- Nguyên tố đồng [10,15]. - Một số đặc điểm của nguyên tố đồng. - Trạng thái oxi hóa đặc trưng của đồng là +1 và +2. - Một số hằng số vật lí quan trọng của đồng. - Niken có nhiệt độ chảy cao, vì vậy được dùng rộng rãi trong kỹ thuật nhiệt độ cao. - Niken được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp: chế tạo máy, hàng không, kỹ thuật tên lửa, chế tạo ôtô, máy hoá, kỹ thuật điện, chế tạo dụng cụ, công nghiệp hoá học, dệt và thực phẩm. - Thép không rỉ thường chứa 6 – 12% Ni dùng làm vật liệu chống ăn mòn và chống axit trong công nghiệp đóng tàu, thiết bị hoá học. - Hợp kim chịu nóng niken với crôm (niken là thành phần chủ yếu) là vật liệu vô cùng quan trọng. - Hợp kim này dùng để chế tạo cánh động cơ phản lực, ống chịu nóng và nhiều chi tiết của máy bay phản lực và tuyếc bin khí. - Hợp kim nicrôm chứa 75 – 85%Ni, 10 – 20% Cr và sắt được dùng làm dây nung. - Hợp kim pecmaloi là hợp kim niken với sắt có độ thẩm từ lớn, được dùng trong kỹ thuật điện. - Niken còn được dùng để bảo vệ các kim loại màu khác khỏi bị ăn mòn bằng cách mạ. - Một số lượng lớn niken dùng để chế tạo acquy kiềm có dung lượng cao và bền vững. - Ngoài ra niken còn được dùng làm chất xúc tác thay cho platin.. - Đồng là một trong số kim loại quan trọng bậc nhất của công nghiệp. - Đồng có khả năng tạo nhiều hợp kim với các kim loại màu khác cho nhiều tính chất đa dạng. - Đồng được dùng nhiều nhất trong kỹ thuật điện (chiếm khoảng 50% tổng lượng đồng). - Trong lĩnh vực này người ta dùng đồng làm dây và thanh dẫn điện, dùng làm các chi tiết trong máy điện. - vô tuyến điện, điện tín, điện thoại v.v..Với mục đích này đồng được dùng ở các dạng sạch (trên 99,95%Cu) để bảo đảm độ dẫn điện cao. - Một phần lớn đồng được dùng để chế tạo đồng thau, đồng thanh và các hợp kim khác dùng trong chế tạo máy, chế tạo tàu biển, ôtô và nhiều thiết bị khác (25 – 30% tổng lượng đồng). - Hợp kim đồng với Niken có tính chống ăn mòn cao và dễ gia công, được dùng để chế tạo máy chính xác, y cụ, hoá tinh vi và dùng để dập tiền kim loại. - Đồng là vật liệu tốt để chế tạo thiết bị hoá học: thiết bị chân không, thiết bi trao đổi nhiệt, nồi chưng cất v.v...Đồng còn được dùng làm chất cho thêm vào thép kết cấu để tăng tính chống ăn mòn và tăng giới hạn chảy cuả thép. - Ngoài ra đồng còn được dùng trong xây dựng. - Muối đồng dùng để chế tạo sơn, thuốc trừ sâu và thuộc da.. - Kẽm dễ dàng tạo hợp kim với nhiều kim loại màu khác cho các hợp kim có giá trị. - Kẽm được dùng phổ biến nhất để tráng mạ lên sắt ở dạng tấm, ống, dây và các dạng chi tiết khác. - Sắt được tráng kẽm có khả năng chống ăn mòn cao trong điều kiện thường cũng như trong điều kiện khí công nghiệp và không khí vùng biển. - Hợp kim cơ sở kẽm có pha thêm nhôm, đồng, magiê có độ bền cơ học cao được dùng để chế tạo các chi tiết trong đầu máy, ổ trục toa xe thay cho đồng thanh và babit. - Kẽm là cấu tử của hợp kim cơ sở đồng: đồng thau, babit và đồng thanh. - Riêng để sản xuất đồng thau cần tới 15% tổng lượng kẽm. - Kẽm được dùng để chế tạo pin. - Trong luyện kẽm được dùng để làm sạch dung dịch và dùng trong quá trình thu vàng, bạc từ dung dịch xianua. - Oxit kẽm là nguyên liệu chính để sản xuất bột màu, sơn, men và dùng trong sản xuất cao su, vải sơn v.v. - Clorua kẽm dùng để tẩm gỗ chống mục và tẩy trắng vải. - Đồng là nguyên tố cơ bản, lượng đồng đưa vào cơ thể từ thực phẩm vào khoảng 1-3 mg/ngày. - Đồng ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ do thiếu hụt cũng như dư thừa. - Đồng thiết yếu cho việc sử dụng sắt (Fe), bệnh thiếu máu do thiếu hụt sắt ở trẻ em đôi khi cũng được kết hợp với sự thiếu hụt đồng [13].. - Với cá, khi hàm lượng đồng là 0,002 mg/l đã có 50% cá thí nghiệm bị chết. - Với khuẩn lam khi hàm lượng đồng là 0,01 mg/l làm chúng chết. - Với thực vật khi hàm lượng đồng là 0,1 mg/l đã gây độc, khi hàm lượng đồng là mg/l gây độc cho củ cải đường, cà chua, đại mạch [2]. - Việc thừa đồng cũng gây ra những biểu hiện ngộ độc mà chúng có thể dẫn tới tình trạng cây chết. - Lý do của việc này là do dùng thuốc diệt nấm, thuốc trừ sâu, đã khiến cho chất liệu đồng bị cặn lại trong đất từ năm này qua năm khác, ngay cả bón phân Sulfat Cu cũng gây tác hại tương tự [13]. - Các phương pháp phân tích. - Hiện nay có nhiều phương pháp khác nhau để xác định hàm lượng các kim loại niken, đồng, kẽm như: phương pháp vi trọng lượng, phương pháp thể tích, phương pháp đo quang, phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử (AES), phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), phương pháp phổ huỳnh quang (AFS), phương pháp phổ phát xạ nguyên tử cảm ứng plasma (ICP –AES), phương pháp điện hóa, phương pháp sắc kí. - Các phương pháp phân tích tổng kim loại. - Phương pháp phân tích trọng lượng [4,11,30]. - Phương pháp phân tích trọng lượng là phương pháp phân tích định lượng hóa học dựa vào việc cân khối lượng sản phẩm được tách ra bằng phản ứng kết tủa để tìm được hàm lượng của chất cần phân tích hay cần định lượng. - Đây là phương pháp có phạm vi ứng dụng rộng rãi. - xác định được nhiều chất, nhiều nguyên tố nhưng phương pháp này đòi hỏi thời gian tiến hành phân tích lâu (vài giờ cho tới vài ngày). - Nói chung một quy trình phân tích thường được tiến hành qua các giai đoạn. - Đặc điểm của nhóm phương pháp này là ảnh hưởng của một số ion kim loại có thể gây nhiễm bẩn, gây sai số đáng kể. - Ngày nay phương pháp phân tích trọng lượng ít được sử dụng, nó được thay thể bằng các phương pháp công cụ cho độ chính xác cao và đơn giản hơn. - Phương pháp phổ biến để xác định hàm lượng niken đó là sử dụng thuốc thử dimethylglyoxim để kết tủa chọn lọc niken tại pH = 10 trong đệm amoniac.. - Có thể dùng phương pháp phân tích trọng lượng để xác định đồng bằng cá dùng hydrosunfua (H2S) để kết tủa đồng dưới dạng đồng sunfua (CuS) và nung thành oxit ở nhiệt độ 700 – 900oC. - Phương pháp phân tích thể tích [4]. - Phân tích thể tích là phương pháp phân tích định lượng dựa trên việc đo thể tích dung dịch chuẩn (đã biết chính xác nồng độ) cần dùng để phản ứng vừa đủ với chất cần xác định có trong dung dịch phân tích. - HInd (Vàng nhạt) (Tím) pH = 8 (Tím đậm) (Vàng tươi) pH = 5 + Chuẩn độ iot-thiosunfat Phương pháp này dựa vào phản ứng : 2Cu2. - Phương pháp trắc quang Phương pháp phân tích đo quang là phương pháp phân tích công cụ dựa trên việc đo những tín hiệu bức xạ điện từ và tương tác của bức xạ điện từ với chất nghiên cứu. - Phương pháp có ưu điểm là tiến hành nhanh, thuận lợi. - Xác định Ni2+ bằng dimetylglyoxim Phương pháp này dựa trên phép đo quang của phức màu đỏ tím được tạo ra khi cho dimetylglyoxim (thuốc thử Trugaep) tác dụng với Ni2+ ở môi trường kiềm khi trong dung dịch có chất oxy hóa (I2, Br2, S2O82-, H2O2. - Xác định Cu2+ Định lượng đồng bằng phương pháp trắc quang có thể tiến hành với các thuốc thử hữu cơ như dithizon, natridiethyldithiocacbomat, axit rubeanic, 2,2’-biquinoline, cupferon. - Phương pháp này rất nhạy có thể xác định được khoảng 5μg Cu với dung môi chiết là CCl4. - Phức tạo thành có mầu đỏ nâu, khó tan trong nước nhưng tan nhiều trong một số dung môi hữu cơ như CCl4, CHCl3… Để định lượng đồng bằng thuốc thử này, người ta thường tiến hành chiết trắc quang. - Trong phương pháp này có một sô ion gây cản trở cho việc xác định Cu là Fe3+, Ni2+, Mn2+, Co2. - Có thể loại trừ ảnh hưởng của các ion này bằng cách thêm vào một lượng chất che như amonixitrat, axit xitric, EDTA, kali natri tactrat… Hàm lượng đồng được xác định theo phương pháp quang phổ đo quang vi sai ở dạng phức Cu(NH3)42+. - Có hai cách xác định nồng độ theo phương pháp đo vi sai là phương pháp đồ thị chuẩn và phương pháp tính.. - 1.2.1.4 Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử Trong phương pháp phổ phát xạ nguyên tử, việc phân tích định lượng dựa trên cơ sở cường độ vạch phổ phát xạ của nguyên tố cần phân tích trong những điều kiện nhất định tỉ lệ tuyến tính với nồng độ của nguyên tố trong mẫu phân tích theo công thức: I = K.C Trong đó K là hằng số thực nghiệm, phụ thuộc vào điều kiện hoá hơi, nguyên tử hóa mẫu và kích thích phổ của đám hơi nguyên tử tự do. - Để xác định Ni, Cu, Zn bằng phương pháp AES, chọn bước sóng lần lượt là 341,5nm. - Phương pháp này đạt độ nhạy 1ppm khi dùng nguồn kích thích là hồ quang điện và 5ppb khi dùng nguồn kích thích là plasma. - Phương pháp này có ưu điểm là rất thích hợp cho quá trình xác định một loạt các mẫu của cùng một nguyên tố. - Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử [9]. - Phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử đã được sử dụng để xác định các kim loại trong các mẫu quặng, đất, đá, nước khoáng, các mẫu của y học, sinh học, các sản phẩm nông nghiệp, rau quả, thực phẩm, nước uống, các nguyên tố vi lượng trong phân bón, trong thức ăn gia súc, v.v. - Ở nhiều nước trên thế giới, nhất là các nước phát triển, phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử đã trở thành một phương pháp tiêu chuẩn để định lượng nhiều kim loại. - Niken, đồng và kẽm được xác định bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử trong ngọn lửa không khí – axetilen. - Các phương pháp điện hóa. - Phương pháp cực phổ nói chung cho độ nhạy chỉ đạt cỡ 10-4-10-5M. - Dựa vào đồ thị xác định được nồng độ chất phân tích khi biết cường độ dòng. - Phương pháp cực phổ dòng một chiều hay còn gọi là phương pháp cực phổ cố điển được áp dụng trên nhiều lĩnh vực của hóa phân tích. - Ưu điểm cơ bản của phương pháp cực phổ là thiết bị tương đối đơn giản mà có thể phân tích nhanh nhậy chính xác hàng loạt các chất hữu cơ và vô cơ mà không cần tách riêng chúng khỏi các thành phần hỗn hợp.. - Để phân tích kim loại bằng phương pháp cực phổ cổ điển, người ta tiến hành trong một số nền như: HCl, KCl, KCl + KSCN, K2CO3...nhưng phổ biến nhất là nền NH4OH 1M + NH4Cl 1M sóng khử Cu2+ bị khử hai bậc Cu2. - Trong nền này đa số các ion kim loại khác bị khử ở thế âm hơn và do đó không gây ảnh hưởng đến việc xác định đồng. - Để loại oxi hòa tan trong dung dịch người ta thường dùng Na2SO3.. - Phương pháp von-ampe hòa tan thích hợp để xác định đồng trong các loại nước thiên nhiên, nước sạch và có thể xác định đồng thời kim loại Cu, Zn. - Để xác định đồng thời Ni, Cu, Zn trong nước mưa cũng sử dụng phương pháp này trên nền HCl (pH = 2). - Đuổi oxi bằng cách sục khí N2 trong khoảng 30 phút, ghi đường hòa tan đến 0,0 V. - Phương pháp Von-ampe hòa tan xung vi phân (DP-ASV) trên điện cực giọt thủy ngân treo (HDME) [30]. - Quy trình phân tích Cu(II), Zn(II) bằng DP- ASV dùng HMDE. - Dung dịch phân tích được khuấy đều bằng thanh khuấy từ bọc nhựa teflon. - Ngoài ra niken còn được xác định bằng phương pháp von ampe hòa tan hấp phụ sử dụng thuốc thử là dimetyl glyoxim trong đệm NH3/HCl (pH = 9), thời gian tích lũy 60s, khoảng tuyến tính từ 0 đến 60 ppb.. - Phương pháp phân tích dạng kim loại Phân tích dạng là một cụm từ được sử dụng trong lĩnh vực sinh học và đã trở thành một khái niệm trong hóa phân tích, miêu tả việc phân chia các dạng hóa học đặc trưng của một nguyên tố thành các dạng riêng biệt. - Đối với nhà phân tích, để có thể tiến hành phân tích dạng một cách khoa học cần phải hiểu biết về. - Những chất chủ yếu sử dụng trong công nghiệp có thể tạo dạng với nguyên tố được phân tích. - Những chất thải nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt dân cư chính có thể chứa nguyên tố cần phân tích. - Đối với những nguyên tố mà hợp chất quan trọng chủ yếu của chúng đã biết trước thì việc nghiên cứu phân tích dạng chỉ được thực hiện với những quy trình và phương pháp tối ưu. - Như vậy, phân tích dạng vết các chất đòi hỏi phải có. - Các phương pháp và qui trình xử lí mẫu thích hợp · Các kĩ thuật đo với dụng cụ, thiết bị có độ nhạy, độ chính xác và độ tin cậy cao. - Các chất chuẩn phải tinh khiết đạt mức sử dụng cho phép phân tích vết. - Các hợp chất phân tích dạng phải tồn tại ổn định trong quá trình thực hiện ghi phép đo. - Các phương pháp phân tích dạng. - Hầu hết các phương pháp đã được công bố về phân tích dạng tồn tại của kim loại nặng trong các mẫu trầm tích, đất hoặc các mẫu liên quan chủ yếu xác định bằng quy trình chiết liên tục