xác định hàm lượng cacdimi (cd) và chì (pb) trong một số đồ uống bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (f - aas)

1
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
NGUYỄN THU HƯƠNG
XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CACDIMI (Cd)VÀ CHÌ (Pb)
TRONG MỘT SỐ ĐỒ UỐNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG
PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ (F - AAS)
Chuyên ngành: Hoá phân tích
Mã số: 60.44.29
LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN VĂN RI

Thái Nguyên - năm 2010
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Văn Ri -
người đã giao đề tài, tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện giúp đỡ em trong
suốt quá trình thực hiện khóa luận.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo cùng các anh chị trong phòng
thí nghiệm phân tích – Khoa Hoá – ĐHKHTN đã tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn
thành khoá luận này.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy cô đã giảng dạy và truyền
thụ cho em những kiến thức quí báu trong suốt những năm qua.
Cuối cùng em xin cảm ơn gia đình, đồng nghiệp, bạn bè - những người đã
luôn động viên, quan tâm giúp đỡ và tạo mọi điều kiện cho em hoàn thành khoá
luận này.
Học viên
Nguyễn Thu Hương
2
BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT
AAS Atomic absorption spectrophotometry
CV Coefficient variation

EDTA Ethylene diamine tetra acetic acid
ETA-AAS Electro-thermal atomiation atomic absorption spectrophotometry
F-AAS Flame atomic absorption spectrophotometry
H (%) Hiệu suất thu hồi
LOD Limit of detection
LOQ Limit of quantity
MeOH Metanol
MIBK Metyl isobutyl xeton
NH
4
Ac Amoni Axetat
ppm parts per million
RSD Relative standard deviation
SD Standard deviation
SPE Solid phase extraction
UV – VIS Ultra violet visible
3
MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1. Tæng quan về nguyên tố cadimi (Cd) [12] 3
1.1.1. Tính chất vật lí 3
1.1.2. Tính chất hoá học của nguyên tố cadimi (Cd) 3
1.1.3. Tính chất hoá học của hợp chất 4
1.1.4. Trạng thái tự nhiên của cadimi 5
1.1.5. Một số ứng dụng của cadimi 5
1.1.6. Độc tính của cadimi [17] 6
1.2. Tổng quan về nguyên tố chì (Pb) 6
1.2.1. Tính chất vật lí 7

1.2.2. Tính chất hoá học của nguyên tố chì (Pb) 7
1.2.3. Tính chất hoá học của hợp chất chì (Pb) 8
1.2.4. Trạng thái tự nhiên 9
1.2.5. Một số ứng dụng của chì 9
1.2.6. Độc tính của chì và hợp chất [17] 9
1.3. Các phương pháp xác định cadimi và chì 10
1.3.1. Các phương pháp hoá học [1] 11
1.3.2. Phương pháp phân tích công cụ 12
1.4. Các phương pháp tách và làm giàu hàm lượng vết các kim loại 14
1.4.1. Phương pháp kết tủa, cộng kết [1] 15
1.4.2. Phương pháp chiết lỏng - lỏng [1,21] 15
1.4.3. Phương pháp tách và làm giàu bằng điện hoá 16
1.4.4. Phương pháp chiết pha rắn (SPE) [18] 16
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17
2.1. Đối tượng, mục tiêu và nội dung nghiên cứu 17
2.1.1. Đối tượng 17
2.1.2. Mục tiêu nghiên cứu 17
2.1.3. Nội dung nghiên cứu 17
2.2. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử F-AAS [7] 17
2.2.1. Giới thiệu chung về phương pháp 17
2.2.2. Nguyên tắc của phép đo 17
2.3. Giới thiệu chiết pha rắn SPE [18] 19
2.3.1. Chiết pha rắn 19
2.3.2. Quy trình chung của chiết pha rắn 20
2.3.3. Các cơ chế chiết pha rắn 21
2.4. Dụng cụ và hoá chất 22
2.4.1. Dụng cụ 22
4
2.4.2. Hoá chất 22
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ THẢO LUẬN 23

3.1. Khảo sát các điều kiện thực nghiệm để đo phổ của cadimi và chì 23
3.1.1. Chọn vạch đo 23
3.1.2. Chọn khe đo 23
3.1.3. Khảo sát cường độ đèn catot rỗng (HCL) 24
3.1.4. Khảo sát điều kiện tối ưu hoá ngọn lửa (chiều cao Burner và thành
phần hỗn hợp khí cháy) 25
3.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo 26
3.2.1. Ảnh hưởng của các loại axit và nồng độ axit 26
3.2.2. Khảo sát chọn nền 28
3.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của các ion khác 29
3.3. Đánh giá chung về phép đo F – AAS xác định Cd và Pb 33
3.3.1. Khảo sát xác định khoảng tuyến tính của Cd và Pb (LOI) 33
3.3.2. Xây dựng đường chuẩn, xác định giới hạn phát hiện (LOD) và giới
hạn định lượng (LOQ) của Cd và Pb 35
3.3.3. Đánh giá sai số và độ lặp của phép đo : 37
3.4. Khảo sát các điều kiện làm giàu và tách chiết pha rắn với nhựa Chelex-
100 39
3.4.1. Khảo sát ảnh hưởng của pH 41
3.4 2. Ảnh hưởng của tốc độ nạp mẫu vào cột: 42
3.4 3. Khảo sát khả năng rửa giải : 43
3.4.4. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ rửa giải : 44
3.4.5. Tổng kết điều kiện chiết pha rắn : 45
3.5. Xác định hàm lượng Cd và Pb trong một số đồ uống 46
KẾT LUẬN 48
TÀI LIỆU THAM KHẢO 50
5
DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của bước sóng đến cường độ vạch phổ nguyên tố Cd. 23
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của bước sóng đến cường độ vạch phổ nguyên tố Pb 23

Bảng 3.3. Ảnh hưởng của khe đo đến cường độ vạch phổ 24
Bảng 3.4. Khảo sát cường độ đèn đến cường độ vạch phổ 24
Bảng 3.5. Điều kiện tối ưu hoá ngọn lửa 25
Bảng 3.6. Tổng hợp các điều kiện tối ưu của phép đo 26
Bảng 3.7. Ảnh hưởng của nồng độ HNO3 đến cường độ vạch phổ 27
Bảng 3.8. Ảnh hưởng của nồng độ HCl đến cường độ vạch phổ 27
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của nồng độ NH4Cl đến cường độ vạch phổ 28
Bảng 3.10. Ảnh hưởng của nồng độ NH4Ac đến cường độ vạch phổ 28
Bảng 3.11. Ảnh hưởng của nồng độ NaAc đến cường độ vạch phổ 29
Bảng 3.12. Ảnh hưởng của nhóm kim loại kiềm 30
Bảng 3.14. Ảnh hưởng của nhóm cation kim loại nặng hóa trị II 30
Bảng 3.15. Ảnh hưởng của nhóm cation hóa trị III 31
Bảng 3.16. Ảnh hưởng của tổng cation 31
Bảng 3.17. Ảnh hưởng của anion SO42-, H2PO4-, F 32
Bảng 3.18. Ảnh hưởng của tổng các ion 33
Bảng 3.19. Dãy đường chuẩn 34
Bảng 3.20. Kết quả sai số và độ lặp lại của phép đo Cd 38
Bảng 3.21. Kết quả sai số và độ lăp lại của phép đo Pb 39
Bảng 3.22. Hiệu suất thu hồi phụ thuộc vào pH 41
Bảng 3.23. Hiệu suất thu hồi phụ thuộc vào tốc độ nạp mẫu 43
Bảng 3.24. Khảo sát nồng độ HNO3 trong dung dịch rửa giải 44
Bảng 3.25. Ảnh hưởng của tốc độ rửa giải tới hiệu suất thu hồi 45
Bảng 3.26. Hàm lượng Cd và Pb trong một số đồ uống 46
Bảng 3.27. Bảng so sánh kết quả phân tích mẫu bằng phương pháp F-AAS và
ICP –MS 47
6
DANH MỤC BẢNG
Trang
Hình 1. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào nồng độ
Cd2+ 34

Hình 2. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào nồng độ
Pb2+ 35
Hình 3. Đường chuẩn của Cd 35
Hình 4. Đường chuẩn của Pb 37
Hình 5. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc H (%) vào pH 42
Hình 6. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc H(%) vào tốc độ nạp mẫu 43
Hình 7. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc H(%) vào nồng độ HNO3 44
Hình 8. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc H(%) vào tốc độ rửa giải 45
7
MỞ ĐẦU
Cadimi (Cd) và chì (Pb) được biết là những kim loại nặng có độc tính cao đối
với con người và động thực vật. Khi hàm lượng Cd và Pb trong cơ thể cao có thể gây
rối loạn chức năng thận, phá huỷ các mô, hồng cầu, não và gây ung thư. Vì vậy việc
xác định Cd và Pb trong các mẫu thực phẩm, đồ uống trở nên rất quan trọng.
Cd và Pb được xác định bằng các phương pháp như: quang phổ hấp thụ nguyên
tử không ngọn lửa (ETA-AAS), khối phổ cặp cảm ứng plasma (ICP-MS), von-ampe
hoà tan anot (ASV), quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) Trong đó
phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) có nhiều ưu điểm như:
có độ nhạy và độ chọn lọc cao, giới hạn phát hiện thấp, quy trình phân tích đơn giản và
đặc biệt là có chi phí rẻ nên ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong phân tích lượng
vết.
Song hàm lượng Cd, Pb trong đồ uống thường tồn tại dưới dạng vết và siêu vết
nên việc xác định trực tiếp Cd, Pb bằng các phương pháp phân tích công cụ hiện đại
vẫn gặp nhiều khó khăn. Do đó việc tách và làm giàu Cd, Pb là rất cần thiết và đáng
được quan tâm. Chiết lỏng - lỏng, chiết pha rắn, điện hoá, cộng kết và kết tủa là các kỹ
thuật được sử dụng chủ yếu hiện nay để tách và làm giàu lượng vết và siêu vết Cd, Pb.
Trong đó chiết pha rắn (solid phase extraction - SPE) là một trong những kỹ thuật
được dùng rộng rãi để tách và làm giàu cả các hợp chất hữu cơ lẫn vô cơ, đặc biệt là
các kim loại nặng. SPE có nhiều ưu điểm so với các kỹ thuật khác như có độ chọn lọc
và hệ số làm giàu cao, sử dụng ít dung môi, thao tác đơn giản, dễ tự động hoá và rẻ

tiền. Nhựa có khả năng tạo phức vòng càng (chelating resin) có tên thương mại là
Chelex-100 và Muroac - A1 chứa nhóm chức iminodiacetate (IDA) được sử dụng phổ
biến trong SPE để tách và làm giàu trực tiếp các kim loại nặng.
Xuất phát từ thực tế trên chúng tôi chọn đề tài “ Xác định hàm lượng cadimi
(Cd) và chì (Pb) trong một số đồ uống bằng phương pháp quang phổ hấp thụ
nguyên tử (F – AAS)”.
Trong luận văn này chúng tôi thực hiện các mục tiêu sau:
- Khảo sát các điều kiện tối ưu để xác định Cd và Pb bằng phương pháp F -
AAS
1
- Nghiên cứu các điều kiện để tách và làm giàu Cd và Pb bằng phương pháp
chiết pha rắn (SPE).
- Xác định hàm lượng Cd, Pb trong một số đồ uống bằng phương pháp F -
AAS.
2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tæng quan về nguyên tố cadimi (Cd) [12]
1.1.1. Tính chất vật lí
Cadimi là kim loại màu trắng bạc nhưng ở trong không khí ẩm, nó dần bị bao
phủ bởi lớp màng oxit nên mất ánh kim. Là kim loại mềm, dễ nóng chảy.
Dưới đây là một số hằng số vật lý quan trọng của Cd:
Khối lượng nguyên tử : 112,411 (đvC)
Nhiệt độ nóng chảy : 321
oC
.
Nhiệt độ sôi : 767
oC
.
Tỉ khối : 8,36 g/cm
3

Độ dẫn điện : 13 Ω
-1
cm
-1
Bán kính nguyên tử : 1,56 A
0
1.1.2. Tính chất hoá học của nguyên tố cadimi (Cd)
Trong bảng Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học, Cd có số thứ tự nguyên
tử là 48, thuộc phân nhóm phụ nhóm II, chu kỳ 5. Nguyên tử Cd có các obitan d đã
điền đủ 10 electron. Cấu hình electron của cadimi (z = 48) [Kr]4d
10
5s
2
Cadimi là nguyên tố tương đối hoạt động.
- Trong không khí ẩm, Cd bền ở nhiệt độ thường nhờ có màng oxit bảo vệ.
Nhưng ở nhiệt độ cao, nó cháy mãnh liệt với ngọn lửa màu sẫm:
2Cd + O
2

→
2CdO
- Tác dụng với halogen tạo thành đihalogenua, tác dụng với lưu huỳnh và các
nguyên tố không kim loại khác như photpho, selen…
Cd + S
→
CdS
- Ở nhiệt độ thường cadimi bền với nước vì có màng oxit bảo vệ, nhưng ở nhiệt
độ cao cadimi khử hơi nước biến thành oxit
Cd + H
2

O
→
CdO + H
2
↑
- Cd tác dụng dễ dàng với axit không phải là chất oxi hoá, giải phóng khí hiđro.
Ví dụ: HCl
Cd + 2HCl
→
CdCl
2
+ H
2
↑
Trong dung dịch thì:
3
Cd + H
3
O
+
+ H
2
O
→
[Cd(H
2
O)
2
]
2+

+
2
1
H
2
↑
1.1.3. Tính chất hoá học của hợp chất
1.1.3.1 Cadimi oxit: CdO
- CdO có màu từ vàng đến nâu gần như đen tuỳ thuộc vào quá trình chế hoá
nhiệt, nóng chảy ở 1813
oC
, có thể thăng hoa, không phân huỷ khi đun nóng, hơi độc.
- CdO không tan trong nước chỉ tan trong kiềm nóng chảy:
CdO + 2KOH
(nóng chảy)

→
K
2
CdO
2
+ H
2
O
(Kali cadmiat)
- CdO có thể điều chế bằng cách đốt cháy kim loại trong không khí hoặc nhiệt
phân hiđroxit hay các muối cacbonat, nitrat:
2Cd + O
2

→
2CdO
Cd(OH)
2

→
CdO + H
2
O
1.1.3.2. Hiđroxit của cadimi
- Cd(OH)
2
là kết tủa nhầy ít tan trong nước và có màu trắng.
- Cd(OH)
2
không thể hiện rõ tính lưỡng tính, tan trong dung dịch axit, không tan
trong dung dịch kiềm mà chỉ tan trong kiềm nóng chảy.
- Tan trong dung dịch NH
3
tạo thành hợp chất phức
Cd(OH)
2
+ 4NH
3

→
[Cd(NH
3
)
4

](OH)
2
- Điều chế bằng cách cho dung dịch muối của nó tác dụng với kiềm
1.1.3.3. Muối của cadimi
- Các muối halogenua (trừ florua), nitrat, sunfat, peclorat và axetat của Cd(II)
đều dễ tan trong nước còn các muối sunfua, cacbonat, hay ortho photphat và muối
bazơ ít tan.
- Trong dung dịch nước các muối Cd
2+
bị thuỷ phân:
Cd
2+
+ 2H
2
O → Cd(OH)
2
+ 2H
+
Tích số tan của Cd(OH)
2
là T = 10
-14
.
- Cd
2+
có khả năng tạo phức [CdX
4
]
2-
(X = Cl

-
, Br
-
, I
-
và CN
-
),

[Cd(NH
3
)
4
]
2+
,
[Cd(NH
3
)
6
]
2+
,…
- Các đihalogenua của cadmi là chất ở dạng tinh thể màu trắng, có nhiệt độ nóng
chảy và nhiệt độ sôi khá cao.
1.1.3.4. Hợp chất cơ kim của cadimi
4
- Các muối halogenua (trừ florua), nitrat, sunfat, peclorat và axetat của Cd(II)
đều dễ tan trong nước còn các muối sunfua, cacbonat, hay ortho photphat và muối
bazơ ít tan.

- Trong dung dịch nước các muối Cd
2+
bị thuỷ phân:
Cd
2+
+ 2H
2
O → Cd(OH)
2
+2H
+
Tích số tan của Cd(OH)
2
là T = 10
-14
.
- Cd
2+
có khả năng tạo phức [CdX
4
]
2-
(X = Cl
-
, Br
-
, I
-
và CN
-

),

[Cd(NH
3
)
4
]
2+
,
[Cd(NH
3
)
6
]
2+
,…
- Các đihalogenua của cadimi là chất ở dạng tinh thể màu trắng, có nhiệt độ nóng
chảy và nhiệt độ sôi khá cao.
1.1.4. Trạng thái tự nhiên của cadimi
Cd là nguyên tố tương đối không phổ biến trong thiên nhiên. Nó là nguyên tố
thứ hai trong nhóm ba nguyên tố Zn - Cd - Hg. Trong thiên nhiên Cd tồn tại ở dạng
bền vững là Cd(II). Trữ lượng của cadmi trong vỏ Trái Đất là 7,6.10
-6
% tổng số
nguyên tử (tương ứng). Khoáng vật chính của cadimi là grenokit (CdS), khoáng vật
này hiếm khi ở riêng mà thường ở lẫn với khoáng vật của kẽm, và của thuỷ ngân là
xinaba hay thần sa (HgS).
1.1.5. Một số ứng dụng của cadimi
 Mạ điện (chiếm 7%): Cadimi được mạ lên bề mặt chất điện phân hoặc máy móc
để tạo ra bề mặt sáng bóng và chống ăn mòn. Các sản phẩm chính bao gồm: các bộ

phận và phần cuối trong công nghiệp ôtô, máy bay, phần cứng trong công nghiệp và
xây dựng, đồ ngũ kim từ biển, các bộ phận trong đài, tivi và các thiết bị trong gia đình.
Cadimi cũng được sử dụng trong công nghiệp bao gói trừ bao gói thực phẩm.
 Các chất màu (chiếm 15%): Cadimi sunfua (CdS) cho màu từ vàng tới cam và
cadimisunfoselenit cho màu từ hồng tới đỏ và nâu sẫm. Tất cả các chất màu này đều
được dùng trong công nghiệp nhựa, gốm sứ, sơn và các chất phủ ngoài. Các chất màu
cadimi được dùng trong sơn giao thông, các sản phẩm công nghiệp hoàn thiện chất
lượng cao, và men thuỷ tinh có màu đỏ trong các chai Coca-cola.
 Các phụ gia ổn định nhựa (chiếm 10%): Cadimi stearat được sử dụng như một
chất ổn định trong quá trình sản xuất nhựa polyvinyl clorua (PVC). Chúng ổn định các
liên kết đôi trong polime bằng cách thế chỗ các nhóm allyl được đánh dấu trên nguyên
tử clorua không bền. Thêm các muối bari (hoặc các muối kẽm), các hợp chất epoxy,
các este photphat hữu cơ để bảo vệ polime khỏi clo thừa hoặc các lớp clorua. PVC dẻo
5
được sử dụng rộng rãi trong sản xuất lịch và các màng nhựa mỏng. Tuy nhiên, các chất
ổn định dựa trên nền Cd không được sử dụng trong sản xuất PVC dẻo để chứa thực
phẩm.
 Sản xuất pin (chiếm 67%): Để đảo ngược hoàn toàn các phản ứng điện hoá
trong một khoảng rộng nhiệt độ, tốc độ thải hồi thấp, và dễ thu hồi từ các pin chết, Cd
được ứng dụng rộng rãi trong các pin. Người tiêu dùng sử dụng các pin này trong các
hoạt động như: máy đánh răng, cạo râu, khoan và cưa tay, các thiết bị y học, thiết bị
điều khiển thông tin, các dụng cụ chiếu sáng khẩn cấp, máy bay, vệ tinh nhân tạo và
tên lửa, và các trang bị cơ bản cho các vùng địa cực.
 Các ứng dụng khác (chiếm 1%): Các ứng dụng khác của cadimi là:
- Các photphua của cadimi được sử dụng trong đèn hình tivi, đèn phát huỳnh
quang, màn hình tia X, các ống tia catot, và các dải lân quang.
- Các hợp kim của cadimi như Cd-Ag, hệ thống phun tưới tự động, các thiết bị
báo cháy, các van an toàn cho các bình chứa khí áp suất cao, xe đẩy, dây điện thoại,
trong bộ tản nhiệt của ôtô.
- Các ứng dụng điện và điện tử như các bộ phận rơle lớn, các công tắc của bộ

phận phân phối tiếp xúc trong ôtô và ống quang điện.
1.1.6. Độc tính của cadimi [17]
• Cadimi là nguyên tố rất độc. Giới hạn tối đa cho phép của cadmi:
Trong nước : 0,01 mg/l (hay 10ppb),
Trong không khí : 0,001 mg/m
3
,
Trong thực phẩm : 0,001- 0,5 àg/g.
• Trong tự nhiên cadimi thường được tìm thấy trong các khoáng vật có chứa
kẽm. Nhiễm độc cadimi gây nên chứng bệnh giòn xương. ở nồng độ cao, cadimi gây
đau thận, thiếu máu và phá huỷ tuỷ xương.
• Phần lớn cadimi thâm nhập vào cơ thể con người được giữ lại ở thận và được
đào thải, còn một phần ít (khoảng 1%) được giữ lại trong thận, do cadimi liên kết với
protein tạo thành metallotionein có ở thận. Phần còn lại được giữ lại trong cơ thể và
dần dần được tích luỹ cùng với tuổi tác. Khi lượng cadimi được tích trữ lớn, nó có thể
thế chỗ ion Zn
2+
trong các enzim quan trọng và gây ra rối loạn tiêu hoá và các chứng
bệnh rối loạn chức năng thận, thiếu máu, tăng huyết áp, phá huỷ tuỷ sống, gây ung thư.
1.2. Tổng quan về nguyên tố chì (Pb).
6
1.2.1. Tính chất vật lí
Về mặt lý học, chì thể hiện rõ rệt tính chất kim loại. Nó chỉ tồn tại ở dạng kim
loại với cách liên kết kiểu lập phương của các nguyên tử.
Chì là kim loại màu xám thẫm, rất mềm và dễ dát mỏng.
Một số hằng số vật lý quan trọng của chì:
• Khối lượng nguyên tử (đvC) 207,21
• Nhiệt độ nóng chảy (Tnc) 327
o
C

• Nhiệt độ sôi (Ts) 1737
o
C
• Tỉ khối (d) 11,34 g/cm
3
• Bán kính nguyên tử 1,75 A
0
1.2.2. Tính chất hoá học của nguyên tố chì (Pb)
Nhìn chung, chì là kim loại tương đối hoạt động về mặt hoá học. ở điều kiện
thường, chì bị oxi hoá tạo thành lớp oxit màu xám xanh bao bọc bên trên mặt bảo vệ
cho chì không tiếp xúc bị oxi hoá nữa:
2Pb + O
2

→
2PbO
Nhưng khi gặp nước, nước sẽ tách dần màng oxit bao bọc ngoài và tiếp tục bị
tác dụng.
Chì tương tác với halogen và nhiều nguyên tố không kim loại khác:
Pb + X
2

→
PbX
2
Chì có thế điện cực âm nên về nguyên tắc nó tan được trong các axit.
Nhưng thực tế chì chỉ tương tác ở trên bề mặt với dung dịch axit clohiđric loãng
và axit sunfuric dưới 80% vì bị bao bọc bởi lớp muối khó tan (PbCl
2
và PbSO

4
). Với
dung dịch đậm đặc hơn của các axit đó, chì có thể tan vì muối khó tan của lớp bảo vệ
đã chuyển thành hợp chất tan:
PbCl
2
+ 2HCl
→
H
2
PbCl
4
PbSO
4
+ H
2
SO
4

→
Pb(HSO
4
)
2
Với axit nitric ở bất kỳ nồng độ nào, chì tương tác như một kim loại:
3Pb + 8HNO
3 loãng

→
3Pb(NO

3
)
2
+ 2NO + 4H
2
O
Khi có mặt oxi, chì có thể tương tác với nước, có thể tan trong axit axetic và các
axit hữu cơ khác:
2Pb + 2H
2
O + O
2

→
2Pb(OH)
2
7
2Pb + 4CH
3
COOH + O
2

→
2Pb(CH
3
COO)
2
+ 2H
2
O

Với dung dịch kiềm, chì có tương tác khi đun nóng, giải phóng hiđrô:
Pb + 2KOH + 2H
2
O
→
K
2
[Pb(OH)
4
] + H
2
1.2.3. Tính chất hoá học của hợp chất chì (Pb)
1.2.3.1. Oxit chì:
Chì tạo thành 2 oxit đơn giản là PbO, PbO
2
và 2 oxit hỗn hợp là chì
metaplombat Pb
2
O
3
(hay PbO.PbO
2
), chì orthoplombat Pb
3
O
4
(hay 2PbO.PbO
2
).
Monooxit PbO là chất rắn, có hai dạng: PbO - α màu đỏ và PbO – β màu vàng.

PbO tan chút ít trong nước nên Pb có thể tương tác với nước khi có mặt oxi. PbO tan
trong axit và tan trong kiềm mạnh.
Đioxit PbO
2
là chất rắn màu nâu đen, có tính lưỡng tính nhưng tan trong kiềm
dễ dàng hơn trong axit. Khi đun nóng PbO
2
mất dần oxi biến thành các oxit, trong đó
chì có số oxi hoá thấp hơn:
PbO
2
 →
− C
0
320290
Pb
2
O
3
 →
− C
0
420390
Pb
3
O
4
 →
− C
0

550530
PbO
(nâu đen) (vàng đỏ) (đỏ) (vàng)
Lợi dụng khả năng oxi hoá mạnh của PbO
2
người ta chế ra acquy chì. Chì
orthoplombat (Pb
3
O
4
) hay còn gọi là minium là hợp chất của Pb có các số oxi hoá +2,
+4. Nó là chất bột màu đỏ da cam, được dùng chủ yếu là để sản xuất thuỷ tinh pha lê,
men đồ sứ và đồ sắt, làm chất màu cho sơn (sơn trang trí và sơn bảo vệ cho kim loại
không bị rỉ).
1.2.3.2. Chì (II) hiđroxit
Pb(OH)
2
là chất kết tủa màu trắng. Khi đun nóng, chúng dễ mất nước biến
thành oxit PbO.
Pb(OH)
2
cũng là chất lưỡng tính.
Khi tan trong axit, nó tạo thành muối của cation Pb
2+
:
Pb(OH)
2
+ 2HCl
→
PbCl

2
+ 2H
2
O
Khi tan trong dung dịch kiềm mạnh, nó tạo thành muối hiđroxoplombit:
Pb(OH)
2
+ 2KOH
→
K
2
[Pb(OH)
4
]
8
Muối hiđroxoplombit dễ tan trong nước và bị thuỷ phân mạnh nên chỉ bền trong
dung dịch kiềm dư.
1.2.3.3. Đihalogenua của chì PbX
2
Pb tạo nên đihalogenua với tất cả các halogen. Hầu hết các đihalogenua đều là
chất rắn không màu, trừ PbI
2
màu vàng.
Các đihalogenua của Pb tương đối bền. Dưới đây là nhiệt độ sôi và nhiệt độ
nóng chảy của chúng:
Hợp chất PbF
2
PbCl
2
PbBr

2
PbI
2
Tnc (
o
C) 822 501 370 412
Ts (
o
C) 1290 954 914 872
Chì đihalogenua tan ít trong nước lạnh nhưng tan nhiều hơn trong nước nóng.
Tất cả các đihalogenua có thể kết hợp với halogenua kim loại kiềm MX tạo
thành hợp chất phức kiểu M
2
[PbX
4
]. Sự tạo phức này giải thích khả năng dễ hoà tan
của chì đihalogenua trong dung dịch đậm đặc của axit halogenhiđric và muối của
chúng.
PbI
2
+ 2KI
→
K
2
[PbI
4
]
PbCl
2
+ 2HCl

→
H
2
[PbCl
4
]
1.2.4. Trạng thái tự nhiên
Trữ lượng trong thiên nhiên của chì là 1,6.10
-4
% tổng số nguyên tử trong vỏ
Trái Đất, nghĩa là rất ít phổ biến. Khoáng vật chính của chì là galen (PbS). Ngoài ra Pb
còn có trong một số quặng của nguyên tố khác như NTĐH, Cu, Zn,…
1.2.5. Một số ứng dụng của chì
Chì được dùng để làm các tấm điện cực trong ăcquy, dây cáp điện, đầu đạn và
các ống dẫn trong công nghiệp hoá học. Một lượng rất lớn chì được dùng để điều chế
nhiều hợp kim quan trọng: thiếc hàn chứa 10 - 80% Pb, hợp kim chữ in chứa 81% Pb,
hợp kim ổ trục chứa 2% Pb. Chì hấp thụ tốt tia phóng xạ và tia Rơnghen nên được
dùng để làm những tấm bảo vệ khi làm việc với những tia đó. Tường của phòng thí
nghiệm phóng xạ được lót bằng gạch chì.
1.2.6. Độc tính của chì và hợp chất [17]
Trong sản xuất công nghiệp thì Pb có vai trò quan trọng, nhưng đối với cơ thể
con người thì chưa chứng minh được Pb có vai trò tích cực gì. Song tính độc của Pb
và các hợp chất của nó đối với cơ thể con người và động vật thì đã quá rõ. Không
khí, nước và thực phẩm bị ô nhiễm Pb đều rất nguy hiểm cho mọi người, nhất là trẻ
9
em đang phát triển và động vật. Pb có tác dụng âm tính lên sự phát triển của bộ não
trẻ em, Pb ức chế mọi hoạt động của các enzym, không chỉ ở não mà còn ở các bộ
phận tạo máu, nó là tác nhân phá huỷ hồng cầu.
Khi hàm lượng chì trong máu khoảng 0,3 ppm thì nó ngăn cản quá trình sử
dụng oxi để oxi hoá glucoza tạo ra năng lượng cho quá trình sống, do đó làm cho cơ

thể mệt mỏi. ở nồng độ cao hơn (> 0,8 ppm) có thể gây nên thiếu máu do thiếu
hemoglobin. Hàm lượng chì trong máu nằm trong khoảng (> 0,5 - 0,8 ppm) gây ra sự
rối loạn chức năng của thận và phá huỷ não. Xương là nơi tàng trữ tích tụ chì trong
cơ thể, ở đó chì tương tác với photphat trong xương rồi truyền vào các mô mềm của
cơ thể và thể hiện độc tính của nó.
Vì thế tốt nhất là tránh những nơi có Pb ở bất kỳ dạng nào, đồng thời trong
dinh dưỡng chú ý dùng các loại thực phẩm có hàm lượng Pb dưới quy định cho phép,
như có đủ Ca và Mg để hạn chế tác động của Pb. Vì dù chúng ta không muốn thì
cũng luôn có một lượng Pb rất nhỏ nhất định vẫn thâm nhập vào cơ thể của chúng ta
qua đường ăn uống và hít thở. Vì thế nên uống sữa, ăn nhiều rau xanh, các loại thực
phẩm và đồ uống giàu vitamin B1 và vitamin C thì có lợi cho việc chống lại và hạn
chế ảnh hưởng của Pb đối với cơ thể.
Các chất được dùng để giải độc chì là EDTA, 2,3-dimercaptopropanol,
penicillamin…, do chúng tạo với chì các phức chelat bền và được đào thải ra ngoài
qua nước tiểu.
H
2
C
H
2
C
N
N
CH
2
COO
CH
2
COO
CH

2
COO
CH
2
COO
Pb

H
2
C CH
2
S S
S
S
S
H
2
C CH
2
CH
2
OH
CH
2
OH

HC
CH
3
CH

3
O
O
NH
S
Pb
Complexonat chì Phức chelat chì với Phức chelat chì với
2, 3-dimercaptopropanol d-penicillamin
1.3. Các phương pháp xác định cadimi và chì
Hiện nay có rất nhiều phương pháp khác nhau để xác định cadimi và chì như
phương pháp phân tích khối lượng, phân tích thể tích, điện hoá, phổ hấp thụ phân tử
UV-VIS, phổ phát xạ nguyên tử (AES), phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) và
10
không ngọn lửa (ETA-AAS)… Sau đây là một số phương pháp xác định cadimi và
chì.
1.3.1. Các phương pháp hoá học [1]
1.3.1.1. Phương pháp phân tích khối lượng
Phương pháp phân tích khối lượng là phương pháp cổ điển, độ chính xác có thể
đạt tới 0,1%. Cơ sở của phương pháp là sự kết tủa định lượng của chất phân tích với
một thuốc thử thích hợp.
Cadimi thường được kết tủa dưới dạng CdS, CdSO
4
, CdNH
4
PO
4
sau đó kết tủa
được lọc, rửa, sấy (hoặc nung) đem cân.
Chì được kết tủa dưới dạng PbSO
4

, PbCrO
4
hay PbMoO
4
sau đó kết tủa được
lọc, rửa, sấy hoặc nung rồi cân và từ đó xác định được hàm lượng chất phân tích.
Phương pháp này không đòi hỏi dụng cụ đắt tiền nhưng quá trình phân tích lâu,
nhiều giai đoạn phức tạp đặc biệt khi phân tích lượng vết các chất. Vì vậy phương
pháp này không được dùng phổ biến trong thực tế để xác định lượng vết các chất mà
chỉ dùng trong phân tích hàm lượng lớn.
1.3.1.2. Ph ng pháp phân tích th tíchươ ể
Phương pháp phân tích thể tích dựa trên sự đo thể tích dung dịch thuốc thử đã
biết nồng độ chính xác (dung dịch chuẩn) được thêm vào dung dịch chất định phân để
tác dụng đủ toàn bộ lượng chất định phân đó. Thời điểm thêm lượng thuốc thử tác
dụng với toàn bộ chất định phân gọi là điểm tương đương. Để nhận biết điểm tương
đương, người ta dùng các chất gây ra hiện tượng có thể quan sát bằng mắt gọi là các
chất chỉ thị. Với cadimi và chì, ta có thể dùng các phép chuẩn độ như chuẩn độ phức
chất, chuẩn độ ôxi hoá-khử với các chất chỉ thị khác nhau.
Ta có thể xác định cadimi bằng EDTA ở môi trường pH = 9 - 10 với chỉ thị
ETOO hoặc môi trường pH = 6 với chỉ thị xylendacam. Khi đó chất chỉ thị chuyển từ
màu đỏ sang màu vàng :
H
6
F + Cd
2+

→
H
4
FCd + 2H

+
H
4
FCd + H
2
Y
2-

→
CdY
2-
+ H
6
F
(đỏ) (vàng)
Đối với chì ta có thể chuẩn độ trực tiếp bằng EDTA hay chuẩn độ ngược bằng
Zn
2+
hoặc chuẩn độ thay thế với ZnY
2-
với chất chỉ thị ETOO.
11
- Cách 1: Chuẩn độ trực tiếp Pb
2+
bằng EDTA ở pH trung tính hoặc kiềm (pH
khoảng 8 - 12), với chỉ thị ETOO.
Pb
2+
+ H
2

Y
2-

→
PbY
2-
+ 2H
+
Tuy nhiên, chì rất dễ thuỷ phân nên trước khi tăng pH phải cho Pb
2+
tạo phức
kém bền với tactrat hoặc trietanolamin.
- Cách 2: Chuẩn độ ngược Pb
2+
bằng Zn
2+
: cho Pb
2+
tác dụng với một lượng dư
chính xác EDTA đã biết nồng độ ở pH = 10. Sau đó chuẩn độ EDTA dư bằng Zn
2+
với
chỉ thị là ETOO.
Pb
2+
+ H
2
Y
2-

→
PbY
2-
+ 2H
+
H
2
Y
2-
(dư) + Zn
2+

→
ZnY
2-
+ 2H
+
ZnInd + H
2
Y
2-

→
ZnY
2-
+ HInd
(đỏ nho) (xanh)
- Cách 3: Chuẩn độ thay thế dùng ZnY
2-
, chỉ thị ET-OO.

Do phức PbY
2-
bền hơn ZnY
2-
ở pH = 10 nên Pb
2+
sẽ đẩy Zn
2+
ra khỏi phức
ZnY
2-
. Sau đó, chuẩn Zn
2+
sẽ xác định được Pb
2+
:
Pb
2-
+ ZnY
2-

→
Zn
2+
+ PbY
2-
ZnInd + H
2
Y
2-

→
ZnY
2-
+ HInd
(đỏ nho) (xanh)
1.3.2. Phương pháp phân tích công cụ
1.3.2.1. Các ph ng pháp quang phươ ổ
1.3.2.1.1. Phương pháp trắc quang [4]
Phương pháp này chính là phương pháp phổ hấp thụ phân tử trong vùng UV-
VIS. ở điều kiện thường, các phân tử, nhóm phân tử của chất bền vững và nghèo năng
lượng. Đây là trạng thái cơ bản. Nhưng khi có một chùm sáng với năng lượng thích
hợp chiếu vào thì các điện tử hoá trị trong các liên kết (d, p, n) sẽ hấp thụ năng lượng
chùm sáng, chuyển lên trạng thái kích thích với năng lượng cao hơn. Hiệu số giữa hai
mức năng lượng (cơ bản E
0
và kích thích Em) chính là năng lượng mà phân tử hấp thụ
từ nguồn sáng để tạo ra phổ hấp thụ phân tử của chất.
* Nguyên tắc: Phương pháp xác định dựa trên việc đo độ hấp thụ ánh sáng của
một dung dịch phức tạo thành giữa ion cần xác định với một thuốc thử vô cơ hay hữu
cơ trong môi trường thích hợp khi được chiếu bởi chùm sáng. Phương pháp định lượng
phép đo:
12
A = K.C
Trong đó: A: độ hấp thụ quang
K: hằng số thực nghiệm
C: nồng độ nguyên tố phân tích
Phương pháp này cho phép xác định nồng độ chất ở khoảng 10
-5
- 10

-7
M và là
một trong các phương pháp được sử dụng khá phổ biến.
Phương pháp trắc quang có độ nhạy, độ ổn định và độ chính xác khá cao, được
sử dụng nhiều trong phân tích vi lượng. Tuy nhiên với việc xác định Cd, Pb thì lại gặp
rất nhiều khó khăn do ảnh hưởng của một số ion kim loại tương tự. Khi đó phải thực
hiện các công đoạn che, tách phức tạp.
1.3.2.1.2. Ph ng pháp ph phát x nguyên t (AES)ươ ổ ạ ử [7]
Khi ở điều kiện thường, nguyên tử không thu hay phát ra năng lượng nhưng nếu
bị kích thích thì các điện tử hoá trị sẽ nhận năng lượng chuyển lên trạng thái có năng
lượng cao hơn (trạng thái kích thích). Trạng thái này không bền, chúng có xu hướng
giải phóng năng lượng để trở về trạng thái ban đầu bền vững dưới dạng các bức xạ.
Các bức xạ này được gọi là phổ phát xạ của nguyên tử.
Phương pháp AES dựa trên sự xuất hiện phổ phát xạ của nguyên tử tự do của
nguyên tố phân tích ở trạng thái khí khi có sự tương tác với nguồn năng lượng phù
hợp. Hiện nay, người ta dùng một số nguồn năng lượng để kích thích phổ AES như
ngọn lửa đèn khí, hồ quang điện, tia lửa điện, plasma cao tần cảm ứng (ICP)…
Nhìn chung, phương pháp AES đạt độ nhạy rất cao (từ n.10
-3
đến n.10
-4
%), lại tốn ít
mẫu, có thể phân tích đồng thời nhiều nguyên tố trong cùng một mẫu. Vì vậy, đây là
phương pháp dùng để kiểm tra đánh giá hoá chất, nguyên liệu tinh khiết, phân tích
lượng vết ion kim loại độc trong nước, lương thực, thực phẩm. Tuy nhiên, phương
pháp này lại chỉ cho biết thành phần nguyên tố trong mẫu mà không chỉ ra được trạng
thái liên kết của nó trong mẫu.
1.3.2.1.3. Ph ng pháp ph h p th nguyên t (AAS)ươ ổ ấ ụ ử [7]
Khi nguyên tử tồn tại tự do ở thể khí và ở trạng thái năng lượng cơ bản, thì
nguyên tử không thu hay không phát ra năng lượng. Tức là nguyên tử ở trạng thái cơ

bản. Song nếu nguyên tử đang tồn tại ở trạng thái này mà chúng ta kích thích nó bằng
một chùm tia sáng đơn sắc có năng lượng phù hợp, có độ dài sóng trùng với các vạch
13
phổ phát xạ đặc trưng của nguyên tố đó, thì chúng sẽ hấp thụ các tia sáng đó sinh ra
một loại phổ của nguyên tử. Phổ này được gọi là phổ hấp thụ của nguyên tử.
Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử dựa trên sự xuất hiện của phổ hấp thụ
nguyên tử khi nguyên tử tồn tại ở trạng thái khí tự do và trong mức năng lượng cơ bản.
Phương pháp này có thể phân tích được lượng vết của hầu hết các kim loại và
cả những hợp chất hữu cơ hay anion không có phổ hấp thụ nguyên tử. Do đó nó được
sử dụng rộng rãi trong các nghành: địa chất, công nghiệp hoá học, hoá dầu, y học, sinh
hoá, công nghiệp dược phẩm, nông nghiệp và thực phẩm …
1.3.2.2 Phương pháp điện hoá
1.3.2.2.1. Ph ng pháp c c phươ ự ổ [10]
Phương pháp này sử dụng điện cực giọt thuỷ ngân rơi làm cực làm việc, trong
đó thế được quét tuyến tính rất chậm theo thời gian (thường 1 - 5 mV/s) đồng thời ghi
dòng là hàm của thế trên cực giọt thuỷ ngân rơi. Sóng cực phổ thu được có dạng bậc
thang, dựa vào chiều cao có thể định lượng được chất phân tích. Tuy nhiên phương
pháp cực phổ bị ảnh hưởng rất lớn của dòng tụ điện, dòng cực đại, lượng oxi hoà tan
hay bề mặt điện cực nên giới hạn phát hiện kém khoảng 10
-5
- 10
-6
M.
Nhằm loại trừ ảnh hưởng trên đồng thời tăng độ nhạy, hiện nay đã có các
phương pháp cực phổ hiện đại: cực phổ xung vi phân (DPP), cực phổ sóng vuông
(SQWP)… chúng cho phép xác định lượng vết của nhiều nguyên tố.
1.3.2.2.2. Ph ng pháp Von-Ampe ho tanươ à [10]
Về bản chất, phương pháp Von-Ampe hoà tan cũng giống như phương pháp
cực phổ là dựa trên việc đo cường độ dòng để xác định nồng độ các chất trong dung
dịch. Nguyên tắc gồm hai bước:

Bước 1: Điện hoá làm giàu chất cần phân tích trên bề mặt điện cực làm việc
trong khoảng thời gian xác định, tại thế điện cực xác định.
Bước 2: Hoà tan kết tủa đã được làm giàu bằng cách phân cực ngược cực làm
việc, đo và ghi dòng hoà tan. Trên đường Von-Ampe hoà tan xuất hiện pic của nguyên
tố cần phân tích. Chiều cao pic tỉ lệ thuận với nồng độ.
1.4. Các phương pháp tách và làm giàu hàm lượng vết các kim loại
Trong thực tế phân tích, hàm lượng các chất có trong mẫu đặc biệt là hàm
lượng các ion kim loại nặng trong nước thường rất nhỏ, nằm dưới giới hạn phát hiện
của các công cụ phân tích. Vì vậy, trước khi xác định chúng thì cần thông qua quá
trình tách và làm giàu.
14
Để tách, làm giàu kim loại nặng trong nước thường dùng một số phương pháp
thông dụng như phương pháp kết tủa và cộng kết, phương pháp chiết pha rắn SPE,
phương pháp chiết lỏng - lỏng, phương pháp tách và làm giàu bằng điện hoḅ
1.4.1. Phương pháp kết tủa, cộng kết [1]
Cộng kết là phương pháp kết tủa chất cần phân tích bằng cách đưa thêm những
chất kết tủa đồng hình thường gọi là chất góp vào đối tượng phân tích để cộng kết các
nguyên tố khi hàm lượng của chúng nhỏ rất nhỏ. Nhờ vậy mà chất phân tích sẽ được
thu góp lại. Khi đó hàm lượng của nó đã tăng lên rất nhiều lần. Người ta có thể chọn
một số hyđroxyt khó tan như: Fe(OH)
3
, Al(OH)
3
hoặc một số sunfua hay một số
chất hữu cơ làm chất góp.
Khi sử dụng chất hữu cơ để cộng kết có thể kết tủa được những hàm lượng vết
tới 10
-3
-10
-5

M. Việc dùng chất hữu cơ kết tủa có ưu điểm hơn so với chất vô cơ vì kết
tủa dễ lọc rửa. Bằng cách thay đổi pH của dung dịch có thể tiến hành kết tủa lần lượt
và tách được nhiều cation kim loại khác nhau với cùng một chất kết tủa hữu cơ. Hơn
nữa phân tử hữu cơ dễ dàng bị phân huỷ khi nung kết tủa từ đó thu được nguyên tố cần
xác định ở trạng thái đã làm giàu, tinh khiết. Mặt khác, chất góp hữu cơ còn có khả
năng cộng kết được hàm lượng vết nguyên tố khi có mặt lượng lớn nguyên tố khác.
Phương pháp cộng kết có ưu điểm: Đơn giản, hiệu quả cao nền mẫu phân tích
được chuyển từ phức tạp sang đơn giản hơn. Tuy nhiên nhược điểm chính của phương
pháp là mất nhiều thời gian nên phương pháp này ít được sử dụng.
1.4.2. Phương pháp chiết lỏng - lỏng [1,21]
* Nguyên tắc: Phương pháp dựa trên sự phân bố chất tan khi được tạo thành ở
dạng phức liên hợp hay ion phức vòng càng không mang điện tích giữa hai pha không
trộn lẫn, thường là các dung môi hữu cơ và nước.
Tách và làm giàu chất bằng phương pháp chiết lỏng - lỏng có nhiều ưu điểm
hơn so với một số phương pháp làm giàu khác và sự kết hợp giữa phương pháp chiết
với các phương pháp xác định tiếp theo (trắc quang, cực phổ ) có ý nghĩa rất lớn
trong phân tích.
* Một số hệ chiết thường dùng trong tách, làm giàu Pb, Cd.
- Hệ chiết Pb, Cd – dithizonat trong CCl
4
hoặc CHCl
3
sau đó xác định chúng
bằng phương pháp phổ hấp thụ phân tử (UV – VIS)
15
- Có thể chiết phức halogenua hoặc thioxianat cacdimi bằng các dung môi hữu
cơ: xiclohexano, metyl isobutyl xeton (MIBK), dietyl ete
- Tạo phức chelat với NaDDC (natridietyldithiocacbamat) từ dung dịch đệm
amoni xitrat ở pH = 9,5 dung môi chiết là MIBK.
1.4.3. Phương pháp tách và làm giàu bằng điện hoá

Nguyên tắc của phương pháp là dựa vào việc tách chất cần xác định trên các
điện cực trơ dưới dạng nguyên tố hoặc kết tủa không tan khi cho dòng điện một chiều
đi qua. Quá trình này phụ thuộc rất nhiều vào điện thế, cường độ dòng, cấu tạo điện
cực và nồng độ dung dịch.
Ngày nay các phương pháp điện hoá được dùng để tách hợp chất của đa số các
nguyên tố hoá học và là phương pháp hữu hiệu vì chúng không đòi hỏi phải đưa chất
lạ vào đối tượng phân tích. Hơn nữa, khi dùng các phương pháp kết tủa điện hoá khác
nhau với sử dụng các điện cực có thể tách các hỗn hợp phức tạp gồm nhiều ion.
1.4.4. Phương pháp chiết pha rắn (SPE) [18]
Chiết pha rắn SPE (Solid - Phase Extraction) là quá trình phân bố chất tan giữa
hai pha lỏng - rắn. Pha rắn có thể là các hạt silicagen xốp, các polime hữu cơ hoặc các
loại nhựa trao đổi ion hay than hoạt tính. Phương pháp này tách, làm giàu được chất
phân tích có lượng vết ra khỏi mẫu ban đầu bằng cách hấp phụ chúng vào một cột
chiết pha rắn, sau đó rửa giải chất phân tích với dung môi thích hợp cho phân tích
công cụ. Chiết pha rắn thay thế cho chiết lỏng - lỏng rất tốt do chuẩn bị mẫu tiện lợi,
có các ưu điểm như: thu hồi các chất phân tích với hiệu suất cao, chiết chất phân tích
và làm sạch tạp chất dễ dàng, phương pháp tiến hành đơn giản, giảm lượng dung môi
hữu cơ dẫn đến giá thành hạ. Hiện nay, chiết pha rắn SPE được ứng dụng rất rộng rãi
trong phân tích mẫu môi trường, mẫu thuốc, mẫu lâm sàng, mẫu nước, mẫu thực
phẩm…
16
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng, mục tiêu và nội dung nghiên cứu
2.1.1. Đối tượng
Xác định cadimi (Cd) và chì (Pb) trong một số đồ uống bằng phương pháp F-
AAS
2.1.2. Mục tiêu nghiên cứu
Trong luận văn này chúng tôi thực hiện các mục tiêu sau:
- Khảo sát các điều kiện tối ưu để xác định Cd và Pb bằng phương pháp F-
AAS

- Nghiên cứu các điều kiện để tách và làm giàu Cd và Pb bằng phương pháp
chiết pha rắn (SPE).
- Xác định hàm lượng Cd, Pb trong đồ uống bằng phương pháp F-AAS
2.1.3. Nội dung nghiên cứu
- Khảo sát chọn các điều kiện phù hợp để đo phổ F-AAS của Cd, Pb.
- Khảo sát khoảng tuyến tính và xây dựng đường chuẩn.
- Xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phép đo.
- Đánh giá sai số và độ lặp lại của phương pháp.
- Khảo sát các điều kiện tách, làm giàu trên cột chiết pha rắn sử dụng nhựa
Chelex-100.
- Xác định hiệu suất thu hồi.
- Ứng dụng xác định Cd, Pb trong một số loại đồ uống.
2.2. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử F-AAS [7]
2.2.1. Giới thiệu chung về phương pháp
Phép đo phổ hấp thụ nguyên tử là một kỹ thuật phân tích hoá lý đã và đang được
phát triển và ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành khoa học kỹ thuật, y dược, hoá
học, ở các nước phát triển thì phương pháp phân tích theo phổ hấp thụ nguyên tử đã
là một trong các phương pháp tiêu chuẩn để phân tích lượng vết kim loại trong nhiều
đối tượng mẫu khác nhau. Vì vậy, chúng tôi sử dụng phương pháp này để xác định
lượng Cd, Pb sau khi đã được làm giàu bằng cột chiết pha rắn (SPE).
2.2.2. Nguyên tắc của phép đo
Khi nguyên tử tồn tại tự do ở trạng thái cơ bản, thì nguyên tử không thu hay
phát năng lượng. Song khi ta kích thích nó bằng một chùm ánh sáng đơn sắc có năng
17
lượng phù hợp, có bước sóng
λ
trùng với vạch phổ phát xạ đặc trưng của nguyên tố
đó thì chúng sẽ hấp thụ tia sáng và sinh ra phổ hấp thụ nguyên tử của nó.
Trên cơ sở sự xuất hiện của phổ hấp thụ nguyên tử, chúng ta thấy phổ hấp thụ
nguyên tử chỉ được sinh ra khi ở trạng thái tự do và ở mức năng lượng cơ bản. Do vậy

muốn thực hiện được phép đo phổ hấp thụ nguyên tử F-AAS ta cần thực hiện các công
việc sau đây:
1. Hoá hơi mẫu phân tích, đưa vật mẫu về trạng thái khí.
2. Nguyên tử hoá đám hơi đó, tức là phân ly các phân tử để tạo ra đám hơi
nguyên tử tự do của các nguyên tố cần phân tích. Đám hơi này chính là môi trường
hấp thụ bức xạ sinh phổ AAS.
3. Chiếu chùm sáng có bước sóng phù hợp với nguyên tố cần phân tích vào đám
hơi nguyên tử đó. Khi đó, nguyên tử cần xác định trong đám hơi đó sẽ hấp thụ bức xạ,
tạo ra phổ hấp thụ của nó.
4. Nhờ một hệ thống máy quang phổ, người ta thu toàn bộ chùm sáng sau khi đi
qua môi trường hấp thụ, phân ly chúng thành phổ và chọn một vạch phổ cần đo của
nguyên tố phân tích để hướng vào khe đo cường độ của nó. Trong một giới hạn nhất
định của nồng độ, giá trị cường độ phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ C của nguyên tố
cần phân tích theo phương trình:
A
λ

= k.C
Trong đó: A
λ
: cường độ của vạch phổ hấp thụ.
k: hằng số thực nghiệm.
C: nồng độ nguyên tố cần phân tích trong mẫu đo phổ.
5. Thu và ghi lại kết quả đo của cường độ vạch phổ hấp thụ.
2.2.3. Hệ thống trang thiết bị của phép đo F – AAS [1]
Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử novAA 400 (hãng analytik jena)
18