Cực phổ xác định nguyên tố vi lượng trong các kim loại có độ tinh khiết cao

12:00' AM - Thứ bảy, 12/04/2003

Thành Trinh Thục, Trần Hữu Hoan và những người khác

Summary

Differential Pulse Striping Voltammetry was used for determination of Zn, Cd, Cu, Sb, Bi, ... traces in metals ưith high purity. The determination were carried out with HMDE on 757-VA Cornputrace after the separations of analysed elements from basic metals.

Trong thực tế sản xuất cũng như một số ngành công nghiệp, một số các kim loại có độ tinh khiết lớn như đồng, kẽm >99,9%, chì 99,99%, hoặc thiếc >99,0% ... được sử dụng. Với độ tinh khiết cao như vậy, việc xác định hàm lượng vết các tạp chất nằm trong những kim loại đó là một công việc phức tạp, đòi hỏi một quy trình phân tích có độ nhậy, độ chính xác phù hợp với từng đối tượng phân tích. Trong những năm vừa qua, nhóm phân tích vi lượng các nguyên tố của trung tâm phân tích & kiểm tra môi trường đã tiến hành phân tích tạp chất trong các kim loại có độ tinh khiết cao với một số phương pháp chọn lọc như chiết-trắc quang, so mầu các phức có độ nhậy và chọn lọc cao, cực phổ von-ampe hoà tan xác định một số nguyên tố vv... Trong khuôn khổ bài báo này, chúng tôi chỉ đề cập tới phân tích một số nguyên tố có hàm lượng nhỏ như Zn; Cd; Sn; Sb; có trong hai đối tượng là đồng và chì tinh khiết bằng phương pháp cực phổ xung vi phân.

I. MỘT VÀI NÉT CHUNG

Chì tinh khiết có hàm lượng chất chính rất cao, có thế đạt tới 99,99% Pb ; hàm lượng đồng trong đồng tinh khiết cũng có thể đạt tới hàm lượng đó. Ngoài hàm lượng chất chính ra, chúng còn chứa những tạp chất có hàm lượng nhỏ như Ag; Cd; Zn; Sn; Sb; Bi;Fe.... Muốn tiến hành phân tích thường phải qua giai đoạn sử lý mẫu bằng cách tách, loại bỏ chất chính khỏi các tạp chất đó.

II.TÁCH, LOẠI HÀM LƯỢNG CÁC CHẤT CHÍNH

Mẫu kim loại tinh khiết được khoan thành phôi, rửa sạch bằng axit HNO3 loãng vài lần, sau đó dùng nước cất rửa cho hết môi trường axit và lần cuối tráng mẫu bằng cồn tinh khiết. Gạn bỏ phần cồn rồi sấy cho khô mẫu. Mẫu rửa sạch, sấy khô đã sẵn sàng để đem phân tích.

1. Loại bỏ chì trong mẫu chì tinh khiết:

Cân một lượng mẫu (khoảng 3 g với độ chính xác tới 0.0002 g) đã chuẩn bị như trên vào cốc dung tích 250 ml. Dùng axit HNO3 1:1 để làm tan hoàn toàn mẫu, đun nhẹ hiên bếp điện khoảng 10 phút rồi lấy cốc ra khỏi bếp, để nguội dung dịch, định mức vào bình định mức 100 ml bằng nước cất. Hút một lượng mẫu cần để tách loại chì bằng kết tủa PbSO4, sau khi PbSO4 kết tủa hoàn toàn, chuyển định mức vào bình mức dung tích 100 ml, định mức bằng nước cất, lắc kỹ dung dịch rồi lọc khô vào bình nón khô, dung dịch dùng để xác định tạp chất.

2. Loại bỏ đồng trong mẫu đồng tinh khiết:

Đồng có hàm lượng cao thường ảnh hưởng rất nhiều tới các phương pháp xác định tạp chất do mầu xanh của ion Cu+2 khi đã phân huỷ mẫu. Một phương pháp tách loại bỏ đồng tốt thường được dùng là điện phân kết tủa đồng lên anot lưới Pt. Trước đó mẫu kim loại được chuẩn bị sạch như đã mô tả ở phần trên. Một lượng mẫu sạch được cân chính xác vào cốc dung tích 250 ml rồi phân huỷ tan mẫu bằng axit HNO3. Để nguội dung dịch, định mức vào bình mức dung tích 100 ml rồi dùng pipet hút ra một lượng thích hợp để điện phân. Sau một thời gian điện phân, toàn bộ Cu+2 trong dung dịch bám hết lên điện cực lưới bạch kim, nhấc điện cực ra khỏi dung dịch và dùng bình tia rửa điện cực vào cốc chứa dung dịch điện phân (Xác định đồng bằng phương pháp điên phân được mô tả tỷ mỹ trong một bài báo khác). ó thể hoà tan đồng, rửa sạch anot rồi tiến hành điện phân lần thứ hai dung dịch vừa tách đồng để quá trình tách được hoàn toàn. Toàn bộ dung dịch đã qua quá trình điện phân và rửa anot được thu lại và chuyển vào bình định mức 100 ml , dùng nước cất định mức lên tới vạch, lắc kỹ , ta thu được dung dịch để xác định các tạp chất trong đồng tinh khiết.

III XÁC ĐỊNH KẼM, ĐỒNG,BISMUT, ANTIMOAN TRONG CHÌ TINH KHIẾT BẰNG PHƯƠNG PHÁP CỰC PHỔ

1. Xác định kẽm, đồng :

Kẽm và đồng trong chì tinh khiết nằm trong khoảng hàm lượng:Zn: 0,00020.0010%; Cu:0,00050.0010%. Trong môi trường nền cực phổ thích hợp, ta có thể xác định đồng thời kẽm và đồng trong chì như sau:

1.1. Máy móc và hoá chất:

- máy cực phổ 757 VA Computrace và các phụ trợ cần thiết.

- điện cực làm việc :điện cực đa năng MME

- điện cực so sánh:Ag/AgCl

- điện cực hỗ trợ: điện cực Pt

- Dung dịch tiêu chuẩn: 1 mg Zn/l và 1mg Cu/l.

- đệm axetat pH 4,5

1 2.Tiến hành xác định:

Hút một phần dung dịch mẫu đã tách hết chì vào cốc cực phổ, cho vào cốc 5ml đệm axetat và cho thêm nước cất đến thể tích 20 ml. Tiến hành điện phân, đặt chế độ xung vi phân, điện cực thuỷ ngân treo HME, thời gian điện phân :Tđf = 90 sec; thế điện phân Eđf = -1,2 V; sau thời gian điện phân đã đặt, máy sẽ tự động quét phổ hoà tan cho hai pic cực phổ của Zn và Cu tại EZn=-1,05 V và ECu:-0,1V. Hàm lượng kẽm và đồng trong mẫu được xác định theo phương pháp thêm dung dịch tiêu chuẩn.

2. Xác định bismut và antimoan:

Trong chì tinh khiết antimoan thường có hàm lượng 0.00050% Sb, còn bismut là 0.0014%Bi. Thông thường, trong môi trường axit, Sb và Bi thường cho sóng sát nền, với máy 757 VA Computrace có thể xác định được antimoan và bismut dễ dàng trong nền axit HCl.

2.1. Máy móc và hoá chất:

- máy cực phổ và các điện cực như 1.1.

- dung dịch tiêu chuẩn 1 mg Sb /l và 1 mg Bi /l

2.2. Tiến hành xác định:

Hút một phần mẫu dung dịch cần phân tích vào cốc cực phổ, cho thêm vào 5 ml dung dịch HCl 5M, cho thêm nước cất đến tổng thể tích 10 ml. Điện phân dung dịch theo chế độ xung vi phân, dùng điện cực HME, thời gian điện phân Tđf = 60 sec; Eđf = -0,20 V. Phổ hoà tan sẽ cho hai sóng tại các thế pic sau: Esb : - 0.15 v;EB; : -0.05 v. Hàm lượng Antimoan và Bismut trong dung dịch được xác định theo phương pháp thêm tiêu chuẩn( H.1).

Hình 1 : Xác định Sb và Bi bằng phương pháp cực phổ trên máy 757 VA Computrace.

IV. XÁC ĐỊNH KẼM, CHÌ, CADIMI TRONG ĐỒNG TINH KHIẾT.

4.1.Máy và hoá chất.

- Máy cực phổ 757 VA

- Điện cực làm việc:điện cực đa năng MME

- Điện cực so sánh: Ag/AgCl

- Dung dịch tiêu chuẩn chứa 1 mg Zn/l; 1mg Pb /l và 0.5 mg Cd /l.

- Đệm axetat pH 4,5

4.2.Tiến hành phân tích:

Hút một lượng dung dịch mẫu sau khi điện phân tách đồng vào cốc ghi cực phổ, dùng amoniac trung hoà và thêm vào dung dịch 5 ml đệm pH 4,5. Cho thêm vào cốc một lượng nước cất để thể tích dung dịch bằng 20 ml và tiến hành điện phân. Đặt thế điện phân Eđf =- 1,15 V; thời gian điện phân Tdf = 60 séc; điện cực thuỷ ngân treo HME và chế độ điện phân: xung vi phân. Sau khi đạt thời gian điện phân, máy sẽ tự động quét thế hoà tan và cho ba pic hoà tan tại thế EZn = -1,05 V; ECd =-0.65V và EPb =-0,40V. Hàm lượng kẽm, cadimi, chì trong mẫu được xác định theo phương pháp thêm tiêu chuẩn (H.2).

Hình 2: Đường cực phổ xung vi phân kẽm, Cadimi, Chì

Bảng 1: Một số kết quả phân tích một số tạp chất trong Pb T.K

TT Tên mẫu% Zn% Cu% Bi %Sb
1

Pb T.Q Ctytrade HP gửi 1 1-1994

0.0010 0.0010 0.0006 0.0006
2

Pb N.M acquy Tia sáng gửi 8- 1995

0.0009 0.0012 0.0010 0.0005
3

Pb ĐHBK gửi 9-1995

0.0001 0.0030 0.0008 0.0050
4

Pb tinh khiết gửi 7-1996

0.0016 0.0024 0.0008 0.0075

Bảng 2 Kết quả phân tích một số tạp chất trong đồng tinh khiết

TT Tên mẫu% Zn%Cd%Pb
1

Đồng TK gửi 8-1994

0.0060.00010.006
2

Đồng tấm gửi 1-1995

0.0080.00020.0017
3

Đồng phoi gửi 6-2000

0.0100.00010.0027

TÀI LIỆU THAM KHẢO.

1 Ganotes.I.E.&R.Navone,1962. Suggested method for cadimium detelmination. Jawwa 54.832.

2.Sadejs. E. B. 1959. Detemlination of traces of metals.

Sponsor links (Provided by VIEPortal.net - The web cloud services for enterprises)
Thiết kế web, Thiết kế website, Thiết kế website công ty, Dịch vụ thiết kế website, Dịch vụ thiết kế web tối ưu, Giải pháp portal cổng thông tin, Xây dựng website doanh nghiệp, Dịch vụ web bán hàng trực tuyến, Giải pháp thương mại điện tử, Phần mềm dịch vụ web, Phần mềm quản trị tác nghiệp nội bộ công ty,