35.1. GIỚI THIỆU
Canxi là nguyên tố có nhiều nhất trong cơ thể con người, có khoảng 98 – 99%
canxi tập trung ở xương và răng, chiếm 1.6% trọng lượng của mỗi người.
Vai trò của canxi đối với con người:
- Canxi là thành phần chính của xương và răng. Cùng với photpho và magie, canxi có vai trò hàn gắn những điểm xương bị tổn thương, bảo vệ xương, giúp xương phát triển và giữ được tính cứng, chắc.
- Khi cơ thể không được cung cấp đủ canxi (do ăn uống thiếu chất) các tuyến nội tiết sẽ tiết ra những hooc môn có tác dụng điều động canxi của xương đi vào máu, làm cho tỷ lệ canxi trong máu không ổn định. Nếu hiện tượng này kéo dài, xương sẽ bị yếu đi và dễ gẫy khi bị va chạm trong các tai nạn hoặc vấp ngã nhẹ.
Nhiều nhà khoa học còn cho rằng hện tượng thiếu canxi còn có liên quan cả tới bệnh cao huyết áp và ung thư đại tràng.
- Canxi còn có liên quan tới các hiện tượng co cơ, nhịp đập của tim, sự đông đặc của máu, việc tách các acid béo ra khỏi màng tế bào. Tỷ lệ canxi ở màng tế bào, trong tế bào, hay nhân tế bào có ảnh hưởng quyết định tới năng lượng của tế bào.
- Cơ thể thừa hay thiếu canxi đều không tốt cho sức khỏe con người. Những người bị thiếu canxi thường gầy ốm, xanh xao, máu chậm đông.
- Việc hấp thu canxi của cơ thể cần có sự kích thích và định hướng để canxi hoà nhập với các tế bào xương, tránh hiện tượng đóng cặn tại các cơ quan nội tạng gây ra các bệnh sỏi, bệnh tim mạch nên khi dùng thuốc để bổ sung thêm canxi cho người bệnh người ta thường dùng thêm các thuốc khác như: vitamin D, vitamin B6, vitamin C, magie và kẽm.
35.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CANXI
Có hai phương pháp xác định canxi: Phương pháp định lượng dưới dạng oxalate và phương pháp định lượng bằng Complexon III
35.2.1. Phương pháp định lượng bằng Complexon III
Nguyên lý: axit etylen – diamin – tetraxelic (trilon B) viết tắt là EDTA có khả năng tạo phức với nhiều cation, đặc biệt với Ca2+, Mg2+. Ở môi trường kiềm, EDTA tạo phức bền vững với canxi.
Chỉ thị màu nhận biết phức giữa EDTA và Ca2+, Mg2+ là Eriocrom đen T. Chỉ thị có màu đỏ trong dung dịch Ca2+, Mg2+ tự do, và màu xanh lơ khi những Ca2+, Mg2+ ở dạng phức chất với EDTA.
Đặc biệt, chỉ thị murexid cho màu đỏ khi có Ca2+ tự do và màu xanh lơ khi Ca2+
ở dạng phức chất.
Phương pháp này có độ chính xác không cao do EDTA kết tủa không chọn lọc.
Do đó, khi kiểm tra hàm lượng canxi trong thức ăn gia súc phương pháp định lượng dưới dạng oxalat được sử dụng phổ biến hơn.
35.2.2. Phương pháp định lượng dưới dạng oxalat
Đặc trưng của phương pháp: Hàm lượng Canxi sẽ được xác định thông qua quá trình chuẩn độ ion oxalat, được hòa tan từ kết tủa canxioxalat với thuốc thử pemanganat theo kỹ thuật chuẩn độ thế. Cho vào dung dịch canxi cần phân tích một thuốc thử như amoni oxalat. Khi đó có một lượng tương đương kết tủa canxi oxalat bằng pemanganat. Biết lượng oxalat có thể dễ dàng tính được hàm lượng canxi.
Nguyên lý:
Sau khi mẫu được vô cơ hoá, canxi sẽ được chuyể sang dạng kết tủa canxi oxalat.
Lọc, rửa kết tủa và định lượng bằng KMnO4 ở môi trường H2SO4. Các phản ứng xảy ra trong quá trình phân tích như sau:
Ca2+ + H2C2O4 → CaC2O4 + 2H+ CaC2O4 + H2SO4 → CaSO4 + H2C2O4
5H2C2O4 + 2KMnO4 + 4H2SO4 → 2MnSO4 + K2SO4 + 10CO2 + 8H20 35.3. DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HOÁ CHẤT
- Lò nung điều chỉnh nhiệt độ đến 6000C - Cân phân tích chính xác đến 0.0001g - Bình định mức 250 mL
- Đũa thuỷ tinh
- Dung dịch H2SO4 đậm đặc - Dung dịch HCl (1:3)
- Dung dịch (NH4)2C2O4 (10%) - Dung dịch NH4OH (1:50) - KMnO4 0.1N
- Chỉ thị metyl red 0.1%
35.4. TIẾN HÀNH THỬ
Tiến hành thử nghiệm ba lần cho mỗi mẫu thử theo các bước sau:
- Cân khoảng 2.5 g mẫu (đã được trộn và nghiền mịn) chính xác đến 0.0001g vào chén nung.
- Nung ở nhiệt độ 6000C đến khối lượng không đổi (khoảng 2 giờ).
- Lấy chén ra để nguội trong bình hút ẩm - Thêm 40 mL HCl (1:3). Đun sôi. Để nguội
- Chuyển toàn bộ mẫu trong chén vào bình định mức 250 mL. Định mức đến vạch.
- Lắc đều và lọc
- Lấy 20 – 50mL dịch lọc (tuỳ lượng canxi dự đoán có trong mẫu mà lấy thể thích phù hợp) vào becher 250 mL.
- Thêm nước đến khoảng vừa đủ 100 mL.Thêm 2 – 3 giọt chỉ thị metyl red.
- Thêm tiếp dung dịch NH4OH từng giọt cho đến pH = 5.6 (dung dịch có màu vàng)
- Thêm từ từ dung dịch HCl (1:3) cho đến khi dung dịch có màu hồng. Thêm 4 giọt HCl (1:3) thừa, mẫu phải có màu hồng nhạt, không được màu cam.
- Thêm nước cho đến khoảng 150 mL. Đun sôi.
- Thêm thật chậm (vừa thêm vừa khuấy đều) dung dịch (NH4)2C2O4 10%
(nếu màu đỏ chuyển thành cam hoặc vàng thì thêm từng giọt HCl (1:3) cho đến khi màu chuyển thành hồng nhạt.
- Để qua đêm hoặc cho kết tủa hoàn toàn - Lọc qua giấy lọc định lượng
- Đục thủng giấy lọc rồi rửa giấy lọc bằng hỗn hợp 125 mL nước và 5 mL H2SO4
- Hứng tất cả các dịch rửa vào cốc - Đun đến 700C
- Chuẩn độ dung dịch bằng mẫu KMnO4 0.1N đến màu hồng nhạt (thêm giấy lọc vào tiếp tục chuẩn độ nếu cần).
- Thực hiện mẫu trắng với lượng thuốc thử và trình tự như trên nhưng thay mẫu thử bằng nước cất
35.5. TÍNH KẾT QUẢ
Hàm lượng canxi được tính theo công thức:
(VS VB)*N k* * 2
X M
= −
Trong đó:
N: Nồng độ dung dịch KMnO4, N
VB: Thể tích dung dịch KMnO4 chuẩn mẫu trắng, mL VS: Thể tích dung dịch KMnO4 chuẩn mẫu thử, mL k: Hệ số pha loãng
M: Khối lượng mẫu, g X: Hàm lượng Canxi, % Chú ý:
- Nếu thực phẩm chứa nhiều canxi, dùng KMnO4 0.1N. Nếu thực phẩm chứa ít canxi, dùng KMnO4 0.05N hay 0.02N.
- Nếu lượng kết tủa ít có thể rửa kết tủa theo cách ly tâm (ly tâm, gạn nước trong ở phía trên, cho nước vào rửa cặn rồi lại ly tâm).
- Nếu lượng kết tủa nhiều có thể cho thêm một ít axit pecloric loãng để hòa tan trước khi chuẩn độ.
- Nên tránh đổ thẳng H2SO4 20% lên giấy lọc vì CaSO4 hình thành sẽ mau chóng làm màng bao bọc kết tủa, kết tủa phía trong không hoà tan được và kết quả định lượng sẽ nhỏ hơn giá trị thực có trong mẫu.
35.6. CÂU HỎI CHUẨN BỊ
Nêu bản chất của quá trình kết tủa tinh thể?
Tại sao không kết tủa trong môi trường axit mạnh hay bazo mạnh?
Tại sao khi kết tủa xong phải để yên kết tủa trong vòng 1- 2 giờ ?