Xác định hàm lượng kẽm, chì trong một số loại rau xanh trên địa bàn quận liên chiểu TP đà nẵng bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS

Nắm bắt được nhu cầu đó, tôi tiến hành chọn đề tài: “Nghiên cứu khảo sát hàm lượng kim loại kẽm và chì trong một số rau xanh được trồng địa bànquận Liên Chiểu, TP Đà Nẵng bằng phương phá

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA HÓA

NGUYỄN HOÀNG DUNG

XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG KẼM, CHÌ TRONG MỘT SỐ LOẠI RAUXANH TRÊN ĐỊA BÀN QUẬN LIÊN CHIỂU - TP ĐÀ NẴNG BẰNGPHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ AAS

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

CỬ NHÂN KHOA HỌC

Đà Nẵng - 2018

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA HÓA

XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG KẼM, CHÌ TRONG MỘT SỐ LOẠI RAU XANH TRÊN ĐỊA BÀN QUẬN LIÊN CHIỂU - TP.

Giáo viên hướng dẫn

: Nguyễn Hoàng Dung: 14CHP

: ThS Ngô Thị Mỹ Bình

Đà Nẵng - 2018

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

KHOA HÓA

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hoàng Dung

1 Tên đề tài: Xác định hàm lượng kẽm, chì trong một số loại rau xanh trên địa bàn

quận Liên Chiểu - TP Đà Nẵng bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS.

2 Nguyên liệu, thiết bị, dụng cụ và hóa chất

2.1 Nguyên liệu: Rau xà lách, rau cải, rau muống

2.2 Thiết bị: Máy đo quang AAS – iCE 3500 của hãng Thermo (Mỹ), tủ sấy, lò

nung, bếp điện, cân phân tích

2.3 Dụng cụ: cốc thủy tinh, bình định mức, bát nung, chén nung, cối sứ, chày sứ, bópcao su, pipet các loại, đũa thủy tinh, phễu lọc, giấy lọc

2.4 Hóa chất: dung dịch chuẩn: Pb2+ 1000 ppm và Zn2+ 1000 ppm, axit HNO3

65%, HCl 37%, KNO3, nước cất 2 lần

3 Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu và lựa chọn các điều kiện tối ưu trong quá trình xử lý mẫu

để định lượng các kim loại kẽm và chì trong các loại rau

Đưa ra quy trình phân tích kẽm và chì trong rau cải bằng phương pháp phổ hấp thu nguyên tử trên thiết bị AAS

Áp dụng phân tích một số đối tượng mẫu thực tế

4 Giảng viên hướng dẫn: ThS Ngô Thị Mỹ Bình

5 Thời gian nhận đề tài: 9/2017

6 Thời gian hoàn thành đề tài: 3/2018

Chủ nhiệm khoa

(Ký và ghi rõ họ tên)

Giảng viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

Kết quả điểm đánh giá

Ngày tháng… năm 2018

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

(Ký và ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠNLời đầu tiên, tôi xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến giảng viên hướngdẫn cô Ngô Thị Mỹ Bình đã cho phép, tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốtthời gian thực hiện và hoàn thành khóa luận này.

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô trong khoa Hóa, trường Đạihọc sư phạm Đà Nẵng đã dạy dỗ, truyền đạt những kiến thức hữu ích cho tôi trongsuốt thời gian học tập tại trường và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi nghiên cứu,thực hiện khóa luận này

Chân thành cảm ơn các bạn trong tập thể lớp 14CHP đã nhiệt tình giúp đỡ tôihọc tập, nghiên cứu, tìm kiếm tài liệu và động viên tôi trong suốt thời gian nghiêncứu và thực hiện khóa luận

Mặc dù bản thân đã cố gắng nỗ lực song vẫn không thể tránh có sai sót Rấtmong quý thầy cô thông cảm và đóng góp thêm ý kiến để tôi hoàn thiện bài báo cáo

này

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Hoàng Dung

MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 Chương 1 TỔNG QUAN _ 3

1.1 Giới thiệu về rau xanh 3

1.1.1 Vai trò của rau 3

1.1.2 Thế nào là rau sạch 3

1.1.3 Công dụng của một số loại rau 5

1.1.4 Tiêu chí về rau an toàn 6

1.1.5 Đại cương về kẽm và chì 7

1.2 Các phương pháp phân tích lượng vết kim loại nặng 15

1.2.1 Các phương pháp phân tích điện hoá 15

1.2.2 Các phương pháp phân tích quang học 17

1.3 Các kĩ thuật phân tích cụ thể trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 20 1.3.1 Phương pháp đồ thị chuẩn (đường chuẩn) 20

1.3.2 Phương pháp thêm chuẩn 21

1.4 Phương pháp xử lý mẫu phân tích xác định Zn và Pb 23

1.4.1 Phương pháp xử lý ướt (bằng axit đặc oxi hóa mạnh) 24

1.4.2 Phương pháp xử lý khô 25

1.4.3 Phương pháp xử lý khô – ướt kết hợp 25

Chương 2 THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 2.1 Hóa chất – Thiết bị 27

2.1.1 Hóa chất 27

2.1.2 Pha hóa chất 27

2.1.3 Thiết bị 30

2.1.4 Dụng cụ 30

2.2 Phương pháp nghiên cứu 30

2.2.1 Khảo sát xác định khoảng nồng độ tuyến tính 31

2.2.2 Xây dựng đường chuẩn, xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng 34

2.2.3 Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo 38

2.3 Phân tích mẫu thực 41

2.3.1 Lấy mẫu 42

2.3.2 Khảo sát quá trình xử lí mẫu 43

2.4 Thực nghiệm đo phổ và kết quả tính toán 452.5 Đánh giá hiệu suất thu hồi 51KẾT LUẬN 55TÀI LIỆU THAM KHẢO 56

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Một số hằng số vật lý của chì và kẽm 7

Bảng 1.2 Một số giới hạn cho phép của chì trong rau và sản phẩm rau 14

Bảng 1.3 Giới hạn tối đa ăn vào hàng ngày và hàng tuần 15

Bảng 2.1 Dãy dung dịch tiêu chuẩn Pb nồng độ từ 0mg/l đến 10mg/l 28

Bảng 2.2 Dãy dung dịch tiêu chuẩn Zn nồng độ 0mg/l đến 3.5mg/l 29

Bảng 2.3 Điều kiện đo phổ F-AAS của Pb và Zn 31

Bảng 2.4 Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Zn 32

Bảng 2.5 Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Pb 33

Bảng 2.6 Kết quả xác định sai số của phương pháp với phép đo Zn 39

Bảng 2.7 Kết quả xác định sai số của phương pháp với phép đo Pb 40

Bảng 2.8 Tỉ lệ khối lượng của một số loại rau trước và sau khi sấy khô 43

Bảng 2.9 Kết quả khảo sát lượng dung môi và nhiệt độ tối ưu để vô cơ hóa mẫu 44

Bảng 2.10 Kết quả hàm lượng kẽm trong các mẫu rau 47

Bảng 2.11 Kết quả hàm lượng chỉ trong các mẫu rau 48

Bảng 2.12 Hiệu suất thu hồi của quá trình vô cơ hóa mẫu 52

Bảng 2.13 Hiệu suất thu hồi của quá trình vô cơ hóa mẫu 53

DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Mối quan hệ giữa Độ hấp thu A và nồng độ C 21

Hình 1.2 Đồ thị đường chuẩn của phương pháp thêm chuẩn 22

Hình 2.1 Hệ thống máy quang phổ hấp thụ AAS - ICE 3500 29

Hình 2.2 Lò nung 30

Hình 2.3 Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Zn 33

Hình 2.4 Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Pb 34

Hình 2.5 Đường chuẩn của kẽm 35

Hình 2.6 Đường chuẩn của chì 36

Hình 2.7 Một số địa điểm lấy rau 42

Hình 2.8 Một số hình ảnh trước và sau khi xử lý mẫu 45

LỜI MỞ ĐẦUHiện nay, những vấn đề liên quan đến ô nhiễm môi trường đang rất được xãhội quan tâm vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng Đối với lĩnh vựcnông nghiệp nói riêng, hiện nay ngành này cũng đang chịu sức ép lớn từ những loạinông sản nhiễm độc chất, hiện tượng đất canh tác bị ô nhiễm bởi nhiều loại chất độchại tất cả đều bắt nguồn từ việc gia tăng phế thải Phần lớn nguồn phế thải đưa ramôi trường chưa được xử lý thích hợp, làm cho môi trường ngày càng ô nhiễm trầmtrọng hơn, các loại phế thải công nghiệp, phế thải sinh hoạt, hóa chất nông nghiệp tồn dư đi vào nước, vào không khí rồi tích tụ trong đất, đầu độc môi trường đất làmđất thoái hóa, giảm đi chất lượng dinh dưỡng vốn có gây ảnh hưởng nghiêm trọngđến chất lượng của những sản phẩm canh tác, đặc biệt là những sản phẩm nôngnghiệp sản xuất trên khu vực đất bị ô nhiễm có khả năng ảnh hưởng xấu tới sức khỏecủa người sử dụng.

Ở nước ta, bên cạnh những loại nông sản chủ lực thì các loại hoa màu cũngchiếm một vị trí then chốt trong trong nông nghiệp, ví dụ như các loại rau xanh Rau xanh làmột trong những nhu yếu phẩm đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp những dưỡng chấtthiết yếu cho con người Tuy nhiên, cùng với mức độ gia tăng ngày càng nghiêm trọng của vấnnạn ô nhiễm môi trường thì rau xanh có khả năng bị nhiễm độc, nguy hiểm nhất phải kể đến sựnhiễm độc kim loại nặng trong rau xanh do nhiều nguyên nhân khác nhau, gây ra vô số nhữngảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe của người tiêu dùng Do đó, việc kiểm soát, đánh giá sự tích

tụ kim loại nặng trong rau xanh nói riêng và trong thực phẩm nói chung trở thành một vấn đềcấp bách được toàn thể xã hội quan tâm Nắm bắt được nhu cầu đó, tôi tiến hành chọn đề tài:

“Nghiên cứu khảo sát hàm lượng kim loại kẽm và chì trong một số rau xanh được trồng địa bànquận Liên Chiểu, TP Đà Nẵng bằng phương pháp F-AAS” để khảo sát, đánh giá lượng kẽm vàchì trong các mẫu rau nhằm đóng góp một phần nhỏ trong việc kiểm soát thực phẩm ô nhiễm,hạn chế rủi ro đến sức khỏe con người, từ đó đưa ra những khuyến cáo hữu ích đối với toàn thểngười dân

Nội dung chính của luận văn gồm những phần sau:

Nghiên cứu và lựa chọn các điều kiện tối ưu trong quá trình xử lý mẫu

để định lượng các kim loại kẽm và chì trong các loại rau

Đưa ra quy trình phân tích kẽm và chì trong rau bằng phương pháp phổhấp thu nguyên tử trên thiết bị AAS

Áp dụng phân tích một số đối tượng mẫu thực tế

Chương 1 TỔNG QUAN1.1 Giới thiệu về rau xanh

1.1.1 Vai trò của rau

Các loại rau tươi của nước ta rất phong phú Nhìn chung ta có thể chia rautươi thành nhiều nhóm: nhóm rau xanh như rau cải, rau muống, rau xà lách, rau cần nhóm rễ củ như cà rốt, củ cải, củ su hào, củ đậu nhóm cho quả như cà chua, dưachuột nhóm hành gồm các loại hành, tỏi Trong ăn uống hàng ngày rau tươi có vaitrò đặc biệt quan trọng Rau tươi nằm trong nhóm thứ 4, cung cấp vitamin và muốikhoáng Nếu tính lượng đạm có trong 100 gam có thể thấy một số loại rau rất giàuchất đạm như bồ ngót, rau muống Mặc dù chất đạm có nhiều trong thịt, cá từ 14 – 15gam nhưng thịt cá đắt tiền, không phải ai cũng có khả năng mua thường xuyên trongkhi rau rất rẻ mà lượng đạm cung cấp cũng khá 1kg rau muống cung cấp 300 gamlượng đạm tương đương 200 gam thịt Như vậy rau là loại thức ăn rẻ tiền nhưng lại

có vai trò dinh dưỡng rất cao Rau còn quan trọng ở chỗ nó cung cấp chất xơ Chất xơkhông dễ tiêu hoá hấp thụ được, không cung cấp năng lượng, nó tạo ra chất thải lớntrong ruột, làm tăng nhu động ruột, chống táo bón Đây là điều rất quan trọng trongviệc tránh hấp thụ có hại cho cơ thể Nếu phân để lâu trong ruột do thiếu chất xơ cũngtăng tỉ lệ ung thư tiêu hoá, đại tràng, gây xơ vữa động mạch Ngoài ra, chất xơ cònthúc đẩy sự hấp thụ của cơ thể đối với 3 nhóm thức ăn đạm, béo, đường Rau còn lànguồn chất sắt quan trọng Sắt trong rau được cơ thể hấp thụ tốt hơn sắt ở các hợpchất vô cơ Các loại rau, đậu, xà lách là nguồn mangan tốt Tóm lại, rau tươi có vaitrò quan trọng trong dinh dưỡng, trong bữa ăn hàng ngày của chúng ta không thểthiếu được Điều quan trọng là phải đảm bảo rau sạch, không có vi khuẩn gây bệnh

và các hoá chất độc nguy hiểm

1.1.2 Thế nào là rau sạch

Rau sạch là rau không bị ô nhiễm bởi các tác nhân sinh học, hoá học, vật lívượt qua giới hạn cho phép và không gây nguy hại tới sức khoẻ cho người tiêu dùng

Ô nhiễm sinh học: ô nhiễm vi khuẩn, vi rút, kí sinh trùng.

+ Ô nhiễm vi khuẩn: phân tươi là ổ chứa của nhiều loại vi khuẩn gây bệnh tả,

lị, thương hàn, trứng giun sán do vậy chúng có thể lây nhiễm sang rau, khi ăn rau sống hoặcnấu rau không chín thì chúng sẽ theo vào cơ thể và gây bệnh

+ Ô nhiễm vi rút : gây viêm gan thường gặp trong các môi trường khôngđảm bảo vệ sinh như nước bẩn, thức ăn nhiễm bẩn (do côn trùng, phân người ) Đáng lưu ý làcác loại rau thuỷ sinh trồng dưới nước gần nguồn ô nhiễm phân như cầu tiêu, trên ao, hồ,sông

+ Ô nhiễm kí sinh trùng: rau trồng ở khu vực đất có nhiều nguồn ô nhiễmnhư bón phân tưới của gia súc, gia cầm, phân người khả năng nhiễm rất cao và gây nguy hiểmcho người sử dụng

Ô nhiễm hoá học: ô nhiễm kim loại nặng, hoá chất bảo vệ thực vật, phụ gia bảo quản.

+ Ô nhiễm kim loại nặng: xảy ra khi trồng rau quả, củ gần nơi ô nhiễm khíthải của các nhà máy hay khói xăng, gần quốc lộ hoặc dùng nước thải của các nhà máy thải ra

vỏ như: rau muống nước, xà lách, tần ô, cải bẹ xanh, cải ngọt, cải dùng để làm dưa,rau má, đậu đũa, khổ qua, dưa leo, cà chua, nho, táo

4

1.1.3 Công dụng của một số loại rau

Rau muống: có vị ngọt, tính hơi lạnh Công dụng thanh nhiệt, lương huyết,

chỉ huyết, thông đại tiểu tiện, giải các chất độc xâm nhập vào cơ thể Rau muống cónhiều tính năng và tác dụng trong việc phòng và chữa bệnh như: thanh nhiệt giải độcmùa hè, lương huyết, cầm máu, chữa tâm phiền, chảy máu mũi, lưỡi đỏ rêu vàng,khát nước mát, ù tai chóng mặt; đau đầu trong trường hợp huyết áp cao; đau dạ dày,nóng ruột, ợ chua, miệng khô đắng; say sắn, ngộ độc sắn; giải các chất độc trong thứcăn; các chứng bệnh chảy máu như chảy máu cam, ho nôn ra máu; tiêu tiểu ra máu, trĩ,lị; sản phụ khó sinh; khí hư bạch đới; phù thũng toàn thân do thận, bí tiểu tiện; đáitháo đường; quai bị; chứng đẹn trong miệng hoặc lở khóe miệng ở trẻ em; lở ngứa,loét ngoài da, zona, ong cắn; rôm sẩy, mẩn ngứa; sởi, thủy đậu ở trẻ em… Raumuống cung cấp nhiều chất xơ, có vitamin C, vitamin A và một số thành phần tốt chosức khỏe, là thức ăn tốt cho mọi người

Rau xà lách: theo Đông y Trung Quốc thì rau xà lách vị đắng ngọt, hơi hàn.

Công năng ích ngũ tạng, thông kinh mạch, cứng gân cốt, lợi tiểu tiện và làm trắngrăng đẹp da Dùng chữa tăng huyết áp viêm thận mạn, sữa không thông sau sinh nở khai vị thanh tâm chữa các chứng ung độc, sưng tấy

Cải thìa: là cây thảo sống 1năm hoặc 2 năm, cao 25 - 70 cm Rễ không phình

thành củ Lá ở gốc, to, màu xanh nhạt, gân giữa trắng, nạc; phiến hình bầu dục nhẵn,nguyên hay có răng không rõ, men theo cuống, tới gốc nhưng không tạo thành cánh;các lá ở trên hình giáo Hoa màu vàng tươi họp thành chùm ở ngọn; hoa dài 1 - 1,4

cm, có 6 nhị Quả cải dài 4 - 11cm, có mỏ; hạt tròn, đường kính 1 - 1,5 mm, màu nâutím Cải thìa có nhiều vitamin A,B,C Lượng vitamin C của nó rất phong phú, đứngvào bậc nhất trong các loại rau Sau khi phơi khô, hàm lượng vitamin C vẫn còn cao.Cải thìa có tác dụng chống scrbut, tạng khớp và làm tan sưng Hạt cải thìa kích thích,làm dễ tiêu, nhuận tràng

1.1.4 Tiêu chí về rau an toàn

Những sản phẩm rau tươi (bao gồm tất cả các loại rau ăn củ, thân, lá, hoaquả) có chất lượng đúng như đặt tính giống của nó, hàm lượng các hoá chất độc vàmức độ nhiễm các sinh vật gây hại ở dưới mức tiêu chuẩn cho phép, bảo đảm an toàncho người tiêu dùng và môi trường, thì được coi là rau đảm bảo an toàn vệ sinh thựcphẩm, gọi tắt là "rau an toàn”

 Các yêu cầu chất lượng về rau an toàn

Ngày 19/12/2007, bộ trưởng bộ Y tế đã ra quyết định số 46-2007-QĐ-BYT

“Quy định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hóa học trong thực phẩm’’ Trongquyết định này qui định mức dư lượng cho phép trên sản phẩm rau đối với hàm lượngnitrate, kim loại nặng, vi sinh vật gây bệnh và thuốc BVTV Các mức dư lượng chophép này chủ yếu dựa vào qui định của Tổ chức lương nông tế giới (FAO) và Tổchức y tế thế giới (WHO) Và gần đây nhất có QCVN 8-2:2011/BYT, “Quy định vềgiới hạn ô nhiễm kim loại nặng trong thực phẩm và các yêu cầu có liên quan” Các cánhân, tổ chức sản xuất và sử dụng rau dựa vào các mức dư lượng này để kiểm tra xácđịnh sản phẩm có đạt tiêu chuẩn an toàn hay không

gồm: dư lượng thuốc bảo vệ thực vật; hàm lượng nitrat (NO3 -); hàm lượng một sốkim loại nặng chủ yếu: Cu, Pb, Hg, Cd, As, ; mức độ nhiễm các vi sinh vật gây bệnh(E coli, Samonella ) và kí sinh trùng đường ruột (trứng giun đũa Ascaris)

từng loại rau (đúng độ già kỹ thuật hay thương phẩm), không dập nát, hư thối, không lẫn tạpchất, sâu bệnh và có bao gói thích hợp

Tất cả các chỉ tiêu trong sản phẩm của từng loại rau phải ở dưới mức chophép theo tiêu chuẩn của Tổ chức Quốc tế FAO/WHO hoặc của một số nước tiêntiến: Nga, Mỹ,.v.v…

1.1.5 Đại cương về kẽm và chì

 Trạng thái tự nhiên của các kim loại Zn và Pb

Kẽm trong thạch quyển của vỏ quả đất chiếm khoảng 5.10-3% về khối lượng,tồn tại ở dạng các khoáng vật chủ yếu là quặng blen kẽm (ZnS), calamin (ZnCO3),

phranclinit hay ferit kẽm Zn(FeO2)2, ngoài ra còn có zincit ZnO Trong tự nhiên các

khoáng vật của Zn đều có lẫn khoáng vật của Pb, Ag và Cd

Chì đã được con người biết đến từ thời thượng cổ, Chì là nguyên tố phân bốkhá rộng trong tự nhiên ở dạng kết hợp với các kim loại khác đặc biệt là với Ag và

Zn Chì trong vỏ trái đất ứng với thành phần thạch quyển chiếm 1,6.10-3% về khối

lượng Galen (PbS) là quặng chì quan trọng nhất trong công nghiệp, ngoài ra còn gặp

chì trong quặng xeruzit (PbCO3), anglebit (PbSO4)

vị phóng xạ thì động vị 65Zn bền nhất có chu kỳ bán hủy 245 ngày đêm

Chì là kim loại có mầu xám thẫm và mềm, có khối lượng riêng lớn nhất Chì

có 18 đồng vị, trong đó có 4 đồng vị thiên nhiên là 204Pb (1,48%), 206Pb (23,6%),

Chì bị oxi hóa ở điều kiện thường tạo thành màng oxit bảo vệ cho kim loại.

Khi đun nóng trong không khí, chì bị oxi hóa dần đến hết tạo ra PbO

2Pb + O2 → 2PbO

Ở nhiệt độ thường và trong không khí ẩm, kẽm bị bao phủ bởi lớp màng

hidroxit – cacbonat bền

2Zn + 2H2O + O2 → 2Zn(OH)22Zn + H2O + O2 + CO2 → Zn2CO3(OH)2Khi đốt nóng kẽm cháy trong oxi tạo ra oxit: ZnO

2Zn + O2 → 2ZnO

*Tác dụng với các phi kim khác

Chì tác dụng được với các halogen, lưu huỳnh tạo thành muối

Pb + S → PbS

Pb + Cl2 → PbCl2Kẽm tác dụng với halogen, lưu huỳnh, photpho, selen tạo muối tươngứng

Zn + S → ZnS

2Zn + Cl2 → 2ZnCl

Chì và kẽm không tác dụng được với nước ở nhiệt độ thường Nhưng ở nhiệt

độ cao kẽm khử hơi nước tạo thành oxit Còn chì phản ứng chậm với nước khi có mặtcủa oxi tạo ra hidroxit

Zn + H2O → ZnO + H22Pb + O2 + 2H2O → 2Pb(OH)2

PbCl2 + 2HCl → H2[PbCl4]

Với các axit có tính oxi hóa (như HNO3, H2SO4 đặc) thì chì và kẽm đều phảnứng, sẩn phẩm không có hiđro.

3Zn + 8HNO3 → 3Zn(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Zn + 2H2SO4 đặc, nóng→ ZnSO4 + SO2 + 2H2O4Zn + 5H2SO4 đặc, nguội → 4ZnSO4 + H2S + 5H2O

Pb + 2H2SO4 đặc → PbSO4 + SO2↑ + 2H2OChì chỉ tác dụng trên bề mặt với dung dịch H2SO4 có nồng độ thấp hơn 80%tạo ra lớp muối khó tan, người ta đã lợi dụng tính chất này để chế tạo ắc quy chì Cònvới H2SO4 đặc chì rất dễ tan do tạo hợp chất dễ tan Pb(HSO4)2 không bảo vệ được chìkhỏi bị axit tiếp tục tác dụng

Pb + H2SO4 → PbSO4 + SO2↑+ 2H2OPbSO4 + H2SO4 → Pb(HSO4)2Nhưng với axit HNO3, chì tác dụng ở bất kỳ nồng độ nào đều tạo raPb(NO3)2 Tuy nhiên do Pb(NO3)2 khó tan trong HNO3 đặc, dễ tan trong nước nênchì dễ tan trong HNO3 loãng, khó tan trong HNO3 đặc

3Pb + 8HNO3 → 3Pb(NO3)2 + 2NO + 4H2OChì cũng tan được trong axit axetic và một số axit hữu cơ khác khi có mặtoxi

2Pb + 4CH3COOH + O2 → 2Pb(CH3COO)2 + 2H2OĐặc biệt, chì và kẽm còn có thể tan được trong dung dịch kiềm giải phónghiđro

Pb + 2KOH + 2H2O →K2[Pb(OH)4] + H2↑Riêng kẽm còn có thể tan được trong dung dịch NH3

Zn + 4NH3 + 2H2O → [Zn(NH3)4](OH)2 + H2↑Trong môi trường kiềm cao, Zn khử được ion NO3 -

thành khí NH3.4Zn + NO3 -

+ 7OH- + 6H2O → 4[Zn(OH)4]2- + NH3↑

 Vai trò của các nguyên tố Zn và Pb đối với con người

a Chức năng sinh học của Zn

Kẽm đóng vai trò sinh học không thể thiếu đối với sức khỏe con người cho

dù kẽm chỉ chiếm khoảng vài phần triệu trọng lượng khô của cơ thể Người ta cũng

đã phát hiện được nhiều căn bệnh liên quan tới sự thiếu thừa nguyên tố này Theo cácnhà khoa học, lượng kẽm cần thiết cho người trưởng thành hàng ngày là 10-15mg.Nhưng nhu cầu về kẽm còn tùy thuộc vào tuổi và trạng thái sinh lý của cơ thể Ví dụtrẻ em dưới 1 tuổi cần 8mg/ngày, trẻ từ 1-10 tuổi cần khoảng 20-25mg kẽm/ngày

Kẽm tham gia vào thành phần cấu trúc tế bào và đặc biệt là tác động đến hầuhết các quá trình sinh học trong cơ thể Kẽm có trong thành phần của hơn 80 loạienzyme khác nhau, đặc biệt có trong hệ thống enzym vận chuyển, thủy phân, đồnghành xúc tác phản ứng gắn kết với các chuỗi trong phân tử AND, xúc tác phản ứngoxy hóa cung cấp năng lượng, ngoài ra kẽm còn hoạt hóa nhiều enzym khác nhau nhưamylase, pencreatinase… Đặc biệt, kẽm có vai trò sinh học rất quan trọng là tác độngchọn lọc lên quá trình tổng hợp, phân giải axit nucleic và protein - những thành phầnquan trọng nhất của sự sống Vì vậy các cơ quan như hệ thần kinh trung ương, da vàniêm mạc, hệ tiêu hóa, hệ tuần hoàn rất nhạy cảm với sự thiếu hụt kẽm

Sự thiếu hụt kẽm để lại những hiệu ứng rõ nét trong việc tăng trọng của độngvật Kẽm tìm thấy trong insualin, các protein chứa kẽm và các enzyme như superoxitdismutase Thị giác¸vị giác, khứu giác và trí nhớ có liên quan đến kẽm và sự thiếu hụtkẽm có thể gây ra hoạt động của các cơ quan này Lượng kẽm trong cơ thể có liênquan chặt chẽ với môi trường sống và chế độ dinh dưỡng Thiếu kẽm sẽ

ảnh hưởng tới sự phát triển bình thường của cơ thể và hơn nữa có thể là nguyên nhângây nên nhiều bệnh nguy hiểm, ảnh hưởng lâu dài tới cuộc sống va sinh mạng củacon người Trẻ em nếu cơ thể thiếu kẽm sẽ biếng ăn, suy dinh dưỡng và kém pháttriển về chiều cao, phát dục trễ, dễ nhiễm trùng và tiêu chảy Ngược lại việc tiêu thụquá mức kẽm có thể gây ra một số chứng như hôn mê, bất động cơ và thiếu đồng.

Chì và các hợp chất của chì đều được xếp vào nhóm độc tố đối với cơ thểngười Trong môi trường nó bị thải ra từ hoạt động của các ngành công nghiệp, nôngnghiệp … gây ô nhiễm Nó có thể xâm nhập vào cơ thể con người qua chu trìnhchuyển hóa thức ăn hay quá trình trao đổi chất như: nước uống, không khí, thức ăn(động vật, thực vật) nhiễm chì Khi hàm lượng chì tích lũy lại vượt quá ngưỡng chophép thì chì sẽ ức chế một số enzym quan trọng trong quá trình tổng hợp máu dẫnđến không tạo được hồng cầu Bởi vì chì đã ức chế một số sản phẩm trung gian trongquá trình tổng hợp máu dẫn đến không tạo được hồng cầu như

delta-aminolevulinic axit hay còn gọi là ALA-dehidraza enzym I CH(NH2)-COOH), là một chất trung gian quan trọng để tổng hợp porphobilinogen:

(HOOC-(CH)-CO-Chì gây ức chế ALA-dehidraza enzym, do đó giai đoạn tiếp theo hình thànhporphobilinogen không xảy ra được Tác dụng chung là chì phá hủy quá trình tổnghợp hemoglobin và các sắc tố cần thiết cho máu như cytochoromes Hàm lượng chìtrong máu khoảng 0,3 ppm thì nó ngăn cản quá trình sử dụng oxy để oxy hóa glucozatạo ra năng lượng cho quá trình sống, do đó làm cơ thể mệt mỏi Ở nồng độ cao hơn(>0,8 ppm) có thể gây nên thiếu máu do thiếu hemoglobin Hàm lượng chì trong máukhoảng 0,5 đến 0,8 ppm gây ra rối loạn chức năng của thận và phá hủy

não Đối với sức khỏe con người, nhiễm độc chì gây ra bệnh về tai, mũi, họng, phếquản, máu, gan, xương và các bệnh ngoài ra Khi ngộ độc chì, người lớn hay thanphiền, đau tê ở đầu ngón chân, tay, bắp thịt mỏi yếu, nhức đầu, đau bụng, tăng huyết

áp, thiếu máu, giảm trí nhớ, thay đổi tâm trạng, sảy thai, kém sản xuất tinh trùng Lâu ngày, bệnh trở thành mạn tính, đưa tới suy thận, tổn thương thần kinh ngoại vi,giảm chức năng não bộ (do chì có khả năng tạo thành các hợp chất alkyl ái lipit) Trẻ

em thường bị tác hại của chì trầm trọng hơn người trưởng thành, đặc biệt là trẻ dưới 6tuổi vì hệ thần kinh còn non yếu và khả năng thải độc chất của cơ thể chưa hoànchỉnh Trong khi trẻ em có mức hấp thụ chì gấp 4-5 lần người lớn và thời gian bánphân hủy chì ở trẻ em cũng lâu hơn nhiều so với người lớn Một số trẻ em có thể bịnhiễm ngay từ khi còn ở trong bụng mẹ, do người mẹ bị nhiễm chì, qua nhau thai từtuần thứ 20 của thai kỳ và tiếp diễn suốt thời kỳ mang thai, hoặc bú sữa mẹ có hàmlượng chì cao Tới khi lớn, các em có thể ăn thực phẩm có chứa chì, nuốt chì lẫntrong đất, bụi khi bò chơi trên mặt đất hoặc ăn các mảnh vụn sơn tường nhà cũ Do

đó trẻ từ 6 tuổi trở xuống và phụ nữ có thai là những đối tượng mẫn cảm với nhữngảnh hưởng nguy hại đến sức khỏe do chì gây ra Gần đây, các phương tiện thông tinđại chúng trong nước và quốc tế đều đưa tin hai vụ nhiễm độc chì ở trẻ em TrungQuốc trong vòng một tháng qua, với số nạn nhân lên đến 1.300 bé tại tỉnh Hồ Nam vàtrên 600 bé ở tỉnh Thiểm Tây Theo trung tâm kiểm soát bệnh tật Hoa Kỳ (CDC), hơn250.000 trẻ em 1-5 tuổi ở quốc gia này có lượng chì trong máu lớn hơn 100 μg/L,g/L,mức được cho là nhiễm độc chì Ở trẻ em, nhiễm độc chì cấp tính khiến các em trởnên cáu kỉnh, kém tập trung, ói mửa, dáng đi không vững, lên cơn kinh phong.Trường hợp mãn tính, các em có dấu hiệu chậm trí, hay gây gổ, lên kinh thườngxuyên, đau bụng, thiếu máu, suy nhược cơ bắp, suy thận, đôi khi có thể đưa tới tửvong Ngoài ra, chì có thể thay thế một phần canxi trong Ca3(PO4)2 của xương, tácdụng gây ra vành xám ở lợi răng và hệ thần kinh, các bệnh về đường ruột và bệnhthiếu máu Chì và các hợp chất của chì có thể vào cơ thể người thông qua việc ănuống, hô hấp và tích lũy lại, gây ra các bệnh nguy hiểm đặc biệt là ung thư và biếnđổi gen rất nguy hiểm WHO đã thiết lập giá trị tạm thời cho hàm lượng

chì đưa vào cơ thể hàng tuần có thể chịu đựng được đối với trẻ sơ sinh và thiếu nhi là

25 µg/kg thể trọng

c Giới hạn tối đa cho phép các kim loại trong thực phẩm

Được sự quan tâm của các cấp có thẩm quyền, một loạt các tiêu chuẩn, quychuẩn kỹ thuật về môi trường và an toàn thực phẩm đã được ban hành Trong Quychuẩn kỹ thuật Quốc Gia đối với giới hạn ô nhiễm kim loại nặng (QCVN 8-2:2011/BYT), hàm lượng cho phép đối với các nguyên tố trong thực phẩm là rất thấp, nhưtrong bảng 1.2 là mức giới hạn cho phép của chì

Bảng 1.2 Một số giới hạn cho phép của chì trong rau và sản phẩm rau

theo QCVN 8-2:2011/ BYT

Giới hạn Pb cho phép(mg/kg hoặc mg/l)

Theo quy định của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) và Tổ chức Nông lươngThế giới (FAO) từ năm 1999 đã đưa ra giới hạn tối đa ăn vào hàng ngày và hàng tuầntính theo trọng lượng cơ thể, nhằm đảm bảo an toàn sức khỏe của con người nhưtrong bảng 1.3.

Bảng 1.3 Giới hạn tối đa ăn vào hàng ngày và hàng tuần

tính theo trọng lượng cơ thể

Giới hạn rủi roKim loại

(µg/kg trọng lượng cơ thể/ngày)

1.2 Các phương pháp phân tích lượng vết kim loại nặng

Có rất nhiều phương pháp khác để phân tích, xác định lượng vết kim loạinặng như các phương pháp điện hóa, trắc quang, quang phổ hấp thụ nguyên tử (F-AAS, GF-AAS, CV-AAS), huỳnh quang tia X (XRF), kích hoạt nơtron (NAA),quang phổ phát xạ plasma cảm ứng (ICP-AES), quang phổ plasma ghép nối khối phổ(ICP – MS)… Các phương pháp được sử dụng tùy thuộc theo từng đối tượng mẫuphân tích, mức hàm lượng kim loại nặng trong mẫu, điều kiện cụ thể của phòng thínghiệm và yêu cầu mức độ tin cậy của kết quả phân tích

1.2.1 Các phương pháp phân tích điện hoá

*Nguyên tắc của phương pháp: Phương pháp cực phổ dựa trên việc nghiên

cứu và sử dụng các đường dòng thế được ghi trong các điều kiện đặc biệt Trong đócác chất điện phân có nồng độ khá nhỏ từ 10-3 đến n.10-6 M còn chất điện ly trơ có

nồng độ lớn, gấp hơn 100 lần Do đó, chất điện phân chỉ vận chuyển đến điện cựcbằng con đường khuếch tán.

Điện cực làm việc (còn gọi là điện cực chỉ thị) là điện cực phân cực có bềmặt rất nhỏ, khoảng một vài mm2 Trong cực phổ cổ điển người ta dùng điện cực chỉthị là điện cực giọt thủy ngân Điện cực so sánh là điện cực không phân cực Đầu tiênngười ta dùng điện cực đáy thủy ngân có diện tích bề mặt tương đối lớn, sau đó thaybằng điện cực Calomen hay điện cực Ag/AgCl Đặt vào điện cực làm việc điện thếmột chiều biến thiên liên tục nhưng tương đối chậm để có thể coi là không đổi trongquá trình đo dòng I Cực phổ hiện đại bao gồm cực phổ sóng vuông, cực phổ xung vàcực phổ xung vi phân đã đạt tới độ nhạy 10-5-5.10-7 M

*Ưu điểm của phương pháp: Trang thiết bị tương đối đơn giản, tốn ít hóa

chất mà có thể phân tích nhanh với độ nhạy và độ chính xác khá cao Trong nhiềutrường hợp có thể xác định hỗn hợp các chất vô cơ và hữu cơ mà không cần táchriêng chúng ra Do đó phương pháp này phù hợp để phân tích hàm lượng các chấttrong mẫu sinh học

Tuy nhiên, phương pháp này cũng có những hạn chế như ảnh hưởng củadòng tụ điện, dòng cực đại, của oxi hoà tan, bề mặt điện cực… Nhằm loại trừ ảnhhưởng trên đồng thời tăng độ nhạy, hiện nay đã có các phương pháp cực phổ hiệnđại: cực phổ xung vi phân (DPP), cực phổ sóng vuông (SQWP)… chúng cho phépxác định lượng vết của nhiều nguyên tố

 Phương pháp Von - Ampe hòa tan

Phương pháp này có thể xác định được gần 30 kim loại trong khoảng nồng

độ 10-6 -10-9 M với độ chính xác khá cao có thể định lượng đồng thời 3-4 ion kimloại cùng có trong cùng dung dịch

Phương pháp này được thực hiện qua hai giai đoạn:

- Điện phân làm giàu chất cần phân tích lên bề mặt điện cực tại thế không đổi, đo dưới dạng một kết tủa (kim loại, hợp chất khó tan)

-Hòa tan kết tủa đa được làm giàu và ghi đo dòng hòa tan Nồng độ củạ chất tương ứng với chiều cao pic hòa tan.

*Ưu điểm của phương pháp: xác định được cả những chất không bị khử trên

điện cực với độ nhạy khá cao 10-6-10-8M.

*Nhược điểm của phương pháp: độ nhạy bị hạn chế bởi dòng dư, nhiều yếu

tố ảnh hưởng như: điện cực chỉ thị, chất nền…

1.2.2 Các phương pháp phân tích quang học

a) Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS

*Nguyên tắc của phương pháp: dựa trên sự tạo phức mầu của các ion với

thuốc thử Nồng độ của các ion trong phức thay đổi sẽ tạo ra màu khác nhau, dẫn đến

độ hấp thụ quang khác nhau Độ hấp thụ quang được xác định theo định luật Lamber-Beer theo phương trình:

độ C trong từng trường hợp cụ thể sẽ dễ dàng xác định được nồng độ chưa biết củamột chất thông qua độ hấp thụ quang Giới han phát hiện của phương pháp cỡ 10-5 M-10-6 M

*Ưu điểm của phương pháp: độ nhạy, độ ổn định và độ chính xác khá cao,

được sử dụng nhiều trong phân tích vi lượng

*Nhược điểm của phương pháp: không chọn lọc, một thuốc thử có thể tạo

nhiều phức với nhiều ion

b) Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử (AES)

Ở điều kiện bình thường, nguyên tử không thu hay không phát xạ nănglượng, nhưng nếu bị kích thích thì các electron sẽ nhận năng lượng chuyển lên trạng thái cónăng lượng cao hơn Trạng thái này không bền, chúng có xu hướng giải phóng năng lượng đểtrở về trạng thái ban đầu bền vững dưới dạng các bức xạ Các bức xạ này gọi là phổ phát xạnguyên tử

*Nguyên tắc của phương pháp: dựa trên sự xuất hiện phổ phát xạ của nguyên

tử tự do của nguyên tố phân tích ở trạng thái khi có sự tương tác với nguồn nănglượng phù hợp Một số nguồn năng lượng thường dùng để kích thích phổ AES như:ngọn lửa đèn khí, hồ quang điện, tia lửa điện…

*Ưu điểm: phương pháp AES có độ nhạy cao, ít tốn mẫu, có thể phân tích

đồng thời nhiều nguyên tố trong cùng một mẫu, phân tích được lượng vết kim loạitrong nước, lương thực, thực phẩm

*Nhược điểm: chỉ cho biết thành phần nguyên tố trong mẫu mà không chỉ ra

được trạng thái liên kết của nó trong mẫu

Ngoài ra còn có một số phương pháp xác định Zn và Pb khác Phương phápphổ biến nhất mà hiện nay thường dùng là: phương pháp phổ hấp thụ nguyên tửAAS

c) Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS (F-AAS)

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

lượngcơ bản, thì nguyên tử không thu hay không phát ra năng lượng Tức là nguyên

tử ở trạng thái cơ bản Song, nếu chiếu vào đám hơi nguyên tử tự do một chùm tiasáng đơn sắc có bước sóng phù hợp, trùng với bước sóng vạch phổ phát xạ đặc trưngcủa nguyên tố phân tích, chúng sẽ hấp thụ tia sáng đó sinh ra một loại phổ của

nguyên tử Phổ này được gọi là phổ hấp thụ của nguyên tử Với hai kỹ thuật nguyên

tử hóa,nên chúng ta cũng có hai phép đo tương ứng Đó là phép đo phổ hấp thụnguyên tử trong ngọn lửa (F-AAS có độ nhạy cỡ 0,1 ppm) và phép đo phổ hấp thụnguyên tử không ngọn lửa (GF – AAS có độ nhạy cao hơn kỹ thuật ngọn lửa 50-1000lần, cỡ 0,1- 1 ppb)

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

A = a.Cx

Có 2 phương pháp định lượng theo phép đo AAS là : phương pháp đườngchuẩn và phương pháp thêm tiêu chuẩn

Thực tế cho thấy phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử có nhiều ưu việt như:

Độ nhạy, độ chính xác cao, lượng mẫu tiêu thụ ít, tốc độ phân tích nhanh Với ưuđiểm này, AAS được thế giới dùng làm phương pháp tiêu chuẩn để xác định lượngnhỏ và lượng vết các kim loại trong nhiều đối tượng khác nhau

Phép đo phổ AAS có thể phân tích được lượng vết của hầu hết các kim loại

và cả những hợp chất hữu cơ hay anion không có phổ hấp thụ nguyên tử Nó được sửdụng rộng rãi trong các ngành : địa chất,công nghiệp hóa học, hóa dầu, y học, sinhhọc, dược phẩm

*Phép đo phổ F-AAS:

Kỹ thuật F-AAS dùng năng lượng nhiệt của ngọn lửa đèn khí để hoá hơi vànguyên tử hoá mẫu phân tích Do đó mọi quá trình xảy ra trong khi nguyên tử hoámẫu phụ thuộc vào đặc trưng và tính chất của ngọn lửa đèn khí nhưng chủ yếu lànhiệt độ ngọn lửa Đây là yếu tố quyết định hiệu suất nguyên tử hoá mẫu phântích,mọi yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ ngọn lửa đèn khí đều ảnh hưởng đến kết quảcủa phương pháp phân tích

Cũng như các phương pháp phân tích khác, phương pháp phân tích phổ hấpthụ nguyên tử cũng có những ưu, nhược điểm nhất định đó là:

Ưu điểm: Đây là phép đo có độ nhạy cao và độ chọn lọc tương đối cao Gần

60 nguyên tố hoá học có thể xác định bằng phương pháp này với độ nhạy từ 1.10-4 –1.10-5% Đặc biệt, nếu sử dụng kỹ thuật nguyên tử hoá không ngọn lửa thì có thể đạttới độ nhạy n.10-7% Chính vì có độ nhạy cao nên phương pháp phân tích này đãđược sử dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực để xác định lượng vết các kim loại

Một ưu điểm lớn của phép đo là: trong nhiều trường hợp không phải làmgiàu nguyên tố cần xác định trước khi phân tích Do đó, tốn ít mẫu, ít thời gian cũngnhư hoá chất tinh khiết để làm giàu mẫu Tránh được sự nhiễm bẩn khi xử lý mẫu quacác giai đoạn phức tạp Đặc biệt, phương pháp này cho phép phân tích hàng loạt mẫuvới thời gian ngắn, kết quả phân tích lại rất ổn định, sai số nhỏ

Nhược điểm: Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm phép đo AAS cũng có

nhược điểm là chỉ cho biết thành phần nguyên tố của chất ở trong mẫu phân tích màkhông chỉ ra trạng thái liên kết của nguyên tố ở trong mẫu

1.3 Các kĩ thuật phân tích cụ thể trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)

1.3.1 Phương pháp đồ thị chuẩn (đường chuẩn)

Ta đã biết rằng nguyên tắc của phương pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử là dựatrên sự phụ thuộc của mật độ quang A vào nồng độ C của nguyên tố phân tích Vớiphương pháp này người ta chuẩn bị một dãy các mẫu đầu (ít nhất là 3 mẫu) dung dịchmẫu Sự phụ thuộc này tuân theo phương trình cơ bản A = K.Cb và ta chỉ khảo sát sựphụ thuộc này trong vùng A và C phụ thuộc tuyến tính (khi b=1)

Từ đó xây dựng đường chuẩn A-C theo các điểm có hệ toạ độ (A1,C1);(A2,C2); (A3,C3); Tiếp đó nhờ đường chuẩn này và các giá trị Ax ta xác định đượcnồng độ Cx bằng cách đem các giá trị Ax đặt lên trục tung A của hệ tọa độ, từ đó kẻđường song song với trục hoành C, đường này sẽ cắt đường chuẩn tại điểm M, từđiểm M ta hạ đường vuông góc với trục hoành và nó cắt trục hoành tại điểm Cx, Cxđây chính là nồng độ phải tìm.

Hình 1.1 Mối quan hệ giữa Độ hấp thu A và nồng độ C

Phương pháp này đơn giản, dễ thực hiện và rất thích hợp với mục đích phântích hàng loạt mẫu của cùng một nguyên tố và ta cần chú ý rằng các dung dịch mẫu

và dung dịch của chất cần xác định nồng độ phải được chuẩn bị trong cùng điều kiện(gồm cả điều kiện vật lí và hoá học) thì phép xác định mới có ý nghĩa Nhưng rõ ràngtrong nhiều trường hợp ta không thể biết chính xác được thành phần định tính củanhiều loại mẫu phức tạp, hơn nữa xác định các thông số vật lí của dung dịch là mộtviệc làm phức tạp, nên đây trở thành nhược điểm của phương pháp này Trong nhữngtrường hợp như thế, tốt nhất là dùng phương pháp thêm tiêu chuẩn để xác định nồng

độ của nguyên tố phân tích trong mẫu, hay biến đổi của mẫu sang nền tự tạo phù hợpcho cả mẫu đầu và các mẫu phân tích

1.3.2 Phương pháp thêm chuẩn

Trong thực tế phân tích, đặc biệt là xác định lượng vết các kim loại, khi gặpphải các đối tượng phân tích có thành phần phức tạp và không thể chuẩn bị được mộtdẫy mẫu đầu (mẫu chuẩn) phù hợp về thành phần với mẫu phân tích, thì tốt nhất làdùng phương pháp thêm chuẩn Chỉ như thế mới loại trừ được yếu tố ảnh hưởng vềthành phần của mẫu

Nguyên tắc của phương pháp này là người ta dùng ngay mẫu phân tích làmnền để chuẩn bị một dẫy mẫu đầu, bằng cách lấy một lượng mẫu phân tích nhất định

và gia thêm vào đó những lượng nhất định của nguyên tố cần xác định theo từng bậcnồng độ (theo cấp số cộng) Ví dụ lượng thêm vào là ΔCC1, ΔCC2, ΔCC3, ΔCC4, như thếchúng ta sẽ có một dẫy mẫu chuẩn có thành phần hoá học của các tạp chất là nhưnhau, các đặc tính vật lí cũng như nhau Nồng độ của dung dịch cần xác định là Cx thì

ta sẽ được các dung dịch chuẩn có nồng độ lần lượt là (Cx+ΔCC1); (Cx+ΔCC2);(Cx+ΔCC3); Tiếp đó cũng chọn các điều kiện thí nghiệm phù hợp và một vạch phổcủa nguyên tố phân tích, tiến hành ghi cường độ hấp thụ của vạch phổ đó theo tất cảdẫy mẫu đầu Ví dụ chúng ta thu được các giá trị tương ứng là Al, A2, A3, A4 Bâygiờ từ các giá trị cường độ này và ứng với các nồng độ thêm vào của nguyên tố phântích chúng ta dựng một đường chuẩn theo hệ tọa độ A - ΔCC Đó chính là đường chuẩncủa phương pháp thêm chuẩn

Hình 1.2 Đồ thị đường chuẩn của phương pháp thêm chuẩn

Sau đó để xác định nồng độ Cx chưa biết chúng ta làm như sau:

Cách 1: Kéo dài đường chuẩn về phíatrái, nó cắt trục hoành tại điểm Cx.Đoạn OCX chính bằng giá trị nồng độ Cx cần tìm

Cách 2: Cũng có thể xác định Cx bằng cách từ gốc tọa độ kẻ một đường songsong với đường chuẩn và từ điểm A0 kẻ đường song song với trục hoành, hai đườngnày cắt nhau tại điểm M, từ điểm M hạ đường vuông góc với trục hoành, đường nàycắt trục hoành tại điểm C0, chính đoạn OC0 là bằng giá trị Cx phải tìm

Phương pháp này có ưu điểm là quá trình chuẩn bị mẫu dễ dàng, không cầnnhiều hóa chất tinh khiết cao để chuẩn bị dẫy mẫu đầu nhân tạo Mặt khác lại loại trừđược hoàn toàn ảnh hưởng về thành phần của mẫu cũng như cấu trúc vật lí của cácchất tạo thành mẫu Nhưng phải chú ý rằng, nồng độ thêm vào của nguyên tố phântích phải theo từng bậc và khoảng cách của các bậc đó phải xấp xỉ bằng nồng độ Cxphải tìm Có như vậy thì sự nội suy tuyến tính mới có ý nghĩa chính xác

1.4 Phương pháp xử lý mẫu phân tích xác định Zn và Pb

Để xác định hàm lượng Zn, Pb trong rau xanh, trước hết ta phải tiến hành xử

lý mẫu nhằm chuyển các nguyên tố cần xác định có trong mẫu từ trạng thái ban

đầu (dạng rắn) về dạng dung dịch Đây là công việc rất quan trọng vì có thể dẫn đếnnhững sai lệch có trong kết quả phân tích do sự nhiễm bẩn hay làm mất chất phân tíchnếu thực hiện không tốt Hiện nay có nhiều kĩ thuật xử lý mẫu phân tích, với đốitượng rau xanh thì hai kĩ thuật dùng để phá mẫu gồm kỹ thuật tro hóa ướt bằng axitđặc hoặc axit mạnh (phương pháp xử lý ướt) và kĩ thuật tro hóa khô (phương pháp trohóa khô).

1.4.1 Phương pháp xử lý ướt (bằng axit đặc oxi hóa mạnh)

Nguyên tắc của phương pháp là dùng axit đặc có tính oxi hóa mạnh như(HNO3, HClO4…), hay hỗn hợp cả axit đặc có tính oxi hóa mạnh (HNO3 + H2O2)…

để phân hủy hết các chất hữu cơ của mẫu trong bình Kejhdan, để chuyển các kim loại

ở dạng hữu cơ về dạng các ion trong dung dịch muối vô cơ Việc phân hủy có thểthực hiện trong hệ đóng kín (áp suất cao), hay trong hệ mở (áp suất thường) Lượngaxit thường phải dùng gấp từ 10-15 lần lượng mẫu, tùy thuộc mỗi loại mẫu và cấutrúc vật lý hóa học của nó Thời gian phân hủy mẫu trong các hệ mở, bìnhKejhdan,ống nghiệm, cốc… thường từ vài giờ đến vài chục giờ, cũng tùy loại mẫu,bản chất của các chất, còn nếu trong lò vi sóng hệ kín thì chỉ cần vài chục phút.Thường khi phân hủy xong phải đuổi hết axit dư trước khi định mức và tiến hành đophổ

Ưu nhược điểm của kĩ thuật này là:

+ Không mất một số kim loại như Pb, Fe, Zn, Cu…

+ Thời gian phân huỷ lâu, thường là từ 10 - 12 giờ

+ Tốn nhiều axit tinh khiết, axit dư nhiều, phải đuổi axit sau khi xử lý

+ Dễ gây nhiễm bẩn, nếu các hoá chất không có độ sạch cao

+ Phải đuổi axit dư lâu, có khi khó khăn không hết được Đồng thời khi đun đuổi axit lâu lại gây ra sự nhiễm bẩn hay bắn mất mẫu

Sử dụng phương pháp này có những ưu nhược điểm như:

+ Tro hóa triệt để được mẫu, hết các chất hữu cơ

+ Đơn giản, dễ thực hiện, quá trình xử lý không lâu như phương pháp vô cơ

hóa ướt

+ Không tốn nhiều axit tinh khiết cao, và không có axit dư

+ Hạn chế được sự nhiểm bẩn do dùng ít hóa chất

+ Mẫu dung dịch thu được sạch sẽ và trong

+ Nhưng hay bị mất một số nguyên tố phân tích (Pb, Zn, Cu, Cd…), nếu không dùng chất bảo vệ và chất chảy

1.4.3 Phương pháp xử lý khô – ướt kết hợp

Nguyên tắc: Mẫu được phân hủy trong chén hay cốc nung Trước tiên người

ta thực hiện xử lý ướt sơ bộ bằng một lượng nhỏ axit, và chất phụ gia, để phá vỡ sơ

bộ cấu trúc ban đầu của các hợp chất mẫu và tạo điều kiện giữ một số nguyên tố cóthể bay hơi khi nung Sau đó mới nung ở nhiệt độ thích hợp