LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên tôi xin được gửi tới PGS_TS Nguyễn Đăng Đức lời biết ơn chân

thành và sâu sắc nhất. Thầy là người đã trực tiếp giao đề tài và tận tình hướng dẫn

tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài này.

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo khoa Hóa Học – Đại Học Thái

Nguyên cùng toàn thể các bạn sinh viên lớp cử nhân hóa k5 đã tạo điều kiện giúp đỡ

tôi hoàn thành đề tài này.

Cuối cùng tôi xin được cảm ơn những người thân của tôi luôn động viên, giúp đỡ

tôi hoàn thành tốt đề tài của mình.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Thái nguyên : Tháng 8 năm 2010

SV : Hoàng Thị Thanh

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU…………………………………………………………….…2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN…………………………………………...6

1.1.Giới thiệu chung về rau xanh…………………………………….…6

1.1.1 Vai trò của rau xanh……………………………………………....6

1.1.2 Các yếu tố gây ô nhiễm cho rau…………………………………..6

1.1.3 Một số tiêu chí an toàn về rau………………………………….…7

1.2 Giới thiệu chung về nguyên tố chì………………………………….7

1.2.1 Một số đặc điểm và hằng số vật lý của chì……………………….7

1.2.2 Tính chất lý học của chì…………………………………………..8

1.2.3 Tính chất hóa học………………………………………………....8

1.2.4 Trạng thái thiên nhiên và phương pháp điều chế………………...11

1.2.5 Các ứng dụng của chì…………………………………………….11

1.2.6 Độc tính của chì………………………………………………….13

1.3 Các phương pháp xác định chì……………………………………..13

1.3.1 Phương pháp phân tích hóa học……………………………….....13

1.3.2 Phương pháp phân tích công cụ………………………………….15

1.4 Các phương pháp xử lý mẫu phân tích để xác định chì…………....17

1.4.1 Kỹ thuật xử lý ướt bằng axit mạnh đặc nóng…………………….18

1.4.2 Kỹ thuật xử lý khô……………………………………………….18

1.5 Tính chất và khả năng tạo phức của thuốc thử………………….…19

1.5.1 Cấu tạo và tính chất của PAN…………………………………....19

1.5.2 Khả năng tạo phức của PAN……………………………………..20

1.6 Các phương pháp xác định thành phần

của phức trong dung dịch………………………………………………20

CHƯƠNG 2:

1

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU…………………...22

2.1 Đối tượng và mục tiêu nghiên cứu…………………………………..22

2.2 Phương pháp nghiên cứu, nội dung,

hóa chất, thiết bị nghiên cứu………………………………………..........22

2.2.1 Xác định hàm lượng chì trong rau xanh bằng phương pháp chiết-trắc

quang…………………………………………………………………….22

2.2.2 Chuẩn bị hóa chất………………………………………………….22

2.2.3 Dụng cụ thí nghiệm………………………………………………..23

2.2.4 Cách tiến hành thí nghiệm……………………………………........23

2.3 Một số phương pháp định lượng…………………………………….24

2.3.1 Phương pháp đồ thị………………………………………………..24

2.3.2 Phương pháp thêm………………………………………………...25

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU……………………………….27

3.1 Nghiên cứu sự tạo phức Pb2+-PAN……………………………….....27

3.1.1 Phổ hấp thụ của PAN……………………………………………...27

3.1.2 Nghiên cứu sự tạo phức Pb2+-PAN……………………………......28

3.1.3 Các điều kiện tối ưu cho sự tạo phức Pb2+-PAN………………......29

3.1.4 Xác định thành phần phức Pb2+-PAN

bằng phương pháp tỉ số mol…………………………………………......30

3.1.5 Xác định khoảng tuân theo định luật Beer………………………...33

3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến phép xác định chì. Xây dựng phương trình

đường chuẩn xác định chì……………………………………………....35

3.2.1 Xây dựng phương trình đường chuẩn biểu diễn sự phụ thuộc mật

độ quang và nồng độ phức Pb2+-PAN………………………………….35

3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của một số ion kim loại đến sự tạo phức

Pb2+-PAN……………………………………………………………….36

3.2.3 Xây dựng đường chuẩn khi có mặt

2

các ion dưới ngưỡng gây cản…………………………………………...36

3.3 Xác định hàm lượng chì trong các mẫu rau………………………...37

3.3.1 Đối tượng lấy mẫu………………………………………………...37

3.3.2 Xử lý mẫu…………………………………………………………38

3.4 Xác định nồng độ ion Pb2+ trong mẫu………………………………38

KẾT LUẬN……………………………………………………………..40

TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………41

3

MỞ ĐẦU

Trong đời sống con người rau xanh luôn là nguồn thực phẩm quan trọng và cần

thiết, rau là thực phẩm không thể thiếu trong bữa ăn hằng ngày, là nguồn cung cấp

vitamin, khoáng chất, chất xơ…vì vậy vấn đề làm thế nào để có rau xanh an toàn đã

và đang được đặt ra. Việc sử dụng nhiều phân bón hóa học, thuốc bảo vệ thực vật,

thuốc trừ sâu, diệt cỏ, đã dẫn đến sự ô nhiễm môi trường đất, nước, và khi quyển, do

đó làm cho rau xanh cũng bị nhiễm một số kim loại nặng như As, Cd, Pb…tạo ra các

độc tố gây bệnh cho con người.Vì vậy việc phân tích để xác định hàm lượng các kim

loại nặng trong rau xanh sẽ góp phần đánh giá chất lượng rau sạch theo tiêu chuẩn

rau sạch đang được áp dụng ở Việt Nam.Từ những lý do chúng đó tôi đã chọn thực

hiện đề tài “xác định hàm lượng chì trong rau xanh ”.

4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu chung về rau xanh

1.1.1. Vai trò của rau xanh

+ Rau xanh có chứa nhiều sinh tố, khoáng chất, và chất xơ nên rau rất cần thiết

cho cơ thể người. Rau có thể ăn đươc dưới dạng lá, hoa, củ quả…

+ Những loại rau ăn lá phổ biến như: rau muống, rau cải, rau ngót…

+ Những loại rau ăn quả như: bầu, bí, củ cải, cà rốt…

+ Rau xanh không những là thực phẩm cần thiết hằng ngày mà nó còn là các vị

thuốc chữa bệnh dễ tìm, dễ sử dụng như:

Bắp cải: là thuốc làm dịu cho bệnh nhân thấp khớp đau dây thần kinh hông,

thống phong… Đặc biệt nó là loại thuốc chữa bệnh mất ngủ dành cho người lo

âu và suy nhược thần kinh.

Rau muống là rau mọc bò trong các ao hồ, ruộng nước. Rau có vị ngọt, mát,

có tác dụng thanh nhiệt giải độc lợi tiểu.

Cải thìa có nhiều vitamin A, B, C, trong đó có nhiều vitamin C. Cải thìa có tác

dụng thanh nhiệt, lợi tiểu, ngăn ngừa bệnh ngoài da.

Ngoài ra còn có rất nhiều loại rau có nhiều công dụng khá nữa như rau lang,

nấm, trà xanh…

Tóm lại rau xanh giúp cải thiện tình trạng sức khỏe như tăng cường khả năng

miễn dịch của cơ thể để phòng chống các bệnh tật, chống stress và tăng cương minh

mẫn, vì vậy nên sử dụng nhiều rau quả tươi trong khẩu phần ăn hằng ngày.

1.1.2. Các yếu tố gây ô nhiễm cho rau

Có nhiều yếu tố gây ô nhiễm cho rau chủ yếu là các yếu tố sau:

+ Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật

+ Dư lượng kim loại nặng

5

+ Do sinh vật gây bệnh…

Trong thuốc bảo vệ thực vật và phân bón chứa một số kim loại nặng, trong quá

trình sử dụng các kim loại này bị rửa trôi xuống ao hồ gây ô nhiễm đất, nước từ đó

tưới lên rau gây ô nhiễm cho rau

Nguồn nước thải của các khu công nghiệp chứa rất nhiều kim loại nặng sẽ

chuyển trực tiếp vào rau xanh

1.1.3. M ột số tiêu chí an toàn về rau

Bảng 1: giới hạn tối đa kim loại chì trong thực phẩm (QĐ số 46/2007/ QĐ_BYT

19/12/07)

Tên sản phẩm mg/kg Tên sản phẩm mg/kg

Dầu, mỡ bao gồm chất béo

trong sữa

0,1 Quả 0,1

Động vật thân mềm 2

mảnh vỏ

1,5 Nước ép hoa quả 0,05

Nước chấm 2,0 Ngũ cốc, đậu,đỗ 0,2

Thịt trâu, bò, gia cầm

lợn

0.1 Rau bắp cải( trừ rau

cải xoăn), rau ăn lá

0,3

1.2. Giới thiệu chung về nguyên tố chì (Pb)

1.2.1. Một số đặc điểm và hằng số vật lý của chì

Tổng quát

Tên, ký hiệu, số hiệu: chì, Pb, 82

Phân loại: kim loại mềm

Khối lượng riêng 11340kg/m3

Độ cứng: 1.5

Tính chất nguyên tử

6

Khối lượng nguyên tử: 207.21 đvC

Bán kính nguyên tử: 180 pm

Bán kính cộng hóa trị: 147 pm

Bán kính vanderwaals: 202 pm

Cấu hình electron (Xe) 4f145d106s26p2

Trạng thái oxy hóa: 2,4

Cấu trúc tinh thể: lập phương tâm diện

Hằng số vật lý

Nhiệt độ nóng chảy: 327,460C

Nhiệt độ sôi: 17490C

Độ âm điện: 2.33

Các đồng vị ổn định nhất của chì

Pb206( chiếm 24.1%) có 124 notron

Pb207( chiếm 22.1%) có 125 notron

Pb208( chiếm 52.4%) có 126 notron

Ngoài ra còn có Pb205 tổng hợp nhân tạo, có thời gian bán hủy là 1,53.107 năm.

Pb204 chiếm 1.4% có thời gian bán hủy là 1,4.1017 năm.

1.2.2. Tính chất lý học của chì [3]

Chì là kim loại có màu xám, nặng, rất mềm, dễ rèn, dẻo, dễ dát mỏng, có khả

năng dẫn nhiệt, dẫn điện.

Chì và các hợp chất của chì đều độc. Chúng rất nguy hiểm ở chỗ khó có những

phương tiện cứu chữa khi bị nhiễm độc lâu dài, cho nên cần hết sức cẩn thận khi tiếp

xúc với chúng.

1.2.3 Tính chất hóa học [3]

a. Đơn chất

Ở điều kiện thường, chì bị oxi hóa bởi oxy không khí tạo thành lớp oxit màu

xám bao bọc trên bề mặt, bảo vệ cho chì không tiếp tục bị oxy hóa nữa

7

2Pb + O2 = 2 PbO

Chì có phản ứng với halogen và nhiều nguyên tố không kim loại khác

Pb + X2 = PbX2

Ở nhiệt độ thường chì bền với nước do có màng oxit bảo vệ, nhưng ở nhiệt độ

cao nó tách dần màng oxit bao bọc bên ngoài và tiếp tục tác dụng:

2Pb + 2H2O +O2 = 2Pb(OH)2

Chì có thế điện cực âm, nên về nguyên tắc nó có thể tan trong axit, tuy nhiên

chì chỉ tương tác trên bề mặt với dung dịch axit HCl loãng và axit sunfuric loãng

dưới 80% do bị bao bọc bởi lớp muối khó tan( PbCl2 và PbSO4). Nhưng với dung

dịch đậm đặc hơn của các axit đó thì chì có thể tan vì muối khó tan của lớp bảo vệ

đã chuyển thành hợp chất tan.

PbCl2 +2HCl = H2PbCl4

PbSO4 + H2SO4 = Pb(HSO4)2

Với axit nitric ở bất kỳ nồng độ nào chì tương tác như một kim loại :

3Pb + 8HNO3(L) = 3Pb(NO3)2 +2NO + 4H2O

Chì có thể tan trong axit axetic và các axit hữu cơ khác:

2Pb + 2CH3COOH + O2 = 2 Pb(CH3COO)2 + 2H2O

Với dung dịch kiềm, chì có thể tương tác khi đun nóng giải phóng H2:

Pb + 2KOH +2H2O = K2[Pb(OH)4] +H2

b. Hợp chất

Chì đioxit PbO2 là chất ở dạng tinh thể màu nâu-đen có tính lưỡng tính nhưng

tan trong kiềm dễ hơn trong axit. Khi đun nóng PbO2 mất dần lõi biến thành các oxit

trong đó chì có số ôxi hóa thấp hơn.

PbO là chất rắn có 2 dạng: màu đỏ và có màu vàng, PbO tan

ít trong nước, nên Pb có thể tương tác với nước khi có mặt oxi. PbO tan ít trong axít

và kiềm mạnh, khi đun nóng trong không khí tạo Pb3O4.

Oxít hỗn hợp của chì :

8

Các ô xít Pb2O3 và Pb3O4 đều chứa Pb(II) và Pb(IV) nên là ôxít hỗn hợp.

Ôxít hỗn hợp Pb2O3 (hay PbO.PbO2) được xem là chì (II) metaplombat PbPbO3.

Ôxít hỗn hợp Pb3O4 (hay 2PbO.PbO2) được coi là chì (IV) orthoplombat Pb2PbO4

Chì metaplombat được tạo nên khi nhiệt độ nhiệt phân PbO2 ở nhiệt phân PbO2 ở

300oC hoặc đun nóng muối chì (II) trong không khí.

4PbCO3 + O2 = 2Pb2O3 +2CO2

Chì orthoplombat hay còn được gọi là minium, nó là chất ở dạng bột màu đỏ

dacam. Nó tác dụng với H2SO4 loãng hay HNO3 tạo muối Pb(II) và PbO2

Pb3O4 + 4HNO3 = 2Pb(NO3)2 +PbO2 +2H2O

Pb3O4 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + PbO2 +2H2O

Minium ít tan trong nước và độc đối với môi trường. Khi đun nóng bị phân hủy

thành PbO và O2 ở 550oC .

Minium dùng chủ yếu để sản xuất thủy tinh phalê, men đồ sứ, đồ sắt, làm chất

làm chất màu cho sơn.

Minium được điều chế bằng cách đun nóng PbO hay PbCO3 trong không khí.

6PbO + O2 = 2Pb3O4

6 PbCO3 + O2 = 2Pb3O4 + 6CO2

Các muối của chì:

Các muối Pb(II) thường là tinh thể có cấu trúc phức tạp không tan trong nước trừ

Pb(NO3)2 và Pb(CH3COO)2.

Các đihalogenua chì đều là chất rắn, không màu trừ PbI2 màu vàng, tan ít trong

nước lạnh, tan nhiều trong nước nóng.

Các đihalogenua chì có khả năng kết hợp với halogen kim loại kiềm MX tạo

phức kiểu M2[PbX4]. Sự tạo phức này giải thích khả năng dễ hòa tan của

đihalogenua chì trong dung dịch đậm đặc của axít halogenhiđric và muối của chúng.

PbI2 + 2KI = K2[PbI4 ]

9

PbCl2 + 2HCl = H2[PbCL4 ]

Các hyđrôxít:

Pb(OH)2 là chất kết tủa màu trắng, không tan trong nước, khi đun nóng dễ mất

nước tạo thành ôxít.

Tan trong axít tạo muối Pb2+ :

Pb(OH)2 + HCl = PbCl2 +2H2O

1.2.4. Trạng thái thiên nhiên và phương pháp điều chế

Kim loại chì ít phổ biến, trữ lượng của nó trong thiên nhiên là 1,6.10 -4 % tổng số

nguyên tử vỏ của quả đất.

Phương pháp điều chế chì gồm 2 giai đoạn: đốt cháy galen (PbS) để chuyển galen

thành oxit, rồi khử oxit kim loại bằng than cốc trong lò đứng.

2PbS + 3O2 = 2PbO + 2SO2

PbO + C = Pb + CO

1.2.5. Các ứng dụng của chì

Chì và các hợp chất của chì được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống của con

người. Chì dùng để làm ắcqui, pin, dùng làm dây cáp điện, đầu đạn, các ống dẫn

trong công nghiệp hóa học. Ngoài ra chì còn có khả năng hấp thụ tốt các tia phóng

xạ, tia rơnghen nên được dùng để làm tấm ngăn các phóng xạ hạt nhân (ứng dụng

làm tường của phòng thí nghiệm phóng xạ).

Chì dùng làm tấm điện cực trong ắcqui chì

Ắcqui chì gồm những cực là những tấm kim loại của chì và antimon(9%) phía

ngoài có chát lớp bột nhão của chì và nước. Những tấm cực dương nối liền với nhau

đặt xen kẽ với những tấm cực âm cũng nối liền với nhau, nhúng trong dung dịch

H2SO4 38 %. Do xảy ra phản ứng:

PbO + H2SO4 = PbSO4 + H2O

Nên trên mặt tấm điện cực có lớp PbSO4 khó tan. Khi cho dòng điện một chiều

đi qua ắc qui, ở các cực xảy ra các phản ứng sau:

10

(-) PbSO4 +2e + 2H+ = Pb + H2SO4

(Pb2+

+ 2e = Pb )(+) PbSO4 - 2e + SO4

2- + 2H2O = PbO2 + 2 H2SO4

Sơ đồ phản ứng chung là :

2 PbSO4 + 2 H2O Pb + PbO2 +2 H2SO4

Như vậy sau khi được tích điện, tấm cực âm của acqui biến thành tấm chì xốp,

tấm cực dương biến thành tấm PbO2 xốp và nồng độ H2SO4 tăng lên.

Khi nối 2 cực của acqui với một dây dẫn thì có dòng điện chạy qua. Dòng điện

sinh ra nhờ phản ứng:

Cực âm cực dương

Pb - 2e + SO42- = PbSO4 PbO2 + H2SO4 +2e + 2H+

= PbSO4 + 2H2O

( Pb +2e = Pb2+ ) (Pb4+ +2e = Pb2+)

Sơ đồ phản ứng chung là:

Pb + PbO2 +2 H2SO4 2 PbSO4 + 2 H2O

Mỗi acqui chì đều cho điện thế khoảng thế 2V, mắc nối tiếp 3 hay 6 acqui đó lại

sẽ được bộ acqui 6V hay 12V theo ý muốn.

Chì được sử dụng trong thành phần của mầu sơn

Chì trắng hay chì (II) cacbonat (PbCO3) đã từng được sử dụng rộng rãi để sơn bề

mặt trong nhà. Các hợp chất chì khác như chì cromat (PbCrO4) màu vàng chói được

sử dùng như phẩm nhuộm màu, cung cấp màu sắc cho nước sơn. Chì trắng không

tan trong nước làm cho sơn không thấm nước và lau chùi với độ bền cao. Chì

cacbonat có thể trung hòa các sản phẩm mang tính axít làm mục rữa các loại dầu

bóng trong nước sơn, vì thế lớp sơn phủ có độ bám không chảy nhão và chống nứt

trong thời gian lâu hơn.

11

Tuy nhiên do tính độc hại của chì nên ngày nay hầu hết sơn chì đều bị cấm sử

dụng. Ngày nay sơn chì được dùng trong việc phục chế và bảo trì các tác phẩm nghệ

thuật, các di tích kiến trúc.

1.2.6. Độc tính của chì

Chì và các hợp chất của nó rất độc đối với con người và động vật. Đối với thực vật thì

không gây hại nhiều nhưng lượng chì tích tụ trong cây trồng sẽ thâm nhập vào cơ thể

người và động vật qua đường tiêu hóa.

Chì có khả năng thay thế hàng loạt các kim loại giữ chức năng bình thường trong cơ thể

như canxi, sắt, kẽm. Do đó với hàm lượng nhỏ của chì trong máu sẽ làm ngăn cản quá

trình sử dụng ôxi để tạo thành năng lượng cho quá trình sống. Ở nồng độ cao hơn gây nên

thiếu ôxi cho các tế bào cơ thề làm rối loạn chức năng của thận và phá hủy não…

1.3. Các phương pháp xác định chì

1.3.1. Phương pháp phân tích hóa học [4]

Phương pháp phân tích khối lượng

+ Nguyên tắc chung: Phân tích khối lượng là phương pháp định lượng hóa học,

trong đó người ta đo chính xác bằng cân khối lượng của chất cần xác định hay

những hợp phần của nó đã được tách ra ở trạng thái tinh khiết hóa học hoặc dưới

dạng hợp chất có thành phần biết trước.

+ Cách tiến hành: Ta thường hòa tan mẫu phân tích trong dung môi thích hợp để

chuyển toàn bộ lượng kim loại cần xác định dưới dạng ion, chế hóa dung dịch bằng

các thuốc thử thích hợp để kết tủa hoàn toàn dưới dạng hợp chất khó tan.

+ Phương pháp này đơn giản, không cần sử dụng máy móc hiện đại đắt tiền. Để

đạt được độ chính xác cao thì yêu cầu phải chọn những điều kiện thích hợp và những

thao tác phức tạp. Phương pháp này chỉ dùng để phân tích với hàm lượng lớn, không

dùng để xác định lượng vết.

Phương pháp phân tích thể tích

12

+ Nguyên tắc: Phân tích thể tích là phương pháp xác định hàm lượng các chất

dựa trên sự đo thể tích dung dịch thuốc thử đã biết nồng độ chính xác( được gọi là

dung dịch chuẩn) được thêm từ buret vào dung dịch của chất định phân, vừa tác

dụng đủ với tất cả lượng chất định phân đó. Thời điểm đã thêm lượng thuốc thử tác

dụng với toàn bộ chất định phân gọi là điểm tương đương, thời điểm kêt thúc chuẩn

độ là điểm cuối. Để nhận biết điểm điểm tương đương người ta dùng những chất gây

ra những hiện tượng mà ta có thể quan sát bằng mắt như sự đổi màu, xuất hiện kết

tủa… những chất đó gọi là chất chỉ thị.

+ Cách tiến hành: Đối với chì có 3 cách

Chuẩn độ trực tiếp bằng EDTA, chỉ thị ET_00 ( CriocromT đen)

Chuẩn độ ngược Zn2+ với EDTA là dung dịch chuẩn, chỉ thị ET_00.

Chuẩn độ thay thế: dùng ZnY2- chỉ thị ET_00.

Cách 1: chuẩn độ trực tiếp Pb2+ với chỉ thị ET_00

Pb2+ tạo phức bền với EDTA ở pH trung tính hoặc kiềm song cũng rất dễ thủy

phân, do đó trước khi tăng pH ta cho Pb2+ tạo phức kém bền với tactrat hoặc

trietanolamin rồi mới chuẩn độ,

Cách 2: Chuẩn độ ngược Pb2+ bằng Zn2+

Cho Pb2+ tác dụng với 1 lượng dư chính xác EDTA đã biết nồng độ ở pH =10,

sau đó chuẩn độ lượng dư EDTA bằng Zn2+ đã biết nồng độ với chỉ thị ET_00.

Pb2+ + H2Y2- = PbY2- + 2H+

H2Y2- + Zn2+ = ZnY2- + 2H+

ZnInd + H2Y2- = ZnY2- + HInd

(đỏ nho) (xanh biếc)

Cách 3: Chuẩn độ thay thế.

Do PbY2- có đọ bền lớn hơn ZnY2- trong môi trường đệm amoni nên Pb2+ sẽ đẩy

Zn2+ ra khỏi ZnY2-. Chuẩn độ Zn2+ sẽ xác định được Pb2+.

Pb2+ + ZnY2- = PbY2- + Zn2+

13

ZnInd + H2Y2- = ZnY2- + HInd

(đỏ nho) (xanh biếc)

1.3.2. Phương pháp phân tích công cụ

a. Phương pháp điện hóa [1]

Phương pháp cực phổ:

+ Phương pháp cực phổ là theo dõi sự biến đổi giữa cường độ dòng khuếch tán

và thế. Trong quá trình điện phân khi chất phân tích chuyển đến điện cực chỉ bằng

khuếch tán.

+ Cực phổ là phương pháp điện phân trong những điều kiện đặc biệt:

Chất bị điện phân có nồng độ rất nhỏ 10-3 đến 10-6 M , trong đó cần có mặt chất

điện ly trơ với nồng độ ít nhất là 100 lần nồng độ của chất bị điện phân, nhờ đó đảm

bảo cho quá trình chuyển các chất điện hoạt đến bề mặt điện cực chỉ bằng khuếch

tán.

Dùng 2 điện cực là điện cực làm việc và điện cực so sánh, điện cực làm việc là

điện cực phân cực, có diện tích bề mặt rất nhỏ( vài mm2) trước đây cực phổ cổ điển

dùng điện cực giọt thủy ngân. Điện cực so sánh là điện cực không bị phân cực,

thường là điện cực calomen hoặc điện cực bạc_bạc clorua.

Điện thế đặt vào điện cực là điện thế một chiều, biến thiên liên tục và chậm.

Phương pháp vol_ampe hòa tan:

Về bản chất phương pháp vol-ampe hòa tan cũng giống như phương pháp cực

phổ là theo dõi sự biến đổi dòng khuếch tán vào thế.

Ưu điểm của phương pháp vol_ampe hòa tan là có độ nhạy cao từ 10-6 đến 10-8M

và xác định được nhiều kim loại. Tuy nhiên phương pháp này yêu cầu qui trình phân

tích phức tạp.

Tóm lại: Phương pháp điện hóa có độ nhạy khá cao, tuy nhiên độ nhạy bị hạn chế

bởi dòng dư, thành phần chất điện ly trơ, cực đại, và các phản ứng điện cực cản

trở…

14

b. Phương pháp quang phổ

Phương pháp trắc quang [1]

Phương pháp trắc quang là phương pháp phân tích quang học dựa trên sự tương

tác chọn lọc giữa chất cần xác định với năng lượng bức xạ thuộc vùng tử ngoại, khả

kiến hoặc hồng ngoại.

Đây là phương pháp định lượng nhưng không đo trực tiếp khối lượng của chất

cần định lượng mà đo độ hấp thụ ( hay mật độ quang ) của dung dịch màu, từ đó suy

ra nồng độ của chất cần định lượng. Phương pháp định lượng theo phương trình:

A=

A : độ hấp thụ của dung dịch chất màu

:hệ số hấp thụ phân tử gam.

C: nồng độ chất phân tích

b :bề dày lớp dung dịch màu.

Để xác định chì ta chuyển nó về dạng phức Pb2+_PAN trong môi trường pH = 7,

sau đó chiết phức này bằng dung môi clorofom CHCl3, rồi đem đo mật độ quang tại

= 560nm. Từ đó xác định được nồng độ của chì.

Phương pháp này có độ nhạy, ổn định và độ chính xác cao. Tuy nhiên nhược

điểm của phương pháp này là không chọn lọc, một thuốc thử có thể tạo phức với

nhiều ion.

Phương pháp phổ phát xạ ( AES) [6]

Trong điều kiện bình thường các điện tử chuyển động trên các quĩ đạo ứng với

mức năng lượng thấp nhất. Khi đó nguyên tử ở trạng thái bền vững, trạng thái cơ

bản. Ở trạng thái này nguyên tử không thu và cũng không phát năng lượng. Nhưng

nếu cung cấp năng lượng cho nguyên tử thì trạng thái đó không tồn tại nữa mà điện

tử sẽ chuyển lên mức năng lượng cao hơn, khi đó nguyên tử đã bị kích thích, nó tồn

tại ở trạng thái kích thích trạng thái này không bền vững, nguyên tử chỉ lưu lại ở

trạng thái này khoảng 10-8 giây sau đó lại trở về trạng thái cơ bản ban đầu, làm giải

15

phóng năng lượng dưới dạng các bức xạ quang học, bức xạ này là phổ phát xạ

nguyên tử.

Phương pháp này có độ nhạy cao có thể tiến hành phân tích đồng thời nhiều

nguyên tố trong cùng một mẫu, có độ chính xác tương đối cao, tiêu tốn ít mẫu phân

tích. Tuy nhiên phương pháp này chỉ cho biết thành phần nguyên tố của mẫu phân

tích mà không chỉ ra trạng thái liên kết của nó.

Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ( AAS) [6]

Trong điều kiện bình thường nguyên tử không thu và cũng không phát ra năng

lượng dưới dạng bức xạ. Nhưng khi nguyên tử ở trạng thái hơi tự do, nếu ta chiếu

một chùm tia sáng có bước sóng xác định vào đám hơi nguyên tử đó thì các nguyên

tử tự do sẽ hấp thụ các bức xạ có bước sóng nhất định. Lúc này nguyên tử đã nhận

năng lượng của các tia bức xạ chiếu vào nó và chuyển lên trạng thái có mức năng

lượng cao hơn. Qúa trình đó gọi là quá trình hấp thụ năng lượng và tạo ra phổ

nguyên tử của nguyên tố đó gọi là phổ hấp thụ nguyên tử.

Phương pháp này định lượng theo phương trình:

A = a.Cb

trong đó: A : độ hấp thụ tại bước sóng

a: hằng số thực nghiệm

C: nồng độ chất phân tích

b: hằng số bản chất:

b=1 khi A và C là tuyến tính

b <1 khi A và C không tuyến tính.

Phép đo phổ hấp thụ có độ nhạy và độ chọn lọc cao. Phương pháp này không

phải làm giàu nguyên tố cần xác định trước khi phân tích, tốn ít nguyên liệu mẫu, ít

thời gian không cần nhiều hóa chất tinh khiết cao. Vì vậy phương pháp phân tích này

được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực để xác định lượng vết các kim loại.

16

1.4. Các phương pháp xử lý mẫu phân tích để xác định chì [2]

1.4.1. Kỹ thuật xử lý ướt bằng axit mạnh đặc nóng

a.Nguyên tắc

Dùng axit mạnh đặc và nóng (HCl, H2SO4), hay axit mạnh đặc và nóng có tính

oxi hóa mạnh (HNO3, HClO4), hoặc hỗn hợp hai axit, hỗn hợp ba axit (HNO3,

HClO4, H2SO4)… để phân hủy mẫu trong điều kiện đun nóng bằng bình kenđan

trong ống nghiệm hay trong lò vi sóng.

Lượng axit dùng để phân hủy mẫu thường gấp 10-15 lần lượng mẫu, tùy thuộc

mỗi loại mẫu và cấu trúc vật lý hóa học của nó.

Thời gian phân hủy mẫu trong các hệ hở, bình kenđan, ống nghiệm, cốc…

thường từ vài giờ đến vài chục giờ. Còn nếu trong lò vi sóng hệ kín thì chỉ cần 30-50

phút.

b. Ưu, nhược điểm

+Hầu như không bị mất các chất phân tích, nhất là trong lò vi sóng.

+Tuy nhiên thời gian phân hủy mẫu dài, trong điều kiện thường.

+Tốn nhiều axit đặc, tinh khiết cao nhất là trong các hệ hở.

+Dễ bị nhiễm bẩn khi xử lý trong hệ hở do môi trường hay do axit dùng.

+Phải đuổi axit dư lâu nên dễ nhiễm bẩn bụi vào mẫu.

1.4.2. Kỹ thuật xử lý khô

a. Nguyên tắc

Kỹ thuật xử lý khô (tro hóa khô) là kỹ thuật nung để xử lý mẫu trong lò nung ở

một nhiệt độ thích hợp (khoảng 450-7500C) song thực chất đây chỉ là bước đầu tiên

của quá trình xử lý mẫu vì sau khi nung mẫu bã còn lại phải được hòa tan bằng dung

dịch axit phù hợp thì mới chuyển được các chất phân tích trong tro mẫu vào dung

dịch. Khi nung các chất hữu cơ của mẫu sẽ bị đốt cháy thành CO2 và H2O.

Nhiệt độ nung 450-7500C, tùy thuộc vào bản chất của chất mẫu và chất phân tích,

cấu trúc, dạng liên kết của các chất trong mẫu.

17

Thời gian nung từ 5-12 giờ.

Các loại chất phụ trợ có tác dụng bảo vệ các chất phân tích không bị mất, góp

phần làm cho mẫu được phân hủy nhanh và triệt để hơn.

b. Ưu, nhược điểm

+ Thao tác và cách làm đơn giản.

+ Không phải sử dụng nhiều axit đăc tinh khiết cao.

+ Xử lý được triệt để, nhất là các mẫu nền hữu cơ.

+ Đốt cháy hết các chất hữu cơ vì thế dung dịch mẫu thu được sạch.

+ Nhược điểm là có thể mất một số chất dễ bay hơi nếu như không có chất phụ

gia và chất bảo vệ.

1.5. Tính chất và khả năng tạo phức của thuốc thử [5]

1.5.1. Cấu tạo và tính chất của PAN

Thuốc thử 1-(2-pydizilazo)-2-naphthol (PAN) có công thức cấu tạo:

Công thức phân tử: C15H11ON3.

Khối lượng phân tử: M=249.

PAN là thuốc thử hữu cơ dạng bột màu đỏ, không tan trong nước, tan tốt trong

rượu và axeton. Vì vậy người ta thường chọn axeton làm dung môi để pha PAN.

Tùy thuộc vào PH của môi trường mà thuốc thử PAN có thể tồn tại ở các dạng

khác nhau, nó có 3 dạng tồn tại là: H2Ind+, HInd, Ind-. Và có các hằng số phân ly

tương ứng: pK1= 1,9; pK2= 12,2.

18

1.5.2. Khả năng tạo phức của PAN

PAN là thuốc thử đơn bazơ, các phức tạo được với nó có khả năng chiết và làm

giàu trong dung môi hữu cơ như CCl4, CHCl3, isoamylic, …

PAN có khả năng tạo phức bền với nhiều kim loại cho phức màu mạnh.

1.6. Các phương pháp xác định thành phần của phức trong dung

dịch.

Có rất nhiều phương pháp để xác định thành phần của phức. Ở đây tôi sử dụng

phương pháp tỉ số mol.

Phương pháp tỉ số mol

Nội dung của phương pháp là thiết lập sự phụ thuộc của D( D) vào nồng độ của

một thành phần khi nồng độ của thành phần kia được giữ cố định và ngược lại.

19

Sự phụ thuộc của D( D) vào khi CM = const được biểu diễn bằng hình dưới

đây:

Điểm gãy trên đường cong (1) khi đạt tới giá trị D giới hạn là điểm tương ứng với

tỉ số các hệ số tỉ lượng, tỉ số đó bằng tỉ số nồng độ của các chất phản ứng tại điểm

tương đương x. Nếu điểm gãy trên đường cong không rõ như đường 2 thì phải ngoại

suy bằng cách kéo dài 2 đường thẳng, giao điểm ứng với điểm tương đương x cần

tìm.

x

Cx/CM

D

1

2

20

CHƯƠNG 2

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tượng và mục tiêu nghiên cứu

Rau là loại thực phẩm không thể thiếu đối với con người nó có vai trò quan trọng

như : có thể làm thuốc chữa bệnh, cung cấp vitamin cho con người… Hiện nay vấn

đề ô nhiễm môi trường đất, nước, ngày càng nghiêm trọng, nhất là ô nhiễm bởi các

kim loại nặng do đó làm cho rau xanh cũng bị nhiễm các kim loại này, từ đó gây ảnh

hưởng tới sức khỏe con người. Chính vì vậy mục tiêu nghiên cứu của đề tài này là:

xác định hàm lượng chì trong rau xanh bằng phương pháp chiết - trắc quang, từ đó

đánh giá được rau sạch hay không sạch.

2.2. Phương pháp nghiên cứu, nội dung, hóa chất, thiết bị nghiên cứu

2.2.1. Xác định hàm lượng Pb trong rau xanh bằng phương pháp chiết trắc quang

+ Khảo sát sự tạo phức giữa Pb2+ và thuốc thử PAN.

+ Xác định thành phần của phức.

+ Xác định các điều kiện tối ưu cho sự tạo phức: bước sóng tối ưu, khoảng pH tối

ưu, thể tích dung môi chiết, ảnh hưởng của một số cation đến sự tạo phức, ảnh

hưởng của thời gian đến sự tạo phức, xét khoảng nồng độ tuân theo định luật Beer

+ Xây dựng đường chuẩn của Pb2+

+Áp dụng để xác định hàm lượng chì trong rau xanh.

2.2.2. Chuẩn bị hóa chất

+ Dung dịch thuốc thử PAN 10-3M:

Cân chính xác 0.0249g thuốc thử PAN bằng cân phân tích ( 10 -4g) , hòa tan bằng

60ml axeton trong cốc rồi chuyển vào bình định mức, định mức tới vạch bằng 40ml

nước cất.

21

Dung dịch PAN cần dùng có nồng độ thấp hơn có thể pha trực tiếp từ dung dịch

đã pha ở trên.

+ Dung dịch Pb2+ 10-3M

Cân chính xác 0.0331g muối Pb(NO3)2 bằng cân kỹ thuật, hòa tan trong một

lượng nhỏ axit HNO3 loãng rồi chuyển vào bình định mức tới vạch 100ml bằng nước

cất.

+ Các dung dịch khác: KOH, HCl, KNO3.

+Dung dịch HNO3 65%, dung dịch H2O2 30%

+Các dung môi: clorofom, isoamylic.

2.2.3. Dụng cụ thí nghiệm

+Máy đo pHmet PREGSA pH 900

+Máy đo phổ UV-VIS.

+Tủ sấy

+Cân phân tích 10-4g

+ Pipet, buret, bình định mức, phễu chiết, cốc cân, bình tam giác, đũa thủy tinh,

quả bóp.

2.2.4. Cách tiến hành thí nghiệm

+ Chuẩn bị dung dịch so sánh.

Hút chính xác một thể tích cần thiết của dung dịch PAN, cho vào cốc, thêm dung

dịch muối KNO3 để được lực ion hằng định. Chuyển dung dịch vào bình định mức

10ml, định mức tới vạch, điều chỉnh đến pH tối ưu. Sau đó cho dung dịch vào phễu

chiết, chiết lên pha hữu cơ, bỏ phần nước, lấy phần dịch chiết là dung dịch so sánh.

+ Dung dịch nghiên cứu:

Hút một lượng chính xác thuốc thử và 1 lượng chính xác ion kim loại nghiên cứu

vào bình định mức 10ml, thêm dung dich KNO3 để được lực ion hằng định, điều

chỉnh pH tối ưu. Định mức tới vạch, rồi chiết lên pha hữu cơ. Lấy dịch chiết làm

22

dung dịch nghiên cứu, đem đo một độ quang với dung dich so sánh là dịch chiết ở

trên.

2.3. Một số phương pháp định lượng

2.3.1. Phương pháp đồ thị [1]

Để xác định nồng độ theo phương pháp này phải dựng đường chuẩn D-C đối với

chất cần xác định (ở những điều kiện tối ưu). Sau đó pha dung dịch nghiên cứu, đo

Dx rồi dựa vào đường chuẩn hoặc phương trình đường chuẩn để xác định Cx tương

ứng

Dựng đường chuẩn

Pha một dung dịch chuẩn có Cch (nồng độ chuẩn) khác nhau khoảng 30% về nồng

độ chất phân tích và thường phải có 5-8 dung dịch chuẩn, đối với mỗi giá trị của Cch

phải pha song song không ít hơn ba dung dịch chuẩn, đo Dch (mật độ quang chuẩn)

của mỗi dung dịch và lấy giá trị trung bình Dch cho một điểm trên đường chuẩn.

Trong trường hợp dung dịch tuân theo định luật Beer thì đường chuẩn là một đường

thẳng đi qua gốc tạo độ.

Khi chọn vùng nồng độ để xây dựng đường chuẩn phải lưu ý:

- Vùng nồng độ của dãy chuẩn phải bao gồm cả Cx.

- Với vùng nồng độ đã chọn dung dịch phải tuân theo định luật Beer.

- Các giá trị Dch ứng với nồng độ đã chọn phải sao cho khi đo trên máy có độ lặp lại

cao và bảo đảm sự tuyến tính D-C

Dung dịch nghiên cứu được pha chế giống như khi pha chế dung dịch chuẩn và

cũng lặp lại thí nghiệm không ít hơn 3 lần để có được .

Dựa vào đồ thị D = f (Ci) để xác định trên hoành độ giá trị Cx ứng với . Đồ thị

là một đường thẳng đi qua gốc tọa độ.

23

Ưu điểm của phương pháp đường chuẩn là với một đường chuẩn cho phép phân

tích hàng loạt mẫu, dung dịch cũng không đòi hỏi phải tuân theo định luật Beer một

cách nghiêm ngặt.

2.3.2. Phương pháp thêm [1]

Phương pháp thêm là một dạng của phương pháp so sánh. Theo phương pháp

này, mật độ quang của dung dịch nghiên cứu được so sánh với chính dung dịch đó

có thêm những lượng xác định ai của chất nghiên cứu.

Phương pháp này thường được dùng để đơn giản bớt quá trình phân tích nhưng

chủ yếu là để loại trừ ảnh hưởng cản trở của các tạp chất lạ, nó cho phép tạo ra

những điều kiện giống nhau cho dung dịch chuẩn và dung dịch nghiên cứu. Phương

pháp này được sử dụng rộng rãi để xác định những vi lượng của chất nghiên cứu khi

có mặt chất cản trở. Tuy vậy nó cũng chỉ được áp dụng cho những dung dịch tuân

theo đinh luật hấp thụ cơ bản.

Có thể dùng phương pháp tính hoặc phương pháp đồ thị:

Phương pháp tính

Pha dung dịch màu nghiên cứu với Cx chưa biết.

Pha dung dịch màu chuẩn cũng chính là dung dịch màu nghiên cứu có cho thêm

một lượng a của chất cần xác định sao cho Cch = Cx + Ca. Đo mật độ quang Dx và

Dx+a với cùng loại cuvet, so sánh với dung dịch so sánh.

Dx = Cxl .

Dx+a = Cx+al = (Cx+Ca)l

= = .

Phương pháp đồ thị

Pha dung dịch màu nghiên cứu với nồng độ Cx và đo Dx

24

Pha một dãy dung dịch chuẩn cũng chính là dung dịch nghiên cứu có cho thêm

những lượng chính xác ai của chất cần xác định để nồng độ của dãy chuẩn là

. Và đo mật độ quang Dx+ai tương ứng.

Dựng đồ thị Dx+ai _Cai để xác định Cx.

Để xác định Cx ta kéo dài đường thẳng thu được trên đồ thị, đường thẳng này cắt

trục hoành tại điểm A. Gía trị tuyệt đối từ A đến gốc tọa độ O chính bằng giá trị Cx.

Ca1 Ca2 Ca3 CaiCa4

Dx

Dx+a1

Dx+a2

Dx+a3

Dx+ai

Dx+a4

oCx

A

25

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

3.1. Nghiên cứu sự tạo phức Pb2+-PAN

3.1.1. Phổ hấp thụ của PAN

+ Lấy chính xác 0.4ml dung dịch PAN có nồng độ 10-3M vào bình định mức

10ml, cho thêm 1ml dung dịch KNO3 để lực ion hằng định ở pH=7, định mức bằng

nước cất tới vạch, như vậy ta thu được dung dịch PAN có nồng độ 4.10 -5M. Sau đó

chiết bằng 5ml dung môi clorofom rồi đo phổ hấp thụ electron của PAN.

+ Kết quả cho thấy, phổ hấp thụ electron của PAN có = 470nm.

26

3.1.2. Nghiên cứu sự tạo phức Pb2+-PAN

Chuẩn bị dung dịch phức Pb2+-PAN:

Lấy 0,2ml dung dịch Pb2+ 10-3M và 0.4ml dung dịch PAN 10-3M =2.10-5M

vào bình định mức 10ml, thêm 1ml KNO3, định mức bằng nước cất tới vạch, khi đó

ta thu được dung dịch phức có CPb2+ = 2.10-5M và CPAN = 4.10-5M. Sau đó chiết bằng

5ml dung môi clorofom rồi đo phổ hấp thụ electron của phức.

Kết quả, khi cho Pb2+ vào thuốc thử PAN thì thu được =560nm. Nghĩa là có

hiện tượng chuyển bước sóng, đồng thời mật độ quang tăng lên.

27

Điều này chứng tỏ có sự tạo phức giữa Pb2+ và PAN.

Vậy phức hấp thụ ở = 560nm. Các thí nghiệm sau chúng tôi đều thức hiện

ở bước sóng này.

3.1.3. Các điều kiện tối ưu cho sự tạo phức Pb2+-PAN

3.1.3.1 Dung môi chiết phức

Qua tham khảo các tài liệu và các khóa luận chúng tôi thấy phức Pb2+-PAN

chiết tốt trong dung môi ít phân cực, đặc biệt chiết tốt trong clorofom, do đó chúng

tôi sử dụng clorofom làm dung môi chiết phức.

3.1.3.2 Xác định pH tối ưu

Để xác định pH tối ưu của phản ứng phức, chúng tôi chuẩn bị các dung dịch:

trong bình định mức 10ml:

+ Dung dịch so sánh: có CPAN=4.10-5M; 1ml KNO3 1M.

+ Dung dịch phức Pb2+-PAN: =2.10-5M; CPAN=4.10-5M 1ml KNO3 1M.

Tiến hành chỉnh dung dịch so sánh và phức tại các giá trị pH khác nhau, sau đó

chiết bằng 5ml clorofom. Đo mật độ quang của các dung dịch phức.

Kết quả thu được ở bảng 1 và hình 1:

Bảng 1: Sự phụ thuộc của mật độ quang vào pH

pH 5 6 6,4 6,8 7,2 7,6 8 8,4

0,322 0,491 0,633 0,596 0,622 0,452 0,406 0,293

28

Hình 1: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của mật độ quang vào pH.

Từ đồ thị ta thấy mật độ quang của phức Pb2+-PAN đạt đến mức cao nhất và ổn

định trong khoảng pH từ 6,4-7,2. Vì vậy chúng tôi chọn pH=7 làm pH tối ưu cho

quá trình tạo phức.

3.1.3.3 Xác định thể tích dung môi chiết tối ưu

Thể tích dung môi chiết tối ưu là thể tích tương ứng với giá trị phần trăm chiết

lớn nhất và giá trị mật độ quang của phức trong dung dịch là lớn nhất.

Từ kết quả luận văn thạc sĩ của Ths. Phan Thanh Phương tôi lấy thể tích dung môi

chiết tối ưu là 5ml.

3.1.4. Xác định thành phần phức Pb2+-PAN bằng phương pháp tỉ số mol

Cách tiến hành

Chuẩn bị hai dãy dung dịch trong các bình định mức 10ml:

Dãy 1:

+ Dung dịch nghiên cứu có =1.10-5M và nồng độ PAN thay đổi từ 1.10-5 đến

4.10-5M. Các dung dịch này đều được chuẩn bị ở pH=7, =0,1. Đo ở =560nm.

+ Dung dịch so sánh là dung dịch có thành phần giống dung dịch nghiên cứu

nhưng không chứa ion kim loại.

Dãy 2:

+ Dung dịch nghiên cứu CPAN=2.10-5M; thay đổi từ 0,4.10-5M đến 1,8.10-5M.

29

+ Dung dịch so sánh có thành phần giống dung dịch nghiên cứu nhưng không có

chứa ion kim loại.

Các dung dịch trên đều được chẩn bị ở pH=7; =0,1; =560nm. Tiến hành

chiết các dung dịch trên bằng 5ml clorofom, rồi đo mật độ quang.

Kết quả :

Đối với dãy 1 ta thu được kết quả ở bảng 2 và hình 2:

Bảng 2: Sự phụ thuộc mật độ quang của phức Pb2+-PAN vào nồng độ PAN

STT CPAN.10-5M .10-5M CPAN/

1 1,00 1,00 1,00 0,291

2 1,50 1,00 1,50 0,382

3 2,00 1,00 2,00 0,442

4 2,50 1,00 2,50 0,453

5 3,00 1,00 3,00 0,461

6 3,50 1,00 3,50 0,472

7 4,00 1,00 4,00 0,483

30

CPAN/CPb2+

Hình 2: Đồ thị xác định tỷ lệ PAN: Pb2+

Đối với dãy 2 ta thu được kết quả ở bảng 3 và hình 3:

Bảng 3: Sự phụ thuộc mật độ quang của phức Pb2+-PAN vào nồng độ Pb2+.

STT CPAN.10-5M .10-5M /CPAN

1 2,00 0,40 0,2 0,212

2 2,00 0,60 0,3 0,291

3 2,00 0,80 0,4 0,364

4 2,00 1,00 0,5 0,461

5 2,00 1,20 0,6 0,472

6 2,00 1,40 0,7 0,481

7 2,00 1,60 0,8 0,482

8 2,00 1,80 0,9 0,491

31

CPb2+/CPAN

Hình 3: Đồ thị xác định tỉ lệ Pb2+: PAN

Từ đồ thị hình 2 ta thấy CPAN/ =2 tỷ lệ Pb2+: PAN=1:2.

Từ đồ thị hình 3 ta có: /CPAN=0,5 tỷ lệ Pb2+: PAN=1:2.

Vậy thành phần của phức Pb2+-PAN có tỷ lệ Pb2+: PAN=1:2.

3.1.5. Xác định khoảng tuân theo định luật Beer

Để xác định khoảng tuân theo định luật Beer, chúng tôi tiến hành:

+ Chuẩn bị một dãy dung dịch nghiên cứu có CPAN = 2CPb2+ trong các bình định

mức 10 ml; chỉnh đến pH=7; = 0,1.

+ Chuẩn bị một dãy dung dịch so sánh tương ứng có thành phần giống dung dịch

nghiên cứu nhưng không có ion kim loại.

+ Tiến hành chiết các dung dịch trên bằng 5 ml clorofom, rồi đo mật độ quang.

Kết quả:

Bảng 4: kết quả xác định khoảng tuân theo định luật Beer

STT Cpb2+.10-5M CPAN.10-5M ∆AI

1 0,2 0,4 0,122

2 0,4 0,6 0,212

3 0,8 1,6 0,312

32

4 1,0 2,0 0,392

5 1,4 2,8 0,512

6 1,6 3,2 0,592

7 2,0 4,0 0,711

8 2,5 5,0 0,861

9 3,0 6,0 0,978

10 3,5 7,0 1,043

Hình 4: Khoảng tuân theo định luật Beer của phức Pb2+-PAN

Từ kết quả trên cho thấy khoảng tuân theo định luật Beer của phức Pb2+-PAN là

từ 0,2.10-5 đến 3.10-5M. Khi nồng độ phức lớn hơn thì có sự sai lệch khỏi định luật

Beer.

3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến phép xác định Pb2+.Xây dựng phương

trình đường chuẩn xác định Pb2+

3.2.1. Xây dưng phương trình đường chuẩn biểu diễn sự phụ thuộc mật độ quang

vào nồng độ của phức Pb2+-PAN

33

CPb2+.10-5M

Chuẩn bị các dãy dung dịch sau:

+ Dãy dung dịch nghiên cứu có nồng độ PAN là 5.10 -5 M; nồng độ của Pb2+ thay

đổi từ 0,4.10-5 M đến 2,5.10-5 M; Chỉnh PH= 7, = 0,1.

+ Dung dịch so sánh: Cố định thành phần như dung dịch nghiên cứu nhưng

không có ion Pb2+

+ Tiến hành chiết các dung dịch trên bằng 5 ml clorofom, rồi đem đo mật độ

quang. Kết quả thu được ở bảng 5:

Bảng 5: Sự phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ phức

STT .10-5M CPAN.10-5M

1 0,4 5,0 0,193

2 0,6 5,0 0,261

3 0,8 5,0 0,322

4 1,0 5,0 0,392

5 1,2 5,0 0,481

6 1,6 5,0 0,611

7 1,8 5,0 0,672

8 2,0 5,0 0,734

9 2,5 5,0 0,873

34

CPb2+.10-5

Hình 5:Đường chuẩn của phức Pb2+-PAN

Từ đồ thị ta thu được phương trình đường thẳng có dạng: y = 0,338.x +0,057

3.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của một số ion kim loại đến sự tạo phức Pb2+-PAN

Trong quá trình phân tích Pb2+ trong các mẫu rau xanh luôn có chứa ion kim loại

lạ gây ảnh hưởng tới quá trình phân tích. Nồng độ các ion được coi là gây cản nếu

sai số khi đo mật độ quang vượt quá 5%.

Qua tham khảo các khóa luận chúng tôi thấy Cu2+ có ảnh hưởng đến việc xác

định chì ở nồng độ lớn, và giới hạn không cản của Cu2+ là 2,7.10-5M. Sự có mặt của

Fe3+, Ni2+, Cr3+ ảnh hưởng không đáng kể đến việc xác định chì.

3.2.3 Xây dựng đường chuẩn khi có mặt các ion dưới ngưỡng gây cản

Chuẩn bị một dãy thí nghiệm gồm các dung dịch nghiên cứu có nồng độ chì thay

đổi như khi xây dựng đường chuẩn ở phần 3.2.1, nồng độ PAN cố định 5.10 -5M, và

có thêm ion Cu2+ dưới ngưỡng gây cản (< 2,7.10-5M).

35

Tiến hành thí nghiệm như phần 3.2.1, thu được kết quả sau ( bảng 6)

Bảng 6: Sự phụ thuộc mật độ quang và nồng độ phức Pb2+-PAN

.10-5M 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,6 1,8 2,0 2,5

0,208 0,281 0,345 0,416 0,492 0,621 0,693 0,762 0,908

Hình 6: Đồ thị đường chuẩn của phức Pb2+-PAN khi có mặt ion dưới ngưỡng

gây cản

Từ đồ thị ta thu được phương trình đường chuẩn có dạng: y=0,345.x +0,072

3.3. Xác định hàm lượng chì trong các mẫu rau

3.3.1. Đối tượng lấy mẫu

+ Đối tượng lấy mẫu: Rau cải thìa, rau cải bắp.

+ Lấy mẫu đựng vào trong các túi nilon sạch rồi đem về phòng thí nghiệm, rửa

sạch đất bám trên rau, để ráo nước, cân trọng lượng tươi, rồi sấy ở nhiệt độ 70 0C đến

khô. Sau đó đem cân lại để xác định trọng lượng khô. Sau khi cân đựng mẫu vào

trong các lọ kín để tránh hút ẩm.

36

CPb2+.10-5

STT

Tên

rau

Địa điểm

lấy mẫu

Thời gian

lấy mẫu

Ký

hiệu

Khối lượng

trước khi

sấy(g)

Khối lượng

sau khi

sấy(g)

1Cải

thìa

Khu vực

ĐHTN20/3/2010 M1 1000 32,2

2Cải

thìa

Khu vực

đồng

quang

20/3/2010 M2 1000 32,5

3Bắp

cải

Khu vực

ĐHTN22/3/2010 M3 1000 37,5

3.3.2. Xử lý mẫu

Lấy 10g mẫu khô đã nghiền mịn cho vào bình cầu đáy tròn, chịu nhiệt. Thêm

120ml dung dịch HNO3 65%, 10ml dung dịch H2O2 30%, lắc đều, đun sôi nhẹ cho

mẫu phân hủy đến khi dung dịch trong (khoảng 6-8 giờ).

Chuyển mẫu sang cốc 250ml, làm bay hơi hết axit còn lại muối ẩm, để nguội rồi

định mức bằng axit HCl 2% thành 10ml.

3.4. Xác định nồng độ ion Pb2+ trong mẫu

Chuẩn bị các dung dịch:

+ Dung dịch nghiên cứu: Lấy 2,5ml dung dịch mẫu thêm 0.5ml dung dịch PAN

10-3M; 1ml dung dịch KNO31M; chỉnh pH=7, định mức vào bình định mức 10ml.

Sau đó chiết bằng 5 ml clorofom.

+ Dung dịch so sánh có thành phần giống như dung dịch nghiên cứu nhưng

không có ion kim loại.

Đem đo mật độ quang ta thu được giá trị .

37

Đối với mỗi mẫu ta tiến hành làm đồng thời 3 thí nghiệm, sau đó lấy giá trị

trung bình .

Từ giá trị này, dựa vào đường chuẩn của phức Pb2+-PAN : y = 0,345x + 0,072 ta

suy ra được nồng độ của phức là Cx (mol/l).

Cách tính hàm lượng kim loại trong 1000g mẫu tươi:

Từ giá trị Cx tìm được ta thấy: đây là giá trị nồng độ phức kim loại trong 10ml

dung dịch đem đo mật độ quang được pha từ 2.5ml dung dịch mẫu nồng độ phức

kim loại trong 10ml dung dịch mẫu ban đầu là:

C0 = Cx.10/2.5 M

Lượng kim loại 10ml mẫu chính là lượng kim loại trong 10g mẫu khô đem xử lý

được tính theo công thức: A1=C0.V0.M (mg) với V0 =10ml

M là khối lượng mol của Pb

lượng kim loại trong a(g) mẫu khô sau khi sấy (đây cũng chính là lượng kim loại

trong 1000g mẫu tươi) : A2= (mg)

38

Bảng 8: Kết quả hàm lượng Pb2+ trong rau xanh

STTThí

nghiệm

Cx.10-5

(mol/l)A1 (mg)

A2

(mg/kg)TCVN

M1

1

2

3

0,120

0,118

0,113

0,117 0,130 0,011 0,035 0,3

M2

1

2

3

0,162

0,166

0,167

0,165 0,269 0,022 0,072 0,3

M3

1

2

3

0,193

0,190

0,196

0,193 0,351 0,0290,109

0,3

KẾT LUẬN

Sau thời gian nghiên cứu chúng tôi thu được kết quả sau:

1. Khảo sát sự tạo phức giữa Pb2+ và PAN.

2. Xác định các điều kiện tối ưu cho sự tạo phức: bước sóng tối ưu, pH tối ưu, thể

tích dung môi chiết tối ưu, và ảnh hưởng của thời gian đến sự tạo phức.

3. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số ion kim loại ( Cu2+, Fe3+, Ni2+ ) đến phép xác

định chì bằng phương pháp chiêt- trắc quang.

4. Xây dựng đường chuẩn xác định Pb2+.

5. Áp dụng để xác định hàm lượng chì trong cải thìa và bắp cải ở thành phố Thái

Nguyên. So với tiêu chuẩn rau sạch Việt Nam, các loại rau này đều không bị nhiễm

độc bởi Pb2+.

39

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Tinh Dung, (1995)– “Một số phương pháp phân tích hóa lý” –ĐH Sư

Phạm Hà Nội.

2. Phạm Luận – “Cơ sở của các phương pháp và kỹ thuật chuẩn bị mẫu phân

tích”(2005) – Đại Học Quốc Gia Hà Nội.

3. Hoàng Nhâm – “ Hóa học các nguyên tố- tập 1”(2004)- NXB ĐH Quốc Gia

Hà Nội.

4. Từ Vọng Nghi – “Cơ sở lý thuyết các phương pháp hóa học phân tích”(2001)

– NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội.

5. Phan Thanh Phương –“ Xác định hàm lượng chì và cacdimi trong rau xanh ở

thành phố Thái Nguyên”(2009) – Luận văn Thạc Sĩ Khoa Học – ĐH Thái Nguyên.

6. Phạm Luận- “Phân tích phổ nguyên tử”(2006) – NXB ĐH Quốc Gia Hà Nội.

40

Xác nhận của chủ tịch hội đồng nghiệm thu

đề tài nghiên cứu khoa học

TS. Dương Nghĩa Bang

41