Luận văn thạc sĩ khoa học nghiên cứu xác định một số dạng mangan trong chè

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thị Hiên NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ DẠNG MANGAN TRONG CHÈ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI[.]

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Thị Hiên NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ DẠNG MANGAN TRONG CHÈ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Thị Hiên NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ DẠNG MANGAN TRONG CHÈ Chun ngành: Hóa Phân tích Mã số: 60440118 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Vũ Đức Lợi Hà Nội – Năm 2015 LỜI CẢM ƠN Lời luận văn xin chân thành cảm ơn TS Vũ Đức Lợi phó Viện trưởng Viện Hóa học- Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Thầy người trực tiếp giao đề tài tận tình hướng dẫn suốt trình thực đề tài để tơi hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn TS Phạm Gia Môn, chị Lưu Thị Nguyệt Minh, cô chú, anh chị bạn phịng Phân tích viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho suốt q trình thực đề tài Tơi xin chân thành cảm ơn thầy giáo khoa Hóa - Trường Đại học Khoa học tự nhiên giúp đỡ tơi suốt q trình học tập trường Cuối xin chân thành cảm ơn giúp đỡ gia đình, bạn bè ln cổ vũ động viên để tơi hồn thành tốt luận văn Hà Nội, ngày 10 tháng 12 năm 2014 Tác giả Nguyễn Thị Hiên LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết luận văn trung thực Những kết luận luận văn chưa công bố cơng trình khác Tác giả Nguyễn Thị Hiên MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung chè .9 1.1.1 Thành phần hoá học chè tươi [1] 1.1.2 Công dụng chè [1] .11 1.2 Nguyên tố Mangan [7,15] 12 1.2.1 Vai trò sinh học mangan 12 1.2.2 Khả tạo phức Mn với số thuốc thử hữu [11,3] 13 1.3 Các phƣơng pháp xác định Mn .14 1.3.1 Các phương pháp phân tích tổng Mn .14 1.3.2 Các phương pháp phân tích định dạng Mn 20 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM 31 2.1 Nội dung phƣơng pháp nghiên cứu 31 2.1.1 Mục tiêu nghiên cứu .31 2.1.2 Nguyên tắc phương pháp xác định Mn phương pháp FAAS 31 2.1.3 Nội dung nghiên cứu: .34 2.2 Hóa chất, thiết bị dụng cụ thí nghiệm .35 2.2.1 Thiết bị dụng cụ thí nghiệm .35 2.2.2 Hóa chất nguyên liệu 36 2.2.3 Chuẩn bị hóa chất dung dịch chuẩn 36 2.3 Lấy mẫu bảo quản mẫu 37 2.3.1 Mẫu chè khô 37 2.3.2 Mẫu nước chè 37 2.4 Quy trình phân tích 37 2.4.1 Quy trình xác định hàm lượng Mn tổng số .37 2.4.2 Quy trình xác định dạng mangan nước chè 38 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39 3.1 Các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử mangan 39 3.1.1 Chọn vạch đo: 39 3.1.2 Khe đo máy phổ hấp thụ nguyên tử 39 3.1.3 Khảo sát cường độ đèn catot rỗng 39 3.1.4 Khảo sát chiều cao đèn nguyên tử hoá mẫu 40 3.1.5 Khảo sát lưu lượng khí axetilen .41 3.2 Khảo sát ảnh hƣởng điều kiện chiết điểm mù: 42 3.2.1 Ảnh hưởng pH: 42 3.2.2 Ảnh hưởng nồng độ 8-hydroxyquinoline 44 3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng chất hoạt động bề mặt Triton X-100 .46 3.2.4 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ thời gian ủ 47 3.2.5 Khảo sát ảnh hưởng lực ion .49 3.2.6 Ảnh hưởng thời gian ly tâm .50 3.3 Xây dựng đƣờng chuẩn xác định dạng mangan nƣớc chè 52 3.4 Xác định giới hạn phát phƣơng pháp 53 3.5 Đánh giá phƣơng pháp 54 3.5.1 Độ lặp lại phương pháp 54 3.5.2 Hiệu suất thu hồi phương pháp 54 3.6 Xây dựng quy trình phân tích mangan 55 3.6.1 Quy trình phân tích mangan tổng số mẫu chè khơ .55 3.6.2 Xác định Mn tổng chiết nước chè 56 3.6.3 Xác định mangan dạng liên kết flavonoit 56 3.6.4 Xác định mangan dạng tự phức yếu nước chè 56 3.7 Phân tích mẫu thực tế 56 3.7.1 Địa điểm thời gian lấy mẫu kí hiệu mẫu 56 3.7.2 Kết phân tích hàm lượng mangan tổng số chè khô 58 3.7.3 Kết Mn tổng chiết nước chè chiết điểm mù 59 3.7.4 Kết xác định mangan dạng liên kết flavonoit chiết điểm mù 60 3.7.5 Xác định mangan dạng tự phức yếu nước chè phương pháp chiết điểm mù 61 KẾT LUẬN 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 64 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Giá trị điểm mù số chất hoạt động bề mặt 24 Bảng 3.1 Khảo sát cường độ dòng đèn Mn 40 Bảng 3.2 Khảo sát chiều cao đèn nguyên tử hóa xác định Mn 41 Bảng 3.3 Khảo sát tốc độ dẫn khí axetylen xác định Mn 42 Bảng 3.4 Các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử mangan 42 Bảng 3.5: Kết ảnh hưởng pH vào hiệu suất chiết điểm mù 43 Bảng 3.6 Kết ảnh hưởng nồng độ 8-hydroxyquinoline đến hiệu suất chiết 45 Bảng 3.7: Kết ảnh hưởng nồng độ Triton X-100 vào hiệu chiết 46 Bảng 3.8: Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ tới hiệu suất chiết 47 Bảng 3.9 Ảnh hưởng thời gian ủ vào hiệu suất chiết 48 Bảng 3.10 Khảo sát ảnh hưởng lực ion .49 Bảng 3.11 Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian ly tâm 50 Bảng 3.12: Bảng tóm tắt điều kiện tối ưu quy trình chiết điểm mù 51 Bảng 3.13: Sự phụ thuộc độ hấp thụ vào nồng độ Mn2+ 52 Bảng 3.14: Kết phân tích mẫu mangan có nồng độ 0,50 mg/l 53 Bảng 3.15: Kết đánh giá độ lặp lại phương pháp 54 Bảng 3.16: Kết đánh giá hiệu suất thu hồi mẫu 55 Bảng 3.17: Địa điểm lấy mẫu thời gian lấy mẫu kí hiệu mẫu 58 Bảng 3.18: Hàm lượng kim loại Mn tổng số tính theo µg/g .58 Bảng 3.19: Hàm lượng kim loại Mn tổng chiết tính theo µg/g 59 Bảng 3.20: Kết xác định hàm lượng mangan dạng liên kết flavonoit chiết điểm mù 60 Bảng 3.21: Hàm lượng mangan dạng tự phức yếu nước chè .61 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Đèn catot rỗng – HCL 18 Hình 1.2: Đèn D2 18 Hình 1.3: Đèn EDL 18 Hình 1.4: Sơ đồ hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử 19 Hình 1.5: Hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AA - 6300 20 Hình 1.8: Tần suất sử dụng loại chất hoạt động bề mặt phương pháp chiết điểm mù 12 năm qua (từ năm 2000-2012) 24 Hình 1.9: Tần suất sử dụng loại phối tử hữu phương pháp chiết điểm mù 12 năm qua (từ năm 2000-2012) 26 Hình 2.1 Sơ đồ chiết điểm mù 32 Hình 2.2: Quy trình phân tích hàm lượng Mn tổng số chè xanh 37 Hình 2.3: Quy trình phân tích hàm lượng Mn tổng chiết nước chè 38 Hình 2.4: Quy trình phân tích hàm lượng Mn dạng liên kết flavonoit nước chè .38 Hình 3.1: Đồ thị ảnh hưởng pH vào hiệu suất chiết điểm mù 43 Hình 3.2: Đồ thị ảnh hưởng nồng độ 8-hydroxyquinoline vào hiệu suất chiết 45 Hình 3.3: Đồ thị ảnh hưởng nồng độ Triton X-100 vào hiệu chiết .46 Hình 3.4: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ vào hiệu suất chiết 47 Hình 3.5: Đồ thị ảnh hưởng thời gian ủ vào hiệu suất chiết .48 Hình 3.6: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng lực ion .49 Hình 3.7: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng thời gian ly tâm .51 Hình 3.8: Đường chuẩn xác định mangan 53 Hình Biểu đồ phân bố mangan tổng chè 59 Hình 10 Biểu đồ phân bố dạng mangan chè .62 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 5-BR-PADAP : 2-(5-bromo-2-pyridylazo)-5-(diethylamino)phenol 8-HQ : 8-hydroxyquinoline AAS : Phương pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử APDC : Amoni pyrolidinedithio carbamate CE : Phương pháp điện di mao quản CMC : Nồng độ micellar tới hạn CP : Điểm mù CPE : Phương pháp chiết điểm mù DDTC : Diethyl dithio carbamate DDTP : O-diethyldithiophosphate E(%) : Hiệu suất chiết (%) F-AAS : Phương pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử sử dụng kĩ thuật ICP-AES : lửa Phổ phát xạ nguyên tử Plasma cao tần cảm ứng ICP-MS : Phương pháp phân tích phổ khối nguyên tử NAA : Phân tích kích hoạt nơtron PAN : 1-(2-pyridylazo)-2-naphthol PONE-7.5 : Poly (oxyethylene)nonylphenyl(ether) SPE : Phương pháp chiết pha rắn MỞ ĐẦU Trà loại đồ uống nhiều quốc gia giới ưa chuộng sử dụng, có Việt Nam Trong chè giàu chất chống oxi hóa, đặc biệt catechin nhiều khống chất cần thiết cho sức khỏe người kẽm, mangan, sắt, magiê, đồng, titan, nhôm, brom, natri, kali, niken, crom phốt pho… Một nguyên tố vi lượng có chè quan trọng với thể người mangan Sự thiếu hụt mangan thể người dẫn tới biến dạng xương sụn, phá hủy mơ tế bào Tuy nhiên, mangan độc tố mơi trường, khoảng nồng độ Mn phép có mặt thể người mà không gây độc hại hẹp tùy thuộc vào dạng tồn Mn Nhu cầu ngày khoảng 30 - 50 mg/kg trọng lượng thể Nếu hàm lượng lớn gây độc cho thể; gây độc với nguyên sinh chất tế bào, đặc biệt tác động lên hệ thần kinh trung ương, gây tổn thương thận, máy tuần hoàn, phổi, ngộ độc nặng gây tử vong… Thành phần dinh dưỡng mangan phụ thuộc vào dạng hóa học Trong chè, mangan tồn chủ yếu dạng: dạng tự nước, dạng phức yếu, dạng phức flavonoit… Và lợi ích với sức khỏe dạng khác không giống nhau, thường mangan dạng hữu có ích dạng vơ Chính vậy, xác định hàm lượng dạng mangan hữu cơ, vô góp phần đánh giá chất lượng chè Hiện nay, có nhiều kĩ thuật ứng dụng để xác định mangan tổng phổ quang kế, phép phân tích cực phổ, phân tích kích hoạt nơtron (NAA), AAS, ICPMS, ICP-AES… Đã có nhiều cơng trình nghiên cứu xác định dạng mangan sử dụng thiết bị quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), ICP-MS kết hợp với phương pháp sắc ký, phương pháp chiết như: Sắc ký rây phân tử, sắc ký trao đổi ion, chiết pha rắn… Các hệ đo cho phép tách định lượng đồng thời dạng mangan cách hiệu nhiều đối tượng, đặc biệt đối tượng sinh học Nhưng chi phí cho q trình phân tích lớn địi hỏi trang thiết bị, hóa chất đắt tiền nên khơng phải phịng thí nghiệm trang bị Thêm vào đó, việc sử dụng hóa chất độc hại gây ảnh hưởng đến mơi trường Vấn đề đặt thực tế thí nghiệm Việt Nam cần nghiên cứu phương pháp sử dụng thiết bị phổ biến hơn, giá thành hợp lý, hiệu chiết cao, thân thiện với môi trường mà đảm bảo độ chọn lọc, độ xác tin cậy cao để định dạng mangan Nhiều năm trước, ứng dụng hệ thống Mixen công nhận khai thác lĩnh vực khác hóa phân tích; chủ yếu tập trung cải thiện, đổi phương pháp phân tích có; đồng thời, phát triển phương pháp có phương pháp chiết điểm mù (CPE) Với nhiều ưu điểm như: đơn giản, giá rẻ, chất lượng cao, hiệu độc hại so với việc sử dụng dung môi hữu Cho đến nay, CPE sử dụng để tách chiết, làm giàu ion kim loại sau hình thành tạo phức, sau phức xác định phương pháp phổ Vì vậy, CPE trở thành ứng dụng quan trọng thiết thực hóa phân tích Do đó, chúng tơi lựa chọn thực đề tài “Nghiên cứu xác định số dạng mangan chè” với mục tiêu cụ thể sau: - Áp dụng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử định lượng mangan tổng mẫu chè khô - Nghiên cứu, khảo sát thiết lập điều kiện tối ưu để xây dựng phương pháp định lượng mangan tổng chiết, mangan dạng liên kết flavonoit, mangan dạng tự phức yếu nước chè phương pháp chiết điểm mù kết hợp với phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung chè Cây chè cao – m có tên khoa học Camellia Sinensis Lá chè có màu xanh, mọc so le, hình trái xoan, dài – 10 cm, rộng - 2,5 cm, có mũi đỉnh, phiến lúc non có lơng mịn, già dày, bóng, mép khía cưa Hoa chè thường có từ - cánh, màu trắng, mọc riêng lẻ nách lá, có mùi thơm, nhiều nhụy Quả chè thường có ba van, chứa hạt gần trịn, đơi nhăn nheo [16] Cây chè có nguồn gốc từ Bắc Ấn Độ Nam Trung Quốc Sau diện tích chè mở rộng sang quốc gia khác Mianma, Thái Lan, Việt Nam,… Ở Việt Nam, chè coi cơng nghiệp dài ngày có giá trị kinh tế cao Vì thế, chè trồng khắp nơi tập chung chủ yếu vùng trung du miền núi phía Bắc Tây Nguyên So với vùng lãnh thổ khác nước hai vùng có nhiều điều kiện tự nhiên thuận lợi, thích hợp cho phát triển chè Lá chè vừa hái cây, dùng để nấu nước uống gọi chè tươi Cịn chè sản xuất cách sấy khô búp non thành chè khô để pha với nước đun sơi gọi nước chè xanh Quá trình làm chè đen hay chè mạn phức tạp nhiều chúng phải trải qua trình lên men sau đến cơng đoạn phơi sấy khơ 1.1.1 Thành phần hố học chè tƣơi [1] * Nước: Nước chè xanh chiếm từ 75-80% * Tanin: Tanin hay gọi hợp chất phenol có 90% dạng catechin Catechin chè (“tea catechin”) nhóm chất thuộc lớp flavonoit, có nhiều chè xanh Trong chè có chứa đến 20% tanin Tanin chè có tác dụng vitamin P, có tác dụng chống khuẩn chống oxi hoá mạnh Tanin tồn chè xanh hợp chất catechin: epicatechin (EC), dạng cấu trúc kết hợp với nhóm axit gallic: (-)9 epigallocatechin gallate (EGCG), (-)-epigallocatechin (EGC), (-)-epicatechingallate (ECG), (-)-epicatechin (EC), (-)-gallocatechin gallate (GCG)… Các flavonoit có tác dụng chống oxi hóa (antioxidant) Đây sở sinh hóa quan trọng để flavonoit thể hoạt tính sinh học chúng Flavonoit có khả kìm hãm q trình oxi hóa dây chuyền sinh gốc tự hoạt động Tuy nhiên, hoạt tính thể mạnh hay yếu phụ thuộc vào đặc điểm cấu tạo hóa học chất flavonoit cụ thể 10 Do chất cấu tạo polyphenol nên flavonoit tế bào thực vật chịu tác động biến đổi oxy hóa – khử, bị oxi hóa bước tồn dạng hidroquinon, semiquinon, quinon Những flavonoit có nhóm hydroxy xếp vị trí ortho, para, meta dễ dàng bị oxy hóa tác dụng enzim polyphenoloxydaza peroxydaza theo phản ứng sau: (khử) flavonoit (dạng bị oxy hóa) O2 + flavonoit (Hidroquinon) (Semiquinon Quinon) flavonoit (dạng bị oxy hóa) H2O2 + flavonoit (khử) (Hidroquinon) (Semiquinon Quinon) * Cafein (Ankaloit) CTCT: Ankaloit chè Cafein, có tác dụng dược lý, tạo cảm giác hưng phấn cho người uống Cafein dẫn xuất Purine có tên gọi theo cấu tạo là: 1,3,5trimethylthine, chiếm khoảng - 4% tổng lượng chất khô chè tươi 1.1.2 Công dụng chè [1] Chè xanh nguồn thức uống giải khát tuyệt vời mà cịn biết đến khả chữa bệnh Dược tính chè xanh là: Làm tăng hội sống cho người đau tim bảo vệ thể khỏi bệnh nhồi máu tim Tác dụng chất chống oxi hoá chè đem lại Một tác dụng đặc biệt chè xanh là: làm giảm nguy ung thư buồng trứng Theo nghiên cứu nhà khoa học Australia tiến hành Trung Quốc cho thấy phụ nữ uống trà xanh đặn hàng ngày giảm 60% khả bị ung 11 thư buồng trứng Kết luận nhà khoa học Đại học Curtin Perth (Australia) nhà khoa học Trung Quốc đưa sau nghiên cứu 900 phụ nữ Chè xanh có tác dụng ngăn ngừa bệnh ung thư chứa nhiều chất chống oxi hoá, đặc biệt hợp chất polyphenol có tác dụng ngăn ngừa gốc tự phá hoại DNA, tế bào làm chậm trình phát triển ung thư Một số polyphenol có khả giết chết tế bào ung thư mà không đụng đến tế bào lành Mới nhà khoa học Anh khám phá thêm hai chất chống oxi hố khác có chè xanh để ức chế phát triển bệnh ung thư là: EGCG (epigallocatchin gallate) ECG (epicatechin gallate) Hợp chất flavonoit có chè xanh xem chất dinh dưỡng hữu ích để giúp giảm nguy ung thư định, bệnh tim, tuổi tác liên quan đến bệnh thối hóa Một số nghiên cứu flavonoit giúp ngăn ngừa sâu giảm bớt xuất bệnh thông thường cảm cúm Lá chè xanh cịn có tác dụng chữa bệnh da như: bị bỏng, bị ong đốt, bệnh đậu mùa, thuỷ đậu, viêm da Ngoài ra, thành phần cafein số hợp chất ankaloit khác có chè chất có khả kích thích hệ thần kinh trung ương làm cho tinh thần minh mẫn, nâng cao khả làm việc, giảm bớt mệt nhọc sau lúc làm việc căng thẳng 1.2 Nguyên tố Mangan [7,15] 1.2.1 Vai trò sinh học mangan Mn ngun tố đóng vai trị thiết yếu tất dạng sống Mn chất có tác dụng kích thích nhiều loại enzym thể, có tác dụng đến sản sinh tế bào sinh dục, đến trao đổi chất Ca P cấu tạo xương Mn có nhiều vai trị quan trọng thể như: tác động đến hô hấp tế bào, phát triển xương, chuyển hóa gluxit, hoạt động não, cảm giác cân Mn có hàm lượng cao ty lạp thể làm chất đồng xúc tác enzym Mn tác động đến chuyển hóa tuyến giáp nhờ hình thành từ enzym Mn liên kết với vitamin K tham gia tổng hợp prothrombin ảnh hưởng đến q trình đơng 12 máu Mn tham gia tổng hợp protein tương tác với axit nucleic, tham gia tổng hợp cholesterol Mn làm giảm glucose huyết lại tham gia phản ứng tạo glucose từ phân tử khác Nếu lượng Mn hấp thu vào thể cao gây độc tới phổi, hệ thần kinh, thận tim mạch Cơ thể người trưởng thành chứa 12-20mg Mn, nhiều gan (chiếm 20%) tụy Trong máu hàm lượng Mn 10mcg/1, tập trung chủ yếu hồng cầu; huyết chứa 0,6-4mcg/1 Nhu cầu ngày thể từ 2-3mg Mn Thức ăn cho trẻ em thiếu Mn hàm lượng enzym phophotaza máu xương bị giảm xuống nên ảnh hưởng đến cốt hoá xương, biến dạng… Thiếu Mn cịn gây rối loạn thần kinh bại liệt, co giật… Các loại thực phẩm giàu mangan bao gồm: gạo xay, đậu nành, đậu phụ, tiểu mạch, vừng, rau cải xanh, chè xanh, trái cây, trà, gan bò, thịt, trứng, sữa… Từ nghiên cứu tác dụng mangan thể trên, nên chúng tơi chọn phân tích hàm lượng mangan chè 1.2.2 Khả tạo phức Mn với số thuốc thử hữu [11,3] Mn tạo phức với thuốc thử như: thuốc thử 8-hydroxyquynoline, thuốc thử PAR, thuốc thử PAN, Axit benzoinhiđroxamit, thuốc thử Foocmandoxim,… Foocmandoxim CH2NO tạo với Mn(II) phức chất khơng màu nhanh chóng chuyển thành đỏ nâu bị oxi hóa khơng khí để tạo thành phức chất Mn(CH2NO)62- Màu tạo thành vài phút bền 16h max= 455nm (=11.200) Việc xác định Mn không bị cản trở Ag(I), Pb(I), Cd(II), As(III),Al(III), Sn(IV), Pt(IV), Mo(VI) chúng khơng tạo sản phẩm có màu với thuốc thử Thuốc thử PAR [ 1-(2-pyridiazo)-2 naphtol]: Tạo với Mn(II) phức có màu đỏ dam cam có max= 500nm (=78000) Thuốc thử PAN: PAN tạo phức với Mn(II) môi trường kiềm yếu (pH=8-10) hợp chát nội phức Mn(PAN)2 khó tan nước Lắc huyền phù với dung môi hữu tạo thành dung dịch phức màu đỏ tím 13 Axit benzoinhiđroxamit tạo với Mn(II) dung dịch NH3 phức màu đỏ nâu max= 500nm (=78000) Thuốc thử 8-hydroxyquynoline tạo phức với Mn pH >8 Khi phức tạo thành có màu vàng rơm Trong này, sử dụng thuốc thử 8-hydroxyquynoline tạo phức với Mn(II) để xác định Mn tổng chiết mẫu chè 1.3 Các phƣơng pháp xác định Mn 1.3.1 Các phƣơng pháp phân tích tổng Mn 1.3.1.3 Phương pháp cực phổ Phương pháp cực phổ Heyvosky phát minh năm 1922, giải thưởng Nobel năm 1959 Ưu điểm phương pháp với thiết bị tương đối đơn giản mà phân tích nhanh, nhạy, xác hàng loạt hợp chất vơ hữu mà không cần tách chúng khỏi hỗn hợp, vùng nồng độ 10-3 đến 10-6 mol/lít [6] Nguyên tắc phương pháp đặt khác vào điện cực để khử ion khác ion khử tương ứng xác định Do qua thể khử ion tính ion Nếu tăng dần cực nhúng dung dịch chất cần xác định cường độ dịng tăng đồng thời đạt khử ion dung dịch Trong điều kiện định cường độ dòng tăng tỉ lệ thuận với nồng độ mà định lượng ion [6] Trần Hữu Hoan xác định Mn tro rong biển phương pháp cực phổ với điện cực giọt thủy ngân sử dụng dung dịch KOH 1M + Trietanolamin 0,2M, độ nhạy phương pháp đạt tới 100ppm [4] Tuy nhiên tồn dòng tụ điện mà phương pháp khơng thể phân tích đối tượng hàm lượng vết Để khắc phục người ta dung nhiều phương pháp để tăng độ nhạy như: Phương pháp phổ sóng vng, cực phổ xung vi phân … Lê Lương xác định Mn đất trồng trọt phương pháp cực phổ sóng vng với điện cực giọt thủy ngân sử dụng dung dịch KOH 5M + Trietanolamin 0,1M, độ nhạy phương pháp đạt tới ppm [4] 14 1.3.1.4 Phương pháp von – ampe hòa tan [6] Phương pháp von - ampe hịa tan phương pháp điện hóa có độ nhạy cao, có khả xác định nhiều ion kim loại có nồng độ nhỏ khoảng 10-6 -10-8 mol/lít với sai số 5-15% điều kiện tối ưu Phương pháp cho phép xác định định lượng vết khoảng thời gian ngắn, kỹ thuật phân tích đơn giản, tốn hóa chất, máy móc khơng phức tạp Q trình phân tích theo phương pháp Von –ampe hịa tan gồm bước: + Điện phân làm giàu chất phân tích bề mặt điện cực làm việc phù hợp + Hòa tan kết tủa làm giàu cách phân cực, ngưỡng cực làm việc, ghi đường cong hòa tan chiều cao đường phân cực ghi điều kiện thích hợp, tỉ lệ thuận với nồng độ chất dung dịch Điều kiện cho phép ta định lượng chất phân tích phương pháp đường chuẩn phương pháp thêm Tuy nhiên, phương pháp cịn có nhược điểm độ nhạy bị hạn chế dòng dư, nhiều yếu tố ảnh hưởng : Điện cực thị, chất nền… 1.3.1.5 Phương pháp trắc quang Phương pháp trắc quang xác định mangan dựa 4trên việc đo mật độ quang dung dịch chứa ion MnO - axit pyrophotphat manganit phức chất mangan với thuốc thử hữu Để oxi hóa Mn(II) lên peiodat pesunfat Phản ứng oxi hóa: - + 5IO - + 6H+ 2Mn2+ + 5IO4- + 3H2O → MnO 2Mn2+ + 5S2O82- + 8H2O → MnO -4 + 10SO42- + 16H+ Cường độ màu đỏ tím MnO - tỉ lệ với nồng độ Mn(II) Phổ hấp thụ dung dịch MnO - có hai cực đại = 525nm ( = 2230)  = 545nm ( = 2420) Phương pháp phân tích trắc quang kỹ thuật phương tiện máy móc đơn giản, độ lặp lại phép đo cao độ nhạy độ xác khơng cao 15 Có thể xác định Mn dạng Mn(II) dạng Mn(VII) Sự oxi hóa hợp chất Mn thành MnO4- thuốc thử bismutat, periodat, persunfat đo độ hấp thụ MnO4- bước sóng 528nm coi phương pháp tiêu chuẩn khoảng thời gian dài Tại Việt Nam sử dụng phương pháp tiêu chuẩn TCVN 4578 – 1988 Mangan mức oxy hóa khác (chủ yếu dạng Mn(II)) xác định theo phương pháp cách oxy hóa thành Mn(VII) chất oxy hóa mạnh (NH4)2S2O8 (Ag+ làm xúc tác), NaBiO3, KIO4,… môi trường HNO3, H2SO4 Lượng lớn chất hữu cơ, ion có màu, Cl- cản trở phép xác định Loại trừ ảnh hưởng Cl- cách kết tủa với AgNO3 bay với H2SO4 đặc Loại trừ ảnh hưởng Fe3+ cách tạo phức với H3PO4 dung dịch đo quang tiến hành hai lần để loại trừ ảnh hưởng ion màu khác [5] Phương pháp thích hợp phân tích Mn hàm lượng mg/l 1.3.1.7 Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử Cơ sở lý thuyết phép đo AAS hấp thụ lượng (bức xạ đơn sắc) nguyên tử tự trạng thái chiếu chùm tia xạ nguyên tố môi trường hấp thụ Tùy thuộc vào kỹ thuật nguyên tử hóa người ta phân biệt phép đo AAS có độ nhạy 0,1 mg/l phép đo ETA – AAS có độ nhạy cao kỹ thuật không lửa 50 đến 1000 lần (0,1-1 ppb) [9] Thực tế cho thấy phép đo phổ hấp thụ nguyên tử có nhiều ưu việt: Độ nhạy, độ chọn lọc cao, độ xác cao, tốn mẫu, tốc độ phân tích nhanh Gần 60 nguyên tố hóa học xác định phương pháp với độ nhạy từ 10-4 10-5 % [9] Nguyên tắc phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) [9] Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử dựa xuất phổ hấp thụ nguyên tử nguyên tử tồn trạng thái khí tự mức lượng Muốn thực phép đo phổ AAS cần phải thực cơng việc sau: - Chuyển mẫu phân tích từ trạng thái rắn dung dịch thành trạng thái Đó q trình hố mẫu 16 ...ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Thị Hiên NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ DẠNG MANGAN TRONG CHÈ Chuyên ngành: Hóa Phân tích Mã số: 60440118 LUẬN VĂN THẠC SĨ... tích mangan 55 3.6.1 Quy trình phân tích mangan tổng số mẫu chè khơ .55 3.6.2 Xác định Mn tổng chiết nước chè 56 3.6.3 Xác định mangan dạng liên kết flavonoit 56 3.6.4 Xác định. .. dưỡng mangan phụ thuộc vào dạng hóa học Trong chè, mangan tồn chủ yếu dạng: dạng tự nước, dạng phức yếu, dạng phức flavonoit… Và lợi ích với sức khỏe dạng khác khơng giống nhau, thường mangan dạng