Nghiên cứu hàm lượng độc tố xianua trong cây măng luồng ở huyện quế phong nghệ an

Trêng ®¹i häc vinh Khoa hãa häc ===  === NguyÔn thÞ duyªn khãa luËn tèt nghiÖp ®¹i häc ngµnh hãa Chuyªn ngµnh: hãa thùc phÈm Vinh, 2010 Trờng đại học vinh Khoa hóa học === === khóa luận tốt nghiệp đại học ngành hóa Chuyên ngành: hóa thực phẩm Giáo viên hớng dẫn: ts. nguyễn hoa du Sinh viên thực hiện: nguyễn thị duyên Lớp: 47B - Hóa Vinh, 2010 Mục lục Trang Lời mở đầu . Phần I: Tổng quan . I.1. Hoá học xianua và độc tính . I.2. Xianua trong thực phẩm . I.3. Măng và xianua trong măng . I.4. Phơng pháp phân tích xianua Phần II: Thực nghiệm II.1. Dụng cụ, hoá chât và thiết bị . II.2. Kỹ thuật thực nghiệm II.3. Nghiên cứu các điều kiện tối u của quá trình chng cất xianua . II.4. Phơng pháp xử lý kết quả II.5. Kết quả thí nghiệm Kết luận . Tài liệu tham khảo . Lời cảm ơn Đề tài này đợc hoàn thành với sự giúp đỡ của các thầy cô, bạn bè và gia đình. Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình, chu đáo và đầy tâm huyết của thầy giáo hớng dẫn TS. Nguyễn Hoa Du. Em cũng xin chân thành cảm ơn cô giáo Ngô Thị Thuỷ Hà đã có những ý kiến đóng góp trong quá trình làm thí nghiệm cùng các thầy giáo, cô giáo bộ môn Hoá thực phẩm, cán bộ khoa Hoá học, phòng thí nghiệm chuyên đề Hoá vô cơ trờng Đại học Vinh đã động viên, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đề tài. Cuối cùng, em xin gửi lòng biết ơn sâu sắc tới bố mẹ, anh chị cùng toàn thể bạn bè đã động viên, giúp đỡ để em hoàn thành đề tài khoá luận tốt nghiệp của mình. Vinh, tháng 05 năm 2010 Sinh viên thực hiện Nguyễn Thị Duyên Lời mở đầu ! "# $ $ % %& xianua' % ()*** + xianua& $ ! $ $ + 'Xianua + ,%' - xianua $ xianua. %$ $ & %, /01" ,& 010&" [ 23 ] ' 4562'788&9:;<=!>&9 :?@AB-$1C!DE&9FG%A > HI&9FG"'1A5;+>?49%J H&9J$K%L&M%B=N%J4+4 ,MGO>-9P1QR6SPT-=)U1''' VWEFG45996X88'888M'1 YAFGZ9%9967[X\]; @SS&9L!^+_Kvà chế biến đợc nhiều món ăn ngon. % nhiên mng &9=!>7'`88&9FQ;W %[M%NI')59&@% MN;J%= =a [ 23 ] '0ZbcQ%9$6<+MW&9 9Z@')ì vậy việc xác định và kiểm soát hàm lợng xianua trong cây măng hết sức cần thiết và cấp bách để chế biến món ăn từ măng một cách an toàn và bổ dỡng, phục vụ cho nhu cầu của con ngời. Đó là lí do em H đề tài: Nghiên cứu hàm lợng độc tố xianua trong cây măng luồng ở huyện Quế Phong - Nghệ An làm đề tài luận văn tốt nghiệp đại học. Đề tài này nhằm giải quyết các vấn đề: - Nghiên cứu các điều kiện chng cất tách tổng xianua - Nghiên cứu khả năng định lợng xianua bằng thuốc thử pyridin- axít barbituric. 5 - Xác định hàm lợng của xianua trong phần ngọn của cây măng luồng ở xóm 3, Tiền Phong- Quế Phong- Nghệ An. Phần I: tổng quan I.1. Hoá học xianua và độc tính I.1.1. Đại cơng về xianua [ 3 ] [ 5 ] * Xianua (cyanide) là muối của axít xianhiđric có công thức cấu tạo: [:C N:] - Ion CN - không màu cho nên các muối xianua nói chung không màu. Do có cặp electron tự do ở C, ion -CN - tạo nhiều phức chất bền với ion kim loại chuyển tiếp. Muối xianua tan cũng nh HCN đều rất độc. Tuy nhiên các muối kim loại của HCN lại có vai trò rất lớn trong nhiều nghành công nghiệp nh: - Công nghiệp mạ vàng, bạc, đồng hoặc các kim loại khác. - Công nghiệp khai thác vàng, lấy vàng bằng phơng pháp xianua hoá. - Công nghiệp sản xuất các chất màu cho ngành công nghiệp sơn, vẽ,# công nghiệp sản xuất thuốc trừ sâu. Để phát hiện ion CN - ngời ta dùng phơng pháp phân tích định tính bằng phản ứng sau: Ag + + CN - AgCN Là muối của axít rất yếu, xianua tan bị thuỷ phân mạnh trong dung dịch theo phản ứng: CN - + H 2 O HCN +OH - Vì vậy dung dịch có phản ứng kiềm và có mùi của hiđroxianua. Những phức chất xianua thờng bền hơn phức chất của halogenua. Do ion xianua có thể tạo liên kết theo kiểu M CN với các ion trung tâm. Muối xianua cũng nh HCN đều có tính khử. Khi đun nóng dung dịch, muối xianua bị oxi không khí oxi hoá thành xianat. * Phân loại và tính chất - Xianua đơn giản 6 1. Xian Xian hay xianogen tồn tại dới dạng (CN) 2 nên đợc gọi là đixian. Phân tử đixian có cấu tạo đờng thẳng. : N C- C N: Với độ dài liên kết C-C là 1,73 A 0 và của liên kết C N là 1,13 A 0 Đixian là khí không màu, có mùi xốc, dễ hoá lỏng và hoá rắn. Đixian tinh khiết khá bền với nhiệt, trên 1000 0 C mới phân huỷ theo phản ứng: (CN) 2 2 CN Trong không khí, đixian dễ bốc cháy cho ngọn lửa màu hồng viền xanh và có nhiệt độ rất cao (vào khoảng 4500 0 C). Khi để lâu trong nớc, đixian bị thuỷ phân dần tạo nên một số sản phẩm theo hai cơ chế sau: Cơ chế thứ nhất: (CN) 2 + H 2 O HCN + HNCO Rồi axít này bị thuỷ phân tạo nên amoni fomiat và ure. Cơ chế thứ hai: (CN) 2 + H 2 O H 2 N- CO-CO-NH 2 Sự thuỷ phân của xian cũng cho thấy sự giống nhau giữa xian và halogen, nhất là trong môi trờng kiềm. (CN) 2 + 2NaOH NaCN + NaOCN + H 2 O Bởi vậy xian còn đợc gọi là halogen giả. Về tính chất của halogen, xian nằm giữa brom và iốt. 2. Hiđro xianua( HCN) HCN là hợp chất cộng hoá trị nh HCl. Phân tử có cấu tạo đờng thẳng: H- C N Với độ dài liên kết H-C là 1,05 A 0 và liên kết CN là 1,54A 0 HCN là chất lỏng không màu, có mùi khó chịu, dễ hoá rắn và rất dễ bay hơi t nc = -15 0 C, t s = 25,6 0 C. ở trạng thái lỏng và rắn có hiện tợng trùng hợp của các phân tử HCN nhờ liên kết hiđro: 7 H- C N: H- CN: H- C N: Vì vậy HCN lỏng là một dung môi ion hoá tốt đối với nhiều chất. HCN hết sức độc, hàm lợng đợc phép ở trong không khí là dới 0,0003 mg/l. HCN tan trong nớc, rợu, ete theo bất cứ tỉ lệ nào. Trong dung dịch nớc HCN là một axít rất yếu, yếu hơn cả axít cacbonic. Trong dung dịch còn xảy ra phản ứng thuỷ phân axít tạo thành amonifomiat: HCN + H 2 O HCOONH 4 ở trạng thái khan và trạng thái dung dịch, HCN chỉ bền khi có mặt một l- ợng nhỏ axít vô cơ làm chất ổn định. Nếu không có những chất đó, nó sẽ trùng hợp lại thành các sản phẩm rắn, màu đen và đôi khi có thể gây nổ. Khi đợc đốt trong không khí, HCN cháy cho ngọn lửa màu tím và tạo nên H 2 O, CO 2 và N 2 : 4HCN + 5O 2 2H 2 O + 4CO 2 + 2 N 2 Trong phòng thí nghiệm có thể điều chế HCN bằng cách nhỏ từng giọt dung dịch NaCN xuống dung dịch H 2 SO 4 nóng và có nồng độ vừa phải: NaCN + H 2 SO 4 NaHSO 4 + HCN 3. Phức chất xianua Đa số phức chất xianua có công thức chung A x-n [M(CN) x ] trong đó: A + là ion kim loại kiềm M n+ là ion kim loại nặng (Cu 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ ) Dựa vào tính tan và độ độc thì các phức chất xianua đợc chia làm 3 nhóm chính cụ thể là: Nhóm 1: Các phức chất xianua tan và độc nh [Cu(CN) 2 ], [Zn(CN) 4 ] 2- Nhóm 2: Các phức chất xianua không tan, không độc nh K 2 Zn[Fe(CN) 6 ] Nhóm 3: Các phức chất xianua không tan nhng độc nh Fe 4 [Fe(CN) 6 ] 3 Dựa vào khả năng phản ứng với kiềm và axít thì các phức chất xianua đợc chia làm hai nhóm sau: 8 Nhóm 1: Không tác dụng với kiềm nhng lại d phản ứng với các axít vô cơ loãng tạo ra HCN K 4 [M(CN) 6 ] + 4HCl 2 M(CN) 2 + 4KCl + 4HCN Nhóm này bao gồm: [Cu (CN) 6 ] 4- , [Hg (CN) 4 ] 2- , [Ag (CN) 2 ] - Nhóm 2: Vừa phản ứng đợc với kiềm, vừa phản ứng với axít loãng nhng lại không tạo ra HCN K 4 [Fe(CN) 6 ] + 2H 2 SO 4 H 4 [Fe(CN) 6 ] + 2K 2 SO 4 Cu 2 [Fe(CN) 6 ] + 4 KOH Cu(OH) 2 + K 4 [Fe(CN) 6 ] Nhóm này gồm: [Mn (CN) 6 ] 3- , [Fe(CN) 6 ] 4- , [Cr (CN) 6 ] 3- Có thể điều chế phức chất xianua bằng cách dùng dung dịch CN - kim loại kiềm d tác dụng với dung dịch M n+ theo phản ứng: M n+ + n CN - M(CN) n M(CN) n + (x- n) CN - [M(CN) X ] X-n 4. Một số dạng hợp chất tơng tự xianua + Xianat (CNO - ) Xianat là muối của axít xianic (HCNO) độ độc của nó kém hơn độ độc của CN - . Xianat khá bền với nhiệt, chúng bị phân huỷ ở nhiệt độ cao. 3KCNO KCN + K 2 CO 3 + C + N 2 CNO - thuỷ phân trong môi trờng axít 2NaCNO + H 2 SO 4 + 4 H 2 O (NH 4 ) 2 SO 4 + 2NaHCO 3 Muối xianat đợc điều chế bằng cách ôxi hoá xianua ở trong dung dịch nóng bằng O 2 không khí hoặc PbO: PbO + KCN KCNO + Pb + Thioxianat (SCN - ) Thioxianat l mu >i c<a axít thioxianic (HCNS). CZng gi>ng nh CN - , ion SCN - có khả năng tạo nên nhiều phức chất với ion của kim loại chuyển tiếp. Tuy nhiên SCN - không độc còn CN - lại rất độc với con ngời.Nó có những tính chất nh: - Tác dụng với axít 9 KSCN + 2 H 2 SO 4 + H 2 O KHSO 4 + NH 4 HSO 4 + COS 6 SCN - + 16 HNO 3 + H 2 O 6SO 4 2- + 6CO 2 + 16NO + 6NH 4 + - Tác dụng với một số kim loại nh Zn, Al, Mg trong môi trờng axít 3KSCN + 4Al + 18HCl 3KCl + 4AlCl 3 + 3NH 4 Cl + 3C + 3H 2 S - Tác dụng với muối của một số kim loại (chuyển tiếp d) nh Co 2+ , Hg 2+ , Cu 2+ , Hg 2 2+ và Ag + tạo thành kết tủa hoặc phức tan tuỳ theo nồng độ của SCN - . 4SCN - + Co 2+ [Co(SCN) 4 ] 2- Màu hồng 2SCN - + Hg 2+ [Hg(SCN) 2 ] Màu trắng xám * Điều chế kim loại kiềm Đun nóng chảy xianua với S hoặc đun nóng dung dịch xianua với (NH 4 ) 2 S 2 theo các phản ứng: KCN nóng chảy + S KSCN KCN + (NH 4 ) 2 S 2 KSCN + (NH 4 ) 2 S + Xianogen clorua (CNCl) CNCl là chất khí, chỉ tan rất ít trong nớc nhng có độ độc cao thậm chí ở những nồng độ thấp có thể nó còn độc hơn CN - khi có cùng nồng độ. CNCl là sản phẩm đầu tiên khi clo hoá những hợp chất xianua: NaCN + Cl 2 CNCl + NaCl CNCl thuỷ phân trong môi trờng kiềm tạo ra xianat: CNCl + 2NaOH NaCNO + NaCl + H 2 O Sự thuỷ phân này phụ thuộc vào pH và thời gian. Khi pH e 12, CNCl bị thuỷ phân hoàn toàn. CNCl có thể oxi hoá iodua để giải phóng iod tự do: CNCl + 2I - CN - + I 2 + Cl - I.1.2. Độc tính [ 13 ] HCN rất độc, nồng độ cho phép bé hơn 1-2ppm. HCN có thể đi vào cơ thể ngời qua đờng hô hấp và tiêu hoá, thậm chí còn thấm qua da. Ngời và động 10 . Đó là lí do em H đề tài: Nghiên cứu hàm lợng độc tố xianua trong cây măng luồng ở huyện Quế Phong - Nghệ An làm đề tài luận văn tốt nghiệp đại học. Đề tài. hàm lợng của xianua trong phần ngọn của cây măng luồng ở xóm 3, Tiền Phong- Quế Phong- Nghệ An. Phần I: tổng quan I.1. Hoá học xianua và độc tính I.1.1.