Nghiên cứu sự tạo phức của zn(ii) với metyl thymol xanh (mtx) bằng phương pháp trắc quang và ứng dụng xác định hàm lượng kẽm trong dược phẩm

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH LÊ THỊ THANH MAI NGHIÊN CỨU SỰ TẠO PHỨC CỦA Zn ( II ) VỚI METYL THYMOL XANH ( MTX ) BẰNG PHƢƠNG PHÁP TRẮC QUANG VÀ ỨNG DỤNG XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG KẼM TRONG DƢỢC PHẨM LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC VINH, 2012 MỤC LỤC Mở đầu .4 Chƣơng1 : Tổng quan tài liệu 1.1 Giới thiệu nguyên tố kẽm .6 1.1.1 Vị trí , cấu tạo tính chất kẽm .6 1.1.2 Tính chất vật lý .6 1.1.3 Tính chất hóa học 1.1.4 Các phản ứng ion Zn 1.1.5 Các phản ứng tạo phức kẽm 10 1.2 Sơ lược thuốc thử metyl thimol xanh ( MTX ) 11 1.3 Các phương pháp nghiên cứu phức màu 15 1.3.1 Phương pháp trắc quang 15 1.3.2 Phương pháp chiết - trắc quang 16 1.4 Các bước nghiên cứu phức màu dùng phân tích trắc quang 17 1.4.1 Nghiên cứu tạo phức đơn đa ligan 17 1.4.2 Nghiên cứu điều kiện tạo phức tối ưu .18 1.5 Các phương pháp xác định thành phần phức .21 1.5.1 Phương pháp tỷ số mol 21 1.5.2 Phương pháp đồng hệ đồng phân tử 22 1.5.3 Phương pháp Staric- Bacbanel .23 1.6 Cơ chế tạo phức đơn Ligan 25 1.6.1 Các cân tạo phức hiđroxo ion kim loại 25 1.6.2 Các trình phân ly thuốc thử .26 1.6.3 Phản ứng tạo phức đơn giản ligan tổng quát……………………………27 1.7 Các phương pháp xác định hệ số hấp thụ phân tử phức .29 1.7.1 Phương phápKormar xác định hệ số phân tử phức 29 1.7.2 Phương pháp xử lý thống kê đường chuẩn .30 1.8 Đánh giá kết phân tích 31 Chƣơng : Kỹ thuật thực nghiệm .33 2.1 Dụng cụ thiết bị nghiên cứu 33 2.1.1 Dụng cụ 33 2.1.2 Thiết bị nghiên cứu 33 2.2 Pha chế hóa chất 33 2.1 Dung dịch Zn2+10-3 M 33 2.2.2 Dung dịch MTX .33 2.2.3 Dung dịch EĐTA 34 2.3 Cách tiến hành thí nghiệm 34 2.3.1 Dung dịch so sánh MTX 34 2.3.2 Dung dịch phức 34 2.3.3 Phương pháp nghiên cứu 35 2.4 Xử lý kết thực nghiệm 35 Chƣơng 3: Kết thực nghiệm thảo luận .36 3.1 Ngjhiên cứu tạo phức Zn2+- MTX 36 3.1.1 Phổ hấp thụ electron MTX 36 3.1.2 Nghiên cứu hiệu ứng tạo phức Zn2+- MTX 37 3.2 Nghiên cứu điều kiện tối ưu cho tạo phức Zn2+- MTX 38 3.2.1 Nghiên cứu khoảng thời gian tối ưu 38 3.2.2 Khảo sát phụ thuộc mật độ quang theo pH 40 3.2.3 Khảo sát lượng dư thuốc thử tối ưu 40 3.3 Xác định thành phần phức 42 3.3.1 Phương pháp tỷ số mol 42 3.3.2 Phương pháp biến đổi liên tục 44 3.3.3 Phương pháp Staric- Bacbanel 45 3.4 Nghiên cứu chế tạo phức Zn2+- MTX 48 3.4.1 Giản đồ phân bố dạng tồn Zn2+ MTX theo pH 48 3.4.2 Cơ chế tạo phức Zn2+- MTX 53 3.5 Xác định tham số định lượng phức .56 3.5.1 Xác định hệ số hấp thụ phân tử Zn2+ - MTX 56 3.5.2 Xác định số , Kp phức Zn2+- MTX 58 3.6 Nghiên cứu khả áp dụng phức màu cho phép xác định định lượng 59 3.6.1 Xây dựng phương trình đương chuẩn .59 3.6.2 Khảo sát ảnh hưởng số ion cản 61 3.6.3 Xác định hàm lượng kẽm mẫu nhân tạo 61 3.7 Đánh giá phương pháp phân tích Zn ( II ) thuốc thử MTX 64 3.7.1 Độ nhạy phương pháp 64 3.7.2 Giới hạn phát thiết bị 64 3.7.3 Giới hạn phát phương pháp 65 3.7.4 Giới hạn phát tin cậy 66 3.7.5 Giới hạn định lượng phương pháp 66 3.8 Áp dụng kết nghiên cứu để xác định hàm lượng kẽm viên nén Fazincol phương pháp trắc quang……………………………………………66 Kết luận 68 Tài liệu tham khảo 70 Phụ lục .74 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Một số đặc điểm tạo phức MTX với ion kim loại…………….…… 13 Bảng 3.1 Mật d0o65 quang thuốc thử bước song khác nhau……… 34 Bảng 3.2 Kết thu tiến hành đo quang phổ hấp thụ phức Zn2+-MTX pH=6,30 bước song khác ……………………………………… 35 Bảng 3.3 Bước song hấp thụ cực đại MTX phức Zn2+-MTX…………… 36 Bảng 3.4 Sự phụ thuộc mật độ quang phức Zn2+-MTX theo thời gian… … 36 Bảng 3.5 Sự phụ thuộc mật độ quang phức Zn2+-MTX vào pH………………38 Bảng 3.6 Sự phụ thuộc mật độ quang dung dịch phức Zn2+-MTX vào lượng dư thuốc thử ………………………………………………………………………… 39 Bảng 3.7 Sự phư thuộc mật độ quang phức Zn2+-MTX vào nồng độ MTX… 40 Bảng 3.8 Sự phư thuộc mật độ quang phức Zn2+-MTX vào nồng độ Zn2+ … 41 Bảng 3.9 Sự phụ thuộc mật độ quang phức vào tỉ lệ C MTX …………… 42 C MTX  C Zn Bảng 3.10 Sự phụ thuộc mật độ quang phức vào CMTX CZn2+ ……… … 44 Bảng 3.11 Sự phụ thuộc (Ai/CMTX) vào (Ai/Agh) CMTX thay đổi ………44 Bảng 3.12 Sự phụ thuộc (Ai/CMTX) vào (Ai/Agh) CZn thay đổi … ……45 Bảng 3.14 Phần trăm dạng tồn Zn2+ theo pH………………………… 47 Bảng 3.15 Phần trăm dạng tồn MTX theo pH…………… ………… 47 Bảng 3.16 Kết tính nồng độ dạng tồn ion Zn2+……… ………….53 Bảng 3.17 Kết tính –lgβ………………………………………………… ….53 Bảng 3.18 Kết tính εMTX theo định luật Bouguer – Lambert – Beer ……… 55 Bảng 3.19 Kết tính εcủa phức Zn2+ - MTX theo phương pháp Komar …… 55 Bảng 3.20 Kết tính lgβ, lgKp, lgKkb phức …………………….…………57 Bảng 3.21 Kết tính lgKp phức phương pháp Komar ….……………57 Bảng 3.22 Sự phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ phức ……………… ….58 Bảng 3.23 Kết xác định hàm lượng kẽm mẫu nhân tạo phương pháp trắc quang ………………………………….……………………………… 59 Bảng 3.24 Các giá trị đặc trưng tập số liệu thực nghiệm ……………… … 60 Bảng 3.25 Kết xác định giới hạn phát thiết bị …………………… 61 Bảng 3.26 Kết xác định giới hạn phát phương pháp ……….…… 61 Bảng 3.27 Kết đo mật độ quang mẫu Fazincol phương pháp trắc quang …………………………………………………………………………… 63 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Hiệu ứng tạo phức đơn đa ligan…………………………… ……… 16 Hình 1.2 Sự thay đổi mật độ quang phức theo thời gian………………………17 Hình 1.3 Sự phụ thuộc mật độ quang dung dịch phức đơn ligan đaligan vào pH…………………………… ………………………………………………17 Hình 1.4 Đường cong phụ thuộc mật độ quang A vào nồng độ thuốc thử…18 Hình 1.5 Đồ thị xác định thành phần phức theo phương pháp tỉ số mol……… 20 Hình 1.6 Đồ thị phương pháp hệ đồng phân tử ……………………………….21 Hình 1.7 Các dạng đường cong hiệu suất tương đối xây dựng cho tổ hợp m n nồng độ ion kim loại định……………………………………… 23 Hình 1.8 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc -lg vào pH………………………….… 27 Hình 3.1 Phổ hấp thụ electron MTX 8,00.10-5M pH=6,3……………… …34 Hình 3.2 Phổ hấp thụ electron MTX phức Zn2+-MTX pH=6,3………… 35 Hình 3.3 Phổ hấp thụ electron phức Zn2+-MTX pH=6,3……………………36 Hình 3.4 Sự phụ thuộc mật độ quang phức Zn2+-MTX theo thời gian… … 36 Hình 3.5 Sự phụ thuộc mật độ quang phức Zn2+-MTX vào pH………………38 Hình 3.6 Sự phụ thuộc mật độ quang dung dịch phức Zn2+-MTX vào lượng dư thuốc thử ………………………………………………………………………… 39 Hình 3.7 Sự phư thuộc mật độ quang phức Zn2+-MTX vào nồng độ MTX… 41 Hình 3.8 Sự phư thuộc mật độ quang phức Zn2+-MTX vào nồng độ Zn2+ … 42 Hình 3.9 Sự phụ thuộc mật độ quang phức vào tỉ lệ C MTX …………… 43 C MTX  C Zn Hình 3.11 Đồ thị biểu diễn đường cong hiệu suất tương đối để xác định n phức ………………………………………………………………………… … 44 Hình 3.12 Đồ thị biểu diễn đường cong hiệu suất tương đối để xác định m phức ………………………………………………………………………… … 45 Hình 3.14 Giản đồ phân bố dạng tồn Zn2+ theo pH…………….…… 48 Hình 3.15 Giản đồ phân bố dạng tồn MTX theo pH………………… 51 Hình 3.16 Sự phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ phức …………… …….58 LỜI CẢM ƠN Luận văn hồn thành phịng Thí nghiệm Hóa Phân tích - Khoa Hóa - Trường Đại học Vinh phịng Hóa nghiệm - Xí nghiệp Dược phẩm Nghệ An Để hoàn thành luận văn này, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến : - PGS.TS : Nguyễn Khắc Nghĩa giao đề tài , tận tình hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho việc nghiên cứu hoàn thành luận văn - GSTS : Hồ Viết Quý đóng góp nhiêu ý kiến q báu q trình làm luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa sau đại học , khoa Hóa học, thầy giáo, giáo, cán phịng Thí nghiệm khoa Hóa, cán phịng Hóa nghiệm - xí nghiệp Dược phẩm Nghệ An giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cung cấp hóa chất, thiết bị dụng cụ dùng đề tài Xin cảm ơn tất người thân gia đình bạn bè động viên, giúp đỡ tơi q trình thực luận văn Vinh, tháng 03/2012 MỞ ĐẦU Ngày với phát triển mạnh mẽ khoa học, kỹ thuật ngành công nghiệp, ngày có nhiều sản phẩm đời nhằm đáp ứng nhu cầu ngày cao sản xuất ứng dụng thực tiễn vào sống Kẽm nguyên tố có tầm quan trọng với nhiều ngành khoa học, ngành công nghiệp ý nghiên cứu từ lâu Trong thiên nhiên, kẽm nguyên tố tương đối phổ biến với trữ lượng vỏ trái đất 1,5.10-3% Những khống vật kẽm sphaleric (ZnS), calamine (ZnCO3) Kẽm cịn có lượng đáng kể thực vật động vật, thể người chiếm 0,001% kẽm Kẽm có enzim cacbonicanhiđraza chất xúc tác trình phân hũy HCO3- máu đảm bảo tốc độ cần thiết q trình hơ hấp trao đổi khí Kẽm có insulin hocmon có vai trị điều chỉnh lượng đường máu Kẽm hợp chất ứng dụng nhiều lĩnh vực [1], [9], [11]: gồm lượng kẽm sản xuất hang năm giới dung để mạ kim loại, điều chế hợp kim Những năm gần đây, kết cấu để khởi động tên lửa mạ kẽm Kẽm cịn dung để sản xuất pin khơ, làm chất màu vô , sản xuất giấy da cừu… Một số hợp chất kẽm dung y khoa ZnO dung làm thuốc giảm đau dây thần kinh, chữa eczema, chữa ngứa ZnSO4 dùng làm thuốc gây nôn, thuốc sát trùng, dung dịch 0,1 – 0,5% dung làm thuốc nhỏ mắt chữa đau kết mạc Với tầm quan trọng vây nên việc nghiên cứu xác định kẽm khơng mang ý nghĩa khoa học mà cịn mang ý nghĩa thực tiễn Đã có nhiều cơng trình nghiên cứu xác định kẽm phương pháp khác đối tượng phân tích mỹ dược phẩm, thực phẩm, nước… [26], [32], [37], [44] Có nhiều phương pháp xác định kẽm , nhiên tùy loại mẫu mà người ta sử dụng phương pháp khác : phương pháp phân tích thể tích, phương pháp trọng lượng, phương pháp trắc quang, chiết - trắc quang Trong đó, phương pháp trắc quang thường sử dụng có đặc điểm trội : có độ lặp lại phép đo cao, độ xác độ nhạy đạt u cầu phân tích, bên cạnh phương pháp dùng máy đo không đắt tiền , dễ bảo quản , dễ sử dụng, cho giá thành rẻ, phù hợp với yêu cầu điều kiện phịng thí nghiệm nước ta Hiện có nhiều cơng trình thuốc thử MTX , song chưa có cơng trình nghiên cứu tạo phức MTX với kẽm cách có hệ thống Xuất phát từ lý chúng tơi chọn đề tài: “Nghiên cứu tạo phức kẽm(II) với metyl thimol xanh (MTX ) phương pháp trắc quang, ứng dụng xác định kẽm dược phẩm Fazincol” Để thực đề tài phải giải vấn đề sau: Nghiên cứu hiệu ứng tạo phức đơn ligan Zn(II) với MTX nước Nghiên cứu điều kiện tối ưu cho tạo phức Zn(II) - MTX Xác định thành phần phức Zn(II) - MTX 4.Nghiên cứu chế tạo phức ZN(II) - MTX Xác định tham số định lượng: ε,β, Kp Nghiên cứu khả áp dụng phức màu cho phép xác định định lượng Đánh giá phương pháp phân tích Zn(II) bắng thuốc thử MTX Áp dụng kết nghiên cứu để xác định hàm lượng kẽm viên nén Fazincol phương pháp trắc quang Chƣơng TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN TỐ KẼM 1.1.1 Vị trí cấu tạo tính chất kẽm [1], [6] Kẽm nguyên tố thuộc phân nhóm phụ nhóm II, thuộc chu kỳ 4, số thứ tự 30, khối lượng nguyên tử 65,37đvc , có cấu hình electron [Ar]3d104s2, bán kính nguyên tử 1,39 Ao, bán kính ion 0,83Ao, độ âm điện theo Pauling 1,8; thể điện cực tiêu chuẩn Zn2+/Zn = -0,763(V), lượng ion hóa ghi bảng sau Mức lượng ion hóa I1 I2 I3 Năng lượng ion hóa(V) 9,39 17,96 39,70 Do lượng ion hóa thứ tương đối lớn, trạng thái oxi hoá +2 đặc trưng kẽm Kẽm nguyên tố tương đối phổ biến thiên nhiên, trữ lượng kẽm vỏ đất 1,5.10-3 % 1.1.2 Tính chất vật lý [1], [6], [11]  Kẽm nguyên tố màu trắng , xanh nhạt, nhiệt độ thường kẽm dòn nấu đến 100 - 150oC trở nên mềm dẽo, dễ dát mỏng, dễ kéo dài  Trong khơng khí ẩm, bị phủ lớp màng oxit ánh kim Dưới vài thông số vật lý kẽm : - Khối lượng riêng: 7,13(g/cm3 ) - Nhiệt độ nóng chảy : 419oC - Nhiệt độ sôi : 907oC - Độ âm điện (Hg=1) :1,6 1.1.3 Tính chất hóa học kẽm [6] , [8] 10 Kẽm kim loại tương đối hoạt động, song nhiệt độ thường kẽm bền, có màng oxit bảo vệ Trong dãy điện hóa, kẽm đứng Mg Fe, tính khử Mg>Zn>Fe Dãy điện hóa: Mg2+ / Mg E0 (V): - 1,10 Zn2+ / Zn Fe2+ / Fe - 0,763 - 0,44  Khi tác dụng với HCl, H2SO4(1) … Zn khử ion H+ axit thành H2, đồng thời bị oxi hóa thành Zn2+ (dưới dạng muối) Zn + 4H3O+ = [Zn(H2O)4]2+ + 2H2  Khi tác dụng với kiềm H2 Zn + 2OH- + 2H2O = [Zn(OH)4]2- + H2 Vậy kẽm nguyên tố lưỡng tính  Kẽm khơng tan dung dịch kiềm mạnh mà tan dung dịch NH3 Zn + 2H2O + 4NH3 = [Zn(NH3)4](OH)2 + H2  Khi hòa tan kẽm H2SO4(đ) HNO3 ta thu muối tương ứng sản phẩm khử khác Zn + H2SO4 = ZnSO4 + SO2(S, H2S) + H2O Zn +HNO3 = Zn(NO3)2 + NO2(NO, N2O, N2, NH4NO3) + H2O Tùy vào nồng độ HNO3 mà cho sản phẩm khử khác  Kẽm tác dụng đượct0với phi kim, đặc biệt đun nóng Zn + Cl2 2Zn + O2 t0 ZnCl2 2ZnO 1.1.4 Các phản ứng ion Zn2+ 1.1.4.1 Phản ứng thủy phân dung dịch muối Zn2+ Dung dịch chứa ion Zn2+ khơng có màu phản ứng axit yếu   Zn(OH)+ + H+,   K1   Zn(OH)2 + H+, Zn(OH)+ + H2O   K2 Zn2+ + H2O 64 3.6 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ÁP DỤNG PHỨC MÀU CHO PHÉP XÁC ĐỊNH ĐỊNH LƢỢNG 3.6.1 Xây dựng phƣơng trình đƣờng chuẩn phụ thuộc mật đọ quang vào nồng độ phức: Cách tiến hành: Chuẩn bị dãy mẫu có nồng độ tăng dần CMTX=CZn2+ Chế hóa mẫu pH 6,30;  =0,1 bình định mức 25ml Tiến hành đo mật độ quang  =596nm với dung dịch so sánh nước cất lần Kết thu bảng 3.22 Bảng 3.22 Sự phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ phức (l=1,001 cm; pH=6.3;  max= 596 nm;  = 0.1) STT Ck.105  Ai STT Ck.105  Ai 4,00 0,622 5,50 0,887 4,25 0,673 6,50 1,023 4,50 0,698 7,00 1,231 5,00 0,789 7,50 1,243  Ai 1.4  Ai= (1,841  0,0243).104.CZn2++(-0.0241  0,002) 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 C.105 Hình 3.16 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc mật quang vào nồng độ phức Vậy phức tuân theo định luật Beer khoảng khảo sát từ (4,007,50).10-5 M Tiến hành xử lí thống kê khoảng nồng độ chương trình Regression phần miềm Ms-Excel ta thu phương trình đường chuẩn có dạng: 65 2+  Ai= (1,841  0,0243).10 CZn +(-0.0241  0,002) Từ ta thấy hệ số hấp thụ phần tử phức tính theo phương pháp đường chuẩn là:  =(1,841  0.0243).104, kết hoàn toàn phù hợp với phương pháp Komar 3.6.2.Khảo sát ảnh hƣởng số ion cản Để xác định hàm lượng kẽm mẫu thực tế có yếu tố ảnh hưởng đến kèm với Trong phương pháp trắc quang có nhiều kim loại tạo phức màu với thuốc thủ MTX (Cd2+,Hg2+,Cu2+,Co2+,Ni2+) gây cản trở cho phép xác định kẽm Chúng nghiên cứu ảnh hưởng cản số ion khác Mg2+, Ca2+ nhận kết ion khơng ảnh hưởng đến kết phân tích 3.6.3 Xác định hàm lƣợng kẽm mẫu nhân tạo: Để đánh giá độ xác phương pháp có sở khoa học trước phân tích hàm lượng kẽm mẫu chúng tơi tiến hành xác định hàm lượng kẽm mẫu nhân tạo theo phương pháp đường chuẩn Cách tiến hành: Chuẩn bị dung dịch phức bình định mức 25ml gồm CZn 2 = 4,00.10-5 M, CMTX= 8,00.10-5M Duy trì pH=6,30;  =0,1 Định mức nước cất tới vạch Đo mật độ quang dung dịch thu so với mẫu trắng bước sóng 596nm Tiến hành pha đo mẫu, kết thu bảng 3.24 Bảng 3.23 Kết xác định hàm lượng kẽm mẫu nhân tạo phương pháp trắc quang (l=1,001cm; pH  6,30; max =596nm;  =0,1) Hàm lượng thực kẽm 4,00.10-5M 4,00.10-5M 4,00.10-5M 4,00.10-5M 4,00.10-5M  Ai 0,741 0,732 0,742 0,744 0,729 Hàm lượng kẽm xác định 4,025.10-5M 3,976.10-5M 4,030.105-M 4,041.105-M 3,960.10-5M 66 Để đánh giá độ xác phương pháp, sử dụng hàm phân bố student để so sánh giá trị trung bình hàm lượng kẽm xác định với giá trị thực nó, ta có bảng giá trị đặc trưng tập số liệu thực nghiệm: Bảng 3.24: Các giá trị đặc trƣng tập số liệu thực nghiệm: Giá trị trung bình ( X ) 4,006.10-5M Độ lệch chuẩn ( S X ) 3,21.10-7 Phương sai (S2) 1,03.10-13 Sai số tương đối: q=  = X  T(0,95;4) 8,92.10-7 2,78 8,92.10 7 100  2.23 % 4, 006.10 5 Sai số phản ánh độ xác phép xác định hàm lượng kẽm mẫu nhân tạo, q bé phép xác định xác hay độ lặp lại tốt tTN= X  a 4, 006.105  4, 000.105   0.187 SX 3, 21.107 t(p,k)= t(0,95;4)=2,78 tTN X  a nguyên nhân ngẫu nhiên Như X  a nguyên nhân ngẫu nhiên sai số tương đối q=3,18% áp dụng đường chuẩn để xác định hàm lượng kẽm số đối tượng 3.7 ĐÁNH GIÁ PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH Zn(II) BẰNG THUỐC THỬ MTX: 3.7.1 Độ nhạy phƣơng pháp Độ nhạy phương pháp phân tích nồng độ nhỏ chất cần phân tích có mẫu mà phương pháp xác định Trong phân tích trắc quang, độ nhạy nồng độ thấp chất phát mật độ quang 0,001 Cmin= 0, 001  5, 426.108 1,841.104.1, 001 67 Trong  hệ số hấp thụ phân tử, chiều dày cuvet (1= 1,001 cm) Như độ nhạy phép phân tích Zn2+ phương pháp trắc quang phức nghiên cứu là: 5,426.10-8 M 3.7.2.Giới hạn phát thiết bị Giới hạn phát thiết bị tín hiệu nhỏ bên nhiễu mà máy có khả phát cách tin cậy Cách xác định giới hạn thiết bị: Điều chế mẫu trắng bình đựng mức 10 ml, có nồng độ mẫu:CMTX=4.10-5M, CNaNO = 0,1M, trì pH = 6,3 dung dịch HNO3 NaOH Định mức nước cất với hai lần tới vạch Tiến hành đo mật độ quang dung dịch máy UV-ViS 1601 PC Shimadzu có chiều dày cuvet 1,001 cm với dung dịch so sánh nước cất hai lần bước sóng 596 nm Từ phương trình đường chuẩn tn theo định luật Beer: 2+  Ai= 1,841.10 CZn - 0.0241 kết thực nghiệm ta có kết bảng 3.28 Bảng 3.25: Kết xác định giới hạn phát thiết bị (l=0,001 cm,  =0,1 pH=6,03,  =596nm) STT Cmin.106  Ai 0,012 1,961 0,011 1,913 0,009 1,657 0,015 2,124 0,008 1,744 Từ giá trị nồng độ Cmin ta có giá trị trung bình Cmin  X  1,8798.10-6M Gọi S X dộ lệch chuẩn phép đo ta có : SX = ( X i  X ) =1,646.10-7 n(n  1) Giới hạn phát thiết bị tính theo cơng thức : S X + X =3.1,646.10-7 + 1,8798.10-6=2,3736.10-6 Vậy giới hạn phát thiết bị :2,3736.10 -6M 68 3.7.3 Giới hạn phát phƣơng pháp (Method Detection Limit MDL) Giới hạn phát phương pháp nồng độ nhỏ chất phân tích tạo tính hiệu để phân biệt cách tin cậy với tín hiệu mẫu trắng Cách xác định giới hạn phát phương pháp:Tiến hành pha chế dung dịch phức bình định mức 10ml với thành phần gồm 1ml MTX 10-3M; CNaNO = 0,1M thêm dung dịch chuẩn Zn2+ có hàm lượng thay đổi Duy trì pH=6,3 HNO3 NaOH Định mức nước cất hai lần tới vạch Tiến hành đo mật độ quang dãy dung dịch so với mẫu trắng tương ứng điều kiện tối ưu ,kết thu bảng 3.29 Bảng 3.26: Kết xác định giới hạn phát phƣơng pháp (l=1,001 cm;  =0,1; pH=6,3;  max=596nm)  Ai STT 0,335 0,415 0,501 0,552 0,632 Cmin.105 1,951 2,384 2,852 3,128 3,563 -5 Cmin  X =2,776.10 ; bảng tp.k=t0,95.4=2,78 Giới hạn phát phương pháp : MDL=S X tp.k=5,627.10-6.2,78=1,564.10-5 3.7.4.Giới hạn phát tin cậy: Reliable Dectection Limit (RDL) Giới hạn phát tin cậy nồng độ thấp yếu tố phân tích yêu cầu có mẫu đảm bảo kết phân tích vượt MDL với xác suất định Xuất phát từ công thức : RDL=2.MDL=2 1,564.10-5 =3,129.10-5 Vậy giới hạn phát tin cậy :3,129.10-5M 69 3.7.5.Giới hạn định lƣợng phƣơng pháp :Limit of quantitation(LOQ) Giới hạn định lựơng mức mà dó kết định lượng chấp nhận với mức độ tin cậy sẵn,xác định nơi mà độ chuẩn xác hợp lí phương pháp bắt đầu Thơng thường LOQ xác định giới hạn chuẩn xác  30%,có nghĩa: LOQ = 3,33.MDL Dựa vào kết MDL xác định ta có giới hạn định lượng phương pháp là: LOQ = 3,33 1,564.10-5= 5,208.10-5 M Vậy giới hạn định lượng phương pháp là: 5,208.10-5 M 3.8 ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG KẼM TRONG VIẾN NÉN Fazincol ( PHARMEDIC JSC) – DƯỢC PHẨM CHỨA KẼM GLUCONAT Cho viên nén Farzincol vào chén sứ, nghiền nhuyễn hịa tan hồn tồn lượng thuốc có viên nén Farzincol dung dịch HNO3 pha lỗng bình định mức dung tích 100 ml, tráng chén làm đầy đến vạch ta 100ml dung dịch gốc Lấy 10,0ml dung dịch gốc pha lỗng bình định mức thành 50ml dung dịch mẫu Lấy 4ml dung dịch mẫu, thêm 2,5ml dd MTX 10-3M, 2,5ml dd NaNO3 cho vào bình định mức 25ml, điều chỉnh pH NaOH hay HNO3 để pH = 6,30 cần thiết định mức đến vạch Dung dịch so sánh mẫu trắng Sau 20 phút tiến hành đo mật độ quang dung dịch nghiên cứu so với mẫu trắng Lặp lại thí nghiệm lần, kết trình bày bảng 3.29 Bảng 3.27 Kết đo mật độ quang mẫu Fazincol phương pháp trắc quang ( l = 1,001cm; μ = 0,1; pH = 6,30; λmax = 596nm ) STT Thể tích mẫu (ml)  Ai 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 0,921 0,923 0,920 0,924 0,926 70 Từ kết bảng 3.27 ta có mật độ quang trung bình mẫu: A  0,872  0,868  0,876  0,863  0,871  0,870 Xuất phát từ phương trình đường chuẩn mục 3.6.1: 2+  Ai= (1,841  0,0243).10 CZn +(-0.0241  0,002) Ta tính nồng độ ion Zn2+ bình định mức 25ml: 4,79.10-5M ≤ CZn ≤ 4,92.10-5M Hàm lượng kẽm viên thuốc Fazincol: m Zn = 65,38.CZn 2+ 25.50.100 4.1.1000.10 (g) Vậy hàm lượng kẽm viên thuốc Fazincol: 9,786mg ≤ mZn ≤ 10,052 mg Trên bao bì sản phẩm có ghi viên thuốc Fazincol chứa 70mg kẽm gluconat tương đương 10mg kẽm Kết hoàn toàn phù hợp với hàm lượng kẽm ghi bao bì thuốc 71 KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu, thực nghiệm rút kết luận sau: Đã xác định điều kiện tối ưu cho tạo phức xác định tham số định lượng phức hệ Zn2+ - MTX:  Các điều kiện tối ưu để tạo phức: ttư = 20 phút, pHtư = 6,30, λtư = 596 nm  Bằng ba phương pháp độc lập: phương pháp tỷ số mol, phương pháp hệ đồng phân tử, phương pháp Staric – Bacbanel, xác định thành phần phức: Zn2+ - MTX = 1:1, phức tạo thành phức đơn nhân  Nghiên cứu chế phản ứng tạo phức xác định dạng cấu tử vào phức là: - Dạng ion kim loại Zn2+ - Dạng thuốc thử MTX H2R4- Và phương trình phản ứng tạo phức tổng quát là:   Zn(H2R)2- + H+ Zn2+ + H3R3-   Xác định tham số định lượng phức Zn(H2R)2 theo phương pháp Komar: ε phức = (1,841 ± 0,024).104 lg  =8,150  0,029 lgKp=0,962  0,059 Kết xác định hệ số hấp thụ phân tử theo phương pháp Komar phù hợp với phương pháp đường chuẩn Đã xây dựng phương trình đường chuẩn biểu diễn phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ phức, phương trình đường chuẩn có dạng: ΔAi = (1,841 ± 0,024).104.C Zn2+ + (- 0,024 ± 0,002) Đã xác định hàm lượng kẽm mẫu nhân tạo theo phương pháp đường chuẩn với sai số tương đối q = 2,23% 72 Đã đánh giá phương pháp phân tích Zn2+ thuốc thử MTX:  Độ nhạy phương pháp là: 5,426.10-8 M  Giới hạn phát thiết bị là: 2,3736.10 -6M  Giới hạn phát phương pháp (MDL) là: 1,564.10-5M  Giới hạn phát tin cậy phương pháp (LOQ) là: 3,129.10-5M  Giới hạn định lượng phương pháp là: 5,208.10-5 M Đã ứng dụng kết nghiên cứu để xác định hàm lượng kẽm dược phẩm Fazincol ( PHARMEDIC JSC) Kết cho thấy hàm lượng kẽm 9,786mg ≤ mZn ≤ 10,052 mg, phù hợp với hàm lượng kẽm ghi bao bì (70mg kẽm gluconat tương đương 10mg kẽm), phù hợp với khoảng tiêu chuẩn cho phép quy định pha chế 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO I.TIẾNG VIỆT: N.X.Acmetop (1987), Hóa vơ Phần II Nxb ĐH&THCN IV.Amakasev, V.M Zamitkina (1980), Hợp chất dấu ngoặc vuông, Nxb KH&KT, Hà Nội A.K.Bapko, A.T.Pilipenco (1975), Phân tích trắc quang, Tập 1-2, Nxb Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Trọng Biểu (1975), Chuẩn bị dung dịch cho phân tích hóa học, Nxb KH&KT, Hà Nội Nguyễn Trọng Biểu, Từ Văn Mặc (2002), Thuốc thử hữu cơ, Nxb KH&KT, Hà Nội N.I Bloc (1970), Hóa học phân tích định tính, Tập II, Nxb Giáo dục, Hà Nội Doerffel (1983), Thống kê hóa học phân tích, Nxb ĐH&THCN, Hà Nội Nguyễn Tinh Dung (2000), Hóa học phân tích, Phần II – Các phản ứng ion dung dịch nước, Nxb Giáo dục, Hà Nội Hội đồng dược điển – Bộ Y tế (2002), Dược điển Việt Nam III 10 Hồ Thị Khuê Đào (2002), Xác định độ nhạy trắc quang phản ứng ion Zn2+ với xilen da cam môi trường muối KNO3, Luận văn thạc sĩ Khoa học Hóa học, ĐHSP Hà Nội 11 Hồng Nhâm (2000), Hóa học vô cơ, tập 3, Nxb Giáo dục, Hà Nội 12 Nguyễn Khắc Nghĩa (1997), Áp dụng toán học thống kê xử lý số liệu thực nghiệm, ĐH Vinh 13 Hồ Viết Quý (2002), Chiết tách,phân chia,xác định chất dung môi hữu cơ, lý thuyết thực hành ứng dụng, Tập I, Nxb KH&KT, Hà Nội 14 Hồ VIết Quý (1995), Phức chất phương pháp nghiên cứu ứng dụng hóa học đại, ĐHSP Quy Nhơn 15 Hồ VIết Quý (1999), Phức chất hóa học, Nxb KH&KT, Hà Nội 16 Trần Hữu Hưng (2005), Nghiên cứu tạo phức bitmut với MTB phương pháp trắc quang, Luận văn thạc sĩ Khoa học Hóa học, Hà Nội 17 C.Shwarzenbach, H.Flaschka (1979), Chuẩn độ phức chất, Nxb KH&KT, Hà Nội II.TIẾNG ANH: 18 Bashaw, Andrew P, Farquharson, Michale J (2002), Simutanneous determination of Fe, Cu and Zn concentration in skin phantoms using XRF spectrometry – X Ray Spectrometry, 31(1), 47-52 Chem.Abs Vol 136, 179994 19 Benamor, M; Belhamel, k; Draa, M.T (2001), Use of xylenol orange and cetylpyridinium of zinc in pharmaceutical products, J Pharm Biomed Anal 23(6), 1033-1038 Chem Abs Vol 134, 61671 20 Themelis DG, Tzanavaras PD, Papadimitriou JK (2001), Flow inection manifold for the dicrect spectrophotometric determination of bismuth in pharmaceutical products using methylthymol blue as a chromogenic reagent, Analyst (www.pubmed.gov) 74 21 Kiwoncha, Eio Sik Young and Joung Hae Lee (1989), Study on the spectrophotometric determination of some rare earths, Journal of the Korean chemical society, vol 33, No.3 22 B Krato Chvil and Carmelita Maitra (1982), Assay of metallochromic dyes by weight titration with copper (II) using a copper (II), ion – selestive electrode, Can, T.chem 23 HR Pouretedal, G Vanony (2005), Kinetic spectrophotometric determination of vanadium by the catalyic effect of methylthymol blue – bromate reaction, Bulgarian Journal of chemical education, volume 14, Issue (558 – 566) 24 Ripoll JP (1976), Clorimetric determination of calcium in serum using methylthymol blue, Clin chim acta (www.pubmed.gov) 25 Bogumila Antczak, Stanislaw Zieli ski, Lechoslaw Omozik, Kupracz (1983), Simultaneous determination of light and heavy lanthanides in their mixture with methylthymol blue as indicator, Microchemical ournal, Volume 28, Issue 1, Pages 1-9 26 Christoph Bremer, Ernst Grell (1996), Protolysis and Mg2+ binding of methylthymol blue, Inorganica Chimica Acta, Volume 241, Issue 2, Pages 13-19 27 H.F.Combs and E.L.Grove (1970), Indirect determination of fluorides by the edta titration of samarium, Tanlanta, Volume 17, Issue 7, Pages 599-606 28 harumi Immada, Takashi Yoshino, Sadaaki Murakami and Megumi Kagawa (1974), Acid equilibria of methylthymol blue and formation constants of cobalt (II), nickel (II) and zine (II) complexes with methylthymol blue, Talanta, Volume 21, Issue 3, Pages 211-224 29 Yukio Hirai, Norimasa Yoza, Youichi Kurokawa and Shigeru-Ohashi (1980), Flow injection determinations of polyphosphates based on colored metal complexes of xylenol orange and metylthymol blue, Analytica Chimica Acta, Volume 121, Pages 281-287 30 Jii Adam and Rudolph Pibil (1969), Clorimetric determination of thorium with methylthymol blue, Alanta, Volume 16, Tssue 12, Pages 1956-1601 31 Grudpan K.,Soolsamiti P., Lainraungrath S., (1995), Determination of uranium in tin tailings using 4-(2- Pyridilazo)- resorcinol by flow – inection analysis‟, Analytica Chilik Acta, Vol 304, PP 51-55 32 Gao, Hang – Wen (1998), Updated b-correction spectrophotometic investigation of zinc chelate solution with acid chrome plue Kend determination of zinc, Asian j Chem., 10(1), 79-85, Chem Abs Vol 128, 135837 33 Gao, Ling, Ren, Shouxin (2000), Simultaneous spectrophotometric determination of Mn, Zn, and Co by kernel partial least square method, j.Auto, Chem., 20(6), 1979-1983 Chem.Abs.Vol 130, 75482 34 Ge, Sxuaning, Chen, Jianguo, Wang, Songqing (1998), Spectrophotometric determination of microamount zinc with concentration with solublemebrance filter, Fenci Kesle xcueboa, 14(3), 219-221- Chem.Abs, Vol 128, 117192 75 35 Ge,Xuaning (2000), Spectrophotometric determination of trace zinc by extraction naphthalene phase, Lihua Jianian, Huaxue Fence, 35(3), 131132.Chem.Abs.Vol 131, 38903 36 Gilaair G, Duyckaerts G (1979), Direct and simultaneous determination of Zn,Cd,Pb, Cu, Sb and Bi dissolved in sea water by differential pulse anodic stripping voltametry with a hanging mercury drop electrode, Anal.Chem.Acta, 106, PP.23-37 37 Gilaair G, Rutagengwa J (1985), Determination of Zn, Cd, Cu, Sb and Bi in mille by differential pulse anodie striping voltametry following two indipendent mineralisation method, Analysis, 13(10), pp 471 38 Hu, Hao, yong (1988), Spectrophotmetric detrmination of zinc with 2,3,7trihydroxy – – đibromohydroxyphenylfluorone, Yankuang Ceshi, 17(2), 159-160 Chem Abs Vol 129, 89577 39 oseph, Abraham; narayana, B (2000), Complexometric determination of zinc (II) using 2,2‟ – bipyridyl as selective masking agent, Mikrochim Acta, 134(1-2), 33-35 Chem Abs Vol 133, 129242 40 Korn, Maria das Gracas Andrade; Ferreira, Adriana Costa; Teixeira, Leonardo Sena Gomes; Costa, Antonio Celse Spinola (2000), Spectrophotometric determination of zonc using 7-(4-nitrophenylazo)-8-hydroxylquinoline-5-sunfonic axid, J.Braz Chem Soc, 10(1), 46-50 Chem Abs Vol 131,67331 41 Liang, Xiuli, Wang, Aiping; Liu, Lijun; Wang, Qinghai (2002), Determination of industrial zinc sulfide content by oxidationreduction titration, Huaxue Fenxi Jiliang, 10(6), 6-7, Chem Abs Vol 136,177157 42 Ohno, Noriko; Sakai, Tadao (1998), Spectrophotometric determination of Cu, Fe, and Zinc in sera using 2-(5-nitro-2 pyridylazo)-5-(N-propyl-Nsunfopropylamino) phenol, Bunseki Kagaku, 46(12), 937-942 Chem Abs Vol 128, 45452 43 Reng, Yiyeng (2000), Rapid determination of zinc in manganeses brass, Lihua ianian, Huaxue Fence, 35(7), 328-330 Chem Abs Vol 131, 266247 44 Saran, R Baishya, N.K (2000), Spectrophotometric determination of submicragram amount of zinc with 5-(2‟-carbomethoxyphenylazo)-8-quinolinol in the anionic miccellar medium of sodium dodexysulfate, J.Indian Chem Soc, 76(8), 416-417 Chem Abs Vol 131, 193428 45 Shao, Qian, Ge, Shengsong, Chen, Liping (2000), DW Spectrophotometric determination of micro zinc by standard addition method, Lihua Jianian, Huaxue Fence, 34(10), 451-454 Chem Abs Vol 130, 89743 46 Tang, Bing, Zhu, Youchun (2001), Cotinuous determination of Fe3+, Fe2+, and Zn2+ by oxidation – reduction – complexometric titration, Zhongguo Jishui Paishui, 17(4), 59-61 Chem Abs Vol 135, 235492 47 Thakur, Manisha, Deb, Manas kant, Mishra, R.K (2000), Sensitive determination of zinc with N-hydroxyl-N,N‟-d9iphenylbenzamidine and diphenylcarbazone in airborne dust particulates, Chem Anal, 43(5), 843-851, Chem Abs Vol 130, 32397 76 48 Teixeria, Leonardo S.G, Costa, Antonic C.S, Garrigues, Salvador, Dela Guardia (2002), Miguel-Flow-inection solid phase partial least-squares spectrophotometric simutanneous determination of Fe, Ni and Zn, Journal of the Brazilian Chemical Society, 13(1), 54-59, Chem Abs Vol 136, 177168 49 Tony, K.A, Katikeyan, S, Rao, T.Prasada, Iyer, C.S.P (2000), Ion exchange separation and determination of Mn, Co, Zn and Ni with xylenol orange as poscolumn reagent, Anal Lett , 32(13), 2665-2667, Chem Abs Vol 132, 8527 50 Wang, Ming; Liang, Yunsheng; Li, Jingjing (2001), EDTA titrimetric determination of zinc cadmium, Lihua Jianyan, Huaxue Fence, 36(12), 564-565 Chem Abs Vol 134, 109868 51 Winkler, Wanda, Arenhoven-Pacula, Agata (2000), Spectrophotometric determination of zinc with phenylfluorone in the presence of Triton X-100 and cetylpyridinium chloride, Chem, Anal, 44(4), 725-730 Chem Abs, Vol 131, 161727 52 Yang, Yuedong (2000), Chitosan column preconcentration of trace Ni, Zn and Cu in seawater and determination by ion-pair HPLC, Yejin Fenxi, 18(2), 1-3., Chem Abs Vol 130, 7171 53 Yang Zhijie (2001), Rapid photometric determination of lead in plant leaves with xylenol orange as color reagent‟, Chemical Abs tracts, Vol.134, N01 (12846 d) 77 PHỤ LỤC Các chƣơng trình sử dụng phần mềm đồ họa Matlab 5.3: 1.1 hương tr nh Matlap 5.3 kẽm: >> k1 = 10.^-7.7; >> k2 = 10.^-9.1; >> k3 = 10.^-11.5; >> k4 = 10.^-12.7; >> p=0:1/20:14; >> ms=1+k1*10.^p+k1*k2*10.^2.^p+k1*k2*k3*10.^3.^p+k1*k2*k3*k4*10.^4.^p; >> y1 = 100./ms; >> y2 = 100*k1*10.^p./ms; >> y3 = 100*k1*k2*10.^2.^p./ms; >> y4 = 100*k1*k2*k3*10.^3.^p./ms; >> y5 = 100*k1*k2*k3*k4*10.^4.^p./ms; >> plot (p,y1,p,y2,p,y3,p,y4,p,y5); >> grid on; >> title („GIAN DO PHAN BO CAC DANG TON TAI CUA Zn(II)‟); >> xlabel(„pH cua dung dich‟); >> ylabel(„% cac dang ton tai cua Zn(II)‟); >> gtext(„\leftarrow [Zn2+]‟); >> gtext(„\leftarrow [Zn(OH)+]‟); >> gtext(„\leftarrow [Zn(OH)2]‟); >> gtext(„\leftarrow [Zn(OH)3]‟); >> gtext(„\leftarrow [Zn(OH)4]‟); 1.2 hương tr nh Matlab MTX: >> k1 = 10.^-1.13; >> k2 = 10.^-2.05; >> k3 = 10.^-3.24; >> k4 = 10.^-7.20; >> k5 = 10.^-11.20; >> k6 = 10.^-13.40; >> p = 0:1/20:14; >> ms = 1+k1*10.^p+k1*k2*10.^p.^2+k1*k2*k3*10.^p.^3+k1*k2*k3*k4*10.^p.^4+k1 *k2*k3* k4*k5* 10.^p.^5+k1*k2*k3*k4*k5*k6*10.^p.^6; >> y1 = 100./ms; >> y2 = 100*k1*10.^p./ms; >> y3 = 100*k1*k2*10.^p.^2./ms; >> y4 = 100*k1*k2*k3*10.^p.^3./ms; >> y5 = 100*k1*k2*k3*k4*10.^p.^4./ms; >> y6 = 100*k1*k2*k3*k4*k5*10.^p.^5./ms; >> y7 = 100*k1*k2*k3*k4*k5*k6*10.^p.^6./ms; >> plot (p,y1,p,y2,p,y3,p,y4,p,y5,p,y6,p,y7); 78 >> title („GIAN DO PHAN BO CAC DANG TON TAI CUA MTX‟) >> xlabel („pH cua dung dich‟); >> ylabel („% cac dang ton tai cua MTX‟); >> grid on; >> gtext („\leftarrow [H6R]‟) >> gtext („\leftarrow [H5R]‟) >> gtext („\leftarrow [H4R]‟) >> gtext („\leftarrow [H3R]‟) >> gtext („\leftarrow [H2R]‟) >> gtext („\leftarrow [HR]‟) >> gtext („\leftarrow [R]‟) ... tài: ? ?Nghiên cứu tạo phức kẽm( II) với metyl thimol xanh (MTX ) phương pháp trắc quang, ứng dụng xác định kẽm dược phẩm Fazincol” Để thực đề tài phải giải vấn đề sau: Nghiên cứu hiệu ứng tạo phức. .. ligan Zn(II) với MTX nước Nghiên cứu điều kiện tối ưu cho tạo phức Zn(II) - MTX Xác định thành phần phức Zn(II) - MTX 4 .Nghiên cứu chế tạo phức ZN(II) - MTX Xác định tham số định lượng: ε,β, Kp Nghiên. .. cứu khả áp dụng phức màu cho phép xác định định lượng Đánh giá phương pháp phân tích Zn(II) bắng thuốc thử MTX Áp dụng kết nghiên cứu để xác định hàm lượng kẽm viên nén Fazincol phương pháp trắc