NGHIÊN cứu PHƯƠNG PHÁP ĐỘNG học TRẮC QUANG xác ĐỊNH hàm LƯỢNG NITRIT TRONG mẫu nước NGẦM và THỰC PHẨM

Đại học thái nguyên Tr-ờng đại học s- phạm NGUYN THỊ HOÀN NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐỘNG HỌC TRẮC QUANG XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NITRIT TRONG MẪU NƯỚC NGẦM VÀ THC PHM Luận văn thạc sĩ khoa học Thỏi Nguyờn – 2009 Số hóa Trung tâm Học liệu – i hc Thỏi Nguyờn http://www.Lrc-tnu.edu.vn Đại học thái nguyên Tr-ờng ®¹i häc s- ph¹m NGUYỄN THỊ HỒN NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐỘNG HỌC TRẮC QUANG XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NITRIT TRONG MU NC NGM V THC PHM Chuyên ngành: Hóa phân tích MÃ số: 60.44.29 Luận văn thạc sĩ khoa học Ng-ời h-ớng dẫn khoa học: TS Tạ Thị Thảo Thái Nguyên – 2009 Số hóa Trung tâm Học liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.Lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ Hoá phân tích K15 MC LC Trang M ĐẦU CHƢƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nƣớc ngầm thực phẩm 1.1.1 Nước ngầm ô nhiễm nước ngầm 1.1.1.1 Nước ngầm 1.1.1.2 Nguyên nhân gây ô nhiễm trạng ô nhiễm nước ngầm 1.1.2 Thực phẩm phụ gia thực phẩm 1.1.2.1 Vai trò phụ gia thực phẩm 1.1.2.2 Ảnh hưởng phụ gia thực phẩm đến sức khoẻ người 1.1.2.3 Dư lượng nitrit thực phẩm 1.2 Tổng quan nitrit phƣơng pháp xác định nitrit 1.2.1 Nitrit- Trạng thái tự nhiên tính chất hố học 1.2.2 Độc tính nitrit 1.2.3 Các phương pháp xác định nitrit 11 1.2.3.1 Phương pháp thể tích 11 1.2.3.2 Phương pháp trắc quang 12 1.2.3.3 Phương pháp động học xúc tác - trắc quang 12 1.2.3.4 Một số phương pháp khác 16 CHƢƠNG II THỰC NGHIỆM 19 2.1 Hóa chất thiết bị 19 2.1.1 Hóa chất 19 2.1.2 Dụng cụ thiết bị thí nghiệm 20 Số hóa Trung tâm Học liệu – i hc Thỏi Nguyờn http://www.Lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ Hoá ph©n tÝch – K15 2.2 Nội dung phƣơng pháp nghiên cứu 21 2.2.1 Nguyên tắc phương pháp động học xúc tác trắc quang xác định nitrit 21 2.2.2 Nội dung nghiên cứu 22 CHƢƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 24 3.1 Lựa chọn phản ứng thị phù hợp để xác định nitrit phƣơng pháp động học xúc tác trắc quang 24 3.1.1 Xác định nitrit dựa vào tác dụng xúc tác cho phản ứng metylen xanh bromat 24 3.1.1.1 Phổ hấp thụ sản phẩm phản ứng thị 24 3.1.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian phản ứng 25 3.1.1.3 Ảnh hưởng nồng độ BrO3- đến phản ứng xúc tác 26 3.1.1.4 Ảnh hưởng axit đến phản ứng màu MR 27 3.1.1.5 Ảnh hưởng nhiệt độ đến độ nhạy 29 3.1.1.6 Ảnh hưởng nồng độ MB đến độ nhạy phép phân tích 31 3.1.2 Xác định NO2- phương pháp động học xúc tác trắc quang với thuốc thử metyl đỏ 34 3.1.2.1 Phổ hấp thụ sản phẩm phản ứng thị 34 3.1.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian phản ứng 35 3.1.2.3 Ảnh hưởng nồng độ BrO3- đến phản ứng xúc tác 37 3.1.2.4 Ảnh hưởng nồng độ NO3- đến phản ứng xúc tác 38 3.1.2.5 Ảnh hưởng axit đến phản ứng màu MR 40 3.1.2.6 Ảnh hưởng nhiệt độ đến độ nhạy 41 3.1.2.7 Ảnh hưởng nồng độ MR đến độ nhạy phép phân tích 43 Số hóa Trung tâm Học liệu – i hc Thỏi Nguyờn http://www.Lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ Hoá ph©n tÝch – K15 3.1.2.8 Ảnh hưởng ion lạ tới phép phân tích 47 3.2 Đánh giá độ xác (độ độ chụm) phƣơng pháp 49 3.3 Phân tích mẫu thật 51 3.3.1 Xử lý mẫu 51 3.3.1.1 Mẫu rau 51 3.3.1.2 Mẫu thịt 51 3.3.1.3 Nước ngầm 52 3.3.2 Xác định hàm lượng nitrit số mẫu thực tế 52 3.3.2.1 Xác định hàm lượng Nitrit mẫu rau 52 3.3.2.2 Xác định hàm lượng Nitrit mẫu thịt 54 3.3.2.3 Xác định hàm lượng Nitrit mẫu nước ngầm 56 3.4 So sánh kết phân tích phƣơng pháp nghiên cứu phƣơng pháp tiêu chuẩn 57 Kết luận 59 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.Lrc-tnu.edu.vn Lêi cảm ơn Li u tiờn tụi xin c gi ti cô giáo - TS Tạ Thị Thảo lời biết ơn chân thành sâu sắc Cô người trực tiếp giao đề tài tận tình bảo, hướng dẫn, giúp đỡ tơi q trình nghiên cứu hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn thầy Khoa Hóa học – Đại học Quốc gia Hà Nội, Khoa Hoá học – Đại học Sư phạm Thái Nguyên, anh chị bạn giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho suốt q trình thực đề tài Và tơi xin chân thành cảm ơn đơn vị quan nơi công tác tạo điều kiện để học tập, nghiên cứu hoàn thành tốt luận văn Cuối xin cảm ơn người thân gia đình, ln động viên, cổ vũ để tơi hồn thành tốt luận văn Thái Ngun, thỏng nm 2009 Hc viờn Nguyễn Thị Hoàn S hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyờn http://www.Lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ Hoá phân tích K15 MỞ ĐẦU Ngày việc bảo vệ môi trường an toàn thực phẩm vấn đề quan trọng xu phát triển bền vững toàn nhân loại Hiện nhiều nguyên nhân khác dẫn tới nhiễm mơi trường đất, nước, khơng khí đe doạ nguồn thực phẩm an toàn người Qua nghiên cứu cho thấy công nghiệp thực phẩm nitrit sử dụng nhiều nhằm bảo quản loại nông sản thực phẩm: hoa quả, rau, thịt cá Môi trường nước ngầm chủ yếu dùng cho sinh hoạt khu vực ngoại thành nông thôn có nguy nhiễm ngày cao dư lượng hoá chất ngấm vào đất [3] Hàm lượng nitrit nước bề mặt, đất nước biển thấp (0,01 – 0,02mg/l) Nồng độ nitrit cao gặp nhiều nước thải nhà máy công nghiệp sử dụng muối nitrit nước ngầm Như hàng ngày thơng qua nguồn nước thực phẩm nitrit gây ảnh hưởng lớn đến sức khỏe lớn người Nitrit độc hại so với hợp chất chứa nitơ khác amoniac, nitrat amoni Khi vào thể nitrit kết hợp với Hemoglobin hình thành methaemoglobin, kết hàm lượng Hemoglobin giảm làm giảm trình vận chuyển oxi máu Khi nitrit vào dày pH thấp nitrit chuyển thành axit nitrơ có khả phản ứng với amin amit sinh nitroamin – hợp chất dẫn đến ung thư [11,20] Do tính chất nguy hiểm đến sức khoẻ người mà việc loại bỏ nitrit thực phẩm nước ngầm trước đưa vào sử dụng quan tâm Việc xác định hàm lượng sở để đánh giá chất lượng nước, thực phẩm Trong thời gian gần nhiều cơng trình khoa học nghiên cứu xác định nitrit nhiều phương pháp khác phương pháp trắc quang dựa hình thành hợp chất màu azo, phương pháp sắc ký phương pháp cực phổ Phương pháp động học trắc quang phương pháp quan tâm nghiên cứu để xác định nitrit có độ nhạy độ xác cao, quy trình phân tích đơn giản khơng tốn nhiều hố chất không tốn trang thiết bị Khi nghiên cứu mẫu có hàm lượng nhỏ nitrit phương pháp thích hợp để ứng dụng phân tích Vì vậy, để đóng góp vào việc phát triển ứng dụng phương pháp với đối tượng nghiên cứu thực phẩm nước ngầm chọn đề tài: ‘Nghiên cứu phương pháp động học trắc quang xác định hàm lượng nitrit mẫu nước ngầm thực phẩm’ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.Lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ Hoá phân tÝch – K15 CHƢƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nƣớc ngầm thực phẩm 1.1.1 Nước ngầm ô nhiễm nước ngầm 1.1.1.1 Nước ngầm [5] Cùng với nước mặt, nước đất phần tài nguyên nước có ý nghĩa lớn đời sống người Sự tồn nước đất phân thành hai đới chính: Đới thơng khí đới bão hồ Trong đới thơng khí, nước tồn dạng hấp phụ chưa hoàn toàn bề mặt hạt đất, đá Trong đới không gian hạt đất đá nước khơng khí đất chiếm chỗ Trong đới bão hoà, nước hấp phụ bão hoà bề mặt hạt đất đá lấp đầy lỗ hổng, khe nứt Nước ngầm nước đất thuộc đới bão hoà Trữ lượng nước đới khơng khí thường khơng đáng kể so với nước đới bão hồ, tài ngun nước đất chủ yếu nước ngầm Nước ngầm nằm đất, đá bở rời gọi nước lỗ hổng; đất lẫn đá nứt nẻ gọi nước khe nứt Tầng chứa nước lỗ hổng thường nằm đất đá bở rời trầm tích đệ tứ, tầng chứa nước khe nứt thường nằm lớp đá rạn nứt thuộc tuổi địa chất cổ Chiều sâu xuất đới bão hoà (xuất nước ngầm) khác nhau, đới bão hoà phân bố rộng rãi bao gồm toàn diện tích thạch với trữ lượng chất lượng nước khác tuỳ theo khu vực Nước ngầm thường nước tạo thành từ pha trộn nhiều nguồn gốc nguyên thuỷ khác nhau: nguồn gốc khí (nước mưa, nước ngưng tụ); nguồn gốc macma (nước nguyên sinh); nguồn gốc biển; nguồn gốc biến chất (nước tái sinh) Việc xác định thành phần hố học, loại hình hoá học đặc điểm hoá học tầng nước cho phép tìm hiểu, xác định nguồn gốc nguồn gốc chiếm ưu thế, hữu ích nghiên cứu trình thành tạo, phân bố động thái nước ngầm, phục vụ cho công tác quản lý khai thác hợp lý tài nguyên nước ngầm Nước ngầm có thành phần phức tạp đa dạng: ion nguyên tố vi lượng nước Thành phần ion nước ngầm chủ yếu phụ thuộc vào nguồn gốc chiếm ưu Mức độ pha trộn nguồn gốc khác tạo nên đa dạng kiểu hoá học nước ngầm Về Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyờn http://www.Lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ Hoá phân tích – K15 thành phần vi lượng chịu ảnh hưởng nguồn gốc phụ thuộc nhiều vào đặc điểm địa chất, địa hoá riêng biệt khu vực - Về khí hồ tan kim loại vi lượng: Nước ngầm thường nghèo oxi giàu CO2 tự nước mặt khác với nước mặt (thường có pH trung tính - tính kiềm yếu mơi trường oxi hố cao, kim loại vi lượng có hàm lượng nhỏ) gặp nhiều trường hợp nước ngầm có tính axit mơi trường khử có hàm lượng đáng kể kim loại vi lượng Ngoài nước ngầm cịn có khí có hàm lượng nhỏ khí như: metan, sunfuahidro khí Heli, Neon… khí từ phân huỷ yếm khí chất hữu đất lên theo khe nứt kiến tạo hồ tan vào nước - Thành phần hố học độ khoáng hoá nước ngầm tầng sâu biến đổi theo mùa nước mặt Ở tầng sâu nước ngầm có thành phần hố học ổn định Đặc điểm quan trọng khai tthác mỏ nước có độ khống hố nhỏ không ô nhiễm thành phần vi lượng làm nước uống đóng chai - Nước ngầm bị nhiễm chất hữu vi khuẩn, chất hữu nước mặt keo đất hấp phụ trình nước ngấm qua tầng đất Nước ngầm sâu khơng chứa chất hữu vi khuẩn Do đặc điểm giá trị sử dụng lớn nước ngầm có độ khoáng hoá thấp khai thác làm nước cung cấp cho sinh hoạt người nhiều ngành sản xuất (chăn nuôi, nông nghiệp, công nghiệp) Tuy nhiên, cần đặc biệt cú ý đến đặc điểm: khả ô nhiễm nguyên tố vi lượng nước ngầm cao nước mặt điển hình nhiễm Fe, Mg, As, F, Br, Sunfua… Song song với việc khai thác hợp lý cần bảo vệ, không làm biến đổi chất lượng ô nhiễm nước ngầm - tài nguyên quý giá đời sống người nhiều ngành kinh tế[5] 1.1.1.2 Nguyên nhân gây ô nhiễm trạng ô nhiễm nước ngầm Nước ngầm nguồn cung cấp nước sinh hoạt chủ yếu nhiều quốc gia vùng dân cư giới Do vậy, nhiễm nước ngầm có ảnh hưởng lớn đến chất lượng môi trường sống người Các tác nhân gây nhiễm suy thối nước ngầm bao gồm: Số hóa Trung tâm Học liệu i hc Thỏi Nguyờn http://www.Lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ Hoá phân tích K15 1- Nhim mn: Do khai thác nông nghiệp, chăn nuôi tải không cách ngun nhân cho việc nhiễm nguồn nước ngầm, tạo điều kiện thuận lợi cho việc nhiễm mặn nhiều nơi Mạch nước ngầm bị nhiễm mặn khó sử dụng lại Môi trường nước mặt bị ô nhiễm hữu vi sinh, hàm lượng tổng coliform mức cao, vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần Ở riêng TP Hà Nội theo số liệu thống kê Cục bảo vệ môi trường tháng 5/2006, tổng lượng nước thải sinh hoạt khoảng 450.000 m3 /ngày đêm, phần xử lý sơ bể tự hoại, sau xả vào cống chung kênh mương, ao hồ Nhiều nơi nước xả trực tiếp sông làm ô nhiễm chất lượng nước sông [2] - Các chất phóng xạ có khống sản đất, chất thải phóng xạ khơng xử lý ngấm dần thơng qua lớp đất thâm nhập vào nước ngầm sau nhiều năm Nhiễm asen: Năm 2001, nguy ô nhiễm asen Micheal Berg, thuộc viện Liên bang Khoa học Công nghệ Môi trường Thụy Sĩ công bố tạp chí Environmental Science & Technology số tháng 7/2001 nguồn nước uống vùng phía Bắc Việt Nam bị nhiễm arsen với nồng độ gấp 50 cao định mức Việt Nam (10 phần tỷ) Nguyên nhân tác giả nêu nguồn nước lấy từ giếng đóng độ sâu từ 10 đến 35m Năm 2003, tình trạng nhiễm chứng minh qua việc khám phá số bệnh nhân bị bệnh arsenicosis tức lòng bàn tay chân bị nám đen[15] 3- Ơ nhiễm nhu cầu oxy hóa học (COD) nhu cầu oxy sinh học (BOD5 ): Nhu cầu oxy hóa học dấu cho thấy diện hợp chất hữu nhẹ nước Ở vùng phát triển nông nghiệp công nghiệp, lượng COD BOD5 thường tăng cao báo hiệu cho thấy có mặt hữu việc thiếu oxy nước Ngoài ra, cần kể đến ô nhiễm tác nhân nhân tạo nồng độ kim loại nặng cao, photphat, nitrat, nitrit ammoniac mà nguyên nhân dư lượng phân bón mà người sử dụng cho trồng[2] - Ơ nhiễm hóa chất bảo vệ thực vật: Nhu cầu phát triển nông nghiệp để giải việc gia tăng dân số nguyên nhân nguy nhiễm hóa chất diệt cỏ, trừ sâu nguồn nước ngầm Thời gian bán hủy Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại hc Thỏi Nguyờn http://www.Lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ Hoá ph©n tÝch – K15 Hệ số biến thiên : S 100 % = 7,8% x CV % = Sai số tương đối = 0,29  0,3 0,3 100% = 3,3% Kiểm tra sai khác giá trị trung bình tìm giá trị thực (trong mẫu tự tạo) theo chuẩn student (t) theo cơng thức: Ta có t tính = 0,35; t bang (0,95; 5) = 2,571 t tính < t bang P value = 0,741 > 0,05 Do đó, giá trị trung bình giá trị thực khác khơng có nghĩa (có nghĩa hai giá trị giống nhau) Bảng 15: Đánh giá độ lặp lại phƣơng pháp qua mẫu tự tạo (Trong nồng độ cuối: MR 1,1 × 10-5 M, H2SO4 0,3M; KBrO3 2,6 10-4, KNO3 0,2M; nồng độ NO2– 0,5ppm) Mẫu Anền Acó nitrit deltaA hàm lượng NO2- tìm thấy 0,2928 0,2073 0,0855 0,52 0,2928 0,2054 0,0874 0,53 0,2928 0,2145 0,0783 0,47 0,2928 0,2091 0,0837 0,51 0,2928 0,2134 0,0794 0,48 0,2928 0,2128 0,0800 0,48 N Hàm lượng nitrit trung bình: x  x i 1 i N = 0,49(mg/l)  x N Độ lệch chuẩn: S Hệ số biến thiên : Sai số tương đối = i 1 CV % = 0,49  0,5 0,5 i x N 1  = 0,024 S 100 % = 4,7% x 100% = 2% Kiểm tra sai khác giá trị trung bình tìm giá trị thực (trong mẫu tự tạo) theo chuẩn student (t) theo cơng thức: Ta có t tính = 0,16; t bang (0,95; 5) = 2,571 t tính < t bang Số hóa Trung tâm Học liệu – i hc Thỏi Nguyờn 50 http://www.Lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ Hoá phân tích K15 P value = 0,876 > 0,05 Do vậy, giá trị trung bình giá trị thực khác khơng có nghĩa (có nghĩa hai giá trị giống nhau) Kết luận: Hệ số biến thiên CV% nhỏ cho thấy phương pháp lặp lại tốt độ chấp nhận (sai số tương đối 3,3% - 2%) nên áp dụng phân tích nitrit thực phẩm nước ngầm 3.3 Phân tích mẫu thật 3.3.1 Xử lý mẫu 3.3.1.1 Mẫu rau Việc lấy mẫu bảo quản mẫu thực theo tiêu chuẩn ngành y tế Các chất gây cản trở phép xác định chất màu, chất gây đục, thành phần protit, lipit, số ion kim loại nồng độ tương đối lớn bị kết tủa điều kiện phản ứng (Sb3+, Au3+, Bi3+ , Fe3+, Pb2+, Hg2+, Ag+) Phần lớn chất gây nhiễu loại trừ phương pháp xử lý mẫu [29] Cắt mẫu thử thành mảnh nhỏ xay nghiền đến đồng Cân khoảng 10g cân phân tích Cho vào cốc thuỷ tinh thêm vào khoảng 100ml nước cất ấm 5ml dung dịch natri borat bão hoà Đun cách thuỷ hỗn hợp dung dịch khoảng 20 phút, dùng đũa thuỷ tinh khấy, khơng cho vón cục Làm nguội nước chuyển dịch hỗn hợp sang bình định mức 250ml (tráng cốc nước dồn hết vào bình) Vừa lắc, vừa thêm vào 2ml dung dịch kẽm axetat 10% Để yên cho kết tủa 30 phút Thêm nước cất đến vạch Lắc trộn hỗn dịch bình, để lắng gạn phần nước sang phễu lọc Hứng dịch lọc vào bình tam giác có nắp Nếu dịch lọc chưa lọc lại lần Nitrit dễ bị oxi hố khơng khí vi sinh vật thành nitrat Do trình chuẩn bị mẫu cần phải thực nhanh hạn chế mẫu tiếp xúc lâu với khơng khí Nếu chưa phân tích bảo quản mẫu 4oC 3.3.1.2 Mẫu thịt Số hóa Trung tâm Học liệu i hc Thỏi Nguyờn 51 http://www.Lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ Hoá phân tích K15 Vic ly mu v bảo quản mẫu thực theo tiêu chuẩn ngành y tế Thái mẫu thành miếng nhỏ nghiền đến đồng Cân khoảng 10g cân phân tích Cho vào cốc thuỷ tinh thêm vào khoảng 100ml nước cất ấm 5ml dung dịch natri borat bão hoà Đun cách thuỷ hỗn hợp khoảng 30 phút dùng đũa thuỷ tinh khấy, khơng cho vón cục Làm nguội nước chuyển dịch hỗn hợp sang bình định mức 250ml (tráng cốc nước dồn hết vào bình) Vừa lắc, vừa thêm vào bình 5ml Carrez [Zn(CH3COO)2 2H2O 23g CH3COOH đ 28,6ml pha thành 1l] Để yên cho kết tủa 30 phút Thêm nước cất đến vạch Lắc trộn hỗn hợp bình, để lắng gạn phần nước sang phễu lọc Hứng dịch lọc vào bình tam giác có nắp Nếu chưa phân tích bảo quản mẫu - 4oC [29] 3.3.1.3 Nước ngầm Hai mẫu nước ngầm (N1, N2) lấy Đồng Quang – Thái Nguyên Triều Khúc – Hà Nội, mẫu cho vào bình polietylen tráng rửa bảo quản theo tiêu chuẩn Mẫu bị có cặn lắng cần lọc trước tiến hành thí nghiệm.[29] 3.3.2 Xác định hàm lượng nitrit số mẫu thực tế 3.3.2.1 Xác định hàm lượng Nitrit mẫu rau Mẫu rau cải (M1), mẫu rau cải canh (M2,M3), mẫu dưa chua (M4) Hàm lượng NO2- mẫu xác định phương pháp đường chuẩn y = 0,00195+0,16152.x Chuẩn bị bình định mức dung tích 25ml, đánh số từ đến 7: Lần lượt cho vào bình: 2,5ml H2SO4 3M sau thêm vào bình sau: + Bình 1: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M (mẫu trắng) + Bình – 4: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M 10,0 ml nước rau xử lý + Bình – 6: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M 10,0 ml nước rau xử lý 0,5 ml NO2- 10ppm Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 52 http://www.Lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ Hoá phân tích K15 + Bình – 8: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M 10,0 ml nước rau xử lý ml NO2- 10ppm Cuối thêm vào tất bình ml MR 1,375 10-4 M, thêm nước cất đến vạch mức, lắc Theo dõi độ hấp thụ quang dung dịch  = 520 nm sau 50 giây kể từ thêm MR với dung dịch so sánh axit H2SO4 0,3M Kết trình bày bảng 16 Bảng 16: Kết xác định hàm lƣợng NO2- mẫu rau M1 hiệu suất thu hồi V 10ml mẫu 10ml mẫu thêm NO2- 0,03 ppm 10ml mẫu thêm NO2- 0,05 ppm Anền A có nitrit Delta A HL nitrit HL phát tìm thấy (ppm) thêm nitrit (ppm) H% 0,0294 98% 0,0559 111% 0,4032 0,3897 0,0135 0,0715 0,4032 0,3901 0,0131 0,069 0,4032 0,3894 0,0138 0,0734 0,4032 0,3849 0,0183 0,1019 0,4032 0,3852 0,018 0,0994 0,4032 0,3812 0,022 0,1241 0,4032 0,3802 0,023 0,1303 Hàm lượng nitrit mẫu rau M1 là: 4,45 mg/kg Hiệu suất thu hồi từ 98% đến 111% nên thỏa mãn yêu cầu hiệu suất thu hồi phân tích lượng vết Tương tự tiến hành xác định Nitrit mẫu rau (M2, M3) thu kết bảng 17: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 53 http://www.Lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ Hoá phân tích K15 Bảng 17: Kết xác định hàm lƣợng NO2- mẫu rau M2, M3 Anền Acó nitrit Delta A 0,4202 0,4109 0,0093 0,0452 0,4202 0,4115 0,0087 0,0414 0,4020 0,3935 0,0085 0,0402 0,4020 0,3943 0,0077 0,0353 M2 M3 HL mẫu thật (mg/kg) HL tìm thấy (ppm) 2,71 2,36 Đối với dưa muối (M4) xác định theo thời gian mẫu thu kết bảng 18: Bảng 18: Kết xác định hàm lƣợng NO2- mẫu dƣa M4 M4 Đo qua ngày qua ngày đêm Sau ngày mgNO2/kg rau 2,55 3,24 2,40 1,43 Như vậy, nhận thấy: Hàm lượng NO2- mẫu rau cải cải canh cịn lớn q trình xử lý chế biến chưa phân huỷ hết Dưa muối có hàm lượng nitrit lớn muối dưa chưa đạt độ chua cần thiết làm gia tăng hàm lượng nitrit khử nitrat rau cải Sau dưa chua hàm lượng nitrit giảm bị khử thành nitơ Điều cho thấy nước ta phân đạm bón nhiều cho rau không nên ăn dưa muối chưa chua 3.3.2.2 Xác định hàm lượng Nitrit mẫu thịt Chuẩn bị 13 bình định mức dung tích 25ml, đánh số từ đến 13: Lần lượt cho vào bình: 2,5ml H2SO4 3M sau thêm vào bình sau: + Bình 1: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M (mẫu trắng) + Bình – 5: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M 10,0 ml nước thịt quay xử lý + Bình – 9: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M 10,0 ml nước thịt quay xử lý+ ml NO2- 1ppm Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 54 http://www.Lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ Hoá phân tích K15 + Bình 10 – 13: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M 10,0 ml nước thịt quay xử lý 1,25 ml NO2- 1ppm Cuối thêm vào tất bình ml MR 1,375 10-4 M, thêm nước cất đến vạch mức, lắc Theo dõi độ hấp thụ quang dung dịch  = 520 nm sau 50 giây kể từ thêm MR với dung dịch so sánh axit H2SO4 0,3M Kết trình bày bảng 19 Bảng 19 Kết xác định hàm lƣợng nitrit mẫu thịt quay M5 V 10ml mẫu 10mlmẫu thêm NO2- 0,04ppm 10mlmẫu thêm NO2- 0,05 ppm HL phát (ppm) A A có nitrit Delta A hàm lượng nitrit tìm thấy(ppm) 0,3571 0,3446 0,0125 0,0650 0,3571 0,3452 0,0119 0,0612 0,3571 0,3459 0,0112 0,0569 0,3571 0,3439 0,0132 0,0693 0,3571 0,3387 0,0184 0,1018 0,0448 0,3571 0,3398 0,0173 0,0950 0,0380 0,3571 0,3401 0,017 0,0931 0,0362 0,3571 0,3385 0,0186 0,1030 0,0461 0,3571 0,3377 0,0194 0,1080 0,0510 0,3571 0,3369 0,0202 0,1129 0,0560 0,3571 0,3372 0,0199 0,1111 0,0541 0,3571 0,3356 0,0215 0,1210 0,0640 H% 103% 112% Vậy hàm lượng nitrit mẫu thật là: 3,94 (mg/kg) Hàm lượng NO2- mẫu thịt quay trình bảo quản, tẩm ướp hàm lượng nitrit sử dụng nhiều Số hóa Trung tâm Học liệu i hc Thỏi Nguyờn 55 http://www.Lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ Hoá phân tích K15 3.3.2.3 Xỏc nh hm lượng Nitrit mẫu nước ngầm Chuẩn bị bình định mức dung tích 25ml, đánh số từ đến 9: Lần lượt cho vào bình: 2,5ml H2SO4 3M sau thêm vào bình sau: + Bình 1: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M (mẫu trắng) + Bình – 5: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M 0,5 ml mẫu nước ngầm M6 qua xử lý + Bình – 9: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M 0,5 ml mẫu nước ngầm M7 qua xử lý Cuối thêm vào tất bình ml MR 1,375 10-4 M, thêm nước cất đến vạch mức, lắc Theo dõi độ hấp thụ quang dung dịch  = 520 nm sau 50 giây kể từ thêm MR với dung dịch so sánh axit H2SO4 0,3M Kết trình bày bảng 20,21 Bảng 20: Kết xác định hàm lƣợng nitrit mẫu nƣớc ngầm M6 HL tìm thấy NO2- HL nitrit (ppm) mẫu thật (ppm) Anền A có nitrit Delta A 0,3446 0,3315 0,0131 0,0687 0,3446 0,3319 0,0127 0,0662 0,3446 0,3324 0,0122 0,0631 0,3446 0,3308 0,0138 0,0730 3,39 Bảng 21: Kết xác định hàm lƣợng nitrit mẫu nƣớc ngầm M7 HL tìm thấy HL nitrit NO2(ppm) mẫu thật (ppm) Anền A có nitrit Delta A 0,3501 0,3403 0,0098 0,0482 0,3501 0,3424 0,0077 0,0352 0,3501 0,3415 0,0086 0,0408 0,3501 0,3409 0,0092 0,0445 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại hc Thỏi Nguyờn 56 2,11 http://www.Lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ Hoá phân tích K15 3.4 So sỏnh kt qu phân tích phƣơng pháp nghiên cứu phƣơng pháp tiêu chuẩn Xác định hàm lượng Nitrit thực phẩm nước ngầm phương pháp trắc quang tiêu chuẩn (TCVN 4561 – 88) Tiêu chuẩn quy định xác định hàm lượng nitrit phương pháp đo màu với thuốc thử Griss (hỗn hợp axit sulfanilic α-naphtylamin 0,05%) Trong môi trưng axetic ion NO2- phản ứng với axit axit sulfanilic αnaphtylamin 0,05% tạo thành hợp chất azo màu đỏ Cường độ màu tỷ lệ với hàm lượng NO2- có dung dịch Hàm lượng Nitrit mẫu M1, M2, M3,M4, M5,M6, M7 xác định hai phương pháp: Phương pháp nghiên cứu phương pháp tiêu chuẩn Kết thu bảng 22: Bảng 22: Hàm lƣợng nitrit mẫu thật thu đƣợc dùng phƣơng pháp nghiên cứu phƣơng pháp tiêu chuẩn STT Mẫu Lượng mẫu Kết HL nitrit Lượng mẫu lấy phân tích theo pp nghiên cứu lấy phân tích Kết HL nitrit theo pp tiêu chuẩn M1 10g 4,45 mg/kg 10g 4,31 mg/kg M2 10g 2,71 mg/kg 10g 2,91 mg/kg M3 10g 2,36 mg/kg 10g 2,43 mg/kg M4 10g 2,55 mg/kg 10g 2,42 mg/kg M5 10g 3,95 mg/kg 10g 3,61 mg/kg M6 0,5ml 3,39 ppm 2ml 3,03 ppm M7 0,5ml 2,11 ppm 2ml 2,30 ppm * So sánh phƣơng pháp nghiên cứu phƣơng pháp tiêu chuẩn Dùng phương pháp đồ thị cách biểu diễn kết xác định mẫu thực tế theo phương pháp trục toạ độ hệ số hồi qui phép so sánh đạt R= 0,8, chứng tỏ hai phương pháp tương đương Vậy áp dụng phương pháp động học xúc tác trắc quang để định lượng nitrit mẫu nước ngầm thực phẩm Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 57 http://www.Lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ Hoá phân tích K15 4.5 pp nghien cuu 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 2.0 2.5 3.0 3.5 pp tieu chuan 4.0 4.5 Hình 17: Đường hồi qui so sánh kết phân tích mẫu thực tế phương pháp nghiên cứu phương pháp tiêu chuẩn Số hóa Trung tâm Học liệu – i hc Thỏi Nguyờn 58 http://www.Lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ Hoá phân tích K15 KT LUN Qua thi gian nghiên cứu , luận văn đã đạt được các kết quả chí nh : Lựa chọn phản ứng thị phù hợp dùng để xác định hàm lượng nitrit mẫu phân tích Phản ứng thị lựa chọn phản ứng oxi hoá MR MB brơmat có xúc tác nitrit mơi trường axit mạnh Điều kiện tối ưu thông số đặc trưng phương pháp sau: Dùng chất khử MB Dùng chất khử MR - Trong dung dịch axit mạnh có - Trong mơi trường axit mạnh có mặt chất xúc tác nitrit bước mặt lượng nhỏ chất xúc tác sóng hấp thụ cực đại bị chuyển dịch nitrit bước sóng hấp thụ cực đại - Khoảng tuyến tính độ giảm A cố định   520nm với nồng độ xúc tác nitrit hẹp (0,05 – - Điều kiện tối ưu nồng độ chất có mặt phản ứng màu là: -5 - Phương pháp áp dụng phân tích MR 1,1 × 10 M, H2SO4 0,3M; -4 với hàm lượng nitrit tương đối lớn KBrO3 2,6 10 , KNO3 0,2M; 30ppm) - Khoảng tuyến tính lớn (0,03 – 1,2 - Điều kiện tối ưu nồng độ chất có ppm) mẫu phân tích mặt phản ứng màu là: MB - Phương pháp cho phép xác định hàm lượng nhỏ nitrit 1,2 × 10-5 M, KBrO3 2.10-3 M; H2SO4 0,15M - Phản ứng có xúc tác nitrit đạt tới trạng thái cân khoảng thời gian lớn phút mẫu thật với độ nhạy độ xác cao - Phản ứng có xúc tác nitrit đạt tới trạng thái cân khoảng thời gian lớn phút Phương pháp sử dụng MR có ưu điểm bật so với phương pháp dùng phản ứng thị phản ứng oxi hố MB brơmat có xúc tác nitrit mơi trường axit mạnh tính ổn định cao, tốc độ phản ứng xúc tác nhanh hơn, khoảng tuyến tính rộng nhạy nên chọn để định lượng nitrit mẫu thực tế Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn 59 http://www.Lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ Hoá phân tÝch – K15 Với phản ứng thị sử dụng MR giảm độ hấp thụ quang chất màu theo thời gian phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ chất xúc tác NO2- từ 0,03mg/l đến 1,2 mg/l với phương trình đường chuẩn có dạng: ΔA = (0,00195±0,00277) + (0,16152±0,00377) CNO2 R = 0,99918; LOD = 0,073 (ppm); LOQ = 0,24 (ppm) Phương pháp có độ xác cao, độ lặp lại phương pháp CV%= 7,8% 4,5% với mức nồng độ NO2- 0,3 ppm 0,5ppm Kết kiểm tra theo chuẩn t phù hợp với hiệu suất thu hồi phương pháp 98% Phép xác định nitrit bị ảnh hưởng có mặt ion cản hàm lượng ion cản gấp NO2-: lần với I-,SO32-; 250 lần với Cl-; 0,5 lần với SCN- Tuy nhiên mẫu nước ngầm mẫu thực phẩm hàm lượng ion khơng đáng kể nên không gây ảnh hưởng tới phép phân tích Phương pháp ứng dụng phân tích mẫu thực phẩm: Mẫu rau cải (M1), rau cải canh (M2,M3),mẫu dưa chua (M4) Mẫu thịt quay (M5), mẫu nước ngầm (M6, M7) Dựa vào kết phân tích mẫu thực tế chúng tơi thấy hàm lượng nitrit mẫu thực phẩm nước ngầm thu lớn nhiều so với tiêu chuẩn cho phép mẫu thịt quay Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 60 http://www.Lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC HÌNH VÀ BẢNG HÌNH Trang Hình 1: Phổ hấp thụ quang dung dịch MR có mặt H2SO4; KBrO3 NO2- 24 Hình 2: Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang theo thời gian 25 Hình 3: Ảnh hưởng nồng độ BrO3- đến phản ứng xúc tác 27 Hình 4: Ảnh hưởng axit đến phản ứng màu MR 29 Hình 5: Ảnh hưởng nhiệt độ đến độ nhạy phép phân tích 30 Hình 6: Khảo sát nồng độ tối ưu MB đến phép phân tích 32 Hình 7: Khảo sát khoảng tuyến tính (nồng độ MB 1,2.10-5 M) 33 Hình 8: Phổ hấp thụ quang dung dịch MB có mặt H2SO4 , KBrO3; KNO3 NO2- 35 Hình : Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang theo thời gian 36 Hình 10: Ảnh hưởng nồng độ BrO3- đến phản ứng xúc tác 38 Hình 11 Ảnh hưởng nồng độ NO3- đến phản ứng xúc tác 39 Hình 12: Ảnh hưởng axit đến phản ứng màu MR 41 Hình 13: Ảnh hưởng nhiệt độ đến độ nhạy 42 Hình 14: Khảo sát nồng độ tối ưu MR đến phép phân tích 44 Hình 15: Khảo sát khoảng tuyến tính (nồng độ MR 1,1.10 -5 M) 45 Hình 16: Đường chuẩn xác định NO2- nồng độ MR 1,1.10-5 M 46 Hình 17: Đường hồi qui so sánh kết phân tích mẫu thực tế phương pháp nghiên cứu phương pháp tiêu chuẩn 58 BẢNG Bảng 1: Quy định hàm lượng nitrit nitrat nước uống số quốc gia tổ chức 11 Bảng 2: Kết ảnh hưởng nồng độ BrO3- đến phản ứng xúc tác 26 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.Lrc-tnu.edu.vn Bảng 3: Kết ảnh hưởng nồng độ axit đến phản ứng màu MB 28 Bảng 4: Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến tốc độ phản ứng 30 Bảng 5: Ảnh hưởng nồng độ MR đến phép phân tích 31 Bảng 6: Khảo sát khoảng tuyến tính nồng độ MR 1,1.10-5 M 33 Bảng 7: Kết ảnh hưởng nồng độ BrO3- đến phản ứng xúc tác 37 Bảng Kết ảnh hưởng nồng độ NO3- đến phản ứng xúc tác 39 Bảng 9: Kết ảnh hưởng nồng độ axit đến phản ứng màu MR 40 Bảng 10: Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến tốc độ phản ứng 42 Bảng 11: Ảnh hưởng nồng độ MR 43 Bảng 12: Khảo sát khoảng tuyến tính nồng độ MR 1,1.10-5 M 45 Bảng 13: Ảnh hưởng ion cản đến phép xác định NO2(Nồng độ NO2- 0,1mg/l) 48 Bảng 14: Đánh giá độ lặp lại phương pháp qua mẫu tự tạo (NO2- 0,3 ppm) 49 Bảng 15: Đánh giá độ lặp lại phương pháp qua mẫu tự tạo (NO2- 0,5 ppm) 50 Bảng 16: Kết xác định hàm lượng NO2- mẫu rau M1 hiệu suất thu hồi 53 Bảng 17: Kết xác định hàm lượng NO2- mẫu rau M2, M3 54 Bảng 18: Kết xác định hàm lượng NO2- mẫu rau M4 54 Bảng 19 Kết xác định hàm lượng nitrit mẫu thịt quay M5 55 Bảng 20 Kết xác định hàm lượng nitrit mẫu nước ngầm M6 56 Bảng 21 Kết xác định hàm lượng nitrit mẫu nước ngầm M7 56 Bảng 22: Hàm lượng nitrit mẫu thật thu dùng phương pháp nghiên cứu phương pháp tiêu chuẩn 57 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.Lrc-tnu.edu.vn TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1] Nguyễn Tinh Dung (2000), Hố học phân tích phần III, NXBGD [2] Nguyễn Ngọc Dung (2006), “Quản lý tổng hợp tài nguyên nước ngầm vùng Hà Nội”, Tuyển tập báo cáo hội thảo khoa học, Viện KH KTTV MT [3] Trần Tứ Hiếu (2000), Hóa học phân tích, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội [4] Lê Văn Khoa (1995), Môi trường ô nhiễm, NXBGD [5] Trần Ngọc Lan (2008), Hoá học nước tự nhiên, NXB Đại học quốc gia Hà Nội [6] Ngọc Lê (1999), “Tác hại Nitrat mơi trường”, Tạp chí cơng nghệ hố chất [7] Hoàng Thị Miền(2004), Xác định nitrit nitrat phương pháp trắc quang, Khoá luận tốt nghiệp- Trường Đại học Khoa học tự nhiên- ĐHQG Hà Nội [8] Hoàng Nhâm (1999), Hố học vơ cơ, NXBGD [9] Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyễn Văn Ri, Nguyễn Xuân Trung (2003), Hóa học phân tích, phần 2, Các phương pháp phân tích cơng cụ, NXB ĐHQG Hà Nội [10] TCVN 2658 – 78 Nước uống, phương pháp xác định nitrit [11] TCVN 7049 : 2002 Thịt chế biến có xử lý nhiệt [12] TCVN 7050 : 2002 Thịt chế biến không qua xử lý nhiệt [13] Trần Tứ Hiếu, Nguyễn Văn Nội, Phạm Hùng Việt (1999), Hố học mơi trường, Đại học Quốc gia, NXB ĐHQG Hà Nội [14] Tạ Thị Thảo (2005), Giáo trình Thống kê Hóa phân tích, Hà Nội [15] Internet http://www.tcvn.gov.vn/; http://vi.wikipedia.org/; http://db.vista.gov.vn/ http://www.rfa.org/; http://diaoc.tuoitre.com.vn; http://sinhviendct.net; TIẾNG ANH [16] AA Taherpour, M Ramazani, S Mahdizadeh(2006), Determination of trace amounts of Nitrite ion by Kinetic – spectrophotometric method on the acidic media based on reduction of Cresyl violet, International journal of applied chemistry ISSN 0973 – 1792, vol.2, No.2, pp 115 – 124 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.Lrc-tnu.edu.vn [17] Barzegar M., Mousavi M.F, Nenati A.(2000), Kinetic spectrophotometric determination of trace amounts of nitrite by its reaction with molybdosillicic acid blue, Microchemical journal Vol.65, No.2, pp 159 – 163 [18] Ensafi A.A, Rezaii B (1994), kinetic-specphotometric determination of nitrite by its catalytic effect on the oxidation of Brilliant Cresyl blue by bromate, Microchemical journal Vol.50, No.2, pp 169 – 177 16 [19] Roger Wood, Lucy Foster, Andrew Damant and Pauline Key(2004), Analytical methods for food additives, Woodead Publishing Limited Cambridge England [20] Fostr dee snell and leslie S Ettre(1972), Encyclopedia of industrial chemiscal analysic, interscinece publishers, vol.16 [21] Hamid Reza, Nazari Behzad(2004), Kinetic spectrophotometric determination of trace amounts of nitrite by catalytic reaction between methylthylmol blue and bromate, Journal of the Chinese chemical society ISSN 0009 – 4536,vol.51,No.6, pp 1353 – 1356 [22] H.Muller (1995),“Catalytic methods of analysis: Charaterization,classification and methodology”, Pure & Applied chemistry, vol.67, no.4, pp.601-613 [23] Magee P.N and Barness J.M(1967), Carcinogenic nitroso compounds , Advances in cancer Research, 10, pp 163 – 168 [24] M.Mazloum Ardakani, M.R.Shishehbore, N Narrirzadeh, A.M hajishabani, M Tabatabaee(2006), Highly selective catalytic spectrophotometric method for the determination of nitrite, Canadian jounal of Analytical sciences and Spectroscopy,Vol.51,No.3 [25] Norwitz, P.N Keliher(1984), Spectrophotometric determination of nitrite with composite reagents containing sulphanilamide, sunphanilic acid or 4-nitroaniline as the diozotisable aromatic amine and N-(1-naphthyl) ethylene diamine as coupling agent, analyst, 109, pp 1281 – 1286 [26] Rui–Yong Wang, Xiang Gao, and Ying – Tang Lu(2005), A kinetic spectrophotometric method for the determination of nitrite by stopper – flow technique, Analytical sciences February 2006, vol.22 [27] S.Marten, J Harms, Wissenschaftliche Geratebau Dr Ing H Knauer GmbH, (2000), Determinetion of nitrit and nitrate in fruit juies by UV detection, ASI Advanced scientific instruments [28] Ximenes M.I.N, raths Reyesf.G.R (2000), Polarographic determination of nitrate in vegetables, Talanta ISSN 0039 – 9140, vol 51, No.1 pp 49 – 56 [29] Yli A Ensafi, M Keyvanfard(1994), Selective kinetic spectrophotometric determination of nitrite food and water,Analytical letters, Vol.27 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.Lrc-tnu.edu.vn ... góp vào việc phát triển ứng dụng phương pháp với đối tượng nghiên cứu thực phẩm nước ngầm chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu phương pháp động học trắc quang xác định hàm lượng nitrit mẫu nước ngầm thực phẩm? ??... nhiều phương pháp khác phương pháp trắc quang dựa hình thành hợp chất màu azo, phương pháp sắc ký phương pháp cực phổ Phương pháp động học trắc quang phương pháp quan tâm nghiên cứu để xác định nitrit. .. Xác định hàm lượng Nitrit mẫu rau 52 3.3.2.2 Xác định hàm lượng Nitrit mẫu thịt 54 3.3.2.3 Xác định hàm lượng Nitrit mẫu nước ngầm 56 3.4 So sánh kết phân tích phƣơng pháp nghiên cứu