xác định hàm lượng crom và đồng trong chè xanh ở thái nguyên bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM LÊ THỊ VÂN XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG CROM VÀ ĐỒNG TRONG CHÈ XANH Ở THÁI NGUYÊN PHƢƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC Thái Nguyên - Năm 2012 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM LÊ THỊ VÂN XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG CROM VÀ ĐỒNG TRONG CHÈ XANH Ở THÁI NGUYÊN PHƢƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số: 60.44.29 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS NGUYỄN ĐĂNG ĐỨC Thái Nguyên - Năm 2012 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực. Những kết luận của luận văn chưa công bố trong bất kỳ công trình nào khác. TÁC GIẢ LUẬN VĂN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Nguyễn Đăng Đức đã trực tiếp giao cho em đề tài, tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện cho em hoàn thành luận văn. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Khoa Hoá học, Khoa Sau đại học – ĐHSPTN, các thầy cô giáo, các cán bộ nhân viên phòng thí nghiệm Khoa Hoá học – ĐHKH – ĐHTN, ban lãnh đạo, các cô chú anh (chị) khoa Xét nghiệm Trung tâm y tế dự phòng tỉnh Thái Nguyên đã giúp đỡ tạo điều kiện cho em hoàn thành bản luận văn này. Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn sự quan tâm giúp đỡ của gia đình, bạn bè và tập thể lớp Cao học Hóa K18 đã cổ vũ động viên tôi hoàn thành tốt luận văn của mình. Thái Nguyên, ngày 25 tháng 05 năm 2012 Học viên Lê Thị Vân Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT AAS : Atomic Absorption Spectrometry ( Phổ hấp thụ nguyên tử) Abs : Absorbance (Độ hấp thụ) AES : Atomic Emission Spectrometry (Phổ phát xạ nguyên tử) F-AAS : Flame Atomic Absorption Spectrophotometry (Phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa) GF-AAS : Graphite Furnace- Atomic Absorption Spectrometry (Phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa) HCL : Hollow Cathode Lamp (Đèn catot rỗng) ICP-AES : Inductively Coupled Plasma Mass- Atomic Emission Spectrometry (Phổ phát xạ nguyên tử dùng năng lượng plasma cao tần cảm ứng) ICP-MS : Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (Phổ khối lượng dùng năng lượng Plasma cao tần cảm ứng) LOD : Limit of detection (Giới hạn phát hiện) LOQ : Limit of quantitation (Giới hạn định lượng) ppb : Part per billion ppm : Part per million Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn i MỤC LỤC Trang Trang bìa phụ Lời cảm ơn Lời cam đoan Danh mục các từ viết tắt Mục lục i Danh mục các bảng iv Danh mục các hình vi MỞ ĐẦU 1 Chƣơng 1 TỔNG QUAN 3 1.1. Giới thiệu chung về cây chè 3 1.1.1. Đặc điểm và thành phần 3 1.1.2. Công dụng của cây chè 3 1.1.3. Vài nét về chè Thái Nguyên 4 1.2. Giới thiệu về nguyên tố Đồng và Crom 5 1.2.1. Vai trò sinh học của Đồng và Crom 5 1.2.2. Độc tính của các kim loại nặng 6 1.3. Một số phương pháp phân tích xác định lượng vết kim loại nặng 10 1.4. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử 11 1.4.1. Kỹ thuật F – AAS 12 1.4.2. Kỹ thuật GF – AAS 13 1.5. Phương pháp xử lý mẫu phân tích xác định Đồng, Crom 15 1.5.1. Phương pháp xử lý ướt (bằng axit đặc oxi hoá mạnh) 16 1.5.2. Phương pháp xử lý khô 16 1.6. Tiêu chuẩn của các kim loại nặng trong thực phẩm rau quả 17 Chƣơng 2 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 2.1. Đối tượng và mục tiêu nghiên cứu 18 2.1.1. Đối tượng và mục tiêu 18 2.1.2. Các nội dung nghiên cứu 18 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ii 2.2. Giới thiệu về phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử 19 2.2.1. Nguyên tắc của phương pháp AAS 19 2.2.2. Hệ trang bị của phép đo AAS 20 2.3. Phương pháp định lượng 22 2.4. Giới thiệu về phương pháp xử lý ướt mẫu 23 2.4.1. Nguyên tắc và bản chất 23 2.4.2. Cơ chế phân huỷ 23 2.5. Hóa chất và dụng cụ 24 2.5.1. Hóa chất 24 2.5.2. Dụng cụ 25 Chƣơng 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26 3.1. Khảo sát các điều kiện đo phổ F-AAS của Đồng 26 3.1.1. Khảo sát chọn vạch đo 26 3.1.2. Khảo sát chọn khe đo 27 3.1.3. Khảo sát cường độ dòng đèn catot rỗng 27 3.1.4. Khảo sát chiều cao đèn nguyên tử hóa mẫu 28 3.1.5. Khảo sát lưu lượng khí axetilen 29 3.1.6. Tốc độ dẫn mẫu 30 3.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo F – AAS 30 3.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ axit và loại axit 30 3.2.2. Khảo sát thành phần nền của mẫu 32 3.2.3. Khảo sát sơ bộ thành phần mẫu 34 3.2.4. Khảo sát ảnh hưởng của các cation 34 3.3. Phương pháp đường chuẩn đối với phép đo F – AAS xác định Đồng 37 3.3.1. Khảo sát xác định khoảng tuyến tính 37 3.3.2. Xây dựng đường chuẩn, xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng 38 3.3.3. Tóm tắt các điều kiện đo phổ F – AAS của Đồng 41 3.4. Khảo sát các điều kiện đo phổ GF – AAS của Crom 41 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iii 3.4.1. Chọn vạch đo 41 3.4.2. Chọn khe đo 42 3.4.3. Khảo sát cường độ dòng đèn catot rỗng 42 3.5. Các điều kiện nguyên tử hoá mẫu 42 3.5.1. Nhiệt độ sấy khô mẫu 43 3.5.2. Nhiệt độ tro hoá luyện mẫu 43 3.5.3. Nhiệt độ nguyên tử hoá mẫu 44 3.5.4. Các điều kiện khác 45 3.6. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo GF - AAS 45 3.6.1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ axit và loại axit 45 3.6.2 Ảnh hưởng của chất cải biến nền (chất cải biến hóa học) 47 3.6.3. Khảo sát ảnh hưởng của các cation 48 3.7. Phương pháp đường chuẩn đối với phép đo GF – AAS 49 3.7.1. Khảo sát khoảng tuyến tính 49 3.7.2. Xây dựng đường chuẩn 50 3.7.3. Đánh giá sai số, giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng và độ lặp lại của phép đo 51 3.7.4. Tóm tắt các điều kiện đo phổ của Crom 53 3.8. Xác định Đồng và Crom trong chè xanh 54 3.8.1. Địa điểm thời gian lấy mẫu và ký hiệu mẫu 54 3.8.2. Khảo sát lượng axit sử dụng cho quá trình xử lý mẫu 55 3.8.3. Kết quả phân tích các mẫu chè xanh 56 3.8.4. Kiểm tra quá trình xử lý mẫu 59 KẾT LUẬN 63 PHỤ LỤC Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iv DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1. Một số phương pháp phân tích xác định lượng vết các kim loại 11 Bảng 1.2. Tiêu chuẩn kim loại nặng cho phép trong thực phẩm (Quyết định 46/2007/QĐ-BYT ngày 19/12/2007) 17 Bảng 3.1. Khảo sát vạch đo của Đồng 26 Bảng 3.2. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào cường độ dòng đèn với Đồng 28 Bảng 3.3. Sự phụ thuộc phổ hấp thụ nguyên tử vào chiều cao đầu đốt 29 Bảng 3.4. Khảo sát tốc độ khí axetilen đến độ hấp thụ đối với Đồng 29 Bảng 3.5. Khảo sát ảnh hưởng của axit đối với Đồng 31 Bảng 3.6. Độ hấp thụ của Đồng trong các axit có nồng độ tối ưu 31 Bảng 3.7. Ảnh hưởng của thành phần nền đối với Đồng 33 Bảng 3.8. Khảo sát nồng độ LaCl 3 33 Bảng 3.9. Kết quả khảo sát thành phần mẫu 34 Bảng 3.10. Ảnh hưởng của kim loại kiềm đến phổ hấp thụ của Đồng 35 Bảng 3.11. Ảnh hưởng kim loại kiềm thổ đến phổ hấp thụ của Đồng 35 Bảng 3.12. Ảnh hưởng kim loại hoá trị III đến phổ hấp thụ của Đồng 35 Bảng 3.13. Ảnh hưởng của nhóm kim loại nặng hóa trị II đến phổ hấp thụ của Đồng 36 Bảng 3.14. Khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Đồng 37 Bảng 3.15. Kết quả sai số và độ lặp lại của phép đo Đồng 40 Bảng 3.16. Tóm tắt các điều kiện đo phổ F – AAS của Đồng 41 Bảng 3.17. Vạch đo đặc trưng của Crom 41 Bảng 3.18. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào cường độ dòng đèn với Crom 42 Bảng 3.19. Khảo sát ảnh hưởng của axit đối với Crom 45 Bảng 3.20. Độ hấp thụ của Crom trong các axit có nồng độ tối ưu 46 Bảng 3.21. Ảnh hưởng của kim loại kiềm đến phổ hấp thụ của Crom 48 Bảng 3.22. Ảnh hưởng kim loại kiềm thổ đến phổ hấp thụ của Crom 48 Bảng 3.23. Ảnh hưởng kim loại hóa trị III đến phổ hấp thụ của Crom 49 Bảng 3.24. Ảnh hưởng của nhóm kim loại nặng hóa trị II đến phổ hấp thụ của Crom 49 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn v Bảng 3.25. Khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Crom 50 Bảng 3.26. Kết quả sai số và độ lăp lại của phép đo Crom 52 Bảng 3.27. Tóm tắt các điều kiện đo phổ GF-AAS của Crom 53 Bảng 3.28. Địa điểm, thời gian lấy mẫu và kí hiệu mẫu 54 Bảng 3.29. Kết quả khảo sát lượng axit HNO 3 55 Bảng 3.30. Kết quả đo phổ hấp thụ nguyên tử của Đồng trong 20 mẫu 57 Bảng 3.31. Kết quả đo phổ hấp thụ nguyên tử của Crom trong 20 mẫu 58 Bảng 3.32. Kết quả đo mẫu chè an toàn 59 Bảng 3.33. Kết quả phân tích đối với các mẫu lặp với Đồng 60 Bảng 3.34. Kết quả phân tích đối với các mẫu lặp với Crom 61 Bảng 3.35. Kết quả phân tích mẫu thêm chuẩn Đồng 62 Bảng 3.36. Kết quả phân tích mẫu thêm chuẩn Crom 62 [...]... Xác định hàm lƣợng Crom và Đồng trong chè xanh ở Thái Nguyên bằng phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử Với mục tiêu như sau: 1 Nghiên cứu tối ưu hóa các điều kiện xác định Đồng bằng phép đo F-AAS và Crom bằng phép đo GF – AAS trong các mẫu chè xanh 2 Xác định hàm lượng Đồng và Crom trong các mẫu chè xanh ở một số vùng của Thái Nguyên Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn... tích [10] Ứng dụng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F – AAS) Phạm Luận và các cộng sự đã phân tích và xác định một số kim loại nặng trong máu, huyết thanh và tóc của công nhân khu gang thép Thái Nguyên và công nhân nhà máy in Các tác giả đã phân tích hàm lượng các kim loại trong các mẫu chè xanh và chè đen có sẵn trong thị trường Pakistan bằng phương pháp F-AAS và đã xác định được nồng độ... của chè, đồng thời cũng cần phải kiểm tra hàm lượng của các chất có hại, ảnh hưởng đến sức khỏe con người Đặc biệt phải kiểm tra hàm lượng các kim loại nặng, vì một lượng rất nhỏ của chúng cũng có thể gây độc hại đối với con người Đối tượng và mục tiêu của luận văn này là nghiên cứu xác định hàm lượng Đồng trong chè xanh bằng phép đo phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa F - AAS và hàm lượng Crom trong chè xanh. .. lý mẫu bằng axit HNO3 0,1% và một lượng Cetytrymethylammonium Chloride 0,02% các tác giả đã xác định nhanh được lượng Crom trong huyết thanh với giới hạn phát hiện đạt 0,04 µg/l [2] 1.5 Phƣơng pháp xử lý mẫu phân tích xác định Đồng, Crom Để xác định hàm lượng Đồng và Crom trong chè xanh, trước hết ta phải tiến hành xử lý mẫu nhằm chuyển các nguyên tố cần xác định có trong mẫu từ trạng Số hóa bởi Trung... và độ lặp lại của phương pháp - Nghiên cứu phát triển từ tài liệu tham khảo vào quá trình xử lý mẫu đối các mẫu chè xanh - Xác định Đồng và Crom trong các mẫu chè xanh ở của một số vùng của Thái Nguyên, từ đó nêu ra một số kết luận cụ thể Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 19 2.2 Giới thiệu về phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử 2.2.1 Nguyên tắc của phƣơng pháp. .. độ trong cuvet graphit là yếu tố chính quyết định mọi sự diễn biến của quá trình nguyên tử hoá mẫu [10] Quá trình xác định Cr(III) và Cr(VI) bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử lò graphit dựa trên sự tách và xác định riêng rẽ giữa Cr(III) và Cr(VI) trong dung dịch nước Trong khi Cr(VI) được hấp thụ trên than hoạt tính từ tính (FeC*) còn Cr(III) được loại ra trong nước lọc và được đo trực tiếp bằng. .. làm và có thể xác định đồng thời hay liên tiếp nhiều nguyên tố trong một mẫu - Các kết quả phân tích ổn định, sai số nhỏ (< 15%) Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 22 Hình 2.2 Hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AA-6300 2.3 Phƣơng pháp định lƣợng Cơ sở của phân tích định lượng theo AAS là dựa vào... độ vạch phổ và nồng độ nguyên tố cần phân tích theo biểu thức: A  = a.C x Dựa vào cơ sở trên, người ta định lượng theo AAS bằng các phương pháp: - Phương pháp đường chuẩn - Phương pháp thêm tiêu chuẩn - Phương pháp đồ thị không đổi - Phương pháp dùng một mẫu chuẩn Chúng tôi chọn phƣơng pháp đƣờng chuẩn để định lƣợng Crom và Đồng Nguyên tắc + Pha một dãy mẫu chuẩn của nguyên tố phân tích và các mẫu... sáng đơn sắc có bước sóng thích hợp vào đám hơi nguyên tử tự do này sẽ xảy ra hiện tượng hấp thụ các bước sóng có vạch phổ phát xạ đặc trưng của nguyên tố phân tích, sinh ra phổ hấp thụ nguyên tử Với hai kỹ thuật nguyên tử hoá, chúng ta có hai phép đo tương ứng Đó là phép đo phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS, có độ nhạy cỡ 0,1ppm) và phép đo phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF-AAS, có độ nhạy... [3] Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 11 Bảng 1.1 Một số phƣơng pháp phân tích xác định lƣợng vết các kim loại STT Tên phương pháp Khoảng nồng độ (ion.g/l) 1 Phổ hấp thụ phân tử 10-5 ÷10-6 2 Phổ huỳnh quang phân tử 10-6÷10-7 3 Phổ hấp thụ nguyên tử 10-6÷10-7 4 Phổ huỳnh quang nguyên tử 10-7 ÷10-8 5 Phổ phát xạ nguyên tử 10-5÷10-6 6 Phân tích kích hoạt nơtron . xác định Đồng bằng phép đo F-AAS và Crom bằng phép đo GF – AAS trong các mẫu chè xanh. 2. Xác định hàm lượng Đồng và Crom trong các mẫu chè xanh ở một số vùng của Thái Nguyên. Số hóa bởi. hưởng trực tiếp đến sức khoẻ con người [16]. Vì những lý do trên, chúng tôi đã chọn đề tài Xác định hàm lƣợng Crom và Đồng trong chè xanh ở Thái Nguyên bằng phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM LÊ THỊ VÂN XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG CROM VÀ ĐỒNG TRONG CHÈ XANH Ở THÁI NGUYÊN PHƢƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số: 60.44.29