ng 3.4: Khả o sát ñộ nhạ y củ a phả n ứ ng giữ a NO 2-và thuố c thử Griess

( ñ o mậ t ñộ quang)

STT bình 1 2 3 4 5


M (ml) 0,1 0,2 0,50 1,0 1,5





2,0.10-6

5,0.10-6

1,0.10-5

1,5.10-5

Mật ñộ quang 0,009 0,020 0,051 0,096 0,142

Từ k ết quả thu ñượ c chúng tôi vẽ ñồ thị sự phụ thuộc mật ñộ quang vào nồng ñộ,k ết quả ñượ c trình bày ở hình 3.1 sau ñây:




- 21 -

Hình 3.1. ðồ th ị biể u diễ n sự phụ thuộ c mậ t ñộ quang vào nồ ng ñộ nitrit

Từ ñồ thị thu ñượ c chúng tôi thu ñượ c phươ ng trình ñườ ng chuẩn:

A = 9440,2.C + 0,0013

→ Hệ số hấp thụ phân tử gam của phức của NO2-vớ i thuốc thử Griess–Ilosvay

là ε = 9440,2 (l.mol-1

.cm-1

).

Trong phân tích trắc quang, ñộ nhạy là nồng ñộ thấp nhất của chất ñượ c phát

hiện khi mật ñộ quang là 0,001. Vậy ta có:

-7minmin

A 0,001C = = = 1,059.10 M

ε.l 9440,2

Trong ñó ε là hệ số hấp thụ phân tử gam, l là chiều dày cuvet(1,0cm).

Như vậy ñộ nhạy của phép phân tích NO2-bằng phươ ng pháp trắc quang vớ i

thuốc thử Griess–Ilosvay là: 1,059.10-7

M.

Ta thấy ñộ nhạy của phươ ng pháp trắc quang là tốt hơ n rất nhiều so vớ i

phươ ng pháp so màu bằng mắt thườ ng.

3.2.3. So sánh ñộ nhạy của phản ứ ng NO2- vớ i hai thuốc thử I- và Griess:

- Thuốc thử Iôt: CNaNO2min = 2.10-6

M (có thêm hồ tinh bột)

- Thuốc thử Griess: CNaNO

2

min = 1,059.10-7

M (phươ ng pháp ño quang)

Dựa vào k ết quả trên ta thấy phươ ng pháp ño quang vớ i thuốc thử Griess –

Ilosvay xác ñịnh ñượ c nồng ñộ NaNO2 nhỏ hơ n khoảng 20 lần lần so vớ i phươ ng

pháp dùng thuốc thử Iốt. Do ñó tôi chọn phươ ng pháp trắc quang.

Tuy nhiên pha chế thuốc thửGriess - Ilosvay phức tạp hơ n rất nhiều so vớ i thuốc thử I-




- 22 -

3.3. Nghiên cứ u sự ảnh hưở ng của một số ion ñến việc xác ñịnh ion nitrit bằng

thuốc thử Griess – Ilosvay theo phươ ng pháp trắc quang:

Các ion gây cản trở phản ứng giữa ion nitrit vớ i thuốc thử Griess là SO32-

, I-

… làm giảm ñộ nhạy của phản ứng. Vì vậy chúng tôi tiến hành khảo sát sự ảnh

hưở ng của ion SO32-

, I- ñến ñộ nhạy của phản ứng giữa NO2

-vớ i thuốc thử Griess –

Ilosvay như bảng 3.5 sau:

Bả ng 3.5: Khả o sát ả nh hưở ng củ a ion I, SO 3 2- ñế n ñộ nhạ y củ a phả n ứ ng

giữ a NO 2-và thuố c thử Griess

STT bình 1 2 3 4 5


M (ml) 0,1 0,2 0,50 1,0 1,5

Dung dịch KI 10-3M (ml) 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

Dung dịch K2SO3 10-3

M (ml) 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0





2,0.10-6

5,0.10-6

1,0.10-5

1,5.10-5

Quan sát thấy bình thứ 3 mớ i xuất hiện màu hồng. Vậy nồng ñộ NaNO2 tối

thiểu tìm thấy là 5,0.10-6

M.

Vậy khi có mặt các ion I-, SO3

2- ñã làm ảnh hưở ng ñến ñộ nhạy của phản ứng.




- 23 -

KẾT LUẬN

Qua nghiên cứu các ñặc ñiểm của phản ứng giữa NO2

-

vớ i thuốc thử I

-

vàthuốc thử Griess – Ilosvay chúng tôi có nhận xét như sau:

- Phươ ng pháp xác ñịnh NO2-

vớ i thuốc thử Griess – Ilosvay có ñộ nhạy cao

hơ n phươ ng pháp dùng thuốc thử I-khoảng 20 lần.

- Các ion SO32-

và I-có ảnh hưở ng ñến ñộ nhạy của phản ứng nhưng vớ i nồng ñộ

khá lớ n so vớ i nồngñộNO2-.




- 24 -

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Tinh Dung (2003), Hoá phân tích III , NXBGD.2. Trần TứHiếu (2003), Phân tích tr ắ c quang phổ hấ p thụUV-VIS , NXBðHQG Hà Nội.

3. Hoàng Nhâm (2004), Hoá vô cơ II , NXBGD.

4. Trần ThịPhụng (2008), Xác ñịnh hàm lượ ng các anion vô cơ trong nướ c thải kí

túc xá tr ườ ng ð HSP ðồng Tháp, Khóa luận tốt nghiệp, ðại học ðồng Tháp.

5. HồViết Quý (1999), Các phươ ng pháp phân tích quang học trong hoá học, NXB

ðHQG Hà Nội.

Documents

Nghiên cứu khả năng xác định ion nitrit bằng các thuốc thử I - và Griess-Ilosvay