nghiên cứu xác định hàm lượng của chì, cadmi trong một số mẫu mỹ phẩm bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa ( gf - aas

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN LÊ THỊ PHƯƠNG DUNG NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CỦA CHÌ, CADMI TRONG MỘT SỐ MẪU MỸ PHẨM BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ KHÔNG NGỌN LỬA ( GF- AAS) LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN LÊ THỊ PHƯƠNG DUNG NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CỦA CHÌ, CADMI TRONG MỘT SỐ MẪU MỸ PHẨM BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ KHÔNG NGỌN LỬA (GF-AAS) Chuyên ngành: Hóa Phân Tích Mã số: 604429 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS LÊ NHƯ THANH HÀ NỘI – 2012 MỤC LỤC CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN….……………………………………………… 2 1.1.Tổng quan về mỹ phẩm………………………………………………… 2 1.2. Tổng quan về chì, Cadmi……………………………………………………….3 1.2.1. Tổng quan về Cadmi……………………………………………………….3 1.2.1.1 Giới thiệu chung về Cadmi (Cd) [3, 7, , 16, 17] ___________________ 3 1.2.1.2. Tính chất của Cadmi [3, 4, 23, 24] ___________________________ 4 1.2.1.3. Tác dụng sinh hóa của Cadmi [4, 11, 9, 23] _____________________ 6 1.2.1.4. Các ứng dụng của Cd [23, 24]_______________________________ 7 1.2.2. Tổng quan về chì (Pb)…………………………………………………… 8 1.2.2.1 Giới thiệu chung về Pb……………………………………………….8 1.2.2.2. Tính chất của Pb…………………………………………………… 9 1.2.2.3. Vai trò, chức năng và sự nhiễm độc chì [4]……………………… 10 1.3. Các phƣơng pháp xác định chì, cadmi…………………………… 12 1.3.1. các phương pháp chiết tách cation kim loại[23]. ________________________ 12 1.3.1.1. Phƣơng pháp chiết ______________________________________ 12 1.3.1.2. Phƣơng pháp chiết pha rắn [11], [5], [33], [26] __________________ 13 1.4. Các phƣơng pháp xác định 14 1.4.1. Phương pháp phân tích hóa học ____________________________________ 14 1.4.2. Phƣơng pháp phân tích khối lƣợng 14 1.4.3. Phƣơng pháp phân tích thể tích 14 1.4.4. Các phương pháp điện hóa [20, 23] __________________________________ 14 1.4.4.1. Phƣơng pháp đo điện thế bằng điện cực chọn lọc ion _____________ 14 1.4.4.2. Phƣơng pháp cực phổ ____________________________________ 15 1.4.4.3. Phƣơng pháp Vôn-Ampe hòa tan ___________________________ 16 1.4.5. Các phương pháp quang phổ [ 12, 13, 9, 18] ___________________________ 17 1.4.5.1. Phƣơng pháp phổ phát xạ nguyên tử (AES) ___________________ 17 Lê Thị Phƣơng Dung- K20 Cao Học Hóa Trƣờng Đại Học Khoa Học Tự nhiên - ĐHQGHN 1.4.5.2. Phƣơng pháp phổ hấp thụ phân tử UV-VIS ____________________ 17 1.4.5.3. Phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) ___________________ 18 1.4.5.4. Phƣơng pháp phổ khối plasma cao tần cảm ứng ICP-MS _________ 19 1.4.6. Các phương pháp sắc ký___________________________________________ 20 1.4.6.1. Phƣơng pháp sắc ký khí __________________________________ 20 1.4.6.2. Phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) ________________ 21 Chƣơng 2: THỰC NGHIỆM……………………………………………………….22 2.1. Đối tƣợng, nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu……………………… 22 2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu……………………………………………………22 2.1.2. Nội dung nghiên cứu…………………………………………………… 22 2.2. Giới thiệu về phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử [14, 27]………………… 22 2.2.1. Nguyên tắc của phƣơng pháp AAS…………………………………… 22 2.2.2. Hệ thống, trang thiết bị của phép đo AAS……………………………….23 2.3. Trang thiết bị. dụng cụ và hóa chất…………………………………… 25 2.3.1. Hệ thống máy phổ ________________________________________________ 25 2.3.2. Hóa chất và dụng cụ ______________________________________________ 26 2.3.2.1. Hóa chất _____________________________________________ 26 2.3.2.2. Dụng cụ 26 Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN KẾT QUẢ…………………… 29 3.1. Khảo sát điều kiện đo phổ GF-AAS của Cd và Pb……………………… 29 3.1.1. Khảo sát chọn vạch đo phổ _________________________________ 29 3.1.2. Khảo sát khe đo của máy phổ hấp thụ nguyên tử _______________________ 30 3.1.3. Khảo sát cường độ dòng đèn catot rỗng (HCL) _________________________ 31 3.2. Khảo sát các điều kiện nguyên tử hóa mẫu……………………………………32 3.2.1. Khảo sát nhiệt độ sấy _____________________________________________ 32 3.2.2. Khảo sát nhiệt độ tro hóa luyện mẫu _________________________________ 33 3.2.3. Khảo sát nhiệt độ nguyên tử hóa ____________________________________ 34 3.3. Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến phép đo GF-AAS……………………… 36 Lê Thị Phƣơng Dung- K20 Cao Học Hóa Trƣờng Đại Học Khoa Học Tự nhiên - ĐHQGHN 3.3.1. Ảnh hưởng của axit ______________________________________________ 36 3.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của chất cải biến nền ____________________________ 37 3.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của các cation __________________________________ 40 3.3.3.1. Khảo sát ảnh hƣởng của cation kim loại kiềm __________________ 41 3.3.3.2. Khảo sát ảnh hƣởng của kim loại kiềm thổ ____________________ 41 3.3.3.3. Khảo sát ảnh hƣởng của các kim loại nặng hóa trị II và hóa trị III ____ 42 3.3.3.4. Ảnh hƣởng của các anion _________________________________ 43 3.4. Phƣơng pháp đƣờng chuẩn đối với phép đo GF-AAS…………………………43 3.4.1. Khảo sát xác định khoảng tuyến tính _________________________________ 43 3.4.2. Xây dựng đƣờng chuẩn, giới hạn phát hiện, giới hạn định lƣợng……… 436 3.4.3. Kiểm tra hằng số trong phương trình hồi quy __________________________ 49 3.4.4. Xác định giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) _________ 51 3.4.4.1. Giới hạn phát hiện (LOD) _________________________________ 51 3.4.4.2. Giới hạn định lƣợng (LOQ)……………………………………… 51 3.4.5. Tính nồng độ chất phân tích dựa trên đường chuẩn ____________________ 52 3.4.6. Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo _____________________________ 52 3.5. Khảo sát chọn điều kiện xử lý mẫu………………………………………… 55 3.6. Thực nghiệm đo phổ và tính toán kết quả…………………………………… 56 3.6.1. Xác định Cd, Pb bằng phương pháp đường chuẩn và đánh giá hiệu suất thu hồi ______________________________________________________________________ 57 3.6.1.1. Xác định Cd, Pb bằng phƣơng pháp đƣờng chuẩn _______________ 57 3.6.1.2. Kết quả đo phổ GF- AAS so sánh với ICP-MS _________________ 60 3.6.2. Xác định Cd bằng phương pháp thêm chuẩn __________________________ 62 3.6.2.1. So sánh kết quả phƣơng pháp đƣờng chuẩn và thêm chuẩn……… 70 3.6.2.2. So sánh với kết quả ICP-MS _______________________________ 71 3.7. Kết quả mẫu thực 73 TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT _______________________________________________ 76 Lê Thị Phƣơng Dung- K20 Cao Học Hóa Trƣờng Đại Học Khoa Học Tự nhiên - ĐHQGHN DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Khảo sát chọn vạch đo phổ của Cd 29 Bảng 2: Khảo sát chọn vạch đo phổ của Pb 29 Bảng 3: Khảo sát khe đo của máy phổ hấp thụ nguyên tử đối với Cd 30 Bảng 4: Khảo sát khe đo của máy phổ hấp thụ nguyên tử đối với Pb 30 Bảng 5: Khảo sát cƣờng độ dòng đèn đến kết quả đo phổ đối với Cd 31 Bảng 6: Ảnh hƣởng cƣờng độ dòng đèn đến kết quả đo phổ đối với Pb 32 Bảng 7: Các điều kiện tro hóa mẫu đối với Cd 33 Bảng 8: Các điều kiện tro hóa mẫu đối với Pb 34 Bảng 9: Các điều kiện nguyên tử hóa mẫu đối với Cd: 35 Bảng 10: Các điều kiện nguyên tử hóa mẫu đối với Pb 35 Bảng 11: Ảnh hƣởng của các axit đối với Cd 37 Bảng 12: Ảnh hƣởng của các axit đối với Pb 37 Bảng 13: Ảnh hƣởng của một số chất cải biến đến đo phổ của Cd: 38 Bảng 14: Ảnh hƣởng của một số chất cải biến đến đo phổ đối với Pb 39 Bảng 15: Khảo sát sơ bộ thành phần các nguyên tố trong mỹ phẩm bằng ICP-MS 41 Bảng 16: Khảo sát ảnh hƣởng của các cation kim loại kiềm 41 Bảng 17: khảo sát ảnh hƣởng của các kim loại kiềm thổ 42 Bảng 18: Khảo sát ảnh hƣởng của các kim loại nặng hóa trị II, III 42 Bảng 19: Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của Cd 44 Bảng 20: Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của Pb: 45 Bảng 21: kết quả xác định đƣờng chuẩn của Cd: 46 Bảng 22: kết quả xác định đƣờng chuẩn của Pb: 48 Bảng 23: Kết quả sai số và độ lặp lại của phép đo đối với Cd 53 Bảng 24: Kết quả sai số và độ lặp lại của phép đo đối với Pb 54 Bảng 25: Tổng kết các điều kiện đƣợc chọn để đo phổ GF-AAS 55 Lê Thị Phƣơng Dung- K20 Cao Học Hóa Trƣờng Đại Học Khoa Học Tự nhiên - ĐHQGHN Bảng 26: Thời gian phá mẫu trong bình Kendal và kết quả xác định bằng ICP-MS 56 Bảng 27: kết quả đo Cd bằng phƣơng pháp đƣờng chuẩn 58 Bảng 28: kết quả xác định Cd trong mẫu thật 59 Bảng 29: Bảng kết quả đo Pb bằng phƣơng pháp đƣờng chuẩn 59 Bảng 30: kết quả xác định Pb trong mẫu thật 60 Bảng 31: kết quả đo nồng độ Cd (ppb) của GF-AAS so sánh với ICP-MS 61 Bảng 32: kết quả đo nồng độ Pb (ppb) của GF-AAS so sánh với ICP-MS. 61 Bảng 33: Hiệu suất thu hồi lƣợng thêm chuẩn 62 Bảng 34: Xác định Cd trong mẫu thực bằng phƣơng pháp thêm chuẩn 64 Bảng 35: các đại lƣợng thu đƣợc từ đƣờng thêm chuẩn 66 Bảng 36: kết quả xác định Cd bằng phƣơng pháp thêm chuẩn 66 Bảng 37: Kết quả xác định Cd bằng phƣơng pháp đƣờng chuẩn và thêm chuẩn 66 Bảng38: Xác định Pb trong mẫu thực bằng phƣơng pháp thêm chuẩn 67 Bảng 39: các đại lƣợng thu đƣợc từ đƣờng thêm chuẩn 69 Bảng 40: kết quả xác định Pb bằng phƣơng pháp thêm chuẩn 70 Bảng 41: Kết quả xác định Pb bằng phƣơng pháp đƣờng chuẩn và thêm chuẩn 70 Bảng 42: Kết quả phân tích hàm lƣợng Cd trong mẫu thực 73 Bảng 43: Kết quả phân tích hàm lƣợng Pb trong mẫu thực: 74 Bảng 44: Quy định tối đa hàm lƣợng Pb trong đồ mỹ phẩm 74 Lê Thị Phƣơng Dung- K20 Cao Học Hóa Trƣờng Đại Học Khoa Học Tự nhiên - ĐHQGHN LỜI CẢM ƠN Với lòng kính trọng và biết ơn chân thành sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Lê Nhƣ Thanh đã tin tƣởng giao đề tài, tận tình hƣớng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận văn thạc sỹ này. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn ThS.Phạm Tiến Đức, đã chỉ bảo và giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành luận văn này. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy, cô giáo giảng dạy tại Khoa Hóa đặc biệt tại Bộ môn Hóa phân tích đã trang bị cho tôi những kiến thức quý giá trong những năm học tập tại đây và trong quá trình hoàn thành luận văn này. Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài này. Hà nội, ngày tháng năm 2011 Học viên Lê Thị Phƣơng Dung DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Lê Thị Phƣơng Dung- K20 Cao Học Hóa Trƣờng Đại Học Khoa Học Tự nhiên - ĐHQGHN AAS: Atomic Absorption Spectrocopy AES: Atomic Emission Spectrocopy CI: Confidence Interval %RSD: Coefficient Variation F-AAS: Flame Atomic Absorption Spectrocopy GF-AAS: Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrocopy HPLC: High Performance Liquid Chromatography ICP: Inductively Couple Plasma ICP-MS: Inductively Couple Plasma Mass Spectrometry LOD: Limit of Detection LOQ: Limit of Quantity RSD: Relative Standard Deviation UV-Vis: Ultra Violet-Visible DANH MỤC HÌNH VẼ Lê Thị Phƣơng Dung- K20 Cao Học Hóa Trƣờng Đại Học Khoa Học Tự nhiên - ĐHQGHN Hình 1: Hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AA-6800 26 Hình 2: Đƣờng cong nhiệt độ tro hóa đối với Cd 33 Hình 3: Đƣờng cong nhiệt độ tro hóa đối với Pb 34 Hình 4: Đƣờng cong nhiệt độ nguyên tử hóa đối với Cd 35 Hình 5: Đƣờng cong nhiệt độ nguyên tử hóa đối với Pb 36 Hình 6: Ảnh hƣởng chất cải biến đến phép đo phổ của Cd. 39 Hình 6: Ảnh hƣởng chất cải biến đến phép đo phổ của Cd. 39 Hình 7: Ảnh hƣởng chất cải biến đến phép đo phổ đối với Pb. 40 Hình 8: Đồ thị khoảng tuyến tính của Cd 44 Hình 9: Đồ thị khoảng tuyến tính của Pb 45 Hình 10: Đƣờng chuẩn của Cd 47 Hình 11: Đƣờng chuẩn của Pb 48 Hình 12: Đồ thị thêm chuẩn xác định Cd trong mỹ phẩm ở trong 3 mẫu a.mẫu d3 ; b. mẫu d4; c. mẫu d14 65 Hình 13: Đồ thị thêm chuẩn xác định Pb trong mỹ phẩm ở trong 3 mẫu: a. mẫu d2 ; b. mẫu d5; c. mẫu d10………………………………………… 69 [...]... cứu xác định hàm lƣợng của chì, cadmi trong một số mẫu mỹ phẩm bằng phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF- AAS) ” với ba mục tiêu: 1 Khảo sát các điều kiện tối ƣu của GF- AAS đối với việc xác định 2 nguyên tố Cd, Pb trong mỹ phẩm 2 Xây dựng một quy trình xác định hàm lƣợng Cd, Pb trong mẫu mỹ phẩm bằng phƣơng pháp GF- AAS 3 Khảo sát hàm lƣợng Cd, Pb trong một số mẫu mỹ phẩm trên thị... 0,044ng/g - Phạm Luận và các cộng sự thuộc trƣờng ĐHTH Hà Nội [23] đã nghiên cứu và xác định Cd trong lá cây thuốc Đông y ở Việt Nam , trong thực phẩm tƣơi sống bằng phổ hấp thụ nguyên tử - Phạm Thị Thu Hà đã xác định chì và cadmi trong thảo dƣợc và sản phẩm của nó bằng phép đo phổ hấp thụ nguyên tử - Lê Thị Khánh Dƣ, xác định Asen trong nƣớc mắm dinh dƣỡng giàu sắt bằng bằng phép đo phổ hấp thụ nguyên tử không. .. ra phổ hấp thụ nguyên tử Cd Đo phổ này sẽ xác định đƣợc hàm lƣợng nguyên tố cần phân tích Cd Giai đoạn quan trọng nhất trong phép đo AAS là nguyên tử hóa mẫu Để thực hiện quá trình nguyên tử hóa mẫu, ngƣời ta dùng hai kỹ thuật: kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu bằng ngọn lửa đèn khí (F -AAS) và kỹ thuật nguyên tử hóa nguyên tử không ngọn lửa trong cuvet grafit hay trong thuyền titan (GF- AAS) - Tác giả Nakashima... phép đo phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF- AAS) 2.1.2 Nội dung nghiên cứu -Khảo sát chọn các điều kiện phù hợp để đo phổ GF- AAS của Cd và Pb -Nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến phép xác định Cd và Pb trong hai phép đo -Khảo sát khoảng tuyến tính và xây dựng đƣờng chuẩn trong từng phép đo - ánh giá sai số và độ lặp lại của phƣơng pháp -Khảo sát phƣơng pháp và điều kiện xử lý mẫu bằng hệ mở - ng... phụ thuộc rất nhiều vào nồng độ chính xác của dãy mẫu chuẩn nên sai số không nhỏ 1.4.5.2 Phƣơng pháp phổ hấp thụ phân tử UV-VIS Phƣơng pháp phân tích phổ hấp thụ phân tử (phổ electron hay phổ UV-VIS) là phƣơng pháp trắc quang dựa trên việc đo phổ UV-VIS của những chất có khả năng hấp thụ năng lƣợng chùm sáng để tạo ra phổ hấp thụ phân tử và những chất không có phổ UV-VIS thì cho tác dụng với thuốc thử... ra đời của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F -AAS) , nhƣng kỹ thuật này có độ nhạy không cao, thƣờng là trong vùng 0,0 5- 1ppm Theo kỹ thuật này, ngƣời ta dùng năng lƣợng ngọn lửa đèn khí để nguyên tử hóa mẫu Do đó, mọi quá trình xảy ra trong ngọn lửa khi nguyên tử hóa mẫu đều phụ thuộc vào đặc tính của ngọn lửa [11] Nhiệt độ ngọn lửa chính là yếu tố quyết định hiệu suất nguyên tử hóa mẫu phân... thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa: kỹ thuật này ra đời sau cùng với phép đo phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF- AAS) , nhƣng lại có độ nhạy rất cao đạt đến 0,1ppb và hiện nay đang đƣợc ứng dụng rất phổ biến Trong kỹ thuật này, ngƣời ta dùng một lò nung bằng graphit (cuvet graphit) hay thuyền lantan để nguyên tử hóa mẫu Kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu không ngọn lửa là quá trình nguyên tử hóa mẫu tức... không ngọn lửa (GF- AAS) Phƣơng pháp này là một trong những phƣơng pháp tiêu chuẩn để xác định lƣợng vết kim lọai trong nhiều đối tƣợng mẫu khác nhau Vì vậy chúng tôi sử dụng phƣơng pháp này để xác định Cadmi, Pb trong mẫu mỹ phẩm 1.4.5.4 Phƣơng pháp phổ khối plasma cao tần cảm ứng ICP-MS Khi dẫn mẫu phân tích vào ngọn lửa plasma (ICP), trong điều kiện nhiệt độ cao của plasma, các chất có trong mẫu. .. phƣơng pháp xác định chì, cadmi 1.3.1 các phƣơng pháp chiết tách cation kim loại[23] 1.3.1.1 Phƣơng pháp chiết Phương pháp chiết lỏng- lỏng [27] Các hệ chiết thƣờng dùng là:  Một phƣơng pháp chuẩn bị mẫu cadmi cho phƣơng pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử là dùng MIBK (4 -metyl-2-pentanon hay Metyl-izo-butyl-ketone) để chiết phức Cd-APDC ra khỏi mẫu -Giáo sƣ Liberman trƣờng ĐHTH Jersey (Mỹ) [29] đã xác. .. Okayama (Nhật Bản) [32] đã đề nghị một quy trình phân tích hàm lƣợng Cd trong nƣớc bằng phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa sau khi tách Cd ra khỏi mẫu bằng oxit zirconi Cực tiểu phát hiện cỡ vài ng/ml - Áp dụng phƣơng pháp GF- AAS , các tác giả S L Jeng, S J.Lee, S Y Lin [31] xác định chì và cadmi trong mẫu sữa nguyên liệu và đƣa ra kết quả hàm lƣợng trung bình của chì trong 107 mẫu sữa là 2,030ng/g; cadmi . LÊ THỊ PHƯƠNG DUNG NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CỦA CHÌ, CADMI TRONG MỘT SỐ MẪU MỸ PHẨM BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ KHÔNG NGỌN LỬA ( GF- AAS) LUẬN. mỹ phẩm bằng phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF- AAS) ” với ba mục tiêu: 1. Khảo sát các điều kiện tối ƣu của GF- AAS đối với việc xác định 2 nguyên tố Cd, Pb trong mỹ phẩm. . 2. Xây dựng một quy trình xác định hàm lƣợng Cd, Pb trong mẫu mỹ phẩm bằng phƣơng pháp GF- AAS 3. Khảo sát hàm lƣợng Cd, Pb trong một số mẫu mỹ phẩm trên thị trƣờng Việt Nam bằng quy trình