Tương quan dòng động học khử các dẫn xuất ĐT với nồng độ và tốc độ quét trong phương pháp CV

Trong bài báo này, thông số phản ứng điện hóa đặc trưng của phản ứng khử ẫn xuất DDT, như thế nhiệt động học và dòng động học, được xác định và được khảo sát trong mối tương quan của chúng và nồng độ vận tốc quét CV
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tương quan dòng động học khử các dẫn xuất ĐT với nồng độ và tốc độ quét trong phương pháp CVTạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 21, Số 4/2016NGHIÊN CỨU TƢƠNG QUAN DÕNG ĐỘNG HỌC KHỬ CÁC DẪN XUẤTDDT VỚI NỒNG ĐỘ VÀ TỐC ĐỘ QUÉT TRONG PHƢƠNG PHÁP CVĐến tòa soạn 12 - 07 - 2016Trần Quang ThiệnTrường ĐHSP Hà Nội 2 – Xuân Hòa, Phúc Yên, Vình PhúcLê Xuân QuếViện Kỹ thuật Nhiệt đới – Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam.SUMMARYSTUDYING KINETIC CURRENTS CORRELATION OFDDT DERIVATIVES REDUCTION WITH THE CONCENTRATION ANDSCAN RATE IN CV TECHNIQUEDDT is a persistent organic pollutants (POPs), having harmful effects to human health and theenvironment. Decomposition of DDT derivatives by electrochemical methods has been studied andpresented in the previous articles. In this study, reduction kinetics of DDT derivatives was studiedunder the concentration influence and CV scan rate. On the cathodic branch of the polarized CV curve4 reduction reactions of DDT derivatives are appeared. Kinetic current of these reactions areproportional to the square of the concentration of DDT of type J = kCC0.5 + JC0. The characteristiccurrents of the reduction reaction is dependent on the square root of CV polarization scan rate that J =kv0.5 + Jv0. The equation is found with good high correlations and reliability.Keywords: insecticides, DDT, Electrochemical reduction, Cyclic Voltammetry (CV), ReactionPotential and Current1 MỞ ĐẦUNhư đ iết, DDT l thuốc trừ s u, được sử ụng khá phổ iến, nhưng rất đ c h iv nguy hiểm cho m i trường v sức khỏe con người [1-6 M cng y nay chất n yđ ị cấm sử ụng, nhưng nhiều nư c vẫn c n nhắc l m thuốc iệt mu i ph ng chốngsốt rét [1, 6].Sự tồn ư của họ DDT l rất ai ng [5 Hiện c n nhiều điểm nóng kho chứaDDT h ng chục năm qua chưa được xử lý [1 M ccó nhiều phương pháp ph n hủy81DDT đ được nghiên cứu đề xuất, trong số đó phương pháp được áp ụng chủ yếu vẫnlà ch n lấp hay nung đốt trong l xi măng [1-4 Nhực điểm chính của hai phương phápn y theo trình tự l sự kh ng chắc chắn o rủi ro chon lấp hiện hữu v giá đốt 1 tấn đấtnhiễm DDT l quá đắt [1-4].Nghiên cứu khử điện hóa ẫn xuất DDT được nhiều tác giả quan t m Sử ụngcác phương pháp điện hóa ph n hủy DDT nói riêng v hợp chất POP nói chung đangđược tiến h nh nghiên cứu [7-12 Đ c iệt, theo Cailyn M McGuire v các c ng sự[12 , quá trình khử điện hóa DDT trên điện cực c trong ung ịch DMF chứaTMABF4 0,05M l kh ng thuận nghịch, v i 5 phản ứng ẫn xuát cảu DDT 5 điện thếtương ứng l -1,02; -1,17; -1,37; -1,60 và -1,80 V Kết quả n y được xác định tương tựkhi tiến h nh quét trên điện cực thủy tinh cac on (trừ điện thế pic t i -1,02V) Đồngthời, trên phổ CV v i phản ứng khử ẫn xuất DDT xuất hiện các pic đ c trưng của cácchất DDMU (-1,28; -1,60; -1,82V), PVB (-1,61; -1,82), DPE (-1,78V) Các điện thế n ytương ứng v i quá trình khử clo trong liên kết C – Cl [12 Các liên kết giữa ca on v iclo được ễ ng hơn trong ung m i DMF cũng như trong DMSO v CH3CN Điệnthế cho quá trình tách clo trong liên kết C-Cl v ng thơm nằm trong khoảng điện thế gần-1,62V Sản phẩm cuối c ng của quá trình được xác định l EBB cho quá trình khử hóaDDT Các kết quả tương tự cũng được tìm thấy trong nhiều t i liệu khác [10-12].V i hệ ung m i th ng ụng th n thiện m i trường như etanol, CaCl2, quá trìnhkhử hóa DDT đ được nghiên cứu ằng ph n cực v ng tuần ho n đa chu kỳ CV v đcó m t số kết quả [13, 14 Trong i áo n y, th ng số phản ứng điện hóa đ c trưngcủa phản ứng khử ẫn xuất DDT, như thế nhiệt đ ng học vng đ ng học, được xácđịnh v được khảo sát trong mối tương quan của ch ng v i nồng đ v vận tốc quét CV2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUTrong các báo cáo trư c, ch ng t i đ gi i thiệu chi tiết điều kiện v các ư cthực nghiệm khử điện hóa ẫn xuất DDT ằng kỹ thuật CV [13, 14 Sau đ y l m t sốnét chính.Các hóa chất sau đ y được sử ụng m kh ng cần xử lí thêm 4,4 – (2,2,2 –trichloroethan – 1,1 – diyl) bis (chlorobenzen) (DDT, 98%) và CaCl2 99,9% (công tyhóa chất Al rich), cồn C2H5OH 99,7% (Trung Quốc)Hệ a điện cực truyền thống v i điện cực l m việc l thép kh ng ghỉ 316L 0,22cm , ng m 5 ph t trong NaOH 1M ở 50oC trư c khi sử ụngPh n cực điện hóa được đo trên máy Autola v i phần mềm NOVA 9 1 (hình 1)82Hình 1. Hệ đo điện hóa Autolab.Các ung ịch đo được sục khí nitơ đuổi xy 45 ph t Tốc đ quét CV trongkhoảng từ 5mV/s đến 15mV/s3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN3.2. Ảnh hưởng của nồng độ DDTKết quả đo ph n cực CV v i nồng đ DDT khác nhau được gi i thiệu hình 2Hình 2. Phổ CV chu kì 1 mẫu M1, M3, M5.Tăng nồng đ an đầu của DDT thì mật đng cat t v anốt đều tăng theo Đ ciệt, v i mẫu M1 ứng v i nồng đ DDT 0,005mM (M1) các phản ứng điện hóa đối v iquá trình khử hóa DDT kh ng rõ r ng Đến nồng đ DDT 0,01mM (M3) đ có phảnứng iễn ra, tuy nhiên đến nồng đ DDT 0,03 (M5) đ thể hiện rõ trên phổ CV Kết quản y c n được chỉ rõ hơn trên đường cat t (hình 3) v i các nồng đ DDT khác nhau.83Hình 3. Đường catôt phổ CV chu kì 1.Bằng kỹ thuật vi ph n J/ ...