NGHIÊN cứu xác ĐỊNH hàm LƯỢNG vết CHÌ, kẽm và CADIMI TRONG một số mỹ PHẨM SON môi BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ hấp THỤ NGUYÊN tử (AAS)

VIỆN CƠNG NGHỆ HĨA SINH-MƠI TRƯỜNG ===  === ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG VẾT CHÌ, KẼM VÀ CADIMI TRONG MỘT SỐ MỸ PHẨM SON MÔI BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ (AAS) Người hướng dẫn Sinh viên thực hiện: BÙI THỊ THÚY HẰNG Lớp NGHỆ AN – 2018 download by : skknchat@gmail.com BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên : Khóa Ngành : : Bùi Thị Thúy Hằng Nguyễn Ngọc Huy 54 Công nghệ kỹ thuật hóa học Mssv: 135D5104010022 Mssv: 135D5104010003 Tên đề tài: Nghiên cứu xác định hàm lượng vết chì, kẽm cadimi số mỹ phẩm son môi phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 2.Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan son mơi, kim loại kẽm, chì, cadimi, phương pháp xác định kẽm, chì, cadimi - Nghiên cứu tổng quan phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS - Xây dựng đường chuẩn thể mối tương quan nồng độ chì, kẽm, cadimi độ hấp thụ quang - Nghiên cứu xác định hàm lượng chì, kẽm, cadimi số loại son phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử sử dụng kỹ thuật nguyên tử hóa lửa (F – AAS) - Xác định giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng phương pháp - Đánh giá hiệu suất thu hồi, độ lặp lại phương pháp Cán hướng dẫn Ngày giao nhiệm vụ đồ án Ngày hồn thành đồ án Ngày Chủ nhiệm mơn (Ký ghi rõ họ tên) Sinh viên hoàn thành nộp đồ án vào ngày tháng năm 2018 Cán hướng dẫn (Ký, ghi rõ họ tên) tháng năm 2018 download by : skknchat@gmail.com BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên : Bùi Thị Thúy Hằng Nguyễn Ngọc Huy Khóa Mssv:135D5104010022 Mssv:135D5104010003 : 54 Ngành : Cơng nghệ kỹ thuật hóa học Cán hướng dẫn : TS Đinh Thị Trường Giang Cán duyệt : Nội dung nghiên cứu, thiết kế tốt nghiệp - Nghiên cứu tổng quan son môi, kim loại kẽm, chì, cadimi, phương pháp xác định kẽm, chì, cadimi - Nghiên cứu tổng quan phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS - Xây dựng đường chuẩn thể mối tương quan nồng độ chì, kẽm, cadimi độ hấp thụ quang - Nghiên cứu xác định hàm lượng chì, kẽm, cadimi số loại son phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử sử dụng kỹ thuật nguyên tử hóa lửa (F – AAS) - Xác định giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng phương pháp - Đánh giá hiệu suất thu hồi, độ lặp lại phương pháp 2.Nhận xét cán duyệt ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………… ………………………………… Ngày tháng năm 2018 Cán duyệt (Ký, ghi rõ họ, tên) download by : skknchat@gmail.com BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Bùi Thị Thúy Hằng Nguyễn Ngọc Huy Khóa Mssv:135D5104010022 Mssv:135D5104010003 : 54 Ngành : Cơng nghệ kỹ thuật hóa học Cán hướng dẫn : TS Đinh Thị Trường Giang Cán duyệt : Nội dung nghiên cứu, thiết kế tốt nghiệp - Nghiên cứu tổng quan son môi, kim loại kẽm, chì, cadimi, phương pháp xác định kẽm, chì, cadimi - Nghiên cứu tổng quan phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS - Xây dựng đường chuẩn thể mối tương quan nồng độ chì, kẽm, cadimi độ hấp thụ quang - Nghiên cứu xác định hàm lượng chì, kẽm, cadimi số loại son phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử sử dụng kỹ thuật nguyên tử hóa lửa (F – AAS) - Xác định giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng phương pháp - Đánh giá hiệu suất thu hồi, độ lặp lại phương pháp 2.Nhận xét cán hướng dẫn ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………… ………………………………… Ngày tháng năm 2018 Cán hướng dẫn (Ký, ghi rõ họ, tên) download by : skknchat@gmail.com LỜI CẢM ƠN Khóa luận tốt nghiệp thực phịng thí nghiệm Hóa phân tích, Hóa vơ - Trung tâm Thực hành - Thí nghiệm trường Đại học Vinh Chúng tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến TS Đinh Thị Trường Giang - Giảng viên Viện Cơng nghệ Hóa sinh - Mơi trường giao đề tài, hết lịng hướng dẫn, bảo, động viên, truyền đạt kinh nghiệm cho chúng tơi suốt q trình tiến hành làm khóa luận Chúng tơi xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô Viện Sư phạm tự nhiên, Viện Công nghệ Hóa sinh – Mơi trường, cán kỹ thuật viên phụ trách phịng thí nghiệm tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho thực hồn thành khóa luận Trong thời gian làm khóa luận khơng thể tránh khỏi thiếu sót, chúng tơi mong q thầy cơ, anh chị góp ý cho khóa luận hoàn chỉnh Xin chân thành cảm ơn! Vinh, tháng năm 2018 Sinh viên Bùi Thị Thúy Hằng Nguyễn Ngọc Huy download by : skknchat@gmail.com MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Nhiệm vụ phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung son môi 1.1.1 Một số vấn đề son môi 1.1.2 Thực trạng son môi 1.2 Tổng quan nguyên tố 1.2.1 Tổng quan chì (Pb) 1.2.1.1 Tính chất vật lí chì 1.2.1.2 Tính chất hóa học chì 1.2.1.3 Vai trò, chức nhiễm độc chì son mơi 1.2.2 Tổng quan kẽm (Zn) 1.2.2.1 Tính chất vật lý kẽm 1.2.2.2 Tính chất hóa học kẽm 1.2.2.3 Vai trò, chức nhiễm độc kẽm son môi 1.2.3 Tổng quan cadimi (Cd) 1.2.3.1 Tính chất vật lý cadimi 1.2.3.2 Vai trò, chức nhiễm độc cadimi son môi 1.3 Phương pháp xác định chì, kẽm, cadimi 10 1.3.1 Phương pháp phân tích khối lượng 10 1.3.2 Phương pháp phân tích thể tích 10 1.3.3 Các phương pháp điện hóa 11 1.3.4 Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 11 1.4 Các phương pháp xử lý mẫu phân tích 13 download by : skknchat@gmail.com 1.4.1 Phương pháp vơ hóa khô 13 1.4.2 Phương pháp vơ hóa ướt 13 1.4.3 Phương pháp vơ hóa khơ - ướt kết hợp 14 1.4.4 Các phương pháp xử lý mẫu mỹ phẩm xác định hàm lượng kim loại 15 1.5 Các phương pháp định lượng 16 1.5.1 Phương pháp đường chuẩn 16 1.5.2 Phương pháp thêm tiêu chuẩn 17 1.5.3 Phương pháp đồ thị không đổi 19 1.5.4 Phương pháp dùng mẫu chuẩn 19 CHƯƠNG KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM 20 2.1 Thiết bị, dụng cụ, hóa chất 20 2.1.1 Thiết bị 20 2.1.2 Dụng cụ 21 2.1.3 Hóa chất 21 2.2 Phương pháp lấy mẫu, bảo quản mẫu xử lý mẫu 23 2.2.1 Phương pháp lấy mẫu, bảo quản mẫu 23 2.2.2 Phương pháp xử lý mẫu son 24 2.2.2.1 Phương pháp vơ hóa ướt 25 2.2.2.2 Phương pháp vô hóa khơ – ướt kết hợp 25 2.3 Phương pháp xử lý kết thực nghiệm 27 2.3.1 Độ lặp lại 27 2.3.2 Độ thu hồi (H%) 28 2.3.3 Giới hạn phát (LOD) 29 2.3.4 Giới hạn định lượng (LOQ) 31 2.3.4.1 Định nghĩa 31 download by : skknchat@gmail.com 2.3.4.2 Cách xác định 31 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 33 3.1 Nghiên cứu khảo sát điều kiện đo phép đo chì, kẽm, cadimi .33 3.2 Xây dựng đường chuẩn chì 34 3.3 Xây dựng đường chuẩn kẽm 37 3.4 Xây dựng đường chuẩncủa cadimi 39 3.5 Kết đo định lượng chì, kẽm, cadimi mẫu son mơi .40 3.6 Đánh giá phương pháp 41 3.6.1 Đánh giá độ lặp lại phương pháp 41 3.6.2 Tính giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng chì 42 3.6.3 Tính giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng kẽm 43 3.6.4 Tính giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng cadimi 43 3.6.5 Đánh giá hiệu suất thu hồi 43 KẾT LUẬN 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 download by : skknchat@gmail.com DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH ẢNH  BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Hằng số vật lí Pb Bảng 1.2 Tính chất vật lý kẽm Bảng 1.3 Tính chất vật lý cadimi Bảng 1.4 Dãy chuẩn phương pháp thêm chuẩn 18 Bảng 2.1 Tên loại ký hiệu mẫu son 24 Bảng 2.2 Độ lặp lại tối đa chấp nhận nồng độ khác 28 Bảng 2.3 Độ thu hồi chấp nhận nồng độ khác (theo AOAC) 29 Bảng 2.4 Độ thu hồi chấp nhận (theo hội đồng Châu Âu) 29 2+ 2+ 2+ Bảng 3.1 Các điều kiện tiến hành phân tích Pb , Zn , Cd theo kỹ thuật F AAS 34 2+ Bảng 3.2 Sự thay đổi độ hấp thụ quang theo nồng độ Pb 34 2+ Bảng 3.3 Sự thay đổi độ hấp thụ quang theo nồng độ Zn 37 2+ Bảng 3.4 Sự thay đổi độ hấp thụ quang theo nồng độ Cd 39 Bảng 3.5 Kết tính tốn hàm lượng chì, kẽm, cadimi mẫu mỹ phẩm son môi 40 Bảng 3.6 Kết phép đo lặp lại vùng nồng độ cao 41 Bảng 3.7 Kết phép đo lặp lại vùng nồng độ thấp 42  HÌNH ẢNH Hình 1.1 Hình ảnh kim loại chì Hình 1.2 Hình ảnh kim loại kẽm Hình 1.3 Hình ảnh kim loại cadimi Hình 1.4 Đồ thị chuẩn phương pháp đường chuẩn 17 Hình 1.5 Đồ thị chuẩn phương pháp thêm tiêu chuẩn 18 Hình 2.1 Máy phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS 240FS 20 Hình 2.2 Lị nung 20 Hình 2.3 Hình ảnh mẫu son nghiên cứu 24 Hình 2.4 Các mẫu sau xử lý lò nung 26 Hình 2.5 Các mẫu sau lọc định mức 26 Hình 2.6 Xác định LOD cách tính S/N 31 download by : skknchat@gmail.com Hình 2.7 Mơ tả mối quan hệ LOD, LOQ khoảng tuyến tính 32 Hình 3.1 Phương trình đường chuẩn Pb Hình 3.2 Đồ thị đường chuẩn Pb 2+ 2+ 2+ 2+ vùng nồng độ 0,2 – 0,8ppm 36 vùng nồng độ 0,2 – 0,8ppm 36 Hình 3.5 Phương trình đường chuẩn Pb Hình 3.6 Đồ thị đường chuẩn Pb vùng nồng độ 0,1 – 0,4ppm .35 vùng nồng độ 0,1 – 0,4ppm 35 Hình 3.3 Phương trình đường chuẩn Pb Hình 3.4 Đồ thị đường chuẩn Pb 2+ 2+ vùng nồng độ 1,0 – 2,0ppm 36 vùng nồng độ 1,0 – 2,0ppm 37 Hình 3.7 Phương trình đường chuẩn Zn 2+ vùng nồng độ 0,05 – 0,5ppm .38 Hình 3.8 Đồ thị đường chuẩn Zn 2+ vùng nồng độ 0,05 – 0,5ppm 38 Hình 3.9 Đồ thị đường chuẩn Zn 2+ vùng nồng độ 0,5 – 2,0ppm 38 2+ Hình 3.10 Phương trình đường chuẩn Cd 39 2+ Hình 3.11 Đồ thị đường chuẩn Cd 39 download by : skknchat@gmail.com 3.5 Kết đo định lượng chì, kẽm, cadimi mẫu son môi Dung dịch mẫu sau chuẩn bị mục 2.2, tiến hành đo phổ hấp thụ nguyên tử máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS 240FS Dựa vào giá trị độ hấp thụ đường chuẩn xây dựng, xác định nồng độ ion chì, kẽm cadimi dung dịch mẫu qua xử lý Hàm lượng chất phân tích tính theo cơng thức: X  C x V m Trong đó: X: hàm lượng chì, kẽm, cadimi thể tích mẫu đem đo (mg/g µg/g) Cx: nồng độ chất phân tích mẫu đo phổ tìm theo đường chuẩn (mg/l µg/l) V: thể tích dung dịch mẫu (50ml hay 0,05lít) m: lượng mẫu phân tích (g) 2+ 2+ Kết phân tích hàm lượng Zn , Pb , Cd 2+ son môi thể bảng 3.5 Bảng 3.5 Kết tính tốn hàm lượng chì, kẽm, cadimi mẫu mỹ phẩm son môi Tên STT so Na Loc N Am Mayb Jak 40 download by : skknchat@gmail.com 12 lipc Son Th chu 10 Mẫu Nhận xét: Hàm lượng Pb mỹ phẩm không vượt 20 ppm (0,02 mg/g) (theo thông tư số 06/2011, thông tư Quy định quản lý mỹ phẩm Bộ y tế [10]) Hàm lượng Zn mỹ phẩm không vượt 1% (10 mg/g) (theo phụ lục III, hiệp định ASEAN mỹ phẩm [8]) Cd khơng phép có sản phẩm mỹ phẩm (theo công văn số 3716/QLD cục quản lý dược Việt nam, Bộ y tế [1]) Với kết phân tích thể bảng 3.5, nhận thấy có hàm lượng Pb mẫu son Nars vượt ngưỡng cho phép 3.6 Đánh giá phương pháp 3.6.1 Đánh giá độ lặp lại phương pháp Độ lặp lại phương pháp phân tích thể qua giá trị độ lệch chuẩn 10 phép đo lặp lại vùng nồng độ khác Kết đo độ lặp lại mẫu chuẩn mẫu thực xác định Pb, Zn,Cd thể bảng 3.6 3.7 sau: Bảng 3.6 Kết phép đo lặp lại vùng nồng độ cao Lần 41 download by : skknchat@gmail.com SD RSD% Bảng 3.7 Kết phép đo lặp lại vùng nồng độ thấp Lần 10 SD RSD% Nhận xét: So với tiêu chuẩn AOAC bảng 2.2 RSD% vùng nồng độ thấp vùng nồng độ cao ngưỡng cho phép 3.6.2 Tính giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng chì Giới hạn phát (LOD) Giới hạn phát Pb LOD = 3∗SD = 3∗1,5∗10−4 2+ phép đo F-AAS theo đường chuẩn: = 0,022 (ppm) 0,02007 42 download by : skknchat@gmail.com Giới hạn định lượng (LOQ) Giới hạn định lượng Pb 2+ phép đo F-AAS theo đường chuẩn: LOQ = 3.6.3 Tính giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng kẽm Giới hạn phát (LOD) Giới hạn phát Zn LOD = 3∗SD = 3∗9,4∗10−4 2+ phép đo F-AAS theo đường chuẩn: = 0,013 (ppm) 0,22527 Giới hạn định lượng (LOQ) Giới hạn định lượng Zn 2+ phép đo F-AAS theo đường chuẩn: LOQ = 3.6.4 Tính giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng cadimi Giới hạn phát (LOD) Giới hạn phát Cd LOD = 3∗SD = 2+ phép đo F-AAS theo đường chuẩn: 3∗1,2∗10−3 = 0,032 (ppm) 0,12066 Giới hạn định lượng (LOQ) Giới hạn định lượng Cd 2+ phép đo F-AAS theo đường chuẩn: LOQ = 3.6.5 Đánh giá hiệu suất thu hồi Để đánh giá độ trình phân tích, phương pháp phân tích chúng tơi tiến hành xác định hiệu suất thu hồi cách thêm lượng dung dịch chuẩn biết trước nồng độ vào mẫu MS5, sau xác định hàm lượng sắt, chì mẫu thêm chuẩn Quy trình tiến hành mục 2.2.2.2 43 download by : skknchat@gmail.com Hiệu suất thu hồi Pb 2+ tính: H = C C Tơng Trong đó: Nồng độ Pb 2+ mẫu MS5 thu là: C1= 0,214 (ppm) 2+ Nồng độ Pb thêm vào mẫu MS5, thể tích thêm 40μl Pb mức thành 50ml là: CPb thêm = = 0,8 (ppm) 2+ 1000ppm định 0,04∗1000 Mẫu MS5 có thêm chuẩn chì, biết nồng độ trước: CTổng = CPbthêm + C1 = 0,214 + 0,8 = 1,014(ppm) Mẫu MS5 có thêm chì chuẩn, đo AAS, với nồng độ 0,923ppm Vậy hiệu suất thu hồi Pb 2+ là: H= 0,923 1,014 Tương tự, ta có hiệu suất thu hồi Zn H = Trong đó: Nồng độ Zn 2+ = 91,02% 2+ tính theo cơng thức: C mẫu MS5 thu là: C1= 1,432 – 0,268 = 1,167 (ppm) Nồng độ Zn mức thành 50ml: 2+ thêm vào mẫu MS5, thể tích thêm 60μl Zn CPbthêm = 0,06∗1000 2+ 1000ppm định = 1,2 (ppm) 50 Nồng độ thực mẫu thêm chuẩn Zn 2+ là: CTổng = CPbthêm + C1 = 1,2 + 1,167 = 2,367 (ppm) 44 download by : skknchat@gmail.com Nồng độ Zn F- AAS là: 2+ mẫu thêm chuẩn xác định phương pháp C = 2,580 - 0,268 = 2,312 (ppm) Vậy hiệu suất thu hồi Zn H= 2+ 2,312 2,367 là: *100 = 97,67% 2+ Hiệu suất thu hồi Cd tính theo cơng thức: C H = C Tơng Trong đó: Nồng độ Cd hạn phát hiện, C1 = 2+ mẫu MS5 thu là: C1 nằm giới 2+ Nồng độ Cd thêm vào mẫu MS5, thể tích thêm 50μl Cd mức thành 50ml là: CCd thêm = 0,04∗1000 2+ 1000ppm định = (ppm) 50 2+ Mẫu MS5 có thêm chuẩn Cd , biết nồng độ trước: CTổng = CCd thêm + C1 = + = 1(ppm) Mẫu MS5 có thêm Cd 2+ chuẩn, đo AAS, với nồng độ 0,91ppm 2+ Vậy hiệu suất thu hồi Cd là: H= 0,910 = 91,00% 45 download by : skknchat@gmail.com KẾT LUẬN Với mục đích đặt cho đề tài chúng tơi hồn thành nhiệm vụ nghiên cứu sau: Đã chọn thông số máy đo xác định Pb, Zn, Cd vạch phổ, cường độ dịng, tốc độ dẫn khí nhiên liệu, khí oxi hóa 2.Đã xây dựng đường chuẩn để xác định Pb, Zn, Cd vùng nồng độ khác Đã phân tích, tính tốn hàm lượng nguyên tố Pb, Zn Cd mẫu son môi Hàm lượng Pb cao mẫu MS1 son Nars 1,74 mg/g Hàm lượng Zn cao mẫu MS1 son Nars 0,5490 mg/g Hàm lượng Cd ngưỡng phát tất mẫu son Đã xác định giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng, đánh giá độ lặp lại hiệu suất thu hồi phép đo F-AAS - Độ lặp lại phép đo thể qua việc tính toán xác định độ lệch chuẩn tương đối phép xác định song song phép đo, RSD% vùng nồng độ thấp vùng nồng độ cao ngưỡng cho phép (