Đồ án Khảo sát khả năng khử của các tác nhân khử acid ascorbic và thiếc clorua...

8/12/2019 Đồ án Khảo sát khả năng khử của các tác nhân khử acid ascorbic và thiếc clorua đối với phức giữa photpho và m…

http://slidepdf.com/reader/full/do-an-khao-sat-kha-nang-khu-cua-cac-tac-nhan-khu-acid-ascorbic 1/43

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HCM KHOA CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG KHỬ CỦA CÁC TÁC NHÂN KHỬ ACID ASCORBIC VÀ THIẾC CLORUA ĐỐI VỚI PHỨC

GIỮA PHOTPHO VÀ MOLIPDOVANADAT

Giảng viên hướng dẫn: Ths. TRẦN NGHUYỄN AN SASinh viên thực hiện:TRƯƠNG PHẠM BĂNG DƯƠNG

NGUYỄN NGỌC NHUNG

Lớp: DHPT6LT

Khoá: 2010 - 2012

TP. Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2011

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM



i

`TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN HỌC PHẦN

Họ và tên sinh viên: MSSV

TRƯƠNG PHẠM BĂNG DƯƠNG 10335991

NGUYỄN NGỌC NHUNG 10335971Lớ p: DHPT6LT

Chuyên ngành: Hóa Phân Tích

Tên đồ án học phần: Khảo sát phức giữa photpho và molipdovanadat.

Nhiệm vụ của đồ án học phần:

1. Tổng quan về photpho

2. Tìm hiểu về các phươ ng pháp xác định photpho

3. Tìm hiểu về các tác nhân khử thườ ng dùng trong xác định phức giữa

photpho và molipdovanadat

4. Đề cươ ng thực nghiệm và dự toán kinh phí thực nghiệm

Ngày giao đồ án: ngày 6 tháng 10 năm 2011

Ngày hoàn thành đồ án: ngày tháng năm 2011

Họ tên giáo viên hướ ng dẫn: ThS. Trần Nguyễn An Sa

Chủ nhiệm bộ môn

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng10 năm 2011

Giảng viên hướ ng dẫn




ii

LỜI CẢM ƠN

Lờ i đầu tiên nhóm chúng em xin gở i lờ i cảm ơ n chân thành và sâu sắc đến

thầy cô Khoa Công Nghệ Hóa Học đã tạo điều kiện cho chúng em thực hiện đồ án.

Chúng em xin chân thành cảm ơ n thầy cô trong ban giám hiệu nhà trườ ng, quý thầy

cô trong kkhoa đã truyền đạt cho chúng em những kiến thức quý báu trong suốt thờ i

gian vừa qua và đã tạo điều kiện tốt nhất cho chúng em để chúng em có thể hoàn

thành đồ án này một cách tốt nhất.

Đồng thờ i chúng em xin chân thành cảm ơ n cô Trần Nguyễn An Sa đã nhiệttình chỉ bảo và hướ ng dẫn, tạo mọi điều kiện thuận lợ i cho nhóm chúng em trong

suốt thờ i gian thực hiện đồ án.

Trong quá trình thực hiện đồ án này chắc chắn chúng em không thể tránh khỏi

những sai sót. Kính mong quý thầy cô và các bạn nhiệt tình đóng góp để đề tài này

ngày càng hoàn thiện hơ n.

Nhóm chúng em xin gửi đến quý thầy cô lờ i chúc sức khỏe.

Chúng em xin chân thành cảm ơ n!




iii

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

...........................................................................................................................................

Tp. H ồ Chí Minh, ngày tháng năm 2011

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN




iv

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

...........................................................................................................................................




v

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PHOSPHO VÀ MẪU CHỨ A PHOSPHO .............. 1

1.1 . Tống quan về phospho .................................................................................. 1

1.1.1 Định ngh ĩ a phospho ................................................................................. 1

1.1.2 Vòng tuần hoàn của phospho. .................................................................. 1

1.1.3 Các hợ p chất của Phospho. ...................................................................... 4

1.2 Nguồn gốc, vai trò và chức năng của Phospho ............................................... 6

1.2.1 Nguồn gốc ................................................................................................ 61.2.2. Vai trò của phospho. ................................................................................. 7

1.2.3. Chức năng của phospho. ........................................................................... 7

1.3 Tính chất của phospho .................................................................................... 8

1.3.1 Tính chất vật lý ........................................................................................ 8

1.3.2 Tính chất hóa học..................................................................................... 9

1.4 Ứ ng dụng. ...................................................................................................... 10

1.4.1 Trong nông nghiệp ................................................................................. 101.4.2 Trong công nghiệp ................................................................................. 10

1.4.3 Trong chăn nuôi ..................................................................................... 11

CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHOTPHO ................................. 13

2.1 . Phươ ng pháp xác định các hợ p chất của phospho ...................................... 13

2.1.1 Xác định orthophosphat ......................................................................... 13

2.1.2 Xác định polyphosphat. ......................................................................... 142.1.3 Xác định phosphat hữu cơ . .................................................................... 14

2.2 . Các phươ ng pháp xác định photpho............................................................ 15

2.2.1 Xác định photpho bằng phươ ng pháp khối lượ ng ................................. 15

2.2.2 Xác định hàm lượ ng photpho bằng phươ ng pháp thể tích vớ i thuốc thử

molypat. ................................................................................................. 15

2.2.3 Xác định hàm lượ ng photpho bằng phươ ng pháp trắc quang vớ i thuốc

thử molypdat .......................................................................................... 15




vi

2.2.4 Xác định hàm lượ ng phospho bằng phươ ng pháp trắc quang sử dụng tác

nhân khử là thiếc clorua ......................................................................... 16

2.2.5 Xác định hàm lượ ng phospho bằng phươ ng pháp trắc quang sử dụng

acid ascorbic .......................................................................................... 16

2.2.6 Xác định hàm lượ ng phospho bằng phươ ng pháp trắc quang tự động sử

dụng acid ascorbic ................................................................................. 16

2.2.7 Xác định hàm lượ ng orthophosphat bằng phươ ng pháp tiêm theo dòng17

2.3 . Các tác nhân khử ......................................................................................... 17

2.3.1 Khử acid phosphomolybdic bằng acid ascobic ..................................... 17

2.3.2 Khử acid phosphomolybdic bằng thiếc( II) clorua ................................ 172.3.3 Khử acid phosphomolybdic bằng acid ascobic có xúc tác antimon ...... 18

2.3.4 Khử acid phosphomolybdic bằng acid ascobic có xúc tác bismuth ...... 18

2.4 . Các yếu tố cản trở khi xác định Phospho .................................................... 19

CHƯƠNG III: THỰ C NGHIỆM..................................................................................... 20

3.1 Mục têu nghiên cứu đề tài ............................................................................. 20

3.2 . Hóa chất, thiết bị, dụng cụ .......................................................................... 20

3.2.1. Hóa chất .................................................................................................. 20

3.2.2. Thiết bị và dụng cụ ................................................................................. 21

3.3 .Khảo sát các thông số của qui trình sử dụng tác nhân khử acid ascorbic. ... 22

3.3.1 . Khảo sát phổ hấp thu giữa Phospho và thuốc thử Molipdovanadat. ... 22

3.3.2 .Khảo sát ảnh hưở ng của hàm lượ ng thuốc thử Molipdovanadat. ......... 22

3.3.3 . Khảo sát ảnh hưở ng của hàm lượ ng tác nhân khử acid acorbic. ......... 23

3.3.4 . Khảo sát ảnh hưở ng của pH. ................................................................ 233.3.5 . Khảo sát ảnh hưở ng của thờ i gian đến khả năng bền màu. ................. 24

3.3.7 . Khảo sát hàm lượ ng khoảng tuyến tính ............................................... 25

3.3.8 . Giớ i hạn định lượ ng (LOD) giớ i hạn phát hiện (LOQ) ....................... 26

3.4 . Khảo sát các thông số của qui trình sử dụng tác nhân khử thiếc clorua ..... 26

3.4.1 . Khảo sát phổ hấp thu giữa Phospho và thuốc thử Molipdovanadat .... 26

3.4.2 . Khảo sát ảnh hưở ng của hàm lượ ng thuốc thử Molipdovanadat ......... 27

3.4.3 . Khảo sát ảnh hưở ng của hàm lượ ng tác nhân khử thiếc clorua ........... 28




vii

3.4.4 . Khảo sát ảnh hưở ng của pH. ................................................................ 28

3.4.5 . Khảo sát ảnh hưở ng của thờ i gian đến khả năng bền màu .................. 29

3.4.6 Khảo sát ảnh hưở ng của nhiệt độ. ......................................................... 29

3.4.7 . Khảo sát hàm lượ ng khoảng tuyến tính .............................................. 30

3.4.8 . Giớ i hạn định lượ ng (LOD) giớ i hạn phát hiện (LOQ) ....................... 31

3.5 . Dự toán kinh phí.......................................................................................... 31

3.6 . Định hướ ng phát triển đồ án chuyên ngành ................................................ 32




ix

LỜI MỞ ĐẦU

Như chúng ta đã biết phospho tham gia vào quá trình cấu tạo của xươ ng, nó

đượ c sử dụng để sản xuất ra năng lượ ng và hoạt hóa nhiều hoạt động sinh thái, là

chất khoáng có nhiều nhất trong cơ thể sau calci

Trong cơ thể phospho có khoảng 80% trong xươ ng, 10% trong cơ , 10% trong

các mô mềm khác. Đó là một phức hợ p năng lượ ng sinh học có nhiệm vụ cung cấp

năng lượ ng , là nguyên tố thiết yếu cho cuộc sống.

Nếu hàm lượ ng phospho trong cơ thể thừa thì dẫn đến có thể có những tácdụng âm tính, hàm lượ ng calci giảm đi thì dẫn đến hiện tượ ng loãng xươ ng vì thế ta

nên chọn lọc những thức ăn ít có hàm lượ ng phospho cho cơ thể.

Ngoài ra còn có một số hợ p chất của phospho có thể điều chế phân bón, dùng

trong thuốc đánh răng....




1

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ PHOSPHO VÀ CÁC TÁC NHÂN KHỬ

1.1. Tống quan về phospho

Định ngh ĩ a phospho

Từ tiếng Hy Lap: phos có ngh ĩ a là ánh sáng và phoros ngh ĩ a là ngườ i/vật

mang, là một nguyên tố hóa học trong bảng hệ thống tuần hoàn có ký hiệu P và số

nguyên tử 15. Là một phi kim đa hóa trị trong nhóm nito, Phospho chủ yếu tìm

đượ c trong các loại đá phosphat vô cơ và trong cơ thể sống. Do độ hoạt động cao,nên không bao giờ tìm thấy nó ở dạng đơ n chất trong tự nhiên. Nó phát xạ ánh sáng

nhạt khi bị phơ i ra trướ c oxy và xuất hiện dướ i một số dạng thù hình, là nguyên tố

thiết yếu cho cơ thể sống. Sử dụng nó quan trọng nhất trong thươ ng mại là sản xuất

phân bón và nó cũng đượ c sử dụng rộng rãi nhất trong vật liệu nổ, diêm, pháo hoa,

thuốc trừ sâu, thuốc đánh răng, chất tẩy rửa...

Vòng tuần hoàn của phospho

Phospho là một trong các nguyên tố rất cần thiết cho sự sống. Trong vỏ trái đất

phôtpho là nguyên tố đứng ở vị trí thứ hai. Hóa học môi trườ ng của phospho khác

vớ i các nguyên tố phi kim loại khác ở chỗ các phản ứng khử đóng vai trò không ổn

định. Liên kết phospho tự nhiên (P2O5) chứa nguyên tử phospho hóa trị +5, đây là

dạng liên kết bền vững vớ i oxy (ED > 500kj/mol) song vì đặc tính điện tử và phân tử

lượ ng lớ n mà hợ p chất phospho tự nhiên có áp suất hơ i rất nhỏ. Do đó trong khí

quyển thành phần phospho rất ít có ý ngh ĩ a. Nền tảng của liên kết phôtpho trongmôi trườ ng là axit phosphoric H3PO4 vớ i hằng số phân ly pK1 = 2,15; pK2 = 7,20 và

pK3 = 12,35 ở 250C. Nó tạo thành không ít hơ n 200 loại khoáng tồn tại trong tự

nhiên, trướ c hết là vớ i các cation như Na+, Mg+2, Ca+2, Al+3, Pb+2, Fe+2, Fe+3, Mn+4,

Cu+2, Zn+2, Th+4, UO2+2 và những nguyên tố họ lantan, trong đó chỉ có một số canxi

phosphate là có ý ngh ĩ a như là nguyên liệu của ngành công nghiệp phôtpho (Bảng

1). Khoảng 95% nguồn phospho trên thế giớ i tồn tại dướ i dạng các fluorapatit. Phân




2

hủy phôtpho qua ôxy hóa kết hợ p vớ i nướ c tạo thành axit ortohophôtphoric (H3PO4)

sau đó thành các muối ortohophosphate. Phosphate này là dẫn xuất của các axit

phôtpho ở dạng chung Hn+2PnO3n+1 (n = 2 điphospho axit, n = 3: triphosphoaxit) và

chứa cầu liên kết P - - O - - P.

Ví dụ: 2HPO4-2 P2O7

-4 + H2O.

Axit phospho có thể liên kết vớ i các hợ p chất hữu cơ hydroxyl là những hợ p

chất có ý ngh ĩ a nền tảng trong tất cả các hệ thống sinh học. Ví dụ về một số hợ p

chất hữu cơ phôtpho như adenosintriphosphate, hợ p chất uridintriphosphate và

cytidintriphosphate.

Vòng tuần hoàn phospho bao gồm các quá trình trao đổi phospho giữa các

phôtphate vô cơ và hữu cơ trong quá trình sống của sinh vật. Theo một số tác giả thì

vòng tuần hoàn sinh hóa của phôtpho có thể tách ra thành hai phần riêng: đất – cây

trồng và nướ c – cặn lắng vì hai phần này trao đổi chất vớ i nhau rất ít. Điều đáng chú

ý là một phần phôtpho thông qua sử dụng sinh học và dân dụng đã đượ c phân tán

một cách chậm chạp và một số đượ c giữ lại trên bề mặt Trái đất hoặc lắng dướ i

biển.

Hình 1. 1. Vòng tuần hoàn của P trong t ự nhiên

Cân bằng H2O – H3PO4 phụ thuộc vào pH, ở giá trị pH = 7 tồn tại cân bằng

sau: H2PO4- = HPO4

-2 + H+

Trong địa quyển và thủy quyển, các ion kim loại như Ca+2, Fe+3, Al+3 có khả

năng liên kết dễ dàng vớ i phôtpho. Sự phụ thuộc của độ hòa tan của các phosphate

kim loại vào pH rất có ý ngh ĩ a đối vớ i quá trình kết tủa phôtphate trong các hồ nướ c

ngọt có hiện tượ ng phì dưỡ ng (eutrophication). Nồng độ phosphate thực tế cao hơ n




3

nhiều so vớ i nồng độ ở trạng thái cân bằng tươ ng ứng. Điều này có thể là do ảnh

hưở ng của một số ion lạ có khả năng hòa tan tốt hoặc là do quá trình kết tinh hoặc

liên kết xảy ra chập chạp.

Liên kết của các ion kim loại vớ i phosphate tạo thành từ bướ c quá độ của các

phản ứng kết tủa và phản ứng bề mặt. Quá trình hấp thụ phosphate bằng nhôm

hydroxyt, sắt hydroxyt hoặc các oxit ngậm nướ c tuân theo cơ chế liên hợ p và đạt

cực đạt cực đại ở giá trị pH mà tại đó tồn tại dạng ion H2PO4-. Bướ c quá độ chuyển

sang môi trườ ng kiềm có tác dụng như là quá trình khử hấp phụ. Đặc trưng tổng

hợ p quá trình chuyển pha của phôtphate từ pha lỏng sang pha rắn là tỷ lệ giữa kim

loại và phospho trong sản phẩm kết tủa. Tỷ lệ này thườ ng lớ n hơ n 1, kết quả là một

phần lớ n phosphate đưa vào đất dướ i dạng phân bón không chuyển hóa đượ c thành

chất dinh dưỡ ng. Vì vậy tùy theo tính chất của từng loại đất mà phần phosphate theo

phân bón có thể bị giữ lại, không có tác dụng tích cực.

Dung dịch nướ c của các sản phẩm phân ly của H3PO4 phụ thuộc nhiều vào giá

trị pH ở những hình thái H3PO4 (O), H2PO4- (1), HPO4

-2 (2), PO4

-3 (3). Trướ c hết các

gốc thực vật sẽ hấp thụ H2PO4

-

và HPO4

-2

. Ở pH ≤ 6 bắt đầu có sự cố địnhphosphate vớ i liên kết Fe+3 và Al+3 chủ yếu dẫn tớ i kết tủa các phosphate kiềm của

Fe+3 và Al+3 (M(PO4)6(OH)3(1-X), vớ i M là nhôm hoặc sắt). Quá trình hấp phụ trên

bề mặt các oxit ngậm nướ c hoặc keo là nhờ các sản phẩm thủy phân. Ơ pH ≥ 7 bắt

đầu kết tủa các caxiphosphate như CaHPO4 hoặc các hdroxylapatit

Ca10(PO4)6(OH)2. Do đó khi sử dụng phosphate làm chất dinh dưỡ ng cho thực vật

thì yêu cầu giá trị pH trong một giớ i hạn hẹp, vì nếu ở điều kiện không thích hợ p

các phosphate sẽ bị giữ lại trong đất.

Các phosphate trong nguồn nướ c chảy hoặc nguồn t ĩ nh thườ ng là nguồn gốc

dẫn đến hiện tượ ng phì dưỡ ng. Những chất này có thể là các chất tẩy rữa hoặc chất

làm mềm nướ c cứng đi vào thủy quyển, như pentanatripolyphosphate (Na5P3O10).

Ngoài ra còn có một số chất như sắt phôtphate từ các lớ p cặn lắng có thể bị hòa tan

trở lại khi trong các nguồn nướ c có chứa nhiều chất dinh dưỡ ng và chất ô nhiễm có

thể tồn tại các điều kiện khử hoặc giá trị pH thấp, quá trình có thể xảy ra theo




4

phươ ng trình sau:

Fe(PO4)r + H+ + e- = Fe+2 (nướ c) + HPO4-2 (nướ c)

Chất khử có thể là H2S hoặc các hợ p chất hữu cơ trong nướ c.

Nướ c biển vớ i pH = 8,1 là một điều kiện tốt để kết tủa PO4-3. Nồng độ

phospho tính toán theo lý thuyết cân băng pha vào khoảng 1,1 µg/l. Nhưng thực tế

thì nồng độ phôtpho trong nướ c biển lớ n hơ n nhiều, đó là do quá trình hòa tan trở

lại của các keo phospho hoặc các hợ p chất hữu cơ phôtpho. Nồng độ phospho trong

nướ c biển tăng dần theo chiều sâu của biển so vớ i lớ p bề mặt. Điều này có thể giải

thích rằng các sản phẩm sinh học chứa phôtpho ở dướ i lớ p nướ c sâu của biển sẽ bị

hạn chế do các tia mặt trờ i không tớ i đượ c để tham gia quá trình tổng hợ p.

1.1.1 Các hợ p chất của Phospho.

1.1.3.1 Phospho đỏ

Phospho đỏ là một dạng thù hình của phôtpho nhưng là chất trơ , không có các

hoạt tính đặc biệt như của P trắng. Phôtpho đỏ đượ c chế tạo từ phospho trắng và

đượ c xem là an toàn.

Trướ c đây, trong quá trình sử dụng P đỏ ngườ i ta thấy nó gây ra một số tác hại

sức khỏe, nguyên nhân là do trong P đỏ có lẫn P trắng, đượ c xem là tạp chất ô

nhiễm.

P đỏ chủ yếu đượ c dùng trong công nghiệp diêm, chế tạo pháo hoa, pháo

lệnh,…

1.1.3.2 Phosphin (PH3).

Là chất khí không màu, tinh khiết không mùi (mùi tỏi khi tạo thành từ phôtphua). Tỉ trọng 1,175; sôi ở -87,4 oC; nóng chảy -132,5 oC.

Rất ít tan trong nướ c, tan nhiều trong cồn và ête. Nó có thể hóa lỏng và cháy

vớ i ngọn lửa màu xanh sáng.

Rất độc, tác dụng lên hệ thần kinh trung ươ ng gây hôn mê. Gây kích ứng phần

da hở , niêm mạc mắt, đườ ng hô hấp, gây xuất huyết ở phổi.

1.1.3.3 Axit Phôtphoric (H3PO4)




5

Axit phosphoric (H3PO4) còn gọi là axit orthophosphoric, là một chất lỏng,

trong sánh, tan trong nướ c và cồn. Phân tử lượ ng : 98; tỷ trọng : 1,83; điểm nóng

chảy : 42,3 oC; điểm sôi : 213oC (mất ½ H2O)

Axit phosphoric là một axit tươ ng đối mạnh, đượ c dùng nhiều trong công

nghiệp phân bón superphosphate. Nó đượ c dùng để làm sạch bề mặt kim loại trướ c

khi sơ n, nếu có lẫn tạp chất có thể sinh ra hiđdro, từ đó có thể tạo ra một khí cực

độc là PH3…

Nếu bị axit bắn vào da hoặc mắt thì ngay tức khắc phải rửa vớ i nhiều nướ c tại

nguồn gần nhất trướ c khi đưa nạn nhân đi cấp cứu.

1.1.3.4 Phospho pentaoxit (P2O5)

Còn gọi là anhiđrit phosphoric, phosphoric pentaoxit, là một bột trắng, chảy ra

trong không khí, tan trong H2SO4, phân hủy mạnh mẽ trong nướ c. Phân tử lượ ng :

142; tỷ trọng 2,39; điểm nóng chảy 569oC

Đượ c dùng trong tổng hợ p hữu cơ làm tác nhân khử nướ c. Nó có tác dụng ăn

mòn đối vớ i mắt, niêm mạc, da. Hít phải hơ i phospho pentaoxit có thể bị phù phổi.

1.1.3.5 . Phospho pentaclorua (PCl5)Là một khối kết tinh, bốc khói, mù hăng cay, khó ngửi. Phân hủy trong nướ c,

tan trong CS2, CCl4. Phân tử lượ ng : 208,2; tỷ trọng 4,64

Đượ c dùng trong tổng hợ p hữu cơ . Phôtpho pentaclorua phân hủy tạo thành

axit clohiđrit và axit phôtphoric

Phôtpho pentaclorua tiếp xúc vớ i không khí tạo ra khói ăn mòn, rất nguy hiểm

vớ i mắt, niêm mạc và da. Hít thở phải khói có thể gây phù phổi. Khói tiếp xúc vớ i

da cũng làm bỏng da.

1.1.3.6 . Phospho oxiclorua (POCl3)

Còn gọi là phosphoryl clorua, là chất lỏng màu vàng nhạt, mùi khó ngửi. Phân

tử lượ ng: 153,4; tỷ trọng 1,67; điểm nóng chảy: 2oC; điểm sôi: 105,3oC

Đượ c dùng làm tác nhân clo hóa cho hợ p chất hữu cơ . Tính chất của nó nguy

hiểm như phospho pentaclorua

1.1.3.7. Phospho triclorua (PCl3)




6

Là chất lỏng không màu, bốc khói, tan trong dung môi hữu cơ . Nó phân hủy

trong nướ c, giải phóng nhiều nhiệt.

Đượ c dùng để sản xuất phôtpho pentaclorua (PCl5) là tác nhân clo hóa

Phospho triclorua là một chất cực kỳ ăn mòn khi ẩm. Nếu đun nóng sẽ tạo

thành PH3. Phản ứng mạnh vớ i kiềm. Phospho triclorua là một chất gây cháy, nổ.

Tính chất nguy hiểm như PCl5 nên khi tiếp xúc phải rất thận trọng dự phòng.

1.1.3.8. Phospho sesquisunfua (P4S3)

Còn gọi là tetraphospho trisunfua. Là chất kết tinh màu vàng, tan trong nướ c

lạnh, phân hủy trong nướ c nóng, tan trong một số dung môi hữu cơ . Phân tử lượ ng:

220,26; tỷ trọng 2,03; điểm nóng chảy: 1,74oC; điểm sôi: 408oC

Hiện nay chất này đượ c dùng nhiều trong công nghiệp diêm, làm đầu que

diêm hoặc bên sườ n hộp diêm (hột quẹt) để đánh diêm (quẹt)

Tuy là chất tươ ng đối ít độc, nhưng hít phải hơ i của P4S3 cũng gây kích ứng

các niêm mạc.

Nguồn gốc, vai trò và chức năng của Phospho

1.2.1 Nguồn gốc

Các vi sinh vật biển nhận một lượ ng đáng kể phôtpho từ các nguồn thực phẩm

hoặc các cơ thể chết dướ i dạng phôtpho khó hòa tan hoặc photphate vô cơ hòa tan.

Chỉ một phần nhỏ phôtphate ở dướ i đất (5%) là có thể đượ c cây trồng hấp thụ vì chỉ

có đihyđdrogenphotphate (H2PO4-) có thể hòa tan tốt trong nướ c. Các photphate vô

cơ khó hòa tan sẽ tồn tại trong đất và sau này có thể bị các axit như axit limonic,

axit sunfuric hòa tan và đi vào thành phần của nguyên sinh động vật. Các phospho

tồn tại ở các gốc rễ cây trồng, sẽ từ từ thủy phân ở dạng các khoáng vi sinh do quá

trình phôtphate hóa.

Lượ ng photphate trong hệ sinh thái nướ c và sinh vật trên cạn không đủ cung

cấp dinh dưỡ ng cho các thực vật (lượ ng phôtphate này chỉ vào khoảng 0,5 – 5%

khối lượ ng, cho nên phôtpho thườ ng đượ c biểu thị như là chất dinh dưỡ ng hạn định.

Sự thiếu hụt này đượ c bổ sung bở i các hoạt động nhân tạo như việc sản xuất các

phân bón photphate từ các quặng photphate (superphôtphate, đisuperphôtphate,




7

NPK… .). Lượ ng phôtpho dư trong phân bón thấm qua đất, qua sông ra biển và

lắng ở đó. Trong nướ c mưa nồng độ có từ 10 – 100 mg/m3 ( do bụi, muối biển bốc

hơ i, các quá trình có nhiệt độ cao và quá trình chuyển hóa phôtpho trong khí

quyển).

Nguồn phát sinh phospho bao gồm: trong tự nhiên, sản xuất bom, đạn, sản

xuất hóa chất, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật, chất thải, các chất bài tiết của động

vật, trong bùn thải của hệ thống xử lý nướ c thải….

Hạt cốc, sữa, bột cá và bột thịt có xươ ng là nguồn cung cấp P rất tốt, trong khi

đó cỏ khô và rơ m rạ chứa rất ít P. Cám gạo chứa nhiều P trong khi bột sắn chứa rất

ít.

Phospho cũng có vấn đề khá quan trọng về hiệu suất sử dụng. Phần lớ n

phospho ở hạt ngũ cốc và nhất là cám dạng phytate là muối của axit phyric.

So vớ i phosphat vô cơ như dicanxi phosphat thìa mức độ sử dụng phytat canxi

ở gà con là 10%, gà đẻ 50%, lợ n 30% và nhai lại gần 90%. Bò sử dụng đượ c nhiều

phytat nhờ có phytaza lấy từ thức ăn thực vật.

1.2.2. Vai trò của phospho.

Phospho tham gia vào quá trình cấu tạo xươ ng. Nó đượ c sử dụng để sản xuất

ra năng lượ ng và hoạt hóa nhiều hoạt động sinh thái . Tuy nhiên, nhiều phospho

trong thực phẩm có khả năng gây ra những tác dụng âm tính.

Phospho là chất khoáng có nhiều nhất trong cơ thể, sau calci: ở ngườ i lớ n nẳng

70 kg, sẽ có 700g phospho trong đó có 80% có trong bộ xươ ng, 10% trong cơ , 10%

ở các mô mềm khác, đặc biệt dướ i dạng phức hợ p phosphoprotein, phospholipid.Đó là một phức hợ p năng lượ ng sinh học có nhiệm vụ cung cấp năng lượ ng

ATP cho chúng ta, cũng như tham gia vào quá trình hoạt hóa trong đó yếu tố dinh

dưỡ ng sẽ điều hòa các hoạt động này.

1.2.3. Chứ c năng của phospho.

Phospho là chất khoáng có nhiều chức năng hơ n bất kì chất khoáng nào khác.

Phospho ngoài nhiệm vụ tạo xuong còn có nhiệm vụ khác như tahm gia vào liên kết




8

cao năng cùa ATP, trong quá trình tổng hợ p phospholipit của màng tế bào, của tổ

chức thần kinh, trong RNA và DNA và trong quá trình tổng hợ p protein và di

truyền do RNA và DNA.

Triệu chứng thiếu phospho: trong thức ăn thườ ng thiếu phospho hơ n là canxi.

Nguyên nhân chính là do thiếu P trong đất nên hàm lượ ng P trong cây trồng thấp.

Trên thế giớ i rất nhiều vùng đất thiếu P đặc biệt là nướ c nhiệt đớ i .

Thiếu phospho gây ra những triệu chứng hoặc bệnh tật chủ yếu sau đây: gây

bệnh mềm xướ ng và xốp xươ ng như thiếu canxi.

Triệu chứng kinh niên như khớ p xươ ng cứng và thịt nhão.Giảm sản lượ ng sữa,

giảm tỷ lệ thụ thai, sinh trưở ng chậm. Nhiều tài liệu cho là bổ sung P làm tăng tỷ lệ

thụ thai của bò chăn thả

Triệu chứng thiếu phospho thể hiện trên cừu nhiều hơ n trên bò vì cừu có thói

quen chọn lựa khi ăn. Cừu thườ ng chọn những phần thực vật non đang sinh trưở ng

phần chứa hàm lượ ng P thấp hơ n.

Tính chất của phospho

1.2.2 Tính chất vật lý

Phôtpho (P) là một nguyên tố có nhiều trong tự nhiên dướ i dạng quặng. Ở sinh

vật, Phospho có vai trò quan trọng, có nhiều trong xươ ng động vật dướ i dạng canxi

phôtphate, trong não, lòng đỏ trứng, dướ i dạng hợ p hữu cơ ….

Phôtpho là một á kim, nguyên tử lượ ng 31, tỷ trọng 1.83, điểm nóng chảy 94oC,

điểm sôi 278oC, không tan trong nướ c, tan trong dung môi hữu cơ . Là một chất rắn,

dễ gãy ở nhiệt độ thườ ng, mềm dễ uốn, có ba dạng thù hình là trắng (vàng), đỏ vàphôtpho pryromorphic.

Dạng phổ biến của phospho là chất rắn dạng sáp màu trắng có mùi đặc trưng

khó ngủi tươ ng tự như tỏi. Dạng tinh khiết của nó không màu trong suốt. Phi kim

này không hòa tan trong nướ c. Phospho tinh khiết bắt cháy ngay trong không khí và

tạo khói trắng chứa pentoxit phospho.

Phospho tồn tại duớ i ba dạng thù hình cơ bản: trắng, đỏ và đen. Các dạng thù




9

hình khác cũng có thể tồn tại. Phổ biến nhất là phospho trắng và phospho đỏ cả hai

đều chứa các nhóm phân bố kiểu tứ diện của phospho trắng tạo thành các nhóm

riêng. Các tứ diện của phospho đỏ liên kết vớ i nhau thành chuỗi. Phospho trắng

cháy khi tiếp xúc vối nguồn nhiệt và ánh sáng.

Phospho cũng tồn tại trong các dạng ưa thích về mặt đọng học và nhiệt động

lực học. Chúng đượ c tách ra ở nhiệt độ chuyến tiếp -3.8OC. một dạng đượ c gọi là

”alpha” dạng kia đượ c gọi là ” beta”. Phospho đỏ là tươ ng đối ổn định và thăng hoa

ở áp suất 1atm và 170OC nhưng cháy do va chạm hay do ma sát. Thù hình phospho

đen tồn tại và cá cấu trúc tươ ng tự như graphit, các nguyên tử đượ c sắp xếp trong

các lớ p theo tấm lục giác và có tính dẫn điện. Các đồng vị phospho gồm: p32 : chất

tạo bức xạ bate (1.71 MeV) vớ i chu kì bán rã 14.3 ngày. Nó đượ c dùng trong các

phòng thí nghiệm khoa học nghiên cứu về sự sống chủ yếu tạo các mẫu ADN và

ARN đánh dấu phóng xạ, ví dụ để sử dụng trong các phươ ng pháp đánh dấu

Northern hay đánh dấu Southern. Do các hạt beta cao năng lượ ng đượ c tạo ra thâm

nhập qua da và giác mạc, và do bất kì lượ ng P32 nào đi vào cơ thể theo các đườ ng

tiêu hóa, hô hấp hay hấp thụ qua qua các đườ ng khác đều kết hợ p lại trong xươ ng và

các nuleic, yêu cầu là mọi ngưở i làm việc tiếp xúc vớ i P32 bắt buộc phải dùng quần

áo bảo hộ và găng tay bảo hộ. Ngoài ra do năng lượ ng cao của các hạt beta , thông

thườ ng ngườ i ta hay sử dụng vật để che chắn (chẳng hạn chì), nhưng đều này tạo ra

bức xạ thứ cấp tia X. Vì thế tấm che phải kèm theo vớ i vật liệu nhẹ như, plexiglas,

acrylic, chất dẽo, gổ hay nướ c.

P33: chất tạo bức xạ beta (0.25MeV) vớ i chu kì bán rã 25.4 ngày. Nó thườ ng

dùng trong phòng thí nghiệm khoa học về sự sống trong ứng dụng mà bức xạ beta

thấp năng lượ ng là ưu thế hơ n, ví dụ sắp xếp chuỗi ADN.

1.2.3 . Tính chất hóa học.

Ở nhiệt độ thườ ng thì P có tính khử yếu, ở nhiệt độ cao thì tính khử mạnh

2P + 5/2O2 = P2O5

P có tính oxi hóa yếu nó chỉ tác dụng vớ i kim loại nhóm IA, IIA, IIIA

P + Na = Na3PO4




11

là metamphemin (C10H15N).

Vớ i lượ ng nhỏ, phospho đượ c dùng như là chất thêm vào cho các loại bán dẫn

Phospho P32 và phospho P33 đượ c dùng như là chất phát hiện dấu vết phóng xạ

trong các phòng thí nghiệm hóa sinh học.

Cách sử dụng khác còn có: các phosphat đượ c dùng trong sản xuất, các loại

thủy tinh đặc biệt đượ c sử dụng trong các loại thủy tinh đèn hơ i natri

1.3.3 Trong chăn nuôi

Để giảm giá thành sản xuất thức ăn gia súc, ngườ i ta thườ ng sử dụng xươ ng và

các phế thải khác của gia súc để làm phụ gia cung cấp phospho và canxi. Tuy nhiên,

việc sử dụng các phế thải này có nguy cơ là làm nhiễm khuẩn thức ăn và gây độc

cho gia súc. Những lo ngại hiện nay ở châu Âu về dịch bò điên, mà ngườ i ta qui cho

việc sử dụng phế thải ngành giết mổ làm thức ăn gia súc, đã khơ i lại mối quan tâm

về các quy trình sản xuất những phụ gia phôtpho vô cơ từ quặng phosphate tự

nhiên.

Phospho là thành phần quan trọng của thức ăn gia súc, nó rất cần thiết cho sự

phát triển khỏe mạnh, tốc độ cứng của xươ ng và tác động tốt đến các quá trình traođổi chất.

Hàm lượ ng phospho trong thức ăn tự nhiên của gia súc (lúa, ngô, đậu tươ ng...)

tươ ng đối thấp chỉ khoảng 0,2 - 0,5% (trong khi tỷ lệ phôtpho cần thiết cho thức ăn

chăn nuôi phải cỡ 0,3 - 0,7%). Vì vậy, ngườ i ta phải bổ sung phospho từ các phụ gia

khác.

Thức ăn gia súc đượ c sản xuất từ các phụ phẩm giết mổ và bột cá có hàmlượ ng P khoảng 3,0 - 3,4%. Tuy nhiên loại này luôn tiềm ẩn nguy cơ nhiễm độc và

truyền bệnh. Ngượ c lại, so vớ i các dạng thức ăn gia súc trên các phôtphate khoáng

chất có ưu điểm là có hàm lượ ng phôtphate dinh dưỡ ng cao hơ n nhiều, nguồn

nguyên liệu quặng phôtphate không hạn chế, ngoài ra hàm lượ ng canxi trong loại

sản phẩm này cũng cao.

Hàm lượ ng flo trong phosphate khoáng chất là một yếu tố quan trọng cần xem




12

xét. Theo tiêu chuẩn quốc tế, tỷ lệ P/F trong thức ăn gia súc phải lớ n hơ n hoặc bằng

100. Ngoài ra, một số kim loại nặng như Cd, As, Pb, Hg có thể có mặt trong quặng

phôtphate phải đượ c khống chế, do đó cần phải phân tích và thử nghiệm trướ c khi

quyết định sử dụng loại quặng nào làm nguyên liệu sản xuất thức ăn gia súc.

Sản xuất phụ gia thức ăn gia súc từ quặng phôtphate Quặng phôtphate đượ c sử

dụng phổ biến để sản xuất phân lân. Quy trình sản xuất các phụ gia phôtphate cho

thức ăn gia súc có nhiều điểm tươ ng tự quy trình sản xuất phân hóa học. Mục đích

của cả 2 quy trình đều là chuyển phôtpho ở dạng không hấp thụ đượ c cho cây trồng

(hoặc gia súc) thành dạng hấp thụ đượ c. Nhưng khi sản xuất phụ gia thức ăn gia súc

thì việc chuyển phôtpho sang dạng hấp thụ đượ c có ý ngh ĩ a quan trọng hơ n nhiều,

ngoài ra những nguyên tố có hại cho sức khỏe gia súc (như flo) phải đượ c giảm

xuống dướ i mức cho phép.

Hai quy trình chính đượ c áp dụng để sản xuất phụ gia phosphate cho thức ăn

gia súc là:

- Sản xuất phosphate đã tách flo (DFP).

-

Sản xuất monocanxi phosphate (MCP) và dicanxi phosphate (DCP)Quá trình sản xuất phosphate tách flo gồm các bướ c chính sau: Việc tách flo

đượ c thực hiện bằng phươ ng pháp nung ở nhiệt độ cao. Quá trình này cũng chuyển

hóa các thành phần phospho ở dạng gia súc không hấp thụ đượ c thành dạng tan

trong axit xitric và amoni xitrat, là dạng có thể đượ c hấp thụ sinh học. Sản phẩm sau

khi nung đượ c làm lạnh và sàng để thu đượ c cỡ hạt theo yêu cầu, sau đó đượ c đóng

bao.

Quá trình sản xuất MCP và DCP gồm các bướ c chính sau: Ở các nhà máy cỡ

nhỏ và vừa, ngườ i ta có thể sử dụng axit H3PO4 đượ c sản xuất từ các loại quặng

phôtphate khác nhau mà vẫn đảm bảo hàm lượ ng flo còn lại ở mức quy định. Còn ở

các nhà nláy cỡ lớ n (trên 40 tấn/giờ ) thì ngườ i ta áp dụng quy trình tách liên tục.

Axit H3PO4 của chính quá trình (đã tách flo) đượ c cho tác dụng vớ i vôi nghiền

trong máy nhào liên tục. Bán sản phẩm đượ c sấy khô, sàng và đóng bao. Các phần

hạt quá mịn hoặc to đượ c quay vòng trở lại




13

CHƯƠNG 2

CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHOTPHO

. Phương pháp xác định các hợp chất của phospho

2.1.1 Xác định orthophosphat

Lượ ng phospho tồn tại dướ i dạng orthophosphate có thể đượ c đo bằng những

phươ ng pháp trọng lượ ng, thể tích, so màu.

− Phươ ng pháp trọng lượ ng đượ c sử dụng khi hàm lượ ng phospho hiện diện lớ n,

nhưng điều này không xảy ra trong thực tế.− Phươ ng pháp thể tích đượ c sự dụng khi nồng độ nồng độ phosphat lớ n hơ n

50mg/L nhưng nồng độ này rất hiếm gặp trong trườ ng hợ p nướ c sôi hay

chuyển hóa kị khí những chất nổi. Phươ ng pháp này gồm: kết tủa, lọc, làm

sạch kết tủa và chuẩn độ. Phươ ng pháp này tốn nhiều thờ i gian.

− Phươ ng pháp so màu để đo nướ c và nướ c thải có thể đượ c thỏa mãn vớ i một

độ chính xác cao.

Có ba phươ ng pháp so màu đượ c sử dụng để xác định orthophosphat, chúng

có cùng bản chất vớ i những nguyên tắc trên nhưng khác nhau ở chỗ là nó có thêm

vào một số nguyên tố tự nhiên để tạo màu. Yếu tố hóa học cần thiết như: ion

phosphat kết hợ p vớ i ammonium molypdat trong điều kiện acid thành

molypdophosphat

PO43- + 12 (NH4)2MoO4 + 24H+ → (NH4)3PO4.12MoO3 + 21 NH4 + 12 H2O

Khi hiện diện một lượ ng phosphat lớ n, trạng thái của molypdophosphat sẽ là

những kết tủa màu vàng có thể lọc và đo bằng phươ ng pháp thể tích.

Ở nồng độ phosphat thấp hơ n, tạo thành những hạt keo màu vàng sẽ đượ c xác

định hàm lượ ng bằng phươ ng pháp so màu .

Vớ i nồng độ phosphat dướ i 30mg/ L, màu vàng của hạt keo không thể nhận

biết rõ và điều này có ngh ĩ a là cần phải phát triển theo một hướ ng khác.

Một cách khác cải thiện là thêm vanadium để hình thành dạng phức hợ p




14

vanadomolypdophosphoric acid có màu vàng rõ, cho phép phân tích phospho vớ i

hàm lượ ng dướ i 1mg/L hoặc ở những khoảng thấp hơ n.

Lượ ng molypdenum chứa trong ammonium phosphomolypdate cũng đượ cgiảm để tạo những sản phẩm có màu xanh tỉ lệ tươ ng đươ ng vớ i lượ ng phosphate

hiện diện

Một lượ ng thừa ammonium molypdate không bị giảm đi và do đó không can

thiệp vào quá trình. Ascorbic acid (C6H6O6) hay stannous chloride có thể sử dụng

như một nhân tố khử. Hợ p chất màu đượ c tạo thành là màu xanh molypdeum hay

xanh heteropoly. Thiếc clorua cũng đượ c sử dụng như một nhân tố có thể đượ c mô

tả qua phươ ng trình:

(NH4)PO4 + 12MoO3 + Sn2+ → molypdenum + Sn4+

2.1.2 . Xác định polyphosphat.

Polyphosphat có thể chuyển hóa thành orthophosphat bằng cách đun sôi mẫu

đã đượ c acid hóa tối thiểu 90 phút. Lượ ng acid thừa thêm vào để xúc tác tăng tốc độ

thủy phân phải đượ c trung hòa trướ c khi tiếp tục thêm dung dịch ammonium

molypdate vào.Lượ ng orthophosphat xuất phát từ polyphost đượ c tính như sau:

Tổng hàm lượ ng phosphat vô cơ – orthophosphat = polyphosphat

2.1.3 Xác định phosphat hữ u cơ .

Để phân tích phospho hữu cơ có trong chất thải công nghiệp và có trong bùn

đòi hỏi chất hữu cơ phải đượ c phá hủy sao cho phospho đượ c giải phóng.

Chất hữu cơ có thể bị phá hủy bở i một trong ba phươ ng pháp oxy hóa ẩm hoặcphươ ng pháp chuyển hóa dướ i dạng ion phosphat. Chất oxy hóa đượ c sử dụng là

sulfuric hay persulpahat

− Acid perchloric là chất oxy hóa mạnh nhất, nhưng nó cũng là chất độc hại

nhất.

− Để tránh nguy hiểm từ những vụ nổ, loại mủ đặc biệt phải đượ c sử dụng trong

quá trình chuyển hóa và phải thêm vào một số hóa chất.

Một khi chuyển hóa đã hoàn tất, việc đo lườ ng phospho giải phóng có thể




17

bướ c sóng 650 đến 660 hay 880 nm qua một dòng chảy 15 mm hay 50mm. Ở nồng

độ cao hơ n phải pha loãng mẫu. Mặc dù phươ ng pháp tự động chỉ áp dụng cho

othophotpat, các hợ p chất photpho khác có thể chuyển mẫu về dạng phù hợ p

2.2.6.2 . Nguyên tắc:

Amoni molybdat và kali antimon tartrate phản ứng vớ i orthophosphate trong

môi trườ ng axit vừa để tạo thành phức antimon phosphomolybdate, trong đó, acid

ascorbic khử thành màu xanh mãnh liệt phù hợ p cho đo lườ ng trắc quang

2.2.7 Xác định hàm lượ ng orthophosphat bằng phươ ng pháp tiêm theo dòng

2.2.7.1 . Phạm vi áp dụng

Áp dụng cho mẫu nướ c mặt và nướ c ngầm

2.2.7.2 . Nguyên tắc:

Poly photphat chuyển thành dạng othophotphat bằng acid sulfuric nung và

persulfat nung chuyển photpho hữu cơ về dạng othophotphat. Khi đo, mẫu đượ c

bơ m vào ống, ion othophotphat (PO43-) sẽ phản ứng vớ i amoni molydat và kali

antimon tatrat trong môi trườ ng acid thành dạng phức. Phức này bị khử bở i acid

ascorbic thành phức màu xanh dươ ng hấp thu ở bướ c sóng 880 nm. Độ hấp thu tỉ lệ

vớ i nồng độ photpho trong mẫu.

2.3 . Các tác nhân khử

2.3.1 Khử acid phosphomolybdic bằng acid ascobic

2.3.1.1 Nguyên tắc

Phức đa dị phosphomolybdate tạo thành giữa orthophosphate và molybdate có

tính oxy hóa yếu sẽ bị acid ascobic khử tạo thành phức màu xanh có bướ c sóng hấpthu cực đại ở 840 nm.

2.3.1.2 Độ nhạy và tính chọn lọc

Phươ ng pháp này có độ nhạy thấp, thờ i gian ổn định màu màu lâu và còn phải

đun nóng dung dịch phản ứng.

2.3.2 Khử acid phosphomolybdic bằng thiếc( II) clorua





18

Phức đa dị phosphomolybdate tạo thành giữa orthophosphate và molybdate có

tính oxy hóa yếu sẽ bị acid ascobic khử tạo thành phức màu xanh có bướ c sóng hấp

thu cực đại ở 690 nm.


Phươ ng pháp này có độ nhạy cao nhưng màu xanh không bền theo thờ i gian

nên ít sử dụng.

2.3.3 Khử acid phosphomolybdic bằng acid ascobic có xúc tác antimon


Quá trình hình thành phức phosphomolybdate vớ i sự có mặt của Sb(III) như là

xúc tác và là thành phần tạo phức. Tốc độ lên màu khoảng 10 phút ở nhiệt độ

phòng, phức PSbMo có hai bướ c sóng hấp thu cực đại ở 880nm và 710nm tươ ng

ứng vớ i hệ số hấp thu phân tử là 22400L. mol-1. cm-1 và 17000L. mol-1.cm-1. Theo L

Drummond, W. Mater, cơ chế phản ứng giữa phosphate và molypdate vớ i chất xúc

tác Sb(III) như sau:

PO43- + 12 MoO4

2- → PMo12O403- + 12O2-

PMo12O403- → PSb2Mo10O403-


Phươ ng pháp này có độ nhạy cao, ít chịu ảnh hưở ng bở i độ mặn của mẫu, các

thuốc thử đượ c trộn chung vớ i nhau nên rút ngắn thờ i gian ổn định của hổn hợ p

thuốc thử rất ngắn.

2.3.4 Khử acid phosphomolybdic bằng acid ascobic có xúc tác bismuth

2.3.4.1 Nguyên tắc.

Bismuth cùng vớ i phosphate và molybdate hình thành rất bền trong môi

trườ ng acid trung tính và trở thành màu xanh bở i chất khử ascorbic. Màu xanh của

phức có thể đo bằng phươ ng pháp trắc quang hoặc phươ ng pháp trắc quang dòng

chảy


Phươ ng pháp này có độ nhạy cao và thích hợ p để xác định hàm lượ ng vết




19

phosphate trong nướ c, phospho trong than và muội than nhưng chịu ảnh hưở ng rất

nhiều bở i độ mặn nên chất xúc tác bismuth không thích hợ p cho đối tượ ng mẫu là

nướ c mặn.

2.4 . Các yếu tố cản trở khi xác định Phospho

Silic: silic nồng độ tớ i 5 mg Si/L không gây nhiễu. Nhưng nồng độ cao hơ n sẽ

làm tăng độ hấp thụ.

Asenat: Asenat tạo màu tươ ng tự như orthophosphat tạo ra. Ảnh hưở ng này có

thể loại trừ bằng cách khử asenat thành asenic vớ i Na2S2O3.

Hydro sunfua: Hydro sunfua vớ i nồng độ 2 mg/L sẽ không ảnh hưở ng gì.

Nồng độ cao sẽ làm sẽ làm giảm đến mức cho phép bằng cách cho khí nito đi qua

mẫu đã đượ c acid hóa.

Flo: Flo vớ i nồng độ 70mg F/L không gây ảnh hưở ng lớ n. Nồng độ cao hơ n

200mg/L sẽ kìm hãm sự phát triển màu.

Các kim loại chuyển tiếp:

− Sắt sẽ ảnh hưở ng tớ i độ màu, nhưng vớ i nồng độ 10mg/L ảnh hưở ng tớ i 5%.

Vanadat làm tăng màu theo quan hệ tuyến tính 5% vớ i nồng độ 10mV/L− Crom(III) và crom(VI) vớ i nồng độ 10mg/L không gây ảnh hưở ng gì nhưng

nồng độ 50mgCr/ L sẽ làm tăng độ hấp thu lên 5%

− Vớ i nồng độ Cu lên tớ i 10mg Cu/L không gây ảnh hưở ng

− Nitrit: Nồng độ nitrit trên 1mgN/L sẽ tạo nên sự bạc màu. Lượ ng acid sulfuric

phân hủy nitric là 100 mg acid sẽ phản ứng vớ i NO2 nồng độ 10mgN/L .




20

CHƯƠNG 3

ĐỀ CƯƠNG THỰC NGHIỆM

3.1 Mục têu nghiên cứ u đề tài

Phospho là nguyến tố đa lượ ng, phospho tham gia vào quá trình cấu tạo của

xươ ng, nó đượ c sử dụng để sản xuất ra năng lượ ng và hoạt hóa nhiều hoạt động

sinh thái, là chất khoáng có nhiều nhất trong cơ thể sau calci

Trong cơ thể phospho có khoảng 80% trong xươ ng, 10% trong cơ , 10% trong

các mô mềm khác. Đó là một phức hợ p năng lượ ng sinh học có nhiệm vụ cung cấpnăng lượ ng , là nguyên tố thiết yếu cho cuộc sống.

Nếu hàm lượ ng phospho trong cơ thể thừa thì dẫn đến có thể có những tác

dụng âm tính, hàm lượ ng calci giảm đi thì dẫn đến hiện tượ ng loãng xươ ng vì thế ta

nên chọn lọc những thức ăn ít có hàm lượ ng phospho cho cơ thể.

Do đó, các phươ ng pháp phân tích có độ nhạy, độ chọn lọc cao dùng để phân

tích phospho vấn đề đang đượ c quan tâm. Hiện nay có rất nhiều phươ ng pháp để

phân tích hàm lượ ng phospho như: phươ ng pháp thể tích, phươ ng pháp trong lượ ng,

phươ ng pháp trắc quang,phươ ng pháp trắc quang theo dòng. Tuy nhên, để có kết

quả tươ ng đối nhanh và chính xác nên nhóm chúng tôi chọn phươ ng pháp trắc

quang và sử dụng hai loại tác nhân khử là acid ascorbc và thếc clorua để xác định

hàm lượ ng cùa phospho. Từ đó chúng tôi có thể đánh giá là sử dụng tác nhân khử

nào để cho kết quả tối ưu hơ n.

3.2 . Hóa chất, thiết bị, dụng cụ

3.2.1. Hóa chất

− Acid HNO3

− Acid H2SO4

− Acid HCl

− Amoni (NH4OH)




21

− Dung dịch amoni monovanadat: Hòa tan 0.5875g amoni monovanadat

(NH4VO3) trong 100ml nướ c nóng. Khuấy đều, thêm từ từ 33ml dung dịch acid

nitrit 14M và pha loãng bằng nướ c.định mức bằng nướ c cất đến 250ml

− Dung dich amoni heptanmolipdat: hòa tan bằng nướ c nóng 25g amoni

heptanmolipdat tetrahydrat (NH4)6Mo24.4H2O. Thêm 2.5ml dung dịch amoni và pha

loãng thành 250ml bằng nướ c cất.

− Thuốc thử molipdovanadat: trộn 100ml dung dịch amoni heptanmolipdat vớ i

100ml dung dịch amoni monovanadat va 67.5ml HNO3 14M trong bình định mức

và định mức thành 500ml

− Dung dich phospho tiêu chuẩn (1000ppm) : hòa tan 4.394g kali dihydrophosphate (KH2PO4) bằng nướ c trong bình định mức vớ i dung tích 1L, phải làm

khô KH2PO4 trướ c khi cân, pha loãng bằng nướ c cất tớ i vạch

− Dung dịch chỉ thị phenolphthalein

− Dung dịch acid mạnh: từ từ thêm 300 mL H2SO4 nướ c cất khoảng 600 mL.

để nguội, thêm 4,0 mL HNO3 và định mức đến 1 lít

− Thuốc thử amoni molybdate I: hoà tan 25g (NH4)6Mo7O24.4H2O trong 175

mL nướ c cất. Thêm cẩn thận 280 mL H2SO4 đặc vào 400 mL nướ c cất. Làm lạnh,

thêm dung dịch molybdate, thêm nướ c cất cho đến 1 L.

− Thuốc thử thiếc clorua I: hoà tan 25g SnCl2.2H2O trong 100 mL glycerol.

Đun cách thuỷ và khuấy bằng đũa thuỷ tinh để tan hết. Thuốc thử này ổn định và

không giữ hay bảo quản lại.

− Dung dịch photphat chuẩn: hòa tan trong nướ c cất 219,5 mg khan KH2PO4

và pha loãng đến 1000 mL, 1.00 mL = 50.0 µg PO43-

3.2.2. Thiết bị và dụng cụ

− Máy quang phổ UV/VIS

− Cân phân tích hai số và bốn số

− Cuvet thủy tinh loại 10 mm và 50 mm

− Tủ sấy

− Bình hút ẩm




22

− Giấy lọc

− Chén platin dung tích 100 đến 150 ml.

− Bể nướ c nóng

− Các dụng cụ thủy tinh trong phòng thí nghiệm, dụng cụ phòng thí nghiệm làm

bằng polypropylene, polyetylen hoặc polytetrafloetylen.

3.3 .Khảo sát các thông số của qui trình sử dụng tác nhân khử acid ascorbic

3.3.1 . Khảo sát phổ hấp thu giữ a Phospho và thuốc thử Molipdovanadat

Để xác định hàm lượ ng phospho bằng phươ ng pháp trắc quang, trướ c tiên ta

phải khảo sát bướ c sóng tối ưu nhất (λmax) của phức màu xanh giữa phospho vớ i

molipdovanadat.

Chuẩn bị một mẫu dung dịch theo bảng

Bảng 3. 1.Khảo sát phổ hấ p thu

VP tiêu chuẩn 10ml

Vmolipdovanadat 10ml

Vacid acorbic 1ml

VHNO3 10ml

Thờ i gian và nhiệt độ ổn định 10 phút và ở 25OC

Định mức tớ i vạch 100 ml

Lắc đều và đem đo quang.

Tiến hành khảo sát quét bướ c sóng của dung dịch trên từ 300- 900 nm.

3.3.2 .Khảo sát ảnh hưở ng của hàm lượ ng thuốc thử Molipdovanadat

Xác định hàm lượ ng Phospho bằng phươ ng pháp trắc quang, ta phải tiến hành

khảo sát lượ ng thuốc thử molipdovanadat, để biết lượ ng thuốc thử thêm phải đảm

bảo cho quá trình tạo phức giữa phospho và molipdovanadat. Ta chuẩn bị mẫu như

bảng và sau đó đo quang ở bướ c sóng thích hợ p.




23

Bảng 3. 2.Khảo sát ảnh hưở ng của thuố c thử

Bình 1 2 3 4 5 6 7

V P tiêu chuẩn 5mL

V acid ascorbic 1mL

Vmolipdovanadat 1 3 5 7 9 12 15

VHNO3 10ml

Thờ i gian nhiệt độ 10 phút và ở 25OC


3.3.3 . Khảo sát ảnh hưở ng của hàm lượ ng tác nhân khử acid acorbic


khảo sát lượ ng tác nhân khử để đảm bảo cho quá trình khử xảy ra hoàn. Ta chuẩn bị

mẫu như bảng và sau đó đo quang ở bướ c sóng thích hợ p

Bảng 3. 3. Khảo sát ảnh hưở ng của acid ascorbic

Bình 1 2 3 4 5 6 7


Vacid acorbic 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.5 2.0

V molipdovanadat 10mL

VHNO3 10ml



3.3.4 . Khảo sát ảnh hưở ng của pH

pH của dung dịch ảnh hưở ng đến các dạng tồn tại của các hợ p chất tham gia

phản ứng. Nếu pH của dung dịch thay đổi có thể sẽ làm thay đổi tốc độ của phản

ứng. Vì vậy, việc khảo sát pH tối ưu trong hệ phản ứng là cần thiết. Ta chuẩn bị




24

mẫu như bảng và sau đó đo quang ở bướ c sóng thích hợ p.

Bảng 3. 4.Khảo sát ảnh hưở ng của pH

Bình 1 2 3 4 5 6 7Vmolipdovanadat 10ml


Vacid acorbic 1ml

VHNO3 2 4 6 8 10 12 14



3.3.5 . Khảo sát ảnh hưở ng của thờ i gian đến khả năng bền màu

Để khảo sát hàm lượ ng phospho bằng phươ ng pháp trắc quang, ta phải tiến

hành khảo sát phức bền màu giữa phospho vớ i thuốc thử molipdovanadat có độ bền

thay đổi theo thờ i gian nên cần khảo sát thờ i gian để đảm bảo mật độ quang của

phức bền. Ta chuẩn bị mẫu như bảng và sau đó đo quang ở bướ c sóng thích hợ p.

Bảng 3. 5. Khảo sát ảnh hưở ng của thờ i gian

Bình 1 2 3 4 5 6 7


Vacid acorbic 1mL


VHNO3 10ml

Nhiệt độ 25O

C

Thờ i gian( phút) 5 10 12 15 17 20 25





26

3.3.8 . Giớ i hạn định lượ ng (LOD) giớ i hạn phát hiện (LOQ)

LOD hay còn gọi là giớ i hạn phát hiện, thông số LOD đượ c dùng để đánh giá

độ nhạy của phươ ng pháp phân tích.Giá trị giớ i hạn phát hiện của thiết bị đượ c xác định dựa vào tỉ lệ giữa tín hiệu/nhiễu

nền (N

S) và đượ c tính theo công thức:

S

NC3

T

C3LOD min

min ××=×= vớ i 3N

ST10 ≥=>

LOQ hay còn gọi là giớ i hạn định lượ ng, là hàm lượ ng nhỏ nhất có thể định

lượ ng một cách chính xác theo phươ ng pháp đã chọn. Giớ i hạn định lượ ng (LOQ)của thiết bị đượ c xác định theo công thức:

S

NC10

T

C10LOQ min

min ××=×= vớ i 3N

ST10 ≥=>

Trong đó:

Cmin là nồng độ tối thiểu mà máy có thể phát hiện đượ c

S là mật độ quang A tại nồng độ Cmin

N là mật độ quang A trung bình của mẫu trắngĐể khảo sát LOD và LOQ, chúng tôi tiến hành đo mật độ quang A của phức

phospho molypdovanadat lặp lại. Quá trình đo quang vớ i các nồng độ nhỏ dần, khi

đến nồng độ nhỏ nhất mà phươ ng pháp có thể pháp hiện hoặc định lượ ng đượ c đó

chính là giớ i hạn của phươ ng pháp.

3.4 . Khảo sát các thông số của qui trình sử dụng tác nhân khử thiếc clorua

3.4.1 . Khảo sát phổ hấp thu giữ a Phospho và thuốc thử Molipdovanadat

Để xác định hàm lượ ng phospho bằng phươ ng pháp trắc quang, trướ c tiên ta

phải khảo sát bướ c sóng tối ưu nhất ( λmax) của phức màu xanh giữa phospho vớ i

molipdovanadat.

Chuẩn bị một mẫu dung dịch theo bảng




28

3.4.3 . Khảo sát ảnh hưở ng của hàm lượ ng tác nhân khử thiếc clorua


khảo sát lượ ng tác nhân khử để đảm bảo cho quá trình khử xảy ra hoàn. Ta chuẩn bị

mẫu như bảng và sau đó đo quang ở bướ c sóng thích hợ p

Bảng 3. 10. Khảo sát ảnh hưở ng của acid ascorbic

3.4.4 . Khảo sát ảnh hưở ng của pH.

pH của dung dịch ảnh hưở ng đến các dạng tồn tại của các hợ p chất tham gia

phản ứng. Nếu pH của dung dịch thay đổi có thể sẽ làm thay đổi tốc độ của phản

ứng. Vì vậy, việc khảo sát pH tối ưu trong hệ phản ứng là cần thiết. Ta chuẩn bị

mẫu như bảng và sau đó đo quang ở bướ c sóng thích hợ p.

Bảng 3. 11.Khảo sát ảnh hưở ng của pH

Bình 1 2 3 4 5 6 7



VSnCl2 1ml

VHNO3 2 4 6 8 10 12 14


Bình 1 2 3 4 5 6 7


VSnCl2 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.5 2.0

V molipdovanadat 10mL

VHNO3 10ml






30

Bảng 3. 13. Khảo sát ảnh hưở ng của nhiệt độ

Bình 1 2 3 4 5 6 7



VSnCl2 1ml

VHNO3 10ml

Thờ i gian (phút) 10

Nhiệt độ 5 10 15 20 25 30 40


3.4.7 . Khảo sát hàm lượ ng khoảng tuyến tính

Để khảo sát khoảng tuyến tính của phspho ta tến hành thay đổi nồng độ của

phospho từ 1ppm đến 40ppm sau đó ta thực hiên như bảng và tiến hành đo quang ở

bướ c sóng thích hợ p

Bảng 3. 14. Khảo sát khoảng tuyế n tính

Bình 1 2 3 4 5 6 7



VSnCl2 1ml

VHNO3 10ml

Thờ i gian (phút) 10

Nhiệt độ 25





32

3Phospho tiêu chuẩn

(KH2PO4)

4Amoni heptanmolipdat

(NH4)6Mo7O24.4H2O

5Thiếc clorua

(SnCl2.2H2O)

6Glycerol

(C3H8O3)

7Acid nitrit

(HNO3)

8Acid sulfuric

(H2SO4)

9Acid clohdric

(HCl)

10Amoni

(NH4OH)

11 Axit ascorbic

(C6H8O6)TrungQuốc

25g chai 35.000

3.6 . Định hướ ng phát triển đồ án chuyên ngành

Chúng tôi đã tìm hiểu lý thuyết về khảo sát phức của phospho và molypdate

bằng hai loại loại thuốc thử là acid ascorbic và thiếc clorua. Mỗi quy trình sẽ có ưu

điểm và nhượ c điểm riêng. Mà trong khả năng hạn chế của đồ án không thể biết hết

đượ c. Vì thế chúng tôi muốn phát triển thành đồ án chuyên ngành để đượ c khảo sát

các quy trình bằng thực để rút ra kết luận thực tế hơ n.




TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Lê Văn Cát (2007),. X ử lý nướ c thải giàu hợ p chấ t nit ơ và phố tpho, NXB Khoa

học tự nhiên và Công nghệ, Hà Nội

[2]. Hoàng Văn Bính, Độc chấ t học công nghiệ p và d ự phòng nhiễ m độc, NXB

Khoa học và Kỹ thuật.

[3]. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 4500-P

phosphorus

[4]. TCVN 1525: 2001[5]. TCVN 4779: 1999

[6]. TCVN 6202: 2008

[7]. TCVN 6271: 2007

[8]. http://vi.wikipedia.org/wiki/Photpho


Đồ án Khảo sát khả năng khử của các tác nhân khử acid ascorbic và thiếc clorua...

Documents

Transcript of Đồ án Khảo sát khả năng khử của các tác nhân khử acid ascorbic và thiếc clorua...