Ngoài thời gian và lƣợng chất khử còn rất nhiều yếu tố khác ảnh hƣởng đến độ hấp thụ quang của hợp chất màu nhƣ: Ảnh hƣởng của thể tích thuốc
thử, thể tích mẫu, ảnh hƣởng của các ion cản... Vì vậy, để thu đƣợc kết quả tin cậy, tiếp theo, chúng tôi tiến hành các thí nghiệm khảo sát sự ảnh hƣởng của các yếu tố này.
3.2.1.Khảo sát ảnh hưởng của thể tích thuốc thử.
+Lấy 50 ml dung dịch Asen(III) 20g/l vào bình phản ứng hệ tạo Asin, thêm 1ml dung dịch KI 10%, 10ml dung dịch HCl 15% , và 4g Zn. Khuấy từ ở bình phản ứng trong thời gian 20 phút tạo ra hơi Asin, hơi Asin sẽ đƣợc dẫn vào bình hấp thụ của hệ tạo phức và phản ứng với dung dịch thuốc thử Bạc đietylđithiocacbmat có thể tích thay đổi nhƣ trong bảng 3.3 tạo đƣợc hợp chất màu, sau đó, đo mật độ quang của hợp chất màu tại bƣớc sóng 520nm với dung dịch so sánh là clorofom , kết quả đƣợc chỉ ra trong bảng 3.3, và đƣợc biểu diễn trên hình 3.4.
Bảng 3.3: Ảnh hưởng của thể tích thuốc thử tới độ hấp thụ quang (A) của hợp chất màu. STT Thể tích As(III) chuẩn (ml) Thể tích thuốc thử C5H10AgNS2(ml) CAsen(III) chuẩn (g/l) Mật độ quang (A) 1 50 2 20 0,195 2 50 4 20 0,180 3 50 6 20 0,178 4 50 8 20 0,170 5 50 10 20 0,150
Ảnh hưởng của thể tích thuốc thử tới độ hấp thụ quang (A) của hợp chất màu
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 2 4 6 8 10 Thể tích thuốc thử (ml) A b s Abs
Hình 3.4 Ảnh hưởng của thể tích thuốc thử tới độ hấp thụ quang (A) của hợp chất màu.
Dựa vào kết quả thu đƣợc trong bảng 3.3 và đồ thị hình 3.4 cho thấy, ở thể tích thuốc thử là 2ml hợp chất màu có độ hấp thụ quang là lớn nhất, và phép đo đạt độ nhạy cao nhất, sau đó mật độ quang giảm dần khi tăng thể tích thuốc thử. Tuy nhiên, khi sử dụng thể tích thuốc thử là 2ml, thì sau thời gian phản ứng 20 phút thì thể tích thể tích thuốc thử bị thay đổi nhiều do dung môi bay hơi, dẫn đến độ lặp lại của phép đo thấp, do vậy, vừa để đạt độ nhạy cao và độ lặp lại tốt chúng tôi sử dụng thể tích thuốc thử trong quá trình tạo hợp chất màu là 4ml .
3.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của thể tích mẫu.
Để xác định đƣợc thể tích mẫu thích hợp nhất cho quá trình phân tích, chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hƣởng của thể tích mẫu theo các thí nghiệm sau:
- Lấy lƣợng dung dịch chuẩn As(III) 20g/l với các thể tích thay đổi là 50ml, 75ml, 100ml vào bình phản ứng của hệ tạo Asin, thêm 1ml dung dịch KI 10%, 10ml dung dịch HCl 15% , và 4g Zn. Khuấy từ ở bình phản ứng trong thời gian 20 phút tạo ra hơi Asin, hơi Asin đƣợc dẫn vào bình hấp thụ và phản ứng với 4ml dung dịch thuốc thử Bạc đietylđithiocacbmat tạo hợp chất màu, sau đó, lấy phần hợp chất màu vừa tạo đƣợc đem đo mật độ quang của hợp chất màu tại bƣớc sóng 520nm, dung dịch so sánh là clorofom, kết quả thu đƣợc trong bảng 3.4 và đƣợc biểu diễn trên hình 3.5.
Bảng 3.4: Ảnh hưởng của thể tích mẫu đến độ hấp thụ quang của hợp chất màu. STT V(ml) bạc Đietylđithiocacbamat V Asen(III) (ml) A 1 4 50 0,180 2 4 75 0,268 3 4 100 0,354
Ảnh hưởng của thể tích mẫu đến độ hấp thụ quang(A) của hợp chất màu
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 50 75 100 thể tích mẫu(ml) A b s Abs
Hình 3.5. Ảnh hưởng của thể tích mẫu đến độ hấp thụ quang của hợp chất màu.
Dựa vào kết quả thu đƣợc ở bảng 3.4 và đồ thị trên hình 3.5, ta thấy
mật độ quang của phức màu tăng tuyến tính khi thể tích mẫu tăng. Do phân tích mẫu phải qua quá trình vô cơ hóa mẫu và do toàn bộ lƣợng Asin giải phóng đƣợc phản ứng với dung dịch Bạc đietylđithiocacbamat, vì vậy để phù hợp với quá trình vô cơ hóa mẫu chúng tôi sử dụng thể tích mẫu là 50ml trong suốt quá trình nghiên cứu.
3.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của các chất đến sự tạo hợp chất màu
Các nguyên tố Cr, Co, Cu, Hg, Mo, Ni, Ag, Se là những nguyên tố có khả năng ảnh hƣởng đến quá trình tạo Asin. Tuy nhiên, theo các nghiên cứu
và tài liệu tham khảo [15] thì hàm lƣợng các nguyên tố này trong hải sản là rất nhỏ không ảnh hƣởng đến việc xác định hàm lƣợng Asen trong hải sản.
H2S cũng tác nhân gây ảnh hƣởng mạnh đến quá trình tạo hợp chất màu với dung dịch Bạc đietylđithiocacbamat, tuy nhiên , trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành phân tích Asen trong hải sản. Trong quá trình phân tích, mẫu phải đƣợc vô cơ hóa mẫu trƣớc khi xác định hàm lƣợng Asen bằng hỗn hợp Axit có tính oxi hóa mạnh, trong môi trƣờng này vì H2S là Axit yếu nên đã đƣợc loại bỏ khỏi mẫu trƣớc khi tiến hành phân tích Asen.
3.2.4. Xây dựng đường chuẩn xác định Asen.
Sau khi khảo sát các điều kiện và các yếu tố ảnh hƣởng đến sự tạo hợp chất màu, chúng tôi chọn các điều kiện tối ƣu để xây dựng đƣờng chuẩn nhƣ sau: + Bƣớc sóng tối ƣu: 520nm.
+ Thời gian tối ƣu: 20 phút. + pH tối ƣu: 1.
+ Thể tích của thuốc thử Bạc đietylđithiocacbamat: 4ml. + Thể tích dung dịch Asen chuẩn: 50ml.
Xây dựng đường chuẩn xác định Asen
Chuẩn bị một dãy dung dịch có nồng độ Asen thay đổi đƣợc ghi trong bảng 2.5. Các dung dịch trên đƣợc pha từ dung dịch chuẩn gốc Asen 10ppm, cho vào bình phản ứng của hệ tạo Asin, thêm 1ml dung dịch KI 10%, 10ml dung dịch HCl 15% , và 4g Zn. Khuấy từ ở bình phản ứng trong thời gian 20 phút tạo ra hơi Asin, hơi Asin đƣợc dẫn vào bình hấp thụ phản ứng với 4ml dung dịch thuốc thử Bạc đietylđithiocacbmat tạo hợp chất màu, sau đó, đo mật độ quang của hợp chất màu tại bƣớc sóng 520nm với dung dịch so sánh là clorofom. Sự phụ thuộc giữa độ hấp thụ của các hợp chất màu vào nồng độ Asen đƣợc đƣa ra trong bảng 3.5 và đƣờng chuẩn đƣợc biểu diễn trên hình 3.6.
Bảng 3.5. Sự phụ thuộc giữa độ hấp thụ vào nồng độ Asen
TT 1 2 3 4 5 6
CAsen(III)(g/l) 5 10 20 50 75 100
A 0,042 0,091 0,181 0,368 0,552 0,789
Hình 3.6. Sự phụ thuộc giữa độ hấp thụ vào nồng độ Asen
Phƣơng trình đƣờng chuẩn có dạng: Y= 0,0076X + 0,0077
Hệ số tƣơng quan R2
= 0,996
Tóm lại, Đƣờng chuẩn xác định Asen có hệ số tƣơng quan lớn và có khoảng tuyến tính rộng, do vậy, cho phép phân tích hàm lƣợng Asen ở dạng vết rất nhỏ.
3.2.5. Giới hạn phát hiện của phương pháp
Giới hạn phát hiện của phƣơng pháp là nồng độ thấp nhất có thể phát hiện đƣợc, nồng độ này lớn hơn mẫu trắng với độ tin cậy là 99%.
Trong nghiên cứu này, chúng tôi xác định giới hạn phát hiện của phƣơng pháp bằng cách đo lặp lại 7 lần mẫu dung dịch Asen có nồng độ 10(g/l), các điều kiện xác định nhƣ khi lập đƣờng chuẩn, chấp nhận sự sai khác giữa độ lệch chuẩn của mẫu và mẫu trắng là không đáng kể. Kết quả đƣợc đƣa ra ở bảng 3.6
Bảng 3.6. Khảo sát độ thu hồi của Asen
TT Hàm lƣợng Asen(g/l) Độ thu hồi (%)
1 11,02 110,2 2 10, 11 101,1 3 11,13 111,3 4 8,87 88,7 5 11,06 110,6 6 9,78 97,8 7 8,52 85,2 TB 10,07 100,7 Từ các kết quả ở bảng 3.6 ta có: Giá trị trung bình: 10,07 Độ lệch chuẩn(S): 0,154 Bậc tự do(n-1): 6
Giá trị t tra bảng với bậc tự do là 6 và độ tin cậy 99%: 3,143 Giới hạn phát hiện(GHPH): GHPH= S x t = 0,5(g/l)
3.3. Qui trình phân tích Asen tổng số.
3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng của thành phần và nồng độ axit tới quá trình vô cơ hóa mẫu.
Quá trình phân hủy mẫu hải sản sau khi đông khô đòi hỏi phải sử dụng các axit mạnh làm tác nhân phân hủy và oxi hóa mẫu. Do vậy, phải lựa chọn thành phần và tỉ lệ các loại axit sao cho quá trình phân hủy mẫu triệt để nhƣng không làm mất lƣợng Asen có trong mẫu phân tích.
Axit HNO3 đặc và axit HClO4 có tính oxi hóa mạnh nhƣng nhiệt độ sôi thấp lần lƣợt là: 1210
C và 2030C, nếu chỉ sử dụng một trong hai loại axit này để vô cơ hóa mẫu trong hệ hở thì mẫu sẽ không bị phân hủy triệt để do nhiệt
độ sôi của 2 axit này thấp. Mặt khác, nếu chỉ sử dụng một mình axit HClO4 để xử lí mẫu dễ gây cháy nổ. Axit H2SO4 đặc có tính oxi hóa mạnh và có nhiệt độ sôi cao hơn nhiều so với 2 axit trên: 3390C. Tuy nhiên, nếu sử dụng một mình H2SO4 đặc, thì mẫu chậm sôi, các chất hữu cơ sẽ bị cháy tạo thành cặn cacbon, gây hiệu suất thu hồi thấp do Asen bị hấp thụ trên cặn Cacbon. Vì vậy chúng tôi sử dụng hỗn hợp các axit trên để phân hủy mẫu.
Để khảo sát ảnh hƣởng của các axit đến quá trình phân hủy mẫu, chúng tôi tiến hành vô cơ hóa 0,1g ngao trong bình phản ứng với lƣợng Asen thêm vào là 20ml dung dịch chuẩn As(III) 10(g/l), tiếp theo chúng tôi tiến hành vô cơ hóa mẫu với hỗn hợp axit có thành phần và tỉ lệ khác nhau nhƣ trong bảng 3.7. Sau đó thêm 1ml dung dịch KI 10% để chuyển As(V) về As(III), 10ml dung dịch HCl 15%, 4g kẽm sạch để khử As(III) thành Asin. Khuấy từ ở bình phản ứng trong thời gian 20 phút tạo ra hơi Asin, hơi Asin đƣợc dẫn vào bình hấp thụ và phản ứng với 4ml dung dịch thuốc thử Bạc đietylđithiocacbmat trong bình hấp thụ tạo hợp chất màu, sau đó, đo mật độ quang của hợp chất màu tại bƣớc sóng 520nm với dung dịch so sánh là clorofom.
Hiệu quả sử dụng của các hỗn hợp axit đƣợc đánh giá thông qua độ thu hồi. Ảnh hƣởng của axit và nồng độ axit đến hiệu suất thu hồi đƣợc đƣa ra ở bảng 3.7
Bảng 3.7. Ảnh hưởng của axit và nồng độ axit đến hiệu suất thu hồi
Các loại axit đặc (ml) Nhiệt độ(0 C) Độ thu hồi (%) HNO3 HClO4 H2SO4 10 0 0 250 22,5 5 5 0 250 42,6 0 0 5 250 20 5 0 5 250 75,2 1 1 1 250 80,8
1 1 3 250 86,5
1 1 5 250 97,8
Kết quả thu đƣợc ở bảng 3.7. cho thấy:
*Khi chỉ sử dụng H2SO4 đặc 98% thì độ thu hồi là 20 %. Khi chỉ sử dụng axit HNO3, độ thu hồi của Asen chỉ đạt 22,5% tại nhiệt độ 2500
C.Khi chỉ sử dụng hỗn hợp 5ml HNO3 và 5ml HClO4 đậm đặc, độ thu hồi là 42,6%.Ở các kết quả khảo sát tiếp theo cho thấy khi sử dụng hỗn hợp axit với tỉ lệ: HNO3: HClO4:H2SO4 là 1:1:5 thì hiệu suất thu hồi tốt nhất, đạt 97,8% trong thời gian phân hủy mẫu là 30 phút.
Vì vậy, chúng tôi sử dụng hỗn hợp 3 axit này với thành phần và tỉ lệ nhƣ trên để vô cơ hóa mẫu trong suốt quá trình nghiên cứu.
3.3.2 Khảo sát hiệu suất của quá trình vô cơ hóa mẫu.
Để đánh giá độ chính xác của phƣơng pháp và hiệu suất quá trình vô cơ hóa mẫu hải sản chúng tôi tiến hành nhƣ sau:
Lấy 50ml dung dịch Asen (V) 50ppb cho vào bình phản ứng . Thêm 1ml dung dịch KI 10% để chuyển As(V) về As(III), 10ml dung dịch HCl 15%, 4g kẽm sạch, khuấy từ ở bình phản ứng trong thời gian 20 phút tạo ra hơi Asin, hơi Asin đƣợc dẫn vào bình hấp thụ tác dụng với 4ml dung dịch thuốc thử Bạc đietylđithiocacbmat trong bình hấp thụ tạo hợp chất màu, sau đó, đo mật độ quang của hợp chất màu tại bƣớc sóng 520nm với dung dịch so sánh là clorofom.
- Dùng pi pét hút lấy chính xác 0,25ml dung dịch Asen 10ppm, cho vào bình định mức 50ml, thêm 1ml nƣớc cất, 2ml hỗn hợp HNO3 : HClO4 (1:1), 5ml dung dịch H2SO4 đặc. Sau đó, đun ở nhiệt độ 2500C trong thời gian 30 phút, để nguội, định mức tới vạch bằng nƣớc cất, lắc đều, rồi cho vào bình phản ứng, thêm 1ml dung dịch KI 10% để chuyển As(V) về As(III), 10ml dung dịch HCl 15%, 4g kẽm sạch, khuấy từ ở bình phản ứng trong thời gian 20 phút tạo ra hơi Asin, hơi Asin giải phóng phản ứng với 4ml dung dịch thuốc thử Bạc đietylđithiocacbmat trong bình hấp thụ tạo hợp chất màu, sau
đó, đo mật độ quang của hợp chất màu tại bƣớc sóng 520nm với dung dịch so sánh là clorofom.
- Hút chính xác 0,25ml dung dịch Axit dimetylasinic DMA 10ppm cho vào bình định mức 50ml, thêm 1ml nƣớc cất, 2ml hỗn hợp HNO3:HClO4(1:1), 5ml H2SO4 đặc, đun ở nhiệt độ 2500C, trong thời gian 30 phút, lắc đều để nguội, rồi cho vào bình phản ứng, thêm 1ml dung dịch KI 10%, 10ml dung dịch HCl 15%; 4g kẽm sạch, khuấy từ ở bình phản ứng trong thời gian 20 phút tạo ra hơi Asin, hơi Asin đƣợc dẫn vào bình hấp thụ và phản ứng với 4ml dung dịch thuốc thử Bạc đietylđithiocacbmat trong bình hấp thụ tạo hợp chất màu, tiếp theo, đo mật độ quang của hợp chất màu tại bƣớc sóng 520nm với dung dịch so sánh là clorofom.
Kết quả các thí nghiệm để khảo sát độ thu hồi của Asen đƣợc đƣa ra trong bảng 3.8.
Bảng 3.8. Khảo sát độ thu hồi của Asen trong quá trình vô cơ hóa mẫu
STT Dung dịch chuẩn Nồng độ (ppb) Mật độ quang (A) Hiệu suất (%) 1 As+5 50 0,364 98,37 2 As+5(không oxi hóa) 50 0,370 100 3 DMA 50 0,362 97,83
Từ kết quả chỉ ra trên bảng 3.8. cho thấy khi tiến hành vô cơ hóa mẫu dung dịch Asen chuẩn và dung dịch Axit dimetylasinic-DMA có cùng nồng
độ thì độ hấp thụ quang của hợp chất màu của các dung dịch trên có giá trị xấp xỉ bằng độ hấp thụ quang của dung dịch chuẩn As+5
không bị oxi hóa. Nhƣ vậy, hiệu suất của quá trình vô cơ hóa mẫu đạt khá cao, và quá trình vô cơ hóa mẫu với tỉ lệ thể tích HNO3 : HClO4 : H2SO4(đặc) = 1: 1: 5 không ảnh hƣởng đến độ hấp thụ quang của hợp chất màu. Lƣợng Asen mất đi trong quá trình vô cơ hóa mẫu là không đáng kể. Vì vậy, chúng tôi sử dụng quy trình vô cơ hóa mẫu trên để tiến hành vô cơ hóa các mẫu hải sản trong quá trình nghiên cứu.
3.3.3. Quy trình phân tích Asen tổng số.
Từ những kết quả khảo sát và lựa chọn các điều kiện tối ƣu: các loại axit, nồng độ axit, ảnh hƣởng của quá trình vô cơ hóa mẫu, quy trình phân tích Asen đƣợc đƣa ra nhƣ sau:
Mẫu hải sản mang về rửa sạch bằng nƣớc cất 2 lần, cất vào tủ đông cho đến khi đông đá hoàn toàn, sau đó mẫu đƣợc làm khô bằng phƣơng pháp đông khô chân không. Tiếp theo mẫu đƣợc nghiền nhỏ, rồi cân chính xác 0,1g mẫu cho vào bình phản ứng 50ml, thêm 1ml nƣớc cất 2 lần, 2ml hỗn hợp HNO3 : HClO4 đặc (1 : 1), 5ml dung dịch H2SO4 đặc, đun ở nhiệt độ 2500C trong vòng 30 phút.
Mẫu sau khi phân hủy hết, để nguội, định mức đến 50ml, sau đó chuyển As(V) thành As(III) với 1ml dung dịch KI 10%, khử As(III) thành Asin với 10ml dung dịch HCl 15% 4g kẽm, hơi Asin đƣợc dẫn vào bình hấp thụ sẽ tác dụng với 4ml dung dịch thuốc thử Bạc đietylđithiocacbmat trong bình hấp thụ tạo hợp chất màu, sau đó, đo mật độ quang của hợp chất màu tại bƣớc sóng 520nm với dung dịch so sánh là clorofom.
Qui trình phân tích Asen tổng số được tóm tắt theo sơ đồ sau:
Hình 3.7. Quy trình phân tích Asen tổng số Làm sạch Đông khô Nghiền nhỏ 2ml HNO3 và HClO4. 5ml H2SO4. Đun nóng ở 2500 C
trong thời gian 30 phút. Định mức đến 50ml. Dung dịch 1 ml KI 10%, 10ml HCl 15%, 4 g Zn. Asin Mẫu hải sản 0,1g mẫu
Mẫu đã đƣợc vô cơ hóa
Đo quang
4ml Bạc đietylđithiocacbamat
Sau khi đã xác định đƣợc quy trình vô cơ hóa mẫu để phân tích Asen tổng số chúng tôi đã áp dụng để vô cơ hóa và phân tích các mẫu hải sản bao gồm: tôm sú, cá ngừ, cá thu, cá khoai, cá ngân, vẹm xanh, sao biển, ngao. Số lần làm với mỗi mẫu là 3 lần, từ các kết quả thí nghiệm thu đƣợc, chúng tôi