TRƯỜng đẠi học khoa học tự nhiêN ĐẶng thị trang nghiên cứu chế TẠo kit thử ĐỊnh lưỢng amoni, nitrit và nitrat trong nưỚc luận văn thạc sĩ khoa họC



tải về 1.06 Mb.
trang7/11
Chuyển đổi dữ liệu17.08.2016
Kích1.06 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Bảng 3.5 :Ảnh hưởng của ion cản trở đến độ hấp thụ quang xác định nitrit


Ion

C ion lạ (ppm)

A

A’

A’ - A

Sai số tương đối(%)

Fe3+

4

10


0,387


0,382

0,407


-0,005

0,02


-1,29

+5,16


Cl-

40

160


400

0,387


0,391

0,388


0,388

0,004

0,001


0,001

+1,03

+0,25


+0,25

SO42-

40

160


400

0,380

0,382

0,385


0,375

0,002

0,005


0,005

+0,51

+1,31


-1,31

SO32-

1,2

3


0,558

0,557

0,531


-0,001

-0,027


-0,09

-4,83


NO3-

2

120


200

0,388

0,385

0,384


0,388

-0,003

-0,004


0

-0,77

-1,04


0

Nếu chấp nhận sai số khi phân tích lượng vết là 5% thì có thể sơ bộ khái quát ngưỡng ảnh hưởng của các ion đi kèm như sau: Các ion Cl-, NO3-, SO42- gần như không ảnh đến phép xác định nitrit. Ion Fe3+ ≥ 10ppm sẽ gây ảnh hưởng đến phép xác định và được loại trừ bằng EDTA. Hàm lượng sunfit trong mẫu nước mặt thường rất nhỏ nên cũng không gây ảnh hưởng tới phép xác định.


3.1.1.7. Khoảng tuyến tính và đường chuẩn xác định nitrit


Chuẩn bị các bình định mức 25,00 ml với nồng độ NO2- trong khoảng từ 0,05 – 1,4 ppm, lần lượt thêm 2,50 ml dung dịch B, 2,50 ml dung dịch A sau đó định mức đến vạch bằng nước cất. Sau 20 phút đem đo độ hấp thụ quang tại bước sóng 520 nm, với mẫu trắng làm dung dịch so sánh. Kết quả được trình bày trong bảng 3.6 và được biểu diễn trên hình 3.5:

Bảng 3.6: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào nồng độ NO2-


Cnitrit (ppm)

0,05

0,1

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

Abs

0,038

0,093

0,177

0,345

0,522

0,685

0,843

0,826

0,820



Hình 3.5: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào nồng độ nitrit

Kết quả khảo sát cho thấy khoảng tuyến tính của phương pháp là: 0,05 – 1 ppm. Từ đó xây dựng đường chuẩn nitrit trong khoảng nồng độ 0,05 – 1 ppm. Kết quả được biểu diễn trên hình 3.6 .


Hình 3.6: Đường chuẩn xác định nitrit với thuốc thử Griess

Phương trình hồi qui của đường chuẩn sẽ có dạng :

Y = (0,00394 ± 0,00910) + (0,84808 ± 0,01730)x.

Hay độ hấp thụ quang A = (0,00394 ± 0,00910) + (0,84808 ± 0,01730)CNO2-.

Giá trị hệ số a có Pvalue = 0,33> 0,05. Có nghĩa là hệ số a không có sự khác nhau có nghĩa với giá trị 0 ở độ tin cậy 95% hay phương pháp không mắc sai số hệ thống.

Giới hạn phát hiện: LOD = 3Sy/b = 0,024 ppm NO2- hay 0,007 ppm NO2- - N.

Giới hạn định lượng: LOQ = 10Sy/b = 0,082 ppm NO2- hay 0,025 ppm NO2- - N.

Khoảng tuyến tính là: 0,082 – 1,0 ppm NO2- hay 0,025 – 0,3 ppm NO2- - N.

Nếu phân tích mẫu nước mặt với 10,00 ml mẫu sau đó định mức lên 25,00 ml thì giới hạn phát hiện của phương pháp là: (0,025x 25):10 = 0,006 ppm NO2- - N. Do đó để định lượng trực tiếp nitrit trong nước mặt cần cải tiến thuốc thử tránh pha loãng dung dịch.

3.1.2. Nghiên cứu chế tạo kit thử định lượng nitrit


Để chế tạo kit thử định lượng nitrit ở dạng rắn phải thay thế axit axetic bằng một axit hữu cơ khác phù hợp và tan tốt trong nước. Trong số các axit xitric, axit tatric, axit oxalic thì axit xitric và axit tatric tan kém trong nước. Vì vậy, chúng tôi sử dụng axit oxalic để thay thế axit axetic trong quá trình chế tạo kit thử rắn.

Theo kết quả khảo sát các điều kiện xác định nitrit trong phòng thí nghiệm thì hàm lượng thuốc thử cho vào bình định mức 25,00 ml là rất nhỏ. Do đó, khi kit thử được chuyển sang dạng rắn để tiện sử dụng, bảo quản trong thời gian dài và làm giảm sai số cho quá trình cân, cần sử dụng thêm chất độn để tăng lượng cân cho mỗi túi kit. Chất độn phải trơ đối với thuốc thử và nitrit, không làm thay đổi pH của dung dịch sau khi được hòa tan. Các muối clorua của kim loại kiềm đáp ứng được các yêu cầu trên đồng thời tạo nên môi trường có lực ion không đổi. Vậy nên chúng tôi chọn muối NaCl làm chất độn.


3.1.2.1. Xây dựng thành phần kit thử nitrit


Trên cơ sở khảo sát hàm lượng thuốc thử và khoảng pH tối ưu khi phân tích nitrit trong phòng thí nghiệm chúng tôi xây dựng thành phần kit thử rắn như sau: Cân 0,2 g α-naphtylamin, 0,5g axit sunfanilic, 3g axit oxalic, 26,3 g NaCl. Tiến hành nghiền nhỏ, trộn đều hỗn hợp trên và bảo quản trong lọ kín được 150 gói kit nitrit, với lượng cân mỗi gói là 0,2g sử dụng cho phân tích 10,00 ml mẫu.

3.1.2.2. Khảo sát khả năng sử dụng axit oxalic làm môi trường phản ứng


Các mẫu nước, nước thải, nước sinh hoạt thường có ion NO3- , mà trong môi trường axit, nitrat thể hiện tính oxi hóa mạnh, axit oxalic là chất khử, do vậy cần xem xét khả năng khử của axit oxalic đối với ion NO3-.

Lấy vào các bình định mức 10,00 ml gồm 0,6 ml NO2- 10ppm, thêm thể tích dung dịch NO3- tiêu chuẩn để được các mức nồng độ như bảng 3.7. Thêm tiếp 0,2g kit thử nitrit, lắc cho tan hết, định mức đến vạch bằng nước cất. Lắc đều và tiến hành đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 520nm với dung dịch so sánh là mẫu trắng. Kết quả được biểu thị trong bảng 3.7.


Bảng 3.7: Khảo sát khả năng khử của axit oxalic đối với nitrat

C NO2-(ppm)

0,6

0,6

0,6

0,6

0,6

0,6

C NO3-(ppm)

0

0,6

6

60

120

240

Abs

0,524

0,529

0,523

0,530

0,520

0,524

Kết quả thực nghiệm cho thấy NO3- không bị khử xuống NO2- bởi axit oxalic. Do đó có thể sử dụng axit oxalic để thay thế cho axit axetic trong thuốc thử Griess mà không làm ảnh hưởng đến kết quả phân tích nitrit khi mẫu có chứa NO3-.

3.1.2.3. Khảo sát thời gian ổn định màu của phức khi sử dụng kit thử


Lấy vào bình định mức 10,00 ml gồm 0,6 ml dung dịch chuẩn NO2- 10 ppm, thêm 0,2g kit thử nitrit, lắc cho tan hết, định mức đến vạch bằng nước cất. Lắc đều và tiến hành đo độ hấp thụ quang theo thời gian ở chế độ đo động học với bước sóng 520 nm trong 30 phút, với dung dịch so sánh là mẫu trắng. Kết quả thu được ở bảng 3.8 và hình 3.7:
Bảng 3.8: Ảnh hưởng của thời gian đến độ hấp thụ quang của phức màu azo

Thời gian(phút)

1

4

5

6

10

15

20

25

30

Abs

0,408

0,511

0,515

0,518

0,519

0,519

0,518

0,516

0,514



Hình 3.7 : Ảnh hưởng của thời gian đến độ hấp thụ quang của phức màu azo

Kết quả thực nghiệm cho thấy phức azo có độ hấp thụ quang cao và ổn định từ 4 đến 25 phút. Thời gian ổn định màu của phức khi sử dụng kit nitrit nhanh hơn khi sử dụng thuốc thử Griess cổ điển. Vì vậy trong các thí nghiệm tiếp theo chúng tôi tiến hành đo độ hấp thụ quang của phức màu sau khi thuốc thử tan hết từ 5 - 25 phút.

3.1.2.4. Khảo sát khoảng tuyến tính và xây dựng đường chuẩn xác định nitrit khi sử dụng kit thử


Chuẩn bị các bình định mức 10,00 ml với nồng độ NO2- trong khoảng từ 0,05 – 1,2 ppm, thêm 0,2g kit thử nitrit, lắc cho tan hết, định mức đến vạch bằng nước cất. Sau 5 phút đem đo độ hấp thụ quang tại bước sóng 520 nm, với mẫu trắng làm dung dịch so sánh. Kết quả được trình bày trong bảng 3.9 và được biểu diễn trên hình 3.8 :
Bảng 3.9: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào nồng độ NO2-

Cnitrit (ppm)

0,05

0,1

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

Abs

0,045

0,088

0,157

0,322

0,461

0,611

0,766

0,816



Hình 3.8: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào nồng độ NO2-

Kết quả khảo sát cho thấy khoảng tuyến tính của phương pháp là: 0,05 – 1,0 ppm. Từ đó xây dựng đường chuẩn nitrit trong khoảng nồng độ 0,05 – 1,0 ppm. Kết quả được biểu diễn trên hình 3.9.


Hình 3.9: Đường chuẩn xác định nitrit với kit thử

Phương trình hồi qui của đường chuẩn sẽ có dạng :

Y = (0,00765 ± 0,00776) + (0,7593 ± 0,0147)x.

Hay độ hấp thụ quang A = (0,00765 ± 0,00776) + (0,7593 ± 0,0147)CNO2-.

Giá trị hệ số a có Pvalue = 0,062 > 0,05. Có nghĩa là hệ số a không có sự khác nhau có nghĩa với giá trị 0 ở độ tin cậy 95% hay phương pháp không mắc sai số hệ thống.

Giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng:

LOD được xem là nồng độ thấp nhất của chất phân tích mà hệ thống phân tích còn cho tín hiệu phân tích khác có nghĩa với tín hiệu của mẫu trắng. Để xác định LOD chúng tôi tiến hành đo độ hấp thụ quang của mẫu trắng kết quả thu đươc ở bảng 3.10.

Bảng 3.10: Độ hấp thụ quang của mẫu trắng khi xác định nitrit


STT

1

2

3

4

5

6

7

Abs

0,002

0,002

0,001

0,004

0,001

0,002

0,002

Từ kết quả trên ta tính được Sblank = 0,001

Giới hạn phát hiện LOD = 3Sblank /b = 0,004 ppm NO2- hay 0,0012 ppm NO2- - N.

Giới hạn định lượng: LOQ = 10Sy/b = 0,013ppm NO2- hay 0,004 ppm NO2- - N.

Khoảng tuyến tính là: 0,013– 1,0 ppm NO2- hay 0,004 – 0,3 ppm NO2- - N.

3.1.2.5. Nghiên cứu thay thế pipet và bình định mức bằng dụng cụ ngoài hiện trường (xy lanh, ống fancol)


Điều kiện thí nghiệm:

- Dung dịch mẫu chứa nitrit được lọc qua giấy lọc vào bình nón. Dùng pipet hút 5,00 ml mẫu giả chứa 0,4 ppm NO2-vào bình định mức 10,00 ml, thêm 0,2g kit thử NO2-, lắc cho tan hết, định mức bằng nước cất đến vạch. Để ổn định 5 phút, đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 520 nm.

- Dùng xy lanh gắn đầu lọc lấy hút 5,00 ml mẫu giả vào ống fancol 15,00 ml, thêm 0,2g kit thử NO2-, lắc cho tan hết, định mức bằng nước cất đến vạch 10,00 ml. Để ổn định 5 phút, đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 520 nm.

Kết quả được trình bày trong bảng 3.11

Bảng 3.11: Kết quả phân tích nitrit trong mẫu nước bằng dụng cụ PTN và dụng cụ hiện trường

C xy lanh+ Ống fancol (ppm)

0,398

0,396

0,405

0.405

0.401

C pipet + bình định mức (ppm)

0,398

0,403

0.403

0.401

0.409

Từ số liệu ở bảng 3.11 sử dụng chuẩn t so sánh hai giá trị trung bình và Minitab 16 thì cho kết quả Pvalue = 0,427 > 0,05 hay giá trị ttính < tbảng. Như vậy hai giá trị hàm lượng trung bình hàm lượng NO2- trong mẫu giả khác nhau không có ý nghĩa thống kê. Vậy có thể thay thế pipet và bình định mức trong phòng thí nghiệm bằng các dụng cụ ngoài hiện trường như xy lanh và ống fancol.

3.1.2.6. So sánh sự sai khác 2 nồng độ trong dung dịch mẫu khi sử dụng quy trình phòng thí nghiệm và phân tích hiện trường xác định nitrit


- Tại hiện trường: lấy 5,00 ml mẫu nước tự tạo chứa 0,4 ppm NO2- vào ống fancol 15,00 ml, thêm 0,2g kit thử NO2-, lắc cho tan hết, định mức bằng nước cất đến vạch 10,00 ml. Để ổn định 5 phút, đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 520 nm.

- Tại phòng thí nghiệm: lấy 5,00 ml mẫu nước tự tạo chứa 0,4 ppm NO2- vào bình định mức 10,00 ml, thêm 1,00 ml dung dịch B và 1,00 ml dung dịch A, lắc đều và định mức bằng nước cất đến vạch. Để ổn định 10 phút, đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 520 nm. Kết quả được trình bày trong bảng 3.12


Bảng 3.12: Kết quả đo mẫu xác định nitrit bằng quy trình PTN và hiện trường

Hiện trường

0.398

0.396

0.405

0.405

0.401

PTN

0.414

0.392

0.393

0.423

0.412

Từ số liệu ở bảng 3.11 sử dụng chuẩn t so sánh hai giá trị trung bình và Minitab 16 thì cho kết quả Pvalue = 0,417 > 0,05 hay giá trị ttính < tbảng. Như vậy hai giá trị hàm lượng trung bình hàm lượng NO2- trong mẫu tự tạo khác nhau không có ý nghĩa thống kê.

Vậy có thể thấy kết quả phân tích cùng mẫu khi sử dụng quy trình phòng thí nghiệm và hiện trường là không khác nhau.


3.1.2.7. Đánh giá độ chính xác của phép phân tích dùng kit thử nitrit


* Độ lặp lại

- Với dung dịch chuẩn

Tiến hành khảo sát độ lặp lại của phương pháp khi phân tích lại dung dịch chuẩn ở 3 mức nồng độ 0,1; 0,4; 0,8 ppm. Đo các mẫu tương tự như khi xây dựng đường chuẩn với kit thử định lượng nitrit. Mỗi mẫu tiến hành đo 5 lần, độ lặp lại được đánh giá dựa trên độ lệch chuẩn và độ lệch chuẩn tương đối


Bảng 3.13: Đánh giá độ lặp lại của phép đo với dung dịch chuẩn khi sử dụng kit thử nitrit

Nồng độ(ppm)

A1

A2

A3

4

A5

RSD (%)

0,1

0,088

0,086

0,094

0,087

0,095

4,65

0,4

0,32

0,313

0,321

0,329

0,326

1,9

0,8

0,614

0,625

0,62

0,626

0,623

0,78

- Với mẫu thực

Tiến hành khảo sát độ lặp lại với mẫu nước mẫu nước mặt vùng hạ lưu sông Cầu Hải Dương. Mẫu nước 25-2 và mẫu 11-1 (lấy mẫu ngày 4 /9 /2015).

Lấy 350 ml mẫu, dùng xylanh gắn đầu lọc lấy 9,00 ml mẫu nước và đo các mẫu tương tự như khi xây dựng đường chuẩn. Độ lặp lại được đánh giá dựa trên độ lệch chuẩn và độ lệch chuẩn tương đối của giá trị hàm lượng (ppm) cùng một mẫu, phân tích lặp lại 5 lần.

Bảng 3.14: Đánh giá độ lặp lại của phép đo với mẫu thực khi sử dụng kit thử nitrit

Kí hiệu

C1

C2

C3

4

C5

S

RSD (%)

25-2

0,28

0,306

0,305

0,297

0,312

1,25.10-2

4,17

11-1

0,098

0,098

0,095

0,1

0,099

4,5.10-2

4,52

Độ lệch chuẩn tương đối của phép đo với dung dịch chuẩn và trên nền mẫu thực tương đối nhỏ, sai số nhỏ hơn 5% như vậy phương pháp có độ lặp lại tốt.
* Độ đúng

Đánh giá độ đúng của phương pháp thông qua độ thu hồi bằng cách thêm vào mẫu tự tạo hàm lượng nitrit ở các nồng độ 0,1; 0,2; 0,4 ppm. Tiến hành phân tích đồng thời mẫu đã được thêm chuẩn và mẫu chưa thêm chuẩn tương tự như khi xây dựng đường chuẩn. Mỗi mẫu làm lặp lại 3 lần.


Bảng 3.15. Kết quả phân tích mẫu thực tế đánh giá độ đúng của phương pháp phân tích nitrit

Lượng thêm vào(ppm)

Atb ± SD

Lượng tìm thấy(ppm) ± SD

Hiệu suất thu hồi(%)

0

0,087±0,0006

0,105±0,003

-

0,1

0,170±0,002

0,214±0,011

108

0,2

0,250±0,004

0,319±0,007

107

0,4

0,419±0,004

0,542±0,027

109

Từ kết quả cho thấy hiệu suất thu hồi nitrit của phương pháp khá tốt dao động từ 107 – 109 % chứng tỏ ta có thể sử dụng phương pháp để phân tích mẫu thực.


3.1.2.8. Khảo sát độ bền của kit thử nitrit


Để đánh giá độ bền của kit nitrit chúng tôi tiến hành khảo sát sự tạo phức màu của NO2- 0,4ppm với kit ở các thời gian khác nhau sau khi trộn. Lấy vào bình mức 10,00 ml: 0,4 ml dung dịch chuẩn NO2- 10,00ppm, thêm 0,2g kit thử nitrit, lắc cho tan hết, định mức đến vạch bằng nước cất. Sau 5 phút đem đo độ hấp thụ quang tại bước sóng 520 nm, với mẫu trắng làm dung dịch so sánh. Kết quả được trình bày trong bảng 3.16.
Bảng 3.16: Độ bền của hỗn hợp kit nitrit theo thời gian

TN

Ngày





1

2

3

4

5

1

A

0,321

0,320

0,319

0,319

0,321

C(ppm)

0,413

0,411

0,410

0,410

0,412

10

A

0,324

0,322

0,327

0,326

0,317

C(ppm)

0,417

0,414

0.420

0,419

0,407

20

A

0,329

0,329

0,322

0,320

0,327

C(ppm)

0,423

0,423

0,414

0,411

0,420

60

A

0,318

0,321

0,315

0,325

0,329

C(ppm)

0,409

0,413

0,405

0,418

0,423

90

A

0,323

0,327

0,320

0,320

0,319

C(ppm)

0,415

0,420

0,411

0,411

0,410

120

A

0,325

0,327

0,325

0,329

0,322

C(ppm)

0,418

0,420

0,418

0,423

0,414

145

A

0,325

0,326

0,327

0,329

0,325

C(ppm)

0,418

0,419

0,420

0,423

0,418

Nhập số liệu vào phần mềm thống kê để xử lý cho kết quả biểu diễn trên hình 3.10:


Hình 3.10: Đồ thị đảm bảo chất lượng (QC) về độ bền của hỗn hợp kit nitrit theo thời gian

Từ số liệu ở bảng 3.15 sử dụng phân tích Anova so sánh các giá trị trung bình và xử lý bằng phần mềm thống kê Minitab 14 cho kết quả ở hình 3.10. Như vậy các giá trị trung bình hàm lượng NO2- trong khoảng thời gian khảo sát vẫn nằm trong giới hạn quyết định, đặc trưng cho khoảng tin cậy của giá trị trung bình chung. Nói cách khác kit thử nitrit bền trong thời gian khảo sát.


1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2016
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương