XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG KIM LOẠI NẶNG CHÌ TRONG VÙNG TRỒNG ĐINH LĂNG HUYỆN CHỢ GẠO TIỀN GIANG BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ TÁN XẠ PLASMA ICP-OE

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY ĐÔ KHOA DƯỢC – ĐIỀU DƯỠNG

TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƯỢC HỌC

MÃ SỐ: 7720201

XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG

KIM LOẠI NẶNG CHÌ TRONG VÙNG TRỒNG ĐINH LĂNG HUYỆN CHỢ GẠO

TIỀN GIANG BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ TÁN XẠ PLASMA ICP-OES

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:

DSCKI: NGUYỄN CHÍ TOÀN

SINH VIÊN THỰC HIỆN:

TRẦN ANH KHOA MSSSV: 1652720401704 LỚP: ĐẠI HỌC DƯỢC 11E

Cần Thơ, năm 2021

LỜI CÁM ƠN

Để hoàn thành chuyên đề báo cáo thực tập này trước hết em xin gửi đến quý thầy,cô giáo trong khoa Dược – Điều dưỡng trường Đại học Tây Đô lời cảm ơn chân thành

Đặc biệt, em xin gởi đến thầy Nguyễn Chí Toàn người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành chuyên đề báo cáo thực tập này lời cảm ơn sâu sắc nhất

Vì kiến thức bản thân còn hạn chế, trong quá trình thực tập cũng như là trong quá trình làm bài báo cáo thực tập, khó tránh khỏi sai sót, rất mong các thầy, cô bỏ qua Đồng thời do trình độ lý luận cũng như kinh nghiệm thực tiễn còn hạn chế nên bài báo cáo không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được ý kiến đóng góp thầy, cô để em học thêm được nhiều kinh nghiệm và sẽ hoàn thành tốt hơn bài báo cáo tốt

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan tất cả những kết quả của đề tài này do chính bản thân tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của Thầy Nguyễn Chí Toàn Toàn bộ số liệu, kết quả hoàn toàn trung thực

Cần Thơ, ngày……tháng……năm 2021 Sinh viên thực hiện

Trần Anh Khoa

TÓM TẮT

Cây đinh lăng có nguồn gốc từ các đảo Thái Bình Dương (Polyneedi) được trồng chủ yếu để làm cảnh ở các đình chùa, các vườn gia đình

Đinh lăng làm thuốc bổ, trị suy nhược cơ thể, tiêu hóa kém, phụ nữ sau khi đẻ ít sữa, sản hậu huyết xông nhức mỏi Còn dùng làm thuốc chữa ho, ho ra máu, thông tiểu tiện, chữa kiết lỵ

Đề tài: “Xác định hàm lượng kim loại nặng chì trong vùng trồng đinh lăng huyện Chợ Gạo Tiền Giang bằng phương pháp quang phổ tán xạ plasma icp-oes.” Nhằm

xác định cây đinh lăng trong khu vực có nhiễm chì không và sản phẩm của cây đinh lăng

Đối tượng và phương pháp nghiên cứu:

Đối tượng nghiên cứu: các cây đinh lăng trồng ở khu vực Chợ Gạo, Tiền Giang và sản

phẩm từ cây đinh lăng

Phương pháp nghiên cứu: Bằng phương pháp quang phổ tán xạ plasma icp-oes Kết quả:

Hàm lượng chì trong cây đinh lăng là 0,23 mg/kg

Hàm lượng chì trong sản phẩm hoạt huyết dưỡng não là 0,01mg/L

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1

1.1 Giới thiệu chung về cây đinh lăng và sản phẩm từ cây đinh lăng 1

1.1.1 Cây đinh lăng 1

1.1.2 Sản phẩm từ cây đinh lăng 3

1.3.1 Phương pháp phân tích hóa học 6

1.3.2 Phương pháp phân tích công cụ 8

1.4 Phương pháp xử lý mẫu phân tích xác định chì 11

1.4.1 Phương pháp xử lý ướt (bằng acid đđ oxy hóa mạnh) 12

1.4.2 Xử lý mẫu trong bình kendal 12

1.4.3 Xử lý mẫu trong lò vi sóng (phá mẫu hệ kín) 12

1.4.4 Phương pháp xử lý khô 13

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15

2.1 Đối tượng và mục tiêu nghiên cứu 15

2.1.1 Đối tượng và mục tiêu 15

2.1.2 Nội dung nghiên cứu 15

2.2 Giới thiệu về phương pháp phổ khối lượng plasma cao tần cảm ứng icp-oes 15 2.3 Trang thiết bị, dụng cụ, hóa chất 17

2.3.1 Trang thiết bị, dụng cụ 17

2.3.2 Hóa chất 19

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN KẾT QUẢ 20

3.1 Lấy mẫu và xử lý mẫu trắng giả lập 20

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Cây đinh lăng 1

Hình 1.2 Hoạt huyết dưỡng não 3

Hình 2.1 Hệ trang bị ICP-OES 18

Hình 2.2 Hình ảnh máy ICP – OES 19

Hình 3.1 Xử lý mẫu đinh lăng 20

Hình 3.2 Bảo quản mẫu và phiếu kiểm nghiệm chì 21

Hình 3.3 Các nồng độ tuyến tính 22

Hình 3.4 Sơ đồ phá mẫu đinh lăng ở nồng độ chì 5ppm,10ppm,20ppm 24

Hình 3.5 Độ thu hồi 25

Hình 3.6 Sơ đồ phá mẫu hoạt huyết dưỡng não 26

Hình 3.7 Xử lý mẫu hoạt huyết dưỡng não 27

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1 Kết quả đo tuyến tính ICP-OES 22 Bảng 3.2 Kết quả đo mẫu độ thu hồi: 26 Bảng 3.3 Kết quả đo ICP-OES : 28

coefficient Hệ số tương quan

deviation Độ lệch chuẩn tương đối

MỞ ĐẦU

Ngày nay, người ta đã khẳng định được rằng nhiều nguyên tố kim loại có vai trò cực kỳ quan trọng đối với cơ thể sống và con người.Tuy nhiên nếu hàm lượng lớn chúng sẽ gây độc hại cho cơ thể Sự thiếu hụt hay mất cân bằng của nhiều kim loại vi lượng trong các bộ phận của cơ thể như gan, tóc, máu, huyết thanh, là những nguyên nhân hay dấu hiệu của bệnh tật, ốm đau hay suy dinh dưỡng và có thể gây tử vong Thậm chí, đối với một số kim loại người ta mới chỉ biết đến tác động độc hại của chúng đến cơ thể Kim loại nặng có thể xâm nhập vào cơ thể con người chủ yếu thông qua đường tiêu hóa và hô hấp Tuy nhiên, cùng với mức độ phát triển của công nghiệp và sự đô thị hoá, hiện nay môi trường sống của chúng ta bị ô nhiễm trầm trọng Các nguồn thải kim loại nặng từ các khu công nghiệp vào không khí, vào nước, vào đất, vào thực phẩm rồi xâm nhập vào cơ thể con người qua đường ăn uống, hít thở dẫn đến sự nhiễm độc Do đó việc nghiên cứu và phân tích các kim loại nặng trong môi trường sống, trong dược phẩm và tác động của chúng tới cơ thể con người nhằm đề ra các biện pháp tối ưu bảo vệ và chăm sóc sức khoẻ cộng đồng là một việc vô cùng cần thiết Nhu cầu về dược phẩm sạch, đảm bảo sức khỏe đã trở thành nhu cầu thiết yếu, cấp bách và được toàn xã hội quan tâm

Thuốc đông y có thể nhiễm một số kim loại nặng từ đất, nước và không khí Vì vậy, trong giai đoạn phát triển mới của ngành Dược liệu trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng, chúng ta không chỉ quan tâm nghiên cứu các chất có hoạt tính sinh học sử dụng làm thuốc mà cần phải quan tâm nghiên cứu và kiểm tra khống chế các chất có hại, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ người sử dụng

Xuất phát từ yêu cầu thực tế và cấp bách đó nhằm góp phần vào công tác đảm bảo

chất lượng thuốc đông y tôi thực hiện đề tài: “Xác định hàm lượng kim loại nặng chì trong vùng trồng đinh lăng huyện Chợ Gạo Tiền Giang bằng phương pháp quang phổ tán xạ plasma icp-oes.”

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Giới thiệu chung về cây đinh lăng và sản phẩm từ cây đinh lăng 1.1.1 Cây đinh lăng

Đinh lăng, cây gỏi cá – Polyscias fruticosa (L.) HarOES (Tieghemopanax fruticosus R Vig.), thuộc họ Nhân sâm – Araliaceae

Hình 1.1 Cây đinh lăng

Mô tả:Cây nhỏ dạng bụi, cao 1.5-2m Thân nhẵn, ít phân nhánh, các nhánh non có nhiều lỗ bì lồi Lá kép mọc so le, có bẹ, phiến lá xẻ 3 lần lông chim, mép có răng cưa không đều, chóp nhọn, lá chét và các đoạn đều có cuống Cùm hoa chùy ở ngọn, gồm nhiều tán Hoa nhỏ, màu trắng xám Quả hình trứng, dẹt, màu trắng bạc

Sinh thái:Cây có khả năng tái sinh dinh dưỡng ca Người ta thường trồng chủ yếu bằng cách giâm cành; chọn những cành già, chặt thành đoạn ngắn 15-20cm, cắm nghiêng xuống đất Trồng vào tháng 2-4 hoặc thánh 8-10 Đinh lăng ưa đất cao ráo, hơi ẩm nhiều màu

Phân bố:Cây có nguồn gốc từ các đảo Thái Bình Dương (Polyneedi) được trồng chủ yếu để làm cảnh ở các đình chùa, các vườn gia đình

Từ năm 1961, do biết tác dụng bổ dưỡng của rễ Đinh lăng, người ta trồng nhiều ở các bệnh viện, trạm xá, vườn thuốc

Bộ phận dùng: Rễ, thân và lá – Radix, Caulis et Folium Polysciatis

Thu hoạch rễ của những cây đã trồng từ 3 năm trở lên (cây trồng càng lâu năm càng tốt), đem rửa sạch phơi khô ở chỗ mát, thoáng gió để đảm bảo mùi thơm và phẩm chất Khi dùng, đêm rễ tẩm nước gừng tươi 5% sao qua, rồi tẩm 5% mật ong hoặc mật mía Lá thu hái quanh năm, thường dùng tươi

Thành phần hóa học: Trong rễ có glucosid, alcaloid, saponin, triterpen, tanin, 13 loại acid amin, vitamin B1 Trong thân và lá cũng có nhưng ít hơn

Tính vị, tác dụng:Rễ Đinh lăng có vị ngọt, tính bình; lá vị nhạt, hơi đắng, tính bình; có tác dụng bổ 5 tạng, giải độc, bổ huyết, tăng sữa, tiêu thực, tiêu sưng viêm Đinh lăng là thuốc tăng lực Nó làm tăng sức chịu đựng của cơ thể đối với các yếu tố bất lợi như kiệt sức, gia tốc, nóng Đối với người, Đinh lăng làm cho nhịp tim sớm trở lại bình thường sai khi chạy dai sức và làm cơ chế chịu được sóng Người bện bị suy mòn uống Đinh lăng chóng phục hồi cơ thể, ăn ngon, ngủ tốt, tăng cân Nó cũng làm tử cung co bóp mạnh hơn Đinh lăng ít độc hơn cả nhân sâm và khác với Nhân sâm; nó không làm tăng huyết áp

Công dụng: Đinh lăng làm thuốc bổ, trị suy nhược cơ thể, tiêu hóa kém, phụ nữ

sau khi đẻ ít sữa, sản hậu huyết xông nhức mỏi Còn dùng làm thuốc chữa ho, ho ra máu, thông tiểu tiện, chữa kiết lỵ Thân và cành chữa phong thấp, đau lưng Lá dùng chữa cảm sốt, mụn nhọt saung tấy, sưng vú Ở Ấn độ, người ta cho là cây có tình làm se, dùng trong điều trị sốt

Cách dùng: Thường sử dụng ở dạng bột, ngày dùng 2g trở lên Cũng có thể thái

miếng phơi khô, ngày dùng 1-6g dạng thuốc sắc Từ năm 1976, Học viện quân y phối hợp với Xí nghiệp dược phẩm 1 Bộ Y Tế đã sản xuất viên Đinh lăng 0.15g với công dụng chữa suy mòn, sút cân, kém ăn kém ngủ, lao động mệt mỏi, ngày uống 2-3 lần, mỗi lần 2-3 viên Lá Đinh lăng phơi khô đem lót gối hoặc trải giường cho trẻ em năm để phòng bệnh kinh giật Phụ nữ sau khi sinh uống nước sắc lá Đinh lăng khô, thấy có thể nhẹ nhõm khỏe mạnh có nhiều sữa Lá tươi 50-100g băm nhỏ cùng với bong bóng lợn trộn với gạo nếp nấu cháo ăn cũng lợi sữa Ở Campuchia, người ta còn dùng phối hợp với các loại thuốc khác làm bột, hạ nhiệt và cũng dùng như thuốc giảm đau Lá dùng xông làm ra mồ hôi và trị chứng chóng mặt Dùng tươi giã nát đắp ngoài trị viêm thần kinh và thấp khớp và các vết thương Lá nhai nuốt nước với một chút phèn trị hóc xương cá Vỏ cây nghiền thành bột làm thuốc uống hạ nhiệt

(http://www.phytopharma.vn/index.php/vi/cay-thuoc-viet-nam/183-cay-dinh-lang)

1.1.2 Sản phẩm từ cây đinh lăng

Hoạt huyết dưỡng não: là thuốc bổ thần kinh được bào chế từ 100% dược liệu

nguồn gốc thảo mộc với sự tiếp thu kết quả nghiên cứu đầy đủ của các thầy thuốc Pháp và Việt Nam Sản phẩm được sản xuất với 3 dạng bào chế: viên bao đường, viên bao phim và viên nang mềm

Viên bao phim với thành phần không chứa bất kỳ một loại đuờng nào, nên đặc

biệt thích hợp cho người có chế độ ăn kiêng đường như người bị bệnh tiểu đường, béo phì,…

Hình 1.2 Hoạt huyết dưỡng não

Phòng và điều trị các bệnh:

- Suy giảm trí nhớ, căng thẳng thần kinh, kém tập trung

- Thiểu năng tuần hoàn não, hội chứng tiền đình với các biểu hiện: đau đầu, hoa mắt, chóng mặt, mất ngủ, mất thăng bằng

- Giảm chức năng não bộ: giảm trí nhớ, suy nhược thần kinh, di chứng não

- Chứng run giật của bệnh nhân Parkinson

1.2 Các tính chất hóa học vật lý của chì 1.2.1 Tính chất vật lý

Chì là kim loại có màu xám xanh, mềm, bề mặt chì thường mờ đục do bị oxy hóa tạo ra lớp oxit PbO

1.2.2 Tính chất hóa học

Ở điều kiện thường, chì bị oxy hóa tạo thành lớp oxit màu xám xanh bao bọc trên mặt bảo vệ cho chì không tiếp tục bị oxy hóa nữa

2Pb + O2 — 2PbO

Chì tương tác với halogen và nhiều nguyên tố không kim loại khác: Pb + X2 — PbX2 (X = halogen)

Chì chỉ tương tác ở trên bề mặt với dung dịch axit clohydric loãng và axit sulfuric dưới 80% vì bị bao bởi lớp muối khó tan (PbCl2 và PbSO4) nhưng với dung dịch đậm đặc hơn của các axit đó, chì có thể tan vì muối khó tan của lớp bảo vệ đã chuyển thành hợp chất tan:

PbCl2 + 2HCl — H2PbCl4 PbSO4 + H2SO4 — Pb(HSO4)2

Với axit nitric ở bất kỳ nồng độ nào, chì tương tác như là một kim loại 3Pb + 8HNO3 íoãng — 3Pb(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Riêng chì, khi có mặt oxy, có thể tương tác với nước:

Chì có hai oxit là PbO, PbO2 và cả 2 oxyd hỗn hợp là chì metaplombat Pb2O3 (hay PbO.PbO2), chì orthoplombat Pb3O4 (hay 2PbO.PbO2)

Mono oxit chì PbO là chất rắn, có hai dạng: PbO-a và PbO- // màu vàng, PbO tan chút ít trong nước nên Pb có thể tương tác với nước khi có mặt oxy, PbO tan trong axit và tan trong kiềm mạnh, khi đun nóng trong không khí bị oxy hóa thành Pb3O4

Dioxit chì PbO2 là chất rắn màu nâu đen, có tính lưỡng tính nhưng tan trong kiềm dễ dàng hơn trong axit Khi đun nóng PbO2 mất dần oxy biến thành các oxit, trong đó chì có số oxy hóa thấp hơn:

PbO2 ——— > Pb2O3 ——— >Pb3O4530 550 — > PbO (nâu đen) (vàng đỏ) (đỏ) (vàng)

Lợi dụng khả năng oxy hóa mạnh của PbO2 người ta chế ra acquy chì

Chì orthoplombat (Pb3O4) hay còn gọi là minium, là hợp chất của Pb có các số oxy hóa +2, +4 Nó là chất bột màu đỏ da cam, được dùng chủ yếu là để sản xuất thủy tinh pha lê, men đồ sứ và đồ sắt, làm chất màu cho sơn (sơn trang trí và sơn bảo vệ cho kim loại không rỉ)

1.2.3.2 Chì hydroxit:

Chì hydroxyd Pb(OH)2 đều là kết tủa rất ít tan, có màu trắng, khi đun nóng, chúng dễ mất nước biến thành oxit PbO, Pb(OH)2 là chất lưỡng tính Khi tan trong axit các hydroxit tạo nên muối của cation Pb2+

Pb(OH)2 + 2HCl PbCl2 + 2H2O

Khi tan trong dung dịch kiềm mạnh, tạo nên muối hydroxoplombit Pb(OH)2 + 2KOH K2[Pb(OH)4]

1.2.3.3 Các muối của chì:

Các muối Pb(II) thường là tinh thể có cấu trúc phức tạp, không tan trong nước trừ Pb(NO3)2, Pb(CH3COO)2

Các dihalogenua chì đều là chất rắn không màu, trừ PbI2 màu vàng, tan ít trong nước lạnh nhưng tan nhiều hơn trong nước nóng

Tất cả các dihalodenua có thể kết hợp với halogenua kim loại kiềm MX tạo thành hợp chất phức kiểu M2[PbX4] Sự tạo phức này giải thích khả năng dễ hòa tan của chì dihalogenua trong dung dịch đậm đặc của axit halogenhydric và muối của chúng

1.2.4 Vai trò chức năng và tác dụng sinh hóa của chì

Chì là một trong những kim loại có ứng dụng nhiều nhất trong công nghiệp chỉ sau sắt, đồng, kẽm và nhôm Chì được sử dụng chủ yếu làm nguyên liệu trong sản xuất acquy Khi thêm lượng nhỏ Asen hoặc antimon vào sẽ làm tăng độ cứng, độ bền cơ học và chống mài mòn Các hợp kim canci - chì, thiếc - chì được dùng làm lớp phủ ngoài cho một số loại dây cáp điện Một lượng rất lớn chì được dùng để điều chế nhiều hợp kim quan trọng: thiếc hàn chứa 10 - 80% Pb, hợp kim chữ in chứa 81% Pb, hợp kim ổ trục chứa 2% Pb Chì hấp thụ tốt tia phóng xạ và tia Rơnghen nên được dùng để làm những tấm bảo vệ khi làm việc với những tia đó Tường của phòng thí nghiệm phóng xạ được lót bằng gạch chì

Trong sản xuất công nghiệp thì chì có vai trò quan trọng, nhưng đối với con người và động vật thì chì lại rất độc Đối với thực vật chì không gây hại nhiều nhưng lượng chì tích tụ trong cây trồng sẽ xâm nhập vào cơ thể con người và động vật qua đường tiêu hóa Do vậy, chì không được sử dụng làm thuốc trừ sâu Chì kim loại và muối sulfua của nó được coi như không độc do chúng không bị cơ thể hấp thụ Tuy nhiên, các muối chì tan trong nước như Pb(NO3)2, Pb(CH3COO)2 rất độc Chì có tác dụng âm tính lên sự phát triển của bộ não trẻ em Chì ức chế mọi hoạt động của các enzym, không chỉ ở não mà còn ở các bộ phận tạo máu, nó là tác nhân phá hủy hồng cầu

Khi hàm lượng chì trong máu khoảng 0,3 ppm thì nó ngăn cản quá trình sử dụng oxy để oxy hóa glucoza tạo ra năng lượng cho quá trình sống, do đó làm cho cơ thể mệt mỏi, ở nồng độ cao hơn (> 0,8 ppm) có thể gây nên thiếu máu do thiếu hemoglobin Hàm lượng chì trong máu nằm trong khoảng (> 0,5 - 0,8 ppm) gây ra sự rối loạn chức năng của thận và phá hủy não Xương là nơi tàng trữ tích tụ vào các mô mềm của cơ thể và thể hiện độc tính của nó

Tóm lại, khi xâm nhập vào cơ thể động vật, chì gây rối loạn tổng hợp hemoglobin, giảm thời gian sống của hồng cầu, thay đổi hình dạng sống của tế bào, xơ vữa động mạch, làm con người bị ngu dần, mất cảm giác Khi bị ngộ độc chì sẽ có triệu chứng đau bụng, tiêu chảy, ăn không ngon miệng, buồn nôn và co cơ

1.3 Các phương pháp xác định chì 1.3.1 Phương pháp phân tích hóa học

Nhóm các phương pháp này dùng để xác định hàm lượng lớn (đa lượng) của các chất, thông thường lớn hơn 0,05%, tức là mức độ miligram Các trang thiết bị và dụng cụ cho các phương pháp này là đơn giản và không đắt tiền

1.3.1.1 Phương pháp phân tích khối lượng

*Nguyên tắc: Đây là phương pháp dựa trên sự kết tủa chất cần phân tích với thuốc thử phù hợp, sau đó lọc, rửa, sấy hoặc nung rồi cân chính xác sản phẩm và từ đó xác định được hàm lượng chất phân tích

Cách tiến hành: với Cd, người ta thường cho kết tủa dưới dạng CdS trong môi trường axit yếu Còn chì kết tủa dưới dạng PbSO4, PbCrO4 hay PbMoO4

Phương pháp này đơn giản không đòi hỏi máy móc hiện đại, đắt tiền, có độ chính xác cao, tuy nhiên đòi hỏi nhiều thời gian, thao tác phức tạp và chỉ phân tích hàm lượng lớn, nên không dùng để phân tích lượng vết

1.3.1.2 Phương pháp phân tích thể tích

Nguyên tắc: Dựa trên sự đo thể tích dung dịch thuốc thử đã biết nồng độ chính

xác (dung dịch chuẩn) được thêm vào dung dịch chất định phân để tác dụng đủ toàn bộ lượng chất định phân đó Thời điểm thêm lượng thuốc thử tác dụng vừa đủ với chất định Đối với Chì, ta có thể chuẩn độ trực tiếp bằng EDTA hay chuẩn độ ngược bằng dung dịch Zn2+ hoặc chuẩn độ thay thế với ZnY2-, chỉ thị ETOO

- Cách 1: Chuẩn độ trực tiếp Pb2+ bằng EDTA ở pH trung tính hoặc kiềm (pH khoảng 8-12) với chỉ thị ETOO

Pb2'-H2V2-^PbV2 2H'

Tuy nhiên, chì rất dễ thủy phân nên trước khi tăng pH phải cho Pb2+ tạo phức kém bền với tactrat hoặc trietanolamin

- Cách 2: Chuẩn độ ngược Pb2+ bằng dung dịch Zn2+: cho Pb2+ tác dụng với một lượng dư chính xác EDTA đã biết nồng độ ở pH = 10 Sau đó chuẩn độ EDTA dư bằng

- Cách 3: Chuẩn độ thay thế dùng ZnY2-, chỉ thị ETOO

Do phức PbY2- bền hơn ZnY2- ở pH = 10 nên Pb2+ sẽ đẩy Zn2+ ra khỏi phức ZnY2- Sau đó, chuẩn Zn2+ sẽ xác định được Pb2+:

Pb2 ll2Y2^PbY2 /n2'

/nlnd + H2Y2- ZnY2- + HInd (đỏ nho) (xanh)

Trong khóa luận tốt nghiệp của mình, tác giả Trần Đại Thanh đã sử dụng phương pháp chuẩn độ complexon để xác định chì sau khi đã hấp thụ trên chitosan

Phương pháp phân tích thể tích có ưu điểm là nhanh chóng và dễ thực hiện, tuy nhiên cũng giống như phương pháp phân tích khối lượng, phương pháp này cũng không được sử dụng trong phân tích lượng vết, vì phải thực hiện quá trình làm giàu phức tạp

1.3.2 Phương pháp phân tích công cụ

1.3.2.1 Phương pháp điện hóa

Phương pháp cực phổ

Nguyên tắc: Người ta thay đổi liên tục và và tuyến tính điện áp đặt vào 2 cực để

khử các ion kim loại, do mỗi kim loại có thế khử khác nhau Thông qua chiều cao của đường cong Von- Ampe có thể định lượng được ion kim loại trong dung dịch ghi cực phổ Vì dòng giới hạn Igh ở các điều kiện xác định tỉ lệ thuận với nồng độ ion trong dung dịch ghi cực phổ theo phương trình:

I = k.C

Trong phương pháp phân tích này người ta dùng điện cực giọt thủy ngân rơi là cực làm việc, trong đó thế được quét tuyến tính rất chậm theo thời gian (thường 1-5mV/s)

Phương pháp này có khá nhiều ưu điểm: Nó cho phép xác định cả chất vô cơ và hữu cơ với nồng độ 10-5 - 10-6M tùy thuộc vào cường độ và độ lặp lại của dòng dư Sai số của phương pháp thường là 2-3% với nồng độ 3 - 4M là 5% với nồng độ 10-5M (ở điều kiện nhiệt độ không đổi)

Tuy nhiên, phương pháp này cũng có những hạn chế như ảnh hưởng của dòng điện, dòng cực đại, của oxy hòa tan, bề mặt điện cực'

Nhằm loại trừ ảnh hưởng trên đồng thời tăng độ nhạy, hiện nay đã có các phương pháp cực phổ hiện đại: cực phổ xung vi phân (DPP), cực phổ sóng vuông (SQWP).chúng cho phép xác định lượng vết của nhiều nguyên tố

GS Petrovic và cộng sự (1998) dùng phương pháp Von-Ampe hòa tan xung vi phân để xác định đồng thời Cd, Pb trong nước sau khi tách nó từ axit humic bằng phương pháp sắc kí bản mỏng Giới hạn của phương pháp này đối với Cd là 0,1ppm

Tác giả Bùi Văn Quyết đã dùng phương pháp cực phổ để xác định thành phần phần trăm Pb có thực trong quặng pyrit ở khoảng (0,00031-0,00002)% với xác suất 95%

Phương pháp cực phổ xác định Pb chưa phát huy được hết tính ưu việt của nó vì vậy phải kết hợp với làm giàu thì mới tăng được độ nhạy

Phương pháp Von-ampe hòa tan:

Về bản chất, phương pháp Von-ampe hòa tan cũng giống như phương pháp cực phổ là dựa trên việc đo cường độ dòng hoà tan để xác định nồng độ các chất trong dung dịch Nguyên tắc gồm hai bước:

Bước 1: Điện phân làm giàu chất cần phân tích trên bề mặt điện cực làm việc, trong khoảng thời gian xác định, tại thế điện cực xác định

Phương pháp Von-ampe hòa tan có thể xác định được cả những chất không bị khử (hoặc oxy hóa) trên điện cực với độ nhạy khá cao 10-6 - 10-8 M Phương pháp này cũng có nhược điểm: độ nhạy bị hạn chế bởi dòng dư, nhiều yếu tố ảnh hưởng (điện cực chỉ thị, chất nền, tốc độ quét, thế ghi sóng cực phổ )

Bước 2: Hòa tan kết tủa đã được làm giàu bằng cách phân cực ngược điện cực làm việc, đo và ghi dòng hòa tan Trên đường Von-ampe hòa tan xuất hiện pic của nguyên tố cần phân tích Chiều cao pic tỉ lệ thuận với nồng độ

1.3.2.2 Phương pháp quang phổ:

Phương pháp trắc quang:

Phương này chính là phương pháp phổ hấp thụ phân tử trong vùng UV-VIS Ở điều kiện thường, các phân tử, nhóm phân tử các chất bền vững và nghèo năng lượng, đây là trạng thái cơ bản Nhưng khi có một chùm sáng với năng lượng thích hợp chiếu vào thì các điện tử hóa trị trong các liên kết (ỗ, n, n) sẽ hấp thụ năng lượng chùm sáng, chuyển lên trạng thái kích thích với năng lượng cao hơn Hiệu số giữa hai mức năng lượng (cơ bản E0 và kích thích Em) chính là năng lượng mà phân tử hấp thụ từ nguồn sáng để tạo ra phổ hấp thụ phân tử của chất

Nguyên tắc: Phương pháp xác định dựa trên việc đo độ hấp thụ ánh sáng của một

dung dịch phức tạo thành giữa ion cần xác định với một thuốc thử vô cơ hay hữu cơ trong môi trường thích hợp khi được chiếu bởi chùm sáng Phương pháp định lượng theo phương trình cơ bản:

A = K.C

Trong đó: A: Độ hấp thụ quang của chất K: Hằng số thực nghiệm

C: Nồng độ của chất phân tích

Phương pháp này cho phép xác định nồng độ chất ở khoảng 10-5- 10-7M và là một trong các phương pháp được sử dụng khá phổ biến

Tác giả Phạm Thị Xuân Lan đã xác định chì bằng phương pháp trắc quang dùng thuốc thử xylen da cam có độ nhạy cao và kết quả thu được khá chính xác ở điều kiện tối ưu của phép đo là 12 ml urotropin 10%, 8ml HCl 0,5N, 1,2 ml thuốc thử xylen dacam 0,05% định mức 25 ml và đo bằng cuvet 50 mm với lọc sáng màu lục

Phương pháp trắc quang có độ nhạy, độ ổn định và độ chính xác khá cao, được sử dụng nhiều trong phân tích vi lượng Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này là không chọn lọc, một thuốc thử có thể tạo phức với nhiều ion kim loại

Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử (AES):

Khi ở điều kiện thường, nguyên tử không thu hay phát ra năng lượng, nhưng nếu bị kích thích thì các điện tử hóa trị sẽ nhận năng lượng chuyển lên trạng thái có năng lượng cao hơn (trạng thái kích thích) Trạng thái này không bền, chúng có xu hướng giải phóng năng lượng để trở về trạng thái ban đầu bền vững dưới dạng các bức xạ Các bức xạ này được gọi là phổ phát xạ nguyên tử

Phương pháp AES dựa trên sự xuất hiện phổ phát xạ của nguyên tử tự do của nguyên tố phân tích ở trạng thái khí khi có sự tương tác với nguồn năng lượng phù hợp Hiện nay, người ta dùng một số nguồn năng lượng để kích thích phổ AES như ngọn lửa đèn khí, hồ quang điện, tia lửa điện, plasma cao tần cảm ứng (IC'P)

Nhìn chung, phương pháp AES đạt độ nhạy rất cao (thường từ 3 đến n.10-4%), lại tốn ít mẫu, có thể phân tích đồng thời nhiều nguyên tố trong cùng một mẫu Vì vậy, đây là phương pháp dùng để kiểm tra đánh giá hóa chất, nguyên liệu tinh khiết, phân tích lượng vết ion kim loại độc trong nước, lương thực, thực phẩm Tuy nhiên, phương pháp này lại chỉ cho biết thành phần nguyên tố trong mẫu mà không chỉ ra được trạng thái liên kết của nó trong mẫu

Các tác giả Nguyễn Văn Định, Dương Ái Phương, Nguyễn Văn Đến đã sử dụng phương pháp này để xác định các kim loại (Sn, Zn, C'd tạp chất trong mẫu kẽm tinh luyện

Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS):

Nguyên tắc: Khi nguyên tử tồn tại tự do ở thể khí và ở trạng thái năng lượng cơ

bản, thì nguyên tử không thu hay không phát ra năng lượng Tức là nguyên tử ở trạng thái cơ bản Song, nếu chiếu vào đám hơi nguyên tử tự do một chùm tia sáng đơn sắc có bước sóng phù hợp, trùng với bước sóng vạch phổ phát xạ đặc trưng của nguyên tố phân tích, chúng sẽ hấp thụ tia sáng đó sinh ra một loại phổ của nguyên tử Phổ này được gọi là phổ hấp thụ của nguyên tử Với hai kỹ thuật nguyên tử hóa, nên chúng ta cũng có hai phép đo tương ứng Đó là phép đo phổ hấp thụ nguyên tử trong ngọn lửa (F-AAS có độ nhạy cỡ 0,1 ppm) và phép đo phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF-AAS có độ nhạy cao hơn kỹ thuật ngọn lửa 50-1000 lần, cỡ 0,1-1ppb)

Cơ sở của phân tích định lượng theo AAS là dựa vào mối quan hệ giữa cường độ vạch phổ và nồng độ nguyên tố cần phân tích theo biểu thức:

Az = a.Cx

Có hai phương pháp định lượng theo phép đo AAS là: phương pháp đường chuẩn và phương pháp thêm tiêu chuẩn

Thực tế cho thấy phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử có nhiều ưu việt như: Độ nhạy, độ chính xác cao, lượng mẫu tiêu thụ ít, tốc độ phân tích nhanh Với ưu điểm này, AAS được thế giới dùng làm phương tiêu chuẩn để xác định lượng nhỏ và lượng vết các kim loại trong nhiều đối tượng khác nhau

Phép đo phổ AAS có thể phân tích được lượng vết của hầu hết các kim loại và cả những hợp chất hữu cơ hay anion không có phổ hấp thụ nguyên tử Nó được sử dụng rộng rãi trong các ngành: địa chất, công nghiệp hóa học, hóa dầu, y học, sinh học, dược phẩm

Phương pháp khối phổ plasma cao tần cảm ứng ICP-OES

Khi dẫn mẫu phân tích vào ngọn lửa plasma (ICP), trong điều kiện nhiệt độ cao của plasma, các chất có trong mẫu khi đó sẽ bị hoá hơi, nguyên tử hoá và ion hoá tạo thành ion dương có điện tích +1 và các electron tự do Thu và dẫn dòng ion cho vào thiết bị phân giải phổ để phân chia chúng theo số khối (m/z) sẽ tạo ra phổ khối của nguyên tố chất cần phân tích Sau đó, đánh giá định tính và định lượng phổ thu được

Kỹ thuật phân tích ICP-OES là một trong những kỹ thuật phân tích hiện đại Kỹ thuật này được nghiên cứu và phát triển rất mạnh trong những năm gần đây Với nhiều ưu điểm vượt trội của nó, kỹ thuật này được ứng rất rộng rãi trong phân tích rất nhiều đối tượng khác nhau đặc biệt là trong các lĩnh vực phân tích vết và siêu vết phục vụ nghiên cứu sản xuất vật liệu bán dẫn, vật liệu hạt nhân, nghiên cứu địa chất và môi trương

Tác giả Petet Heitland và Helmut D.Koster ứng dụng phương pháp ICP-OES để xác định lượng vết 30 nguyên tố Cu, Pb, Zn, Cd.trong mẫu nước tiểu của trẻ em và người trưởng thành

Lê Văn Hậu phân tích đánh giá hàm lượng kim loại nặng trong nhựa và phát tán vào thực phẩm bằng phương pháp ICP-OES

1.4 Phương pháp xử lý mẫu phân tích xác định chì

Để xác định hàm lượng Cd, Pb trong thảo dược, trước hết ta phải tiến hành xử lí mẫu nhằm chuyển các nguyên tố cần xác định có trong mẫu từ trạng thái ban đầu (dạng

rắn) về dạng dung dịch Đây là công việc rất quan trọng vì nó có thể dẫn đến những sai lệch trong kết quả phân tích do sự nhiễm bẩn mẫu hay làm mất chất phân tích nếu thực hiện không tốt Hiện nay có nhiều kỹ thuật xử lí mẫu phân tích, với đối tượng thảo dược thì hai kỹ thuật chính dùng để phá mẫu gồm kỹ thuật tro hóa ướt bằng acid đặc oxy hóa mạnh (phương pháp xử lý ướt) và kỹ thuật tro hóa khô (phương pháp oxy hóa khô)

1.4.1 Phương pháp xử lý ướt (bằng acid đđ oxy hóa mạnh)

Nguyên tắc chung: dùng axit đặc có tính oxy hóa mạnh (HNO3, HClO4.) hay hỗn

hợp các axit đặc có tính oxy hóa mạnh (HNO3 + HClO4) hoặc hỗn hợp một axit mạnh và một chất oxy hóa (HNO3 + H2O2).để phân hủy hết chất hữu cơ và chuyển các kim loại ở dạng hữu cơ về dạng các ion trong dung dịch muối vô cơ Việc phân hủy có thể thực hiện trong hệ đóng kín (áp suất cao), hay trong hệ mở (áp suất thường) Lượng axit thường phải dùng gấp từ 10-15 lần lượng mẫu, tùy thuộc mỗi loại mẫu và cấu trúc vật lý hóa học của nó Thời gian phân hủy mẫu trong các hệ hở, bình Kendan, ống nghiệm, cốc, thường từ vài giờ đến hàng chục giờ, cũng tùy loại mẫu, bản chất của các chất, còn nếu trong lò vi sóng hệ kín thì chỉ cần vài chục phút Thường khi phân hủy xong phải đuổi hết axit dư trước khi định mức và tiến hành đo phổ

1.4.2 Xử lý mẫu trong bình kendal

Phương pháp này đơn giản, không cần dụng cụ phức tạp và cho kết quả khá chính xác

Các axit được sử dụng trong phá mẫu hệ hở như: HF, HCl, H2SO4, I IC'l(.)| , tùy theo loại mẫu và nguyên tố cần phân tích mà ta có quy trình phân tích phù hợp Ví dụ như để xác định các nguyên tố dễ bay hơi như Hg thì cần khống chế nhiệt độ <1200C, để phá các mẫu chứa nhiều SiO2 cần cho thêm HF

Tác giả Nguyễn Thị Thơm trong khóa luận tốt nghiệp của mình cũng đã sử dụng phương pháp xử lý mẫu trong bình kendal để xác định hàm lượng Cd trong đồ chơi nhựa bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF-AAS)

Tác giả Đỗ Văn Hiệp trong khóa luận tốt nghiệp của mình cũng đã sử dụng phương pháp xử lý mẫu trong bình kendal để xác định hàm lượng Cu và chì trong rau xanh bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS)

1.4.3 Xử lý mẫu trong lò vi sóng (phá mẫu hệ kín)

Hiện nay phổ biến nhất là kỹ thuật xử lý mẫu ướt với axit đặc trong lò vi sóng hệ kín do có nhiều ưu điểm như: thời gian xử lý mẫu ngắn, phá huỷ mẫu triệt để và không mất chất phân tích, hiệu suất xử lý mẫu cao

Dưới tác dụng phá hủy và hoà tan các hạt (phần tử) mẫu của axit, năng lượng nhiệt cùng axit làm tan rã các hạt mẫu đồng thời do khuếch tán, đối lưu, chuyển động nhiệt và va chạm của các hạt mẫu với nhau làm chúng bị bào mòn dần, các tác nhân này tấn công và bào mòn dần các hạt mẫu từ bên ngoài vào, làm cho các hạt mẫu bị mòn dần và tan hết

Ngoài ra, trong lò vi sóng còn có sự phá vỡ từ trong lòng hạt mẫu do các phân tử nước hấp thụ năng lượng vi sóng và do có động năng lớn nên chúng chuyển động nhiệt Tác giả Phạm Thị Thu Hà trong luận văn thạc sỹ khoa học của mình cũng đã sử dụng phương pháp xử lý mẫu trong lò vi sóng để xác định hàm lượng Cd và Pb trong thảo dược và sản phẩm của nó bằng phép đo phổ hấp thụ nguyên tử

Tác giả Cao Thị Mai hương trong luận văn thạc sỹ khoa học của mình cũng đã sử dụng phương pháp xử lý mẫu trong lò vi sóng để xác định hàm lượng Cr trong rau xanh bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF-AAS)

Ưu - nhược điểm của kĩ thuật này là:

+ Hầu như không bị mất các chất phân tích, nhất là trong lò vi sóng

+ Nhưng nếu xử lý trong các hệ hở thì thời gian phân hủy mẫu rất dài, tốn nhiều axit đặc tinh khiết cao, dễ bị nhiễm bẩn do môi trường hay axit dùng và phải đuổi axit dư lâu nên dễ bị nhiễm bụi bẩn vào mẫu

1.4.4 Phương pháp xử lý khô

Nguyên tắc: Đối với các mẫu hữu cơ trước hết phải được xay hay nghiền thành

bột, vữa hay thể huyền phù Sau đó dùng nhiệt để tro hóa mẫu, đốt cháy chất hữu cơ và đưa các kim loại về dạng oxyd hay muối của chúng Cụ thể là: Cân lấy một lượng mẫu nhất định (5-10 gam) vào chén nung Nung chất mẫu ở một nhiệt độ thích hợp, để đốt cháy hết các chất hữu cơ, và lấy bã vô cơ còn lại của mẫu là các oxit, các muối, Sau đó hòa tan bã thu được này trong acid vô cơ, như HCl (1/1), HNO3 (1/2), để chuyển các kim loại về dạng các ion trong dung dịch Quyết định việc tro hóa ở đây là nhiệt độ nung và thời gian nung (nhiệt độ tro hóa và thời gian tro hóa) và các chất phụ gia thêm vào mẫu khi nung Nhiệt độ tro hóa các chất hữu cơ thường được chọn thích hợp trong vùng từ 400-5500C, nó tùy theo mỗi loại mẫu và chất cần phân tích

Tác giả Nguyễn Thị Châm trong khóa luận tốt nghiệp của mình cũng đã sử dụng phương pháp xử lý khô để xác định hàm lượng Mn trong một số loại rau bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS)

Ưu - nhược điểm của kỹ thuật này là: