Khóa luận tốt nghiệp Hóa học: Nghiên cứu quy trình xác định hàm lượng chì trong một số mẫu son môi bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa

phương pháp pho hap thụ nguyên tử ngọn lửa FAAS là phương pháp có độ nhạy va độchính xác cao, phù hợp với quy trình nghiên cứu chì trong các mẫu son và điều kiện phòng thí nghiệm.. Nhằm

TRUONG ĐẠI HỌC SƯ PHAM THÀNH PHO HO CHÍ MINH

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH

HAM LƯỢNG CHI TRONG MOT SO

MAU SON MOI BANG PHUONG PHAP

PHO HAP THU NGUYEN TU NGON LUA

Tp Hồ Chi Minh, tháng 05 năm 2019

TRUONG ĐẠI HỌC SƯ PHAM THÀNH PHO HO CHÍ MINH

KHOA HOA HOC

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH

HAM LƯỢNG CHI TRONG MOT SO MAU SON MOI BANG PHUONG PHAP

PHO HAP THU NGUYEN TU NGON LUA

Người thực hiện: Lê Phạm Hữu Tâm

MSSV: K41.01.201.064

Giang viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Ngọc Hưng

Tp Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2019

XÁC NHAN CUA CHỦ TỊCH HOI DONG

EERE EERE EE EERE EEE EEE E HEHE EE EEE EEE EEE EEE EOE HEHE EEE EEE E EERE OOOH EEE EEE EERE

PeeEUERUUSS SOE COCOOSUOOS OOO OOCOCeOCCS «4444060460 94444444600 0k rere eeeereecer rr eee eeeeeeer ere rere ree eect)

¬

Chủ tịch Hội đồng

CHỮ VIẾT TÁT VÀ KÝ HIỆU TRONG LUẬN VĂN

AAS

EAAS

FAAS

GFAAS ICP

LOD LOQ

MS STT

UV

VỊS

Pho hap thụ nguyên tử Pho hap thụ nguyên tử điện nhiệt

Phê hap thụ nguyên tử ngọn lửa

Phỏ hap thụ nguyên tử lò Graphit

Nguồn plasma cao tần cảm ứng

Bang 2.4 Thông tin các mẫu son môi khảo sát c5 55°55scvevvirrrsrrrsrrseee 17

Bang 3.1 Các điều kiện do phô hap thụ nguyên tử của Chi ccscsssssessessesssesssesseesseeees 19

Bang 3.2 Cac mức va khoảng biến thiên của hai yếu tố chiều cao ngọn lửa và lưu

lưng ñ0np KD o0 500051607 1001000000110605220101010001010700211906520110197110010442023001100141151003312855 19 Bang 3.3 Ma trận quy hoạch thực nghiệm bậc hai, hai BMI " 20

Bảng 3.4 Kết quả kiểm nghiệm với giá trị tối ưu hoá của hai yếu tổ chiêu cao ngọn

li väiRiilrgne đồng|EHIUHSR: sai ci2ii02100216022022120210021002019126221002182112312062182-30/277Bang 3.5 Các thông số tối ưu hoá của máy EAAS 2s 5cccccccvccrrercrcccee 22

Bang 3.6 Cách pha các dung địch chuẩn Pb** khảo sát tuyến tính - 23

Bang 3.7 Khảo sát khoảng tuyến tinh của dung dich chì chuân - 24Bang 3.8 Cách pha các dung dich chuẩn Pb?* dung đường chuân - 25

Băng 3.9 Giá trị độ hấp thụ các điểm dựng đường chuân Pb -. .:-5 - 26

Bang 3.10 Phương trình hồi quy của chỉ - 5c ccsccececrersrrsrtrrrsrrseee 27

Bang 3.11 Kết quả đo độ lặp lại của phép đo Pb 55c 55cSckrirrrscrseee 28 Bang 3.12 Khao sát thé tích acid HCIOy ảnh hưởng đến quá trình phá mẫu 29

Bảng 3.13 Khao sat the tích acid HNO; ảnh hưởng đến quá trình phá mẫu 31Bang 3.14 Khao sát thể tích hydrogen peroxide đặc ảnh hưởng đến quá trình phá mẫu

ššezkz¿z3563895810538806e8243595383813838ã6585564595353840824838545420139391813885655692353ã883818562152256ã3533381828868587928542 32

Bang 3.15 Khảo sát các mức nhiệt độ ảnh hưởng đến quá trình phá mẫu 33Bang 3.16 Khảo sát thời gian ảnh hưởng đến quả trình phá mẫu 34

Bang 3.17 Các mức và khoảng biến thiên của hai yếu tổ thé tích perchloric acid đặc

GEG MECH Birch ean STORING ÔẶG:nonnggaeniiniinnioitiitttttntgttttit4010011146446650118103830883888863 36

Bang 3.18 Ma trận quy hoạch thực nghiệm bậc hai, hai yếu tố - 5 : 36 Bang 3.19 Kết quả kiêm nghiệm với giá trị toi ưu hoá của hai yêu tô thê tích

perchloric acid đặc và thé tích hydrogen peroxide đặc ‹ se csccsccsscccc 38

Bang 3.20 Khảo sát hệ số thu hồi của các mẫu son môi 2-5ccccccccscccccceeBang 3.21 Kết qua phân tích các mẫu son môi ¿- 22-222 S2zccsecrxerrxerrsecccee-

ti

DANH MỤC HÌNH VE

Hình 3.1 Kết quả tính toán quy hoạch thực nghiệm chiều cao ngọn lửa và lưu lượng

dong khí đốt trên phần mem Modde 5.0 222-222scc2xeccczeccreccreerrrerrrreerrseccee 20

Hình 3.2 Ảnh hưởng của v, h đến độ hap thụ của dung dich Pb?' 7 ppm 21

Hình 3.3 Dé thị khảo sát khoảng tuyển tinh nông độ của Pb 55 -5- 24Hình 3.4 Đường chuân thé hiện mối liên hệ giữa nông độ và độ hap thy chỉ 26Hình 3.5 Thê tích HCIO; ảnh hưởng đến quá trình phá mẫu - . . - 30Hình 3.6 Thẻ tích HNO: ảnh hướng đến quá trình phá mẫu . ‹5-55 31

Hình 3.7 Thẻ tích H2O> ảnh hưởng đến quá trình phá mẫu . 5c: 55-55: 32 Hình 3.8 Mức nhiệt độ ảnh hưởng đến quá trình phá mẫu - 5: 5-55: 34

Hình 3.9 Thời gian ảnh hưởng đến quá trình phá mẫu -.2¿secccseccse2 35

Hình 3.10 Kết quả tính toán quy hoạch thực thé tích perchloric acid đặc và thé tích

hydrogen peroxide đặc trên phần mềm Modde 5.0 22-©22-2222xzccxserxsecrseccee 37

Hình 3.11 Anh hưởng của Vị, V2 đến quá trình phá mẫu -.-38

iv

MỤC LỤC

CHỮ VIET TAT VÀ KY HIỆU TRONG LUẬN VÄN cooeeeccie i

DANH MỤC BANG cccccccccessessesseessessesscssssessesseesstssesucsssessessessstsarsensensessetsetsaceseseceess iiDANH MUC HINH 1n iv

MỤC LỤC cecccccssssusesssssceesssuessssssesssssuesssssessessusessssuesssuuessesuueessesuessssueseesnneeseenueessene V

CHUGNG 1 ‘TONG QUANG cŸnreeeeeeeooeeeeeỷeereerroeeeeneseosenc 3

LL Đại cương về các tinh chất của chì (Pb) - e«-es+cessxesxeesxesrxeesxesss 3

I.I.I _ Đặc tinh nguyên tử và tính chất hố lí - 5-52 6 sv xccsccscszcvs 3

I.I.2 Chi trong ty nhiên, trong san xuất vả trong đời sơng Ù*Ì 3

1.2 Độc tính cúa Chỉ (PB) cccĂ«ĂĂ HH HH HH HH ngư HH 101141818 81188884081 154 4

1.2.1 Các con đường xâm nhập của chì vao cơ thể Í*Šl'Í 2¿ssccszzccse< 4

1.2.2 Tác hại đối với con người ÍfŠ} ce<xseCxzeCrzzczzzccrxsrrrssrrrzcczee 4 1.3 Sơ nét về mỹ phẩm son mỢ -esccsccesceeresrresreerresressrsrrssrrssresrxee $ 1.4 Một số phương pháp định lượng chì s«-e<©seecxeereeereeereeeree 6

1.4.1 Phương pháp quang pho UV — VIS ÍŠÌ, s.-sscsccacstk1x1xcxkrrseree 6

I.4.2 Phuong pháp phỏ hap thụ nguyên tử điện nhiệt EAAS Ì, 6

1.4.3 Phuong pháp phơ hap thụ nguyên tử khơng ngọn lửa GFAAS 61.4.4 Phuong pháp khối phd ICP - MS 2-2cecccsecccserczeecccee 71.4.5 Phương pháp quang phỏ hap thụ nguyên tử AAS ÍÊÌ - 7

GHƯOỚNGT, THỊ C 1) an ỶŸỶŸỶỶaẽẽẽaanẽỶỶẽễẽễẽẽiẽẽŸẽẼŸễỄẽêễễ 0 10

2.1 Hố chất — Dụng Chụ «-cccccecceeScecceceeErerteerterteerterxeersrrrerrerrere 10

PUA, - Hgấliussassssaonnunnnannnniitnttositiditiiittttoittiooiioidatiintgrtasiasaii 102.1.2 _ Trang thiết bj và dụng cụ phục vụ nghiên cứu - . -. : 10

2.2 THựC NGNIEM crserereesrsssecsserersersressecsscsssscsseensesssnssssssssssnsssssnessssessssessenssnesseseeees H

2.2.1 Khảo sát các điều kiện tối ưu đo phơ hap thụ nguyên tử Pb của may

FAAS II

2.2.2 Xây dựng phương pháp định lượng chi đối với phép đo FAAS 12

2.2.3 Tối ưu hố quy trình xử lí mẫu son mơi ccscccccccsccccccc- 13

2.2.4 Khảo sát hệ số thu hồi của quy trình xử lý mẫu -. - 16

2.2.5 Phân tích định lượng MAU SOM tiƠi se cscce xxx cxeEvrkrrrrereceeee 17

2.2.6 Phuong pháp xứ lý và đánh giá kết quả -22©cssccseccsecccec- 18

CHUONG 3 KET QUA VA THẢO LUẬN cooocosesseocssoossosssoe 19

3.1 Khảo sát các điều kiện toi ưu đo phố hap thụ nguyên tử Pb của may FAAS

19

3.1.1 Khảo sát chiều cao ngọn lửa và lưu lượng dịng khí đốt bằng phương án

quy hoạch thực nghiệm bậc 2 tâm xoay Box — Hiun(€F - << c<c<c=<<e<s 19

3.1.2 _ Tổng kết các thơng số tối ưu của máy đo phd EAAS 223.2 Xây dựng phương pháp định lượng chì đỗi với phép đo F.4A4S 22

3.2.1 Khảo sát khoảng tuyến tính của chì -. -c«ccssssessecsecseee 2

pe ye Car Tech et et > 25

3.2.3, Xác định giới han phát hiện (LOD), giới han định lượng (LOQ) của

Giường Chuan PD cnoninnsinsiiiiti0101101161014655520111311555368558565385555155598ã8988555855585385553 388888852 27 3.2.4 — Khảo sát độ lặp của phép đo - (HH HH He, 28

3.3 Tối ưu hố quy trình xứ lf mẫu son mợ ee-c-e«ccecveecveexeesreesseere 29

3.3.1 Khảo sát thê tích perchloric acid đặc (70⁄4) ccccxcecseeeeees 29

3.3.2 — Khảo sát thẻ tích acid nitric đặc (659⁄4) 5-25©5cSecxteEerkereceecsces 303.3.3 Khảo sát thẻ tích hydrogen peroxide đặc (30%) -2- 2z 31

3.3.4 Khảo sat mức nhiệt độ cho quy trình phá MAU .5 5 33

3.3.5 Khảo sát thời gian cho quy trình phá mẫu ¿- 2c ©55-55<<: 34

3.3.6 _ Quy hoạch thực nghiệm bậc 2 Box — Hunter các yêu tơ ảnh hưởng đến

Ci DONT of LT er 35

3:37 Tơng Meet AiG ea Mean AH MMA asi sssssesscascsssssssnssnssasascsosssonssavsnssseascssees 39

3.4, Khảo sát hệ số thu hồi của quy trình xử li muẪu - e-©«<©se©«e+x 39 3.5 Két quả phân tích các mẫu son mmơÌ - e ee©ee©sexve+xeecveecxeecxeee 41 CHUGNG:A, KET LUAN=DE NGEN osissssssssssssssscossccssssscsssscsssnnesciacscsescesenoviannad 42

4:1 KĂ BR si cniennniiiibtiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiOiiiiiGORiG.TOi0G00G0301G30300G030114010ã8000000005008.0838 42

“đã BE aN a 43TAM MU THAM KHẢO: cs cscccccascccacccscnscoassananamacmaasnecsasaanaaammasnacaassansead 44

vi

MỞ ĐẢU

Ngày nay, khoa học công nghệ ngảy càng phát triển thì con người cảng đảnh sự

quan tâm đặc biệt đến van dé thâm mỹ Nắm bắt được xu hướng thị hiểu đó, các nhà

khoa học đã cho ra đời hang loạt san pham phục vụ nhu cầu thâm mỹ của con người

Bên cạnh sự ra đời của các dòng máy chăm sóc sắc đẹp đắt tiền thưởng xuất hiện trong

các bệnh viện thâm mỹ, không thê không kê dén hàng loạt mỹ pham phô biến phủ hợp

với túi tiền người tiêu ding như kem đưỡng da, tinh dau, nước hoa hong, mặt nạ cũng

như các dòng son môi nồi tiếng trên thị trường Việt Nam như các dòng son nhập khâu

MÁC, 3CE, QHUI, VICHY, SHISEDO, các dong son nội địa như đòng son M.O.1, TY

COSMETICS, PEARL.

Son môi được con người bôi trực tiếp lên da phục vụ cho việc làm dep, do đó

nêu thành phan son môi có chứa chất độc hại thì chúng sẽ hap thụ vào cơ thé qua da,điển hình như một số kim loại nặng Cd, As, Hg Pb Trong giới hạn đẻ tài chúng tôimuốn nhắn mạnh đến kim loại chì (Pb)

Chi (Pb) là nguyên tổ có thé xâm nhập vào cơ thé con người gây ra các bệnh

nguy hiểm như nhiễm độc chi, vô sinh, liệt dương, viêm da day và nhiều loại bệnh

khác '!1,

Sự xâm nhập của Pb vào cơ the con người qua ba đường chủ yeu: đường hôhap, đường tiêu hoá và đường da |) Mỹ phẩm nói chung và son môi nói riêng lànguồn cung cấp chủ yếu chi (Pb) vào cơ thẻ người qua đường da

Trong hau hết son môi déu chứa chì, kê cả một số loại son được quảng cáo là

son không chì Tuy nhiên sự có mặt chi trong son môi không phải là van dé quá nguy

hiểm, mà chính hàm lượng chi trong son môi có nằm trong giới hạn cho phép haykhông mới là vẫn đẻ cần quan tâm Nếu hàm lượng chì vượt quá giới hạn cho phép sẽ

gây nguy hiểm cho người ding, do đó việc nghiên cứu và xây dựng quy trình phân tích

hàm lượng chi (Pb) trong các mẫu son môi là vô cùng can thiết và ý nghĩa

Có rất nhiều phương pháp xác định hàm lượng chì khác nhau như phương phápEAAS, phương pháp GFAAS, phương pháp FAAS, phương pháp khối phd Trong đó

phương pháp pho hap thụ nguyên tử ngọn lửa FAAS là phương pháp có độ nhạy va độ

chính xác cao, phù hợp với quy trình nghiên cứu chì trong các mẫu son và điều kiện

phòng thí nghiệm Mặt khác, các công trình nghiên cứu xác định hàm lượng chỉ trongson môi ở Việt Nam cũng còn hạn chế Nhằm góp phan vào công tác kiểm định chat

lượng mỹ phẩm trên thị trường va tận dụng thiết bị máy móc có sẵn trong phỏng thí

nghiệm, chúng tôi thực hiện dé tài: “Nghién cứu quy trình xác định ham lượng chi

trong một số mẫu son môi bang phương pháp phô hấp thụ nguyên tử ngọn lửa FAAS”.

t2

CHUONG 1 TONG QUAN

1.1 Đại cương về các tinh chất của chi (Pb)

1.1.1 Đặc tính nguyên tử và tính chất hoá lí

Chi (ký hiệu Pb) là nguyên tổ kim loại chuyền tiếp, thuộc 6 số 82, phân nhóm

IVB trong bảng hệ thông tuần hoản các nguyên tổ hoá học

Bang 1.1 Một số thông số lý hoa của chì (Pb)!"*)

Câu hình electron [Xe] 4f145d!°6s°6p?

Màu sắc Trăng xanh Nhiệt độ nóng chảy (°C) 327,5

Nhiệt độ sôi (°C) 1750

Bán kính nguyên tử (ppm) 175

Chi là kim loại mau trắng xanh, có khối lượng riêng lớn, nhiệt độ nóng chảy

thấp dan điện và dẫn nhiệt tốt, mém nên dé uốn Khi mới cat, be mặt kim loại chi sáng

bóng lập tức bị bao phủ bởi một lớp chi (II) oxide trên mặt, các lớp chì (ID oxide có

thé phản ứng với carbon dioxide trong khí quyền tạo thành chì (II) carbonate Các lớp

oxide hay carbonate này bảo vệ kim loại chì khỏi ảnh hưởng của yeu tô bên ngoài.

Nguyên tử chì cho phô hấp thụ đặc trưng khi hấp thụ các bức xạ có bước sóng217,00 nm và 283,30 nm Nhờ tính chất đặc biệt này, người ta đã ứng dụng phân tíchhàm lượng chì bang phương pháp phố hap thụ nguyên tử ngọn lửa FAAS

1.1.2 Chì trong tự nhiên, trong sản xuất và trong đời sống |

Chi trong vỏ trái đất có hàm lượng khoảng 20 mg/kg Trong tự nhiên, chi tồn tại

dưới dạng các loại quặng khác nhau ở bẻ mặt trái đất như khoáng chất PbSOa

(anglesite), PbCOs (cerussite), galena (PbS) Chì có bốn đồng vị phô biến: ?9Pb, Pb,

?2?Pb và ?0%Pb, trong đó ba đồng vị “Pb, 20?Pb và ?9*Pb hình thành từ sự phân rã phóng

xạ của thorium vả hai đông vị khác nhau cua uranium,

Chì được sử dụng rộng rãi trong thành phan các loại sơn hay chất phủ bê mat

khác trong suốt các thập niên 1940 — 1950 Sơn chi không chỉ gây ngộ độc cho người

mà còn làm nhiễm ban môi trường dat, nước và không khí Hiện nay sơn có chi đã bịcam sử dụng cho khu dan cư nên lượng chì gây ô nhiễm cũng giảm đáng kê

Các nguồn thực phẩm vẫn có thẻ bị nhiễm chì từ khu vực cung cấp nguồnnguyên liệu hoặc tử khâu chế biến thực phẩm, đặc biệt là thực phẩm có chứa tính axit

như các loại trái cây, đồ chua được đóng trong lon có thành phần chứa chì Bên cạnh

nguồn thực phẩm, nguồn nước cũng là nơi dé bị ô nhiễm chi Con đường dẫn nước qua

các ống dẫn có chỉ làm nước bị ô nhiễm, hoặc bê chứa nước chứa chi cũng lả nguyên

nhân lam nước bị nhiễm chì Đặc biệt tại các khu vực sinh hoạt gần nơi luyện kim,

khai thác, chi có thể hòa tan tử đất vào nguồn nước uống gây bệnh cho con người.

Không chỉ thức ăn, nước uống bị ô nhiễm, không khí xung quanh con người

cũng bị ảnh hưởng bởi lượng khí thải có chì từ các phương tiện giao thông, các khu

chế suất hay các khu công nghiệp.

1.2 Độc tính của chì (Pb)

1.2.1 Các con đường xâm nhập của chì vào cơ thé Í'Š‡ /!1

Đường tiêu hoá: Chi có thé xâm nhập qua thức ăn, nước uống vào cơ thé con

người gây ra các rối loạn nhất định phụ thuộc độ tudi, thé trang cua cơ thể.

Đường hô hap: Chi cũng có thé xâm nhập vào cơ thé qua khí thai có chứa hơi

chì từ các phương tiện giao thông hay các nhà máy, khu công nghiệp.

Đường qua da: Chì có thé thâm qua da và đi vào máu khi con người tiếp xúc

với các sản phầm có chứa chì, điển hình là son môi Chì tham nhiều và nhanh hơn khi

nhiệt độ và độ âm trên da tăng.

1.2.2 Tác hại đối với con người |!

Người nhiễm độc chi có thẻ mắc phái một số triệu chứng và các bệnh như thiểumáu, đau bụng, bệnh lý về thần kinh, bệnh thận, vô sinh hoặc lâm vào trạng thái hôn

mê Chi cần một lượng nhỏ 0,5 ppm trong máu người đã gây ức chế enzyme, ngăn cán quá trình tông hợp hemoglobin trong máu.

Chi được xem như một chat độc tích lũy, khi tích lũy đến một ham lượng nhất

định, nó tạo ra một loạt các hiệu ứng chủ yếu trên hệ thống tạo máu, hệ thần kinh và

thân.

Trên hệ thông tạo máu: mỗi liên hệ giữa chì và các enzyme heme được tìm thây

ở hau hết các tế bào Ba trong số bay enzyme heme bị giảm do chi, dẫn đến thiểu máu tùy mức độ Ảnh hướng cúa chỉ xuất hiện ngay cả với nông độ thấp 10 ug/đL.

Trên hệ thống than kinh: hệ thần kinh là nơi dé chịu ảnh hưởng bởi nhiễm độc chỉ Biêu hiện của nhiễm độc chì trên hệ than kinh 1a bệnh não cấp tỉnh với các triệu

chứng nôn mửa kéo đài, co giật, hôn mê Đặc biệt là trẻ em với ngưỡng nồng độ chì

ảnh hưởng đến hệ than kinh rất thấp, chỉ dưới 10 g/dL.

Trên cơ quan thận: chi có thé gây ra suy thận mãn tính dẫn đến bệnh git ở con

người Người bị nhiễm độc chì không có triệu chứng gì đến khi các chức năng thận suy giám một cách đáng kể Hàm lượng chì cao có thé dan đến xơ hoá kẽ, teo ống, cầu

thận xơ cứng và cuối cùng là suy thận

1.3 Sơ nét về mỹ phẩm son môi

Son môi la loại mỹ phẩm dùng ngoài da đành cả cho nam va nữ, gia hay trẻ

Son môi có nhiều loại khác nhau như son đưỡng, son kem, son nước, son lì với các dạng rắn, lỏng, kem tùy theo nhu cầu của người tiêu dùng.

Son môi có tác dụng làm đẹp, dưỡng am, ngăn ngừa nếp nhăn do trong thànhphan chứa nhiều dưỡng chất như dau khoáng, lalonin, sáp ong ''3Ì Theo thống kê củamột bài báo trên tạp chí Food and Chemical Toxicology !"*), phan trăm phụ nữ yêuthích các sản phẩm son môi của miễn Đông Bắc Hoa Kỳ chiếm đến 60% Điều đóchứng tỏ son môi có sức hút rất lớn đối với nữ giới nói riêng

Trong thành phan chì chứa một số kim loại nặng như Cd, As, Hg, Pb gây ánh hưởng xấu sức khỏe người tiêu dùng Đặc biệt kim loại chỉ tích lũy đần trong cơ thể

gây ra các bệnh như đã trình bày ở mục 1.2.2, Do đó, việc khảo sát hàm lượng chi

trong các mẫu son môi là vô cùng cần thiết Theo quy định của cục quản lý được Việt

Nam, giới hạn hàm lượng chi trong các loại mỹ phẩm nói chung không vượt quá 20

ppm ÍÊÌ.

1.4 Một số phương pháp định lượng chì

1.4.1 Phương pháp quang phô UV — VIS "*!

Phương pháp này dùng đề định lượng một số kim loại trong đó có chỉ thông qua

sự tạo thành phức càng cua với thuốc thử dithizon Phức chi — dithizon được pha trong

dung môi cacbon tetraclorua (CC|:) hấp thụ cực đại ở bức xạ có bước sóng 520 nm.

Uu điểm: phương pháp đơn giản, dễ thực hiện

Nhược điểm: giới hạn hàm lượng chi phát hiện được phải từ 107M trở lên, các

kim loại khác cũng có thé tạo phức với dithizon trong dung môi CCly gây sai số đến

quá trình phân tích.

Năm 2017, Dang Kim Tại đã xác định ham lượng chì trong đất ở thành phố Cao

Lãnh, Tỉnh Đông Tháp bằng phương pháp trắc quang (UV -VIS) kết hợp với phương

pháp chiết tách Kết quả thu được đều thỏa mãn giới hạn cho phép các kim loại nặngtrong đất (< 70 mg/kg), ham lượng chi từ 10,54 + 1,87 mg/kg đến 20,16 + 1,46

ng/kg.

1.4.2 Phương pháp phố hấp thụ nguyên tử điện nhiệt EAAS Í°Ì

Phương pháp nảy có độ nhạy cao, thao tác dé dang va nhanh chóng, giai đoạn

chuan bị mẫu hau hết đều đơn giản, giới hạn phát hiện thấp, phù hợp cho phân tích chì

ở hàm lượng nhỏ.

Năm 2012, Sema Gunduz và Suleyman Akman đã xác định hàm lượng chỉ

trong son môi bằng phương pháp EAAS, sử dụng hỗn hợp HNO; đặc (65%) và HF(40%) để phá mẫu trong lò vi sóng, sau đó dem đo độ hap thụ ở bước sóng 283.3060

nm Kết quả thu được hàm lượng chì trong các mẫu son từ 0.11 ng/mg đến 4.48

ng/mg.

1.4.3 Phương pháp phố hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa GFAAS

Phương pháp nảy cực kì hữu ich trong van đề nghiên cứu các nguyên tổ ở dạng

vết, vì đây 14 một trong những kĩ thuật có độ nhạy cao nhất, giới hạn phát hiện vào

khoảng pg/L đến ng/L

Năm 2012, tạp chí Talanta đã đăng bai báo nghiên cứu chi trong son môi của

Aline Rodrigues Soares và Clésia Cristina Nascentes băng phương pháp GFAAS Hai

cách xử li mẫu khác nhau được ding dé so sánh cho ra kết qua gần giống nhau: Khi xử

lí mẫu bang dung dịch TMAH, hàm lượng chì trong son thu được từ 2,07 + 0,03 ng/g

đến 3,72 + 0,06 hg/g; khi xứ lí mẫu bằng hỗn hợp acid HNO: đặc, HF đặc và cung cấp

nhiệt bang lò vi sóng, hàm lượng chì trong son dat từ 2,15 + 0,08 ug/g đến 3,56 +

0,15 ng/ø |"),

1.4.4 Phương pháp khối phố ICP - MS

Phê khói lượng cỏ tính chọn lọc tốt, độ nhạy cao, phủ hợp trong nghiên cứu

hàm lượng vết các kim loại nặng như Hg, As, Pb

Nam 2014, Wei-Ni Chen va các cộng sự đã nghiên cứu ham lượng chi trong các

mẫu son môi băng phương pháp kết hợp ICP-MS, hàm lượng chi đạt được trong các

mẫu khác nhau dao động từ 22,5 + 0,7 ng/g đến 189 + 8,5 ng/g |"),

1.4.5 Phương pháp quang phố hap thụ nguyên tử AAS lê)

1.4.5.1 Nguyên tắc

Đề thực hiện phương pháp đo độ hap thụ nguyên tử phải thực hiện quy trình

chặt chẽ sau:

Chọn điều kiện và hệ thống nguyên tứ hoá phù hợp dé chuyên mẫu can phân

tích thành dang hơi cúa nguyên tử tự do, hơi này chính là môi trường hap thụ bức xạ ở

bước sóng thích hợp.

Chiều chùm tia bức xạ có bước sóng thích hợp qua đám hơi nguyên tử từ nguồn

cung cấp tia sáng, đó là đèn catot rỗng (HCL) hay dén không điện cực (EDL) Cường

độ chùm tia sáng bị đám hơi nguyên tử hấp thụ phụ thuộc vào nồng độ của nó trong môi trường hap thụ.

Hệ thống máy quang phô sẽ thu toàn bộ chùm sáng và chọn vạch phổ hap thụcủa nguyên tố can nghiên cứu đẻ đo cường độ của nó Cường độ này chính là tín hiệu

độ hap thụ thẻ hiện trên màn hình máy đo Trong khoảng nông độ nhất định, giá trị độhấp thụ tuyến tính với nòng độ của nguyên tô trong mẫu theo công thức:

A=aLœ

A: độ hap thụ.

a: hing số thực nghiệm

L: bề đày môi trường hấp thụ chùm sáng đi qua.

C: nông độ của nguyên t trong mẫu phân tích.

b: hằng số bản chat (0 < b < 1)1.4.5.2 Ưu điểm và nhược điểm

s* Ưu điểm:

- Độ nhạy va độ chọn lọc tương đối cao Khoảng 65 nguyên tổ hoá học được

xác định bằng phương pháp này với độ nhạy từ 0,05 ppm — 1 ppm Do độ nhạy cao nên không cần làm giàu nguyên tô trước khi phân tích.

- Thao tác thực hiện dé dang vả nhanh chóng.

- Kết quả phân tích ồn định, sai số nhỏ.

- Chỉ cho biết thành phần nguyên tố phân tích, không chỉ ra trang thái liên kết

của nó trong mẫu

1.4.5.3 Kỹ thuật nguyên tử hoá mẫu bằng ngọn lửa đèn khí

Kỹ thuật này sử dụng năng lượng nhiệt của ngọn lửa đèn khí được tạo ra khi đốt

hỗn hợp khí oxi hoá (ví dụ không khi) và khí chảy (ví dụ acetylene) để hoá hơi và

nguyên tử hoá mẫu phân tích khi mẫu đưa vào ngọn lửa ở thé sol khí

s* Đặc điểm:

Kỹ thuật này có độ nhạy không cao (LOD từ 0,05 ppm đến | ppm) nên thường

được sử dụng dé xác định ham lượng ở cấp microgam (ppm).

s+ Một số công trình nghiên cứu xác định chì bằng phương pháp FAAS:

Năm 2016, Đặng Xuân Thư vả các cộng sự đã có công trình nghiên cứu xác

định hàm lượng Cu, Pb, Cd, Mn trong nước thai va sinh hoạt bằng phương pháp FAAS

đăng trên tạp chi Khoa học Dai học Sư phạm Thành phố Hỗ Chí Minh Kết quả xác

định được phương trình hồi quy của Pb là y = 0,0258x + 0.0022 với LOD = 0,003mg/L; LOQ = 0,01 mg/L; hàm lượng chi trong các mẫu nước sinh hoạt từ 0,0009 ppm

đến 0,2917 ppm; hàm lượng chi trong các mẫu nước thải từ 0,0018 ppm đến 0,2947

ppm (,

Năm 2017, Nguyễn Mậu Thanh đã phân tích xác định ham lượng chi và sắttrong nước sông Câu Rao với hàm lượng chì trung bình đạt 0,0041 ppm, thỏa yêu cauđỗi với giới hạn chì được quy định trong QCVN đổi với nước sông (< 0,05 ppm) P1,

Năm 2011, Chu Việt Sơn bảo vệ thành công luận văn thạc sĩ với đề tài nghiên

cứu xác định hàm lượng chi trong thuốc nô chi Azotua bằng hai phương pháp chuân

độ thê tích va FAAS, Kết quả cho thay phương pháp FAAS hiệu qua hơn với LOD =

0,09 ppm và LOQ = 0,30 ppm, hàm lượng chì đạt được từ 7,973 ppm đến 10.242 ppm

[7]

CHƯƠNG2 THUC NGHIỆM

2.1 Hoá chất— Dụng Cụ

2.1.1 Hoá chất

s* Chất chuẩn:

Tên chất chuẩn: Pb(NO;:); 1000 ppm

Xuất xứ: Merck KGaA, Đức

s* Hoá chất khác:

Bảng 2.1 Danh mục các loại hoá chất khác dùng trong dé tài nghiên cứu

STT Tên hoá chất Nguyên trạng

Perchloric acid (HCIO4) 70% Trung Quéc

Acid nitric (HNO3) 65% Trung Quốc

Xuất xứ

2.1.2.1 Trang thiết bị

+ Hệ thông máy quang phỏ hap thụ nguyên tứ AA Spectrometer iCE 3000 series

(Thermo Scientific).

+ Cân phân tích (Sartorius - CPA225D).

+ Hệ thong bình phá mẫu Kjeldahl (SpeedDigester K - 436)

+ Máy cất nước hai lần (Hamilton Laboratory Class Limited — Sartorius).

+ Máy dé ion nước (Labconco Corporation Kansas City, Missouri 64132)

2.2 Thực nghiệm

2.2.1 Khảo sát các điều kiện tối ưu đo phô hấp thụ nguyên tử Pb của máy FAAS

s* Khao sát chiều cao ngọn lửa và lưu lượng đòng khí đốt bằng phương án quy

hoạch thực nghiệm bậc 2 tâm xoay Box — Hunter

Chiều cao ngọn lửa đèn khí ảnh hưởng đáng kế đến tin hiệu độ hap thụ của mẫunghiên cứu Ngọn lửa đèn khí được cấu tạo từ các vùng khác nhau, mỗi vùng có nhiệt

độ đặc trưng khác nhau tác động đến hiệu suất nguyên tử hoá mẫu Trong đó, vùng

trung tâm là nơi có nhiệt độ cao, thưởng màu xanh nhạt hoặc không màu, quá trình

nguyên tử hoá mẫu tại đây dién ra tốt nhất Do đó cần khảo sát chiều cao ngọn lửa sao

cho nguồn sáng đơn sắc từ dén chiều qua vùng trung tâm ngọn lửa dé thu được tín hiệu

độ hap thụ tốt nhất và ôn định nhất '*),

Lưu lượng khí đốt (hỗn hợp không khí va acetylene) là yếu tố quyết định nhiệt

độ ngọn lừa đèn khí Nhiệt độ ngọn lứa quá thấp dẫn đến hiệu suất hoá hơi va nguyên

tử hoá mẫu thấp, nhiệt độ ngọn lửa quá cao sẽ xảy ra quá trình ion hoá nguyên tử, lam

tín hiệu thu được của máy thấp Việc khảo sát lưu lượng khí đốt tạo điều kiện tìm nhiệt

độ tốt nhất cho quá trình nguyên tử hoá mẫu phân tích “),

Đề khảo sát điều kiện tối ưu của hai yếu tô nay, chúng tôi tiến hanh đo độ hap thụ của dung dich chì chuẩn 7 ppm định mức bằng dung dich HNO; 1% Trong phương án quy hoạch thực nghiệm Box — Hunter, yếu tố chiều cao đèn nguyên tử hoá (h) và lưu lượng dòng khí đốt acetylene (v) được thay đổi như Bảng 2.2.

Bang 2.2 Các thông số thay đôi của h va v ảnh hướng đến độ hap thụ

2.2.2 Xây dựng phương pháp định lượng chì đối với phép đo FAAS

2.2.2.1 Khảo sát khoảng tuyến tính của chì a

Đôi với phương pháp đường chuân hay thêm chuan, khoảng tuyén tinh là yêu tô

hang đầu phải khảo sát Nếu độ hap thụ và nồng độ của nguyên tố chì không tuyến tínhvới nhau thì không thê tiền hành định lượng hàm lượng của chi dựa vào giá trị độ hap

thụ đo được từ máy FAAS.

Để xác định khoảng tuyến tính của chì, chúng tôi tiến hành pha các mẫu chichuẩn có nông độ tăng dan từ 0,01 ppm — 100 ppm, sau đó đem các mẫu chuẩn đã pha

dé đo giá trị độ hấp thy, sử dụng phan mềm Origin 8.5 xây dựng phương trình hồi quy môi quan hệ giữa nông độ và độ hap thu.

2.2.2.2 Xây dựng đường chuẩn chi

Khoảng tuyén tính chi khảo sát được là một khoảng nông độ khá rộng, bên cạnh

đó hàm lượng chi trong các mẫu son môi tương đổi bé (< 20 ppm) ?”Ì, do đó chúng tôiphải giới han độ rộng của khoảng tuyển tính bằng cách dựng đường chuẩn chi, mộtmặt hạn chế sai số, mặt khác tiết kiệm tôi đa lượng hóa chat cần dùng

Đề xây dựng đường chuẩn của chi, chúng tôi tiễn hành pha các mau chì chuẩn

có nông độ tăng dan từ 0,1 ppm — 20 ppm, sau đó dem các mẫu chuẩn đã pha dé đo giá

trị độ hap thụ, sử dung phần mém Origin 8.5 xây dựng đường chuẩn.

2.2.2.3 Xác định giới han phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) của chi

Giới hạn phát hiện (LOD) 1a giá trị nồng độ thấp nhất của chất phân tích mà hệ thống phân tích con có thé cho tin hiệu có nghĩa so với tín hiệu mau trắng hay tin hiệu

nên

Giới hạn định lượng (LOQ) là giá trị nòng độ thấp nhất của chất phân tích mà

hệ thong phân tích có thé định lượng được với tín hiệu phân tích có nghĩa so với tin

hiệu mẫu trắng hay tín hiệu nền.

Trên thực tế có nhiều cách xác định LOD và LOQ cho các quy trình khác nhau

Trong quy trình phân tích chi trong son môi, chúng tôi xác định LOD và LOQ bằng

phương trình đường chuân đã xây dựng.

3.8 10.8

LOD ==2 LOQ =——2

b ES

Với: Sp là độ lệch chuan của tin hiệu hap thụ

b 1a hệ số của phương trình đường chuân

2.2.2.4 Khao sát độ lặp lai của phép đo

Độ lặp lại là yếu tổ không thẻ thiểu đối với mỗi quy trình phân tích bat kỳ, nêugiá trị cần đo không lặp lại giữa các lần đo khác nhau của cùng một quy trình thì quy

trình đó không đáng tin cậy.

Đề khảo sát độ lặp lại, chúng tôi tiễn hành pha 3 dung dịch chuẩn có giá trị

nông độ giống với điểm đầu, giữa và cuỗi của đường chuẩn với thành phần giống các

mẫu chuẩn đã pha trong giai đoạn dung đường chuẩn Do giá trị độ hap thụ mỗi dungdich chuẩn 10 lần

Kết quả được đánh giá thông qua độ lệch chuẩn (S) và độ lệch chuẩn tương đổi

(%RSD) của tín hiệu độ hap thụ

2.2.3 Tối ưu hoá quy trình xử lí mẫu son môi

Chúng tôi xử lí mẫu son môi bằng phương pháp vô cơ hoá ướt “) với hệ thong

phá mau Kjeldahl, các hoá chất được sứ dụng trong quá trình phá mẫu là perchloric

acid đặc (70%), acid nitric đặc (65%) và hydrogen peroxide đặc (30%).

Đề tối ưu hoá quy trình xử lí mẫu son môi, chúng tôi tiền hành cân 0.5 gam sonmôi cho vào ống Kjeldahl, sau đó thay đổi các yếu tố sau đề tim điều kiện tôi tru nhất:

“ Thế tích perchloric acid đặc (70%)

Chúng tôi thay đôi thé tích acid HCIO¿ đặc va giữ nguyên giá trị các yêu tố còn

lại.

13

Thẻ tích HCIO; thay đôi (ml): 0; 5; 7; 10; 17.

Thời gian phá mẫu (phút): 80

% Mức nhiệt độ cho quy trình phá mẫu

Chúng tôi thay đỗi các mức nhiệt độ khác nhau của hệ thống phá mẫu Kjeldahl

và giữ nguyên giá trị các yếu tố còn lại

Mức nhiệt độ thay đôi: 4 (240°C); 5 (300°C); 6 (350°C); 7 (410°C)

14

Thể tích H:O› (ml): 3.

Thẻ tích HCIOs (ml): 10

Thê tích HNO; (ml): 10

Thời gian phá mẫu (phút): 80.

+ Thời gian phá mẫu

Chúng tôi thay đôi thời gian cho quy trình phá mẫu và giữ nguyên giá trị các yếu

tố còn lại

Thời gian phá mẫu thay đôi (phút): 60; 70; 80; 90

Nhiệt độ pha mẫu (°C): 350.

Quá trình khảo sát các yếu tố trên cho kết quả: hai yếu 16 thé tích perchloric

acid đặc (70%) va thê tích hydrogen peroxide đặc (30%) ánh hướng đáng ké đến tínhiệu độ hap thụ Dé xác định chính xác giá trị tối ưu của hai yêu tố trên vả xem xét sựảnh hưởng qua lại giữa chúng, chúng tôi tiễn hanh phương án quy hoạch thực nghiệm

bậc 2 tâm xoay Box — Hunter,

Trong phương án quy hoạch thực nghiệm Box — Hunter, các yếu 16 giữ nguyên gid trị bao gồm thé tích HNO; 10 ml, nhiệt độ phá mẫu 350°C, thời gian phá mẫu 75

phút Các yếu tô thé tích perchloric acid (V;) và thé tích hydrogen peroxide (V2) được

thay đôi như Bảng 2.3

15

Bang 2.3 Các thông số thay đổi của Vị và V2 anh hưởng đến độ hap thụ

Thể tích HCIO, (V1) | Thể tích HạO: (V›)

(mL) (mL)

2.2.4 Khao sát hệ số thu hoi của quy trình xử lý mẫu

Một quy trình phân tích chất lượng tốt phải có hệ số thu hỏi tốt, nếu quy trình

có hệ số thu hồi kém thì quy trình không đáng tin cậy Dé khảo sát hệ số thu hỏi,

chúng tôi tiến hành phương pháp thêm chuẩn: thêm lượng chính xác chất chuân có

nông độ xác định vào mẫu ban đầu, thực hiện quy trình xử lí mẫu đã tối ưu và đo tín

hiệu độ hap thụ Sau đó xác định nồng độ chi trong mẫu, so sánh với mẫu không thêm

chuân dé tính hệ số thu hồi.

Hệ số thu hồi được tính theo công thức:

Cre — C

Cc

H% = x 100%

Trong dé: H%: hệ số thu hỏi (%).

€¿-: Hàm lượng chi trong mẫu đã thêm chuẩn (ppm)

C: Ham lượng chỉ trong mẫu chưa thêm chuẩn (ppm)

l6

C.: Hàm lượng chỉ chuẩn thêm vào (ppm).

2.2.5 Phân tích định lượng mẫu son môi

Chúng tôi tiễn hành khảo sát 5 loại mẫu son môi được trình bảy trong bảng 2.4.

Bảng 2.4 Thông tin các mẫu son môi khảo sat

12/2018

-04/2019

Chợ Bình

Đông 21/04/2019 Quan 8

Chúng tôi tiền hành xử lí mẫu theo quy trình đã tôi ưu hoá, lay phan dung dich

sau khi phá mẫu định mức đến 50 mL bằng nước dé ion hoá Tiến hành đo tín hiệu độ hap thụ và suy ra nông độ chi trong son đựa vào phương trình hồi quy đã thiết lập.

17

2.2.6 Phương pháp xử lý và đánh giá kết quá

Các số liệu thực nghiệm được xử lý băng tính toán thông kê với các công thức