Luận văn Thạc sĩ Khoa học Hoá học: Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử xác định Kẽm và Mangan trong chè xanh ở Thái Nguyên

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:75

Thêm vào BST

Báo xấu

28
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn nhằm khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo xác định Kẽm và Mangan. Tìm khoảng tuyến tính, xây dựng đường chuẩn. Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo. Áp dụng xác định hàm lượng Kẽm và Mangan trong một số mẫu chè của 20 khu vực thuộc tỉnh Thái Nguyên, và đưa ra những kết luận cụ thể về hàm lượng Kẽm; Mangan trong chè xanh. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học Hoá học: Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử xác định Kẽm và Mangan trong chè xanh ở Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ................................... ĐỖ THỊ NGA PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ XÁC ĐỊNH KẼM VÀ MANGAN TRONG CHÈ XANH Ở THÁI NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HOÁ HỌC THÁI NGUYÊN - 2013 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ................................... ĐỖ THỊ NGA PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ XÁC ĐỊNH KẼM VÀ MANGAN TRONG CHÈ XANH Ở THÁI NGUYÊN Chuyên ngành: HOÁ PHÂN TÍCH Mã số: 60.44.01.18 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HOÁ HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS.Nguyễn Đăng Đức THÁI NGUYÊN - 2013 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả được trình bày trong luận văn là trung thực. Những kết luận trong luận văn chưa từng ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào. Tác giả Đỗ Thị Nga Xác nhận của Khoa Hoá học Chủ tịch hội đồng chấm luận văn GS.TS. Trần Tứ Hiếu Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
LỜI CẢM ƠN Tôi xin tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn Đăng Đức – Thầy đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm quý báu để tôi có thể hoàn thành được luận văn này. Tôi xin cảm ơn các thầy, cô giáo, cán bộ Khoa Hoá học – trường Đại học Khoa học - ĐHTN đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi trong thời gian nghiên cứu khoa học tại trường. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới toàn thể gia đình, bạn bè đồng nghiệp đã luôn cổ vũ, động viên tôi trong suốt thời gian qua. Trong quá trình thực hiện luận văn do còn hạn chế về mặt thời gian, kinh phí cũng như trình độ chuyên môn nên không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được những ý kiến quý báu của các thầy cô, các nhà khoa học, bạn bè và đồng nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 20 tháng 03 năm 2013 Tác giả Đỗ Thị Nga Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
i MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC ....................................................................................................................i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT ....................................................... ii DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................ iii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ .....................................................................iv MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1 Chương 1: TỔNG QUAN ...........................................................................................3 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY CHÈ ................................................................3 1.1.1. Đặc điểm của cây chè .......................................................................................3 1.1.2. Đặc điểm hình thái của cây chè ........................................................................3 1.1.3. Phân bố .............................................................................................................4 1.1.4. Diện tích và sản lượng [12] ..............................................................................4 1.1.5. Vai trò của chè xanh .........................................................................................5 1.1.6. Thành phần hoá học của lá chè tươi [1,10] ......................................................6 1.2. KẼM VÀ HỢP CHẤT CỦA KẼM [7, 13] ..........................................................9 1.2.1. Vị trí, cấu hình electron và trạng thái tự nhiên của nguyên tố Kẽm.................9 1.2.2. Tính chất vật lý, tính chất hoá học của nguyên tố Kẽm ....................................9 1.2.3. Tính chất của hợp chất Kẽm (II) .....................................................................10 1.2.4. Khả năng tạo phức của Kẽm ...........................................................................11 1.2.5. Vai trò sinh học của Kẽm ................................................................................11 1.3. MANGAN VÀ HỢP CHẤT CỦA MANGAN [7, 13] ......................................12 1.3.1. Vị trí, cấu hình electron và trạng thái tự nhiên của nguyên tố Mangan (Mn) 12 1.3.2. Tính chất vật lý, tính chất hoá học của nguyên tố Mangan ............................13 1.3.3. Tính chất của hợp chất Mn ..............................................................................14 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
1.3.4. Ứng dụng của Mangan [8] ..............................................................................18 1.3.5. Vai trò sinh học của Mangan ..........................................................................19 1.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH Zn VÀ Mn ...............................................19 1.4.1. Phương pháp phân tích hoá học ......................................................................20 1.4.2. Phương pháp phân tích công cụ ......................................................................21 1.5. Phương pháp xử lý mẫu phân tích xác định Zn và Mn ......................................25 1.5.1. Phương pháp xử lý ướt (bằng axit đặc oxi hoá mạnh) ....................................25 1.5.2. Phương pháp xử lý khô ...................................................................................26 Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................27 2.1. GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ .....................27 2.1.1. Nguyên tắc của phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) [3] ...................27 2.1.2. Hệ thống trang bị của phép đo AAS ...............................................................28 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU......................................................................31 2.2.1. Phương pháp đường chuẩn [3] ........................................................................31 2.2.2. Phương pháp thêm chuẩn [3] ..........................................................................31 2.3. HOÁ CHẤT, DỤNG CỤ, THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU ......................................33 2.3.1. Hoá chất ..........................................................................................................33 2.3.2. Dụng cụ ...........................................................................................................33 2.3.3. Trang thiết bị ...................................................................................................34 2.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ..............................................................................34 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................35 3.1. KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN ĐO PHỔ F – AAS CỦA KẼM VÀ MANGAN ...................................................................................................................................35 3.1.1. Chọn vạch đo...................................................................................................35 3.1.2. Khe đo của máy phổ hấp thụ nguyên tử..........................................................35 3.1.3. Khảo sát cường độ đèn catot rỗng ...................................................................36 3.1.4. Khảo sát chiều cao đèn nguyên tử hoá mẫu ....................................................37 3.1.5. Khảo sát lưu lượng khí axetilen ......................................................................38 3.1.6. Thể tích mẫu ....................................................................................................39 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
3.2. KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN PHÉP ĐO F – AAS ...........39 3.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ axit và loại axit ..........................................39 3.2.2. Khảo sát sơ bộ thành phần mẫu ......................................................................44 3.3. KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CATION ...........................................44 3.4. PHƯƠNG PHÁP ĐƯỜNG CHUẨN ĐỐI VỚI PHÉP ĐO F - AAS ................47 3.4.1. Khảo sát khoảng tuyến tính .............................................................................47 3.4.2. Xây dựng đường chuẩn, giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phép đo ...............................................................................................................................49 3.4.3. Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo .......................................................52 3.5. XÁC ĐỊNH KẼM VÀ MANGAN TRONG CHÈ XANH ................................54 3.5.1. Địa điểm thời gian lấy mẫu và ký hiệu mẫu ...................................................54 3.5.2. Chuẩn bị mẫu phân tích [11] ...........................................................................56 3.5.3. Kết quả phân tích các mẫu chè xanh ...............................................................56 3.6. KIỂM TRA QUÁ TRÌNH XỬ LÝ MẪU ..........................................................59 3.6.1. Mẫu lặp............................................................................................................59 3.6.2. Mẫu thêm chuẩn ..............................................................................................61 KẾT LUẬN ...............................................................................................................63 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................64 PHỤ LỤC Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT AAS: Atomic Absorption Spectrometry (Phổ hấp thụ nguyên tử) Abs: Absorbance (Độ hấp thụ) AES: Atomic Emission Spectrometry (Phổ phát xạ nguyên tử) ETA – AAS: Electro Thermal Atomization – Atomic Absortion Spectrometry (Phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa). F – AAS: Flame – Atomic Absorption Spectrometry (Phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa) GF – AAS: Graphite Furnace – Atomic Absorption Spectrometry (Phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa) HCL: Hollow Cathode Lamp (Đèn catot rỗng) LOD: Limit of detection (Giới hạn xác định) LOQ: Limit of quantitation (Giới hạn định lượng) BBC: British Broadcasting Corporation DNA: Deoxyribonucleic acid EGCG: Epigallocatchin gallate ECG : Epicatechin gallate EGC: Epigallocatechin EC: Epicatechin GCG: Gallocatechin gallate Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
ii iii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Diện tích, sản lượng chè theo huyện, thành phố, thị xã......................5 Bảng 3.1: Khảo sát cường độ dòng đèn đối với Zn............................................36 Bảng 3.2: Khảo sát cường độ dòng đèn đối với Mn ..........................................37 Bảng 3.3: Khảo sát chiều cao đèn nguyên tử hóa khi xác định Zn ....................37 Bảng 3.4: Khảo sát chiều cao đèn nguyên tử hóa khi xác định Mn ...................38 Bảng 3.5: Khảo sát tốc độ dẫn khí axetylen khi xác định Zn.............................38 Bảng 3.6: Khảo sát tốc độ dẫn khí axetylen khi xác định Mn ...........................39 Bảng 3.7: Ảnh hưởng của các loại axit và nồng độ axit tới phép đo Zn ............40 Bảng 3.8: Khảo sát ảnh hưởng của HNO3 2% và HCl 1% ................................41 Bảng 3.9: Ảnh hưởng của các loại axit và nồng độ axit tới phép đo Mn ...........42 Bảng 3.10: Khảo sát ảnh hưởng của HNO3 2% và HCl 1% ..............................43 Bảng 3.11: Kết quả khảo sát thành phần mẫu ....................................................44 Bảng 3.12: Ảnh hưởng của các kim loại kiềm ...................................................45 Bảng 3.13: Ảnh hưởng của các kim loại kiềm thổ .............................................45 Bảng 3.14: Ảnh hưởng của các kim loại nhóm 3 ...............................................45 Bảng 3.15: Ảnh hưởng của các kim loại nặng khác ...........................................46 Bảng 3.16: Ảnh hưởng của tổng các ion kim loại ..............................................46 Bảng 3.17: Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Kẽm ...................47 Bảng 3.18: Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Mangan ..............48 Bảng 3.19: Kết quả sai số và độ lặp lại của phép đo Kẽm .................................53 Bảng 3.20: Kết quả sai số và độ lặp lại của phép đo Mangan............................54 Bảng 3.21: Địa điểm và thời gian lấy mẫu chè ..................................................55 Bảng 3.22: Kết quả đo phổ hấp thụ nguyên tử của Kẽm ..................................57 Bảng 3.23: Kết quả đo phổ hấp thụ nguyên tử của Mangan .............................58 Bảng 3.24: Kết quả đo mẫu chè an toàn .............................................................59 Bảng 3.25: Kết quả phân tích đối với các mẫu lặp của Kẽm .............................60 Bảng 3.26: Kết quả phân tích đối với các mẫu lặp của Mangan ........................61 Bảng 3.27: Kết quả phân tích mẫu thêm chuẩn của Kẽm ..................................62 Bảng 3.28: Kết quả phân tích mẫu thêm chuẩn của Mangan .............................62 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ Hình 1.1: Một vài hình ảnh về chè ..............................................................................4 Hình 2.1: Đèn catot rỗng – HCL ...............................................................................28 Hình 2.2: Đèn D2 .....................................................................................................28 Hình 2.3: Đèn EDL ..................................................................................................29 Hình 2.4: Sơ đồ hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử ...................................30 Hình 2.5: Hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AA - 6300 ..........................30 Hình 2.6: Đồ thị của phương pháp đường chuẩn ......................................................31 Hình 2.7: Đồ thị phương pháp thêm chuẩn ...............................................................33 Hình 3.1: Độ hấp thụ của Zn trong các axit tối ưu....................................................41 Hình 3.2: Độ hấp thụ của Mn trong các axit tối ưu ..................................................43 Hình 3.3: Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính khi xác định Zn ....................48 Hình 3.4: Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính khi xác định Mn ...................49 Hình 3.5: Đường chuẩn xác định hàm lượng Zn ......................................................50 Hình 3.6: Đường chuẩn xác định hàm lượng Mn .....................................................51 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
1 MỞ ĐẦU Xã hội ngày càng phát triển, công nghiệp hoá càng hiện đại thì tỉ lệ chất thải độc hại từ sản xuất công nghiệp và những ảnh hưởng bất lợi từ các hoạt động của con người tác động vào môi trường càng tăng nhanh. Ngoài những bệnh lây lan truyền nhiễm (dịch tả, thương hàn…) do vi sinh vật gây ra, những bệnh nguy hiểm như ung thư, AIDS, quái thai, các dị tật bẩm sinh ở trẻ em do các chất độc hại trong môi trường đã xuất hiện ngày càng nhiều ở khắp nơi trên thế giới do các ion kim loại nặng gây ra. Độc chất có thể tồn tại ở nhiều hình thức khác nhau như chất vô cơ hay hữu cơ, hợp chất hay đơn chất, dạng lỏng, rắn hay khí. Chúng có mặt trong cả ba môi trường đất, nước và không khí lan truyền và ảnh hưởng đến hệ sinh thái nơi chúng tồn tại. Do đó, tìm hiểu và xác định các chất độc trong môi trường sẽ giúp ta có biện pháp khống chế và xử lý nó. Ngay từ năm 1927, các nhà khoa học trên thế giới đã quan tâm nghiên cứu chất lượng đất đai nhằm phát triển nông nghiệp, nâng cao năng suất cây trồng để đáp ứng nhu cầu lương thực ngày càng tăng của việc gia tăng dân số. Đất đai như là một thành phần cấu thành môi trường chung. Đến khoảng đầu thập niên 90, người ta bắt đầu nghiên cứu sự nhiễm bẩn, nhiễm độc đất đai. Các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, hoạt động khai khoáng ngày càng tăng… làm cho môi trường ngày càng biến đổi và bị hủy hoại nghiêm trọng. Ô nhiễm môi trường, trong đó vấn đề ô nhiễm môi trường đất đang là vấn đề bức xúc của toàn cầu. Trong quá trình sinh hoạt, sản xuất hầu hết các phế thải đều thâm nhập vào môi trường đất, nước dưới các hình thức khác nhau. Sự tích lũy các kim loại nặng trong đất nông nghiệp ở các tỉnh, thành phố là một trong những hiểm họa cho môi trường đất, làm giảm năng suất, chất lượng sản phẩm, đặc biệt là các sản phẩm nông nghiệp sản xuất trên khu vực đất bị ô nhiễm, có thể gây độc hại cho người sử dụng. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
2 Thái Nguyên là khu vực có nhiều khu công nghiệp, đồng thời cũng là khu vực sản xuất chè với diện tích và sản lượng lớn. Chè là một loại thức uống khá phổ biến, có tác dụng thanh nhiệt; giải độc. Nếu dùng thường xuyên hằng ngày ngăn ngừa một số bệnh đường ruột, rối loạn tiêu hóa. Nhưng nếu trong chè chứa một lượng lớn kim loại nặng sẽ gây hại cho con người. Vì vậy, để sản xuất được chè an toàn cần khảo sát đánh giá hiện trạng một số chỉ tiêu về kim loại nặng trong khu vực trồng chè. Xuất phát từ mục tiêu đó chúng tôi lựa chọn đề tài: “Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử xác định Kẽm và Mangan trong chè xanh ở Thái Nguyên”. Với những nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể là: - Tìm các điều kiện tối ưu cho phép đo Kẽm và Mangan. - Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo xác định Kẽm và Mangan. - Tìm khoảng tuyến tính, xây dựng đường chuẩn. Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo. - Áp dụng xác định hàm lượng Kẽm và Mangan trong một số mẫu chè của 20 khu vực thuộc tỉnh Thái Nguyên, và đưa ra những kết luận cụ thể về hàm lượng Kẽm; Mangan trong chè xanh. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
3 Chương 1 TỔNG QUAN 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY CHÈ 1.1.1. Đặc điểm của cây chè Cây chè có tên khoa học là Camellia sinensis, là loài cây mà lá và chồi được sử dụng để sản xuất chè. Tên gọi “ sinensis ” có nghĩa là Trung Quốc trong tiếng La tinh. Camellia sinensis có nguồn gốc ở khu vực Đông Nam Á, nhưng ngày nay được trồng phổ biến ở nhiều nơi trên thế giới, chủ yếu là ở khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới. Cây chè là loại cây xanh lưu niên mọc thành bụi hoặc các cây lá nhỏ thông thường được xén tỉa để thấp hơn 2 m. 1.1.2. Đặc điểm hình thái của cây chè * Thân, cành cây chè Cây chè có thân thẳng và tròn, phân nhánh liên tục thành một hệ thống cành và chồi. Tuỳ theo chiều cao, độ to nhỏ của thân và cành người ta chia thành 3 loại: cây bụi, cây gỗ nhỏ và cây gỗ vừa. * Lá chè Lá chè mọc ra từ các mấu. Chồi mọc ra từ nách lá. Có hai loại chồi: – Chồi dinh dưỡng về sau mọc lá. – Chồi sinh thực về sau mọc ra nụ, hoa, quả. Lá chè có màu từ xanh đến vàng, xanh nhạt, xanh lá mạ, xanh vàng, xanh thẫm, tím đến mận chín. Màu sắc lá thay đổi tuỳ theo giống chè, tuổi chè, chế độ dinh dưỡng, mùa vụ. Lá chè có màu vàng thích hợp làm cho chè đen, lá có màu xanh thích hợp làm cho chè xanh. Lá chè có nhiều hình dạng khác nhau: thuôn, mũi mác, ô van, trứng gà, gần tròn… Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
4 * Hoa, quả, hạt chè Hoa chè bắt đầu hình thành trên cây 2-3 tuổi từ các chồi sinh thực (chồi hoa) ở lá nách. Hoa chè là hoa lưỡng tính. Quả chè có hình tròn, tam giác hoặc vuông tuỳ theo số lượng hạt bên trong. Vỏ quả màu xanh khi chín chuyển sang màu nâu và nứt ra. Hạt chè có vỏ sánh màu nâu, có khi màu đen. Hạt chè có hình cầu, bán cầu hay tam giác. * Rễ chè Hệ thống rễ của cây chè gồm rễ cọc (rễ trụ), rễ dẫn (rễ nhánh, rễ bên) và rễ hút. Rễ nhánh dài trên 1mm có màu nâu hay nâu đỏ. Rễ hút hay còn gọi là rễ hấp thụ có chiều dài dưới 1m, có màu vàng ngà. Cây chè Hoa chè Quả chè Hình 1.1: Một vài hình ảnh về chè 1.1.3. Phân bố Ở Việt Nam, cây chè chủ yếu được trồng chủ yếu ở các tỉnh trung du, miền núi vì nó thích nghi với điều kiện khí hậu và đất đai. Trong đó có tỉnh Thái Nguyên, khu vực Thái Nguyên là khu vực trồng chè lớn thứ hai của cả nước. 1.1.4. Diện tích và sản lượng [12] Do đẩy mạnh ứng dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật, tăng đầu tư thâm canh chè. Trong những năm vừa qua, diện tích, năng suất, chất lượng, giá trị chè Thái Nguyên tăng lên rõ rệt: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
5 Năm 2008: diện tích chè toàn tỉnh có 16.994 ha, năng suất 8,78 tấn chè búp tươi/ ha, sản lượng 149.255 tấn. Năm 2009: 17.309 ha, năng suất 9,17 tấn/ha, sản lượng 158.702 tấn. Năm 2010: diện tích chè toàn tỉnh có 17.660 ha. Năng suất chè búp tươi năm 2010 đạt 107 tạ/ha, sản lượng chè búp tươi 171.900 tấn. Bảng 1.1: Diện tích, sản lượng chè theo huyện, thành phố, thị xã Năm 2008 Năm 2009 Năm 2010 D. tích S. lượng D. tích S. lượng D. tích S. lượng (ha) (tấn) (ha) (tấn) (ha) (tấn) Tổng số 16.994 149.255 17.309 158.702 17.660 171.900 TP. Thái Nguyên 1.161 12.211 1.207 13.040 1.220 14.670 TX. Sông Công 505 4.241 515 4.385 525 4.582 Huyện Định Hóa 2.026 16.877 2.052 18.017 2.102 18.954 Huyện Võ Nhai 560 2.827 583 3.080 626 3.522 Huyện Phú 3.650 32.170 3.725 34.960 3.775 38.422 Lương Huyện Đồng Hỷ 2.606 23.750 2.669 24.950 2.709 28.368 Huyện Đại từ 5.152 46.124 5.196 48.520 5.253 50.530 Huyện Phổ Yên 1.233 10.393 1.261 11.070 1.347 12.150 Huyện Phú Bình 101 662 101 680 104 702 1.1.5. Vai trò của chè xanh Chè xanh không những là một nguồn thức uống giải khát tuyệt vời mà nó còn được biết đến bởi khả năng chữa bệnh của nó. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
6 Dược tính của chè xanh là: Làm tăng cơ hội sống cho người đau tim và bảo vệ cơ thể khỏi bệnh nhồi máu cơ tim. Tác dụng này là do chất chống oxi hoá trong chè đem lại. Một tác dụng đặc biệt của chè xanh đó là: làm giảm nguy cơ ung thư buồng trứng. Theo nghiên cứu của các nhà khoa học Australia tiến hành tại Trung Quốc cho thấy phụ nữ uống trà xanh đều đặn hàng ngày giảm được 60% khả năng bị ung thư buồng trứng. Kết luận này được các nhà khoa học Đại học Curtin ở Perth (Australia) và các nhà khoa học Trung Quốc đưa ra sau khi nghiên cứu trên 900 phụ nữ. Chè xanh có tác dụng ngăn ngừa bệnh ung thư do chứa nhiều chất chống oxi hoá, đặc biệt là hợp chất polyphenol có tác dụng ngăn ngừa các gốc tự do phá hoại các DNA, các tế bào làm chậm quá trình phát triển của ung thư. Một số polyphenol có khả năng giết chết các tế bào ung thư mà không đụng đến các tế bào lành. Mới đây các nhà khoa học Anh đã khám phá thêm hai chất chống oxi hoá khác có trong chè xanh để ức chế sự phát triển của căn bệnh ung thư đó là: EGCG (epigallocatchin gallate) và ECG (epicatechin gallate) [1]. Hợp chất flavonoids có trong lá chè xanh có thể được chất dinh dưỡng hữu ích bằng cách kích hoạt enzyme để giúp giảm nguy cơ ung thư nhất định, bệnh tim, và tuổi tác liên quan đến các bệnh thoái hóa. Một số nghiên cứu cũng chỉ ra flavonoids có thể giúp ngăn ngừa sâu răng và giảm bớt sự xuất hiện của bệnh thông thường như cảm cúm trong. Lá chè xanh còn có tác dụng chữa bệnh ngoài da như: bị bỏng, bị ong đốt, bệnh đậu mùa, thuỷ đậu, viêm da. Ngoài ra, thành phần cafein và một số hợp chất ankaloit khác có trong chè là những chất có khả năng kích thích hệ thần kinh trung ương làm cho tinh thần minh mẫn, nâng cao khả năng làm việc, giảm bớt mệt nhọc sau những lúc làm việc căng thẳng. 1.1.6. Thành phần hoá học của lá chè tươi [1,10] * Nước: Nước trong lá chè xanh chiếm từ 75-80%. * Tanin (hay flavanoit): Tanin hay còn gọi là hợp chất phenol trong đó có 90% là dạng catechin. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
7 Catechin chè (“tea catechin”) là một trong những nhóm chất thuộc lớp flavanoit, có nhiều trong lá cây chè xanh (Camellia sinensis, Tea). Trong lá chè có chứa đến 20% tanin. Tanin trong chè có tác dụng như một vitamin P, có tác dụng chống khuẩn và chống oxi hoá mạnh. Tanin tồn tại trong cây chè xanh là các hợp chất catechin: epicatechin (EC), hoặc dưới dạng cấu trúc kết hợp với các nhóm axit gallic: (-)- epigallocatechin gallate (EGCG), (-)-epigallocatechin (EGC), (-)- epicatechingallate (ECG), (-)-epicatechin (EC), (-)-gallocatechin gallate (GCG)… oh oh oh oh ho o o ho oh oh oh oh oh EC (Epicatechin) EGC (Epigallocatechin) oh oh oh ho o oh ho o oh o o oh oh oh oh o o oh oh oh oh EGCG (Epigallocatechin gallat) ECG (Epicatechin gallat) oh oh ho o oh o oh oh o oh oh GCG (Gallocatechin gallat) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
8 Các flavanoit còn có tác dụng chống oxi hóa (antioxidant). Đây là một trong những cơ sở sinh hóa quan trọng nhất để flavanoit thể hiện được hoạt tính sinh học của chúng. Flavanoit có khả năng kìm hãm các quá trình oxi hóa dây chuyền sinh ra bởi các gốc tự do hoạt động. Tuy nhiên, hoạt tính này thể hiện mạnh hay yếu phụ thuộc vào đặc điểm cấu tạo hóa học của từng chất flavanoit cụ thể. Do bản chất cấu tạo polyphenol nên flavanoit ở trong tế bào thực vật chịu tác động của các biến đổi oxy hóa – khử, bị oxi hóa từng bước và tồn tại ở các dạng hidroquinon, semiquinon, quinon. Những flavanoit có các nhóm hydroxy sắp xếp ở vị trí ortho, para, meta dễ dàng bị oxy hóa dưới tác dụng của enzim polyphenoloxydaza và peroxydaza theo các phản ứng sau: O2 + flavanoit (khử) flavanoit (dạng bị oxy hóa) (Hidroquinon) (Semiquinon hoặc Quinon) H2 O2 + flavanoit (khử) flavanoit (dạng bị oxy hóa) (Hidroquinon) (Semiquinon hoặc Quinon) * Cafein (Ankaloid) CTCT: O N H3C N N CH 3 O N CH 3 Cafein Ankaloid chính của chè là Cafein, có tác dụng dược lý, tạo cảm giác hưng phấn cho người uống. Cafein là dẫn xuất của Purine có tên và gọi theo cấu tạo là: 1,3,5-trimethylthine, chiếm khoảng 3 - 4% tổng lượng chất khô trong lá chè tươi. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
9 1.2. KẼM VÀ HỢP CHẤT CỦA KẼM [7, 13] 1.2.1. Vị trí, cấu hình electron và trạng thái tự nhiên của nguyên tố Kẽm Kẽm (Zn) là nguyên tố thứ 30 trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học, thuộc chu kỳ 4, phân nhóm phụ nhóm IIB. Cấu hình electron: 1s22s22p63s23p63d104s2 hay [Ar]3d104s2. Trạng thái oxi hoá của Kẽm là +2. Kẽm chiếm khoảng 75 ppm (0,0075%) trong vỏ Trái Đất, là nguyên tố phổ biến thứ 24. Đất chứa 5–770 ppm Kẽm với giá trị trung bình 64 ppm. Nước biển chỉ chứa 30 ppb Kẽm và trong khí quyển chứa 0,1–4 µg/m3. Kẽm là một nguyên tố ưa tạo quặng (chalcophile), nghĩa là nguyên tố có ái lực thấp với ôxy và thường liên kết với lưu huỳnh để tạo ra các sulfua. Các nguyên tố ưa tạo quặng hình thành ở dạng lớp vỏ hóa cứng trong các điều kiện khử của khí quyển Trái Đất. Sphalerit là một dạng Kẽm sulfua, và là loại quặng chứa nhiều Kẽm nhất với hàm lượng Kẽm lên đến 60–62%. 1.2.2. Tính chất vật lý, tính chất hoá học của nguyên tố Kẽm 1.2.2.1. Tính chất vật lý Kẽm là một kim loại màu trắng xanh, óng ánh và nghịch từ. Trong không khí ẩm, Kẽm bị bao phủ bởi màng oxit nên mất ánh kim. Kẽm kim loại cứng và giòn ở hầu hết cấp nhiệt độ nhưng trở nên dễ uốn từ 100 đến 150°C. Trên 210°C, kim loại giòn trở lại và có thể được tán nhỏ bằng lực. Kẽm có tính dẫn điện khá. So với các kim loại khác, Kẽm có độ nóng chảy (419,5°C, 787,1F) và điểm sôi (907°C) tương đối thấp. Điểm sôi của Kẽm là một trong số những điểm sôi thấp nhất của các kim loại chuyển tiếp, chỉ cao hơn Thủy ngân và Cadimi. 1.2.2.2. Tính chất hoá học Ở nhiệt độ thường, Kẽm tương đối bền vì có lớp oxit bảo vệ. Ở nhiệt độ cao, Kẽm cháy mãnh liệt tạo thành oxit: 2Zn + O2  → 2ZnO 0 t Kẽm khử H2O tạo thành oxit: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
10 Zn + H2O ZnO + H2 Kẽm tan trong các axit không có tính oxi hoá giải phóng H2 và tan trong các axit có tính oxi hoá ra các khí đi kèm theo: Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2 4Zn + 10HNO3 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O Kẽm tan trong dung dịch kiềm giải phóng H2: Zn + 2H2O + 2OH- [Zn(OH)4]2- + H2 Chính vì phản ứng này mà Kẽm là chất khử mạnh trong môi trường kiềm đặc. Kẽm khử được ion NO3- thành khí NH3 giống như Nhôm, nhưng khác với Nhôm là Kẽm tan được cả trong dung dịch NH3: Zn + 4NH3 + 2H2O [Zn(NH3)4](OH)2 + H2 1.2.3. Tính chất của hợp chất Kẽm (II) 1.2.3.1. Kẽm oxit (ZnO) Kẽm oxit (ZnO) là chất khó nóng chảy, có thể thăng hoa không phân huỷ khi đun nóng, hơi rất độc. ZnO có màu trắng ở nhiệt độ thường và có màu vàng khi đun nóng. ZnO không tan trong nước, tan trong dung dịch axit và cả trong dung dịch kiềm: ZnO + 2HCl ZnCl2 + H2O ZnO + 2NaOH Na2ZnO2 + H2O 1.2.3.2. Kẽm hidroxit Zn(OH)2 Zn(OH)2 là kết tủa dạng nhầy, không tan trong nước nhưng tan trong axit, và tan trong dung dịch kiềm tạo phức hidroxozincat. Do đó, Zn(OH)2 là chất lưỡng tính Zn(OH)2 + 2HCl ZnCl2 + 2H2O Zn(OH)2 + 2NaOH Na2[Zn(OH)4] Zn(OH)2 còn tan trong dung dịch NH3 tạo phức amoniacat: Zn(OH)2 + 4NH3 [Zn(NH3)4](OH)2 Ở nhiệt độ cao, Zn(OH)2 bị phân huỷ: Zn(OH)2  → ZnO + H2O 0 t Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn