Ƣu điểm
- Cho phép ta xác định hàm lƣợng của các cấu tử riêng biệt trong một mẫu đã cho. - Đƣợc dùng để xác định rất nhiều kim loại (các cation) và các phi kim (các anion),
các thành phần của hợp kim, các quặng silicat, các hợp chất hữu cơ.
- Độ chính xác đạt tới 0,01- 0,0056%, độ chính xác vƣợt xa phƣơng pháp chuẩn độ. Nhƣợc điểm
- Thời gian xác định kéo dài. Vì nguyên nhân này mà các phƣơng pháp phân tích trọng lƣợng dần đƣợc thay thế các phƣơng pháp hóa học và hóa lý hiện đại có độ chính xác cao và thời gian thực hiện nhanh hơn rất nhiều lần.
1.5. GIỚI THIỆU VỀ PHƢƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI 2, 7
1.5.1. Tìm hiểu về phƣơng pháp
Phổ hồng ngoại là phƣơng pháp đo sự hấp thụ bức xạ hồng ngoại khi nó đi qua một lớp chất thử, ở các số sóng khác nhau.
Vùng bức xạ hồng ngoại sử dụng trong các máy quang phổ IR thông thƣờng là 600- 4000 cm-1. Các máy hiện nay có thể mở rộng vùng bức xạ là 100- 10000 cm-1.
Trong phân tử khi có nhóm nguyên tử nào đó hấp thụ năng lƣợng thay đổi trạng thái dao động thì tạo nên một dải hấp thụ trên phổ IR.
Có mối tƣơng quan giữa nhóm nguyên tử và dải hấp thụ nên có thể dựa vào sự có mặt của dải hấp thụ để nhận biết một nhóm chức nào đó.
Hầu hết, ngƣời ta chỉ sử dụng quang phổ hồng ngoại trong phân tích định tính, ít đƣợc dùng trong định lƣợng.
1.5.2. Ứng dụng của phƣơng pháp
Phƣơng pháp quang phổ hồng ngoại chủ yếu đƣợc dùng trong định tính các chất hữu cơ. Việc định tính đƣợc trên 2 nguyên tắc sau:
- So sánh sự phù hợp giữa phổ chất thử với phổ chuẩn cho sẵn trong sách tra cứu (atlas) hoặc trong thƣ viện phổ lƣu giữ trong máy tính.
- So sánh sự phù hợp giữa phổ chất thử với phổ của chất chuẩn đƣợc ghi trong cùng điều kiện.
1.6. GIỚI THIỆU VỀ PHƢƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ (AAS) 5, 6 5, 6
1.6.1. Nguyên tắc của phƣơng pháp
Phƣơng pháp hấp thụ quang phổ nguyên tử dựa trên cơ sở đo phổ hấp thụ nguyên tử của một nguyên tố. Cơ sở lý thuyết của phép đo này là sự hấp thụ năng lƣợng (bức xạ đơn sắc) của nguyên tử tự do ở trạng thái hơi (khí) khi chiếu chùm tia bức xạ qua đám hơi của nguyên tố ấy trong môi trƣờng hấp thụ.
Quá trình thực hiện qua các bƣớc sau:
+ Trƣớc tiên, thực hiện quá trình nguyên tử hóa mẫu.
+ Tiếp theo, chiếu chùm tia sáng phát xạ của nguyên tố cần phân tích qua đám hơi nguyên tố cần xác định trong đám hơi nguyên tử vừa điều chế ở trên.
+ Cuối cùng, nhờ hệ thống máy quang phổ ngƣời ta thu, phân ly và chọn vạch phổ hấp thụ của nguyên tố cần xác định để đo cƣờng độ của nó.
1.6.2. Ƣu, nhƣợc điểm và ứng dụng của phƣơng pháp
Ƣu điểm
- Có độ nhạy và độ chọn lọc cao
- Ít tốn nguyên liệu mẫu, tốn ít thời gian và không cần phải dùng nhiều hóa chất tinh khiết cao khi làm giàu mẫu.
- Có thể xác định đồng thời với liên tục nhiều nguyên tố trong một mẫu. - Kết quả phân tích lại rất ổn định, sai số nhỏ.
Nhƣợc điểm
- Hệ thống máy tƣơng đối đắt tiền.
- Môi trƣờng không khí phòng thí nghiệm phải không có bụi. - Các dụng cụ hóa chất dùng cho phép đo phải có độ tinh khiết cao. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Trang bị máy móc khá tinh vi và phức tạp nên cần phải có kỹ sƣ có trình độ cao để bảo dƣỡng và chăm sóc.
- Nhƣợc điểm chính của phƣơng pháp là chỉ cho biết thành phần nguyên tố của chất ở trong mẫu phân tích không cho biết trạng thái liên kết của nguyên tố trong mẫu.
Ứng dụng của phƣơng pháp
- Đối tƣợng chính của phƣơng pháp này là phân tích lƣợng nhỏ (vết) các kim loại trong các loại mẫu khác nhau của các chất vô cơ và hữu cơ. Định lƣợng đƣợc hầu hết các kim loại (khoảng 70 nguyên tố) và một số á kim.
- Đƣợc sử dụng để xác định các kim loại có trong quặng, đất, đá, nƣớc khoáng, các mẫu của y học, sinh học, các sản phẩm của nông nghiệp, thực phẩm, nƣớc uống , các nguyên tố vi lƣợng trong phân bón.
1.7. TÌM HIỂU VỀ SẮC KÝ LỎNG HIỆU NĂNG CAO (HPLC) 2, 6, 7 1.7.1 Giới thiệu chung về phƣơng pháp sắc ký 1.7.1 Giới thiệu chung về phƣơng pháp sắc ký
Sắc ký là một kỹ thuật vật lý và hóa lý để tách các chất trong một hỗn hợp. Cơ sở của sự tách sắc ký là các quá trình xảy ra ở trong cột tách khi mẫu đƣợc nạp vào. Ở đây, có sự tƣơng tác của chất phân tích với chất nhồi ở trong cột tách (pha tĩnh) theo các tính chất hóa lý nhất định nhƣ: sự hấp phụ, sự trao đổi, sự rây phân tử…
Quá trình sắc ký đƣợc thực hiện ở trong cột tách là giữa hai pha: pha tĩnh và pha động. Pha tĩnh nằm cố định trong cột tách. Pha động luôn chạy qua cột tách với một tốc độ nhất định và mang theo chất mẫu ra khỏi cột tách.
Bên cạnh sắc ký khí và sắc ký lỏng còn có sắc ký lớp mỏng, sắc ký giấy…
1.7.2.1. Nguyên tắc của sắc ký lỏng
Sắc ký lỏng là quá trình tách hỗn hợp các chất ở trong cột tách sắc ký ở trạng thái lỏng. Vì thế các chất mẫu phân tích phải hòa tan trong một chất lỏng, thƣờng là pha động của quá trình sắc ký. Nó thích hợp cho cả các chất có nhiệt độ sôi cao lẫn chất có nhiệt độ thấp (trừ những chất ở điều kiện thƣờng là khí). Sắc ký lỏng có hai loại:
- Sắc ký lỏng áp suất thƣờng (cổ điển) - Sắc ký lỏng áp suất cao- HPLC
1.7.2.2.Pha tĩnh trong HPLC
Pha tĩnh trong HPLC cũng có 4 loại, tƣơng ứng với các loại sắc ký đó: - Hấp phụ pha thƣờng (NP-HPLC), hấp phụ pha ngƣợc (RP-HPLC) - Trao đổi ion (IE-HPLC)
- Phân bố- sắc ký chiết (P-HPLC) - Rây phân tử (GEL-HPLC)
Đều đƣợc chế tạo trên 3 chất nền là: silica, oxit nhôm và cao phân tử hữu cơ (polystyren). Nhƣng silica vẫn là chủ yếu (chiếm 30%) sau đó là nền oxit nhôm.
1.7.2.3.Pha động trong HPLC
Pha động trong HPLC tùy thuộc vào mỗi loại chất nhồi cột khác nhau. Nó có thể là một dung môi đơn, hỗn hợp của 2 hay 3 dung môi trộn với nhau theo tỉ lệ phù hợp. Song với bất kì loại sắc ký nào thì yêu cầu của dung môi làm pha động cũng thỏa mãn những yêu cầu nhất định sau:
- Phải trơ và không có tác dụng hóa học với pha tĩnh. - Bền và ổn định trong quá trình chạy sắc ký.
- Hòa tan tốt hỗn hợp chất mẫu.
- Phù hợp với loại detector đã chọn để phát hiện chất phân tích.
1.7.2.4.Phân tích định tính trong HPLC
Nguyên tắc của phân tích định tính theo HPLC:
Trong điều kiện sắc ký đã chọn, dùng các chất chuẩn để xác định thời gian lƣu của các chất phân tích theo sắc đồ bơm mẫu riêng của từng chất nhƣ thế ta lập đƣợc
thời gian lƣu của mỗi chất. Do đó, đến khi phân tích mẫu chƣa biết ta cũng bơm mẫu và ghi sắc đồ của mẫu phân tích và nếu có một chất có thời gian lƣu trùng với một trong các chất trong mẫu chuẩn thì kết luận có mặt chất đó trong mẫu cần phân tích.
1.7.2.5 Phân tích định lƣợng
Nguyên tắc của phân tích định lƣợng là dựa trên cơ sở trong một phạm vi nhất định của chất phân tích thì chiều cao hay diện tích pic của pic sắc ký là có quan hệ tỉ lệ thuận với nồng độ của nó ở trong mẫu.
H= k.C Hay S=k.C Trong đó: H: chiều cao của pic sắc ký S: diện tích của pic sắc ký
K: hằng số của các điều kiện thực nghiệm của quá trình sắc ký Vì thế, nguyên tắc của phƣơng pháp này là:
- Chuẩn bị một dãy mẫu chuẩn cùng với các mẫu phân tích trong cùng một điều kiện. - Chọn một quy trình phù hợp để chạy sắc ký dãy mẫu chuẩn và các mẫu phân tích. - Thử sắc đồ thu đƣợc, xác định giá trị H (hay S) của các chất phân tích trong các (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
mẫu và các mẫu phân tích tƣơng ứng
- Sau đó xây dựng đƣờng chuẩn H-C (hay S-C). Rồi từ các đƣờng chuẩn này chúng ta dễ dàng phát hiện đƣợc nồng độ của chất phân tích.
1.7.3. Một vài ứng ứng dụng của HPLC
Hiện nay, HPLC đƣợc áp dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Vì nó có nhiều ƣu việt hơn sắc ký cổ điển nhƣ:
- Độ nhạy cao, tốn ít mẫu, tốc độ phân tích lớn, nhanh chóng cho kết quả. - Khả năng tách đƣợc nhiều hỗn hợp chất.
Các lĩnh vực đã và đang sử dụng HPLC nhiều là: - Công nghiệp hóa học, hóa dầu
- Công nghiệp thực phẩm, nông nghiệp, thuốc trừ sâu
CHƢƠNG 2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 CHUẨN BỊ NGUYÊN LIỆU, DỤNG CỤ, HÓA CHẤT 2.1.1 Nguyên liệu 2.1.1 Nguyên liệu
Lá bứa của cây bứa (hình 2.1) đƣợc hái tại phƣờng Hòa Hiệp Bắc, quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng.
Tên khoa học: Garcinia oblongifolia Champ.Ex Benth, thuộc họ măng cụt- Clusiaceae
Hình 2.1: Cây và lá bứa 2.1.2 Dụng cụ, thiết bị và hóa chất
Dụng cụ- thiết bị
- Máy đo IR, máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS (Trung tâm khí tƣợng thủy văn Trung Trung Bộ số 666- Trƣng Nữ Vƣơng- Đà Nẵng).
- Máy đo sắc ký lỏng hiệu năng cao (Trung tâm kĩ thuật tiêu chuẩn đo lƣờng chất lƣợng số 2- Ngô Quyền- Đà Nẵng)
- Tủ sấy, lò nung, cân phân tích, nồi áp suất, bếp điện, phễu hút chân không. - Bình tam giác, cốc thủy tinh, phễu lọc…
Hóa chất
- MgO, HNO3, fixanal NaOH 0,1N, than hoạt tính, cồn 960, cồn tuyệt đối…
2.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.2.1 Phƣơng pháp trọng lƣợng 2.2.1 Phƣơng pháp trọng lƣợng
- Xác định độ ẩm của nguyên liệu
- Xác định hàm lƣợng tro của nguyên liệu
2.2.2 Phƣơng pháp chƣng ninh
Ta chiết tách axit hữu cơ trong lá bứa bằng phƣơng pháp chƣng ninh trong nồi áp suất
- Lá bứa khô đƣợc cắt nhỏ và cho vào nồi áp suất cùng với 150ml nƣớc.
- Chƣng trong nồi áp suất trong thời gian 1 giờ và lặp lại 2 lần để chiết tách hết lƣợng axit hữu cơ có trong mẫu với dung môi là nƣớc.
2.2.3 Phƣơng pháp chuẩn độ axit- bazơ 11
Xác định tổng lƣợng axit trong lá bứa khô theo tiêu chuẩn TCVN 4589- 88: Nhỏ
NaOH 0,1N từ buret xuống, cho đến khi dịch thử có màu hồng nhạt bền vững. Độ axit toàn phần theo phần trăm (X) đƣợc tính theo công thức sau:
P V V n K X cd 100
Trong đó: n: Số ml NaOH 0,1N sử dụng để chuẩn độ Vcd: thể tích mẫu cô đặc (ml) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
P: Trọng lƣợng mẫu thử (gam)
V: thể tích mẫu sử dụng để chuẩn độ (ml) K: hệ số của các loại axit, K= 0,006904
2.2.4 Các phƣơng pháp hóa lý
Sử dụng các phƣơng pháp hóa lý sau:
- Phƣơng pháp đo phổ hồng ngoại IR: Để xác định phổ dao động của các nhóm chức có trong sản phẩm muối tạo thành.
- Phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC): để xác định các axit hữu cơ có trong mẫu chiết và muối tổng hợp đƣợc từ dịch chiết.
- Phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS): Để xác định hàm lƣợng các kim loại nặng nhƣ: Pb, Cu, Zn, Fe, Sn trong mẫu muối.
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1SƠ ĐỒ NGHIÊN CỨU 3.1.1 Sơ đồ nghiên cứu 3.1.1 Sơ đồ nghiên cứu
3.1.2 Xử lý nguyên liệu 3.1.2.1 Nguyên liệu 3.1.2.1 Nguyên liệu
Lá đƣợc hái tại phƣờng Hòa Hiệp Bắc, quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng. Lá có màu xanh thẩm, hình bầu dục, nhọn ở đầu, dài từ 6- 10cm (hình 3.1), có vị chua đặc trƣng. Không chọn những lá quá già.
3.1.2.2 Làm sạch nguyên liệu
Lá thu về cần loại bỏ những lá quá già, lá quá non, lá úa vàng. Tiếp theo, ta làm sạch lớp bụi bẩn bám trên bề mặt lá bằng cách cho lá vào chậu nƣớc lớn, ngâm trong vài phút, dùng tay khuấy đều và chà xát lá để bụi bẩn trên lá trôi hết. Cuối cùng, lá đƣợc vớt ra một cái rổ đựng có lỗ để cho ráo nƣớc. Tiến hành rửa 3- 4 lần để lá đƣợc sạch hoàn toàn. - Làm sạch - Cắt nhỏ - Sấy khô Lá bứa tƣơi Lá bứa khô Dịch chiết axit Tổng hợp muối magiê của HCA
Đo HPLC
- Theo thể tích - Theo thời gian - Theo nhiệt độ - Độ ẩm - Hàm lƣợng tro Khảo sát Thành phần kim loại các yếu tố Xác định lƣợng axit Chuẩn độ Chƣng ninh - Hàm lƣợng kim loại nặng - Đo IR
Lá sau khi rửa còn đọng rất nhiều nƣớc nên ta cần phải làm ráo nƣớc. Sau khi lƣợng nƣớc trên bề mặt lá đã giảm bớt, ta để lá khô tự nhiên ở nhiệt độ phòng. Trong quá trình hong khô, ta thƣờng xuyên dùng tay xới lá để lá đƣợc khô hoàn toàn. Sau khi lá đã đƣợc hong khô, ta dùng kéo hoặc dao để cắt nhỏ lá (hình 3.2) và bảo quản lá ở nơi khô ráo thoáng mát.
Hình 3.1: Lá bứa tƣơi Hình 3.2: Lá bứa khô cắt nhỏ 3.2 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ LÝ- HÓA
3.2.1 Xác định độ ẩm
Dụng cụ, thiết bị: Cốc thủy tinh, tủ sấy, bình hút ẩm, cân phân tích Tiến hành:
Cân khoảng 10g lá bứa khô cắt nhỏ cho vào cốc thủy tinh đã đƣợc làm sạch, sấy khô và biết khối lƣợng chính xác. Cho cốc có chứa mẫu lá vào tủ sấy và sấy ở 800
C. Quá trình sấy đƣợc thực hiện trong 3 giờ. Sau khi kết thúc, ta lấy cốc ra cho vào bình hút ẩm cho đến khi cốc đƣợc nguội hoàn toàn thì tiến hành cân khối lƣợng trên cân phân tích.
Cứ khoảng 30 phút ta lại tiến hành một lần cho đến khi khối lƣợng giữa hai lần liên tiếp là không đổi hoặc có sai số trong phạm vi cho phép thì dừng tiến hành.Ta có thể xác định độ ẩm của mẫu lá dựa vào công thức sau:
100 0 1 m m m H o
Trong đó: m0 : Khối lƣợng lá bứa trƣớc khi sấy (g) m1 : Khối lƣợng lá bứa sau khi sấy (g) H : Độ ẩm (%)
Bảng 3.1: Kết quả xác định độ ẩm trong lá bứa STT Khối lƣợng mẫu trƣớc khi sấy m0(g) Khối lƣợng mẫu sau khi sấy m1 (g) Khối lƣợng nƣớc trong mẫu m0- m1 (g) Độ ẩm H (%) 1 10,029 9,650 0,379 3,779 2 10,063 9,651 0,409 4,064 3 10,060 8,795 0,388 3,856 Nhận xét:
Độ ẩm trung bình trong lá bứa khô khoảng 3,9%. Độ ẩm trong lá bứa tƣơng đối thấp. Ở độ ẩm này nguyên liệu trong quá trình bảo quản không bị mốc hỏng.
3.2.2 Xác định hàm lƣợng tro trong lá
Dụng cụ, thiết bị: Chén sứ, lò nung, bình hút ẩm, cân phân tích. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tiến hành:
Cân khoảng 4g lá đã đƣợc sấy khô cho vào chén sứ đã biết chính xác khối lƣợng. Cho chén sứ chứa mẫu vào lò nung và nung ở 8000C. Quá trình nung khoảng 6 giờ.
Khi thấy mẫu đã đƣợc tro hóa gần nhƣ hoàn toàn. Lúc này tro có màu trắng, bột mịn. Nếu mẫu không có màu trắng thì nhỏ vài giọt HNO3 rồi tiếp tục nung đến khi xuất hiện màu trắng.
Khi nung xong, dùng kẹp lấy chén ra cho vào bình hút ẩm cho đến khi nguội hoàn toàn thì tiến hành cân khối lƣợng trên cân phân tích.
Cứ sau khoảng 30 phút ta lại tiến hành một lần cho đến khi khối lƣợng giữa 2 lần liên tiếp nhau không đổi hoặc sai số nằm trong khoảng cho phép thì ngừng. Hàm lƣợng