2.2.1. Phương pháp chiết tách
Phƣơng pháp chiết là phuơng pháp lấy chất từ hỗn hợp bằng dung môi để tách biệt, cô và tinh chế các cấu tử có trong hỗn hợp thành những cấu tử riêng.
2.2.1.1. ả
Chiết đơn giản một lần nhiệt độ thƣờng hay còn gọi chƣng ninh, ngâm kiệt. Ta sử dụng nhiệt độ cao để đun nóng hợp chất với dung môi trong bình cầu có sinh hàn hồi lƣu, lọc nóng hoặc để lắng cho trong rồi chắt.
2.2.1.2. ả
Ngƣời ta thƣờng sử dụng ống Soxhlet. Bộ chiết Soxhlet bao gồm một bình cầu, một ống chiết và một ống sinh hàn hồi lƣu (hình 2.3). Dung môi ở trong bình cầu đƣợc làm bốc hơi từng phần, dung môi đƣợc ngƣng tụ nhỏ vào chất đƣợc chiết đựng trong một cái túi bằng giấy lọc và sau đó lại chảy vào bình (dung môi lựa chọn phải tan chất hữu cơ nghiên cứu hoặc hòa tan chất phụ). Trong quá trình đó cấu tử cần đƣợc tách đƣợc làm giàu thêm trong dung môi ở bình cầu. Phƣơng pháp này tiết kiệm đƣợc dung môi và hiệu quả tƣơng đối cao. Kỹ thuật này có ƣu điểm là chiết triệt để, song các điều kiện chiết phải nghiêm ngặt thì mới có kết quả tốt. Vì thế hệ thống chiết vận hành tự động cho kết quả tốt hơn nhƣng phải có hệ thống trang thiết bị hoàn chỉnh. Nó thích hợp chiết các chất hữu cơ từ các đối tƣợng mẫu khác nhau. Chất phân tích có trong mẫu rắn, bột, mẫu xốp khô…kỹ thuật này đƣợc ứng dụng chủ yếu để tách các hợp chất hữu cơ từ mẫu lá cây, rau quả hoặc mẫu đất.
2.2.2. Chưng cất để loại dung môi
Khi tổng hợp ta thu đƣợc một dung dịch của hợp chất mong muốn trong một dung môi có điểm sôi thấp hơn mà sau khi chƣng cất loại bỏ dung môi đi ta có đƣợc hợp chất cần tổng hợp. Trong những trƣờng hợp đó, ta thƣờng đun cách thuỷ hay đun bằng hơi nƣớc, một mặt vì phần lớn các dung môi dễ cháy và mặt khác, để các hợp chất hữu cơ không phải chịu nhiệt một cách không cần thiết. Cuối quá trình chƣng cất loại dung môi, điểm sôi của dung dịch tăng mạnh đến nỗi những dung môi có nhiệt độ sôi thấp nhƣ alcol, benzen và cả ete cũng không thể đƣợc tách hoàn toàn khỏi số cặn có điểm sôi cao hơn trên nồi cách thuỷ đƣợc đun sôi. Vì thế ta dùng một chân không nhẹ và làm cho áp suất càng giảm đi theo mức độ dung môi trong dung dịch càng nghèo hơn để luôn có đƣợc một tốc độ cất thoả mãn.
Ngày nay, ngƣời ta thƣờng sử dụng máy cô đuổi dung môi ( hình 2.4) hiện đại để cô đuổi dung môi một cách thuận tiện và dễ dàng.
2.3: soxhlet 2.4: ô ổ d ô
2.2.3. Phương pháp vật lí
2.2.3.1. P ụ AAS [9]
* N
Khi chiếu một chùm tia sáng có bƣớc sóng xác định vào đám hơi nguyên tử thì các nguyên tử tự do sẽ hấp thụ các bức xạ có bƣớc sóng ứng đúng với những tia bức xạ mà có thể phát ra đƣợc trong quá trình phát xạ. Phổ sinh ra trong quá trình này gọi là phổ hấp thụ nguyên tử.
Để thực hiện phép đo phổ hấp thụ nguyên tử cần phải thực hiện các quá trình sau đây:
Q ẫ
Mục đích của quá trình này là tạo ra đƣợc đám hơi các nguyên tử tự do từ mẫu phân tích với hiệu suất cao và ổn định. Quá trình nguyên tử hoá mẫu phân tích có thể bằng ngọn lửa và bằng kĩ thuật nguyên tử hoá không ngọn lửa. Đây là giai đoạn quan trọng nhất và có ảnh hƣởng đến kết quả của phép đo AAS.
N ồ
bức xạ đơn sắc của nguyên tố cần phân tích để chiếu qua đám hơi nguyên tử tự do. Nguồn phát tia bức xạ đơn sắc phải thoả mãn các yêu cầu sau:
+ Nguồn phát tia bức xạ đơn sắc tạo ra phải là các tia phát xạ nhạy của nguyên tố phân tích. Chùm tia phát xạ phải có cƣờng độ (Io) ổn định, lặp lại trong nhiều lần đo khác trong cùng điều kiện và phải điều chỉnh đƣợc để có cƣờng độ cần thiết cho mỗi phép đo.
+ Nguồn phát bức xạ phải tạo ra đƣợc chùm tia phát xạ thuần khiết, chỉ bao gồm một số vạch nhạy của nguyên tố phân tích. Phổ nền của nó phải không đáng kể.
+ Nguồn phát tia bức xạ phải tạo ra đƣợc chùm tia sáng có cƣờng độ cao, nhƣng phải bền theo thời gian và không bị các yếu tố vật lý khác gây nhiễu, không bị ảnh hƣởng bởi các dao động của điều kiện làm việc. Ngoài ra không quá đắt và không quá phức tạp khi sử dụng.
Q
Gồm hệ thống phân lý ánh sáng sau khi bị hấp thụ, detector, bộ khuếch đại và ghi đo.
Nhờ một hệ thống máy quang phổ, ngƣời ta thu, phân ly và chọn vạch hấp thụ một nguyên tố cần nghiên cứu để đo cƣờng độ của nó. Cƣờng độ đó chính là tín hiệu hấp thụ của vạch phổ. Trong một giới hạn nhất định của nồng độ, giá trị cƣờng độ này là phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ C của nguyên tố ở trong mẫu phân tích. Cƣờng độ của các vạch phổ hấp thụ sau khi đƣợc detector ghi nhận và khuếch đại sẽ đƣợc đƣa sang hệ thống chỉ thị, ở đây nó đƣợc khuếch đại tiếp và đƣợc xử lý để có đƣợc cƣờng độ thực của vạch phổ hấp thụ.
Phƣơng pháp quang phổ nguyên tử hấp thụ có thể áp dụng trong nhiều đối tƣợng phân tích khác nhau nhƣ: nƣớc, đất, không khí…, chỉ khác nhau ở công đoạn lấy mẫu, bảo quản mẫu.
kim loại: Pb, Cu, Zn, As trong lá cây sống đời.
2.2.3.2. P é ổ (G -MS) [9]
P
Sắc kí khí là một trong những phƣơng pháp quan trọng hiện nay để phân tách, định lƣợng và xác định cấu trúc của các chất. Cơ sở để tách sắc kí khí là sự phân bố của mẫu thử giữa hai pha. Một pha tĩnh có bề mặt tiếp xúc lớn và pha động là khí thấm qua bề mặt pha tĩnh đó. Nếu pha tĩnh là rắn gọi là sắc kí khí rắn (gas solid chromatography – GSC), quá trình này chủ yếu là hấp phụ. Nếu pha tĩnh là lỏng có sắc kí khí – lỏng (gas liquid chromatography – GLC), chất lỏng bọc quanh một chất rắn trơ gọi là chất mang tạo nên một lớp phim mỏng. Cơ sở cho sự tách ở đây chính là phân bố của mẫu trong và ngoài lớp phim mỏng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
N
Khí mang từ nguồn cấp liên tục đƣợc đƣa vào hệ thống qua ống nhánh của injector. Mẫu qua bộ phận bơm mẫu đến buồng hóa hơi đƣợc khí mang dẫn đến cột tách nằm trong buồng điều nhiệt, quá trình tách sắc ký xảy ra tại đây. Các cấu tử rời khỏi cột tách ở các thời điểm khác nhau lần lƣợt đi vào detector chúng đƣợc chuyển thành tín hiệu điện, tín hiệu này đƣợc khuếch đại và chuyển thành tín hiệu số có máy tính xử lý kết các tín hiệu và chuyển sang bộ phận in kết quả dƣới dạng các đỉnh (pic) ứng với các cấu tử.
Detector ổ ( S)
Máy khối phổ là một detector vạn năng cho phân tích định tính, định lƣợng cho các chất sắc kí khí lẫn sắc kí lỏng. Chất nghiên cứu đƣợc ion hoá trong pha khí ngƣng tụ dƣới chân không bằng những phƣơng pháp thích hợp thành những ion (ion phân tử, ion mảnh…) có số khối khác nhau, sau đó những ion này đƣợc phân tách thành những dãy ion theo cùng số khối m (chính xác là theo cùng tỷ số khối trên điện tích ion, m/e) và xác suất có mặt của mỗi dãy ion có cùng tỉ số m/e đƣợc ghi lại trên đồ thị có trục tung là xác suất có mặt (hay cƣờng độ), trục hoành là tỉ số m/e gọi là khối phổ đồ.
các vạch đƣợc đo bằng phần trăm so với đỉnh có cƣờng độ cao nhất. Đỉnh ion phân tử thƣờng là đỉnh cao nhất, tƣơng đƣơng với khối lƣợng phân tử của hợp chất khảo sát.
P é ổ
Phƣơng pháp GC-MS dựa trên cơ sở nối ghép của máy sắc kí khí với máy phổ khối lƣợng. Sắc ký khí ghép khối phổ (GC/MS) có thể phân tích các hỗn hợp hóa chất phức tạp nhƣ không khí, nƣớc…Nếu trong mẫu có một chất lạ xuất hiện, khối phổ có thể nhận dạng cấu trúc hóa học độc nhất của nó (giống nhƣ việc lấy dấu vân tay). Cấu trúc của chất này sau đó đƣợc so sánh với một thƣ viện cấu trúc các chất đã biết. Nếu không tìm ra đƣợc chất tƣơng ứng trong thƣ viện thì nhà nghiên cứu, có thể dựa trên cấu trúc mới tìm đƣợc để phát triển các ý tƣởng về cấu trúc hóa học. Nói cách khác, nhà nghiên cứu thu đƣợc 1 dữ liệu mới và có thể đóng góp vào thƣ viện cấu trúc nói trên, sau khi tiến hành thêm các biện pháp để xác định chính xác loại hợp chất mới này. Khi GC kết hợp với MS, nó sẽ trở thành 1 máy phân tích đa năng, các nhà nghiên cứu hóa học có thể hòa tan hỗn hợp các hợp chất hữu cơ, tách chiết và bơm vào máy để nhận dạng chúng, hơn nữa các nhà nghiên cứu cũng xác định nồng độ của mỗi thành phần hóa chất.
CHƢƠNG 3.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. SƠ ĐỒ NGHIÊN CỨU
3.2. TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM
3.2.1. Thu nguyên liệu
Lá sống đời
Rửa sạch, hong khô Xác định độ ẩm lá
tƣơi Sấy khô Cắt nhỏ Chƣng ninh trong KOH, 6h Dịch chiết muối RCOOK Este hóa bằng etylbromua Chiết kiệt bằng etylaxetat Làm khan bằng Na2SO4 Xác định độ ẩm, hàm lƣợng tro, hàm lƣợng kim loại Xay bột
Chiết soxhlet trong n-hexan, cloroforom, metanol
Dịch chiết
Xác định thành phần hóa
học Đo GC-MS
Cây đƣợc lấy tại xã Đức Nhuận, huyện Mộ Đức, tỉnh Quảng Ngãi.
Lấy mẫu lá: Chọn lá còn nguyên không dập, rách. Lá còn mọng nƣớc, lá màu xanh thẫm, mép và cuống lá màu tím. Hái lá vào buổi sáng sớm, trƣớc khi mặt trời mọc.
Bảo quản: Lá đựng trong thùng giấy, không ẩm ƣớt và khi chuyên chở tránh va đập mạnh làm dập lá.
3.2.2. Xử lí nguyên liệu
Lá tƣơi: Nguyên liệu đƣợc chuẩn bị trƣớc mỗi lần chiết ( hình 3.1). Thu hái lá vào buổi sáng sớm, lá tƣơi, màu xanh thẫm, loại lá vàng úa và những lá quá già. Loại bỏ sơ bộ những tạp chất bằng cách cho lá vào một chậu rửa lớn và cho nƣớc vào ngập lá. Dùng tay vuốt trên từng mặt lá, rửa lại 3 lần rồi vớt lá ra rổ có lỗ to để rút hết nƣớc.
Lá khô: Nguyên liệu ban đầu là lá tƣơi đã rửa sạch. Sấy khô trong 800C ở 10 phút để loại men, sau đó sấy ở 600C cho đến khô. Làm nguội trong bình hút ẩm. Bảo quản trong hộp nhựa cho những lần chiết sau ( hình 3.2).
Hình 3.1: Lá s t nh Hình 3.2: B t lá s i
3.2.3. Xác định một số đại lượng vật lí
3.2.3.1. X ẩ
Dụng cụ, thiết bị: Chén sứ để đựng mẫu; tủ sấy; bình hút ẩm; cân phân tích. Nguyên tắc: Sấy nguyên liệu ẩm ở 1000C đến khối lƣợng không đổi.
chất khô tuyệt đối và nƣớc tự do: m = mo + w. Trong đó, m: khối lƣợng chung của nguyên liệu.
mo: khối lƣợng của chất khô tuyệt đối (không có ẩm). w: khối lƣợng nƣớc chứa trong nguyên liệu. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Độ ẩm tƣơng đối () của nguyên liệu ẩm: là tỷ số giữa khối lƣợng nƣớc trên khối lƣợng chung (m) của nguyên liệu ẩm, tính bằng phần trăm:
.100 w m w 100 . m w o
Cách tiến hành:Để xác định độ ẩm trong lá sống đời thì sau khi thu hái về ngoài việc loại bỏ những lá bị hƣ tổn, ta chỉ chọn những lá già vừa phải, không quá non, có màu xanh thẫm.
Sau khi chọn đƣợc lá tiến hành làm sạch và làm khô tự nhiên ở nhiệt độ phòng. Các chén sứ đƣợc rửa sạch, sấy trong tủ sấy đến khối lƣợng không đổi, cho vào bình hút ẩm cho đến khi đạt đƣợc nhiệt độ phòng. Cân các chén sứ ta đƣợc khối lƣợng m1.
+ Xác định độ ẩm lá tƣơi
Cân khoảng 10g lá sống đời tƣơi cho vào 3 chén sứ đã đƣợc sấy khô và biết khối lƣợng chính xác. Cho vào tủ sấy và sấy ở 100o
C.
Sau khi sấy khoảng 3 giờ, ta lấy cốc ra cho vào bình hút ẩm cho đến khi cốc thuỷ tinh nguội hẳn thì tiến hành cân tính khối lƣợng trên cân phân tích. Sau đó, cứ khoảng 30 phút ta lại tiến hành quá trình trên một lần cho đến khi khối lƣợng giữa hai lần cân liên tiếp là không đổi. Từ đó suy ra độ ẩm trung bình của 3 mẫu.
+ Xác định độ ẩm của nguyên liệu bột
Cho vào 3 chén sứ, mỗi chén khoảng 5g nguyên liệu bột. Các bƣớc tiếp theo tiến hành nhƣ xác định độ ẩm của lá tƣơi.
Độ ẩm của mỗi mẫu đƣợc tính theo công thức trên với w = m+m1-m2
1 2 W m m 100% (%) m ô 3.1 3 3 1 % % TB Trong đó: m0: khối lƣợng chén sứ (g).
m1: Khối lƣợng chén sứ và nguyên liệu (g). m : Khối lƣợng nguyên liệu (g).
m2: Khối lƣợng chén sứ và mẫu sau khi sấy (g). W (%): độ ẩm của mỗi mẫu.
3.2.3.2. X
Dụng cụ, thiết bị: Chén sứ đựng mẫu, lò nung, bình hút ẩm, cân phân tích. Nguyên tắc: Tro hoá hoàn toàn mẫu ở nhiệt độ 500oC khoảng 8 giờ.
Cách tiến hành: Cân khoảng 5g lá đã đƣợc sấy khô cho vào cốc sứ đã sấy khô và biết chính xác khối lƣợng. Cho cốc sứ có chứa lá vào lò nung và tăng dần nhiệt độ, nhiệt độ nung sau cùng ở 500oC. Sau thời gian tro hóa khoảng 6 giờ, ta thấy lá đã đƣợc tro hoá gần nhƣ hoàn toàn. Lúc này tro có dạng bột mịn, màu trắng. Dùng kẹp dài lấy cốc sứ ra khỏi lò nung và cho vào bình hút ẩm cho đến khi cốc nguội hẳn thì cân cốc trên cân phân tích và tính khối lƣợng. Sau cân 30 phút ta tiến hành quá trình trên một lần cho đến khi khối lƣợng giữa hai lần cân liên tiếp là không đổi hoặc sai số 0,001g thì dừng quá trình tro hoá. Hàm lƣợng tro trong lá khô đƣợc tính theo công thức 3.2.
ô 3.2 3 3 1 % % TB H 100 . 0 1 m m H
Trong đó:
H : hàm lƣợng tro trong lá sấy khô (%) m0 : khối lƣợng lá khô trƣớc khi tro hoá (g)
m1 : khối lƣợng tro (g)
3.2.3.3. X
Mẫu lá cây sống đời sau khi tro hóa thu đƣợc đem hòa tan trong dung dịch HNO3 đặc, định mức bằng nƣớc cất tới 250ml và xác định hàm lƣợng kim loại bằng phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) tại Trung tâm khí tƣợng thủy văn quốc gia-Đài khí tƣợng thủy văn khu vực Trung Trung Bộ-Số 660 Trƣng Nữ Vƣơng- Đà Nẵng..
3.2.4. Chưng ninh trong KOH
Lấy 200g lá tƣơi cắt nhỏ cho vào bình cầu 500ml, sau đó cho 50ml KOH vào bình cầu, lắp hệ thống sinh hàn. Tiến hành chƣng ninh trong 6h, nhiệt độ 700C ở bếp cách thủy ( hình 3.3), thu đƣợc dịch chiết có màu đỏ cam ( hình 3.4).
Hì 3.3: dụ ụ 3.4: D
Lọc lấy dịch chiết, đem cô cạn dịch chiết đến khi còn khoảng 20ml. Cho khoảng 20ml etylbromua vào, đun cách thủy trong 1h ở nhiệt độ 500C ta đƣợc dịch chiết este. Lấy dịch chiết chiết lại với etylaxetat 3 lần trên phễu chiết, mỗi lần khoảng 20 ml etylaxetat ( hình 3.5). Rồi lấy phân đoạn phía trên, đem rửa lại với nƣớc 3 lần, mỗi lần
khoảng 10 ml nƣớc để loại phần kiềm còn dƣ. Sau đó, làm khan với Na2SO4. Cô đuổi bớt dung môi.Lấy dịch chiết đi đo GC-MS ( hình 3.6).
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 3.5: P ễ Hình 3.6: D
3.2.5 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết
3.2.5.1. ằ d ô * Y
Cân trên cân phân tích khoảng 20g mẫu lá khô đã đƣợc sấy khô và xay bột, bột đƣợc bọc bằng một lớp giấy lọc. Thêm 200ml hexan vào bình cầu thủy tinh 500ml đã