Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN K H O A KHOA HỌC T ự NHIÊN VÀ XÃ H Ộ I NGUYỄN NGỌC X Á C Đ Ị N H H À M C H È B Ằ N G L Ư Ợ N G P H Ư Ơ N G Q U A N G P H Ổ TÙNG C A D I M I T R O N G P H Á P T R Ắ C Q U A N G H Ấ P T H Ụ N G U Y Ê N L U Ậ N V Ă N T Ố T N G H I Ệ P Đ Ạ I L Á V À T Ử H Ọ C NGÀNH HĨA Chun ngành: Hoa phân tích Giáo viên hướng dẫn: Th.s Vương Trường Xuân HỌC THẢI NGUYỀN T H Ư V I Ệ N T H Á I N G U Y Ê N - 2008 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn2 L Ờ I C Ả M Ơ N V i l ò n g l n h trọng v b i ế t om sâu sắc, em x ỉ n c h â n t h n h cảm n Thầy giáo, Th.s Vương Trường Xuân đ ã giao đ ề tài, t ậ n t ì n h h n g dẫn v tạo m ọ i đ i ề u k i ệ n cho em h o n thành luận v ă n E m x i n c h â n t h n h cảm om Ban lãnh đạo Khoa, P h ò n g Đ o tạo khoa học & Quan h ệ quốc t ế Khoa K H T N & X H đ ã tạo đ i ề u k i ệ n cho em h o n thành luận v ă n n y E m x i n c h â n t h n h cảm om c c thầy c ô g i o p h ụ trách p h ò n g thí nghiệm B ộ m n H ó a H ọ c đ ã tạo m ọ i đ i ề u k i ệ n v ề ca s ả v ậ t chất suốt q u trình em l m thực nghiệm E m x i n c h â n t h n h cảm om k ỹ sư Nguyễn Văn Đông Thị Hạnh, anh Cao c ù n g c c c ô c ô n g tác t i khoa x é t n g h i ệ m Trung t â m y t ế d ự p h ò n g tinh Thái N g u y ê n đ ã giúp đ ỡ tạo đ i ề u k i ệ n thuận l ợ i cho em trình em l m thực nghiệm t i trung t â m E m x i n b y t ỏ l ò n g biết em em t i c c thầy c ô g i o giảng dạy t i B ộ m n H ó a H ọ c c ù n g c c thầy c ô giáo c ô n g t c Khoa, k i ế n thức quý b u m c c thầy c ô đ ã truyền đạt cho em n ă m qua C u ố i c ù n g x i n c h â n thành cảm em t h n h viên gia đình, tập t h ể lớp H ó a K đ ã g i ú p đ ỡ v ề vật chất n h tinh thần suốt q u trình học tập t i Khoa v q u trình h o n t h n h luận v ă n Thái Nguyên, tháng 05 năm 2008 Sinh viên Nguyễn Ngọc T ù n g Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn3 M Ụ C L Ụ C M Ỡ ĐÀU Ì C H Ư Ơ N G 1: T Ổ N G Q U A N T À I L I Ệ U Ì Ì G i ó i t h i ệ u v ề c h è 1.1.1 T h n h phần Ì Ì T í n h chất sinh học v c n g dụng Ì G i i t h i ệ u v ề n g u y ê n t ố Cadimi Ì Ì Trạng thái thiên nhiên v p h n g p h p đ i ề u chế Ì 2.2 T í n h chất lý học Ì 2.3 T í n h chất h ó a học 1.2.3 Đ ộ c t í n h Cadimi Ì C c p h n g p h p x c định Cadimỉ Ì 3.1 C c p h n g p h p h ó a học Ì.3.2 C c p h n g p h p p h â n tích c ô n g cụ C H Ư Ơ N G 2: T H Ự C N G H I Ệ M - K Ế T QUẢ 2 4 9 lo 19 Ì H ó a chất - D ụ n g cụ - T h i ế t bị 19 2.1.1 D ụ n g cụ - TTiiết bị ! !„„.„ „ „ .„ „ 19 2.1.2 Hoa chất !„ „„!„„!„„ „ 19 2.2 K h ả o sát tạo phức C d vói thuốc t h đithizon 21 2.2.1 K h ả o sát p h ổ hấp thụ phức cadimi đithizonat 21 2.2.2 Ả n h h n g t h i gian đ ế n tạo phức 22 2.2.3 A n h h n g p H đ ế n tạo phức 23 2.2.4 K h ả o sát k h ả n ă n g chiết C d dung dịch đithizon/CHCl3 24 2.2.5 K h ả o sát khoảng tuyến tính tuân theo định luật Beer 25 2.3 K h ả o sát ảnh h n g lon cản 26 2.3 Ì K h ả o sát ảnh h n g ion N i 26 2.3.2 K h ả o sát ảnh h n g c ù a ion P b 28 2.3.3 K h ả o sát ảnh h n g ion C o 30 2.3.4 K h ả o sát ảnh h n g lon Z n 32 2.3.5 K h ả o sát ảnh h n g ion C u , H g 34 2.4 T ó m tắt đ i ề u k i ệ n t ố i u xác định Cadimi p h n g p h p trắc quang v i thuốc t h đithizon 35 2.5 P h â n tích m ẫ u g i ả - đ n h giá đ ộ x c v đ ộ lặp l i p h a n g pháp 36 2.6 Á p dụng p h a n g p h p trắc quang v i thuốc t h đ i t h i z o n đ ể x c định h m l ợ n g Cadimi chè 38 Ì L â y m ẫ u — x lý m ẫ u 38 + ẩ + + 2+ + + 2+ Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN + http://www.lrc-tnu.edu.vn4 2.6.2 P h â n tích x c định h m lượng C d c h è p h n g p h p trắc quang 39 2.7 X c định h m lượng Cadimi p h n g p h p quang p h ổ hấp t h ụ nguyên tử 40 2.7 Ì C c đ i ề u k i ệ n đ o p h ổ hấp t h ụ n g u y ê n t 40 2.7.2 D ự n g đ n g chuẩn 40 2.7.3 Q u i trình p h â n tích m ẫ u c h è phưcmg p h p quang p h ổ hấp t h ụ nguyên tử 42 KẾT LUẬN 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn5 CÁC CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG BẢN LUẬN • A : Absorbance: VĂN đ ộ hấp t h ụ A A S : Atomic Absorptỉon Spectrometry: p h é p đ o quang p h ổ hấp t h ụ nguyên tử A E S : p h o n g p h p p h ổ phát x n g u y ê n t A P D C : amoni pyrolydin dithiocacbamat F — A A S : Flame — Atomic Absorption Spectrometry: p h é p đ o quang p h ổ hấp t h ụ lửa GF — A A S : Graphite Fumace — Atomic Absorption Spectrometry: phép đ o quang p h ổ hấp t h ụ n g u y ê n t lò Graphit H C L : Hollow Cathode Lamp: đèn catot rỗng u v - V i s : Utral - Violet - Visble: Phổ t ngoại k h ả kiên ppm: partper ppb: partper millỉon: m ộ t phần t r i ệ u billion: m ộ t phần tỉ Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn6 T Ó M T Ắ T N Ộ I D U N G N G H I Ê N c ứ u B ả n luận v ă n nảy g m hai c h n g v i c c n ộ i dung sau: C h n g 1: T ổ n g q u a n t i l i ệ u Trong c h u ô n g n y c h ú n g trình b y c c v ấ n đ ề sau: Ì G i i t h i ệ u v ề c h è G i ó i t h i ệ u v ề Cadỉmi, độc tính Cadimi G i i t h i ệ u c c p h n g p h p x c định Cadimi C h n g 2: T h ự c N g h i ệ m - K ế t Q u ả Trong c h u ô n g n y chủng đ ã g i ả i c c v ấ n đ ề sau: K h ả o sát đ i ề u k i ệ n t ố i u phức Cadimiđithizonat: p h ổ hấp t h ụ cực đ i , thòi gian tạo phức, p H K h ả o sát ảnh hường ion k i m l o i đ ế n q u trình tạo phức v đ ã loại trừ đ ợ c ảnh h n g đ ó Đ n h giá đ ộ lặp l i , đ ộ c h í n h xác phương pháp C h ọ n điều k i ệ n đ o p h ổ C d m y A A — 6300 Shimadzu k ĩ thuật GF — A A S Á p dụng đ o hai m ẫ u c h è p h n g p h p , k ế t q u ả đ o cho thấy h m lượng C d thấp v h o n toàn nằm tiêu chuẩn cho p h é p v ề thực phẩm B ộ y t ế Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn7 Khóa luân tắt tChnn KHTN nghiên M Ở Ạ XH Đ À U N g y v ấ n đ ề m ô i trường ảnh h n g tói sức khỏe n g i đ a n g trở thành v ấ n đ ề cấp thiết đ ố i v i tồn t h ế giói V i ệ c đ n h giá, x lý mức đ ộ ô nhiễm m ô i trường đ a n g xem xét m ộ t c c h n g h i ê m túc Trong đ ó việc đ n h g i h m lượng k i m l o i nặng đ a n g quan t â m đặc biệt ảnh h n g đ ộ c h i c h ú n g đ ố i v ó i nhiều n g n h c ô n g nghiệp, n ô n g nghiệp, thực phẩm, sinh học v bảo v ệ m ô i trường Cadimi m ộ t n g u y ê n t ố k h ô n g c ó ích l ợ i cho ca t h ể n g i N g u y ê n t ố n y v dung dịch c c hợp chất n ó chất cực độc chí chì v ó i nồng đ ộ thấp, v c h ú n g tích l ũ y sinh học ca t h ể n h c c h ệ sinh thái T h i n g u y ê n noi trồng nhiều chè đ ể tiêu t h ụ khắp nước, đ ó để đ n h g i mức đ ộ ô nhiễm h m lượng k i m l o i nặng c h è c h ú n g chọn đề tài: " Xác định hàm lượng trắc quang Cadimi quang phổ hấp thụ nguyên chè phương pháp tử " V ó i mục đích c h ú n g t i ế n h n h n g h i ê n cứu c c n ộ i dung sau: > K h ả o sát c c đ i ề u k i ệ n t ố i u phức Cadimiđithizonat: phổ hấp thụ cực đ i , thòi gian tạo phức, pH > K h ả o sát ảnh h n g ion k i m l o i đ ế n q u trình tạo phức v loại trừ ảnh h n g đ ó > Á p dụng p h n g p h p đ ã n g h i ê n cứu để định lượng Cd số m ẫ u c h è p h n g p h p trắc quang d ù n g thuốc t h đithizon > Đ ị n h lượng Cd mẫu c h è p h n g p h p quang phổ hấp thụ n g u y ê n t v i k ĩ thuật GF — A A S Nguyễn Ngọc Tùng Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN Ì Lớp Cử Nhân Hóa http://www.lrc-tnu.edu.vn8 K2 Khóa luân tốt Khoa KHTN nghiệp C H Ư Ơ N G 1: T Ổ N G Q U A N T À I Ạ XH L I Ệ U 1.1 G i i t h i ệ u v ề c â y c h è [20] Ở V i ệ t N a m n h nhiều nước t h ế g i ó i t xa x a đ ã biết d ù n g chè để pha h ã m v d ù n g nước uổng h n g n g y trở t h n h tập tục v v o nghệ thuật ẩ m thực d ù n g giao tiếp, tập t ụ c l nguồn v u i sinh hoạt đ i sống k h ô n g t h ể thiếu C â y c h è c ó t ê n khoa học Camellia sinensis, h ọ c h è N c ta có hai loại chè, c h è V i ệ t N a m (Camellia vietnamensis) v c h è Bắc (Camellia Tonkinensis) C h è trồng v mọc t ự n h i ê n t i c c v ù n g đ i núi p h í a Bắc c ó nhiều ả Thái N g u y ê n , L n g Sơn v H Giang 1.1.1 T h n h phần T h n h phần h ó a học chè chủ y ế u tanin c h i ế m l o - 20%, cafeine Ì — 6% N g o i c ò n chứa theophyline, theobsonine v xanthine Trong tan in củachèthành phần chủ y ế u l galloraA, epigalocatahol, galloy—L— epiecitecline v L-epicatechol Đ ể t n t i cafeine đ ã k ế t hợp v ó i tanin H m lượng cafein cao c h è non K h i c h è lên men h m lượng cafein l i c n g t ă n g cao h n H n g t h m c h è c h í n h lượng tinh dầu thom c ó ả c h è 0,6% K h i k h ô c ò n l i 0,006% T i n h dầu t h m c h è đ ó chất volatile oils Trong c h è c ò n chửa c c chất n h triterpenoid v saponin, cagenin - triterpenoid, saporin c ó Theasapogenol E v theafolisaponin — h m lượng vitamin c c ó khoảng 130 - 180mg%, m ộ t lượng n h ỏ caroten, ílavolnoid, ílavolnoid querutin v kaemplerol N h ữ n g chất n y k ế t hợp v i Aavolnoid v acid gallic đ ể tợ t h n h m ộ t số este 1.1.2 T í n h c h ấ t sinh học v c ô n g d ụ n g Theo Đ ô n g y c h è vị đắng, ngọt, hai chua, h n , k h ô n g độc, tác dụng v o gan, lách, p h ổ i , thận N h c c thành phần h ó a học c ó chè m n ó đ ã c ó nhiều t c dụng p h ò n g v chữa bệnh Chẳng hạn chất cafeine tác dụng lên h ệ Nguyên Ngọc Tùng Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN Lớp Cử Nhân Hóa http://www.lrc-tnu.edu.vn9 K2 thần k i n h trung k h u g â y h n g phấn tinh thần, t hoạt bát C ó k h ả n ă n g h i phục sức khỏe nhanh sau k h i lao động m ệ t m ỏ i cần uống cốc nước c h è pha t h ê m c h ú t sữa Cafeine làm t ă n g c n g co b ó p c vân, làm hạn chế hấp thụ canxi ruột, l m ức chế tái hấp thu ống n h ỏ thận g â y l ợ i n i ệ u làm tăng cường p h â n biệt d dày v ậ y k h i mắc bệnh đ n g tiêu h ó a k h n g n ê n uống n h i ề u nước chè Cafein c ù n g v ó i theophyline trực t i ế p gây h n g phấn t â m trạng, kích thích mao mạch l m h n g phấn trung khu v ậ n động huyết quản Chất theophyline chè c ò n l m n h ã o ca trịm t h ế d ù n g để chữa c h ú n g đ a u gan v h ô hấp N h n g khỉ d ù n g nhiều c h è l i g â y ngủ, làm t i m đập mạnh, đ a u đầu, ù tai hoa m ắ t n ê n k h ô n g d ù n g q u nhiều chè ngày N c c h è c ò n tác dụng ức chế k ì m h ã m p h t t r i ể n v i khuẩn, đặc biệt đ ố i v i l ị trực t r ù n g n h ò chất tanin c ó nước c h è N c chè xanh c ó h i ệ u nghiệm h n c h è k h N g o i cịn thấy c h è c ó t c dụng làm g i ả m huyết áp, trị bệnh hoại huyết p v phong thấp nặng làm mau lành c c v ế t t h n g , l l o é t N c c h è c ó k h ả n ă n g p h ò n g chống ung t h n h c c chất n h theophyline, cafenine, theobronine c ó c h è xanh, c h è k h ô n ê n đ ã kích thích tế b o ca t h ể sinh sản interíeron m u C h í n h chất n y đ ã ức chế phát t r i ể n v p h â n chia tế b o ung thư V ì v ậ y n g y uống l o chén nước c h è trờ lên c ó k h ả n ă n g p h ò n g chống ung thư D o đ ó c ó t h ể sử dụng nước c h è uống rộng rãi n h m y xí nghiệp đ ể d ự p h ò n g ung t h v t h ả i độc G ầ n đ â y , F u j i k i c ù n g nhiều n h khoa học N h ậ t B ả n , c c n h khoa học thuộc v i ệ n h n l â m H o n g gia A n h đ ã c ô n g b ố nước c h è xanh n g ă n chặn phát t r i ể n c c l o i ung t h gan, ung t h d d y c h è c ó chất gallat epigallocatecline h ọ p chất chống ung thu H t c h è chứa saponin, k h i thủy Nguyên Ngọc phân saponin c ó Tùng Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN chất theasapogenin A, B Lớp Cử Nhân c Hóa K2 http://www.lrc-tnu.edu.vn10 Khoa KHTN Ạ XH + Đ ộ sai chuẩn S- ( t r u n g bình p h â n tán g i trị k ế t nghiên cứu ) s- = ' ' f =0,73.10- + H ệ số b i ế n t h i ê n Cv ( so s n h gần đ ú n g đ ộ sai biệt k ế t nghiên cứu ) ^ ^ 1 X 0,496 = 0 + K h o ả n g g i i h n t i n cậy e e = x = ±t(p,t)sTrong đ ó : p: x c suất đ ộ tin cậy F: bậc t ự V i p 0,95 v f = - Ì = t = 2,57 K h i đ ó £ = 0,496±2,57.0,73.lơ" = (0,496±0,002)/^/mỉ hay e = (0,496 ± 0,002>Mg// So v i nồng đ ộ thực sai số t n g đ ố i mắc phải là: \X~M\ 10,496 -0,5| 5" = ! 1.100 = —— ^100 = 0,8% X 0,5 T k ế t q u ả tính sai số t n g đ ố i p h é p p h â n tích c c m ẫ u g i ả dựa { v o đ n g chuẩn, c h ú n g nhận thấy sai số đ ề u n ằ m giói hạn cho p h é p ( 003,Sample001,Cycle01 VÕo.OOnm 516.00nm 60000nm A 0471 0.745 0.438 0.293 Height Method Slart VVavelength 400.00 nin stop VVavelength 600.00 nm Peák VVavelengthAuto Calculate From Local Baseline P h ụ l ụ c : P h ổ h ấ p t h ụ p h ứ c C a d i m i đ i t h i z o n a t Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn55 P h ụ l y c : Đ t h ị đ n g c h u ẩ n Cá b ằ n g p h é p đ o t r ắ c q u a n g Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn56 P h ụ l ụ c 3: P h ổ h ấ p t h ụ C d Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn57 P h ụ l ụ c : Đ t h ị đ n g c h u ẩ n C d b ằ n g p h é p đ o p h ổ h ấ p t h ụ n g u y ê n tử Abs=0.25857Conc+0.062025 r=0.9991 b 2.50D- I 0.000 ỉ ỉ I I I I ỉ 2.500 I Ị I I ỉ 5.000 ỉ I ỉ 7.500 I I I Ị I 10.000 Conc (ppb) Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn58 P h ụ l ụ c 5: BẢNG TIÊU CHUẨN CỦA CÁC K I M L O Ạ I NẶNG TRONG THỰC PHẨM RAU QUẢ VÀ CHÈ ( Trích trong: * Cây thuốc quý' Số 60 tháng 05 - 2006) / Tiêu chuẩn làm loại nặng cho phép thực phẩm (Mỹ, Đức, Pháp) Đ n vị: mg/kg hay ppm T ê n sản p h ẩ m Nước k h ô n g cồn Rau Nước rau c ô đặc Rau k h ô As Pb Cu Zn Sn 0,5 0,1 0,5 10 10 50 10 10 20 50 200 250 2 20 20 100 Tiêu chuẩn kìm loại nặng cho phép thực (Bộ Y tếVN QĐ SỐ867/1998/QĐ - BYT) Đ n vị: mg/kg hay ppm T ê n sản p h ẩ m Rau tươi sống Nước ép rau Chè & sản phẩm Càfê Cacao & sản phẩm As 0,1 1 Pb 0,5 2 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN Cu 30 10 150 30 70 Sn 40 40 40 40 40 Zn 40 40 40 40 Hg 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 phẩm Cd 1 1 Sb 0,15 1 http://www.lrc-tnu.edu.vn59 ... nhiều chè đ ể tiêu t h ụ khắp nước, đ ó để đ n h g i mức đ ộ ô nhiễm h m lượng k i m l o i nặng c h è c h ú n g chọn đề tài: " Xác định hàm lượng trắc quang Cadimi quang phổ hấp thụ nguyên chè phương. .. m lượng C d c h è p h n g p h p trắc quang 39 2.7 X c định h m lượng Cadimi p h n g p h p quang p h ổ hấp t h ụ nguyên tử 40 2.7 Ì C c đ i ề u k i ệ n đ o p h ổ hấp t h ụ n g u y ê n t 40 2.7.2... phổ u v — V i s đ ể x c định h m lượng ion Cd + c h è T u y n h i ê n h m lượng Cả m ẫ u c h è q u n h ỏ n ê n c h a x c định đ ợ c h m lượng Cd p h a n g p h p trắc quang Đ ã x c định h m lượng