MỞ ĐẦU
Sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa và bảo vệ môi trường trong giai đoạn hiện nay đòi hỏi ngành khoa học phân tích phải phát triển và hoàn thiện các phương pháp phân tích có độ nhạy và độ chọn lọc cao để xác định chính xác những lượng vết kim loại (cỡ < ppm, ppm = mg/L) và siêu vết (cỡ < ppb = µg/L) trong các đối tượng phức tạp. Để giải quyết nhiệm vụ đó, một loạt phương pháp phân tích có tính đa năng đã ra đời như: Quang phổ hấp thụ nguyên tử, quang phổ phát xạ Plasma, sắc ký khí cột mao quản, sắc ký lỏng hiệu năng cao… và các phương pháp phân tích điện hóa hiện đại, mà đại diện điển hình là cực phổ xung vi phân và các phương pháp Von – Ampe hòa tan (SV). Ý tưởng về phương pháp SV ra đời từ năm 1931 do Zbinden đề xuất và bắt đầu phát triển từ những năm 60 khi W. Kemula chế tạo thành công điện cực giọt thủy ngân treo (HMDE) [34]. Các phương pháp SV có nhiều ưu điểm nổi bật như độ nhạy và độ chọn lọc cao, giới hạn phát hiện thấp, điển hình là 5.10%+ 5.10M, và đặc biệt là chi phí thấp, nên chúng được ứng dụng rộng rãi trong phân tích vết.
Phương pháp Von-Ampe hòa tan anot (ASV) có thể phân tích được khoảng 20 kim loại, nhưng chỉ thông dụng là những kim loại dễ tạo hỗn hống với thủy ngân như: Cu, Pb, Cd, Zn, Sn, Tl [34], còn trong phương pháp Von – Ampe hòa tan catot (CSV) thường được dùng để xác định Se, As,… và các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh… [20, 34]. Tuy vậy, số các chất phân tích được theo ASV và CSV vẫn bị hạn chế. Ngoài ra, khi phân tích kim loại trong nước, phương pháp ASV dễ dàng xác định được phần kim loại ở dạng phức kém bền, nhưng lại khó hoặc không xác định được phần kim loại tạo phức bền với các phối tử là các chất hữu cơ tự nhiên và nhân tạo có mặt trong nước và như vậy, khó hoặc không xác định được tổng kim loại hòa tan trong nước [33].
Để khắc phục những hạn chế trên và đồng thời để mở rộng danh sách các chất có thể phân tích được theo các phương pháp SV, từ giữa những năm 70, phương pháp Von-Ampe hòa tan hấp phụ (AdSV) đã phát triển và ngày càng được quan tâm nghiên cứu. Theo phương pháp này, kim loại cần phân tích được làm giàu bằng cách hấp phụ điện hóa phức của nó với phối tử hữu cơ lên bề mặt điện cực làm
việc. Sau đó quét thế catot để hòa tan phức của kim loại khỏi bề mặt điện cực và đồng thời ghi đường Von-Ampe hòa tan theo một kỹ thuật nào đó. Như vậy, bằng cách lựa chọn các phối tử thích hợp, có thể xác định được rất nhiều kim loại theo phương pháp AdSV và nếu phối tử tạo phức rất bền với ion kim loại, thì có thể xác định được tổng kim loại hòa tan trong nước tự nhiên. Phương pháp AdSV có thể phân tích được trên 60 kim loại, trong đó có những kim loại rất khó phân tích theo ASV và CSV như: Hg, Pt, Ni, Co, Cr, Se, Ti, Mo, W, V, Nb, Sn, U, Th, La, Ce…và hàng trăm chất hữu cơ [32, 51].
Do có độ chọn lọc cao và giới hạn phát hiện (LOD) thấp, điển hình là 109+10-10M, nên phương pháp AdSV được xem là phương pháp phân tích điện hóa có triển vọng nhất hiện nay và có thể cạnh tranh được với các phương pháp phân tích hiện đại khác trong lĩnh vực phân tích vết [33].
Trong nhiều năm qua, ở nước ta đã có nhiều công bố về nghiên cứu phát triển phương pháp ASV để xác định một số kim loại dễ tạo hỗn hống với thủy ngân như Cu, Pb, Cd, Zn…[4, 5, 6, 14, 17, 21, 22]. Ngoài ra, đã có một số nghiên cứu áp dụng phương pháp CSV để xác định As [17], Se [16], phương pháp AdSV xác định Au, Ag [10], Ni, Co [11]… Song nói chung, số các chất được phân tích theo phương pháp ASV và CSV còn rất hạn chế, trong khi đó, phương pháp AdSV lại chưa được quan tâm nghiên cứu nhiều. Rõ ràng, cần thiết phải phát triển phương pháp AdSV để ứng dụng trong phân tích vết, đặc biệt là phân tích các kim loại khó – những kim loại không hoặc khó tạo hỗn hống với thủy ngân, hoặc có quá trình điện hóa bất thuận nghịch.
Trong số các kim loại khó phân tích bằng phương pháp Von-Ampe hòa tan, có crom. Crom là nguyên tố độc và cho đến nay hầu như chưa có một nghiên cứu hoàn hảo nào về áp dụng phương pháp Von-Ampe hòa tan xác định lượng vết crom. Crom là nguyên tố vi lượng cần thiết, khi thiếu hụt hoặc dư thừa nó sẽ gây ra những tác động có hại đến cơ thể con người, động vật và thực vật. Trong các đối tượng sinh hoá và môi trường, crom thường có mặt ở mức vết. Chính vì vậy, việc phát triển các phương pháp phân tích xác định chính xác lượng vết crom trong các đối tượng đó là hết sức cần thiết.
