Phương pháp xác định nhôm (AL)

XÁC ĐỊNH NHÔM (Al) (TCVN 6623:2000)

1. Phạm vi áp dụng:

Phương pháp này áp dụng cho việc xác định nhôm trong nước uống được, nước ngầm, nước mặt ô nhiễm nhẹ và nước biển.

Giới hạn phát hiện của phương pháp là 2µg/l khi dùng cuvet 50mm và 25ml mẫu sử dụng.

Khoảng xác định của phương pháp  thấp đến 100µg/l Al với cuvet 50mm và cao tới 500µg/l với cuvet 10mm

Độ nhạy phương pháp với nồng độ nhôm 100 μg/l cho độ hấp thụ khoảng 0,20 ± 0,05 đơn vị hấp thụ quang khi dùng cuvét 10 mm và 25 ml mẫu.

2. Nguyên tắc xác định nhôm (AL):

Với nhôm hòa tan, mẫu được lọc qua màng cỡ lỗ 0,45 àm và sau đó axit hóa bằng axit nitric để pH từ 1,2 đến 1,5.

Với nhôm tan trong axit thì mẫu không xử lý được axit hóa bằng axit nitric HNO₃ để pH từ 1,2 đến1,5, giữ ít nhất 1 h ở nhiệt độ phòng để nhôm tan hết và lọc.

Nhôm phản ứng với pyrocatechol tím ở pH 5,9 ± 0,1, sau đó đo phổ của phức màu tạo ra ở bước sóng 580 nm (màu xanh lam chỉ nhìn thấy khi nồng độ nhôm cao).

Chú thích 1 – Đối với các phương pháp xác định khác, ví dụ như phân huỷ, thì mẫu phải được xử lý trước tương ứng, đối với mẫu cuối cùng thì sử dụng axit nitric để điều chỉnh pH từ 1,2 đến 1,5.

3. Hóa chất:

Các thuốc thử cần chứa trong bình plastic đậy kín để ở nhiệt độ phòng, tránh phơi ra ánh sáng.

• Axit nitric (HNO₃), ρ = 1,40 g/ml, 65 % (V/V).
• Nước cất hoặc nước trao đổi ion không có nhôm, nghĩa là hàm lượng nhôm cần nhỏ hơn 1μg/l hoặc nhỏ hơn 1% khoảng nồng độ cần xác định.
• Nước được axit hóa

Thêm 4,0 ml axit nitric (3.1) vào 1000 ml nước (2.2).

• Thuốc thử hỗn hợp

Thêm 1,0 ml axit nitric (3.1) vào khoảng 70 ml nước (3.2) trong cốc plastic 200 ml (4.3). Thêm vào  dung dịch này 25,0 g magiê sunphat ngậm 7 phân tử nước (MgSO₄.7H₂O), 5,0 g axit ascobic (C₆H₈O₆), 0,25 g 1,10-phenanthroline ngậm nước (C₁₂H₈N₂.H₂O) vào 5,0 ml dung dịch tiêu chuẩn nhôm (3.8). Chuyển vào bình định mức một vạch 100 ml và thêm nước đến vạch mức.

Dung dịch này bền 1 tháng.

Chú thích 2 – Thêm chính xác dung dịch tiêu chuẩn nhôm là cần thiết để đường chuẩn thẳng ở nồng độ thấp.

• Dung dịch pyrocatechol tím

Hòa tan cẩn thận 0,050 g pyrocatechol tím [axit 3,3′, 4’trihydrofuchsin-2″ sulfonic (C₁₉H₁₄O₇S)] trong khoảng 20 ml nước. Chuyển vào bình định mức một vạch 100 ml và thêm nước (2.2) đến vạch mức.

Dung dịch này bền 1 tháng.

Chú thích 3 – Vì pyrocatechol tím là phẩm nhuộm nên nó có thể thay đổi theo lô, bởi vậy cần kiểm tra khi dùng lô mới. Một dung dịch tiêu chuẩn 100 μg/l Al sẽ cho độ hấp thụ khoảng 0,20 cm^-1 ± 0,05 cm^-1 khi dùng phương pháp này.

• Dung dịch đệm hexamin

Hòa tan 210 g hexametylen tetramin (C₆H₁₂N₄) trong khoảng 200 ml nước (3.2). Chuyển vào bình định mức một vạch 500 ml và thêm nước đến vạch mức. Dung dịch này bền ít nhất 2 tháng.

Chú thích 4 – Dung dịch này là gần bão hòa. Cần giữ dung dịch ở trên 15^oC để tránh kết tinh. Một vài loại hexamin có chứa bụi, trường hợp đó cần lọc dung dịch sau khi chuẩn bị.

• Dung dịch nhôm gốc, 1000 mg/l

Cần 100 mg phoi nhôm chính xác đến + 0,5 mg. Hòa tan nhôm trong bình định mức một vạch 100 ml bằng 1 ml axit nitric (3.1) và một ít nước (3.2). Khi nhôm tan hết thì định mức bằng nước.

Chú thích 5 – Có thể dùng các dung dịch nhôm tiêu chuẩn mua ngoài thị trường.

Dung dịch bền ở nhiệt độ phòng, tránh để bay hơi.

• Dung dịch nhôm tiêu chuẩn, 10 mg/l

Dùng pipet hút 1,00 ml dung dịch nhôm gốc (3.7) cho vào bình định mức một vạch 100 ml rồi định mức bằng nước đã axit hóa (3.3).

• Natri hydro cacbonat, dung dịch 2,0 mol/l

Hòa tan 85 g natri hydro cacbonat (NaHCO3) trong khoảng 400 ml nước. Chuyển dung dịch vào bình định mức một vạch 500 ml và thêm nước đến vạch mức (3.2).

Chú thích 6 – Thuốc thử này dùng để làm tăng pH của dung dịch mẫu khi pH dưới 1,2 (phá mẫu chẳng hạn). Không nên dùng natri hydroxit (NaOH) vì ngay NaOH tinh khiết phân tích vẫn chứa nhôm, trong khi đó natri hydro cacbonat chỉ có lượng nhôm tạp chất rất nhỏ, nhất là loại dược phẩm.

4. Thiết bị:
   • Máy đo phổ, có thể đo quang ở bước sóng 580 nm và được trang bị các cuvét 10 mm và 50mm. Loại cuvét khác có thể dùng nếu dãy hiệu chuẩn thích hợp.

Chú thích 7 – Độ nhạy và độ chính xác của phương pháp phụ thuộc cả vào máy được dùng.

• Thiết bị lọc, có màng lọc với cỡ lỗ 0,45 μm.
• Cốc thí nghiệm bằng plastic, dung tích 100 ml, 200 ml hoặc 500 ml.
• Bình plastic định mức một vạch, dung tích 100 ml, 200 ml hoặc 500 ml.
• Bình đựng mẫu, dung tích 100 ml hoặc 500 ml, làm bằng plastic.

Súc một bình plastic mới bằng axit nitric (HNO3)10 % (V/V) [(3,1), pha loãng 1:10 bằng nước (3.2)], tráng và giữ qua đêm trong nước đã axit hóa (3.3). Kiểm tra sự phù hợp bằng cách chạy mẫu thử với nước đã giữ trong bình qua đêm, nồng độ nhôm phải nhỏ hơn 2 μg/l. Dành riêng (nếu có thể) bình và cuvét chỉ để xác định nhôm. Loại hết lượng nhôm từ thí nghiệm trước bằng cách nạp đầy hoặc súc bình và cuvét với nước đã axit hóa (3.3) và để qua đêm. Không dùng chất tẩy rửa hoặc axit crômic.

• pH mét.

5. Qui trình tiến hành:
   • Chuẩn bị mẫu
     • Nhôm lọc được
   • Lọc mẫu qua qua màng lọc (4.2)
   • Axit hóa mẫu sau lọc bằng 0,3mL HNO₃ (3.1) với mỗi 100mL mẫu.
     • Nhôm tan trong axit
   • Thêm 0,3mL HNO3 với mỗi 100ml mẫu (pH từ 1,2 – 1,5, nếu không thêm axit)
   • Để ở nhiệt độ phòng trong 1 giờ.
   • Lọc qua màng lọc (4.2) thu dung dịch mẫu.

Chú thích 8 – Nếu axit hóa không đúng sẽ dẫn đến kết quả sai vì pH phản ứng và đo không được đệm ở đúng giá trị. Nếu pH dung dịch mẫu quá thấp thì có thể tăng lên bằng NaHCO₃ (3.9) hoặc HNO₃ (3.1)

• Xây dựng dãy chuẩn

Dãy chuẩn nồng độ thấp dùng bình định mức 100mL, dùng cuvet 50mm

Dãy chuẩn nồng độ cao dùng bình định mức 100mL, dùng cuvet 10mm

6. Công thức tính:

Nồng độ nhôm tính theo miligam/lít, được xác định theo công thức:

Trong đó:

• Abs: độ hấp thu của mẫu.
• A,B: hệ số hồi quy tuyến tính y = A + Bx.
• f: hệ số pha loãng

Phương pháp này xác định nhôm lọc được (hòa tan) và nhôm tan trong axit.

THAM KHẢO:

TCVN6623_2000_902810 TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 6623:2000 (ISO 10566 : 1994) VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC – XÁC ĐỊNH NHÔM – PHƯƠNG PHÁP ĐO PHỔ DÙNG PYROCATECHOL TÍM DO BỘ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ MÔI TRƯỜNG BAN HÀNH