ĐẠI HỌC HUẾ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
------------------------------

NGUYỄN THỊ MINH HÀ

KHẢO SÁT TÍN HIỆU VON-AMPE HÒA TAN
CỦA ĐỒNG, CHÌ, KẼM TRÊN ĐIỆN CỰC
KIM CƢƠNG PHA TẠP BO

Chuyên ngành : HÓA PHÂN TÍCH
Mã số : 60 44 01 18

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. HOÀNG THÁI LONG

Thừa Thiên Huế, năm 2016

i


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng
tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu ghi trong luận văn là
trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa
từng được công bố trong bất kỳ một công trình nào khác.
Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Minh Hà

ii


Lời Cảm Ơn
Luận văn được hoàn thành tại Phòng thí nghiệm Hóa
Phân tích, Bộ môn Hóa Phân tích, Khoa Hóa học, Trường
Đại học Khoa học, Đại học Huế.
Với lòng biết ơn chân thành, tôi xin cảm ơn TS. Hoàng
Thái Long đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ trong suốt quá trình
làm luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn Quý Thầy Cô trong Bộ môn
Hóa Phân tích, Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học,
Đại học Huế; Ban Giám hiệu và Bộ môn Hóa Phân tích,
Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế đã
tận tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành
bản luận văn này.
Cuối cùng, tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn các thành viên
trong gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã động viên và giúp đỡ tôi
trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Huế, tháng 9 năm 2016
Nguyễn Thị Minh Hà

iii


MỤC LỤC
Trang
PHỤ BÌA ............................................................................................................... i

LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................. ii
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................... iii
MỤC LỤC ............................................................................................................ iv
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT ...................................... viii
DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................... x
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ........................................................... xii
MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1
Chƣơng 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT ............................................................ 3
1.1. Giới thiệu các kim loại chì, đồng, kẽm ........................................................ 3
1.1.1. Nguyên tố chì (Pb)....................................................................................... 3
1.1.2. Nguyên tố đồng (Cu) ................................................................................... 5
1.1.3. Nguyên tố kẽm (Zn)..................................................................................... 6
1.2. Phƣơng pháp xác định chì, đồng, kẽm ........................................................ 7
1.2.1. Phương pháp xác định chì .......................................................................... 7
1.2.2. Phương pháp xác định đồng ...................................................................... 8
1.2.3. Phương pháp xác định kẽm ........................................................................ 9
1.3. Phƣơng pháp von–ampe hoà tan ............................................................... 10
1.3.1. Nguyên tắc của phương pháp von-ampe hòa tan anot ........................... 10
1.3.2. Một số kỹ thuật ghi đường von-ampe hòa tan ......................................... 11
1.3.2.1.Kỹ thuật von-ampe quét tuyến tính (Linear Scan Voltammetry).............. 11
1.3.2.2. Kỹ thuật von-ampe xung vi phân (Differential Pulse Voltammetry)....... 12
1.3.2.3. Kỹ thuật von-ampe sóng vuông (Square-Ware Voltammetry) ................ 14
1.3.3. Các điện cực làm việc thường dùng trong phương pháp von-ampe
hoà tan .................................................................................................................. 15
1.3.3.1. Điện cực giọt thủy ngân treo (Điện cực HMDE) .................................... 15
1.3.3.2. Điện cực màng thủy ngân ....................................................................... 16
1.3.3.3. Điện cực rắn đĩa...................................................................................... 17

iv



1.3.3.4. Điện cực màng bismut ............................................................................. 17
1.3.3.5. Điện cực kim cương pha tạp bo .............................................................. 17
1.3.3.6. Điện cực biến tính ................................................................................... 18
1.3.3.7. Các loại điện cực khác ............................................................................ 18
1.3.4. Ưu điểm của phương pháp Von-ampe hòa tan ....................................... 18
Chƣơng 2. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...................... 20
2.1. Nội dung nghiên cứu ................................................................................... 20
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu............................................................................ 20
2.2.1. Điện cực làm việc và tiến trình ghi đường von-ampe hòa tan ................ 20
2.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến tín hiệu hòa tan............................................. 21
2.2.2.1. Thành phần dung dịch nền ...................................................................... 21
2.2.2.2. Thế, thời gian điện phân làm giàu, nhiệt độ và điều kiện thủy động
học ........................................................................................................................ 21
2.2.2.3. Ảnh hưởng của oxi hòa tan ..................................................................... 21
2.2.3. Đánh giá độ tin cậy của phương pháp ..................................................... 22
2.2.3.1. Độ lặp lại................................................................................................. 22
2.2.3.2. Khoảng tuyến tính ................................................................................... 22
2.2.3.3. Độ nhạy, giới hạn phát hiện (GHPH), giới hạn định lượng (GHĐL) .... 22
2.3. Thiết bị, dụng cụ, hóa chất ......................................................................... 23
2.3.1. Thiết bị, dụng cụ........................................................................................ 23
2.3.2. Hóa chất..................................................................................................... 23
Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................ 24
3.1. Khảo sát tín hiệu von-ampe hòa tan của Zn ............................................. 24
3.1.1. Ảnh hưởng của dung dịch nền ................................................................. 24
3.1.2. Ảnh hưởng của pH dung dịch đệm axetat 0,1 M .................................... 25
3.1.3. Ảnh hưởng của thế và thời gian điện phân làm giàu.............................. 26
3.1.3.1 Ảnh hưởng của thế điện phân làm giàu (Udep) ......................................... 26
3.1.3.2. Ảnh hưởng của thời gian điện phân làm giàu (tdep) ................................ 27
3.1.4. Ảnh hưởng của thế và thời gian làm sạch ............................................... 28

3.1.4.1. Ảnh hưởng của thế làm sạch (Uclean)....................................................... 28

v


3.1.4.2. Ảnh hưởng của thời gian làm sạch (tclean ) .............................................. 28
3.1.5. Ảnh hưởng của oxi hòa tan ...................................................................... 29
3.1.6. Độ lặp lại, khoảng tuyến tính và giới hạn phát hiện ............................... 30
3.1.6.1. Độ lặp lại................................................................................................. 30
3.1.6.2. Khoảng tuyến tính ................................................................................... 31
3.1.6.3. Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) ..................... 32
3.2. Khảo sát tín hiệu hòa tan của chì ............................................................... 33
3.2.1. Ảnh hưởng của dung dịch nền ................................................................. 33
3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ KNO3 ................................................................ 34
3.2.3. Ảnh hưởng của nồng độ HgII ................................................................... 35
3.2.4. Ảnh hưởng của thế và thời gian điện phân làm giàu.............................. 35
3.2.4.1. Ảnh hưởng của thế điện phân làm giàu (Udep) ........................................ 35
3.2.4.2. Ảnh hưởng của thời gian điện phân làm giàu (tdep) ................................ 36
3.2.5. Ảnh hưởng của thế và thời gian làm sạch ............................................... 37
3.2.5.1. Ảnh hưởng của thế làm sạch (Uclean)....................................................... 37
3.2.5.2. Ảnh hưởng của thời gian làm sạch (tclean ) .............................................. 38
3.2.6. Ảnh hưởng của oxi hòa tan ...................................................................... 38
3.2.7. Độ lặp lại, khoảng tuyến tính và giới hạn phát hiện ............................... 39
3.2.7.1. Độ lặp lại................................................................................................. 39
3.2.7.2. Khoảng tuyến tính ................................................................................... 70
3.2.7.3. Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) ..................... 41
3.3. Khảo sát tín hiệu hòa tan của đồng ........................................................... 41
3.3.1. Lựa chọn đỉnh hòa tan của đồng ............................................................. 42
3.3.2. Ảnh hưởng của dung dịch nền ................................................................. 43
3.3.3. Ảnh hưởng của nồng độ NaCl ................................................................. 44

3.3.4. Ảnh hưởng của thế và thời gian điện phân làm giàu.............................. 45
3.3.4.1. Ảnh hưởng của thế điện phân làm giàu (Udep) ........................................ 45
3.3.4.2. Ảnh hưởng của thời gian điện phân làm giàu (tdep) ................................ 46
3.3.5. Ảnh hưởng của thế và thời gian làm sạch ............................................... 46
3.3.5.1. Ảnh hưởng của thế làm sạch (Uclean)....................................................... 46

vi


3.3.5.2. Ảnh hưởng của thời gian làm sạch (tclean ) .............................................. 47
3.3.6. Ảnh hưởng của oxi hòa tan ...................................................................... 48
3.3.7. Độ lặp lại, khoảng tuyến tính và giới hạn phát hiện ............................... 49
3.3.7.1. Độ lặp lại................................................................................................. 49
3.3.7.2. Khoảng tuyến tính ....................(A)

I (A)

2.00u
1.50u

2.00u

1.00u

1.00u

500n

-0.55 -0.53 -0.50 -0.48 -0.45


-0.55

-0.43

-0.45

-0.40

the dp -1.0 V

the dp -0.9 V
4.00u

3.00u
2.50u

I (A)

3.00u

I (A)

-0.50

U (V)

U (V)

Pb
2.00u


Pb

2.00u
1.50u

1.00u

1.00u
500n
-0.60

-0.55

-0.50

-0.45

-0.40

-0.55

-0.50

-0.45

-0.40

U (V)


U (V)

the dp -1.2 V

the dp -1.1 V
3.00u

3.50u

2.50u

3.00u

Pb

I (A)

I (A)

2.50u
2.00u

1.50u
1.00u

1.50u

500n

1.00u


0

500n
-0.55

-0.50

-0.45

-0.54 -0.52 -0.50 -0.48 -0.46 -0.44

-0.40

U (V)

U (V)

the dp -1.3 V
3.00u
2.50u

Pb

2.00u

I (A)

Pb


2.00u

1.50u
1.00u
500n
-0.55

-0.50

-0.45

-0.40

U (V)

P5


Phụ lục 2.3. Các đường von-ampe hòa tan của Pb ở các tdep khác nhau trong cùng
một dung dịch phân tích

thoi gian dp 120s

thoi gian dp 60s
22.0u

20.0u
20.0u

I (A)


I (A)

15.0u
10.0u

Pb

5.00u

Pb
18.0u

16.0u

0
-0.70

-0.60

-0.50

-0.60 -0.55 -0.50 -0.45 -0.40 -0.35

-0.40

U (V)

U (V)


thoi gian dp 240s

thoi gian dp 180s
15.0u

30.0u
25.0u

10.0u

I (A)

I (A)

20.0u

Pb

15.0u

Pb
5.00u

10.0u
0

5.00u
0
-0.60


-0.55

-0.50

-0.45

-0.55

-0.40

thoi gian dp 300s
15.0u

I (A)

10.0u

Pb
5.00u

0

-0.55

-0.50

-0.45

-0.50


-0.45

U (V)

U (V)

-0.40

U (V)

P6

-0.40

-0.35


Phụ lục 3
Phụ lục 3.1. Chương trình đo trong kỹ thuật DP-ASV để xác định CuII trên máy
phân tích điện hóa 797 VA Computrace, Metrohm, Thụy sĩ.

P7


Phụ lục 3.2. Các đường von-ampe hòa tan của Cu ở các Udep khác nhau trong
cùng một dung dịch phân tích

the dp -0.9 V

the dp -1.0 V


30.0u

40.0u

25.0u

15.0u

I (A)

I (A)

30.0u
20.0u

Cu

20.0u

Cu

10.0u

10.0u
5.00u
-0.60

-0.40


-0.20

0

-0.60

U (V)

-0.20

0

0.20

U (V)

the dp -1.2 V

the dp -1.1 V
35.0u

30.0u

30.0u

25.0u

25.0u

20.0u


I (A)

I (A)

-0.40

20.0u
15.0u

Cu

Cu

15.0u
10.0u

10.0u

5.00u

5.00u

0
-0.60

-0.60

-0.40


-0.20

0

-0.40

-0.20

0

0.20

U (V)

0.20

U (V)

the dp -1.4 V

the dp -1.3 V
25.0u
20.0u

20.0u

Cu

I (A)


I (A)

15.0u

15.0u

Cu

10.0u

10.0u
5.00u

5.00u

-0.80

-0.60

-0.40

-0.20

0

-0.80

0.20

U (V)


15.0u

I (A)

Cu
10.0u

5.00u

0
-0.60

-0.40

-0.20

-0.40

-0.20

U (V)

the dp -1.5 V

-0.80

-0.60

0


U (V)

P8

0

0.20


Phụ lục 3.3. Các đường von-ampe hòa tan của Cu ở các tdep khác nhau trong
cùng một dung dịch phân tích

thoi gian dp 40s

100u

80.0u

80.0u

60.0u

I (A)

I (A)

thoi gian dp 20s

60.0u


40.0u

40.0u
20.0u

20.0u

Cu

Cu
0

0
-0.60

-0.40

-0.20

0

-0.60

U (V)

0

thoi gian dp 80s


60.0u

I (A)

60.0u

I (A)

-0.20

U (V)

thoi gian dp 60s

40.0u

40.0u

20.0u

20.0u

Cu

Cu
0

0
-0.60


-0.40

-0.20

0

-0.60

0.20

thoi gian dp 100s
40.0u
30.0u
20.0u

Cu

10.0u
0
-0.60

-0.40

-0.20

-0.40

-0.20

U (V)


U (V)

I (A)

-0.40

0

U (V)

P9

0