Luận văn Thạc sĩ Hoá học: Xác định hàm lượng kẽm, mangan trong một số loại rau xanh tại huyện Đại Từ- tỉnh Thái Nguyên bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ………….………….

BÙI TIẾN TÙNG

XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG KẼM, MANGAN TRONG MỘT SỐ LOẠI

RAU XANH TẠI HUYỆN ĐẠI TỪ - TỈNH THÁI NGUYÊN BẰNG

PHƢƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ NGỌN LỬA (F-AAS)

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

CHUYÊN NGÀNH: HOÁ PHÂN TÍCH

MÃ SỐ : 60.44.29

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Đăng Đức

Thái Nguyên, năm 2010

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Lời cảm ơn

Lời đầu tiên của luận văn này tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Đăng

Đức. Thầy đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn.

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư

phạm, Đại học Thái Nguyên, các thầy cô, anh chị và các bạn trong bộ môn Hóa học, trường Đại Học Khoa Học, Đại học Thái Nguyên đã giúp đỡ tạo điều kiện cho tôi trong

suốt quá trình làm luận văn.

Dù đã có nhiều cố gắng, song do năng lực còn hạn chế nên trong luận văn của tôi

chắc chắn không thể tránh khỏi thiếu sót. Tôi rất mong nhận được ý kiến đóng góp của

các thầy cô và các bạn để luận văn này được hoàn chỉnh hơn.

Thái Nguyên, tháng 8 năm 2010

Học viên

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Bùi Tiến Tùng

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt

Absorbance Abs Độ hấp thụ

Atomic Absorption Phép đo quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS

Spectrometry

F- AAS Flame - Atomic Absorption Phép đo quang phổ hấp thụ nguyên tử

ngọn lửa Spectrometry

HCL Hollow Cathoe Lamps Đèn catôt rỗng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ppm Part per million Một phần triệu

MỤC LỤC

Trang

MỞ ĐẦU……………………………………………………………………….... 1

CHƢƠNG I: TỔNG QUAN……………………………………………………. 1

1.1. Giới thiệu chung về rau……………………………………………………… 3

1.1.1. Đặc điểm và thành phần…………………………………………………. 3

1.1.2. Công dụng của rau xanh…………………………………………………. 3

1.2. Giới thiệu chung về nguyên tố kẽm (Zn)……………………………………. 4

1.2.1. Trạng thái thiên nhiên…………………………………………………… 4

1.2.2. Tính chất vật lí hoá học………………………………………………….. 5

1.2.2.1. Tính chất vật lí ……………………………………………………... 5

1.2.2.2. Tính chất hoá học cơ bản của kẽm…………………………………... 5

1.2.3. Ứng dụng của kẽm………………………………………………………. 7

1.2.4. Vai trò sinh học của kẽm………………………………………………… 8

1.3. Giới thiệu chung về nguyên tố mangan (Mn)……………………………..... 10

1.3.1. Trạng thái thiên nhiên…………………………………………………… 10

1.3.2. Tính chất vật lí hoá học………………………………………………….. 10

1.3.2.1. Tính chất vật lí ……………………………………………………... 10

1.3.2.2. Tính chất hoá học cơ bản của mangan………………………………. 11

1.3.3. Ứng dụng của mangan…………………………………………………... 12

1.3.4. Vai trò sinh học của mangan…………………………………………….. 12

1.4. Một số phương pháp xác định kim loại nặng………………………………... 13

1.4.1. Các phương pháp phân tích hoá học…………………………………….. 14

1.4.2. Các phương pháp phân tích công cụ…………………………………….. 14

1.5. Một số vấn đề về phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử - AAS…… 15

1.5.1 Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử……………………………………… 15

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

1.5.2 Nguyên tắc của phương pháp……………………………………………. 16

1.5.3. Kĩ thuật nguyên tử hóa mẫu……………………………………………... 18

Trang

1.5.3.1. Kĩ thuật nguyên tử hóa mẫu dùng ngọn lửa…………………………. 19

1.5.3.2.Kĩ thuật nguyên tử hóa mẫu không dùng ngọn lửa………………….. 21

1.5.4. Sơ lược về trang bị của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)………… 21

1.5.5. Các kĩ thuật phân tích cụ thể trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử…….. 22

1.5.5.1. Phương pháp đồ thị chuẩn (đường chuẩn)…………………………… 22

1.5.5.2. Phương pháp thêm tiêu chuẩn……………………………………….. 23

1.5.6. Phương pháp xử lí mẫu phân tích xác định Mn và Zn………………….. 24

1.5.6.1. Phương pháp xử lí ướt……………………………………………..... 25

1.5.6.2. Phương pháp xử lí khô………………………………………………. 25

1.5.6.3. Phương pháp xử lí khô-ướt kết hợp…………………………………. 26

CHƢƠNG II: THỰC NGHIỆM……………………………………………….. 27

2.1. Thiết bị và hoá chất………………………………………………………….. 27

2.1.1. Thiết bị…………………………………………………………………... 27

2.1.2. Hoá chất…………………………………………………………………. 27

2.2. Khảo sát các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử dùng ngọn lửa trực tiếp của

kẽm và mangan……………………………………………………………… 27

2.2.1. Khảo sát các thông số của máy đo……………………………………… 27

2.2.1.1. Khảo sát vạch phổ hấp thụ.………………………………………….. 27

2.2.1.2. Khảo sát cường độ dòng đèn catot rỗng…………………………….. 28

2.2.1.3. Khảo sát độ rộng khe đo……………………………………………... 29

2.2.1.4. Khảo sát chiều cao của đèn nguyên tử hoá mẫu…………………….. 30

2.2.1.5. Khảo sát lưu lượng khí axetilen……………………………………… 31

2.2.1.6. Khảo sát tốc độ dẫn mẫu……………………………………………... 33

2.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của các loại axit và nồng độ axit…………………... 33

2.2.2.1. Ảnh hưởng của các loại axit và nồng độ axit tới phép đo Mn……….. 33

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

2.2.2.2. Ảnh hưởng của các loại axit và nồng độ axit tới phép đo Zn………... 35

2.2.3. Khảo sát thành phần nền của mẫu………………………………………. 37

2.2.4. Khảo sát ảnh hưởng của các cation……………………………………… 38

Trang

2.2.4.1. Khảo sát ảnh hưởng của các cation…………………………………. 39

2.2.4.2. Khảo sát ảnh hưởng của các anion…………………………………. 42

2.3. Phương pháp đường chuẩn với phép đo F-AAS…………………………… 42

2.3.1. Khảo sát xác định khoảng nồng độ tuyến tính…………………………. 42

2.3.2. Xây dựng đường chuẩn, xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng…………………………………………………………………………….. 2.3.2.1. Đường chuẩn của mangan………………………………………….. 45 45

2.3.2.2. Đường chuẩn của kẽm……………………………………………… 46

2.4. Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo………………………………….. 48

2.4.1. Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo Mn………………………….. 49

2.4.2. Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo Zn…………………………… 49

2.5. Định lượng kẽm, mangan trong các mẫu giả……………………………….. 50

2.6. Tổng kết các điều kiện đo phổ F-AAS của mangan và kẽm……………….. 52

2.7. Phân tích mẫu thực………………………………………………………….. 52

2.7.1. Lấy mẫu…………………………………………………………………. 52

2.7.2. Khảo sát quá trình xử lí mẫu……………………………………………. 53

2.8. Thực nghiệm đo phổ và kết quả tính toán………………………………….. 55

2.8.1. Phương pháp xử lí kết quả phân tích theo phương pháp đường chuẩn…. 55

2.8.2. Kết quả xác định hàm lượng mangan, kẽm trong các mẫu rau………… 56

2.8.2.1. Kết quả xác định hàm lượng kẽm trong các mẫu rau……………… 56

2.8.2.2. Kết quả xác định hàm lượng mangan trong các mẫu rau 64

2.9. Kiểm tra quá trình xử lí mẫu………………………………………………. 74

KẾT LUẬN …………………………………………………………………….. 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………… 79

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

PHỤ LỤC………………………………………………………………………... 82

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Trang

Bảng 1.1. Thành phần hoá học của một số loại rau xanh……………………... 3

Bảng 1.2. Một số đặc điểm của nguyên tử các nguyên tố Mn và Mg…………. 11

Bảng 2.1: Kết quả khảo sát các vạch phổ hấp thụ của kẽm…………………… 28

Bảng 2.2: Kết quả khảo sát các vạch phổ hấp thụ của mangan……………….. 28

Bảng 2.3: Kết quả khảo cường độ dòng đèn với nguyên tố Mn………………. 29

Bảng 2.4 : Kết quả khảo cường độ dòng đèn với nguyên tố Zn………………. 29

Bảng 2.5 : Kết quả khảo sát khe đo với nguyên tố Mn………………………... 30

Bảng 2.6 : Kết quả khảo sát khe đo với nguyên tố Zn………………………… 30

Bảng 2.7: Khảo sát ảnh hưởng chiều cao của đèn nguyên tử hoá mẫu……….. 31

Bảng 2.8: Kết quả khảo sát tốc độ dẫn khí axetilen đối với Mn………………. 32

Bảng 2.9 : Kết quả khảo sát tốc độ dẫn khí axetilen đối với Zn………………. 32

Bảng 2.10: Ảnh hưởng của các loại axit và nồng độ axit tới phép đo Mn……. 34

Bảng 2.11: Độ hấp thụ của Mn trong các axit tối ưu………………………….. 34

Bảng 2.12: Ảnh hưởng của các loại axit và nồng độ axit tới phép đo Mn…….. 35

Bảng 2.13: Độ hấp thụ của Zn trong các axit tối ưu………………………….... 36

Bảng 2.14: Khảo sát ảnh hưởng của thành phần nền………………………….. 37

38 Bảng 2.15: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ LaCl3…………………………....

Bảng 2.16: Ảnh hưởng của nhóm cation kim loại kiềm……………………….. 39

Bảng 2.17: Ảnh hưởng của nhóm cation kim loại kiềm thổ………………….... 40

Bảng 2.18: Ảnh hưởng của nhóm cation kim loại nặng hoá trị II………………. 40

Bảng 2.19: Ảnh hưởng của nhóm cation kim loại hoá trị III………………….. 41

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

42 Bảng 2.20: Khảo sát ảnh hưởng của ion ……………………….

Trang

Bảng 2.21: Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Mn……………. 43

Bảng 2.22: Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Zn…………….. 44

Bảng 2.23: Kết quả xác định sai số của phương pháp với phép đo Mn……… 49

Bảng 2.24: Kết quả xác định sai số của phương pháp với phép đo Zn………….. 50

Bảng 2.25: Kết quả xác định hàm lượng Mn trong các mẫu giả bằng phương

pháp đường chuẩn……………………………………………………………....... 51

Bảng 2.26: Kết quả xác định hàm lượng Zn trong các mẫu giả bằng phương pháp đường chuẩn………………………………………………………………… 51

Bảng 2.27: Tổng kết các điều kiện đo phổ F-AAS của mangan và kẽm……… 52

Bảng 2.28: Tỉ lệ khối lượng của một số loại rau trước và sau khi sấy khô…… 53

54 Bảng 2.29: Kết quả khảo sát lượng HNO3 ứng với 1 gam mẫu rau khô………

Bảng 2.30:Tổng hợp kết quả xác đinh hàm lượng Zn trong mẫu rau mùa

xuân……………………………………………………………………………. 63

Bảng 2.31: Tổng hợp kết quả xác đinh hàm lượng Zn trong mẫu rau mùa hè........ 63

Bảng 2.32: Tổng hợp kết quả xác đinh hàm lượng Mn trong mẫu rau mùa xuân... 72

Bảng 2.33: Tổng hợp kết quả xác đinh hàm lượng Mn trong mẫu rau mùa hè…... 72

Bảng 2.34: Thành phần mẫu thêm chuẩn………………………………………… 75

Bảng 2.35 : Kết quả phân tích kẽm trong các mẫu thêm chuẩn………………….. 75

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Bảng 2.36 : Kết quả phân tích mangan trong các mẫu thêm chuẩn……………… 76

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Trang

Hình 1.1: Mối quan hệ giữa cường độ vạch phổ và nồng độ chất Cx…………....... 18

Hình 2.1: Sự phụ thuộc của phép đo Mn vào các axit HCl 2% và HNO3 2%............... 35

Hình 2.2: Sự phụ thuộc của phép đo Zn vào các axit HCl 2% và HNO3 2%................ 36

Hình 2.3: Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Mn……………………….. 44

Hình 2.4: Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Zn 45

Hình 2.5: Đường chuẩn của mangan…………………………………………………. 45

Hình 2.6: Đường chuẩn của kẽm……………………………………………………... 47

Hình 2.7: Đồ thị hàm lượng Zn (mg/kg) trong các mẫu rau tươi mùa xuân…………. 64

Hình 2.8: Đồ thị hàm lượng Zn (mg/kg) trong các mẫu rau tươi mùa hè……………. 64

Hình 2.9: Đồ thị hàm lượng Mn (mg/kg) trong các mẫu rau tươi mùa xuân………… 73

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Hình 2.10: Đồ thị hàm lượng Mn (mg/kg) trong các mẫu rau tươi mùa hè………………………………………………………………………………………. 73

MỞ ĐẦU

Vấn đề môi trường và sức khoẻ cộng đồng đang trở nên cấp bách. Xã hội càng

phiết triển, dân số thế giới càng tăng thì những ảnh hưởng của môi trường tới sức khoẻ

con người càng mạnh mẽ và bất thường. Những ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ của con

người vừa do thiên nhiên tác động (bản chất các thành tạo địa chất, các vấn đề liên

quan đến vũ trụ,...), vừa do bản thân con người tạo ra (các chất thải, khai thác quá

mức,...).

Cùng với sự phát triển về nhu cầu của xã hội thì tốc độ đô thị hoá, công nghiệp

hoá nhanh cũng đang nhanh chóng tạo ra một sức ép to lớn với môi trường sống Việt

Nam.

Chúng ta đều biết rằng rau xanh là một trong những nguồn thực phẩm cần thiết và

vô cùng quan trọng trong bữa ăn hàng ngày, là nguồn cung cấp vitamin, khoáng chất,

vi lượng, chất xơ...cho cơ thể và không thể thay thế được. Ngoài vai trò của nguồn thực

phẩm ra thì rau xanh còn được dùng như một nguồn thuốc chữa bệnh. Tuy nhiên, dù

mô hình trồng rau có hiện đại đến đâu, hay ở đất nước có phát triển thế nào đi chăng

nữa thì chúng ta cũng không thể có mô hình trồng rau mà không sử dụng đến thuốc bảo

vệ thực vật. Do vậy các khái niệm “rau sạch” đang được thay thế bằng khái niệm “rau

an toàn”. Theo đó rau được gọi là an toàn nếu không có dư lượng thuốc trừ sâu bệnh,

hoá chất khác đến mức gây nguy hiểm cho con người; không có hàm lượng kim loại

nặng quá mức cho phép; hàm lượng nitrat trong mức cho phép và cuối cùng là không

có các vi khuẩn gây bệnh tiêu chảy, trứng giun sán…

Hiện nay nhiều khu vực trồng rau đang bị đe dọa ô nhiễm bởi các chất thải công

nghiệp, bởi nguồn nước tưới của các vùng có nhiều khoáng sản và có cả cách sử dụng

phân bón thiếu khoa học đã dẫn đến một số loại rau bị nhiễm các kim loại nặng và có

ảnh hưởng đến sức khoẻ con người.

Các nguyên tố kim loại nặng như: Cr; Ni; Pb; Cd...gây độc hại đối với cơ thể con

người tuỳ vào hàm lượng của chúng. Một số kim loại nặng khác như Cu; Fe; Zn... là

những nguyên tố vi lượng cần thiết cho cơ thể sống. Tuy nhiên nếu hàm lượng của

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

chúng vượt qúa ngưỡng cho phép thì chúng bắt đầu gây hại.

Thời gian gần đây, vấn đề rau sạch đang được cả xã hội quan tâm, nguồn cung cấp

rau sạch hiện nay đang chưa thể đáp ứng đủ nhu cầu về rau sạch cho mỗi địa phương.

Nhiều ca ngộ độc thực phẩm, mà trong đó nguyên nhân từ rau xanh đã xảy ra. Đã

có rất nhiều bài báo, từ báo viết đến báo hình đề nói về vấn để thời sự này. Như vây

việc điều tra, đánh giá chất lượng rau sạch trở nên vô cùng cấp thiết. Một trong các chỉ

tiêu dùng để đánh giá độ an toàn thực phẩm nói chung và rau sạch nói riêng là hàm

lượng các kim loại nặng.

Với yêu cầu xác định hàm lượng thì phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) là

một trong những phương pháp có độ chọn lọc và độ chính xác cao, phù hợp với việc

xác định lượng vết các kim loại nặng trong thực phẩm. Do vậy chúng tôi thực hiện đề

tài :

"Xác định hàm lượng kim loại nặng kẽm, mangan trong một số loại rau xanh tại

huyện Đại Từ- tỉnh Thái Nguyên bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

lửa F-AAS".

CHƢƠNG I

TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu chung về rau [17;26;27]

1.1.1. Đặc điểm và thành phần [26]

Rau xanh là cây trồng ngắn ngày có giá trị dinh dưỡng và hiệu quả kinh tế cao

nên đã được trồng và sử dụng lâu đời. Rau có ý nghĩa quan trọng trong dinh dưỡng của

con người, chứa nhiều sinh tố, khoáng chất và chất sơ cần thiết cho cơ thể. Rau là

nguồn cung cấp khoáng chất và vitamin phong phú. Dưới đây là thành phần cơ bản của

một số loại rau:

Bảng 1.1. Thành phần hoá học của một số loại rau xanh

Loại rau

Nƣớc

Protein

Gluxit

Lipit

Xenlulozơ

Tro

Thành phần khác

(%)

Bắp cải

1,8

5,4

1,6

1,2 P, Ca, Fe, VitaminC...

Rau muống

3,2

2,5

1,3 P, Ca, Fe, Caroten,

VitaminC, B1, B2,...

Cải xoong

1,7

0,2

0,8 Vitamin A, C, B1, B2....

Xà lách

93,2

1,7

0,5

Diếp cá

91,5

2,9

2,7

1,8

3,2 K, Ca, tiền VitaminA

1.1.2. Công dụng của rau xanh [27]

Rau không những là loại thực phẩm cần thiết hằng ngày mà còn là loại thuốc

chữa bệnh rất dễ kiếm và dễ sử dụng.

Cải bắp là loại rau có nguồn gốc ôn đới, có rất nhiều tác dụng. Dùng đắp ngoài

để tẩy uế làm liền sẹo, mụn nhọt...ngoài ra còn là thuốc làm dịu cơn đau trong bệnh

thấp khớp, thống phong, đau dây thần kinh hông...Sau hết, nó là loại thuốc mạnh để

chống kích thích thần kinh và chứng mất ngủ, dùng cho những người hay lo âu, những

người bị suy nhược thần kinh.

Rau muống là loại rau rất phổ biến, dễ trồng, có thể trồng trên cạn hoặc dưới

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

nước, tính hàn, vị ngọt. Khi bị chảy máu mũi dùng rau muống tươi nghiền nát với

đường đỏ uống sẽ cầm máu. Nếu có mụn nhọt, dùng rau muống tươi đánh nhuyễn với

mật ong đắp vào chỗ đau cũng rất tốt...

Cải xoong giúp ta ăn ngon miệng, tẩy độc, lợi tiểu, cung cấp nhiều chất xơ có

tác dụng tốt đối với dạ dày. Canh cải xoong nấu với cỏ tươi vừa ngon, bổ, mát lại có

tác dụng giải nhiệt....

Ngải cứu là vị thuốc có tính ôn, vị cay, dùng làm thuốc ôn khí huyết, điều kinh,

an thai, thổ huyết máu cam, dùng làm thuốc chữa đau bụng hành kinh, đau bụng do

hàn...

Xà lách có vị hơi đắng, ngọt, hơi hàn. Công năng ích ngũ tạng, thông kinh

mạch, cứng gân cốt, lợi tiểu và làm trắng đẹp da. Dùng chữa bệnh tăng huyết áp, viêm

thận mãn, sữa không thông sau khi sinh nở...

Giấp cá theo dân phương đông tin tưởng và kinh nghiệm dùng nhiều thế kỉ là do

dược tính mát, tán khí, trị kiết lị, sởi. Nghiền nhỏ đắp vào các chỗ bầm dập trên mí mắt

trị đỏ mắt, và còn trị mể đay...

1.2. Giới thiệu chung về nguyên tố kẽm (Zn) [9]

Trong bảng hệ thống tuần hoàn Zn là nguyên tố có số thứ tự 30, thuộc nhóm

IIB, chu kì 4.

1.2.1. Trạng thái thiên nhiên

Trong vỏ quả đất, kẽm không tồn tại ở trạng thái tự do, tồn tại ở dạng khoáng

vật chủ yếu là quặng blen kẽm (ZnS), calamine (ZnCO3), phranclinit hay ferit kẽm

(Zn(FeO2)2), ngoài ra còn có zincit (ZnO). Trong thiên nhiên các khoáng vật của kẽm

đều lẫn các khoáng vật của Pb, Ag, Cd.

Trong cơ thể động vật hoặc thực vật có chứa hàm lượng bé, trong sò hến có

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

khoảng 12%, trong cơ thể người có khoảng 0,001% tập trung chủ yếu ở răng, hệ thần

kinh và tuyến sinh dục, ngoài ra trong cơ thể người kẽm còn có trong thành phần của

các enzym quan trọng.

Trong nước của đại dương (tính trung bình trong 1 lít nước biển) có khoảng

10-2 mg kẽm ở dạng Zn2+ (ZnSO4).

Trong các mẫu đá ở mặt trăng do các tầu Apollo-11, 12 và tàu Luna-6 đưa về

cho thấy kẽm có hàm lượng ở 3 vùng khác nhau như sau:

Hàm lượng trung bình (số gam/1g mẫu đá)

Zn Apollo-11 1,5.10-11 Apollo-12 5,4.10-6 Luna-6 3,34.10-5

Theo ước tính, Zn chiếm 0,005% khối lượng vỏ trái đất, chiếm một vị trí quan

trọng đối với cơ thể sinh vật.

1.2.2. Tính chất vật lí hoá học

1.2.2.1. Tính chất vật lí

Kẽm tinh khiết có màu trắng bạc, có ánh kim, mềm, dễ nóng chảy và tương đối

dễ bay hơi.

Ở điều kiện thường Zn khá giòn, nên không kéo dài được, nhưng khi đun nóng

đến 1000C-1500C lại dẻo và dai, khi đun đến 2000C thì lại tán thành bột được.

1.2.2.2. Tính chất hoá học cơ bản của kẽm

Zn là nguyên tố nhóm d. Nguyên tử kẽm có các obitan 3d đã điền đủ 10e. Tuy nhiên cấu hình electron 3d10 tương đối bền nên số electron hoá trị của Zn chỉ là các

electron s. Nguyên nhân là do năng lượng ion hoá thứ ba của Zn rất cao đã làm cho

năng lượng tạo thành mạng lưới tinh thể không đủ để làm bền cho trạng thái oxi hoá

+3, vì thế oxi hoá đặc trưng và cao nhất của Zn là +2.

Về mặt nhiệt động, Zn có thể đẩy H2 ra khỏi H2O nguyên chất vì thế điện cực

chuẩn của Zn là , âm hơn thế điện cực chuẩn

nhưng trên thực tế khả năng này không xảy ra vì trên bề mặt của Zn bị bao phủ bởi một

lớp màng oxit.

Ở nhiệt độ cao khi nung nóng Zn trong luồng hơi nước tạo ra oxit Zn:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Zn + H2O  ZnO + H2

Ở nhiệt độ cao khi nung nóng Zn có khả năng tác dụng trực tiếp với các phi

kim: S, Te, Se tạo ra sunfua, telenua, selenua tương ứng:

Zn + S  ZnS

Zn + Te  ZnTe

Zn + Se  ZnSe

Đồng thời Zn cũng tác dụng trực tiếp với các halogen tạo ra halogenua màu

trắng:

Zn + X2  ZnX2 (X: F, Cl, Br, I)

Zn không tác dụng trực tiếp với N2, C, Si, B, tuy nhiên cacbon có hoà tan một ít

trong Zn nóng chảy, khi để nguội cacbon thoát ra ở dạng than chì.

Với các axit thông thường như HCl, H2SO4 loãng: Do có thế điện cực khá âm

nên dễ dàng phản ứng tạo ra khí H2:

Zn + 2H3O+ + 2H2O  [Zn(H2O)4]2+ + H2

Tuy nhiên Zn nguyên chất tác dụng chậm với các axit trên, nhưng nếu cho thêm vài giọt CuSO4 hoặc Zn có lẫn tạp chất sẽ phản ứng nhanh hơn. Nguyên nhân là do H+

đến nhận electron trực tiếp trên bề mặt Zn và giải phóng khí H2 bám trên bề mặt Zn

làm giảm diện tích tiếp xúc của Zn với axit nên phản ứng chậm dần. Khi có tạp chất

hoặc cho thêm vài giọt CuSO4 vào thì có sự hình thành các nguyên tố Giavani nên H2

thoát ra từ bề mặt của những đốm tạp chất đó.

Với các axit HNO3 Zn tác dụng và tạo ra các sản phẩm khử là NO, NO2, N2O và

thậm chí có thể khử sâu đến tận NH4NO3.

3Zn + 8HNO3  3Zn(NO3)2 + 2NO + 4H2O

4Zn + 10HNO3  4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

Với H2SO4 đặc nóng tạo ra SO2 hoặc S, còn với axit đặc nguội tạo ra H2S:

Zn + 2H2SO4  ZnSO4 + SO2 + 2H2O

3Zn + 4H2SO4  3ZnSO4 + S + 4H2O

4Zn + 5H2SO4  4ZnSO4 + H2S + 5H2O

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Trong môi trường kiềm, ion sẽ bị Zn khử thành NH3:

Zn tan trong dung dịch kiềm đặc nóng tạo ra zincat và giải phóng khí H2:

Zn + 2H2O + 2OH-  [Zn(OH)4]2- + H2 Về khả năng tạo phức: Zn2+ có thể tạo nên nhiều phức chất, tuy nhiên khả năng tạo phức kém Ag và Cu. Những ion thường gặp là [ZnX4]2- (X: Cl- ; Br- ; I- ; CN- ), [Zn(NH3)4]2+,...

Zn tạo phức amin trong dung dịch NH3:

Zn + 4NH3 + 2H2O  [Zn(NH3)4](OH)2 + H2

1.2.3. Ứng dụng của kẽm

Kẽm là kim loại được sử dụng phổ biến hàng thứ tư sau sắt, nhôm, đồng tính

theo lượng sản xuất hàng năm.

Kẽm được sử dụng để mạ kim loại. Trong công nghiệp một lượng lớn kẽm được

dùng để mạ lên sắt để bảo vệ cho sắt khỏi bị gỉ, trên bề mặ của lớp mạ có phủ một lớp

cacbonat bazơ (ZnCO3.3Cu(OH)2) bảo vệ cho kim loại.

Kẽm được sử dụng trong các hợp kim như đồng thanh, niken trắng, các loại que

hàn, bạc Đức...Đồng thanh có ứng dụng rộng rãi nhờ độ cứng và sức kháng gỉ cao.

Kẽm được sử dụng trong dập khuôn, đặc biệt là trong công nghiệp ôtô.

Kẽm dạng cuộn được sử dụng để làm vỏ pin. Loại pin này gồm một vỏ bằng Zn

đồng thời làm anot, ở giữa pin là một trụ trắng bằng than chì đóng vai trò catot. Ở giữa

Zn và trụ than chì chứa hỗn hợp hồ nhão gồm MnO2, NH4Cl và bột than. Phản ứng trên

bề mặt điện cực khi phóng điện như sau:

Ở anot: Zn  Zn2+ + 2e

Ở catot:

Oxit ZnO được sử dụng như chất liệu có màu trắng trong màu nước và sơn cũng

như chất hoạt hoá trong công nghiệp ôtô. Sử dụng trong thuốc mỡ, nó có khả năng

chống cháy nắng cho các vùng da trần. Sử dụng như lớp bột mỏng trong các khu vực

ẩm ướt của cơ thể (bộ phận sinh dục) của trẻ em chống hăm. Ngoài ra còn dùng làm

thuốc giảm đau dây thần kinh, chữa eczema...

Clorua kẽm được sử dụng làm chất khử mùi và bảo quản gỗ.

Sunfua kẽm được sử dụng làm chất lân quang, được sử dụng để phủ lên kim

đồng hồ hay các đồ vật khác cần phát sáng trong bóng tối. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Metyl kẽm (Zn(CH3)2) được sử dụng trong một số phản ứng tổng hợp hữu cơ.

Stearat kẽm được sử dụng làm chất độn trong sản xuất chất dẻo (plastic) từ dầu

mỏ.

Các loại nước thơm được sản xuất từ calamin, là hỗn hợp của hiđroxy cacbonat

kẽm và silicat, được sử dụng để chống phỏng da.

Gluconat glycin kẽm trong các viên nang hình thoi có tác dụng chống cảm.

Trong thực đơn hàng ngày kẽm có trong thành của các loại khoáng chất và

vitamin. Người ta cho rằng kẽm có thuộc tính chống oxi hoá, do vậy nó được dụng như

một nguyên tố vi lượng để chống sự chết yểu của da và cơ trong cơ thể. Trong các biệt

dược chứa một lượng kẽm, người ta cho rằng nó có tác dụng làm mau liền các vết

thương. Trong y học, kẽm và hợp chất của nó có nhiều ứng dụng quan trọng...Muối

kẽm sunfat dùng làm thuốc gây nôn, dùng làm thuốc sát trùng, dung dịch 0,1-0,5% làm

thuốc nhỏ mắt chữa đau kết mạc...

1.2.4. Vai trò sinh học của kẽm

Kẽm là nguyên tố phổ biến thứ 23 trong vỏ Trái Đất. Kẽm tồn tại trong các loại

khoáng vật, phổ biến là sphalerit, blenđơ, smíthsonit, calamin, franklinit.

Kẽm là nguyên tố thiết yếu đối với cơ thể. Toàn cơ thể chứa khoảng 2-2,5 gram

kẽm, gần bằng lượng sắt, gấp 20 lần lượng đồng trong cơ thể. Chính vì vậy kẽm đóng

vai trò quan trọng không thể thiếu đối với sức khoẻ con người.

Kẽm tham gia vào thành phần cấu trúc tế bào và đặc biệt là tác động đến hầu hết

các quá trình sinh học trong cơ thể. Kẽm có trong thành phần của hơn 80 loại enzim

khác nhau, đặc biệt có trong hệ thống enzim vận chuyển, thuỷ phân, xúc tác phản ứng

gắn kết các chuỗi trong phân tử ADN. Ngoài ra kẽm còn hoạt hoá nhiều enzim khác

như amylase, pencreatinase...

Đặc biệt, kẽm có vai trò sinh học rất quan trọng là tác động chọn lọc lên quá

trình tổng hợp, phân giải acid nucleic và protein - những thành phần quan trọng nhất

của sự sống.

Kẽm vừa có cấu trúc vừa tham gia vào duy trì chứa năng của hàng loại cơ quan

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

quan trọng, có độ tập trung trong bộ não, vỏ não, bó sợi rêu. Nếu thiếu kẽm ở các cấu

trúc thầnh kinh có thể dẫn đến rối loạn thần kinh và có thể là yếu tố góp phần phát sinh

bệnh tâm thần phân liệt.

Vai trò hết sức quan trọng nữa của kẽm là tham gia vào điều hoà chức năng của

hệ thống nội tiết và có trong thành phần của các hormon (tuyến yên, tuyến thượng thận,

tuyến sinh dục...). Hệ thống này có vai trò quan trọng trong việc phối hợp với hệ thần

kinh trung ương, điều hoà hoạt động sống trong và ngoài cơ thể, phản ứng với các kích

thích từ môi trường và xã hội, làm cho con người phát triển và thích nghi với từng giai

đoạn và các tình huống phong phú của cuộc sống. Vì thế thiếu kẽm có thể ảnh hường

tới quá trình thích nghi và phát triển của con người.

Ngoài ra, các nghiên cứu còn cho thấy kẽm có vai trò làm giảm độc tính của các

kim loại độc như asen (As), cadimi (Cd)... Góp phần vào quá trình giảm lão hoá. Khả

năng miễn dịch của cơ thể được tăng cường nhờ kẽm. Vì vậy, khi thiếu kẽm, nguy cơ

nhiễm khuẩn ở bệnh nhân sẽ tăng lên.

Kẽm không chỉ đóng vai trò quan trọng trong hoạt động sống với vai trò độc lập

mà còn quan trọng hơn khi có mặt của nó sẽ giúp cho quá trình hấp thụ và chuyển hoá

các nguyên tố hoá học khác cần thiết cho sự sống như đồng (Cu), mangan (Mn). magie

(Mg)... Do vậy, khi cơ thể thiếu kẽm sẽ kéo theo sự thiếu hụt hoặc rối loạn chuyển hoá

của nhiều yếu tố, ảnh hưởng rất lớn đến tình trạng sức khoẻ.

Người trưởng thành cần hấp thụ 15-20 mg kẽm mỗi ngày. Tuy nhiên chỉ là vi

lượng nhưng nếu thiếu sẽ gây phát sinh hàng loạt triệu chứng bệnh lí:

- Chán ăn, thay đổi vị giác.

- Chậm sinh trưởng, hư hại do ngèo khoáng ở xương, tăng Keratin hoá

(sừng hoá) các tổ chức...

- Thiểu năng hoặc mất khả năng sinh dục nam, giảm khả năng sinh sản

ở cả hai giống đực và giống cái, dị dạng bào thai.

- Suy giảm miễn dịch, dễ viêm loét và chậm lành vết thương, tổn

thương ở mắt, tiêu chảy, rối loạn chuyển hoá gluxit, protit, hệ thần

kinh suy nhược.

Ngoài vai trò to lớn đối với cơ thể, kẽm cũng là một trong bảy nguyên tố cần

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

thiết đối với cơ thể động, thực vật.

Ở động vật sự thiếu kẽm sẽ dẫn tới các di tật ở mặt, tim, xương, não, hệ thần

kinh

Vì thiếu kẽm hay gặp trong chế độ dinh dưỡng nên người ta làm những viên

thuốc bổ xung các vi lượng dạng uống, trong đó có chứa những hợp chất của Zn2+:

- ZnO dạng thuốc mỡ, hồ bơi, bột rắc dùng điều trị bệnh ngoài da.

- ZnSO4.7H2O dùng làm thuốc nhỏ mắt sát trùng.

- ZnO2 dùng băng bó vết thương nhiễm trùng, vết bỏng.

Lượng kẽm cao làm giảm lượng đồng trong cơ thể. Vì vậy chỉ bổ xung kẽm khi

đã đủ đồng.

Kẽm ít gây ngộ độc, trừ khi uống phải muối kẽm vô cơ. Thuốc giải độc thường

dùng là NaHCO3.

1.3. Giới thiệu chung về nguyên tố mangan (Mn)[9]

Trong bảng hệ thống tuần hoàn Mn là nguyên tố có số thứ tự 25, thuộc nhóm VIIB, chu kì 4.

1.3.1. Trạng thái thiên nhiên

Trong thiên nhiên mangan là nguyên tố phổ biến đứng thứ ba trong các kim loại

chuyển tiếp sau Fe và Ti. Trữ lượng Mn trong vỏ Trái Đất là 0,032%.

Khoáng vật chính của mangan là hausmanit (Mn3O4) chứa khoảng 72% mangan

pirolusit (MnO2) chứa khoảng 63% mangan, braunit (Mn2O3) và maganit (MnOOH).

Những nước có nhiều mỏ mangan trên thế giới là Nga, Nam Phi, Ấn Độ, Brazin. Nước ta có mỏ pirolusit lẫn braunit ở Tốc Tác và Bản Khuôn (Cao Bằng) và mỏ pirolusit lẫn hematit ở Yên Cư và Thành Tứ (Nghệ An).

1.3.2. Tính chất vật lí hoá học

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

1.3.2.1. Tính chất vật lí

Mangan là kim loại màu trắng bạc, dạng bề ngoài của mangan trông giống với sắt, nhưng mangan cứng và khó nóng chảy hơn sắt. Mangan có một số dạng thù hình khác nhau về mạng lưới tinh thể và tỉ khối: α; γ; β. Bền nhất ở nhiệt độ thường là dạng α với mạng tinh thể kiểu lập phương tâm khối.

Nhiệt độ nóng chảy của mangan là 12440C, nhiệt độ sôi là 20800C và nhiệt thăng hoa là 280 kJ/mol. Tỉ khối của mangan là 7,44, độ cứng từ 5-6, độ dẫn điện là 5.

Như vậy ta thấy mangan là một trong những kim loại khó nóng chảy và khó sôi. Những vấn đề này được giải thích bằng sự tăng phần cộng hoá trị trong liên kết kim loại.

1.3.2.2. Tính chất hoá học cơ bản của mangan

Mangan là một trong số những kim loại tương đối hoạt động. Tuy có tổng năng

lượng ion hoá thứ nhất và thứ hai tương đương với magie nhưng mangan là kim loại kém hoạt động hơn magie (Eo=-2,36V) vì mangan có nhiệt thăng hoa lớn hơn rất nhiều

của magie. (Bảng 1.2)

Bảng 1.2. Một số đặc điểm của nguyên tử các nguyên tố Mn và Mg

Năng lượng ion hoá (eV)

I1 I2 I3

7,43 15,63 33,69 Mn Thế điện cực (V) -1,18 Nhiệt thăng hoa (kJ/mol) 280

7,64 15,03 80,21 Mg -2,36 150

Mangan dễ bị oxi hoá bởi oxi không khí nhưng màng oxit Mn2O3 được tạo nên

bảo vệ cho kim loại không bị oxi hoá tiếp tục kể cả khi đun nóng. Ở dạng bột nhất là

khi đun nóng mangan tạo nên Mn3O4.

Với các halogen như flo và clo mangan tạo nên các halogenua như MnF3; MnF4;

MnCl2. Với N2 ở nhiệt độ khoảng 600-10000C tạo nitrua Mn3N4.

Chỉ ở dạng bột nhỏ mangan tác dụng với nước giải phóng khí H2:

Mn + 2H2O  Mn(OH)2 + H2

Phản ứng xảy ra mạnh khi trong dung dịch có mặt muối amoni vì Mn(OH)2 tan

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

trong dung dịch muối amoni giống như Mg(OH)2:

Do có thế điện cực âm nên mangan tác dụng mạnh với các dung dịch axot như

HCl; H2SO4 loãng giải phóng H2:

Mn + 2H+  Mn2+ + H2

Mangan bị các dung dịch HNO3 đặc nguội và H2SO4 đặc nguội thụ động hoá.

Khi đun nóng lại có phản ứng :

3Mn + 8HNO3  3Mn(NO3)2 + 2NO + 4H2O. Khả năng tạo phức: Mn2+ có khả năng tạo các phức ít bền với axetat, thioxianat,

amoniac, oxalat, sunfat,...Tạo phức tương đối bền với EDTA; với α,α’–đipirin,

o-phenantrolin, hấp thụ ánh sáng trong vùng tử ngoại.

Mn3+ tồn tại chủ yếu ở dạng phức bền, thường có màu đặc trưng: Phức cloro

MnCl2+ nâu đen, phức sunfua màu đỏ thẫm,...

Mn4+ tồn tại ở dạng phức rất bền: (đỏ thẫm); (màu

vàng).

1.3.3. Ứng dụng của mangan

Mangan có rất nhiều ứng dụng trong các nghành công nghiệp và đời sống.

Mangan có mặt ở các loại hợp kim với sắt và nhôm, là những kim loại có mặt trong

hầu hết các sản phẩm công nghiệp cũng như đồ gia dụng (chẳng hạn như nồi, xoong

chảo, thìa, dao và bồn chứa nước bằng thép hoặc thép không gỉ). Gần 95% mangan sản

xuất là dùng để chế thép trong ngành luyện kim. Mangan có khả năng loại oxi, loại lưu

huỳnh trong thép và gang.

Mangan còn được sử dụng rộng rãi trong chế biến pin và acqui khô, chế tác dầu

mỏ và sản xuất xăng không chì, sản xuất sơn chống gỉ, thuỷ tinh và một số thuốc tẩy

trùng trong y học...

Cho đến nay sau hàng nghìn năm sử dụng, chưa ai tìm được chất thay thế cho

mangan và thật khó có thể hình dung một xã hội hiện đại không có mangan.

1.3.4. Vai trò sinh học của mangan :

Mangan giúp duy trì canxi ở men răng, giúp ngăn ngừa bệnh sâu răng, giúp cơ

thể sử dụng tốt canxi, ở phụ nữ mãn kinh nếu thiếu mangan thì rất dễ loãng xương.

Mangan góp phần chống bệnh động mạch vành và chứng loạn nhịp tim, do nó có vai

trò như một chất mang chủ động các ion điện tích qua màng tế bào một cách dễ dàng. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Mangan tham gia khoảng 300 phản ứng enzim trong cơ thể. Cùng phốtpho và

canxi tham gia quá trình tạo xương, là một thành phần quan trọng trong cấu trúc của

xương đồng thời tham gia vào các thành phần của cơ bắp, dịch cơ thể và các mô mềm

như tim, thận.

Mangan giúp chuyển hóa hiđrat cacbon, protein và chất béo thành năng lượng,

tham gia vào các hoạt động giãn và co cơ cũng như sự dẫn truyền thần kinh, tham gia

điều hòa thân nhiệt, quá trình thông khí ở phổi.

Thức ăn tự nhiên chứa nhiều mangan (các loại quả hạch như: lạc, điều, đậu nành…;

rau, hạt nguyên cám, hải sản, rau xanh sẫm, chuối và sữa,…) nhưng nhiều người vẫn

không tiêu thụ đủ lượng mangan cần thiết cho cơ thể do họ sử dụng quá nhiều thực

phẩm được chế biến và tinh chế sẵn, những thực phẩm này và nước máy đều chứa ít

mangan vì khi làm mềm nước người ta đã thay canxi và mangan bằng Na.

Thiếu hụt mangan bệnh lý là hiếm, nhưng thiếu hụt nhỏ lại rất phổ biến. Thiếu

mangan sẽ ảnh hưởng tới tất cả các mô trong cơ thể, đặc biệt là tim, thần kinh và thận.

Các biểu hiện của thiếu mangan gồm: buồn nôn, cơ hoạt động yếu, giấc ngủ bị

rối loạn, cơ thể mệt mỏi, tâm thần rối loạn, tim đập không bình thường hay loạn nhịp,

chuột rút, mất cảm giác thèm ăn, cơ thể suy nhược, rơi vào tình trạng lo âu, táo bón.

Một số tình trạng bệnh lý dẫn đến thiếu mangan:

Nôn hoặc tiêu chảy trầm trọng

Thiếu dinh dưỡng.

Lạm dụng rượu.

Dùng thuốc lợi tiểu trong thời gian dài.

Bệnh đái tháo đường.

Rối loạn hoạt động thận.

Đối lập với thiếu mangan là thừa chất khoáng này. Việc lạm dụng các nguồn

cung cấp mangan ngoài thức ăn và sử dụng nước uống chứa mangan vượt quá mức cho

phép có thể gây ra rối loạn hoạt động của dạ dày.

Ngộ độc mangan tương đối hiếm do thận làm khá tốt chức năng đào thải Magné

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

thừa. Tuy nhiên nếu xảy ra trên bệnh nhận suy thận hoặc người già mà chức năng thận

bị suy giảm thì có tăng cao nguy cơ ngộ độc thừa. Triệu chứng ngộ độc bao gồm: buồn

nôn, nôn, hạ huyết áp, chứng buồn ngủ.

1.4. Một số phƣơng pháp xác định kim loại nặng [2;3;10]

Cho đến nay có rất nhiều phương pháp hoá học và vật lí để tiến hành xác định

hàm lượng các kim loại nặng trong mẫu. Có thể chia các phương pháp đó thành 2 loại

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

1.4.1. Các phƣơng pháp phân tích hoá học

Phương pháp này đơn giản, dễ làm nhưng phần lớn phụ thuộc vào các phản ứng

hoá học mà sự chính xác chỉ đạt tới mức độ nhất định, ví dụ các phản ứng trung hoà thì

không định lượng chính xác dưới miligam được. Các phương pháp hoá học gồm:

- Các phương pháp phân tích khối lượng: Phương pháp này dựa vào phản ứng

tạo kết tủa của các chất cần định lượng với thuốc thử. Kết tủa được tách ra khỏi dung

dịch, rửa sạch rồi nung hoặc sấy khô trong bình hút ẩm, sau đó đem cân. Từ khối lượng

kết tủa tách ra ta xác định được khối lượng của chất cần định lượng.

Phương pháp định lượng bằng cân áp dụng cho các chất tạo kết tủa với các ion Ba2+, Ag+, Fe3+, Al3+,... mà cách định lượng khác bằng thể tích không cho kết quả

chính xác hoặc khó định lượng. Phương pháp này mất nhiều thời gian và trong một số

trường hợp không được chính xác lắm...

- Các phương pháp phân tích thể tích: Phương pháp này căn cứ vào thể tích

thuốc thử đã tác dụng với chất cần định lượng và tính ra lượng chất cần xác định.

Phương pháp này phổ biến, áp dụng cho các phản ứng trung hoà, tạo phức, tạo kết tủa

và phản ứng oxi hoá khử. Phương pháp này có thể áp dụng trong định lượng vi phân

tích. Trên cơ sở đó người ta định lượng được các axit, kiềm, đa số các muối kim loại,

các anion...

Đặc điểm của các phương pháp phân tích hoá học:

Nếu hàm lượng cấu tử phân tích không quá bé thì nó có độ chính xác cao.

Cho trực tiếp kết quả phân tích, không phải dùng mẫu chuẩn.

Dụng cụ rẻ tiền, đơn giản, dễ trang bị...

1.4.2. Các phƣơng pháp phân tích công cụ

Nguyên tắc của phương pháp là dựa trên việc đo một số tính chất nào đó của đối

tượng phân tích (ví dụ: đo độ hấp thụ ánh sáng, điện thế, độ dẫn điện,...) mà tính chất

này là hàm của khối lượng hay nồng độ của cấu tử trong chất phân tích. Căn cứ vào kết

quả đo ta có thể suy ra được khối lượng của cấu tử cần xác định. Quan trọng nhất là

phương pháp trắc quang (đo mật độ quang), phương pháp điện thế (đo sức điện động

của pin tạo thành trong hệ có chất phân tích), phương pháp cực phổ (đo sự phụ thuộc

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

của dòng và thế), phương pháp đo độ dẫn điện...

Ưu điểm của các phương pháp phân tích công cụ:

Máy móc sử dụng hoàn chỉnh, cho phép phương pháp này có độ chính xác cao,

đồng thời cũng giảm bớt thời gian xác định.

Một vài phương pháp có độ nhạy rất cao mà phương pháp hoá học không thể đạt

đến được.

Thuận tiện cho các việc phân tích hàng loạt.

Trong phân tích hữu cơ có thể cho được kết quả nhanh, trong khi dùng các

phương pháp khác gặp nhiều khó khăn.

Trong bản luận văn này, chúng tối sử dụng phương pháp đo độ hấp thụ nguyên

tử-một trong những phương pháp trắc quang được sử dụng phổ biến trên thế giới hiện

nay.

1.5. Một số vấn đề về phƣơng pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử - AAS

(Atomic Absorption Spectrophotometric) [3]

1.5.1 Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử

Như chúng ta đã biết, vật chất được cấu tạo bởi các nguyên tử và nguyên tử là

phần tử cơ bản nhỏ nhất còn giữ được tính chất của nguyên tố hóa học. Nguyên tử lại

bao gồm hạt nhân nguyên tử nằm ở giữa và chiếm một thể tích rất nhỏ (khoảng

1/10.000 thể tích của nguyên tử) và các điện tử (electron) chuyển động xung quanh hạt

nhân trong phần không gian lớn của nguyên tử. Trong điều kiện bình thường nguyên tử

không thu và cũng không phát ra năng lượng. Lúc này nguyên tử tồn tại ở trạng thái cơ

bản. Đó là trạng thái bền vững và nghèo năng lượng nhất của nguyên tử. Nhưng khi

nguyên tử ở trạng thái hơi tự do, nếu ta chiếu một chùm tia sáng có những bước sóng

(tần số xác định vào đám hơi nguyên tử đó, thì các nguyên tử tự do đó sẽ hấp thụ các

bức xạ có bước sóng nhất định ứng đúng với những tia bức xạ mà nó có thể phát ra

được trong quá trình phát xạ của nó. Lúc này nguyên tử đã nhận năng lượng của các tia

bức xạ chiếu vào nó và nó chuyển lên trạng thía kích thích có năng lượng cao hơn trạng

thái cơ bản. Đó là tính chất đặc trưng của nguyên tử ở trạng thái hơi. Quá trình đó được

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

gọi là quá trình hấp thụ năng lượng của nguyên tử tự do ở trạng thái hơi và tạo ra phổ

nguyên tử của nguyên tố đó. Phổ sinh ra trong quá trình này được gọi là phổ hấp thụ

nguyên tử.

Nếu gọi năng lượng của tia sáng đã bị nguyên tử hấp thụ là ΔE thì chúng ta có:

ΔE = (Em - Eo) = hv

hay là: ΔE = h.c / λ

Trong đó Eo và Em là năng lượng của nguyên tử ở trạng thái cơ bản và trạng thái

kích thích m; h là hằng số Plank; c là tốc độ của ánh sáng trong chân không; λ là độ dài

sóng của vạch phổ hấp thụ.

Như vậy, ứng với mỗi giá trị năng lượng ΔE; mà nguyên tử đã hấp thụ ta sẽ có

một vạch phổ hấp thụ với độ dài sóng đi đặc trưng cho quá trình đó, nghĩa là phổ hấp

thụ của nguyên tử cũng là phổ vạch.

Nhưng nguyên tử không hấp thụ tất cả các bức xạ mà nó có thể phát ra được

trong quá trình phát xạ. Quá trình hấp thụ chỉ xảy ra đối với các vạch phổ nhạy, các

vạch phổ đặc trưng và các vạch cuối cùng của các nguyên tố. Tùy theo từng điều kiện

cụ thể của nguồn năng lượng dùng để nguyên tử hóa mẫu và kích thích nguyên tử mà

quá trình nào xảy ra là chính, nghĩa là nếu kích thích nguyên tử:

+ Bằng năng lượng Em (điện năng, nhiệt năng, hóa năng,...) ta có phổ phát xạ

nguyên tử.

+ Bằng chùm tia đơn sắc (bức xạ điện từ) ta có phổ hấp thụ nguyên tử.

Ta cũng cần phải lưu ý rằng trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử các bức xạ được sử dụng là các bức xạ trong vùng tử ngoại- khả kiến nên nhất thiết phải chuyển nguyên tố cần phân tích về trạng thái hơi tự do vì sự hấp thụ bức xạ trong vùng này được gây ra bởi sự kích thích các electron hoá trị bên ngoài của nguyên tử. Do đó, muốn có phổ hấp thụ nguyên tử trước hết phải tạo ra được đám hơi nguyên tử tự do, và sau đó chiếu vào nó một chùm tia sáng có những bước sóng nhất định ứng đúng với các tia phát xạ nhạy của nguyên tố cần nghiên cứu.

1.5.2 Nguyên tắc của phƣơng pháp

Phép đo phổ hấp thụ nguyên tử dựa trên cơ sở là khả năng hấp thụ có chọn lọc

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

các bức xạ điện từ của các nguyên tử tự do của nguyên tố cần phân tích ở trạng thái hơi

tự do. Vì thế muốn thực hiện được phép đo phổ hấp thụ nguyên tử của một nguyên tố

cần thực hiện các quá trình sau đây:

1. Chuyển mẫu phân tích từ trạng thái ban đầu (rắn hay dung dịch) thành trạng

thái hơi của các nguyên tử tự do. Đó là quá trình hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu. Quá

trình này có ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả của phép phân tích vì chỉ có các nguyên tử

tự do ở trạng thái hơi mới cho phổ hấp thụ nguyên tử, nghĩa là số nguyên tử tự do

trong trạng thái hơi là yếu tố quyết định cường độ vạch phổ hấp thụ và quá trình

nguyên tử hóa mẫu thực hiện tốt hay không tốt đều có ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả

phân tích một nguyên tố. Có hai kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu phân tích đó là kĩ thuật

nguyên tử hoá mẫu trong ngọn lửa (F-AAS) và nguyên tử hoá mẫu không ngọn lửa

(EST-AAS). Trong đó về bản chất thì kĩ thuật F-AAS là dùng năng lượng nhiệt của

ngọn lửa đèn khí, còn kĩ thuật EST-AAS là dùng năng lượng của dòng điện công suất

lớn và trong môi trường khí trơ để hoá hơi mẫu phân tích.

2. Chiếu chùm tia sáng bức xạ đặc trưng của nguyên tố cần phân tích qua đám

hơi nguyên tử vừa điều chế được ở trên. Các nguyên tử của nguyên tố cần xác định

trong đám hơi đó sẽ hấp thụ những tia bức xạ nhất định và tạo ra phổ hấp thụ của nó.

Nguồn phát bức xạ đơn sắc có thể là đèn catot rỗng (HCL), các đèn phóng điện không

điện cực (EDL) hoặc các nguồn phát xạ liên tục đã được biến điệu. Ở đây cường độ tia

bức xạ bị hấp thụ tỉ lệ với số nguyên tử tự do trong môi trường hấp thụ theo công thức:

Io: cường độ chùm sáng chiếu vào đám hơi nguyên tử.

I: cường độ chùm sáng ra khỏi đám hơi nguyên tử.

: hệ số hấp thụ nguyên tử của vạch phổ tần số .

L: bề dày lớp hấp thụ.

N: nồng độ của nguyên tố phân tích trong đám hơi mẫu phân tích.

3. Tiếp đó, nhờ một hệ thống máy quang phổ người ta thu toàn bộ chùm sáng,

phân li và chọn một vạch phổ hấp thụ của nguyên tố cần nghiên cứu để đo cường độ

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

của nó. Cường độ đó chính là tín hiệu hấp thụ của vạch phổ hấp thụ nguyên tử.

Nếu gọi là mật độ quang của bức xạ có cường độ Io, sau khi qua môi trường

hấp thụ còn lại là I, ta có:

(với k = ).

Giữa nồng độ N của nguyên tố phân tích trong đám hơi mẫu phân tích với nồng

độ C của nguyên tố trong dung dịch mẫu có mối quan hệ. Các dữ kiện thực nghiệm đều

cho biết trong một giới hạn nhất định của nồng độ C thì:

N = ka.Cb

Trong đó: ka là hằng số thực nhiệm, phụ thuộc vào tất cả các điều kiện hóa hơi

và nguyên tử hóa mẫu. b được gọi là hằng số bản chất, phụ thuộc vào từng vạch phổ

của từng nguyên tố (0

Như vậy ta có: . Lúc này và đây cũng chính là một

hằng số thực nghiệm. Và đây chính là phương trình cơ bản của phép đo phổ hấp thụ

nguyên tử.

Khi giá trị của b = 1 thì sự phụ thuộc của A vào C là tuyến tính. Ứng với mỗi vạch phổ của nguyên tố cần phân tích thì luôn có một giá trị C0 để tại đó b=1. Tức là luôn có một vùng nồng độ Cx

Hình 1.1 : Mối quan hệ giữa cƣờng độ

vạch phổ và nồng độ chất Cx.

AB: Vùng tuyến tính (b=1).

BC: Vùng không tuyến tính (0

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Nói chung đây là phương pháp có nhiều ứng dụng trong phân tích định tính và định lượng (tuy rằng không thể xác định được cấu trúc). Nhưng với mục đích xác định lượng vết các kim loại thì đây là phương pháp có ưu điểm nhất với độ chính xác và độ chọn lọc cao với lượng mẫu ít và không tốn thời gian thực nghiệm. Chính vì thế tuy ra đời không lâu nhưng phương pháp này đã và đang được phát triển và ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành khoa học kĩ thuật, trong sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, y dược, địa chất, hóa học...

1.5.3.Kĩ thuật nguyên tử hóa mẫu

Việc nguyên tử hoá mẫu là một công việc hết sức quan trọng, vì với nguồn bức xạ

trong vùng tử ngoại khả kiến thì chỉ có các nguyên tử ở trạng thái tự do mới cho phổ

hấp thụ nguyên tử, và số nguyên tử tự do được tạo ra có ảnh hưởng trực tiếp đến kết

quả phân tích.

Mục đích của quá trình này là tạo ra được đám hơi các nguyên tử tự do từ mẫu phân

tích với hiệu suất cao và ổn định để phép đo đạt kết quả chính xác và có độ lặp lại cao.

Đáp ứng mục đích đó, để nguyên tử hóa mẫu phân tích, ngày nay người ta thường dùng

hai kĩ thuật. Thứ nhất là kĩ thuật nguyên tử hóa mẫu trong ngọn lửa đèn khí. Sau đó là

kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa. Chính vì có hai kĩ thuật nguyên tử hóa mẫu

khác nhau nên chúng ta cũng có hai phép đo tương ứng. Đó là phép đo phổ hấp thụ

nguyên tử trong ngọn lửa (F-AAS: Flame Atomic Absorpt Ion Spectrophotometry) và

phép đo phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (Electro-Thermal Atomizat Ion Atomic

Absorpt Ion Spectrophotometry: ETA- AAS).

1.5.3.1. Kĩ thuật nguyên tử hóa mẫu dùng ngọn lửa.

* Yêu cầu và nhiệm vụ của ngọn lửa :

Theo kĩ thuật này người ta dùng năng lượng nhiệt của ngọn lửa đèn khí để hóa

hơi và nguyên tử hóa mẫu phân tích. Vì thế ngọn lửa đèn khí muốn dùng vào mục đích

để hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu phân tích cần phải thoả mãn một số yêu cầu nhất

định sau đây:

1. Ngọn lửa đèn khí phải làm nóng đều được mẫu phân tích, hóa hơi và nguyên

tử hóa mẫu phân tích với hiệu suất cao, để bảo đảm cho phép phân tích đạt độ chính

xác và độ nhạy cao.

2. Năng lượng (nhiệt độ) của ngọn lửa phải đủ lớn và có thể điều chỉnh được tùy

theo từng mục đích phân tích mỗi nguyên tố. Đồng thời lại phải ổn định theo thời gian

và có thể lặp lại được trong các lần phân tích khác nhau để đảm bảo cho phép phân tích

đạt kết quả đúng đắn. Yêu cầu này có lúc không được thỏa mãn, vì nhiệt độ cao nhất của ngọn lửa cũng chỉ đến 3300oC. Do đó với những nguyên tố tạo thành hợp chất bền

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

nhiệt thì hiệu suất nguyên tử hóa của ngọn lửa là kém.

3. Yêu cầu thứ ba là ngọn lửa phải thuần khiết, nghĩa là không sinh ra các vạch

phổ phụ làm khó khăn cho phép đo hay tạo ra phổ nền quá lớn quấy rối phép đo. Quá

trình Ion hóa và phát xạ phải không đáng kể vì quá trình này làm mất các nguyên tử tự

do tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử.

4. Một yêu cầu nữa là ngọn lửa phải có bề dày đủ lớn để có được lớp hấp thụ đủ

dầy làm tăng độ nhạy của phép đo. Đồng thời bề dày của lớp hấp thụ lại có thể thay đổi

được khi cần thiết, để đo ở nồng độ lớn. Trong các máy hiện nay, bề dày này có thể

thay đổi được từ 2 cái đến 10 cm.

5. Tiêu tốn ít mẫu phân tích.

* Tối ƣu hóa các điều kiện nguyên tử hóa mẫu :

Để có được quá trình nguyên tử hoá mẫu trong ngọn lửa với hiệu suất cao ta cần

khảo sát, phát hiện và chọn các điều kiện nguyên tử hóa mẫu phù hợp nhất cho từng

nguyên tố cần phân tích trong mỗi loại mẫu cụ thể. Các điều kiện đó cụ thể là:

- Thành phần và tốc độ của hỗn hợp khí đốt tạo ra ngọn lửa. Đây là yếu tố

quyết định nhiệt độ của ngọn lửa, mức độ thuần khiết của ngọn lửa mà quan đó ảnh

hưởng tới hiệu suất của quá trình nguyên tử hoá cũng như mức độ xảy ra của các quá

trình phụ vì thế mà ảnh hưởng tới độ nhạy, độ chính xác của phép phân tích.

- Tốc độ dẫn dung dịch mẫu vào hệ thống nguyên tử hóa. Tốc độ này phụ thuộc

vào nhiều yếu tố như bán kính của ống mao dẫn, áp suất giữa hai đầu ống chiều dài ống

mao dẫn, độ nhớt của dung dịch...Nói chung, trong nhiều trường hợp tốc độ dẫn mẫu

phù hợp nằm trong khoảng từ 4-5 ml/phút với phép đo của nhiều nguyên tố.

- Chiều cao của đèn nguyên tử hóa. Yếu tố này cũng ảnh hưởng trong một mức

độ nhất định và tùy thuộc vào từng nguyên tố, nên chọn chiều cao của burner head sao

cho có được cường độ vạch phổ lớn nhất và ổn định nhất …

- Bề dày của môi trường hấp thụ L: Khi thay đổi bề dày của lớp hấp thụ (môi

trường hấp thụ) chúng ta có thể tăng hay giảm độ nhạy của phép đo. Nghĩa là tùy theo

nồng độ lớn hay nhỏ của nguyên tố phân tích mà chúng ta thay đổi góc nghiêng của

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

đèn nguyên tử hóa mẫu (burner head), để có được bề dày L của lớp hấp thụ phù hợp

nhất. Khi L lớn nhất ta sẽ có độ nhạy cao nhất, làm giảm L thì độ nhạy giảm theo,

nghĩa là khi đo nồng độ lớn thì ta phải quay đèn nguyên tử hóa một góc cho phù hợp

mà không cần pha loãng, nhưng sau đó cần phải giữ không đổi suốt trong quá trình đo.

Việc nghiên cứu để phát hiện và chọn các thông số cho phù hợp nhất đối với

mục đích phân tích định lượng một nguyên tố vi lượng trong mỗi đối tượng mẫu là một

công việc hết sức cần thiết và quan trọng cho kĩ thuật phân tích F-AAS, để chọn và xây

dựng một quy trình chuẩn.

Mặt khác, nếu chọn được các điều kiện nguyên tử hóa mẫu phù hợp, thì trong

nhiều trường hợp lại loại trừ được một số yếu tố ảnh hưởng nhất định, như ảnh hưởng

của phổ nền, sự ion hóa, sự phát xạ hay các quá trình thứ cấp trong ngọn lửa không có

lợi cho phép đo. Thực hiện các công việc trên chính là tiêu chuẩn hóa xây dựng một

quy trình phân tích một nguyên tố bằng phép đo phổ hấp thụ nguyên tử của nó.

1.5.3.2.Kĩ thuật nguyên tử hóa mẫu không dùng ngọn lửa

Kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu không ngọn lửa ra đời sau kĩ thuật nguyên tử hoá

mẫu trong ngọn lửa. Nhưng kĩ thuật này phát triển rất nhanh và hiện nay đang được sử

dụng phổ biến vì phương pháp này có độ nhạy rất cao (mức nano gam ppb). Do đó, khi

phân tích lượng vết các kim loại trong mẫu thì không cần phải làm giàu sơ bộ các

nguyên tố cần phân tích.

Về nguyên tắc, kĩ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa là quá trình nguyên tử

hóa tức khắc trong thời gian rất ngắn nhờ năng lượng của dòng điện công suất lớn và

trong môi trường khí trơ. Quá trình nguyên tử hóa xảy ra theo ba giai đoạn kế tiếp

nhau: sấy khô, tro hóa luyện mẫu, nguyên tử hóa để đo phổ hấp thụ và cuối cùng là làm

sạch cuvet. Trong đó hai giai đoạn đầu là chuẩn bị cho giai đoạn nguyên tử hóa để đạt

kết quả tốt. Nhiệt độ trong cuvet graphit là yếu tố chính quyết định mọi sự diễn biến

của quá trình nguyên tử hóa mẫu.

1.5.4. Sơ lƣợc về trang bị của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Trang bị của phép đo AAS có thể tóm tắt ngắn gọn trong sơ đồ sau đây:

 Nguồn phát tia bức xạ đơn sắc trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử thường là các

đèn catot rỗng (HCL), các đèn phóng điện không điện cực (EDL) và các đèn phổ

liên tục có biến điệu (đã được đơn sắc hóa).

 Thiết bị nguyên tử hoá mẫu: Tuỳ theo kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu dùng ngọn lửa

hay không dùng ngọn lửa mà sử dụng các thiết bị khác nhau :

- Kĩ thuật dùng ngọn lửa. Hệ thống nguyên tử hóa mẫu gồm hai phần chính:

+ Buồng aerosol hóa (Nebulizer system), tạo thể sợi khí mẫu.

+ Đèn nguyên tử hóa mẫu (burner head).

- Hệ thống nguyên tử hóa không ngọn lửa. Hệ thống này gồm ba phần chính là:

+ Cuvet graphit hay thuyền Ta để chứa mẫu, để nguyên tử hóa.

+ Nguồn năng lượng để nung cuvet hay thuyền Ta.

+ Bộ điều khiển để thực hiện việc nguyên tử hóa mẫu theo các giai đoạn của

một chương trình phù hợp.

 Hệ thống đơn sắc và máy quang phổ hấp thụ nguyên tử: Đây chính là hệ thống để

thu, phân li, chọn và phát hiện vạch phổ hấp thụ cần phải đo.

Trang bị phát hiện, Detector, Photomultivlier: Detector là một loại dụng cụ quang học

dùng để thu nhận và phát hiện tín hiệu quang học theo hiệu ứng quang điện của nó. Với

sự phát triển của khoa học và kĩ thuật, ngày nay người ta đã chế tạo ra được nhiều loại

detector quang học kiểu ống có thể khuyếch đại tín hiệu đo lên được đến cỡ triệu lần.

Đó là các ống nhân quang điện (photomultivler tube).

1.5.5. Các kĩ thuật phân tích cụ thể trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)

1.5.5.1. Phƣơng pháp đồ thị chuẩn (đƣờng chuẩn)

Ta đã biết rằng nguyên tắc của phương pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử là dựa

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

trên sự phụ thuộc của mật độ quang A vào nồng độ C của nguyên tố phân tích trong

Với phương pháp này người ta chuẩn bị một dãy các mẫu đầu (ít nhất là 3 mẫu)

dung dịch mẫu. Sự phụ thuộc này tuân theo phương trình cơ bản và ta chỉ

khảo sát sự phụ thuộc này trong vùng A và C phụ thuộc tuyến tính (khi b=1).

Từ đó xây dựng đường chuẩn A-C theo các điểm có hệ toạ độ (A1,C1); (A2,C2);

(A3,C3);...Tiếp đó nhờ đường chuẩn này và các giá trị Ax ta xác định được nồng độ Cx

bằng cách đem các giá trị Ax đặt lên trục tung A của hệ tọa độ, từ đó kẻ đường song

song với trục hoành C, đường này sẽ cắt đường chuẩn tại điểm M, từ điểm M ta hạ

đường vuông góc với trục hoành và nó cắt trục hoành tại điểm Cx, Cx đây chính là nồng

độ phải tìm.

Phương pháp này đơn giản, dễ thực hiện và rất thích hợp với. mục đích phân

tích hàng loạt mẫu của cùng một nguyên tố và ta cần chú ý rằng các dung dịch mẫu và

dung dịch của chất cần xác định nồng độ phải được chuẩn bị trong cùng điều kiện

(gồm cả điều kiện vật lí và hoá học) thì phép xác định mới có ý nghĩa. Nhưng rõ ràng

trong nhiều trường hợp ta không thể biết chính xác được thành phần định tính của

nhiều loại mẫu phức tạp, hơn nữa xác định các thông số vật lí của dung dịch là một

việc làm phức tạp, nên đây trở thành nhước điểm của phương pháp này. Trong những

trường hợp như thế, tốt nhất là dùng phương pháp thêm tiêu chuẩn để xác định nồng độ

của nguyên tố phân tích trong mẫu, hay biến đổi của mẫu sang nền tự tạo phù hợp cho

cả mẫu đầu và các mẫu phân tích.

1.5.5.2. Phƣơng pháp thêm tiêu chuẩn

Trong thực tế phân tích, đặc biệt là xác định lượng vết các kim loại, khi gặp phải

các đối tượng phân tích có thành phần phức tạp và không thể chuẩn bị được một dẫy

mẫu đầu (mẫu chuẩn) phù hợp về thành phần với mẫu phân tích, thì tốt nhất là dùng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

phương pháp thêm tiêu chuẩn. Chỉ như thế mới loại trừ được yếu tố ảnh hưởng về

thành phần của mẫu.

Nguyên tắc của phương pháp này là người ta dùng ngay mẫu phân tích làm nền

để chuẩn bị một dẫy mẫu đầu, bằng cách lấy một lượng mẫu phân tích nhất định và gia

thêm vào đó những lượng nhất định của nguyên tố cần xác định theo từng bậc nồng độ

(theo cấp số cộng). Ví dụ lượng thêm vào là ΔC1, ΔC2, ΔC3, ΔC4, như thế chúng ta sẽ

có một dẫy mẫu chuẩn có thành phần hoá học của các tạp chất là như nhau, các đặc

tính vật lí cũng như nhau. Nồng độ của dung dịch cần xác định là Cx thì ta sẽ được các

dung dịch chuẩn có nồng độ lần lượt là (Cx+ΔC1); (Cx+ΔC2); (Cx+ΔC3); ...

Tiếp đó cũng chọn các điều kiện thí nghiệm phù hợp và một vạch phổ của

nguyên tố phân tích, tiến hành ghi cường độ hấp thụ của vạch phổ đó theo tất cả dẫy

mẫu đầu. Ví dụ chúng ta thu được các giá trị tương ứng là Al, A2, A3, A4.. Bây giờ từ

các giá trị cường độ này và ứng với các nồng độ thêm vào của nguyên tố phân tích

chúng ta dựng một đường chuẩn theo hệ tọa độ A - ΔC. Đó chính là đường chuẩn của

Sau đó để xác định nồng độ Cx chưa

phương pháp thêm chuẩn.

biết chúng ta làm như sau:

Cách 1: Kéo dài đường chuẩn về phía

trái, nó cắt trục hoành tại điểm Cx. Đoạn OCX chính bằng giá trị nồng độ Cx cần tìm.

Cách 2: Cũng có thể xác định Cx bằng cách từ gốc tọa độ kẻ một đường song song với

đường chuẩn và từ điểm A0 kẻ đường song song với trục hoành, hai đường này cắt Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

nhau tại điểm M, từ điểm M hạ đường vuông góc với trục hoành, đường này cắt trục

hoành tại điểm C0, Chính đoạn OC0 là bằng giá trị Cx phải tìm.

Phương pháp này có ưu điểm là quá trình chuẩn bị mẫu dễ dàng, không cần

nhiều hóa chất tinh khiết cao để chuẩn bị dẫy mẫu đầu nhân tạo. Mặt khác lại loại trừ

được hoàn toàn ảnh hưởng về thành phần của mẫu cũng như cấu trúc vật lí của các chất

tạo thành mẫu. Nhưng phải chú ý rằng, nồng độ thêm vào của nguyên tố phân tích phải

theo từng bậc và khoảng cách của các bậc đó phải xấp xỉ bằng nồng độ Cx phải tìm. Có

như vậy thì sự nội suy tuyến tính mới có ý nghĩa chính xác.

1.5.6. Phƣơng pháp xử lí mẫu phân tích xác định Mn và Zn [4;5]

Để xác định nồng độ Mn và Zn trong rau trước hết ta phải tiến hành xử lí mẫu

nhằm chuyển hết các nguyên tố cần xác định có trong mẫu từ trạng thái ban đầu (dạng

rắn) về dạng dung dịch. Đây là công việc rất quan trọng vì nó có thể dẫn đến những sai

lệch trong kết quả phân tích do sự nhiễm bẩn mẫu hay làm mất chất phân tích nếu thực

hiện không tốt. Hiện nay có rất nhiều kĩ thuật xử lí mẫu phân tích, đối với rau xanh thì

hai kĩ thuật chính dùng để phá mẫu gồm kĩ thuật tro hoá ướt bằng axit đặc có tính oxi

hoá mạnh (phương pháp xử lí ướt) , kĩ thuật tro hoá khô (phương pháp xử lí khô) và

phương pháp xử lí khô-ướt kết hợp.

1.5.6.1. Phƣơng pháp xử lí ƣớt

Nguyên tắc chung: Dùng axit đặc có tính oxi hoá mạnh (HNO3, HClO4,...) hay

hỗn hợp các axit và một chất oxi hoá mạnh (HNO3+HClO4) hoặc hỗn hợp một axit

mạnh và một chất có tính oxi hoá mạnh (HNO3+H2O2)...để phân huỷ hết các chất hữu

cơ và chuyển hết các kim loại ở dạng hữu cơ về thành các ion trong dung dịch muối vô

cơ. Việc phân huỷ hết có thể thực hiện trong hệ đóng kín (áp suất cao), hay trong hệ

mở (áp suất thường). Lượng axit phải dùng khoảng từ 10-15 lần lượng mẫu, tuỳ thuộc

mỗi loại mẫu và cấu trúc vật lí, hoá học của nó. Thời gian phân huỷ trong các hệ hở,

bình Kendan, ống nghiệm, cốc....thường từ vài giờ đến vài chục giờ, cũng tuỳ vào loại

mẫu và bản chất của các chất, còn nếu trong lò vi sóng hệ kín thì chỉ mất vài chục phút.

Thường khi phân huỷ xong phải tiến hành đuổi hết các axit dư trước khi định mức và

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

tiến hành đo phổ.

 Ƣu nhƣợc điểm của kĩ thuật này là:

- Không bị mất các chất phân tích, nhất là trong lò vi sóng.

- Thời gian phân huỷ mẫu lâu, thường là từ 10-18 giờ.

- Tốn nhiều axit, dễ bị nhiễm bẩn do môi trường xung quanh hoặc do lượng

axit đưa vào và phải đuổi axit dư nhiều, có khi khó khăn và không hết được mất thời

gian và có thể nhiễm bụi bẩn vào mẫu trong thời gian đó.

1.5.6.2. Phƣơng pháp xử lí khô

Nguyên tắc chung: Đối với các mẫu hữu cơ, trước hết phải được xay hay nghiền

thành bột, vữa hay thể huyền phù. Sau đó dùng nhiệt độ để tro hoá mẫu, đốt cháy chất

hữu cơ và đưa các kim loại về dạng oxit hay muối của chúng. Cụ thể là: Cân một lượng

mẫu nhất định (5-10 gam) vào chén nung. Nung chất mẫu ở một nhiệt độ thích hợp để

đốt cháy hết các chất hữu cơ thành CO2 và H2O, và lấy bã vô cơ còn lại của mẫu là các

oxit, các muối, sau đó hoà tan bã thu được này trong axit vô cơ, như HCl (1/1),

HNO3(1/2)...để chuyển hết các kim loại vào dạng ion trong dung dịch sau đó xác định

nó theo một phương pháp đã chọn. Nhiệt độ tro hoá mẫu thường được chọn ở vùng từ 400-5000C, nó tuỳ theo mỗi loại mẫu và chất cần phân tích. Cần lưu ý là thực chất việc

tro hoá mẫu dùng nhiệt chỉ là bước đầu của quá trình xử lí mẫu.

 Ƣu nhƣợc điểm của kĩ thuật này là:

- Tro hoá triệt để mẫu, hết các chất hữu cơ.

- Thời gian phân huỷ mẫu ngắn, đơn giản dễ thực hiện.

- Không tốn nhiều axit và không có axit dư.

- Hạn chế được sự nhiễm bẩn do dùng ít hoá chất.

- Mẫu dung dịch thu được sẽ sạch và trong.

1.5.6.3. Phƣơng pháp xử lí khô-ƣớt kết hợp

Nguyên tắc chung: Mẫu được phân huỷ trong chén hay cốc nung mẫu. Trước

tiên người ta thực hiện xử lí ướt sơ bộ bằng một lượng nhỏ axit và chất phụ gia để phá

vỡ sơ bộ cấu trúc ban đầu của các hợp chất mẫu và tạo điều kiện giữ một số nguyên tố

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

có thể bay hơi khi nung, sau đó mới đem nung ở nhiệt độ thích hợp. Do đó lượng axit

dùng để xử lí ướt chỉ bằng 1/4 hay 1/5 lượng cần dùng cho xử lí ướt. Sau đó đem nung

sẽ nhanh hơn và quá trình xử lí sẽ triệt để hơn xử lí ướt và còn hạn chế bớt được sự mất

mát của một số kim loại khi nung. Do đó đã tận dụng được ưu điểm của của cả hai kĩ

thuật xử lí ướt và khô, nhất là đã giảm bớt được các hoá chất (axit hay kiềm tinh khiết

cao) khi tro ướt, dung dịch thu được là trong vì không còn chất hữu cơ và sạch hơn tro

hoá ướt bình thường.

Xử lí ướt ban đầu là để bảo vệ một số nguyên tố cho xử lí khô tiếp theo không

bị mất. Cách này phù hợp cho các mẫu nền (matrix) là chất hữu cơ, xử lí để xác định

các kim loại và một số phi kim. Nhưng không có lò vi sóng thì đây là cách tốt nhất cho

xử lí mẫu xác định các kim loại trong các các đối tượng sinh học, môi trường và quặng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

đất đá.

CHƢƠNG II

THỰC NGHIỆM

2.1. Thiết bị và hoá chất

Để thực hiện đề tài này, chúng tôi sử dụng các thiết bị và hoá chất sau:

2.1.1. Thiết bị

- Máy đo quang phổ hấp thụ nguyên tử Thermo (Anh)- Phòng thí nghiệm Hoá

Học-Đại học Khoa Học-Đại học Thái Nguyên.

- Pipet 1;2;5;10 mL.

- Pipet man.

- Bình kendal.

- Bình định mức 10; 25; 50; 250; 1000 mL.

- Cốc thuỷ tinh.

- Ống đong, phễu.

- Tủ sấy Jeio tech (Hàn Quốc).

- Cân phân tích và một số thiết bị khác.

2.1.2. Hoá chất

- Nước cất hai lần.

- Axit đặc: HCl 36%; HNO3 65%; HClO4 70%: Merck. - Các dung dịch chuẩn Zn2+ 1000 ppm (1000 mg/l); Mn2+ 1000 ppm (1000 mg/l)

- Các dung dịch nền: CH3COONH4 PA 10% (Merck).

CH3COONa PA 10% (Merck).

LaCl3 PA 10% (Merck).

- Dung dịch các cation kim loại để nghiên cứu ảnh hưởng.

2.2. Khảo sát các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử dùng ngọn lửa trực tiếp của

kẽm và mangan

2.2.1. Khảo sát các thông số của máy đo

2.2.1.1. Khảo sát vạch phổ hấp thụ

Mỗi loại nguyên tử của một nguyên tố hoá học chỉ có thể hấp thụ được những

bức xạ có bước sóng mà chính nó có thể phát ra trong quá trình phát xạ khi chúng ở

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

trạng thái hơi. Nhưng thực tế không phải mỗi loại nguyên tử có thể hấp thụ tất cả các

bức xạ mà nó phát ra, quá trình hấp thụ chỉ tốt và nhạy chủ yếu đối với các vạch nhạy

(vạch đặc trưng hay vạch cộng hưởng). Vì mục đích xác định hàm lượng kẽm và

mangan trong rau thường có nồng độ rất nhỏ (lượng vết) nên chúng tôi tiến hành khảo

sát để tìm ra các vạch phổ có độ nhạy cao. Kết quả thu được như sau:

 Đối với kẽm:

Tiến hành khảo sát ở các bước sóng khác nhau để tìm nồng độ nhỏ nhất có thể phát

hiện được ứng với mỗi bước sóng đó.

Bảng 2.1: Kết quả khảo sát các vạch phổ hấp thụ của kẽm

STT Bước sóng (nm)

Độ nhạy (µg/mL) 0,02 Độ nhạy kém vạch phổ số 1 1 1 213,9

40 2000 lần kém 307,6 2

 Đối với mangan:

Để thực hiện công việc này chúng tôi tiến hành đo cường độ vạch phổ của các dung dịch Mn2+ 1ppm trong nền HNO3 2% ở các bước sóng khác nhau.

Bảng 2.2: Kết quả khảo sát các vạch phổ hấp thụ của mangan

STT Bước sóng (nm)

Độ hấp thụ (Abs) 0,035 Độ nhạy kém vạch phổ số 1 1 1 279,5

279,8 0,024 1,5 lần kém 2

280,1 0,012 3 lần kém 3

403,00 0,003 10 lần kém 4

Như vậy nhìn vào kết quả khảo sát, cũng như dựa vào các tài liệu tham khảo, cũng như

yêu cầu xác định vi lượng các nguyên tố chúng tôi thấy rằng vạch phổ 213,9 nm đối

với nguyên tố kẽm và vạch phổ 279,5 nm đối với nguyên tố mangan là những vạch phổ

nhạy nhất, cho độ hấp thụ cao, phù hợp với phép phân tích.

2.2.1.2. Khảo sát cƣờng độ dòng đèn catot rỗng

Đèn catot rỗng (HCL) là nguồn phát bức xạ cộng hưởng, nó chỉ phát ra các tia

phát xạ nhạy của nguyên tố kim loại được dùng làm catot rỗng. Đèn catot làm việc tại

một chế độ dòng nhất định sẽ cho chùm phát xạ có cường độ nhất định. Mỗi sự giao

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

động về dòng điện làm việc của đèn đều có ảnh hưởng đến cường độ của chùm tia phát

ra. Ta phải chọn một giá trị cường độ dòng phù hợp và giữ nguyên trong suốt quá trình

định lượng Mn và Zn. Theo lí thuyết và thực nghiệm cường độ đèn HCL tốt nhất cho

phép đo nằm trong vùng 60%-85% dòng giới hạn cực đại của đèn. Tiến hành khảo sát

với dung dịch Mn 1ppm và Zn 1ppm trong HNO3 2% ở những bước sóng đã chọn với

cường độ dòng đèn HCL từ 60%-80% Imax.

Kết quả thu được trình bày ở bảng 2.3 và 2.4

Bảng 2.3: Kết quả khảo cƣờng độ dòng đèn với nguyên tố Mn

I (mA)

60% Imax 65% Imax 70% Imax 75% Imax 80% Imax

Abs

0,063 0,061 0,066 0,067 0,067 Lần 1

0,065 0,060 0,067 0,065 0,067 Lần 2

0,066 0,059 0,066 0,062 0,066 Lần 3

0,065 0,060 0,066 0,065 0,066 TB

2,43 2,84 1,07 3,92 1,06 %RSD

Bảng 2.4 : Kết quả khảo cƣờng độ dòng đèn với nguyên tố Zn

I (mA)

60% Imax 65% Imax 70% Imax 75% Imax 80% Imax

Abs

0,150 0,192 0,164 0,144 0,149 Lần 1

0,153 0,184 0,159 0,141 0,148 Lần 2

0,150 0,176 0,157 0,147 0,149 Lần 3

0,151 0,184 0,160 0,144 0,149 TB

1,15 4,35 2,25 2,45 1,44 %RSD

Qua kết quả khảo sát chúng tôi chọn cường độ dòng đèn để đo Mn là 75% Imax

và Zn là 75% Imax vì ở đó có cường độ vạch phổ hấp thụ cao và sai số nhỏ.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

2.2.1.3. Khảo sát độ rộng khe đo

Theo nguyên tắc hoạt động của hệ thống đơn sắc trong máy phổ hấp thụ nguyên

tử, chùm tia phát xạ cộng hưởng của nguyên tố cần nghiên cứu phát ra từ đèn catot

rỗng, sau khi đi qua môi trường hấp thụ sẽ được hướng vào khe đo của máy, được trực

chuẩn, được phân li và sau đó chỉ một vạch phổ cần đo được chọn và hướng vào khe

đo để tác dụng vào tác nhân quang điện để phát hiện và xác định cường độ của vạch

phổ. Do vậy, khe đo của máy phải được chọn chính xác, phù hợp với từng vạch phổ, có

độ lặp lại cao trong mỗi phép đo và lấy được hết độ rộng của vạch phổ.

Đối với các nguyên tố Zn và Mn để chọn được khe đo phù hợp chúng tôi tiến

hành khảo sát với các dung dịch Zn 1ppm và Mn 1ppm trong HNO3 2% và tiến hành

đo ở các khe đo khác nhau. Kết quả đo được trình bày trong bảng 2.5 và 2.6 sau:

Bảng 2.5 : Kết quả khảo sát khe đo với nguyên tố Mn

Khe đo(nm)

0,5 1,0 0,1 0,2

Abs

0,065 0,066 0,069 0,070 Lần 1

0,067 0,065 0,067 0,071 Lần 1

0,066 0,069 0,070 0,070 Lần 1

0,066 0,067 0,069 0,070 TB

1,51 3,17 2,29 1,01 %RSD

Bảng 2.6 : Kết quả khảo sát khe đo với nguyên tố Zn

Khe đo(nm)

0,5 1,0 0,1 0,2

Abs

0,141 0,144 0,149 0,145 Lần 1

0,141 0,147 0,148 0,145 Lần 1

0,142 0,145 0,146 0,145 Lần 1

0,141 0,145 0,148 0,145 TB

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

2,13 1,09 1,07 0,00 %RSD

Từ kết quả thu được ở bảng trên chúng tôi chọn khe đo với nguyên tố Zn và

nguyên tố Mn đều là 0,5 nm vì đây là khe đo cho kết quả phân tích có độ lặp lại cao,

sai số nhỏ nhất và 100% diện tích pic của vạch phổ sẽ nằm trong khe đo.

2.2.1.4. Khảo sát chiều cao của đèn nguyên tử hoá mẫu

Cấu tạo của ngọn lửa khí gồm 3 thành phần chính: phần tối, phần trung tâm và

đuôi ngọn lửa. Trong đó phần trung tâm có nhiệt độ cao nhất và thường không có màu

hoặc màu lam rất nhạt. Trong phần này hỗn hợp khí được đốt cháy tốt nhất, các phản

ứng thứ cấp ở mức độ tối thiểu, quá trình hoá hơi, nguyên tử hoá mẫu được thực hiện

với hiệu suất cao và ổn định. Do đó trong phép đo F-AAS người ta phải chọn chiều cao

của đèn nguyên tử hoá mẫu phù hợp. Điều này được thực hiện bằng cách điều chỉnh

chiều cao đầu đốt (vị trí chùm tia đơn sắc đi qua là cố định) sao cho phù hợp với từng

nguyên tố cần xác định.

Để xác định chiều cao thích hợp của đèn nguyên tử hoá mẫu chúng tôi tiến hành đo mật độ quang của các dung dịch Zn2+ 1ppm và Mn2+ 1ppm đều trong HNO3 2% khi

chiều cao của đèn nguyên tử hoá mẫu được điều chỉnh ở các mức độ khác nhau. Kết

quả được trình bày trong bảng 2.7 :

Bảng 2.7: Khảo sát ảnh hƣởng chiều cao của đèn nguyên tử hoá mẫu

5 6 7 8 Chiều cao burner (nm)

Lần 1 0,206 0,266 0,277 0,277

Độ hấp thụ của Mn2+ Lần 2 0,226 0,277 0,276 0,277

1ppm (Abs) Lần 3 0,232 0,276 0,275 0,276

Trung bình 0,221 0,273 0,276 0,277

Sai số (%RSD) 4,26 3,56 3,22 1,00

Lần 1 0,112 0,122 0,104 0.104

Độ hấp thụ của Zn2+ Lần 2 0,123 0,131 0,103 0.104

1ppm (Abs) Lần 3 0,124 0,123 0,101 0.103

Trung bình 0,123 0,125 0,103 0.104

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Sai số (%RSD) 5,56 3,94 2,23 1,04

Qua kết quả thu được ở đây chúng tôi chọn chiều cao của đèn nguyên tử hoá

mẫu đối với các nguyên tố Zn và Mn đều là 7mm vì ở điều kiện này pic thu được có độ

nhạy và độ ổn định cao, sai số là nhỏ nhất.

2.2.1.5. Khảo sát lƣu lƣợng khí axetilen

Trong phép đo F-AAS nhiệt độ của ngọn lửa là yếu tố quyết định quá trình hoá

hơi và nguyên tử hoá mẫu. Nhiệt độ của ngọn lửa lại phụ thuộc vào thành phần và bản

chất hỗn hợp khí tạo ra ngọn lửa. Theo kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu bằng ngọn lửa ta

dùng năng lượng nhiệt của ngọn lửa đèn khí để hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu phân

tích. Vì thế mọi quá trình xảy ra trong khi nguyên tử hoá mẫu là phụ thuộc vào đặc

trưng và tính chất của ngọn lửa.

Mn và Zn bị nguyên tử hoá ở nhiệt độ khoảng 23500C đến 24500C, nên dùng

ngọn lửa đèn khí của khí axetilen và không khí nén là phù hợp. Trong đó lưu lượng

không khí nén được giữ cố định, do đó để chọn điều kiện ngọn lửa có nhiệt độ phù hợp

cho phép đo ta tiến hành khảo sát tốc độ dẫn khí axetilen với các dung dịch Mn 1ppm

và Zn 1ppm trong đều HNO3 2%. Kết quả khảo sát được đưa ra trong bảng 2.8và 2.9

Bảng 2.8: Kết quả khảo sát tốc độ dẫn khí axetilen đối với Mn

0,8 1 1,2 1,5 C2H2 (l/ph)

Abs

0,054 0,066 0,067 Lần 1 0,069

0,054 0,067 0,069 Lần 1 0,070

0.054 0,064 0,068 Lần 1 0,069

0,054 0,066 0,068 Trung bình 0,069

0,00 2,40 1,47 %RSD 1,02

Bảng 2.9 : Kết quả khảo sát tốc độ dẫn khí axetilen đối với Zn

0,8 1,2 1,5 1 C2H2 (l/ph)

Abs

0,131 0,145 0,134 Lần 1 0,149

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

0,132 0,142 0,134 Lần 1 0,148

0,132 0,135 0,143 Lần 1 0,149

0,132 0,134 0,143 Trung bình 0,149

0,54 0,53 1,11 %RSD 0,47

Theo kết quả thu được ở các bẳng trên ta thấy rằng lưu lượng khí axetilen

1,2lít/ph là phù hợp nhất đối với phép đo các nguyên tố Mn và Zn. Vì ở đây đảm bảo

cho phép đo có độ nhạy và độ ổn định cao nhất. (Đối với phép đo nguyên tố Mn với

lưu lượng khí là 0,8 lít/ph ta thấy rằng cho sai số nhỏ tuy nhiên chúng tôi vẫn chọn lưu

lượng khí là 1,2 lít/ph vì ở đây phép đo vẫn cho sai số không đáng kể và cường độ vạch

phổ thu được là lớn).

2.2.1.6. Khảo sát tốc độ dẫn mẫu

Tốc độ dẫn mẫu vào buồng aresol hoá cũng ảnh hưởng tới cường độ vạch phổ

cần đo. Đối với một hệ thống máy nhất định thì tốc độ dẫn mẫu phụ thuộc chủ yếu vào

độ nhớt của dung dịch. Trên máy Thermo của Anh, chúng tôi sử dụng hệ thống bơm

mẫu tự động (ASC), dung dịch mẫu được hút với thể tích là 20µl cho một lần đo. Đây

là tốc độ dẫn mẫu được chọn phù hợp với hầu hết các dung dịch thông thường có nồng

độ muối không cao.

2.2.2. Khảo sát ảnh hƣởng của các loại axit và nồng độ axit

Trong phép đo F-AAS, mẫu đo ở dạng dung dịch và trong môi trường axit.

Nồng độ axit trong dung dịch luôn có ảnh hưởng đến cường độ vạch phổ của các

nguyên tố cần phân tích thông qua tốc độ dẫn mẫu, khả năng hoá hơi và nguyên tử hoá

các chất mẫu.

Nói chung các loại axit dễ bay hơi gây ảnh hưởng nhỏ, các loại axit khó bay hơi gây

ảnh hưởng lớn. Các axit làm giảm cường độ vạch phổ của nguyên tố cần phân tích theo

thứ tự: HClO4

gây ảnh hưởng nhỏ nhất trong vùng nồng độ nhỏ. Chính vì thế trong thực tế phân tích

của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) người ta thường dùng môi trường là axit

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

HCl hay HNO3.

Chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của hai loại axit có thể dùng để hoà tan

mẫu và tạo môi trường axit là HCl và HNO3 lên cường độ của vạch phổ hấp thụ của

kẽm và mangan trên nguyên tắc cố định nồng độ của ion kim loại và pha trong các

dung dịch axit có nồng độ biến thiên và khảo sát độ hấp thụ của các nguyên tố kẽm và

mangan. Kết quả được trình bày trong các bảng dưới đây:

2.2.2.1. Ảnh hƣởng của các loại axit và nồng độ axit tới phép đo Mn

Tiến hành khảo sát đối với dung dịch Mn 1ppm trong các axit HCl và HNO3 với nồng

độ biến thiên từ 0 đến 5%. Các kết quả được chỉ ra ở bảng 2.10

Bảng 2.10: Ảnh hƣởng của các loại axit và nồng độ axit tới phép đo Mn

Nồng độ axit (C%) 0 1 2 3 4 5

Lần 1 0,032 0,033 0,034 0,033 0,034 0,035

Lần 2 0,028 0,032 0,033 0,035 0,035 0,035

HNO3 Lần 3 0,027 0,033 0,032 0,035 0,033 0,036

TB 0,029 0,033 0,033 0,034 0,034 0,035

Sai số (%RSD) 6,74 1,77 3,03 3,36 2,94 0,84

Lần 1 0,033 0,034 0,033 0,034 0,034 0,034

Lần 2 0,029 0,034 0,032 0,036 0,036 0,034

HCl Lần 3 0,028 0,032 0,032 0,035 0,033 0,035

TB 0,030 0,033 0,032 0,035 0,035 0,034

Sai số (%RSD) 7,28 3,46 1,79 2,86 3,33 1,02

Như vậy nồng độ HNO3 và HCl trong các dung dịch mẫu < 5% không ảnh

hưởng tới phép đo phổ của Mn. Với HCl và HNO3 nồng độ 2% cho phổ là ổn định

nhất, đồng thời giữ nguyên được các nguyên tố cần phân tích trong dung dịch.

Tiếp theo chúng tôi tiến hành khảo sát để chọn ra trong hai loại axit HCl 2% và

HNO3 2% loại axit ít ảnh hưởng tới phép đo của Mn nhất. Bằng cách pha các dung

dịch với nồng độ biến thiên của Mn trong các nồng độ axit đã chọn. Kết quả được

trình bày trong bảng 2.11:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Bảng 2.11: Độ hấp thụ của Mn trong các axit tối ƣu

(Các kết quả đo được lấy giá trị trung bình)

STT Nồng độ Mn2+ (ppm) HCl 2% HNO3 2%

0,001 0,001 1 0.1

0,011 0,016 2 0.5

0,022 0,035 3 1

0,069 0,074 4 2

0,101 0,104 5 3

Hình 2.1: Sự phụ thuộc của phép đo mangan vào các axit HCl 2% và HNO3 2%

Qua đồ thị ta thấy rằng HNO3 2% cho độ hấp thụ của nguyên tố cao và cho kết

quả ổn định hơn cả trong phép đo Mn (ứng với đồ thị có độ thẳng và độ dốc cao và

nằm phía trên).

2.2.2.2. Ảnh hƣởng của các loại axit và nồng độ axit tới phép đo Zn

Tiến hành khảo sát đối với dung dịch Zn 1ppm trong các axit HCl và HNO3 với nồng

độ biến thiên từ 0 đến 5%. Các kết quả được chỉ ra ở bảng 2.12 và 2.13

Bảng 2.12: Ảnh hƣởng của các loại axit và nồng độ axit tới phép đo Zn

Nồng độ axit (C%) 0 1 2 3 4 5

Lần 1 0,108 0,113 0,124 0,122 0.119 0,116

Lần 2 0,106 0,111 0,122 0,122 0,122 0,116

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

HNO3 Lần 3 0,112 0,114 0,123 0,125 0,123 0,115

0,109 0,113 0,123 0,123 0,121 0,116

2,81 1,36 0,94 1,41 1,72 Trung bình Sai số (%RSD) 0,52

0,102 0,114 0,116 0,121 0,120 Lần 1 0,114

0,105 0,112 0,115 0,122 0,123 Lần 2 0,114

HCl 0,104 0,114 0,114 0,120 0,122 Lần 3 0,113

0,104 0,113 0,115 0,121 0,122 0,114

2,01 1,02 0,87 0.89 1,26 Trung bình Sai số (%RSD) 0,57

Như vậy nồng độ HNO3 và HCl trong các dung dịch mẫu < 5% không ảnh

hưởng tới phép đo phổ của Zn. Trong đó nồng độ HNO3 2% cho kết quả có độ lặp lại

cao, ổn định nhất.

Tiếp theo chúng tôi tiến hành khảo sát để chọn ra trong hai loại axit HCl 2% và

HNO3 2% loại axit ít ảnh hưởng tới phép đo của Zn nhất. Bằng cách pha các dung dịch

với nồng độ biến thiên của Zn trong các nồng độ axit đã chọn. Kết quả được trình bày

trong bảng sau:

Bảng 2.13: Độ hấp thụ của Zn trong các axit tối ƣu

(Các kết quả đo được lấy giá trị trung bình)

STT Nồng độ Zn2+ (ppm) HCl 2% HNO3 2%

0,054 1 0.5 0,055

0,079 2 1 0,107

0,146 3 1,5 0,156

0,189 4 2 0,210

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

0,256 5 2,5 0,267

Hình 2.2: Sự phụ thuộc của phép đo kẽm vào các axit HCl 2% và HNO3 2%

Qua đồ thị ta thấy rằng HNO3 2% cho độ hấp thụ của nguyên tố cao và cho kết

quả ổn định hơn cả trong phép đo Zn (ứng với đồ thị có độ thẳng và độ dốc cao và nằm

phía trên).

Trong quá trình phân tích mẫu các nguyên tố Mn và Zn chúng tôi chọn nền là

axit HNO3 2%.

2.2.3. Khảo sát thành phần nền của mẫu

Trong một số trường hợp, các mẫu có chứa các nguyên tố dưới dạng các chất

bền nhiệt. Các chất này gây khó khăn, cản trở cho quá trình hoá hơi nguyên tử hoá

mẫu, từ đó làm giảm độ nhạy của phương pháp phân tích và cường độ vạch phổ. Để

loại trừ ảnh hưởng của yếu tố này người ta có thể dùng nhiều biện pháp khác nhau. Đó

là:

- Tăng nhiệt độ nguyên tử hoá mẫu.

- Thêm các chất phụ gia có nồng độ phù hợp để ngăn cản sự xuất hiện các hợp chất bền nhiệt.

- Tách bỏ hai nguyên tố nền khi hai biện pháp trên không đạt hiệu quả. Tất nhiên việc sử dụng biện pháp này là hữu hạn.

Trong ba biện pháp này thì biện pháp thứ nhất chỉ được sử dụng trong một

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

chừng mực nhất định do sự hạn chế của trang thiết bị, bản chất của khí đốt. Do đó

phương pháp thêm chất nền là biện pháp được sử dụng phổ biến trong phép đo AAS.

Với từng phép đo mà ta sử dụng các nền khác nhau.

Trên cơ sở lí thuyết của phép đo mà chúng tôi tiến hành khảo sát với chất nền

CH3COONa (NaAC) và CH3COONH4 (NH4Ac) có nồng độ biến thiên từ 1-3% đối với

dung dịch Mn 1ppm và Zn 2ppm trong HNO3 2%. Kết quả được chỉ ra ở bảng 2.14 :

Bảng 2.14: Khảo sát ảnh hƣởng của thành phần nền

Nồng độ (C%) Mn 1ppm (trong HNO3 2%)

% RSD 0,9 Zn 2ppm (trong HNO3 2%) % RSD 0,6 Abs 0,198 0 Abs 0,033

0,078 0,2 0,211 0,3 CH3COONH4 1%

0,061 0,4 0,171 0,4 CH3COONH4 2%

0,052 0,5 0,169 0,5 CH3COONH4 3%

0,053 0,5 0,164 0,7 CH3COONa 1%

0,055 0,3 0,155 0,7 CH3COONa 2%

0,028 0,9 0,197 1,2 CH3COONa 3%

Qua kết quả thu được chúng tôi thấy rằng nền CH3COONH4 1% cho cường độ

hấp thu cao và ổn định nhất hay hệ số biến động nhỏ nhất. Do đó chúng tôi sử dụng

nền CH3COONH4 1% để tiến hành phép đo kẽm và mangan.

Nền CH3COONH4 có tác dụng loại bỏ sự hình thành các hợp chất bền nhiệt,

nhưng lại không có tác dụng loại bỏ sự ảnh hưởng của một số cation và anion, vì vậy

để cho kết quả phân tích tốt nhất cần phải thêm các chất phụ gia khác nữa. Thực tế

trong phép đo F-AAS, các chất phụ gia thường được thêm vào là LaCl3; SrCl2; LiCl;

KCl và AlCl3. Trong đó LaCl3 được sử dụng rộng rãi nhất, các chất còn lại chỉ dùng

cho một số trường hợp riêng biệt. Vì vậy chúng tôi chọn LaCl3 là chất phụ gia thêm

vào, tuy nhiên LaCl3 lại có nhiệt hoá hơi cao nếu nồng độ của LaCl3 mà lớn thì nhiệt

độ ngọn lửa lại không đủ để hoá hơi mẫu. Do đó cần khảo sát nồng độ phù hợp nhất

của LaCl3.

Chúng tôi tiến hành khảo sát đối với dung dịch Mn 1ppm và Zn 2ppm (trong

HNO3 2% và CH3COONH4 1%). Kết quả được chỉ ra ở bảng 2.15

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Bảng 2.15: Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ LaCl3

Nồng độ LaCl3 Mn 1ppm (trong HNO3 2%) Zn 2ppm (trong HNO3 2%)

(C%) % RSD % RSD Abs Abs

0,033 0,7 0,198 0,6 LaCl3 0 %

0,086 0,4 0,211 0,4 LaCl3 0,5%

0,098 0,3 0,224 0,3 LaCl3 1%

0,062 0,5 0,169 0,8 LaCl3 2%

Qua kết quả thu được chúng tôi thấy rằng tại nồng độ LaCl3 1% cường độ hấp

thu của Zn và Mn cao và ổn định, do đó chúng tôi chọn LaCl3 1% là chất phụ gia thêm

vào.

2.2.4. Khảo sát ảnh hƣởng của các ion

Dung dịch mẫu phân tích, ngoài nguyên tố cần xác định, thường còn chứa các

nguyên tố khác. Các nguyên tố này tồn tại dưới dạng các cation hay anion tan trong

dung dịch mẫu. Các ion này có thể làm tăng, cũng có thể làm giảm, hoặc cũng có thể

không gây ảnh hưởng gì đến cường độ vạch phổ của nguyên tố phân tích. Khi có ảnh

hưởng thì mức độ ảnh hưởng của mỗi ion cũng rất khác nhau trong từng trường hợp cụ

thể.

Trong đối tượng phân tích của chúng tôi (rau xanh) thường có rất nhiều cation và anion khác nhau, trong đó đáng chú ý là các cation và anion sau: K+; Na+; Ca2+;

Ba2+; Mg2+;... Do vậy chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của các

cation và anion này tới phép đo phổ AAS.

2.2.4.1. Khảo sát ảnh hƣởng của các cation

Để xem xét ảnh hưởng của các cation chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng

của từng nhóm cation đối với dung dịch Mn 1ppm và Zn 1ppm (trong nền HNO3 2%;

CH3COONH4 1% và LaCl3 1%). Đó là các nhóm :

- Nhóm cation kim loại kiềm: K+; Na+. - Nhóm cation kim loại kiềm thổ: Ca2+; Mg2+; Ba2+. - Nhóm cation kim loại nặng hoá trị II: Cd2+; Pb2+. - Nhóm kim loại hoá trị III: Al3+; Fe3+.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Kết quả khảo sát được chỉ ra ở các bảng sau:

Bảng 2.16: Ảnh hƣởng của nhóm cation kim loại kiềm

C0 C1 C2 C3 C4

0 100 200 400 800

Mẫu Ion Na+ (ppm) K+ (ppm) 0 100 200 400 800

Abs-Zn 0,4244 0,4239 0,4233 0,4247 0,4319

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Abs-Mn 0,2762 0,2765 0,2761 0,2760 0,2762

Bảng 2.17: Ảnh hƣởng của nhóm cation kim loại kiềm thổ

Vì nguyên tố Mg có bước sóng hấp thụ cực đại là Mg-285,2 nm như vậy tương

đối gần với bước sóng cực đại của các nguyên tố Zn-213,9 nm và Mn-279,5 nm . Do vậy đối với ion Mg2+ chúng tôi tiến hành khảo sát ở các khoảng nồng độ của Mg2+ nhỏ

hơn so với các ion kim loại Na và K.

C0 C5 C7 C8 C6

0 5 20 40 10

0 100 400 800 200

Mẫu Ion Mg2+ (ppm) Ca2+ (ppm) Ba2+ (ppm) 0 100 400 800 200

0,4253 Abs-Zn 0,4244 0,4252 0,4286 0,4352

Abs-Mn 0,3527 0,3567 0,2772 0,2762 0,2762

Bảng 2.18: Ảnh hƣởng của nhóm cation kim loại nặng hoá trị II

Vì các nguyên tố Cd và Pb có bước sóng hấp thụ cực đại là Cd-228,8 nm và

Pb-217,0 nm, như vậy tương đối gần với bước sóng cực đại của các nguyên tố Zn-213,9 nm và Mn-279,5 nm . Do vậy đối với các ion Cd2+ và Pb2+ chúng tôi tiến hành khảo sát ở các khoảng nồng độ của Cd2+ và Pb2+ nhỏ hơn so với các ion kim loại

kiềm và kiềm thổ.

Mẫu C0 C9 C10 C11 C12

0 10 20 40 80

Ion Cd2+ (ppm) Pb2+ (ppm) 0 10 20 40 80

Abs-Zn 0,5302 0,5342 0,4244 0,4247 0,4233

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Abs-Mn 0,3021 0,3105 0,3122 0,2762 0,2763

Bảng 2.19: Ảnh hƣởng của nhóm cation kim loại hoá trị III

Mẫu C0 C13 C14 C15 C16

0 10 20 40 100

Ion Al3+ (ppm) Fe3+(ppm) 0 10 20 40 80

Abs-Zn 0,5043 0,5078 0,5212 0,4244 0,4332

Abs-Mn 0,3120 0,3114 0,2762 0,2770 0,2772

 Nhận xét: Qua khảo sát các ion: Na+; K+;Ca2+; Ba2+; Mg2+;Cd2+; Pb2+; Al3+; Fe3+

chúng tôi thấy kết quả như sau:

- Các ion không gây ảnh hưởng đến cả hai phép đo mangan và kẽm: Na+; K+;

Ca2+; Ba2+.

- Mangan bị ảnh hưởng bởi: Mg2+ (khi nồng độ lớn hơn10 ppm); Cd2+ và Pb2+ (khi

nồng độ lớn hơn 10 ppm) ; Al3+ và Fe3+ (khi nồng độ lớn hơn 20 ppm).

- Kẽm bị ảnh hưởng bởi: Cd2+ và Pb2+ (khi nồng độ lớn hơn 20 ppm) ; Al3+ và Fe3+

(khi nồng độ lớn hơn 10 ppm).

 Giải thích: - Đối với các ion kim loại (Na+; K+; Ca2+ và Ba2+) trong khoảng nồng độ đang xét

không gây ảnh hưởng đến phép đo phổ AAS của Zn và Mn vì các nguyên tố này có

bước sóng cực đại của các nguyên tố nàylà: Na(589 nm);K (766,5 nm); Ca (422,7

nm); Ba (533,6 nm)cách xa bước sóng cực đại của các nguyên tố Zn (213,9 nm)

và Mn(279,5 nm). Ion Mg2+ gây ảnh hưởng đến phép đo phổ AAS của Mn nhưng không gây ảnh -

hưởng đến phép đo AAS của Zn vì Mg có bước sóng cực đại là 285,2 nm gần với

bước sóng hấp thụ cực đại của Mn nhưng khác tương đối nhiều so với Zn. Ion Cd2+; Pb2+;Al3+ và Fe3+ gây ảnh hưởng ít nhiều đến phép đo phổ AAS của Zn -

và Mn do bước sóng hấp thụ cực đại của chúng là: Cd-228,8 nm và Pb-217,0 nm;

Al-309,3 nm và Fe-248,3 nm tương đối gần với bước sóng hấp thụ cực đại của các

nguyên tố Zn và Mn.

Đối với các cation mà ở một khoảng nồng độ nhất định gây ảnh hưởng đến phép

đo phổ AAS của Zn và Mn thì nếu trong quá trình phân tích nồng độ của chúng rơi vào

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

khoảng đó chúng ta phải tiến hành tách các cation ra khỏi mẫu trước khi phân tích.

Nhưng với đối tượng phân tích là rau xanh thì nồng độ của các cation đều rất nhỏ do đó

không cần phải tiến hành tách loại chúng trong quá trình phân tích.

2.2.4.2. Khảo sát ảnh hƣởng của các anion

Cùng với cation thì anion cũng có thể gây ảnh hưởng đến cường độ vạch phổ

của nguyên tố phân tích. Ảnh hưởng này về tính chất cũng tương tự như ảnh hưởng của

các loại axit. Nói chung thì các anion gốc của các axit dễ bay hơi thường ít gây ảnh

hưởng đến cường độ vạch phổ của nguyên tố cần phân tích. Trong mẫu phân tích có

thể chứa một số anion như: Thêm vào đó trong môi trường phân tích

có mặt với nồng độ tương đối lớn. Do đó việc khảo sát có nền là HNO3 nên ion

sự ảnh hưởng của các anion là một việc làm cần thiết trước khi tiến hành phân tích mẫu

thực (rau xanh).

Để tiến hành công việc khảo sát này chúng tôi chuẩn bị các dung dịch mẫu của

Mn 1ppm và Zn 1ppm (trong nền HNO3 2%; CH3COONH4 1% và LaCl3 1%) đồng

thời có mặt các anion cần khảo sát với nồng độ biến thiên. Kết quả khảo sát được chỉ ra

như sau:

Bảng 2.20: Khảo sát ảnh hƣởng của ion

Mẫu C0 C17 C18 C19 C20 Ion

0 20 60 80 100

0 1 2 3 5

0 2 2 3 5

Abs-Zn 0,4244 0,4212 0,4268 0,4188 0,4309

Abs-Mn 0,2762 0,2757 0,2760 0,2699 0,2762

Như vậy ta có thể kết luận rằng sự có mặt của các anion đã khảo sát trong

khoảng nồng độ nói trên không gây ảnh hưởng đến phép đo phổ AAS của các nguyên

tố kẽm và mangan.

2.3. Phƣơng pháp đƣờng chuẩn với phép đo F-AAS

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

2.3.1. Khảo sát xác định khoảng nồng độ tuyến tính

Trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử tín hiệu hấp thụ của vạch phổ phụ thuộc

vào nồng độ của nguyên tố cần phân tích và được xác định theo phương trình: A=K.Cb

A: Cường độ hấp thụ ; C: Nồng độ nguyên tố trong mẫu

K: Hằng số thực nghiệm b: Hằng số bản chất, phụ thuộc vào nồng độ (0

Trong một khoảng nồng độ xác định và nhỏ thì b=1, lúc này mối quan hệ giữa A

và C là tuyến tính theo phương trình có dạng y=a.x. Khoảng nồng độ này được gọi là

tuyến tính của phép đo. Đối với các nguyên tố khác nhau thì giá trị khoảng tuyến tính

là khác nhau, và phụ thuộc vào kĩ thuật đo.

Để xác định khoảng tuyến tính của Zn, Mn chúng tôi chuẩn bị một dãy mẫu

chuẩn có nồng độ biến thiên từ 0,5ppm-8ppm đối với Mn và 0,25ppm-3,5ppm đối với

Zn và đều pha trong HNO3 2%. Kết quả thu được như sau:

Bảng 2.21: Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Mn

Abs

Lần 1 Lần 2 Lần 3 TB

CMn (ppm)

0,032 0,035 0,032 0,033 0,5

0,067 0,068 0,068 0,068 1

0,133 0,141 0,144 0,139 2

0,270 0,270 0,270 0,270 4

0,376 0,393 0,409 0,393 6

0,397 0,412 0,419 0,409 7

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

0,402 0,425 0,428 0,418 8

Hình 2.3: Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Mn

Qua đồ thị khảo sát ta thấy khoảng tuyến tính của Mn từ 0,5ppm đến 6ppm.

Bảng 2.22: Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Zn

Lần 1 Lần 2 Lần 3 TB

0,040 0,036 0,045 0,040

Abs CMn (ppm) 0,25

0,080 0,074 0,082 0,079 0,5

0,149 0,125 0,164 0,136 1

0,260 0,247 0,246 0,261 2

0,310 0,314 0,312 0,312 2,5

0,327 0,326 0,320 0,324 3

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

0,335 0,338 0,332 0,335 3,5

Hình 2.4: Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Zn

Qua đồ thị khảo sát ta thấy khoảng tuyến tính của Zn từ 0,25ppm đến 2,5ppm.

2.3.2. Xây dựng đƣờng chuẩn, xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lƣợng

Từ các kết quả thu được ở trên chúng tôi dùng phần mềm Origin 6.0 để xây

dựng đường chuẩn của các nguyên tố mangan và kẽm đồng thời xác định giới hạn phát

hiện và giới hạn định lượng của chúng. Kết quả thu được như sau:

2.3.2.1. Đƣờng chuẩn của mangan

Từ kết quả thu được ở bảng 2.21 chúng tôi dùng phần mềm Origin 6.0 để xác định

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

đường chuẩn của Mn, và thu được kết quả như sau:

Hình 2.5: Đƣờng chuẩn của Mangan

0.00369 0.06537 0.00303 8.94024E-4

SD N P

<0.0001 0.00408 5

Phương trình đường chuẩn Y = A + B * X Thông số Giá trị Sai số ------------------------------------------------------------ A B ------------------------------------------------------------ R ------------------------------------------------------------ 0.99972 Tra bảng ta tính được giá trị t(0,95;4)=2,132.

Kết quả tính theo phần mềm origin 6.0 thu được:

Phương trình hồi quy đầy đủ của đường chuẩn có dạng Y = A + B.X như sau:

Trong đó Ai là cường độ hấp thụ thu được khi đo phổ (Abs).

CMn là nồng độ của mangan trong mẫu (ppm).

Giới hạn phát hiện Mn bằng phép đo phổ F-AAS theo đường chuẩn :

Giới hạn định lượng Mn theo đường chuẩn :

2.3.2.2. Đƣờng chuẩn của kẽm

Từ kết quả thu được ở bảng 2.22 chúng tôi dùng phần mềm Origin 6.0 để xác định

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

đường chuẩn của Zn, và thu được kết quả như sau:

Hình 2.6: Đƣờng chuẩn của kẽm

Phương trình đường chuẩn

Y = A + B * X

Thông số Giá trị Sai số

------------------------------------------------------------

A 0.01477 0.00414

B 0.12067 0.00272

------------------------------------------------------------

R SD N P

------------------------------------------------------------

0.99924 0.00528 5 <0.0001

Tra bảng ta tính được giá trị t(0,95;4)=2,132.

Kết quả tính theo phần mềm origin 6.0 thu được:

Phương trình hồi quy đầy đủ của đường chuẩn có dạng Y = A + B.X như sau:

Trong đó Ai là cường độ hấp thụ thu được khi đo phổ (Abs).

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

CZn là nồng độ của kẽm trong mẫu (ppm).

Giới hạn phát hiện Zn bằng phép đo phổ F-AAS theo đường chuẩn :

Giới hạn định lượng Zn theo đường chuẩn :

2.4. Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo

Để tiến hành đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo ta xây dựng đường chuẩn

và chuẩn bị 3 mẫu chuẩn có nồng độ nằm ở đầu, giữa và cuối khoảng tuyến tính của

mỗi nguyên tố, ở mỗi loại nồng độ tiến hành đo lặp lại 10 lần.

Các kết quả thí nghiệm được xử lí thống kê theo các công thức sau:

- Độ lệch chuẩn:

Trong đó: Stt : Độ lệch chuẩn

n : Số lần phân tích lặp của mẫu i

xi : giá trị phân tích lần thứ i.

: giá trị phân tích trung bình của n lần phân tích.

- Độ lệch chuẩn tương đối:

- Với chuẩn student:

Trong đó: t : chuẩn Student.

: giá trị thực cần đo được.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

- Độ chính xác

- Khoảng tin cậy của giá trị phân tích :

2.4.1. Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo Mn

Tiến hành thực nghiệm với các mẫu chuẩn và xử lí các kết quả thu được bằng

thống kê chúng tôi thu được kết quả như sau:

Bảng 2.23: Kết quả xác định sai số của phƣơng pháp với phép đo Mn

Nồng độ chuẩn bị 0,5 ppm 2,5 ppm 5 ppm

Lần 1 2,4989 5,0156 0,5011

Lần 2 2,5013 4,9926 0,5011

Lần 3 2,5112 4,8938 0,5013

Lần 4 2,5017 5,0212 0,5101

)

Lần 5 2,5022 5,1012 0,5003

o đ n ầ l 0 1 ở c ợ ƣ đ n ệ i

Lần 6 2,5034 5,0232 0,5002

m p p (

Lần 7 2,5104 5,0254 0,5009

Lần 8 2,4865 5,0013 0,5007

h t á h p ộ đ

Lần 9 2,4923 5,0012 0,5012

g n ồ N

Lần 10 2,4976 4,9872 0,5004

2,5005 5,0063 0,5017 Nồng độ trung bình ( )

2,967 . 10-3 7,454 . 10-3 5,079 . 10-2 Độ lệch chuẩn (Stt)

0,5913 0,2981 1,0147 Độ lệch chuẩn tương đối (Std)

Chuẩn studen (t)

0,5729 5,4707. 10-4 0,0738 1,7392 . 10-4 0,1234 1,9827 . 10-3 Độ chính xác ( )

2.4.2. Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo Zn

Tiến hành thực nghiệm với các mẫu chuẩn và xử lí các kết quả thu được bằng thống kê

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

chúng tôi thu được kết quả như sau:

Bảng 2.24: Kết quả xác định sai số của phƣơng pháp với phép đo Zn

Nồng độ chuẩn bị 0,25 ppm 2,5 ppm 1 ppm

Lần 1 0,2501 1.0053 2,5005

Lần 2 0,2498 1.0023 2,5011

Lần 3 0,2496 0.9987 2,5012

Lần 4 0,2502 0.9915 2,4998

)

Lần 5 0,2489 1.0011 2,5010

o đ n ầ l 0 1 ở c ợ ƣ đ n ệ i

Lần 6 0,2492 1.0020 2,5003

m p p (

Lần 7 0,2503 1.0013 2,5004

Lần 8 0,2502 0.9957 2,4875

h t á h p ộ đ

Lần 9 0,2499 1.0021 2,4979

g n ồ N

Lần 10 0,2501 1.0012 2,4986

0,2498 1,0001 2,4988 Nồng độ trung bình ( )

4,668 . 10-4 3,922 . 10-3 4,125 . 10-3 Độ lệch chuẩn (Stt)

0,1868 0,3921 0,1651 Độ lệch chuẩn tương đối (Std)

Chuẩn studen (t)

0,3642 5,3758 . 10-5 0,0306 3,7947 . 10-5 0,2837 3,6998 . 10-4 Độ chính xác ( )

Từ các kết quả thu được ở các bảng 2.24 chúng tôi thấy rằng:

- Các giá trị thu được có độ lặp lại tương đối tốt.

- Khi so sánh t với (tra từ bảng phân phối student) ta thấy rằng

. Như vậy có thể nói rằng phương pháp không mắc

các giá trị t đều nhỏ hơn

phải sai số hệ thống (Loại sai số phát sinh do kĩ thuật đo, phương pháp phân tích, do

máy móc thiết bị, do kĩ năng và sai sót của người phân tích).

- Khoảng tin cậy của giá trị phân tích của các phép đo hoàn toàn có thể đánh giá

tương ứng.

thông qua các giá trị và

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

2.5. Định lƣợng kẽm, mangan trong các mẫu giả

Để xác định độ chính xác của phép phân tích, chúng tôi tiến hành đo các mẫu giả với nồng độ kẽm và mangan chính xác, các ion gây cản trở Mg2+; Cd2+; Pb2+; Al3+ và Fe3+ cũng được thêm vào với nồng độ tối đa cho phép (xem phần khảo sát ảnh

hưởng của các cation). Chúng tôi dùng đường chuẩn đã xây dựng để xác định hàm

lượng của mangan và kẽm có trong mẫu giả và tính sai số tương đối của các kết quả

phân tích so với hàm lượng mangan, kẽm có trong mẫu. Kết quả phân tích được đưa ra

trong các bảng sau:

Bảng 2.25: Kết quả xác định hàm lƣợng Mn trong các mẫu giả bằng phƣơng pháp

đƣờng chuẩn

Các ion gây cản trở

STT Sai số (%)

20 10 10 20 10 1

chuẩn bị (ppm) 0,5

đo đƣợc (ppm) 0,4898

2,08

20 10 10 20 10 2 0,9875 1,27 1

20 10 10 20 10 3 2,0842 4,04 2

20 10 10 20 10 4 2,9458 1,84 3

20 10 10 20 10 5 3,8852 2,95 4

Bảng 2.26: Kết quả xác định hàm lƣợng Zn trong các mẫu giả bằng phƣơng pháp

đƣờng chuẩn

Các ion gây cản trở

STT Sai số (%)

chuẩn bị (ppm)

đo đƣợc (ppm)

20 20 10 10 1 0,5 0,4882 2,42

20 20 10 10 2 1 1,0311 3,02

20 20 10 10 3 1,5 1,4776 1,52

20 20 10 10 4 2 2,0325 1,60

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

20 20 10 10 5 2,5 2,3874 4,72

Qua các bảng 2.25 và 2.26 chúng tôi nhận thấy các phép xác định đều cho kết

quả với sai số nhỏ hơn 5%. Do đó, chúng ta có thể áp dụng phương pháp này để xác

định hàm lượng mangan, kẽm trong mẫu phân tích cho kết quả chính xác mà không

cần phải thực hiện việc che hoặc tách các ion gây cản trở.

2.6. Tổng kết các điều kiện đo phổ F-AAS của mangan và kẽm:

Từ các kết quả nghiện cứu được ở trên, các điều kiện phù hợp để đo phổ F-AAS

của mangan và kẽm được chỉ ra ở

Bảng 2.27: Tổng kết các điều kiện đo phổ F-AAS của mangan và kẽm

Mn Zn Nguyên tố phân tích Các yếu tố

Vạch phổ hấp thụ (nm) 279,5 213,9

0,5 0,5 Khe đo (nm)

75 75 Cường độ dòng đèn (%Imax)

o đ y á m ố s

1,2 1,2 Lưu lượng khí C2H2 (ml/phút)

7 7 Chiều cao của burner (mm)

g n ô h T

2 2 Nồng độ HNO3 (C%)

1 1 Nồng độ CH3COONH4 (C%)

h n à h T

n ề n n ầ h p

1 1 Nồng độ LaCl3 (C%)

0,1883 0,1309 Giới hạn phát hiện LOD (ppm)

0,6276 0,4364 Giới hạn định lượng LOQ (ppm)

0,1 – 5,0 0,1 – 2,5 Vùng tuyến tính (ppm)

2.7. Phân tích mẫu thực

2.7.1. Lấy mẫu

Qua thăm dò thực tiễn và xuất phát từ yêu cầu xác định hàm lượng kẽm và

mangan trong rau xanh tại khu vực huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên, chúng tôi tiến

hành lấy mẫu ở những khu vực trồng rau có nguồn nước sạch như xã Phú Cường, xã

Mỹ Yên (nơi cung cấp nguồn nước sạch) và các xã có các mỏ khoáng sản như xã Hà

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Thượng (nơi có mỏ đa kim ViCa-Núi Pháo), xã Yên Lãng (nơi có mỏ Than Núi Hồng).

Mẫu rau sau khi được lấy ở các địa điểm trên được đựng trong túi nilon sạch và

đưa về phòng thí nghiệm. Rửa sạch đát cát bám trên rau, tráng lại bằng nước cất một vài lần. Để ráo nước, cân trọng lượng tươi rồi sấy ở 100-1200C để diệt men, sau đó sấy lại ở khoảng 500C cho đến khô. Chuyển mẫu rau khô đó vào bình hút ẩm để nguội, đe,

cân lại để xác định trọng lượng khô. Sau khi cân mẫu được đựng trong lọ kín để tránh

ẩm mốc. Tất cả các lọ đựng rau đều được dãn nhãn ghi rõ: tên mẫu, loại rau, thời gian,

địa điểm lấy mẫu.

Bảng 2.28: Tỉ lệ khối lƣợng của một số loại rau trƣớc và sau khi sấy khô

STT Loại rau Khối lượng sau và Phần trăm khô (%)

trước khi sấy (g)

Bắp cải (BC) 35,67/1000 3,567 % 1

Cải xoong (CX) 41,54/1000 4,154 % 2

Cải canh (CC) 53,37/1000 5,337 % 3

Ngải cứu (NC) 89,48/1000 8,948 % 4

Xà lách (XL) 37,78/1000 3,778 % 5

Muống nước (MN) 44,54/1000 4,454 % 6

Muống cạn (MC) 86,78/1000 8,678 % 7

Mồng tơi (MT) 67,94/1000 6,794 % 8

Dền đỏ (DD) 83,56/1000 8,356 % 9

Diếp cá (DC) 110,47/1000 11,047 % 10

2.7.2. Khảo sát quá trình xử lí mẫu

Chúng tôi tiến hành khảo sát với 10 mẫu rau xanh tại huyện Đại Từ-tỉnh Thái

Nguyên. Mỗi mẫu đó được nghiên cứu thành bột mịn, ở đây chúng tôi chọn phương

pháp xử lí ướt bằng axit.

Mẫu rau được xử lí như sau:

Cân 1 gam mẫu khô đã nghiền thành bột mịn vào bình Kendal, sau đó tẩm ướt bằng 1

mL nước cất, cho tiếp HNO3 đặc (65%) vào trong bình, sau đó thêm tiếp 2mL HClO4

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

đặc vào bình, đậy bình bằng phễu lọc có đuôi dài. Đun mẫu phân tích trong nhiều giờ.

Để chọn được tỉ lệ thể tích HNO3 phù hợp cần cho vào ứng với 1gam mẫu khô phù hợp

chúng tôi tiến hành khảo sát như sau:

Đối với mỗi mẫu rau khô chúng tôi tiến hành khảo sát thể tích HNO3 từ 10 mL

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

đến 15mL.

Bảng 2.29: Kết quả khảo sát lƣợng HNO3 ứng với 1 gam mẫu rau khô

STT Mẫu rau

Bắp cải (BC) 10 - 11 + 12 + 14 + 15 + 1 13 +

Cải xoong (CX) 2 - - - - + +

Cải canh (CC) 3 - - - - + +

Ngải cứu (NC) 4 - - - - + +

Xà lách (XL) 5 - + + + + +

Muống nước (MN) 6 - - - + + +

Muống cạn (MC) 7 - - - + + +

Mồng tơi (MT) 8 - - + + + +

Dền đỏ (DD) 9 - - + + + +

Diếp cá (DC) 10 - - - + + +

Dấu “–” là những mẫu sau khi xử lí dung dịch vẫn còn cặn, dung dịch thu được

vẩn đục chứng tỏ mẫu chưa phân huỷ hết.

Dấu “+” là những mẫu sau khi xử lí dung dịch thu được trong suốt hoặc có màu

hơi vàng, đó là những mẫu đã bị phân huỷ hoàn toàn.

Qua kết quả khảo sát được ở trên chúng tôi chọn lượng axit HNO3 65% thích

hợp cho quá trình xử lí 1gam mẫu khô là từ 11 mL đến 14 mL.

Các mẫu sau khi được xử lí sơ bộ như trên được vô cơ hoá như sau: Cân trên

cân phân tích một lượng mẫu chính xác (5 gam) cho vào bình Kendal, thêm 55-70 mL

HNO3 65% (tuỳ vào từng loại rau), đậy miệng bình bằng một phễu nhỏ, để qua đêm.

Sau đó, đun nhẹ trên bếp điện có điều chỉnh nhiệt độ, đun sôi nhẹ đến khi mẫu phân

huỷ hoàn toàn, thêm 2-3 mL HClO4 và đun đến dung dịch trong suốt. Chuyển mẫu

sang cốc miệng rộng, thêm 1 mL HClO4, làm bay hơi hết axit đến còn muối ẩm. Định

mức vào bình 25 mL bằng HNO3 2%. Đem mẫu này xác định hàm lượng mangan, kẽm

bằng phổ hấp thụ nguyên tử F-AAS.

Mẫu trắng: Cho 5mL nước cất, rồi thêm vào đó 55-70 mL axit HNO3 đặc và 2-3

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

mL HClO4.

2.8. Thực nghiệm đo phổ và kết quả tính toán

Dung dịch mẫu sau khi đã được chuẩn bị ở phần trước chúng tôi tiến hành đo

phổ hấp thụ nguyên tử trên máy quang phổ hấp thụ nguyên tử Thermo (Anh) đã có sẵn

phần mềm xây dựng và xử lí đường chuẩn xác định nồng độ ion của các nguyên tố cần

xác định.

2.8.1. Phƣơng pháp xử lí kết quả phân tích theo phƣơng pháp đƣờng chuẩn.

Dựa vào giá trị độ hấp thụ A và đường chuẩn đã xây dựng, chúng tôi xác định

được nồng độ của mangan, kẽm trong các dung dịch mẫu đã qua xử lí.

Hàm lượng của chất phân tích được tính theo công thức:

Trong đó:

X: hàm lượng mangan, kẽm trong thể tích mẫu đem đo (mg).

: Nồng độ chất phân tích trong mẫu đo phổ tìm được theo đường chuẩn (mg/L).

V: Thể tích dung dịch mẫu (25 mL).

m: Lượng mẫu phân tích để xử lí và định mức thành thể tích (5 gam).

Từ kết quả trên ta xác định được hàm lượng mangan, kẽm trong 1000 gam mẫu tươi

theo công thức sau:

(trong đó X’ là hàm lượng mangan, kẽm trong 1000 gam mẫu tươi).

- Phương sai cho phép xác định kết quả là S2 :

- Độ lệch chuẩn trung bình : ;

(với độ tin cậy của phép đo p = 0,95 tran bảng Student ta có = 4,303 )

- Khoảng xác định cho phép kết quả dịch chuyển là : .

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

- Sai số tương đối của phép đo phổ là

2.8.2. Kết quả xác định hàm lƣợng mangan, kẽm trong các mẫu rau

Chúng tôi tiến hành xử lí 10 mẫu rau như đã đề cập ở phần II.7.2. Chuẩn bị

dung dịch đo và tiến hành đo mẫu ở các điều kiện tối ưu như đã đề cập ở phần II.6. Các

kết quả thu được là trung bình của các lần đo và trừ đi mẫu trắng.

2.8.2.1. Kết quả xác định hàm lƣợng kẽm trong các mẫu rau

 Mẫu rau mùa xuân bao gồm: Bắp cải (BC); Cải xoong (CX); Cải canh (CC); Xà

lách (XL).

- Bắp cải (BC1):

Địa điểm lấy mẫu: Xã Hà Thượng-huyên Đại Từ-tỉnh Thái Nguyên

Thời gian lấy mẫu: 15h30 ngày 10/03/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0,2621 Lần 3: 0,2625

Lần 2: 0,2597 Trung bình : 0,2614

Phương trình đường chuẩn xác định Zn:

Nồng độ Zn tìm được theo đường chuẩn ( ): 2,0431 ± 0,0038 (mg/L).

Hàm lượng Zn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 1,44%.

- Bắp cải (BC2):

Địa điểm lấy mẫu: Xã Mỹ Yên-huyên Đại Từ-tỉnh Thái Nguyên

Thời gian lấy mẫu: 14h30 ngày 11/03/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0,0705 Lần 3: 0,0701

Lần 2: 0,0696 Trung bình : 0,0701

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Phương trình đường chuẩn xác định Zn:

Nồng độ Zn tìm được theo đường chuẩn ( ): 0,4582 ± 0,0011 (mg/L).

Hàm lượng Zn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 1,60%.

- Cải xoong (CX1):

Địa điểm lấy mẫu: Xã Yên Lãng - huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên.

Thời gian lấy mẫu: 15h30 ngày 13/03/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0,1208 Lần 3: 0,1209

Lần 2: 0,1206 Trung bình : 0,1247

Phương trình đường chuẩn xác định Zn:

Nồng độ Zn tìm được theo đường chuẩn ( ): 0,9105 ± 0,0004 (mg/L).

Hàm lượng Zn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 0,37%.

- Cải xoong (CX2):

Địa điểm lấy mẫu: Xã Phú Cường - huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên.

Thời gian lấy mẫu: 09h30 ngày 15/03/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0,0491 Lần 3: 0,0487

Lần 2: 0,0483 Trung bình : 0,0487

Phương trình đường chuẩn xác định Zn:

Nồng độ Zn tìm được theo đường chuẩn ( ): 0,2809 ± 0,0010 (mg/L).

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Hàm lượng Zn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 2,04%.

- Cải canh (CC1):

Địa điểm lấy mẫu: Xã Hà Thượng-huyên Đại Từ-tỉnh Thái Nguyên

Thời gian lấy mẫu: 15h30 ngày 10/03/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0,3211 Lần 3: 0,3208

Lần 2: 0,3214 Trung bình : 0,3211

Phương trình đường chuẩn xác định Zn:

Nồng độ Zn tìm được theo đường chuẩn ( ): 2,5377 ± 0,0007 (mg/L).

Hàm lượng Zn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 0,23%.

- Cải canh (CC2):

Địa điểm lấy mẫu: Xã Phú Cường - huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên.

Thời gian lấy mẫu: 09h30 ngày 15/03/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0,0611 Lần 3: 0,0614

Lần 2: 0,0603 Trung bình : 0,0609

Phương trình đường chuẩn xác định Zn:

Nồng độ Zn tìm được theo đường chuẩn ( ): 0,3819 ± 0,0014 (mg/L).

Hàm lượng Zn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 2,32%.

- Xà lách (XL1):

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Địa điểm lấy mẫu: Xã Yên Lãng - huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên.

Thời gian lấy mẫu: 15h30 ngày 13/03/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0,0413 Lần 3: 0,0424

Lần 2: 0,0425 Trung bình : 0,0421

Phương trình đường chuẩn xác định Zn:

Nồng độ Zn tìm được theo đường chuẩn ( ): 0,2262 ± 0,0017 (mg/L).

Hàm lượng Zn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 3,93%.

- Xà lách (XL2):

Địa điểm lấy mẫu: Xã Phú Cường - huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên.

Thời gian lấy mẫu: 09h30 ngày 15/03/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0,0331 Lần 3: 0,0329

Lần 2: 0,0338 Trung bình : 0,0333

Phương trình đường chuẩn xác định Zn:

Nồng độ Zn tìm được theo đường chuẩn ( ): 0,1533 ± 0,0012 (mg/L).

Hàm lượng Zn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 3,53%.

 Mẫu rau mùa hè bao gồm: Ngải cứu (NC); Muống cạn (MC); Muống nước (MN);

Mồng tơi (MT); Dền đỏ (DD); Diếp cá (DC).

- Ngải cứu (NC1): Địa điểm lấy mẫu: Xã Yên Lãng - huyện Đại Từ - tỉnh Thái

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Nguyên.

Thời gian lấy mẫu: 09h30 ngày 05/05/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0,0286 Lần 3: 0,0288

Lần 2: 0,0292 Trung bình : 0,0289

Phương trình đường chuẩn xác định Zn:

Nồng độ Zn tìm được theo đường chuẩn ( ): 0,1168 ± 0,0008 (mg/L).

Hàm lượng Zn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 2,63%.

- Ngải cứu (NC2):

Địa điểm lấy mẫu: Xã Phú Cường - huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên.

Thời gian lấy mẫu: 09h30 ngày 05/05/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0,0275 Lần 3: 0,0282

Lần 2: 0,0272 Trung bình : 0,0276

Phương trình đường chuẩn xác định Zn:

Nồng độ Zn tìm được theo đường chuẩn ( ): 0,1060 ± 0,0013 (mg/L).

Hàm lượng Zn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 4,61%.

- Muống cạn (MC1):

Địa điểm lấy mẫu: Xã Hà Thượng - huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên.

Thời gian lấy mẫu: 09h30 ngày 07/05/2010.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0,0392 Lần 3: 0,0396

Lần 2: 0,0392 Trung bình : 0,0393

Phương trình đường chuẩn xác định Zn:

Nồng độ Zn tìm được theo đường chuẩn ( ): 0,2030 ± 0,0006 (mg/L).

Hàm lượng Zn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 1,46%.

- Muống cạn (MC2):

Địa điểm lấy mẫu: Xã Phú Cường - huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên.

Thời gian lấy mẫu: 09h30 ngày 05/05/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0,0269 Lần 3: 0,0271

Lần 2: 0,0271 Trung bình : 0,0270

Phương trình đường chuẩn xác định Zn:

Nồng độ Zn tìm được theo đường chuẩn ( ): 0,1011 ± 0,0003 (mg/L).

Hàm lượng Zn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 1,06%.

- Muống nước (MN):

Địa điểm lấy mẫu: Xã Hà Thượng - huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên.

Thời gian lấy mẫu: 09h30 ngày 05/05/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0,0261 Lần 3: 0,0259

Lần 2: 0,0259 Trung bình : 0,0260

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Phương trình đường chuẩn xác định Zn:

Nồng độ Zn tìm được theo đường chuẩn ( ): 0,0928 ± 0,0003 (mg/L).

Hàm lượng Zn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 1,10%.

- Mùng tơi (MT):

Địa điểm lấy mẫu: Xã Hà Thượng - huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên.

Thời gian lấy mẫu: 08h30 ngày 15/05/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0,0302 Lần 3: 0,0303

Lần 2: 0,0302 Trung bình : 0,0302

Phương trình đường chuẩn xác định Zn:

Nồng độ Zn tìm được theo đường chuẩn ( ): 0,1276 ± 0,0001 (mg/L).

Hàm lượng Zn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 0,47%.

- Dền đỏ (DD):

Địa điểm lấy mẫu: Xã Yên Lãng - huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên.

Thời gian lấy mẫu: 08h30 ngày 15/05/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0,2276 Lần 3: 0,2278

Lần 2: 0,2276 Trung bình : 0,2277

Phương trình đường chuẩn xác định Zn:

Nồng độ Zn tìm được theo đường chuẩn ( ): 1,7639 ± 0,0003 (mg/L).

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Hàm lượng Zn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 0,13%.

- Diếp cá (DC):

Địa điểm lấy mẫu: Xã Mỹ Yên - huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên.

Thời gian lấy mẫu: 08h30 ngày 20/05/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0,0267 Lần 3: 0,0268

Lần 2: 0,0271 Trung bình : 0,0269

Phương trình đường chuẩn xác định Zn:

Nồng độ Zn tìm được theo đường chuẩn ( ): 0,1002 ± 0,0005 (mg/L).

Hàm lượng Zn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 1,92%.

 Tổng hợp kết quả xác định hàm lƣợng kẽm trong các mẫu rau

Bảng 2.30: Tổng hợp kết quả xác đinh hàm lƣợng Zn trong mẫu rau mùa xuân

STT

Mẫu rau

Abs

Nồng độ tính theo đƣờng chuẩn

Hàm lƣợng trong

mẫu rau tƣơi (mg/kg)

(ppm)

0,3644

Bắp cải BC1

0,2614

2,0431

0,0817

Bắp cải BC2

0,0701

0,4582

0,1891

Cải xoong CX1

0,1247

0,9105

0,0583

Cải xoong CX2

0,0487

0,2809

0,6762

Cải canh CC1

0,3211

2,5377

0,1019

Cải canh CC2

0,0609

0,3819

0,0427

Xà lách XL1

0,0421

0,2262

0,0290

Xà lách XL2

0,0333

0,1533

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Bảng 2.31: Tổng hợp kết quả xác đinh hàm lƣợng Zn trong mẫu rau mùa hè

STT

Mẫu rau

Abs

Nồng độ tính theo đƣờng chuẩn

Hàm lƣợng trong

mẫu rau tƣơi (mg/kg)

(ppm)

Ngải cứu NC1

0,0289

0,1168

0,0523

Ngải cứu NC2

0,0276

0,1060

0,0474

Muống cạn MC1

0,0393

0,2030

0,0881

Muống cạn MC2

0,0270

0,1011

0,0439

5 Muống nước MN

0,0260

0,0928

0,0207

Mồng tơi MT

0,0302

0,1276

0,0433

Dền đỏ DD

0,2277

1,7639

0,7369

Diếp cá DC

0,0269

0,1002

0,0554

Hình 2.7: Đồ thị hàm lƣợng kẽm (mg/kg) trong các mẫu rau tƣơi mùa xuân

Hình 2.8: Đồ thị hàm lƣợng kẽm (mg/kg) trong các mẫu rau tƣơi mùa hè

2.8.2.2. Kết quả xác định hàm lƣợng mangan trong các mẫu rau Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

 Mẫu rau mùa xuân bao gồm: Bắp cải (BC); Cải xoong (CX); Cải canh (CC); Xà

lách (XL).

- Bắp cải (BC3):

Địa điểm lấy mẫu: Xã Hà Thượng-huyên Đại Từ-tỉnh Thái Nguyên

Thời gian lấy mẫu: 15h30 ngày 10/03/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0,0845 Lần 3: 0,0845

Lần 2: 0,0843 Trung bình : 0,0844

Phương trình đường chuẩn xác định Mn:

Nồng độ Mn tìm được theo đường chuẩn ( ): 1,2339 ± 0,0003 (mg/L).

Hàm lượng Mn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 0,34%.

- Bắp cải (BC4):

Địa điểm lấy mẫu: Xã Mỹ Yên-huyên Đại Từ-tỉnh Thái Nguyên

Thời gian lấy mẫu: 14h30 ngày 11/03/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0,0528 Lần 3: 0,0531

Lần 2: 0,0529 Trung bình : 0,0529

Phương trình đường chuẩn xác định Mn:

Nồng độ Mn tìm được theo đường chuẩn ( ): 0,7523 ± 0,0004 (mg/L).

Hàm lượng Mn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 0,72%.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

- Cải xoong (CX3):

Địa điểm lấy mẫu: Xã Yên Lãng - huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên.

Thời gian lấy mẫu: 15h30 ngày 13/03/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0,0458 Lần 3: 0,0458

Lần 2: 0,0460 Trung bình : 0,0459

Phương trình đường chuẩn xác định Mn:

Nồng độ Mn tìm được theo đường chuẩn ( ): 0,6453 ± 0,0003 (mg/L).

Hàm lượng Mn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 0,63%.

- Cải xoong (CX4):

Địa điểm lấy mẫu: Xã Phú Cường - huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên.

Thời gian lấy mẫu: 09h30 ngày 15/03/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0.0122 Lần 3: 0.0122

Lần 2: 0.0124 Trung bình : 0.0123

Phương trình đường chuẩn xác định Mn:

Nồng độ Mn tìm được theo đường chuẩn ( ): 0,1315 ± 0,0003 (mg/L).

Hàm lượng Mn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 2,34%.

- Cải canh (CC3):

Địa điểm lấy mẫu: Xã Hà Thượng-huyên Đại Từ-tỉnh Thái Nguyên

Thời gian lấy mẫu: 15h30 ngày 10/03/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0,0822 Lần 3: 0,0822

Lần 2: 0,0824 Trung bình : 0,0823

Phương trình đường chuẩn xác định Mn:

Nồng độ Mn tìm được theo đường chuẩn ( ): 1,2018 ± 0,0003 (mg/L).

Hàm lượng Mn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 0,35%.

- Cải canh (CC4):

Địa điểm lấy mẫu: Xã Phú Cường - huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên.

Thời gian lấy mẫu: 09h30 ngày 15/03/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0,0132 Lần 3: 0,0133

Lần 2: 0,0134 Trung bình : 0,0133

Phương trình đường chuẩn xác định Mn:

Nồng độ Mn tìm được theo đường chuẩn ( ): 0,1468 ± 0,0002 (mg/L).

Hàm lượng Mn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 1,87%.

- Xà lách (XL3):

Địa điểm lấy mẫu: Xã Yên Lãng - huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên.

Thời gian lấy mẫu: 15h30 ngày 13/03/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0,0136 Lần 3: 0,0138

Lần 2: 0,0135 Trung bình : 0,0136

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Phương trình đường chuẩn xác định Mn:

Nồng độ Mn tìm được theo đường chuẩn ( ): 0,1514 ± 0,0004 (mg/L).

Hàm lượng Mn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 2,78%.

- Xà lách (XL4):

Địa điểm lấy mẫu: Xã Phú Cường - huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên.

Thời gian lấy mẫu: 09h30 ngày 15/03/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0,0105 Lần 3: 0,0104

Lần 2: 0,0103 Trung bình : 0,0104

Phương trình đường chuẩn xác định Mn:

Nồng độ Mn tìm được theo đường chuẩn ( ): 0,1024 ± 0,0002 (mg/L).

Hàm lượng Mn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 2,39%.

 Mẫu rau mùa hè bao gồm: Ngải cứu (NC); Muống cạn (MC); Muống nước (MN);

Mồng tơi (MT); Dền đỏ (DD); Diếp cá (DC).

- Ngải cứu (NC3): Địa điểm lấy mẫu: Xã Yên Lãng - huyện Đại Từ - tỉnh Thái

Nguyên.

Thời gian lấy mẫu: 09h30 ngày 05/05/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0,0108 Lần 3: 0,0107

Lần 2: 0,0105 Trung bình : 0,0107

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Phương trình đường chuẩn xác định Mn:

Nồng độ Mn tìm được theo đường chuẩn ( ): 0,1070 ± 0,0004 (mg/L).

Hàm lượng Mn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 3,56%.

- Ngải cứu (NC4):

Địa điểm lấy mẫu: Xã Phú Cường - huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên.

Thời gian lấy mẫu: 09h30 ngày 05/05/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0,0102 Lần 3: 0,0104

Lần 2: 0,0102 Trung bình : 0,0103

Phương trình đường chuẩn xác định Mn:

Nồng độ Mn tìm được theo đường chuẩn ( ): 0,1009 ± 0,0003 (mg/L).

Hàm lượng Mn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 2,79%.

- Muống cạn (MC3):

Địa điểm lấy mẫu: Xã Hà Thượng - huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên.

Thời gian lấy mẫu: 09h30 ngày 07/05/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0,0138 Lần 3: 0,0137

Lần 2: 0,0136 Trung bình : 0,0137

Phương trình đường chuẩn xác định Mn:

Nồng độ Mn tìm được theo đường chuẩn ( ): 0,1529 ± 0,0002 (mg/L).

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Hàm lượng Mn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 1,81%.

- Muống cạn (MC4):

Địa điểm lấy mẫu: Xã Phú Cường - huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên.

Thời gian lấy mẫu: 09h30 ngày 05/05/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0,0112 Lần 3: 0,0115

Lần 2: 0,0113 Trung bình : 0,0113

Phương trình đường chuẩn xác định Mn:

Nồng độ Mn tìm được theo đường chuẩn ( ): 0,1162 ± 0,0004 (mg/L).

Hàm lượng Mn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 3,35%.

- Muống nước (MN1):

Địa điểm lấy mẫu: Xã Hà Thượng - huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên.

Thời gian lấy mẫu: 09h30 ngày 05/05/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0,0093 Lần 3: 0,0094

Lần 2: 0,0095 Trung bình : 0,0094

Phương trình đường chuẩn xác định Mn:

Nồng độ Mn tìm được theo đường chuẩn ( ): 0,0872 ± 0,0002 (mg/L).

Hàm lượng Mn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 2,64%.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

- Mùng tơi (MT1):

Địa điểm lấy mẫu: Xã Hà Thượng - huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên.

Thời gian lấy mẫu: 08h30 ngày 15/05/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0,0103 Lần 3: 0,0104

Lần 2: 0,0105 Trung bình : 0,0104

Phương trình đường chuẩn xác định Mn:

Nồng độ Mn tìm được theo đường chuẩn ( ): 0,1024 ± 0,0002 (mg/L).

Hàm lượng Mn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 2,39%.

- Dền đỏ (DD1):

Địa điểm lấy mẫu: Xã Yên Lãng - huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên.

Thời gian lấy mẫu: 08h30 ngày 15/05/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Lần 1: 0,0828 Lần 3: 0,0828

Lần 2: 0,0827 Trung bình : 0,0828

Phương trình đường chuẩn xác định Mn:

Nồng độ Mn tìm được theo đường chuẩn ( ): 1,2095 ± 0,0001 (mg/L).

Hàm lượng Mn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 0,17%.

- Diếp cá (DC1):

Địa điểm lấy mẫu: Xã Mỹ Yên - huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên.

Thời gian lấy mẫu: 08h30 ngày 20/05/2010.

Kết quả đo độ hấp thụ (Abs):

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Lần 1: Lần 2: Lần 3:

0,0098 0,0101

0,0099 Trung bình : 0,0099

Phương trình đường chuẩn xác định Mn:

Nồng độ Mn tìm được theo đường chuẩn ( ): 0,0948 ± 0,0004 (mg/L).

Hàm lượng Mn2+ trong 1kg mẫu tươi:

Sai số tương đối của phép đo: q = 3,82%.

 Tổng hợp kết quả xác định hàm lƣợng mangan trong các mẫu rau

Bảng 2.32: Tổng hợp kết quả xác đinh hàm lƣợng Mn trong mẫu rau mùa xuân

STT

Mẫu rau

Abs

Nồng độ tính theo đƣờng chuẩn

Hàm lƣợng trong

mẫu rau tƣơi(mg/kg)

(ppm)

0,2201

Bắp cải BC3

0,0844

1,2339

0,1342

Bắp cải BC4

0,0529

0,7523

0,1340

Cải xoong CX3 0,0459

0,6453

0,0273

Cải xoong CX4 0,0123

0,1315

0,3207

Cải canh CC3

0,0823

1,2018

0,0392

Cải canh CC4

0,0133

0,1468

0,0286

Xà lách XL3

0,0136

0,1514

0,0194

Xà lách XL4

0,0104

0,1024

Bảng 2.33: Tổng hợp kết quả xác đinh hàm lƣợng Mn trong mẫu rau mùa hè

STT

Mẫu rau

Abs

Nồng độ tính theo đƣờng chuẩn

Hàm lƣợng trong

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

mẫu rau tƣơi (mg/kg)

(ppm)

Ngải cứu NC3

0,0107

0,1070

0,0479

Ngải cứu NC4

0,0103

0,1009

0,0452

3 Muống cạn MC3

0,0137

0,1529

0,0663

4 Muống cạn MC4

0,0113

0,1162

0,0504

Muống nước

0,0094

0,0872

0,0194

MN1

Mồng tơi MT1

0,0104

0,1024

0,0348

Dền đỏ DD1

0,0828

1,2095

0,5053

Diếp cá DC1

0,0099

0,0948

0,0524

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Hình 2.9: Đồ thị hàm lƣợng mangan (mg/kg) trong các mẫu rau tƣơi mùa xuân

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Hình 2.10 : Đồ thị hàm lƣợng mangan (mg/kg) trong các mẫu rau tƣơi mùa hè

* Nhận xét : Sau khi tiến hành phân tích xác định hàm lượng kẽm và mangan trong

các mẫu rau thuộc hai mùa xuân hè bằng phương pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử dùng

ngọn lửa kết quả thu được cho thấy :

- Nồng độ các kim loại kẽm và mangan trong các mẫu rau ở các xã Hà Thượng

và Yên Lãng (là các xã có tập trung các mỏ khoáng sản) thuộc huyện Đại Từ tỉnh Thái

Nguyên luôn cao hơn nồng độ các kim loại kẽm và mangan trong các mẫu rau ở các xã

Phú Cường, Mỹ Yên. Như vậy có thể khẳng định sự tồn tại các mỏ khoáng sản có ảnh

hưởng đến nguồn nước tưới, do đó làm ảnh hưởng đến hàm lượng các kim loại nặng

trong rau.

- So sánh với ngưỡng giới hạn kim loại nặng trong thực phẩm thì hàm lượng

kẽm trong các mẫu rau đều thấp hơn ngưỡng tối đa cho phép (≤ 40 mg/kg theo theo

Quyết định số 46/2007/QĐ-BYT của Bộ Y tế) và hàm lượng mangan trong các mẫu

rau có hàm lượng rất bé, có thể khẳng định rằng các mẫu rau đã phân tích đều là

những mẫu rau có hàm lượng kẽm ở ngưỡng an toàn với sức khoẻ con người. Tuy vậy

ở các xã có các mỏ khoáng sản thì các mẫu rau cũng đã ít nhiều bị nhiễm các kim loại

nặng, do đó cần có những biện pháp cải tạo đất cũng như các biện pháp quản lí để khắc

phục, ngăn ngừa tình trạng ô nhiễm kim loại nặng tránh ảnh hưởng đến sức khoẻ con

người.

- Tuy các mẫu nghiên cứu và phân tích hàm lượng kim loại nặng đều dưới mức

cho phép theo TCVN, nhưng chúng ta cũng nên chú ý đến các mẫu có hàm lượng kim

loại vượt hơn các mẫu bình thường.

- Chính lượng kim loại nặng hiện diện trong các rau xanh canh tác theo hệ thống

dây chuyền: Nguồn nước  đất  cây rau hấp thụ  vào cơ thể con người, hấp thụ và

tích luỹ trong cơ thể qua chuỗi thức ăn  ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đồng.

2.9. Kiểm tra quá trình xử lí mẫu

Vì kết quả phân tích phụ thuộc vào nhiều yếu tố như phương pháp xử lí mẫu và

điều kiện xác định, kĩ thuật thực nghiệm, trang thiết bị …nên để đánh giá mức độ chính

xác cũng như độ lặp lại của phương pháp xử lí mẫu chúng tôi đã chọn một số mẫu để

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

tiến hành làm mẫu thêm chuẩn.

Mẫu thêm chuẩn, cách xử lí mẫu với quy trình được tiến hành như với mẫu

thực. Chúng tôi cũng chọn ra hai mẫu rau đại diện cho mùa xuân và mùa hè ở trên để

tiến hành làm mẫu thêm chuẩn. Đối với mỗi mẫu chúng tôi thêm vào những lượng nhất

định Zn, Mn ở điểm đầu, điểm giữa và cuối đường chuẩn. Cụ thể như sau:

Bảng 2.34: Thành phần mẫu thêm chuẩn

STT Mẫu rau Thành phần

CX Mẫu cải xoong không thêm chất phân tích 1

CX + t1 Mẫu CX + 0,5 ppm Zn + 0,5 ppm Mn 2

CX + t2 Mẫu CX + 1 ppm Zn + 1,5 ppm Mn 3

CX + t3 Mẫu CX + 1,5 ppm Zn + 4 ppm Mn 4

DD Mẫu dền đỏ không thêm chất phân tích 5

DD + t1 Mẫu DD +0,5 ppm Zn + 0,5 ppm Mn 6

DD + t2 Mẫu DD + 1 ppm Zn + 1,5 ppm Mn 7

DD + t3 Mẫu DD + 1,5 ppm Zn + 4 ppm Mn 8

Kết quả phân tích các mẫu trên được trình bày trong các bảng 2.34 và 2.35:

Bảng 2.35 : Kết quả phân tích kẽm trong các mẫu thêm chuẩn

Abs

Sai số (%)

Nồng độ mẫu thu được (ppm)

Hiệu suất thu được (%)

Nồng độ chuẩn thêm vào (ppm)

Nồng độ thêm vào thu được (ppm)

STT Mẫu rau Zn

CX 0,1289 1 0,9453

CX + t1 0,1875 1,4308 0,5 0,4855 97,10 2,9 2

CX + t2 0,2483 1,9345 1 0,9892 98,92 1,08 3

CX + t3 0,3064 2,4159 1,5 1,4706 98,04 1,96 4

DD 0,1032 5 0,7324

DD + t1 0,1622 1,2212 0,5 0,4888 97,76 2,24 6

DD + t2 0,2214 1,7117 1 0,9793 97,93 2,07 7

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

DD + t3 0,2821 2,2146 1,5 1,4822 98,81 1,19 8

Bảng 2.36 : Kết quả phân tích mangan trong các mẫu thêm chuẩn

Abs

Sai số (%)

Nồng độ mẫu thu được (ppm)

Hiệu suất thu được (%)

STT Mẫu rau Mn

Nồng độ chuẩn thêm vào (ppm)

Nồng độ thêm vào thu được (ppm)

1 CX 0,0378 0,5214

2 CX + t1 0,0695 1,0061 0,5 0,4847 96,94 3,06

3 CX + t2 0,1326 1,9709 1,5 1,4495 96,63 3,37

4 CX + t3 0,2886 4,3563 4 3,8349 95,87 4,13

5 DD 0,0254 0,3318

6 DD + t1 0,0566 0,8089 0,5 0,4771 95,42 4,58

7 DD + t2 1,1187 1,7584 1,5 1,4266 95,11 4,89

8 DD + t3 0,2813 4,2446 4 3,9128 97,82 2,18

Qua kết quả trong các bảng và ta thấy hiệu suất thu hồi kẽm và mangan đều lớn

hơn 90% và sai số đều nhỏ hơn 5%. Vậy có thể sử dụng một trong hai phương pháp

đường chuẩn hoặc thêm chuẩn để xác định hàm lượng của kẽm và mangan trong rau

xanh.

Trên đây là kết quả áp dụng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa

F-AAS để xác định hàm lượng kim loại kẽm và mangan trong rau xanh. Muốn kết quả

chính xác hơn thì cần phải lấy mẫu hằng ngày vào các thời điểm khác nhau (sang, trưa,

chiều , tối), trong nhiều tháng khác nhau của năm đem phân tích, so sánh kết quả phân

tích với các phương pháp khác nhau như phương pháp trắc quang, phương pháp phổ

hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa, GF-AAS… khi đó kết quả phân tích sẽ chính xác

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

và thuyết phục hơn.

KẾT LUẬN

Trong phạm vi đề tài được giao: " Xác định hàm lượng kẽm và mangan trong một số

loại rau xanh tại khu vực huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên bằng phương pháp phổ hấp

thụ nguyên tử ngọn lửa F-AAS " chúng tôi tiến hành nghiên cứu và làm thực nghiệm,

từ các chứng cứ khoa học chúng tôi thu được kết quả như sau:

1. Đã nghiên cứu khảo sát, chọn được các điều kiện thực nghiệm phù hợp cho việc

xác định hàm lượng kẽm và mangan bằng phép đo phổ hấp thụ nguyên tử ngọn

lửa F-AAS.

2. Đánh giá sai số, độ lặp lại của phương pháp F-AAS.

3. Chọn được điều kiện phù hợp để xử lí 10 mẫu rau.

4. Kiểm tra được quá trình xử lí mẫu bằng phương pháp thêm chuẩn với hiệu suất

cao và sai số nhỏ (đều nhỏ hơn 5%).

5. Đã áp dụng phương pháp đường chuẩn để xác định hàm lượng các kim loại

nặng như kẽm, mangan 10 loại rau tại một số khu vực của huyện Đại Từ - tỉnh

Thái Nguyên và thu được kết quả như

- Các mẫu rau ở khu vực huyện Đại Từ đều có hàm lượng kẽm, mangan ở dưới

mức tối đa cho phép.

- Ở các khu vực các xã Yên Lãng, Hà Thượng là nơi tập trung các mỏ khoáng

sản (kim loại, than) thì hàm lượng các kim loại cao hơn so với các xã vùng sâu

như Mỹ Yên, Phú Cường. Như vậy tuy hàm lượng kẽm và mangan ở dưới mức

cho phép nhưng có thể khẳng định nguồn nước tưới đã ảnh hưởng đến chất

lượng các loại rau và lâu dài nếu không có biện pháp thích hợp sẽ ảnh hưởng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

sức khoẻ con người.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Trần Tứ Hiếu, Phạm Hùng Việt, Nguyễn Văn Nội (1999), "Giáo trình Hoá môi

trường cơ sở". Khoa Hoá học, Đại học Quốc gia Hà Nội.

2. Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyễn Văn Ri, Nguyễn Xuân Trung, "Hoá học phân

tích-Phần 2: Các phương pháp phân tích công cụ, Khoa Hoá". Đại học Khoa học Tự

Nhiên-Đại học Quốc Gia Hà Nội.

3. Phạm Luận, " Phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử" . NXB Đại học Quốc

Gia Hà Nội, 2006.

4. Phạm Luận, " Giáo trình hướng dẫn về những vấn đề cơ sở của các kĩ thuật xử lí

mẫu phân tích-Phần I: Những vấn đề chung" . ĐHKHTN-ĐHQG Hà Nội, 2006.

5. Phạm Luận, " Các phương pháp kĩ thuật và chuẩn bị mẫu phân tích" (Chuyên ngành

hoá phân tích và Hoá môi trường). ĐHKHTN-ĐHQG Hà Nội, 2006.

6. Phạm Luận, " Quy trình phân tích các nguyên tố kim loại nặng độc hại trong thực

phẩm tươi sống" . Đại học tổng hợp Hà Nội.

7. Phạm Luận, " Quy trình phân tích các nguyên tố kim loại trong lá cây và cây thuốc

đông y ở Việt Nam" . Đại học tổng hợp Hà Nội.

8. Phạm Luận, " Vai trò của muối khoáng và các nguyên tố vi lượng đối với sự sống

của con người" . ĐHKHTN-ĐHQG Hà Nội, 1999/2003.

9. Hoàng Nhâm, " Hoá học vô cơ, tập 3". NXB Giáo dục 2004.

10. Hồ Viết Quý, " Các phương pháp phân tích công cụ trong hoá học hiện đại". Đại

học Sư Phạm Hà Nội, 2005.

11. Hồ Viết Quý, " Phân tích Lí-Hoá". Đại học Sư Phạm Hà Nội, 2005.

12. Nguyễn Đăng Đức, " Xác định hàm lượng các ion kim loại crom, mangan, đồng,

chì, cadimi, asen, thuỷ ngân trong nước và lập biểu đồ ô nhiễm ở TP Thái Nguyên” Đề

tài NCKH cấp bộ (B, 2005-06-08). Khoa KHTN-XH-Đại học Thái Nguyên, 2007.

13. Nguyễn Thị Ngọc Ẩn, "Đánh giá hiện trạng ô nhiễm chì trong rau xanh ở thành

phố Hồ Chí Minh”. Tạp chí phát triển KH&CN, tập 10, số 07-2007. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

14. Bùi Thế Cường, " Nghiên cứu, xác định hàm lượng một số caction kim loại trong

nước thải sinh hoạt bằng phương pháp Von-Ampe hoà tan". Luận văn Thạc sĩ khoa học

Hoá học- Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội, 2007.

15. Nguyễn Văn Dục, Nguyễn Dương Tuấn Anh, "Ô nhiễm nước bởi kim loại nặng ở

khu vực công nghiệp Thượng Đình". Tạp chí Khoa học, Đại học Quốc Gia Hà Nội.

16. Trịnh Xuân Giản, Bùi Đức Hưng, Lê Đức Liêm (2003), "Xác định đồng (Cu), Chì

(Pb), Cadimi (Cd), kẽm (Zn) trong nước biển bằng phương pháp Von-Ampe hoà tan

xung vi phân". Tạp chí phân tích Hoá Lí và Sinh học (T8), tr 40-43.

17. Trần Kim Chung, " Nghiên cứu, đánh giá hàm lượng kẽm và một số kim loại nặng

trong nước, rau quả ở khu vực phía Nam Hà Nội bằng phương pháp phổ Hấp thụ

nguyên tử dung ngọn lửa F-AAS" . Luận văn Thạc sĩ khoa học Hoá học- Trường Đại

học Sư Phạm Hà Nội, 2009.

18. Trần Đức Thuỷ, "Xác định hàm lượng kẽm trong nước bằng phương pháp phổ hấp

thụ nguyên tử" . Khoá luận tốt nghiệp, Khoa KHTN-XH-Đại học Thái Nguyên, 2008.

19. Nguyễn Thị Hải Yến, "Xác định hàm lượng mangan trong nước bằng phương pháp

phổ hấp thụ nguyên tử" . Khoá luận tốt nghiệp, Khoa KHTN-XH-Đại học Thái

Nguyên, 2008.

20. Nguyễn Lâm Tùng, " Nghiên cứu xác định hàm lượng đồng và kẽm trong nước ép

trái cây bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử" . Khoá luận tốt nghiệp, Khoa

KHTN-XH-Đại học Thái Nguyên, 2009.

21. Nguyễn Thị Nga, " Xác định hàm lượng mangan- kẽm trong củ nghệ bằng phương

pháp phổ hấp thụ nguyên tử" . Khoá luận tốt nghiệp, Khoa KHTN-XH-Đại học Thái

Nguyên, 2009.

22. http://www.bioviet.com

23. http://dictionary.bachkhoatoanthu.gov.vn

24. http://www.khoahoc.com.vn

25. http://wikipedia.org

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

26. http://thaythuoccuaban.com

27.http://rausach.com.vn.

Tài liệu nƣớc ngoài

28. Lee Sing Kong, From garden to kitchen: Grow your own fruit and vegetables,

1994.

29. Ballantyne.E.E , Heavy metals in natural waters, Springer- Verlag, 1984.

30.Greenwood N.N, Earnshaw, Chemistry of the elements, p.1201- 1226, 2ed,

Elservier,1997.

31. John R.Dean, Methods for environmental trace analytical, Northmbria University,

Newcastle,UK, 2003.

32. Argiculture Board and National Research Council ,Effect of pesticide on fruit and

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

vegetable physiology, 1968.

PHỤ LỤC

GIỚI HẠN HÀM LƢỢNG KẼM TRONG RAU VÀ THỰC PHẨM

(Quyết định 46/2007 QĐ-BYT - Bộ y tế)

STT Sản phẩm Giới hạn cho

phép

Sữa và sản phẩm sữa

(mg/kg)

Thịt và sản phẩm thịt

Cá và sản phẩm cá

100

Dầu, mỡ

Rau, quả (trừ nƣớc ép rau, quả)

40

Chè và sản phẩm chè

Cà phê

Cacao và sản phẩm cacao

Gia vị

5,0

10 Nước chấm

2,0

11 Nước ép rau, quả

12 Đồ uống có cồn

5,0

13 Nước giải khát cần pha loãng trước khi dùng

14 Nước giải khát dùng ngay

- Thức ăn cho trẻ dưới 1 tuổi

15 Thực phẩm đặc biệt:

- Thực phẩm đóng hộp cho trẻ dưới 1 tuổi và trên 1 tuổi

- Thực phẩm từ ngũ cốc cho trẻ dưới 1 tuổi và trên 1 tuổi

Sữa và sản phẩm sữa

100

20 Thịt và sản phẩm thịt

21 Cá và sản phẩm cá

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

22 Dầu, mỡ

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Luận văn Thạc sĩ Hoá học: Xác định hàm lượng kẽm, mangan trong một số loại rau xanh tại huyện Đại Từ- tỉnh Thái Nguyên bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS)

Mục tiêu của luận văn nhằm nghiên cứu khảo sát, chọn được các điều kiện thực nghiệm phù hợp cho việc xác định hàm lượng kẽm và mangan bằng phép đo phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa F-AAS. Mời các bạn cùng tham khảo!

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ………….………….

BÙI TIẾN TÙNG

XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG KẼM, MANGAN TRONG MỘT SỐ LOẠI

RAU XANH TẠI HUYỆN ĐẠI TỪ - TỈNH THÁI NGUYÊN BẰNG

PHƢƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ NGỌN LỬA (F-AAS)

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

CHUYÊN NGÀNH: HOÁ PHÂN TÍCH

MÃ SỐ : 60.44.29

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Đăng Đức

Thái Nguyên, năm 2010

Lời cảm ơn

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

CHƢƠNG I

TỔNG QUAN

Loại rau

Nƣớc

Protein

Gluxit

Lipit

Xenlulozơ

Tro

Thành phần khác

(%)

(%)

(%)

(%)

(%)

(%)

(%)

CHƢƠNG II

THỰC NGHIỆM

Khe đo(nm)

Abs

Khe đo(nm)

Abs

Abs

CMn (ppm)

Abs CMn (ppm) 0,25

)

o đ n ầ l 0 1 ở c ợ ƣ đ n ệ i

m p p (

h t á h p ộ đ

g n ồ N

)

o đ n ầ l 0 1 ở c ợ ƣ đ n ệ i

m p p (

h t á h p ộ đ

g n ồ N

chuẩn bị (ppm) 0,5

đo đƣợc (ppm) 0,4898

chuẩn bị (ppm)

đo đƣợc (ppm)

o đ y á m ố s

g n ô h T

h n à h T

n ề n n ầ h p

STT

Mẫu rau

Abs

Nồng độ tính theo đƣờng chuẩn

Hàm lƣợng trong

mẫu rau tƣơi (mg/kg)

(ppm)

STT

Mẫu rau

Abs

Nồng độ tính theo đƣờng chuẩn

Hàm lƣợng trong

mẫu rau tƣơi (mg/kg)

(ppm)

STT

Mẫu rau

Abs

Nồng độ tính theo đƣờng chuẩn