Vai trò của đồng, kẽm, coban đối với sự phát triển của sinh vật

Luận Văn Điều Hóa LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC Bảng ký hiệu từ viết tắt .4 Danh mục bảng .5 Danh mục hình MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Vai trị đặc tính phân tích đồng, kẽm, coban 1.1.1 Vai trò đồng, kẽm, coban phát triển sinh vật .9 1.1.2 Đặc tính phân tích đồng, kẽm, coban .12 1.2 Một số phương pháp quang xác định Cu(II), Zn(II), Co(II) .19 1.2.1 Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS 20 1.2.2 Phương pháp phân tích trắc quang 21 1.3 Thuốc thử 1-(2-pyridylazo )-2- naphtol (PAN) 29 1.3.1 Cấu tạo, tính chất vật lí PAN 29 1.3.2 Khả tạo phức PAN 30 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 35 2.1 Nội dung nghiên cứu 35 2.2 Thiết bị hóa chất 36 2.2.1 Thiết bị phần mềm 36 2.2.2 Hóa chất 36 2.3 Cách tiến hành thực nghiệm 38 2.3.1 Qui trình nghiên cứu đơn biến 38 2.3.2 Qui trình nghiên cứu đa biến 38 2.3.3 Qui trình phân tích mẫu 38 2.4 Thuật tốn phân tích hồi qui tuyến tính đa biến 39 2.4.1 Phương pháp bình phương tối thiểu thơng thường (CLS) .39 2.4.2 Phương pháp bình phương tối thiểu nghịch đảo (ILS) 39 2.4.3 Phương pháp bình phương tối thiểu phần (PLS) 40 2.4.4 Phương pháp hồi qui cấu tử (PCR) 40 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .42 3.1 Khảo sát điều kiện tối ưu xác định Cu(II), Zn(II), Co(II) 42 3.1.1 Nét đặc trưng phổ phức Cu(II)-PAN, Zn(II) -PAN, Co(II) – PAN 42 3.1.2 Khảo sát ảnh hưởng pH đến tạo phức 44 3.1.3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ Triton X-100 đến tạo phức 46 3.1.4 Khảo sát ảnh hưởng thuốc thử PAN 47 3.1.5 Khảo sát ảnh hưởng thời gian 48 3.1.6 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ Cu(II), Zn(II), Co(II) 49 3.1.7 Khảo sát ảnh hưởng ion lạ .58 3.2 Xác định Cu(II), Zn(II), Co(II) hỗn hợp 62 3.2.1 Xác định Cu(II), Zn(II), Co(II) hỗn hợp phương pháp tách.63 3.2.2 Sử dụng thuật tốn hồi qui tuyến ttính đa biến xác định đồng thời Cu(II), Zn(II), Co(II) 65 3.3 Ứng dụng vào phân tích mẫu phân vi lượng 78 3.3.1 Qui trình phá mẫu 78 3.3.2 Phân tích mẫu phân vi lượng 78 KẾT LUẬN 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO .86 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bảng ký hiệu từ viết tắt STT Kí hiệu viết tắt AAS Tên đầy đủ Atomic absorbtion spectrotometry (Quang phổ hấp thụ nguyên tử) CLS Classical least squares (Phương pháp bình phương tối thiểu thơng thường) ILS Inverse least squares (Phương pháp bình phương tối thiểu nghịch đảo) PC Principal component (Cấu tử chính) PCR Principal component regression (Phương pháp hồi qui cấu tử chính) PLS Partial least squares (Phương pháp bình phương tối thiểu phần) PP Phương pháp ppm Part per million (Phần triệu) UV-Vis Ultraviolet – visible spectrophotometry (Quang phổ tử ngoại khả kiến) 10 SD Standard deviation (Độ lệch chuẩn ) 11 UV-Vis Ultraviolet – visible spectrophotometry (Quang phổ tử ngoại khả kiến) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Danh mục bảng Bảng Sự hình thành phức Cu(II) số thuốc thử hữu 22 Bảng Các tính chất số phức kim loại – PAN 31 Bảng Đặc trưng phổ hấp thụ Cu(II) - PAN, Zn(II) – PAN, Co(II) – PAN 44 Bảng Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến hình thành phức 44 Bảng Ảnh hưởng nồng độ đệm citrat đến hình thành phức 45 Bảng 6: Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang vào nồng độ đệm axetat 46 Bảng Khảo sát ảnh hưởng nồng độ Triton X–100 đến hình thành phức 46 Bảng 8: Kết khảo sát ảnh hưởng thuốc thử PAN .47 Bảng 9: Kết phụ thuộc A vào nồng độ Cu(II) .49 Bảng 10: Kết xây dựng đường chuẩn xác định 50 Bảng 11: Kết đo độ hấp thụ quang 12 mẫu trắng .51 Bảng 12: Độ hấp thụ quang phức Cu(II)-PAN nồng độ khác 52 Bảng 13:Kết đánh giá phương pháp xác định Cu(II) .52 Bảng 14: Kết phụ thuộc A vào nồng độ Zn(II) .53 Bảng 15: Kết xây dựng đường chuẩn xác định Zn(II) 53 Bảng 16: Kết đo độ hấp thụ quang 12 mẫu trắng .54 Bảng 17: Độ hấp thụ quang phức Zn-PAN nồng độ khác 55 Bảng 18: Kết đánh giá phương pháp xác định Zn(II) .55 Bảng 19: Kết phụ thuộc A vào nồng độ Co(II) .56 Bảng 20: Kết xây dựng đường chuẩn xác định Co(II) .56 Bảng 21: Kết đo độ hấp thụ quang 12 mẫu trắng .58 Bảng 22: Độ hấp thụ quang phức Co-PAN nồng độ khác 58 Bảng 23:Kết đánh giá phương pháp xác định Co(II) .58 Bảng 24 : Ảnh hưởng Mn(II) đến độ hấp thụ quang đệm axetat .59 Bảng 25 : Ảnh hưởng Mn(II) đến độ hấp thụ quang hỗn hợp đệm 60 Bảng 26 : Ảnh hưởng Fe(II) đến độ hấp thụ quang đệm axetat 60 Bảng 27 : Ảnh hưởng Fe(II) đến độ hấp thụ quang hỗn hợp đệm 61 Bảng 28 : Ảnh hưởng Fe(III) đến độ hấp thụ quang đệm axetat 61 Bảng 29 : Ảnh hưởng Fe(III) đến độ hấp thụ quang hỗn hợp đệm 62 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bảng 30 Hiệu suất thu hồi theo phương pháp tách dựa vào đường chuẩn 64 Bảng 31:Nồng độ thêm chuẩn 65 Bảng 32: Hiệu suất thu hồi theo phương pháp tách dựa vào đường thêm chuẩn .65 Bảng 33: Độ hấp thụ quang ion hỗn hợp toàn phổ 65 Bảng 34: Sai số nồng độ mẫu chuẩn nồng độ xác định từ phương pháp CLS .71 Bảng 35: Sai số nồng độ mẫu chuẩn nồng độ xác định từ phương pháp ILS 73 Bảng 36: Sai số nồng độ mẫu chuẩn nồng độ xác định từ phương pháp PLS .75 Bảng 37: Sai số nồng độ mẫu chuẩn nồng độ xác định từ phương pháp PCR 77 Bảng 38: Hàm lượng Cu(II), Zn(II), Co(II) ghi nhãn số mẫu phân vi lượng 79 Bảng 39: Hàm lượng Cu(II), Zn(II), Co(II) mẫu đo phương pháp AAS 79 Bảng 40: Xác định đồng thời hàm lượng Cu(II), Zn(II), Co(II) 80 Bảng 41: Hàm lượng Cu(II), Zn(II), Co(II) mẫu đo phương pháp tách 81 Bảng 42 : Hàm lượng trung bình ion g mẫu phân vi lượng 81 Bảng 43: Kết phân tích hàm lượng Cu(II) g mẫu phân vi lượng 82 Bảng 44: Kết phân tích hàm lượng Zn(II) g mẫu phân vi lượng 83 Bảng 45: Kết phân tích hàm lượng Co(II) g mẫu phân vi lượng 83 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Danh mục hình Hình Đặc trưng phổ hấp thụ phức màu mơi trường Tween 80 42 Hình Đặc trưng phổ hấp thụ phức mơi trường Triton X-100 .43 Hình Ảnh hưởng pH đến độ hấp thụ quang phức màu 45 Hình Ảnh hưởng nồng độ Triton X- 100 đến độ hấp thụ quang phức 47 Hình 5: Ảnh hưởng nồng độ thuốc thử đến độ hấp thụ quang phức 48 Hình 6,7,8: Khảo sát độ bền phức màu theo thời gian 49 Hình 9: Khảo sát khoảng tuyến tính xác định Cu(II) 50 Hình 10: Đường chuẩn xác định Cu(II) 51 Hình 11: Khảo sát khoảng tuyến tính xác định Zn(II) 53 Hình 12: Đường chuẩn xác định Zn(II) 54 Hình 13: Khảo sát khoảng tuyến tính xác định Co(II) 56 Hình 14: Đường chuẩn xác định Co(II) 57 Hình 15: Phổ hấp thụ phức Cu-PAN, Zn -PAN, Co-PAN phổ hỗn hợp phức theo lý thuyết theo thực tế 63 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỞ ĐẦU Các nguyên tố đồng, kẽm, coban có vai trị quan trọng đời sống người, ngành công nghiệp, sinh tồn động thực vật nói chung Chúng nguyên tố vi lượng có tác dụng thúc đẩy phát triển sinh vật Đối với thực vật, việc nâng cao suất, phát triển chất lượng giống trồng điều thiết yếu thường thực việc bổ sung phân vi lượng giai đoạn phát triển chúng Sự thiếu hụt vượt ngưỡng cho phép hàm lượng nguyên tố gây tác hại khơng nhỏ Vì vậy, việc xác định nguyên tố cần thiết Để phân tích, xác định hàm lượng nguyên tố chúng có mặt mẫu phân tích hàm lượng thấp vấn đề khó khăn Có nhiều phương pháp xác định nguyên tố vi lượng điện hoá, phương pháp quang phổ phát xạ AES, ICP- AES, phương pháp huỳnh quang, phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS có độ chọn lọc, độ nhạy cao, cho kết phân tích tốt đòi hỏi trang thiết bị giá thành lớn kỹ thuật phân tích cao Phương pháp quang phân tử với trang bị phổ biến, độ chọn lọc thích hợp, kĩ thuật tiến hành đơn giản, kết hợp với phương pháp tách sắc kí, chiết đạt đến độ nhạy cao Việc phân tích ngun tố chuyển tiếp nói chung ba nguyên tố đồng, kẽm, coban nói riêng có thuốc thử đặc trưng tốn thời gian, sử dụng dung mơi độc Để khắc phục điều đó, việc sử dụng môi trường mixen phép đo trắc quang bước tiến không nhỏ, làm giảm thiểu công đoạn chiết, tách Đặc biệt, phương pháp đo trắc quang sử dụng môi trường mixen, thuốc thử thông dụng kết hợp với thuật toán hồi qui đa biến đem lại hiệu tốt việc xác định đồng thời ngun tố Trong cơng trình nghiên cứu này, lựa chọn phương pháp đo quang với thuốc thử 1- (2-pyridilazo )- 2- naphtol (PAN) môi trường mixen nhằm xác định riêng rẽ nguyên tố kết hợp với thuật toán hồi qui đa biến tuyến tính để xác định đồng thời Cu(II), Zn(II), Co(II) Những kết ứng dụng để phân tích Cu(II), Zn(II), Co(II) mẫu phân vi lượng, đặc biệt phân bón so sánh với phép đo AAS LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Vai trị đặc tính phân tích đồng, kẽm, coban 1.1.1 Vai trị đồng, kẽm, coban phát triển sinh vật Các ngun tố vi lượng, có khơng nhiều thể lại đóng vai trị quan trọng sống, chẳng hạn hỗ trợ phản ứng hóa học thể; giúp thể sử dụng chất đạm, mỡ đường; làm vững xương điều khiển thần kinh, cơ; điều hòa hoạt động thể, tương tác với chất khác vitamin Hầu hết số chúng đưa vào thể đặn với thức ăn Hàng ngày, người trưởng thành đưa vào thể từ vài trăm g (Se, As ) đến vài mg (Fe, I ) Khi thiếu hụt nguyên tố vi lượng dẫn đến biểu bệnh lý, hay bất ổn cho thể Việc bổ sung định kỳ có kiểm sốt ngun tố vi lượng có ích cho sức khỏe giúp ngăn ngừa số bệnh tật Đối với thực vật, có khoảng 74 nguyên tố có 14 nguyên tố đa lượng (chiếm 99,95%) 60 nguyên tố vi lượng siêu vi lượng (0,05%) có vai trị quan trọng Vi lượng sở sống hầu hết trình tổng hợp chuyển hóa nhờ enzym mà thành phần enzym chủ yếu nguyên tố vi lượng Hiện nay, có khoảng 1000 enzym 1/3 hoạt hóa kim loại Các nguyên tố tồn nhiều dạng khác nhau, chủ yếu gồm B, Mn, Zn, Cu, Fe, Mo, Co tìm thấy dạng phức hữu – khoáng Các phức hữu – khống có tính chất mặt hóa học như: tính chất phức chất khác biệt với tính chất thành phần cấu tạo nên nó, phức chất tham gia vào phản ứng mà thành phần khơng có Cây cần lượng phân vi lượng vi chất thiết yếu, thiếu ảnh hưởng đến suất Với sinh vật, phủ nhận vai trị ngun tố vi lượng nói chung nguyên tố đồng, kẽm, coban nói riêng Đồng tác động đến nhiều chức phần cấu thành nên enzym quan trọng thể Nó tham gia vào hoạt động sản xuất hồng cầu, sinh tổng hợp elastin myelin, tổng hợp nhiều hoormon (catecholamin, tuyến LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com giáp, corticoid ), tổng hợp nhiều sắc tố, chuyển hóa sắt lipit Do vậy, đồng chất dinh dưỡng cần thiết cho thể người với hàm lượng nhỏ (80 – 99,4 mg thể người trưởng thành) Tiêu chuẩn RDA Mỹ đồng người lớn khỏe mạnh 0.9mg/ngày Đồng với hàm lượng khơng thích hợp gây ảnh hưởng tiêu cực người Sự thiếu hụt đồng thường dẫn đến thiếu máu trẻ nhỏ, sắc tố lông tóc Khi hàm lượng đồng vượt gây rối loạn dày, bệnh gan, thận phổi Mức cao chịu đồng theo DRI chế độ ăn uống người lớn theo nguồn 10 mg/ngày Đối với thực vật đồng (hàm lượng – 20 ppm) - nguyên tố đặc biệt mặt sinh vật học ảnh hưởng trực tiếp đến trình sinh trưởng phát triển sản lượng Đồng chất xúc tác q trình oxi hố nội bào; thành phần men cytochrome oxydase thành phần nhiều enzim – ascorbic, axit axidase, phenolase, lactase; xúc tiến trình hình thành vitamin A; cần thiết cho hình thành diệp lục làm xúc tác cho số phản ứng khác cây, thường không tham gia vào thành phần chúng Cây muốn phát triển bình thường, cần phải có đồng, hấp thụ đồng dạng Cu(II), nhiều loại rau biểu thiếu đồng với thiếu sức trương, rủ xuống có mầu xanh, chuyển sang quầng mầu da trời tối trước trở nên bạc lá, biến cong không hoa Lượng đồng thiếu hụt bổ sung dễ dàng thời gian dài cách bón đồng sunfat hay đồng oxit.và dùng hợp chất đồng để bón cho đất (đặc biệt đất bùn lầy) thu hoạch thường tăng lên cao Chelat hay đồng sunfat trung tính (25% đồng) phù hợp cho việc bón Kẽm nguyên tố thiếu đời sống động thực vật Nó đứng thứ hai sau sắt nguyên tố cần thiết với tổng lượng kẽm – g với người trưởng thành Kẽm nguyên tố vi lượng có nhiều enzym quan trọng, enzym tham gia tổng hợp ARN, protein, kích thích tố sinh trưởng (auxin); cần thiết cho thị lực, giúp thể chống lại bệnh tật Nhu cầu kẽm hàng ngày khoảng 10 -15 mg người trưởng thành Việc thu nạp nhiều kẽm thể sinh thiếu hụt khoáng chất khác dinh dưỡng Sự thiếu 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Từ bảng kết trên, ta thấy hầu hết sai số thu thuộc giới hạn sai số cho phép, dung dịch kiểm tra có hai cấu tử cho kết tốt Như vậy, thuật tốn PLS có khả áp dụng tốt vào việc phân tích mẫu thực tế (qui trình phân tích xác định nêu mục 3.3.2.) 3.2.2.4 Thuật toán PCR Dữ liệu đầu vào  Ma trận nồng độ chuẩn Cchuan (27X3)  Ma trận độ hấp thụ quang dung dịch chuẩn Achuan(27X100)  Ma trận độ hấp thụ quang mẫu kiểm tra Aktra(20X100)  Ma trận nồng độ dung dịch kiểm tra Cktra (20X3)  Ma trận độ hấp thụ quang mẫu thực Amau(8X00) Các thuật toán %Phuong phap PCR: %Binh phuong tap so lieu chua bien phu thuoc Achuan D = Achuan'*Achuan; % Su dung mot ham tinh PC de xac dinh cac PC theo cau lenh sau, su % dung ham SVD [V S] = svd(D); % Tinh ma tran phan tram phuong sai cua cac PC d = diag(S)/sum(diag(S))*100; % Tu gia tri phan tram phuong sai cua cac PC, can cu vao yeu cau cu the cua % bai toan de quyet dinh so PC lam co so cho khong gian moi cua tap so lieu % (n): f = V(:,1:20); % Chuyen doi tap so lieu ban dau va tinh ma tran he so hoi qui: Yj = Achuan*f; F = inv(Yj'*Yj)*Yj'*Cchuan; Fj=f*F % Nhap ma tran hap thu quang cua mau kiem tra:Aktra %Tinh nong mau kiem tra theo PCR: 76 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Xktra=Yktra*Fj; %Tinh sai so giua nong chuan voi nong xac dinh duoc tu PLS: Spcr=Cktra-Xktra)*100./Cktra ; % TINH NONG DO CUA CHAT TRONG MAU BAT KI %Nhap ma tran hap thu quang cua mau thuc: Amau % Tinh nong mau theo cong thuc: Cmaupcr=Amau*Fj Kết Bảng 37: Sai số nồng độ mẫu chuẩn nồng độ xác định từ phương pháp PCR Cktra(ppm) Cktrapcr (ppm) Spcr Cu Zn Co Cu Zn Co Cu Zn Co 0,6 0,6 -0,01 0,61 0,60 - -0,87 0,55 0,6 0,8 -0,01 0,56 0,80 - 7,16 0,41 0,8 -0,01 0,89 0,00 - -10,69 - 0,8 0,6 -0,01 0,69 0,60 - 13,33 -0,20 0,8 0,8 -0,01 0,82 0,79 - -2,93 0,82 0,6 0 0,61 0,01 0,00 -1,50 - - 0,6 0,6 0,59 0,00 0,60 2,28 - 0,59 0,6 0,8 0,59 0,02 0,82 2,14 - -2,68 0,6 0,6 0,61 0,65 0,00 -1,78 -8,14 - 0,6 0,6 0,6 0,57 0,49 0,60 4,49 17,87 0,58 0,6 0,6 0,8 0,58 0,51 0,81 3,05 14,69 -1,48 0,6 0,8 0,60 0,80 0,00 -0,45 0,55 - 0,6 0,8 0,6 0,58 0,74 0,59 3,73 7,04 1,00 0,6 0,8 0,8 0,58 0,62 0,82 3,93 21,94 -2,34 0,8 0 0,81 0,04 0,02 -1,15 - - 0,8 0,6 0,78 0,03 0,60 2,67 - -0,01 0,8 0,8 0,78 0,07 0,82 1,98 - -2,41 77 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 0,8 0,6 0,79 0,54 0,00 0,76 9,88 - 0,8 0,6 0,6 0,78 0,54 0,61 2,55 9,22 -2,01 0,8 0,6 0,8 0,76 0,43 0,81 5,43 28,54 -1,21 Từ bảng kết trên, ta thấy hầu hết sai số thu thuộc giới hạn sai số cho phép, dung dịch kiểm tra có hai cấu tử cho kết tốt Như vậy, thuật tốn PCR có khả áp dụng tốt vào việc phân tích mẫu thực tế (qui trình phân tích xác định nêu mục 3.3.2.) Từ kết tính cho thấy bốn phương pháp: phương pháp hồi quy cấu tử (PCR), phương pháp hồi quy đa biến CLS, ILS, PLS cho kết tốt Dựa vào sai số tương đối phương pháp PLS, CLS, ILS PCR , nhận thấy sai số phương pháp PCR nhỏ thuộc khoảng sai số cho phép Sai số phương pháp CLS số mẫu lớn phương pháp CLS xác định đồng thời cấu tử dựa liệu tồn phổ, khơng loại bỏ ảnh hưởng đáng kế phổ phức màu ion hỗn hợp Vì chọn phương pháp PCR kết hợp với phương pháp trắc quang để xác định đồng thời nguyên tố Cu, Zn, Co mẫu thực tế, với phương pháp so sánh phương pháp hấp thụ nguyên tử AAS 3.3 Ứng dụng vào phân tích mẫu phân vi lượng 3.3.1 Qui trình phá mẫu Cân gam mẫu phân vi lượng, chuyển vào cốc chịu nhiệt, thêm vào vài ml nước, 10ml HNO3 , đậy nắp kính đồng hồ, đun cách cát, cho từ từ dung dịch H2O2 vào dung dịch đến thấy dung dịch suốt Cô cạn dung dịch, để nguội, cho thêm nước cất vào cốc tiếp tục cô cạn Chuyển dung dịch vào bình định mức cỡ 50ml, định mức nước cất đến vạch Lấy thể tích cần thiết từ dung dịch để thực phép đo quang Làm thí nghiệm tương tự mẫu trắng để so sánh 3.3.2 Phân tích mẫu phân vi lượng 78 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bảng 38: Hàm lượng Cu(II), Zn(II), Co(II) nhãn số mẫu phân vi lượng Mẫu Hàm lượng ghi nhãn (ppm) STT Tên Cu Zn Co Mn Fe Milo L1 * 500 300 - 500 - Milo L2 * 300 300 - 500 - Milo R2 * 500 300 - 400 - Milo L3 * 200 300 - 400 - Milo Ga3 * 500 350 - 300 - Vitamin * 600 400 - 1000 - K-H Humat ** 900 900 + 600 - Vegamin ** 100 500 120 50 100 * Sản phẩm Công ty sản xuất thương mại MINH LONG ** Sản phẩm Công ty sản xuất thương mại MINH ĐỨC Sau thu mẫu, tiến hành pha lỗng để đem phân tích Cu(II), Zn(II) Co(II) ba phương pháp: Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử lửa (FAAS), phương pháp trắc quang với thuốc thử PAN sử dụng phương pháp hồi quy đa biến phương pháp tách sắc kí Trước tiến hành phân tích, chúng tơi tiến hành pha loãng mẫu sau: Đối với mẫu dùng để xác định phương pháp AAS: Chuẩn bị bình định mức cỡ 50 ml, lấy 10 ml mẫu, định mức đến vạch dung dịch HNO3 1% Tiến hành đo AAS thu kết sau: Bảng 39: Hàm lượng Cu(II), Zn(II), Co(II) mẫu đo phương pháp AAS Hàm lượng (ppm) Mẫu đo Cu Zn 2,013 1,293 1,320 1,280 2,007 1,260 Co 79 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 0,793 1,220 0,007 1,996 1,460 0,005 2,434 1,647 0,007 3,613 3,600 1,181 0,420 1,987 0,473 Đối với mẫu dùng để xác định đồng thời sử dụng thuật tốn hồi qui đa biến: Lấy vào bình định mức cỡ 25 ml để có ml mẫu + dung dịch đệm (axetat 4.102 M citrat 1.10 -3 M) + hỗn hợp PAN 1,6.10 -4M + Triton X-100 2% Làm lặp lại ba lần mẫu Tiến hành đo quang khoảng bước sóng 500-700 nm, nhập giá trị ma trận độ hấp thụ quang vào chương trình thuật tốn chạy phần mềm matlab thu kết hàm lượng trung bình mẫu đo sau: Bảng 40: Xác định đồng thời hàm lượng Cu(II), Zn(II), Co(II) Hàm lượng (ppm) Mẫu đo Cu Zn Co 0,802 0,493 0,517 0,514 0,829 0,502 0,345 0,491 0,802 0,587 0,973 0,668 1,450 1,447 0,466 0,166 0,795 0,186 Đối với mẫu dùng để xác định riêng rẽ phương pháp tách sắc kí trao đổi ion: Lấy 5ml mẫu vào bình định mức cỡ 10ml, dùng HCl đặc điều chỉnh cho axit bình HCl 9M Tiến hành theo qui trình tách nêu Sau đó, đo phổ Cu(II), Zn(II) Co(II) bước sóng tương ứng.Dựa vào phương trình đường chuẩn đơn biến để xác định nồng độ theo tín hiệu đo quang thu 80 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bảng 41: Hàm lượng Cu(II), Zn(II), Co(II) mẫu đo phương pháp tách Hàm lượng (ppm) Mẫu đo Cu Zn Co 0,405 0,613 0,240 0,648 0,405 0,650 0,160 0,613 0,405 0,745 0,485 0,863 0,730 1,875 0,588 0,080 1,005 0,238 Từ kết thu được, tính đến hệ số pha lỗng, ta kết sau: Bảng 42 : Hàm lượng trung bình ion Hàm lượng kim loại (ppm) Mẫu Phương pháp tách (1) Phương pháp xác định đồng thời (2) Phương pháp AAS (3) Cu Zn Co Cu Zn Co Cu Zn Co 506,25 306,25 - 501,25 308,05 - 503,25 323,35 - 300,00 323,75 - 323,15 320,95 - 330,00 320,00 - 506,25 325,00 - 518,15 313,65 - 501,75 315,00 - 200,00 306,25 - 215,65 307,10 - 198,25 305,00 1,65 506,25 372,50 - 501,25 367,15 - 499,00 365,00 1,15 606,25 431,25 - 608,15 417,25 - 608,50 411,65 1,80 912,50 937,50 293,75 906,25 904,40 291,30 903,25 900,00 295,35 100,00 502,50 118,75 103,75 496,60 116,55 105,00 496,65 118,15 81 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đánh giá ba phương pháp Bảng 43: Kết phân tích hàm lượng Cu(II) (ppm) C  SD Mẫu PP (1) PP (2) PP (3) 506,25  0,883 501,25  0,910 503,25  0,790 300,00  1,217 323,15  1,170 330,00  1,380 506,25  0,867 518,15  0,840 501,75  0,960 200,00  1,150 215,65  1,170 198,25  1,080 506,25  1,783 501,25  1,750 499,00  1,900 606,25  1,367 608,15  1,320 608,50  1,530 912,50  1,350 906,25  1,410 903,25  1,140 100,00  1,333 103,75  1,260 105,00  1,590 Bảng 44: Kết phân tích hàm lượng Zn(II) (ppm) C  SD Mẫu PP (1) PP (2) PP (3) 306,25  2,467 308,05  2,300 323,35  3,050 323,75  1,867 320,95  1,840 320,00  1,960 325,00  1,033 313,65  0,980 315,00  1,220 306,25  1,633 307,10  1,580 305,00  1,820 372,50  2,017 367,15  1,990 365,00  2,110 431,25  1,533 417,25  1,480 411,65  1,720 937,50  1,500 904,40  1,540 900,00  1,360 502,50  2,300 496,60  2,200 496,65  2,650 82 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bảng 45: Kết phân tích hàm lượng Co(II) (ppm) Mẫu C  SD PP (1) PP (2) PP (3) 293,75  1,533 291,30  1,460 295,35  1,790 118,75  2,067 116,55  2,000 118,15  2,300 Dựa vào bảng trên, dùng chuẩn t để so sánh giá trị trung bình cặp phương pháp: phương pháp (1) (2), phương pháp (2) (3) mẫu, nhận thấy ttính< tbảng[8], từ rút kết luận thống kê: giá trị trung bình phương pháp khác khơng có ý nghĩa thống kê (giống nhau) hay phương pháp (2) cho kết giống phương pháp (1) (3) Phương pháp xác định đồng thời khơng có độ nhạy tốt mà cịn tiết kiệm thời gian (so với phương pháp tách), hiệu kinh tế (so với phương pháp AAS) tiến hành đơn giản Phương pháp có khả ứng dụng tốt việc xác định đồng thời Cu(II), Zn(II), Co(II) mẫu phân vi lượng nói riêng mẫu thực tế khác nói chung 83 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KẾT LUẬN Với mục tiêu ban đầu đặt cho luận văn nghiên cứu đo quang xác định nguyên tố chuyển tiếp, sau thời gian nghiên cứu thu số kết sau: Khảo sát phổ đặc trưng phức màu Cu- PAN, Zn- PAN Co- PAN môi trường mixen (Tween 80 Triton X-100) khoảng 500 – 700 nm nhận thấy số lượng cực đại hấp thụ phức 1, 2, giống dung môi khác giá trị chuyển dịch phía sóng ngắn: 558 nm (CuPAN), 522 556 nm (Zn- PAN), 580 620 nm (Co- PAN) Từ đó, chúng tơi lựa chọn phép đo quang môi trường Triton X-100 đo bước sóng 558 nm (Cu- PAN), 556 nm (Zn- PAN), 580 620 nm (Co- PAN) Tìm điều kiện thích hợp cho phép đo quang: Độ hấp thụ quang cho tín hiệu ổn định khoảng pH – 7, hỗn hợp đệm (axetat 2.10 -4 M citrat 1.10 -3 M) Nồng độ tối ưu PAN 1,6.10 -4 M, nồng độ Triton X-100 2% Đường chuẩn Cu(II) tuyến tính hoảng 0,021 – 1,41 ppm, LOD = 0,0047 ppm, LOQ = 0,0156 ppm, Đường chuẩn Zn(II) tuyến tính khoảng 0,03 – 1,56 ppm, LOD = 0,007 ppm, LOQ = 0,0239 ppm Đường chuẩn Co(II) tuyến tính khoảng 0,06 – 2,12 ppm, LOD = 0,0094 ppm, LOQ = 0,0314 ppm Khả lặp lại khoảng nồng độ có hệ số biến động 3% Các ion ảnh hưởng Fe2+, Fe3+, Mn 2+ bị loại trừ citrat 1.10-3M Dựa phổ hấp thụ phức màu Cu(II), Zn(II) Co(II) với thuốc thử PAN khoảng tuyến tính, tồn phổ độ hấp thụ quang, nhận thấy có cộng tính phổ Do vậy, chúng tơi tiến hành hai phương pháp: 84 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Phương pháp thứ nhất: xác định riêng nguyên tố phương pháp tách sắc kí trao đổi ion với cột tách Dowex 1, pha động để tách Cu(II), Co(II), Zn(II) 9M, 4M 0,5M Phương pháp thứ hai: xác định đồng thời Cu(II), Zn(II) Co(II) hỗn hợp với kết hợp thuật tốn hồi qui đa biến tuyến tính thực phần mềm Matlab 7.0 Lập ma trận tính hệ số hồi qui từ 27 dung dịch chuẩn, dựa kết phân tích 20 mẫu giả tìm mơ hình PLS, CLS, ILS PCR thích hợp với sai số tương đối phân tích mẫu tự tạo phần lớn nhỏ 15% thoã mãn sai số cho phép Một số mẫu kiểm tra khơng có đủ ba ion, kết phân tích xác định hàm lượng ion vắng mặt, hàm lượng chúng nhỏ giới hạn định lượng nên coi sai số nhiễu Phương pháp nghiên cứu xác định đồng thời với thuật toán CLS, ILS, PLS, PCR ứng dụng để xác định Cu, Zn Co mẫu phân vi lượng với kết phù hợp với phương pháp tách phép đo AAS Qua đề tài này, hy vọng chúng tơi góp phần vào việc mở rộng phạm vi ứng dụng phương pháp đo quang môi trường mixen kết hợp với thuật toán hồi qui đa biến tuyến tính để xác định đồng thời khơng Cu, Zn, Co mà nhiều nguyên tố vi lượng phân bón nói riêng, đối tượng khác nói chung 85 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Chu Đình Bính, Phạm Luận, 2006, “Nghiên cứu phản ứng tạo phức chất Co(II) Ni(II) với thuốc thử PAN môi trường Mixen, đánh giá khả áp dụng vào phân tích đồng thời Co(II) Ni(II)”, Tạp chí phân tích Hố, Lý Sinh học, Tập 11, Số 4/2006 Trần Thúc Bình, Trần Tứ Hiếu, Phạm Luận (1996), “Xác định trắc quang Cu, Ni, Mn, Zn hỗn hợp Pyridin-azo-naphtol(PAN)”, Tạp chí Phân tích Hoá, Lý Sinh Học, tập 1, số (3+4).) Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyễn Xuân Trung, Nguyễn Văn Ri (2003), “Các phương pháp phân tích cơng cụ”, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Trần Tứ Hiếu (2003), “Phân tích trắc quang phổ hấp thụ UV – VIS”, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Tạ Duy Liêm (2001), Cơ sở Matlab ứng dụng,NXB Khoa học kĩ thuật Phạm Luận (2005), Cơ sở phương pháp hấp thụ nguyên tử, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Cự, Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Trần Cẩm Vân (2003), Đất môi trường, NXB Giáo dục Lê Đức Ngọc (2007), “Bài giảng xử lí số liệu kế hoạch hóa thực nghiệm”, Đại học Khoa Học Tự Nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội Hoàng Nhâm (2000)” Hố học vơ ” , NXB Giáo dục, tập 10 Nguyễn Hữu Phú (2003), Hoá lý & hoá keo, NXB KH KT 11 Tạ Thị Thảo (2006), Bài giảng chuyên đề Thống kê Hóa phân tích, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 12 Tạ Thị Thảo (2005), “Giáo trình chemometrics”, Đại học Khoa Học Tự Nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội 13 Đặng Ứng Vận (2007), Giáo trình hố tin sở, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 14 N.I Bloc (1986), “Hóa học phân tích định tính”, NXB Giáo dục 15 http://forum.caycanhvietnam.com/diendan/showthread.php?t=4454 86 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 16 http://baigiang.violet.vn/present/show?entry_id=258546 17 http://www.webtretho.com/forum/f119/vai-tro-cua-cac-nguyen-vi-luong-co432315/ Tiếng Anh 18 Abbas Afkhami (2004), “H-point standard addition method for simultaneous spectrophotometric determination of Co(II) and Ni(II) by 1-(2 pyridylazo)-2 naphthol in micellar media”, Spectrochimica Acta Part A, 60, pp 181-186 19 Abbas Afkhami (2004), “Mean centering of ratio kinetic profiles as a nouvel spectrophotometric method for the simultaneous kinetic analysis of binary mixtures”, Analytical Chimica Acta, 526, pp 211 - 218 20 Abbas Afkhami (2004), “Successive ratio - derivative spectra as a new spectrophotometric method for the analysis of ternary mixtures”, Spectrochimica Acta Part A, 61, pp 869 - 877 21 Ana Cristi B.Dias, Josiane M.T Carneiro (2004), “Spectrophotometric flowinjection determination of zinc in plant digests based on a spot test”, Atlanta, 63, pp 245 - 250 22 Alfonso Fernández - González (2005), “ Insights into the reaction of -lactam antibiotics with copper(II) ions in aqueous and micellar media: Kinetic and spectrophotometric studies”, Analytical Biochemistry, 341, pp 113 - 121 23 Barry Chiswell and Guy Rauchle (1990), “Spectrophotometric method for the determination of manganese”, Atlanta, 37, pp 237 - 259 24 Barbara A.Bowman, Robert M.Russell (2001), “ Present knowledge in nutrition”, ILSI Press Washington, DC, eight edition 25 Coleman JE (1998), “ Zinc enzymes”, Curr Opin Chem Biol 26 E.B Sandell, “Photometric determination of trace of element”, Wiley Interscience 27 G.A.Shar and G.A.Soomro (2004), “Spectrophotometric determination of cobalt(II), nickel(II) and copper(II) with 1-(2 pyridylazo)-2 naphthol in micellar medium”, The Nucleus, 41 (1-4) 2004: 77 – 82 87 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 28 G Bagherian, M Arab Chammjangali (2007), “Simultaneous determination of cobalt and palladium in micellar media using H- point standard addition method and partial least square regression”, Spectrochimica Acta Part A, 67, pp 378 - 384 29 G.Bryan Balas, Robert S, Glass Leslie(1995), Analyst, Vol,120 : 523-527 30 H M N H Irving and A M Kiwan (October 1971), Studies with dithizone: Part XXV, Secondary copper(II) dithizonate, Analytica Chimica Acta, Volume 56, Issue 3, Pages 435-446 31 I.A Starovoitova, V.G.Khozin, L.A Abdrakhmanova (2008), “Application of nonlinear PCR for optimization of hybrid binder used in construction materials”, Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems 32 Kuang Lu Cheng and Roger H Bray, “Analytical Chemistry - 1-(2Pyridylazo)-2-naphthol as Possible Analytical Reagent “, University of Nlinois Urbana, III 33 K Zarei, M Atabati, Z Malekshabani (2006), “ Simultaneous spectrophotometric determination of iron, nickel and cobalt in micellar media by using direct orthogonal signal correction – partial least squares method”, Analytica Chimica Acta, 556, pp 247 - 254 34 Leila Hejazi, Diako E Mohammadi, Yadollah Yamini, Richard G Brereton, “ Solid-phase extraction and simultaneous spectrophotometric determination of trace amounts of Co, Ni and Cu using partial least squares regression” Talanta, Volume 62, Issue 1, January 2004, Pages 183-189 35 Lilibeth dlC Coo, Terence J Cardwell, Robert W Cattrall and Spas D Kolev, “Spectrophotometric study of the solubility and the protolytic properties of 1(2-pyridylazo)-2-naphthol in different ethanol–water solutions ”, Analytica Chimica Acta, Volume 333, Issues 1-2, 30 October 1996, Pages 119-124 36 L Sommer, G Ackermann, D Thorburn Burns, 1990, “Inorganic chemical analysis classical methods, molecular spectroscopy (Absorption and extraction) and solvent extraction”, Pure & Appl, Vol 62, No 12, pp 23232338 88 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 37 MacDonald RS (2000), “ The role of zinc in growth and cell proliferation”, J Nutr 38 M Arab Chammjangali, G Bagherian (2005), “Simultaneous determination of cobalt, nickel and palladium in micellar media using partial least square regression and direct orthogonal signal correction”, Spectrochimica Acta Part A, 62, pp 189 - 196 39 M.Arvand, S.Abolghasemi, M.A Zanjanchi (2007), “Simultaneous determination of Zinc and Copper(II) with 1-(2-pyridylazo)-2-naphthol in Micellar Media by Spectrophotometric H – point Standard Addition Method”, Journal of Analytical Chemistry, 62, pp 342 - 347 40 Narinder Kumar Agnihotri (1997), “Derivative spectrophotometric determination of copper (II) in non-ionic micellar medium”, Atlanta, 45, pp 331-341 41 Ogla Ch Manouri, Nikolaos D Papadimas, Sophia E Salta (1998), “Three approaches to the analysis of zinc(II) in pharmaceutical formulations by means of different spectrometric methods”, Il Farmaco, 53, pp 563 – 569 42 Qin Wei, Liangguo Yan, Guohua Chang, Qingyu Ou (2003), “Kinetic spectrophotometric determination of trace manganese (II) with dahlia violet in nonionic microemulsion medium”, Atlanta, 59, pp 253 - 259 43 R Codony, M.D Prat, J.L Beltran (2000), “Study on partition equilibria of metal complexes in non – ionic micellar solutions from spectrophotometric data”, Atlanta, 52, pp 225 - 232 44 Saonli Basu, Saktipada De, Benoy B Bhowmik (2007), “ Photophysical studies of Merocyanine 540 dye in aqueous micellar dispersions of different surfactants and in different solvents”, Spectrochimica Acta Part A, 66, pp 1255 - 1260 45 Senay Tacioglu (2007), “Micellar effect on the sensitivity of Spectrophotometric Mo(VI) determination based on the formation of gallic acid complex providing evidence for the polyoxoanion structure of molybdate ions”, Analytica Chimica Acta, 590, pp 217 - 223 89 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 46 Turnland JR (1998), “ Human whole – body copper metabolism”, Am J Clin Nutr 47 http://en.wikipedia.org/wiki/Polysorbate_80 48 http://en.wikipedia.org/wiki/Triton_X-100 49 http://msds.chem.ox.ac.uk/PY/1-(2-pyridylazo)-2-naphthol.html 90 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Vai trò đặc tính phân tích đồng, kẽm, coban 1.1.1 Vai trò đồng, kẽm, coban phát triển sinh vật .9 1.1.2 Đặc tính phân tích đồng, kẽm, coban .12 1.2 Một số... tố đồng, kẽm, coban có vai trò quan trọng đời sống người, ngành công nghiệp, sinh tồn động thực vật nói chung Chúng nguyên tố vi lượng có tác dụng thúc đẩy phát triển sinh vật Đối với thực vật, ... luanvanchat@agmail.com CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Vai trị đặc tính phân tích đồng, kẽm, coban 1.1.1 Vai trò đồng, kẽm, coban phát triển sinh vật Các nguyên tố vi lượng, có khơng nhiều thể lại đóng vai trị quan trọng sống,