nghiên cứu ứng dụng phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử để xác định h

1.4.1.2.Phơng pháp phân tích thể tích [8, 19] Đây là phơng pháp định lợng các chất dựa trên việc đo chính xác thể tíchcủa thuốc thử đã biết nồng độ khi cho nó tác dụng với một thể tích n

Khoá luận tốt nghiệp Vi thị Mai Lan

Lời cảm ơn

Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Luận đã giao đề tài và tận tình hớng dẫn em hoàn thành bản khoá luận này.

Em cũng xin cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn Hoá phân tích và các bạn sinh viên K43A đã giúp đỡ em trong quá trình thực hiện khoá luận.

Hà Nội, ngày 5 tháng 6 năm 2002

Sinh viên

Vi thị Mai Lan

Khoá luận tốt nghiệp Vi thị Mai Lan

Mở đầu

Ngày nay trong Y học, ngời ta đã khẳng định đợc rằng nhiều nguyên tốkim loại có vai trò cực kỳ quan trọng đối với cơ thể sống và con ngời Sự thiếuhụt hay mất cân bằng của nhiều kim loại vi lợng trong các bộ phận của cơ thể

nh gan, tóc, máu, huyết thanh, là những nguyên nhân hay dấu hiệu củabệnh tật, ốm đau hay suy dinh dỡng, đặc biệt là sự có mặt của các kim loạinặng nh Cu, Pb, Zn, Cd, Mn, Fe, trong máu và trong huyết thanh của ngời Tuy nhiên, cùng với mức độ phát triển của công nghiệp và sự đô thị hoá,hiện nay môi trờng sống của chúng ta bị ô nhiễm trầm trọng Các nguồn thảikim loại nặng từ các khu công nghiệp vào không khí, vào nớc, vào đất, vàothực phẩm rồi xâm nhập vào cơ thể con ngời qua đờng ăn uống, hít thở dẫn

đến sự nhiễm độc Do đó việc nghiên cứu và phân tích các kim loại nặngtrong môi trờng sống, trong thực phẩm và tác động của chúng tới cơ thể conngời nhằm đề ra các biện pháp tối u bảo vệ và chăm sóc sức khoẻ cộng đồng

và Pb trong tỏi và các chế phẩm từ tỏi

Phần I Tổng quan 1.1.Giới thiệu về tỏi và các sản phẩm từ tỏi [11,12, 13, 14, 23, 31]

Tỏi có tên Latinh là Allium Sativum Tỏi là loài thực vật thân thảo họbách hợp, có nguồn gốc từ sa mạc Kigirs Vào khoảng 3000 năm trớc Công

Khoá luận tốt nghiệp Vi thị Mai Lannguyên, trớc tiên ngời Ai Cập cổ đã đem về trồng, sau đó lan truyền sangnhiều khu vực và quốc gia ở phơng Đông và phơng Tây, khoảng năm 113 trớcCông nguyên thì truyền sang Trung Quốc

Tỏi là một cây gia vị đợc sử dụng phổ biến trên khắp thế giới, vừa làmtăng thêm hơng vị, vừa có tác dụng sát khuẩn, phòng bệnh Loài ngời sử dụngtỏi trong cuộc sống đã có lịch sử hơn 5000 năm Ngời Ai Cập và ngời La Mã

cổ đại cho rằng tỏi là cội nguồn của sức mạnh, trong chiến tranh, binh lính ăntỏi có thể tăng sức lực và dũng khí chiến đấu Ngời Sirya cho rằng tỏi có thểgiúp ngời ta chịu đựng gian khổ, vì vậy khi vụ mùa vất vả, ăn tỏi có thể làmviệc rất bền bỉ Một vị học giả nớc ngoài đã từng nói : "Đối với cuộc sốngsinh tồn của con ngời, tỏi là nhân tố quan trọng thứ năm, chỉ đứng sau đất,không khí, lửa và nớc ", cách nói này hơi khoa trơng nhng phần nào thể hiện

đợc vai trò của tỏi trong cuộc sống con ngời

Tỏi tơi là một nguồn cung cấp rất nhiều vitamin, muối khoáng và cáckhoáng vi lợng, tỏi chứa hàm lợng lu huỳnh cao nhất trong tất cả các câythuộc họ hành, tỏi Theo một số tài liệu tổng hợp, củ tỏi hàm chứa hai nhómhoạt chất chính :

* Tinh dầu : chủ yếu bao gồm các hợp chất chứa lu huỳnh (nhóm hợpchất disunfua finat), tiêu biểu nh : allicin, diallylsunfua, diallyltrisunfua,allylpropyldisunfua,

* Vitamin : A, B1 , B2 , B3 , C, E ,

Các khoáng vi lợng : iot, selen, gecmani, kẽm, đồng, sắt, canxi, magiê,nhôm ,

Enzim : alliinase, peroxidase, myrosinase ,

Các hoạt chất khác : scordinin, S-alylcystein, S-alylmecaptocystein, Glutamyl-S-metylcystein, -Glutamyl-methionin,

-Tỏi sống là một loại kháng sinh tự nhiên có phổ kháng khuẩn tơng đốirộng, khả năng kháng khuẩn của nó tơng đơng với penicilin, streptomycin,doxycylin, Tỏi có tác dụng kháng nấm, kháng virut, tỏi có khả năng ức chếtrên 70 loại vi khuẩn, tiêu biểu nh Escherichia coli, Crynebacterium, Cácnghiên cứu cho thấy hoạt tính dợc lý chủ yếu của tỏi là do hợp chất allicin,khi củ tỏi đợc giã dập, men alliinase chuyển hoá alliin (S-allyl-L-cystein

Khoá luận tốt nghiệp Vi thị Mai Lansunfoxit) thành 2-propen sunfonic, khi dime hoá tạo thành allicin Chính hợpchất này tạo ra mùi và tác dụng chữa bệnh của tỏi Allicin có khả năng ngănngừa cao huyết áp, làm giảm lợng cholesterol, điều hoà hàm lợng đờng và mỡtrong máu, do đó có hiệu quả rõ rệt trong việc chống lại chứng nghẽn mạch,

đột quị và làm giảm nguy cơ đau tim Các nghiên cứu khoa học còn chỉ ra tácdụng chống lại sự oxy hoá của allicin, allicin làm tăng hai enzim quan trọngchống oxy hoá trong máu là catylase và glutathiol peroxydase Ngoài ra, hàmlợng selen chứa trong tỏi làm cho tỏi có khả năng chống lại bệnh ung th, ngănchặn sự phát triển của khối u và giết chết các tế bào ung th Tỏi còn có tácdụng góp phần loại bỏ các kim loại nặng nh Pb, Hg ra khỏi cơ thể

Vì những lợi ích mà tỏi mang đến cho sức khoẻ con ngời, cùng với rấtnhiều cuốn sách viết về các bài thuốc từ tỏi, trong những thập kỷ gần đây nó

đã đợc sử dụng làm nguyên liệu cho ngành dợc sản xuất thuốc chữa bệnh vàcác chế phẩm tỏi thơng mại bán rộng rãi trên thị trờng ở Việt Nam trong vàinăm qua, chúng ta cũng đã trồng tỏi và sản xuất một số thuốc từ tỏi, nh viênbao Dogarlic, viên nén Dogarlic, Garlic-T, v.v phục vụ cho việc phòng vàchữa bệnh

1.2.Giới thiệu chung về đồng và chì

1.2.1.Trạng thái thiên nhiên [3, 4, 24, 25]

Trong bảng HTTH các nguyên tố hoá học, Cu có số thứ tự 29 thuộc phânnhóm phụ nhóm I, chu kỳ 4 và có khối lợng nguyên tử là 64,35 Còn Pb có sốthứ tự 82 thuộc phân nhóm chính nhóm IV, chu kỳ 6 và có khối lợng nguyên

tử là 207,21

Đồng (Cu) và chì (Pb) là những kim loại đợc con ngời biết đến và sửdụng từ rất xa xa, khoảng 3000 năm trớc Công nguyên

Tên tiếng Anh "copper" của đồng xuất phát từ tên Latinh là "Cuprum" có

lẽ bắt nguồn từ chữ "Cuprus" là tên Latinh của hòn đảo Kipr, nơi ngày xa ngời

La Mã cổ đã khai thác quặng đồng và chế tác đồ đồng

Trong thiên nhiên, Cu là nguyên tố tơng đối phổ biến, tổng trữ lợng Cutrong vỏ trái đất là 0.03% tổng số nguyên tử Cu tồn tại trong thiên nhiên cả ởtrạng thái tự do và ở dạng hợp chất nh sunfua, oxit và cacbonat Các khoángquặng chính của Cu là chancopirit (CuFeS2 ,còn gọi là pirit đồng), chứa

Khoá luận tốt nghiệp Vi thị Mai Lan34,57% Cu, chancozit (Cu2S) chứa 79,8% Cu, cuprit (Cu2O) chứa 88%Cu,covelin (CuS) chứa 66,5% Cu, malachit (CuCO3.Cu(OH)2) và bornit(Cu5FeS4) Ngoài ra hợp chất của Cu còn có trong cơ thể sinh vật.

Cu là kim loại màu quan trọng nhất đối với công nghiệp và kỹ thuật Từ

xa xa, ngời ta dùng quặng giàu để luyện đồng Ngày nay, công nghệ luyện

đồng có thể dùng quặng nghèo chỉ chứa 1-2% Cu để điều chế đồng bằng quátrình nhiệt luyện kim :

2CuFeS2 + 5O2 + 2SiO2 = 2Cu + 2FeSiO3 + 4SO2Chì là nguyên tố phân bố khá rộng rãi trong thiên nhiên ở dạng kết hợpvới các kim loại khác, đặc biệt là với Ag và Zn Trữ lợng của Pb là 10-4% tổng

số nguyên tử của vỏ trái đất Trong thiên nhiên hiếm gặp Pb ở dạng nguyênchất mà thờng thấy ở dạng sunfua, cacbonat, photphat hoặc clorua Khoángvật quan trọng nhất của Pb là galen (PbS) , các khoáng vật khác là cerusit(PbCO3) , anglesit (PbSO4) và pyromophit (Pb5Cl(PO4)3)

Để điều chế Pb ,ngời ta chuyển galen PbS thành PbO rồi khử bằng C

1.2.2.Tính chất vật lý [3, 4, 24, 25]

Cu là kim loại có màu đỏ hoặc hồng sáng, có ánh kim, thuộc cấu trúcmạng tinh thể lập phơng tâm diện Cu có khối lợng riêng lớn, mềm, dẻo, dễkéo thành sợi, có nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và nhiệt thăng hoa tơng đốicao Tính dẫn nhiệt và dẫn điện của Cu rất tốt chỉ đứng thứ hai sau Ag Trongthiên nhiên, Cu có hai đồng vị bền là 63Cu (70,13%) và 65Cu (29,87%)

Pb là kim loại có màu xám thẫm, có cấu trúc lập phơng tâm diện điểnhình đối với kim loại Pb cũng có tính dễ dát mỏng, mềm, dễ uốn và tỷ trọngcao nhng nhiệt độ nóng chảy, độ bền, tính đàn hồi và độ dẫn điện thấp Tínhchất vật lý nổi bật của chì là có khả năng bôi trơn cao Chì và các hợp chấtcủa chì đều rất độc

Một số hằng số vật lý quan trọng của Cu và Pb :

Kim loại Tỷ khối

(g/cm3) (Tnc0C) (0TsC) Độ dẫnđiện NL ion hoábậc1 (eV)

Cu 8,94 1083,0 2543 36 7,72

Pb 11,34 327,43 1725 0,083 7,42

Khoá luận tốt nghiệp Vi thị Mai Lan

Về mặt hoá học, Cu là kim loại rất kém hoạt động.Trong không khí, ởnhiệt độ thờng, bề mặt của đồng bị bao phủ một màng màu đỏ do Cu phảnứng với O2 không khí tạo thành Cu(I) oxit :

2Cu + O2 + 2H2O = 2Cu(OH)22Cu(OH)2 + Cu = Cu2O + H2ONếu trong không khí có mặt CO2 , Cu bị bao phủ dần bởi một lớp màulục gồm cacbonat bazơ Cu(OH)2CO3 không bền làm đồng dễ bị rỉ Khi đunnóng ngoài không khí ở 2000C, Cu sẽ tác dụng trực tiếp với O2 tạo thànhCuO Cu dễ dàng phản ứng với các halogen (Cl2, Br2) tạo thành CuX2 ở nhiệt

độ thờng trừ flo vì màng CuF2 đợc tạo nên rất bền sẽ bảo vệ đồng

Vì Cu đứng sau hidro trong dãy điện hoá nên nó chỉ tan trong các axit cótính oxy hoá nh HNO3 và H2SO4 đặc theo phản ứng :

3Cu + 8 HNO3(loãng) = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Cu + 2H2SO4(đặc) = CuSO4 + SO2 + 2 H2O

* Hợp chất

- Trạng thái oxy hoá +1 ít đặc trng đối với đồng Cu(I) oxit tồn tại trongthiên nhiên dới dạng khoáng vật cuprit Cu2O là chất bột màu đỏ, ít tan trongnớc nhng tan trong dung dịch kiềm đặc :

Cu2O + 2NaOH + H2O = 2Na[Cu(OH)2] (natri hidroxo cuprit )Cu2O tan trong dung dịch NH3 đậm đặc tạo thành phức chất amoniacat :

Cu2O + 4 NH3 + H2O = 2[Cu(NH3)2]OHCu2O tác dụng với axit HCl tạo thành CuCl : Cu2O + 2HCl = 2CuCl + H2OCác halogen CuX không tan trong nớc và axit nhng lại tan khá nhiều(đặc biệt khi đun nóng) trong dung dịch đậm đặc của các axit hydrohalogenua

và dung dịch NH3 nhờ tạo thành phức chất :

Khoá luận tốt nghiệp Vi thị Mai Lan

CuCl + HCl = H[CuCl2]

CuCl + 2NH3 = [Cu(NH3)2]ClCác hợp chất Cu(I) dễ bị oxy hoá (ngay cả bởi ôxy không khí) chuyểnthành dẫn xuất bền của Cu(II) :

Ví dụ : 4CuCl + O2 + 4HCl = 4CuCl2 + 2H2O

- Trạng thái oxy hoá +2 là rất đặc trng đối với đồng Các hợp chất Cu(II)nói chung đều bền hơn các dẫn xuất cùng kiểu của Cu(I)

Cu(II) oxit (CuO) là chất bột màu đen nóng chảy ở 10260C và trên nhiệt

độ đó mất bớt oxi biến thành Cu2O CuO không tan trong nớc nhng tan dễdàng trong dung dịch axit tạo thành muối Cu(II) và trong đung dịch NH3 tạothành phức chất amoniacat :

CuO + 2HCl = CuCl2 + H2OCuO + 4 NH3 + 2H2O = [Cu(NH3)4](OH)2Khi đun nóng với dung dịch SnCl2 , FeCl2 , CuO bị khử thành muối Cu(I) :

2CuO + SnCl2 = 2CuCl + SnO23CuO + 2FeCl2 = 2CuCl + CuCl2 + Fe2O3Khi đun nóng CuO dễ bị các khí H2 , CO , NH3 khử thành kim loại :

Ví dụ : CuO + CO 3000C Cu + CO2

Cu(II) hydroxit Cu(OH)2 là kết tủa bông màu lam, dễ mất nớc biến thànhoxit khi đun nóng Cu(OH)2 không tan trong nớc nhng tan dễ dàng trong dungdịch axit, dung dịch NH3 đặc và chỉ tan trong dung dịch kiềm 40% khi đunnóng :

Cu(OH)2 + 2NaOH = Na2[Cu(OH)4]

Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4)](OH)2

Đa số muối Cu(II) dễ tan trong nớc, bị thuỷ phân và khi kết tinh từ dungdịch thờng ở dạng hidrat Khi gặp các chất khử, muối Cu(II) có thể chuyểnthành muối Cu(I) hoặc thành Cu kim loại

Muối Cu(II) có khả năng oxy hóa I- thành I2 , chuẩn độ lợng I2 giảiphóng ra từ phản ứng này bằng thiosunfat S2O32- với chỉ thị hồ tinh bột ngời ta

có thể định lợng đợc hàm lợng đồng

Cu(II) có khả năng phản ứng với feroxianat Fe(CN)2 tạo thành kết tủa đỏnâu Cu2Fe(CN)6 Trong dung dịch amoniac, Cu(II) phản ứng mãnh liệt với cácphân tử NH3 tạo thành ion phức Cu(NH3)42+ có màu xanh lam Nó cũng tạophức với một số tác nhân hữu cơ nh -benzoin oxim

Khoá luận tốt nghiệp Vi thị Mai Lan(C6H5CH(OH)C(NOH)C6H5), 8-hydroxyquinolin, natridietyldithiocacbamat,dithizon , Những phức này cho phép xác định đồng bằng phơng pháp khối l-ợng, thể tích hay trắc quang

1.2.3.2.Tính chất hoá học của chì và hợp chất của nó [4, 5, 25]

* Đơn chất

Trong phân nhóm chính nhóm IV, Pb thể hiện rõ rệt nhất tính kim loại ở

điều kiện thờng, Pb bị oxy hoá bởi O2 không khí tạo thành ớp oxit màu xámxanh bao bọc trên bề mặt bảo vệ cho Pb không tiếp tục bị oxy hoá nữa

vệ đã chuyển thành hợp chất tan theo phản ứng :

PbCl2 + 2HCl = H2PbCl4 và PbSO4 + H2SO4 = Pb(HSO4)2

Với axit HNO3 ở bất kỳ nồng độ nào, Pb cũng phản ứng với vai trò mộtkim loại và tạo thành Pb(NO3)2 Trong axit HCl đặc, Pb phản ứng cho H2PbCl4

và H2PbCl3

Pb có thể tơng tác với dung dịch kiềm khi đun nóng và giải phóng H2 :

Pb + 2KOH + 2H2O = K2[Pb(OH)4] + H2

Khi có mặt O2 , Pb có thể tan trong axit acetic, một số axit hữu cơ khác :

2Pb + 4CH3COOH + O2 = 2Pb(CH3COO)2 + 2H2O

và có thể tơng tác với nớc : 2Pb + O2 + H2O = 2Pb(OH)2

* Hợp chất

Chì thờng tồn tại trong các hợp chất ở mức oxy hoá +2 và +4 Ngợc lạivới các nguyên tố khác trong phân nhóm IV, trạng thái oxy hoá đặc tr ng nhấtcủa chì là các hợp chất Pb(II)

Hidrua của chì là PbH4 ,kém bền và chỉ tồn tại ở nhiệt độ thấp

Pb tạo nên hai loại oxit chính là chì monoxit PbO và dioxit PbO2 PbO íttan trong nớc nhng dễ tan trong các axit và trong kiềm mạnh, khi đun nóngtrong không khí ở 4500C, Pb chuyển thành Pb3O4

Khoá luận tốt nghiệp Vi thị Mai LanPbO2 kém hoạt động về mặt hoá học, không tan trong nớc PbO2 có tínhlỡng tính nhng tan trong kiềm dễ dàng hơn trong axit Khi tan trong dung dịchkiềm, nó tạo nên hợp chất hidroxo kiểu M2[Pb(OH)6] :

PbO2 + 2KOH + 2H2O = K2[Pb(OH)6]

PbO2 có màu nâu đen, khi đun nóng mất dần oxi tạo thành các oxit trong

đó Pb có số oxy hoá thấp hơn :

PbO2 290-3200C Pb2O3 390-4200C Pb3O4 530-5500C PbO

(nâu đen) (vàng đỏ) (đỏ) (vàng)PbO2 có thể bị khử dễ dàng bởi C, CO, H2 đến kim loại Tính oxy hoá rất

đặc trng đối với PbO2 , nó là một trong những chất oxy hoá mạnh thờng dùng.Những chất dễ cháy nh S, P khi nghiền với bột PbO2 sẽ bốc cháy, do đó PbO2

đợc dùng làm một thành phần của thuốc diêm

Khi tơng tác với axit H2SO4 đậm đặc, PbO2 giải phóng O2; với HCl, giảiphóng Cl2 :

2PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O + O2 PbO2 + 4HCl = PbCl2 + 2H2O + Cl2Trong môi trờng axit đậm đặc, nó oxy hoá Mn(II) thành Mn(VII), trongmôi trờng kiềm mạnh, oxy hoá Cr(III) thành Cr(VI) :

5PbO2 + 2MnSO4 + 6HNO3 = 2HMnO4 + 3Pb(NO3)2 + 2PbSO4 + 2H2O3PbO2 + 2Cr(OH)3 + 10KOH = 2K2CrO4 + 3K2[Pb(OH)4] + 2H2ONhờ khả năng oxy hoá mạnh, ngời ta sử dụng PbO2 để chế tạo ra ắc quychì

Hidroxit Pb(OH)2 là kết tủa màu trắng ít tan trong nớc Khi đun nóng, nó

bị mất nớc tạo thành oxit PbO Pb(OH)2 cũng có tính chất lỡng tính, nó cókhả năng tác dụng với cả axit và kiềm Khi tan trong dung dịch kiềm mạnh,Pb(OH)2 tạo nên muối hidroxo plombit :

Pb(OH)2 + 2KOH = 3K2[Pb(OH)4]

Có hai loại halogenua chính của chì là PbCl2 và PbCl4

Sunfua chì PbS có màu đen, không tan trong nớc và dung dịch axit loãngnhng tan trong axit HNO3 và HCl đậm đặc :

3PbS + 8HNO3 = 3PbSO4 + 8NO + 4H2O1.3.Vai trò sinh học của đồng và chì

1.3.1.Vai trò sinh học của đồng và hợp chất của nó [20, 28, 33]

Khoá luận tốt nghiệp Vi thị Mai Lan

Đồng đóng vai trò quan trọng đối với nhiều loại thực vật và động vật Cutác động đến nhiều chức năng cơ bản và là một phần cấu thành nên một sốprotein và các enzym quan trọng trong cơ thể Hợp chất của Cu là cần thiếtcho quá trình tổng hợp hemoglobin và photpholipit Nó tham gia vào các hoạt

động : sản xuất hồng cầu, sinh tổng hợp elastin và myelin, tổng hợp nhiềuhoormon và các sắc tố Enzym-Cu hay còn gọi là superoxit dismutase (SOD)

đợc nghiên cứu nhiều nhất SOD có chức năng điều hoà các gốc tự do, bảo vệcấu trúc và cơ chế chuyển hoá tế bào, ngăn ngừa lão hoá Cytochromodasecũng sử dụng Cu nh một chất xúc tác, nó có mặt trong các mô có nhu cầunăng lợng (cơ tim, gan và chất xám của não) và có vai trò khống chế áp suất.Hàm lợng Cu trong toàn bộ cơ thể ngời lớn xấp xỉ 0,1 g và nhu cầu hàngngày của một ngời có sức khoẻ trung bình vào khoảng 2 mg Sự thiếu hụt Cudẫn đến bệnh thiếu hồng cầu trầm trọng do dó gây nên chứng thiếu máu.Thiếu Cu ở những ngời phụ nữ mang thai có thể dẫn đến đẻ non và những trẻsơ sinh này rất dễ bị tổn thơng ở nhng ngời mắc bệnh suy nhợc nhiệt đới(Kwashiorkor) thì sự mất sắc tố lông tóc cũng là biểu hiện của sự thiếu Cu(Hình 1)

Hình 1

Tuy nhiên, thừa Cu cũng dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng nh mắcbệnh Wilson mà đặc tính của nó là do thừa Cu trong gan ; Cu thừa tích tụ cảvào não, thận dẫn đến tử vong ở những bệnh nhân suy gan và thay thế Zntrong protein làm mất vai trò của protein (Hình 1)

1.3.2.Vai trò sinh học của chì và hợp chất của nó [15, 16, 17, 18, 28]

Khó có thể kể hết công dụng của Pb trong công nghệ và đời sống conngời, nhng về mặt sinh học, Pb thuộc vào loại chất độc nổi tiếng nhất và trong

số những chất độc hiện nay, nó cũng đóng một vai trò đáng kể Pb và các hợpchất của Pb đều độc đối với ngời và động thực vật nếu vợt quá ngỡng cho

Chỉ số SH

C Cu

Vùng nồng

độ cần

Vùng

thừa

Khoá luận tốt nghiệp Vi thị Mai Lanphép Bình thờng con ngời tiếp nhận hàng ngày 0,1-0,2 mg Pb không hại từcác nguồn không khí, nớc và thực phẩm nhiễm nhẹ chì, nhng nếu tiếp nhậnlâu dài 1 mg/ngày sẽ bị nhiễm độc chì mãn tính và nếu hấp thu 1 gam Pb mộtlần có thể dẫn đến tử vong Khi xâm nhập vào cơ thể, Pb tập trung chủ yếu ở xơng, ngời ta tính rằng

có tới 94-95% Pb của cơ thể tập trung ở xơng, tại đây Pb tơng tác với photphattrong xơng rồi truyền vào các mô mềm của cơ thể và thể hiện độc tính của nó.Ngoài ra Pb còn ngng đọng ở gan, lá lách, thận, Chì phá huỷ quá trình tổnghợp hemoglobin và các sắc tố cần thiết khác trong máu nh cytochrom, cản trở

sự tổng hợp nhân hem và tích luỹ trong các tế bào hồng cầu, làm giảm thờigian sống của hồng cầu, do đó làm tăng chứng thiếu máu, gây đau bụng, hoamắt choáng váng Nhiễm độc Pb mãn tính gây nên những cơn đau bụng ở ng-

ời lớn và bệnh viêm não ở trẻ em

Chì đặc biệt độc hại đối với não và thận, hệ thống sinh sản và hệ thốngtim mạch của con ngời Nhiễm độc chì sẽ dẫn đến những ảnh hởng có hại tớichức năng của trí óc, thận, gây vô sinh, sẩy thai và tăng huyết áp Khi hàm l-ợng Pb trong máu khoảng 0,3 ppm thì nó ngăn cản quá trình sử dụng O2 đểoxy hoá glucoza tạo ra năng lợng cho quá trình sống, ở nồng độ cao hơn( >0,8 ppm) có thể gây nên thiếu máu do thiếu hemoglobin Hàm lợng chìtrong máu nằm trong khoảng 0,5 - 0,8 ppm sẽ gây ra sự rối loạn chức năngcủa thận và ảnh hởng đến não

Cách đây không lâu, Slipkocter đã chứng minh sự suy giảm trí tuệ do bịtích tụ Pb trong cơ thể Nghiên cứu hàm lợng Pb trong răng sữa ở trẻ em, ôngthấy rằng, những đứa trẻ trong răng sữa có nhiều Pb có chỉ số IQ giảm mạnh

và kỹ năng ngôn ngữ kém phát triển Nhiễm độc Pb làm cho hệ thần kinhluôn căng thẳng, phạm tội và sự rối loạn trong tập trung chú ý ở trẻ em từ 7-

Khoá luận tốt nghiệp Vi thị Mai Lan1.4.1.1.Phơng pháp phân tích khối lợng [8]

Phơng pháp này dựa trên cơ sở cân chính xác khối lợng của chất phântích hay hợp chất sản phẩm không tan của nó thu đợc khi cho tác dụng vớimột thuốc thử kết tủa phù hợp sau khi lọc, sấy và nung sản phẩm đó Sau đó

từ lợng cân thu đợc ta sẽ tính đợc hàm lợng của chất cần phân tích Phơngpháp này đơn giản, có độ chính xác cao, nhng nó đòi hỏi thao tác kỹ thuậtphức tạp, tốn thời gian và chỉ thích hợp cho phân tích hàm lợng lớn

Ví dụ có thể xác định Cu, Pb bằng cách kết tủa Cu dới dạng CuS vớithuốc thử hydro sunfua H2S hoặc thioacetamin C2H5NS ; kết tủa Pb dới dạngPbSO4 , PbCrO4 hoặc chì molipdat Sấy, nung các kết tủa này ,sau đó đem cândạng cân và dựa và đó ta xác định đợc hàm lợng Cu ,Pb [23,24]

Tuy nhiên, trong tỏi và các chế phẩm từ tỏi, Cu và Pb là những nguyên tố

vi lợng, do đó phơng pháp này không thích hợp

1.4.1.2.Phơng pháp phân tích thể tích [8, 19]

Đây là phơng pháp định lợng các chất dựa trên việc đo chính xác thể tíchcủa thuốc thử đã biết nồng độ khi cho nó tác dụng với một thể tích nhất địnhcủa chất cần phân tích trong điều kiện phản ứng xảy ra hoàn toàn định lợng.Tuỳ thuộc vào loại phản ứng chính đợc dùng mà ngời ta chia phơng phápphân tích thể tích thành các nhóm: phơng pháp chuẩn độ axit-bazơ, phơngpháp oxy hoá khử, phơng pháp chuẩn độ kết tủa, phơng pháp complexon Ngời ta có thể xác định Cu bằng phơng pháp chuẩn độ complexon dựatrên phản ứng tạo phức bền của Cu2+ với EDTA ở pH = 8 , chỉ thị là murexit1% trong NaCl : Cu2+ + H2Y 2- = CuY2- + 2H+

CuInd+ + H2Y2- = CuY2- + Ind- + 2H+ (vàng nhạt) (tím)

hoặc bằng phơng pháp chuẩn độ oxy hoá khử (phơng pháp iot-thiosunfat) theophản ứng :

2Cu2+ + 4I- = 2CuI + I2Sau đó chuẩn độ I2 giải phóng ra bằng Na2S2O3 với chỉ thị hồ tinh bột :

I2 + 2 Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6

Khoá luận tốt nghiệp Vi thị Mai Lan

Pb cũng có thể xác định bằng phơng pháp complexon theo 3 cách: chuẩn

độ trực tiếp, chuẩn độ ngợc bằng Zn2+, hay chuẩn độ thay thế dùng ZnY2- vớichỉ thị ETOO

Ví dụ chuẩn độ ngợc Pb2+ bằng Zn2+ : cho Pb2+ tác dụng với một lợng dchính xác EDTA đã biết trớc nồng độ ở pH=10, sau đó chuẩn độ lợng dEDTA bằng Zn2+ đã biết nồng độ với chỉ thị ETOO :

Pb2+ + H2Y2- = PbY2- + 2H+H2Y2- + Zn2+ = Zny2- + 2H+

Zn2+ + H2Ind = ZnInd + 2H+ (xanh) (đỏ nho)

Tuy nhiên phân tích thể tích chỉ thích hợp để xác định hàm lợng lớnhoặc bán vi lợng , do đó ta không dùng phơng pháp này để phân tích vi lợng

Cu, Pb trong tỏi

Tác giả Phạm Luận đã ứng dụng phơng pháp này để đa ra quy trình xác

định một số kim loại kiềm trong các mẫu nớc ngọt với một số kết quả sau :giới hạn phát hiện của Na là 0,05 ppm, Li và K là 0,5 ppm và Pb là 0,1 ppm[21]

Đặc biệt với sự ra đời của nguồn năng lợng mới là plasma cao tần cảmứng ICP đợc ứng dụng trong phép phân tích AES từ khoảng 20 năm trở lại

đây, song lại đợc sử dụng rộng rãi và có hiệu quả cao Ngày nay, phổ phát xạICP là một công cụ phân tích phục vụ đắc lực cho công việc nghiên cứu vàsản xuất vật liệu khoa học với độ ổn định và độ nhạy cao cỡ ng

Khoá luận tốt nghiệp Vi thị Mai LanBằng phép đo phổ ICP-AES , tác giả Kim A.Anderson đã xác định đa l-ợng và vi lợng của 17 nguyên tố trong một số mẫu mô thực vật, ví dụ hàm l-ợng Cu và Pb trong lá thông là 3,0  0,3 g/g và 10,8  0,5 g/g [27].

Lần đầu tiên tại Việt Nam, các tác giả Vũ Hoàng Minh, Nguyễn Tiến ợng, Phạm Luận, Trần Tứ Hiếu đã áp dụng thành công phơng pháp phổ ICP-AES để xác định chính xác các nguyên tố đất hiếm trong mẫu địa chất ViệtNam [34]

L-1.4.2.1.2.Phơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) [1]

Bằng cách chiếu vào đám hơi nguyên tử tự do của nguyên tố cần phân tích một chùm tia sáng đơn sắc có năng lợng phù hợp, có độ dài sóng trùng với các vạch phổ phát xạ đặc trng của nguyên tố đó, chúng sẽ hấp thụ các tia sáng và sinh ra phổ hấp thụ nguyên tử Dựa vào tín hiệu phổ này ta sẽ xác

định đợc hàm lợng nguyên tố cần phân tích

Sử dụng phép đo AAS, ngời ta có thể phân tích đợc lợng vết của hầu hếtcác kim loại và cả những hợp chất hữu cơ hay các anion không có phổ hấp thụnguyên tử với độ ổn định, độ nhạy, độ chính xác và nhất là độ ổn định cao

ở nhiều nớc trên thế giới, nhất là các nớc phát triển, phơng pháp phântích AAS đã trở thành phơng pháp tiêu chuẩn để định lợng nhiều kim loại [1]

Sử dụng phơng pháp này, John Bishop đã xác định lợng vết của một sốnguyên tố Ag, Bi, Cu, Sb, Ni trong hợp kim chì - thiếc và đạt đợc các kết quảsau : Ag 41,15g/g ; Bi 11g/g ; Cu 3,7g/g ; Sb 59g/g và Ni 0,15g/g [30].Xác định Pb trong một số mẫu sinh học bằng phơng pháp phổ hấp thụnguyên tử sử dụng hệ thống bơm dòng chảy tách và làm giàu trực tiếp dựatrên sự hấp phụ cặp ion, các tác giả Guan Hong Tao, Zhaolun Fang đã chuyển

Pb sang dạng anion phức iotchì, sau đó cho hấp phụ trực tiếp lên một vi cộtcùng với cation [NH4(C4H9)4]+ tạo thành cặp ion Kết quả cho thấy giới hạnphát hiện của phơng pháp là 3g/L với độ lệch chuẩn là 2% ở nồng độ 30g/

L ; 3,1% ở nồng độ 50g/L và xác định đợc hàm lợng Pb trong lá đào1,010,04g/g , trong mẫu bột gạo là 0,780,05g/g [27]

Khoá luận tốt nghiệp Vi thị Mai LanNghiên cứu tóc của những trẻ em mắc chứng gặp khó khăn trong việc

đọc, D.Capel và cộng sự đã áp dụng phép đo AAS để định lợng Cu, Pb với kếtquả là Cu :57g/g ; Pb :16g/g [29]

ở Việt Nam, tuy mới tiếp thu kỹ thuật phân tích phổ AAS , nhng đã córất nhiêu công trình khoa học nghiên cứu và ứng dụng thành công phơng phápnày để xác định các kim loại trong nhiều đối tợng mẫu khác nhau

Với đề tài nghiên cứu xác định Cu, Zn trong huyết thanh bằng phép đoAAS , các tác giả Phạm Luận, Đặng Quang Ngọc, Trần Tứ Hiếu, Lơng ThuýQuỳnh đã xây dựng và đề xuất một quy trình phân tích với độ nhạy đến 0,03ppm và sai số nhỏ hơn 12% , kết quả phân tích là: hàm lợng Cu trong huyếtthanh  1,2ppm tuỳ theo giới tính, độ tuổi và địa d [34]

Sử dụng phơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử, tác giả Lê Lan Anh và cộng

sự đã xác định hàm lợng Pb trong tóc, nớc tiểu và máu với các kết quả là :hàm lợng Pb trung bình trong tóc là 15,152g/g đối với ngời bình thờng ;49,87,9 g/g đối với ngời tiếp xúc thờng xuyên với xăng dầu và 86,01

12,7g/g với những bệnh nhân thấm nhiễm Pb [35]

Xác định các kim loại nặng trong các mẫu thịt cá bằng phép đo AAS ,Dr.Phạm Luận và cộng sự đã thu đợc một số kết quả sau : giới hạn phát hiện

đối với Cu , Pb là 0,05 và 0,1ppm ; giới hạn trên của vùng tuyến tính là Cu3,5ppm ; Pb 8ppm và sai số mắc phải trong vùng nồng độ 0,5 - 2ppm nhỏ hơn15% [22]

1.4.2.1.3.Phơng pháp trắc quang [2]

Phân tích trắc quang là phơng pháp phân tích dựa trên việc đo phổ VIS của những chất có khả năng hấp thụ năng lợng chùm sáng để tạo ra phổhấp thụ phân tử và cả những chất không có phổ UV-VIS bằng cách cho tácdụng với một thuốc thử thích hợp tạo ra hợp chất phức bền có khả năng hấpthụ tia bức xạ và cho phổ UV-VIS nhạy

UV-Pb2+ không có phổ hấp thụ phân tử UV-VIS , do đó ta chuyển nó về dạngchì-dithizonat Pb(C13H12N4S)2 khi cho tác dụng với dithizon(diphenyldithiocacbazon C13H12N4S hay H2Dz ) trong môi trờng pH=56 :

Pb2+ + 2H2Dz = Pb(HDz)2 + 2H+

Khoá luận tốt nghiệp Vi thị Mai Lan (xanh) (đỏ)

Phức này đợc chiết vào dung môi hữu cơ CCl4(hoặc CHCl3) và đem đomật độ quang tại bớc sóng  = 510 nm, biết mật độ quang ta có thể xác địnhnồng độ của Pb với giới hạn phát hiện là 0,05 ppm [25]

Ta cũng có thể xác định Cu bằng cách đo mật độ quang của phức dithizonat tại bớc sóng  = 545 nm với độ nhạy 0,003ppm [24]

Cu-Bằng phơng pháp trắc quang, các tác giả Trần Thúc Bình, Trần Tứ Hiếu,Phạm Luận đã xác định Cu, Ni, Mn, Zn trong cùng hỗn hợp theo phơng phápVierod cải tiến bằng Pyridin-azo-naphtol (PAN) với sai số < 4% ở những bớcsóng khác nhau [36]

1.4.2.2.Các phơng pháp điện hoá

1.4.2.2.1.Phơng pháp cực phổ [6, 7, 23, 25]

Cực phổ là một phơng pháp Von-Ampe trong đó ngời ta sử dụng điệncực giọt thuỷ ngân rơi là điện cực làm việc Bằng cách phân cực điện cực giọtthuỷ ngân bằng một điện áp một chiều biến thiên tuyến tính với thời gian đểnghiên cứu quá trình khử cực của chất phân tích trên điện cực đó và thông quachiều cao của đờng cong von-ampe ta có thể định lợng đợc ion kim loại cầnxác định trong dung dịch ghi cực phổ

Để áp dụng phơng pháp này, hoạt tính cực phổ của Cu đã đợc nghiên cứuvới rất nhiều chất nền (là các chất điện ly trơ) khác nhau và có một số nền đặcbiệt thích hợp cho phép định lợng nguyên tố này Trong nền NH3 , pyridin,thiocyanat và clorua đậm đặc, Cu2+ bị khử theo hai nấc Cu2+Cu+ ,Cu+Cu0,mỗi bậc cho một sóng cực phổ riêng và để định lợng Cu ngời ta sử dụng sóngthứ hai Cũng có thể xác định Cu trong nền Na tartrate 0,4M + NaH tartrate0,1M + gelatin (< 0,05%) với thế nửa sóng là - 0,09 V Để khử oxy hoà tantrong dung dịch, ngời ta sử dụng Na2SO3

Bằng phơng pháp này , có thể xác định Pb một cách hiệu quả cả trongnền axit và nền bazơ Một trong những nền axit tốt nhất là Na tartrate 0,4M +NaH tartrate 0,1M (cho pH = 4,5) và một lợng nhỏ gelatin ( 0,01%), nếu cómặt Bi3+ thì nồng độ gelatin phải  0,005% với thế nửa sóng là E1/2 = - 0,48V

Khoá luận tốt nghiệp Vi thị Mai LanTrong nền bazơ, ví dụ nh NaOH 1M , Pb tồn tại ở dạng ion HPbO2- cũng bịkhử rất dễ dàng với E1/2 = - 0,755V [24].

Do có độ nhạy và độ chính xác cao, các phơng pháp cực phổ xung viphân và von-ampe hoà tan anot với điện cực màng thuỷ ngân đã đợc các tácgiả Trịnh Xuân Giản, Trịnh Anh Đức, Lê Đức Liêm sử dụng để xác định dạngliên kết vết Pb trong nớc biển, kết quả cho thấy vết Pb có tồn tại trong nớcbiển với dung lợng liên kết 2,95 g/L [37]

1.4.2.2.2.Phơng pháp Von-Ampe hoà tan [6, 7]

Chỉ bằng một máy cực phổ tự ghi thông thờng và một cực giọt thuỷ ngântreo hoặc một cực rắn đĩa quay bằng than thuỷ tinh, ngời ta có thể xác định đ-

ợc gần 30 kim loại bằng phơng pháp Von-ampe hoà tan (Ag, As, Au, Bi, Cd,

Co, Cu, Ge, Hg, K, Mg, Ni, Pb, Zn, ) trong khoảng nồng độ n.10-9 đến n.10-6mol/L với độ chính xác khá cao

Để tiến hành phân tích bằng phơng pháp Von-Ampe hoà tan ngời tadùng bộ thiết bị gồm một máy cực phổ tự ghi và một bình điện phân gồm hệ 3

điện cực : cực làm việc là cực giọt thuỷ ngân tĩnh hoặc cực đĩa rắn, cực sosánh (cực Calomen hay cực bạc clorua) có thế không đổi và cực phụ trợ Pt Quá trình phân tích gồm 2 giai đoạn :

- Giai đoạn làm giàu chất phân tích lên bề mặt điện cực đo (cực làmviệc) dới dạng một kết tủa (kim loại , hợp chất khó tan) ở thế thích hợp vàkhông đổi trong suốt quá trình điện phân

- Giai đoạn hoà tan kết tủa đã dợc làm giàu và ghi đờng cong hoà tan.Các đại lợng điện hoá (thế hay dòng) ghi đợc trong quá trình hoà tan tỷ

lệ thuận với lợng chất kết tủa trên bề mặt điện cực cũng nh nồng độ chất phântích

Sử dụng bình điện hoá dòng chảy trong phơng pháp Von-Ampe hoà tanxung vi phân trong dòng chảy, các tác giả Trần thị Thu Nguyệt, Trần ThuQuỳnh, Từ Vọng Nghi xác định một số kim loại nặng trong nớc cho kết quả

đo với độ chính xác và lặp lại cao Nghiên cứu cho thấy dung dịch nền thíchhợp để xác định Cu, Pb là : HCl 0,02M + KCl 0,1M ; Hg2+ 10-4M , thế điệnphân làm giàu là -1,0 V Thế pic hoà tan của chúng là Cu2+: -0,09V ; Pb2+: -0,5V với sai số không vợt quá 4% khi phân tích nồng độ cỡ 10-6M [38]

Khoá luận tốt nghiệp Vi thị Mai LanXác định lợng vết Pb trong mẫu nớc bằng phơng pháp Von-ampe hoa tananot sử dụng điện cực màng thuỷ ngân, tác giả Nguyễn Quốc Tuấn vàNguyễn Ngọc Châm đã đo đợc thế pic của Pb khoảng -0,48V trong điều kiện

đo : pH=2 (môi trờng axxit HCl) , khoảng quét thế từ - 0,35 đến -0,74 mV.Giới hạn phát hiện của phơng pháp là 1ppm với sai số từ 2 đến 5% [39]

Khoá luận tốt nghiệp Vi thị Mai Lan

Phần II

Đối tợng và phơng pháp nghiên cứu

2.1 Đối tợng , mục tiêu và phơng pháp nghiên cứu

Không chỉ là một loại rau gia vị hết sức phổ biến, tỏi còn đợc biết đến

nh một vị thuốc dân gian mà tác dụng dợc lý của nó cho đến nay đã đợc khoahọc nghiên cứu và chứng minh một cách khá rõ ràng và đầy đủ Tác dụng

đích thực của tỏi là tác dụng tổng thể của hàng trăm hoạt chất, trong đó cáckhoáng vi lợng và enzym đóng vai trò không kém phần quan trọng

Mặt khác, Việt Nam ta là một trong những nớc tiềm tàng một nguồn tàinguyên dợc thảo vô cùng phong phú và đa dạng, trong đó tỏi Việt Nam đợc

đánh giá qua cảm quan tơng đối khá cao so với tỏi Trung Quốc, Mỹ, Pháp, Vì thế trong vài năm gần đây, một số công ty sản xuất Việt Nam đã chế biến

từ tỏi thành nhiều sản phẩm đặc chế dới dạng đơn thuần hoặc phối hợp và đợcbán rộng rãi trên thị trờng [13], [11]

Do đó việc xác định hàm lợng các kim loại lợng vết, nhất là các kim loại

độc hại ( Cu, Pb) trong củ tỏi cũng nh các sản phẩm từ tỏi là vô cùng cần thiếtnhằm đánh giá, kiểm định chất lợng của chúng và góp phần bảo vệ sức khoẻcộng đồng

Với điều kiện trang thiết bị nghiên cứu hiện có , dới sự hớng dẫn củathầy Phạm Luận ,trong bản khoá luận này chúng tôi nghiên cứu ứng dụng kỹthuật phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) để tìm các điều kiện phù hợpxây dựng một quy trình phân tích xác định hàm lợng Cu, Pb trong tỏi và cácchế phẩm của nó

Chúng tôi tiến hành nghiên cứu các vấn đề sau :

- Khảo sát và chọn các điều kiện đo phổ Cu, Pb

- Khảo sát chọn điều kiện nguyên tử hoá mẫu

- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hởng đến việc xác định Cu, Pb bằng phép đo AAS

F Khảo sát, xác định khoảng tuyến tính và xây dựng đờng chuẩn của Cu,Pb

- Xác định giới hạn phát hiện, đánh giá sai số và độ lặp lại của phơng pháp

- Nghiên cứu chọn cách xử lý mẫu

Khoá luận tốt nghiệp Vi thị Mai Lan

- ứng dụng phơng pháp đã đề xuất để xác định Cu, Pb trong củ tỏi và các sảnphẩm của nó

2.2.Giới thiệu phơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)

Phép đo AAS là một kỹ thuật phân tích hoá lý đã và đang đợc ứng dụngrộng rãi trong nhiều ngành khoa học kỹ thuật, trong sản xuất công nghiệp,nông nghiệp, y dợc , địa chất, hoá học ở nhiều nớc trên thế giới, nhất là cácnớc phát triển, phơng pháp phân tích phổ AAS đã trở thành một phơng pháptiêu chuẩn để phân tích lợng vết các kim loại trong nhiều đối tợng mẫu khácnhau nh đất, nớc ,không khí, dợc phẩm, các mẫu y sinh học,

Với các trang bị và kỹ thuật hiện nay, bằng phơng pháp phân tích nàyngời ta có thể định lợng đợc hầu hết các kim loại (khoảng 65 nguyên tố) vàmột số á kim đến giới hạn nồng độ cỡ ppm bằng kỹ thuật F-AAS và đến nồng

độ ppb bằng kỹ thuật ETA-AAS với sai số không lớn hơn 15% [1]

2.2.1.Nguyên tắc của phép đo

Cơ sở lý thuyết của phép đo này là sự hấp thụ năng lợng bức xạ đơn sắccủa nguyên tử tự do ở trạng thái hơi (khí) khi chiếu một chùm tia sáng có b ớcsóng xác định qua đám hơi của nguyên tố cần phân tích trong môi trờng hấpthụ Vì thế muốn thực hiện phép đo phổ hấp thụ nguyên tử của một nguyên tốcần phải thực hiện các quá trình sau:

1 Chế biến mẫu phân tích về dạng dung dịch phù hợp

2 Hoá hơi và nguyên tử hóa dung dịch mẫu phân tích, nhờ đó chúng ta

có đợc đám hơi các nguyên tử tự do của nguyên tố phân tích Đám hơi nàychính là môi trờng hấp thụ bức xạ

3 Chiếu chùm tia sáng bức xạ đặc trng của nguyên tố cần phân tích qua

đám hơi nguyên tử tự do, các nguyên tử của nguyên tố cần xác định trong

đám hơi đó sẽ hấp thụ những tia bức xạ nhất định và sinh ra phổ hấp thụ củanó

4.Tiếp đó nhờ một hệ thống máy quang phổ ngời ta thu toàn bộ chùmsáng, phân ly và chọn một vạch phổ hấp thụ của nguyên tố cần phân tích để

đo cờng độ của nó

Khoá luận tốt nghiệp Vi thị Mai LanTrong một giới hạn nhất định của nồng độ, giá trị cờng độ này phụ thuộctuyến tính vào nồng độ C của nguyên tố cần phân tích trong mẫu theo phơngtrình:

A = k.CTrong đó, A : cờng độ của vạch phổ hấp thụ

k : hằng số thực nghiệm

C : nồng độ nguyên tố xác định trong mẫu đo phổ

2.2.2.Trang bị của phép đo F-AAS

Dựa vào nguyên tắc của phép đo, ta có thể mô tả hệ thống trang bị của máy đo phổ hấp thụ nguyên tử bao gồm các phần cơ bản sau :

Phần 1 Nguồn phát chùm tia bức xạ đơn sắc của nguyên tố phân tích đểchiếu vào môi trờng hấp thụ chứa các nguyên tử tự do Đó là các đèn Catotrỗng (HCL- Hollow Cathode Lamp), hay các đèn phóng điện không điện cực(EDL- Electrodeless Discharge Lamp), đèn phát phổ liên tục đã đợc biến điệu(D2 -Lamp, W2-Lamp )

Hình 2 : Sơ đồ nguyên tắc cấu tạo hệ thống máy F-AAS

Phần 2 Hệ thống nguyên tử hóa mẫu phân tích Hệ thống này đợc chếtạo theo hai loại kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu : kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu

31

2

4

C2H2Không khí

Dung dịch mẫuThải

Khoá luận tốt nghiệp Vi thị Mai Lanbằng ngọn lửa đèn khí (F-AAS) và kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu không ngọnlửa (ETA-AAS).

Hệ thống nguyên tử hóa mẫu bằng ngọn lửa gồm:

-Bộ phận dẫn mẫu vào buồng aerosol hóa và thực hiện quá trình aerosolhóa mẫu (tạo thể sol khí)

-Đèn nguyên tử hóa mẫu (burner head) để đốt cháy hỗn hợp khí có chứamẫu ở thể sol khí

Phần 3 Là máy quang phổ, nó là bộ đơn sắc, có nhiệm vụ thu, phân ly,

và chọn tia sáng (vạch phổ) cần đo hớng vào nhân quang điện để phát hiện tínhiệu hấp thụ AAS của vạch phổ

Phần 4 Hệ thống chỉ thị cờng độ hấp thụ của vạch phổ Hệ thống này cóthể là các trang bị :

- Điện kế chỉ năng lợng hấp thụ ( E) của vạch phổ,

- Máy tự ghi pic của vạch phổ (Recorder),

- Bộ hiện số Digital,

- Bộ máy tính và máy in (Printer),

- Máy tích phân ( Intergrater)

2.3.Thiết bị, hoá chất , dụng cụ cho quá trình nghiên cứu

* Thiết bị : Để nghiên cứu xác định Cu, Pb bằng kỹ thuật quang phổ hấp thụnguyên tử ngọn lửa (F-AAS), chúng tôi sử dụng hệ thống máy quang phổ hấpthụ và phát xạ nguyên tử Model SP-9/800 ( hãng Philips Pye Unicam ) Đikèm với máy còn có các trang thiết bị nh máy nén không khí, bình khíacetylen tinh khiết (> 99,9%), các đèn Catot rỗng (HCL) của các nguyên tố

Cu, Pb

* Hoá chất :

- Dung dịch chuẩn Cu, Pb 1000 ppm trong HNO3 2%

- Các axit đặc HCl 36% , HNO3 65% loại Specpure (Merck)

- Các dung dịch nền: NH4Ac 10%, NH4Cl 10% , NaAc 10% và LaCl310% loại pA

- Các dung dịch gốc của các kim loại Na, K, Ca, Mg, Al, Fe, Mn, Cd,

Zn, Co, Ni, loại pA

Khoá luận tốt nghiệp Vi thị Mai Lan

- Dung dịch H2O2 30% loại Specpure (Merck)

Tất cả các loại hoá chất pA đều đợc kiểm tra lại bằng phép đo F-AAS,nếu có vết Cu và Pb thì phải chiết để loại bỏ bằng dung môi CCl4 có thuốcthử tạo phức APDC (Amoni Pirolydin Dithio Cacbamat)

Khoá luận tốt nghiệp Vi thị Mai Lan

Phần III Kết quả nghiên cứu và bàn luận

3.1.Khảo sát các điều kiện đo phổ của Cu và Pb

Để quá trình phân tích đạt kết quả tốt, việc nghiên cứu để phát hiện và chọn các thông số đo phù hợp với mục đích phân tích định lợng các nguyên tố

vi lợng trong mỗi đối tợng mẫu là một công việc hết sức cần thiết và quan trọng trong kỹ thuật F-AAS

3.1.1.Chọn vạch đo

Khi nguyên tử của một nguyên tố ở trạng thái tự do, nó có khả năng hấpthụ các bức xạ có bớc sóng nhất định ứng đúng với các tia bức xạ mà nó phát

ra trong quá trình phát xạ Nhng nguyên tử không hấp thụ tất cả các bức xạ

đó, quá trình hấp thụ chỉ xảy ra đối với các vạch phổ nhậy, đặc trng củanguyên tố Do đó chúng ta phải khảo sát để chọn đợc những bớc sóng (vạch

đo) có độ nhạy, độ hấp thụ lớn nhất và tránh đợc sự chen lấn của vạch phổ cácnguyên tố khác

Theo W.J.Price [25], Cu và Pb có các vạch phổ đặc trng tơng ứng với độnhạy và cờng độ hấp thụ nh trong bảng 1:

216,5 0,15 - 368,4 8,0

-222,6 0,50 0,004

Với yêu cầu xác định vi lợng, chúng tôi chọn vạch phổ của Cu là 324,8

nm và của Pb là 217,0 nm vì các vạch phổ này cho độ nhạy và độ hấp thụ caonhất

Tuy nhiên, trong mẫu phân tích thờng tồn tại các nguyên tố khác có vạchphổ gần với vạch phổ nhạy của nguyên tố cần xác định Mặc dù các vạch phổnày không nhạy, nhng do nồng độ lớn nên chúng có thể chen lấn các vạchphân tích làm cho việc đo cờng độ vạch phổ phân tích rất khó khăn và thiếu

Khoá luận tốt nghiệp Vi thị Mai Lanchính xác Do đó ta phải khảo sát xem có sự ảnh hởng của các nguyên tố cóvạch phổ gần với vạch phổ của nguyên tố phân tích không Kết quả khảo sát

Bảng 3 ảnh hởng của Fe, Mn, Co đối với Cu

Mẫu HpicTB (cm) Sai số (%)

Bảng 4 ảnh hởng của Fe, Ni đối với Pb

Mẫu HpicTB (cm) Sai số (%)

3.1.2 Chọn khe đo của máy quang phổ

Chùm tia phát xạ cộng hởng của nguyên tố cần xác định sau khi đi qua môi trờng hấp thụ sẽ hớng vào khe đo của hệ thống đơn sắc và vào hệ chuẩn trực, rồi đợc phân ly để chọn một tia cần đo Nh vậy chùm sáng đa sắc đợc chuẩn trực, phân ly và sau đó chỉ một vạch phổ cần đo đợc hớng vào khe ra của bộ đơn sắc và tác dụng vào nhân quang điện sinh ra tín hiệu đo để xác

định cờng độ vạch phổ hấp thụ Do đó khe đo của máy phải đợc chọn cho từng vạch phổ sao cho tín hiệu đủ nhạy, đạt độ ổn định cao và loại bỏ đợc