phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử xác định kẽm và mangan trong chè xanh ở thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM






ĐỖ THỊ NGA






PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ
XÁC ĐỊNH KẼM VÀ MANGAN
TRONG CHÈ XANH Ở THÁI NGUYÊN







LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HOÁ HỌC

THÁI NGUYÊN - 2013
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM






ĐỖ THỊ NGA




PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ
XÁC ĐỊNH KẼM VÀ MANGAN
TRONG CHÈ XANH Ở THÁI NGUYÊN





Chuyên ngành: HOÁ PHÂN TÍCH
Mã số: 60.44.01.18

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HOÁ HỌC



Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS.Nguyễn Đăng Đức




THÁI NGUYÊN - 2013

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả được trình bày trong luận văn là trung thực. Những kết luận trong luận văn
chưa từng ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào.

Tác giả






Đỗ Thị Nga

Xác nhận của Khoa Hoá học Chủ tịch hội đồng chấm luận văn





GS.TS. Trần Tứ Hiếu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn Đăng Đức – Thầy đã tận
tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm quý báu để tôi có thể hoàn
thành được luận văn này.
Tôi xin cảm ơn các thầy, cô giáo, cán bộ Khoa Hoá học – trường Đại học
Khoa học - ĐHTN đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi trong thời gian nghiên cứu khoa
học tại trường.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới toàn thể gia đình, bạn bè đồng nghiệp đã luôn
cổ vũ, động viên tôi trong suốt thời gian qua.
Trong quá trình thực hiện luận văn do còn hạn chế về mặt thời gian, kinh
phí cũng như trình độ chuyên môn nên không tránh khỏi những thiếu sót. Rất
mong nhận được những ý kiến quý báu của các thầy cô, các nhà khoa học, bạn
bè và đồng nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 03 năm 2013
Tác giả

Đỗ Thị Nga


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
i


MỤC LỤC

Trang
LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC i

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT ii

DANH MỤC CÁC BẢNG iii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ iv

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN 3

1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY CHÈ 3

1.1.1. Đặc điểm của cây chè 3

1.1.2. Đặc điểm hình thái của cây chè 3

1.1.3. Phân bố 4

1.1.4. Diện tích và sản lượng [12] 4

1.1.5. Vai trò của chè xanh 5

1.1.6. Thành phần hoá học của lá chè tươi [1,10] 6

1.2. KẼM VÀ HỢP CHẤT CỦA KẼM [7, 13] 9

1.2.1. Vị trí, cấu hình electron và trạng thái tự nhiên của nguyên tố Kẽm 9

1.2.2. Tính chất vật lý, tính chất hoá học của nguyên tố Kẽm 9

1.2.3. Tính chất của hợp chất Kẽm (II) 10

1.2.4. Khả năng tạo phức của Kẽm 11

1.2.5. Vai trò sinh học của Kẽm 11

1.3. MANGAN VÀ HỢP CHẤT CỦA MANGAN [7, 13] 12

1.3.1. Vị trí, cấu hình electron và trạng thái tự nhiên của nguyên tố Mangan (Mn) 12

1.3.2. Tính chất vật lý, tính chất hoá học của nguyên tố Mangan 13

1.3.3. Tính chất của hợp chất Mn 14

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


1.3.4. Ứng dụng của Mangan [8] 18

1.3.5. Vai trò sinh học của Mangan 19

1.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH Zn VÀ Mn 19

1.4.1. Phương pháp phân tích hoá học 20

1.4.2. Phương pháp phân tích công cụ 21

1.5. Phương pháp xử lý mẫu phân tích xác định Zn và Mn 25

1.5.1. Phương pháp xử lý ướt (bằng axit đặc oxi hoá mạnh) 25

1.5.2. Phương pháp xử lý khô 26

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27

2.1. GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ 27

2.1.1. Nguyên tắc của phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) [3] 27

2.1.2. Hệ thống trang bị của phép đo AAS 28

2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31

2.2.1. Phương pháp đường chuẩn [3] 31

2.2.2. Phương pháp thêm chuẩn [3] 31

2.3. HOÁ CHẤT, DỤNG CỤ, THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU 33

2.3.1. Hoá chất 33

2.3.2. Dụng cụ 33

2.3.3. Trang thiết bị 34

2.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 34

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35

3.1. KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN ĐO PHỔ F – AAS CỦA KẼM VÀ MANGAN
35

3.1.1. Chọn vạch đo 35

3.1.2. Khe đo của máy phổ hấp thụ nguyên tử 35

3.1.3. Khảo sát cường độ đèn catot rỗng 36

3.1.4. Khảo sát chiều cao đèn nguyên tử hoá mẫu 37

3.1.5. Khảo sát lưu lượng khí axetilen 38

3.1.6. Thể tích mẫu 39

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


3.2. KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN PHÉP ĐO F – AAS 39

3.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ axit và loại axit 39

3.2.2. Khảo sát sơ bộ thành phần mẫu 44

3.3. KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CATION 44

3.4. PHƯƠNG PHÁP ĐƯỜNG CHUẨN ĐỐI VỚI PHÉP ĐO F - AAS 47

3.4.1. Khảo sát khoảng tuyến tính 47

3.4.2. Xây dựng đường chuẩn, giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phép
đo 49

3.4.3. Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo 52

3.5. XÁC ĐỊNH KẼM VÀ MANGAN TRONG CHÈ XANH 54

3.5.1. Địa điểm thời gian lấy mẫu và ký hiệu mẫu 54

3.5.2. Chuẩn bị mẫu phân tích [11] 56

3.5.3. Kết quả phân tích các mẫu chè xanh 56

3.6. KIỂM TRA QUÁ TRÌNH XỬ LÝ MẪU 59

3.6.1. Mẫu lặp 59

3.6.2. Mẫu thêm chuẩn 61

KẾT LUẬN 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 64

PHỤ LỤC








Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
ii


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT
AAS: Atomic Absorption Spectrometry (Phổ hấp thụ nguyên tử)
Abs: Absorbance (Độ hấp thụ)
AES: Atomic Emission Spectrometry (Phổ phát xạ nguyên tử)
ETA – AAS: Electro Thermal Atomization – Atomic Absortion Spectrometry
(Phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa).
F – AAS: Flame – Atomic Absorption Spectrometry
(Phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa)

GF – AAS: Graphite Furnace – Atomic Absorption Spectrometry
(Phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa)
HCL: Hollow Cathode Lamp (Đèn catot rỗng)
LOD: Limit of detection (Giới hạn xác định)
LOQ: Limit of quantitation (Giới hạn định lượng)
BBC: British Broadcasting Corporation
DNA: Deoxyribonucleic acid
EGCG: Epigallocatchin gallate
ECG : Epicatechin gallate
EGC: Epigallocatechin
EC: Epicatechin
GCG: Gallocatechin gallate

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
iii


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Diện tích, sản lượng chè theo huyện, thành phố, thị xã 5
Bảng 3.1: Khảo sát cường độ dòng đèn đối với Zn 36
Bảng 3.2: Khảo sát cường độ dòng đèn đối với Mn 37
Bảng 3.3: Khảo sát chiều cao đèn nguyên tử hóa khi xác định Zn 37
Bảng 3.4: Khảo sát chiều cao đèn nguyên tử hóa khi xác định Mn 38
Bảng 3.5: Khảo sát tốc độ dẫn khí axetylen khi xác định Zn 38
Bảng 3.6: Khảo sát tốc độ dẫn khí axetylen khi xác định Mn 39
Bảng 3.7: Ảnh hưởng của các loại axit và nồng độ axit tới phép đo Zn 40
Bảng 3.8: Khảo sát ảnh hưởng của HNO
3
2% và HCl 1% 41
Bảng 3.9: Ảnh hưởng của các loại axit và nồng độ axit tới phép đo Mn 42

Bảng 3.10: Khảo sát ảnh hưởng của HNO
3
2% và HCl 1% 43
Bảng 3.11: Kết quả khảo sát thành phần mẫu 44
Bảng 3.12: Ảnh hưởng của các kim loại kiềm 45
Bảng 3.13: Ảnh hưởng của các kim loại kiềm thổ 45
Bảng 3.14: Ảnh hưởng của các kim loại nhóm 3 45
Bảng 3.15: Ảnh hưởng của các kim loại nặng khác 46
Bảng 3.16: Ảnh hưởng của tổng các ion kim loại 46
Bảng 3.17: Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Kẽm 47
Bảng 3.18: Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Mangan 48
Bảng 3.19: Kết quả sai số và độ lặp lại của phép đo Kẽm 53
Bảng 3.20: Kết quả sai số và độ lặp lại của phép đo Mangan 54
Bảng 3.21: Địa điểm và thời gian lấy mẫu chè 55
Bảng 3.22: Kết quả đo phổ hấp thụ nguyên tử của Kẽm 57
Bảng 3.23: Kết quả đo phổ hấp thụ nguyên tử của Mangan 58
Bảng 3.24: Kết quả đo mẫu chè an toàn 59
Bảng 3.25: Kết quả phân tích đối với các mẫu lặp của Kẽm 60
Bảng 3.26: Kết quả phân tích đối với các mẫu lặp của Mangan 61
Bảng 3.27: Kết quả phân tích mẫu thêm chuẩn của Kẽm 62
Bảng 3.28: Kết quả phân tích mẫu thêm chuẩn của Mangan 62
ii

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
iv


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ

Hình 1.1: Một vài hình ảnh về chè 4

Hình 2.1: Đèn catot rỗng – HCL 28

Hình 2.2: Đèn D2 28
Hình 2.3: Đèn EDL 29
Hình 2.4: Sơ đồ hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử 30
Hình 2.5: Hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AA - 6300 30
Hình 2.6: Đồ thị của phương pháp đường chuẩn 31
Hình 2.7: Đồ thị phương pháp thêm chuẩn 33
Hình 3.1: Độ hấp thụ của Zn trong các axit tối ưu 41
Hình 3.2: Độ hấp thụ của Mn trong các axit tối ưu 43
Hình 3.3: Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính khi xác định Zn 48
Hình 3.4: Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính khi xác định Mn 49
Hình 3.5: Đường chuẩn xác định hàm lượng Zn 50
Hình 3.6: Đường chuẩn xác định hàm lượng Mn 51

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
1


MỞ ĐẦU
Xã hội ngày càng phát triển, công nghiệp hoá càng hiện đại thì tỉ lệ chất thải
độc hại từ sản xuất công nghiệp và những ảnh hưởng bất lợi từ các hoạt động của
con người tác động vào môi trường càng tăng nhanh. Ngoài những bệnh lây lan
truyền nhiễm (dịch tả, thương hàn…) do vi sinh vật gây ra, những bệnh nguy hiểm
như ung thư, AIDS, quái thai, các dị tật bẩm sinh ở trẻ em do các chất độc hại trong
môi trường đã xuất hiện ngày càng nhiều ở khắp nơi trên thế giới do các ion kim
loại nặng gây ra.
Độc chất có thể tồn tại ở nhiều hình thức khác nhau như chất vô cơ hay hữu
cơ, hợp chất hay đơn chất, dạng lỏng, rắn hay khí. Chúng có mặt trong cả ba môi
trường đất, nước và không khí lan truyền và ảnh hưởng đến hệ sinh thái nơi chúng

tồn tại. Do đó, tìm hiểu và xác định các chất độc trong môi trường sẽ giúp ta có biện
pháp khống chế và xử lý nó.
Ngay từ năm 1927, các nhà khoa học trên thế giới đã quan tâm nghiên cứu
chất lượng đất đai nhằm phát triển nông nghiệp, nâng cao năng suất cây trồng để
đáp ứng nhu cầu lương thực ngày càng tăng của việc gia tăng dân số. Đất đai như là
một thành phần cấu thành môi trường chung. Đến khoảng đầu thập niên 90, người
ta bắt đầu nghiên cứu sự nhiễm bẩn, nhiễm độc đất đai.
Các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, hoạt động khai
khoáng ngày càng tăng… làm cho môi trường ngày càng biến đổi và bị hủy hoại
nghiêm trọng. Ô nhiễm môi trường, trong đó vấn đề ô nhiễm môi trường đất đang là
vấn đề bức xúc của toàn cầu.
Trong quá trình sinh hoạt, sản xuất hầu hết các phế thải đều thâm nhập vào
môi trường đất, nước dưới các hình thức khác nhau. Sự tích lũy các kim loại
nặng trong đất nông nghiệp ở các tỉnh, thành phố là một trong những hiểm họa
cho môi trường đất, làm giảm năng suất, chất lượng sản phẩm, đặc biệt là các sản
phẩm nông nghiệp sản xuất trên khu vực đất bị ô nhiễm, có thể gây độc hại cho
người sử dụng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
2


Thái Nguyên là khu vực có nhiều khu công nghiệp, đồng thời cũng là khu
vực sản xuất chè với diện tích và sản lượng lớn. Chè là một loại thức uống khá
phổ biến, có tác dụng thanh nhiệt; giải độc. Nếu dùng thường xuyên hằng ngày
ngăn ngừa một số bệnh đường ruột, rối loạn tiêu hóa. Nhưng nếu trong chè chứa
một lượng lớn kim loại nặng sẽ gây hại cho con người. Vì vậy, để sản xuất được
chè an toàn cần khảo sát đánh giá hiện trạng một số chỉ tiêu về kim loại nặng
trong khu vực trồng chè.
Xuất phát từ mục tiêu đó chúng tôi lựa chọn đề tài:
“Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử xác định Kẽm và Mangan trong chè

xanh ở Thái Nguyên”.
Với những nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể là:
- Tìm các điều kiện tối ưu cho phép đo Kẽm và Mangan.
- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo xác định Kẽm và Mangan.
- Tìm khoảng tuyến tính, xây dựng đường chuẩn. Đánh giá sai số và độ lặp lại
của phép đo.
- Áp dụng xác định hàm lượng Kẽm và Mangan trong một số mẫu chè của 20
khu vực thuộc tỉnh Thái Nguyên, và đưa ra những kết luận cụ thể về hàm lượng
Kẽm; Mangan trong chè xanh.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
3


Chương 1
TỔNG QUAN

1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY CHÈ
1.1.1. Đặc điểm của cây chè
Cây chè có tên khoa học là Camellia sinensis, là loài cây mà lá và chồi
được sử dụng để sản xuất chè. Tên gọi “ sinensis ” có nghĩa là Trung Quốc
trong tiếng La tinh.
Camellia sinensis có nguồn gốc ở khu vực Đông Nam Á, nhưng ngày nay
được trồng phổ biến ở nhiều nơi trên thế giới, chủ yếu là ở khu vực nhiệt đới và cận
nhiệt đới. Cây chè là loại cây xanh lưu niên mọc thành bụi hoặc các cây lá nhỏ
thông thường được xén tỉa để thấp hơn 2 m.
1.1.2. Đặc điểm hình thái của cây chè
* Thân, cành cây chè
Cây chè có thân thẳng và tròn, phân nhánh liên tục thành một hệ thống cành và
chồi. Tuỳ theo chiều cao, độ to nhỏ của thân và cành người ta chia thành 3 loại: cây

bụi, cây gỗ nhỏ và cây gỗ vừa.
* Lá chè
Lá chè mọc ra từ các mấu. Chồi mọc ra từ nách lá.
Có hai loại chồi:
– Chồi dinh dưỡng về sau mọc lá.
– Chồi sinh thực về sau mọc ra nụ, hoa, quả.
Lá chè có màu từ xanh đến vàng, xanh nhạt, xanh lá mạ, xanh vàng, xanh
thẫm, tím đến mận chín. Màu sắc lá thay đổi tuỳ theo giống chè, tuổi chè, chế độ
dinh dưỡng, mùa vụ. Lá chè có màu vàng thích hợp làm cho chè đen, lá có màu
xanh thích hợp làm cho chè xanh. Lá chè có nhiều hình dạng khác nhau: thuôn, mũi
mác, ô van, trứng gà, gần tròn…
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
4


* Hoa, quả, hạt chè
Hoa chè bắt đầu hình thành trên cây 2-3 tuổi từ các chồi sinh thực (chồi hoa)
ở lá nách. Hoa chè là hoa lưỡng tính.
Quả chè có hình tròn, tam giác hoặc vuông tuỳ theo số lượng hạt bên trong.
Vỏ quả màu xanh khi chín chuyển sang màu nâu và nứt ra.
Hạt chè có vỏ sánh màu nâu, có khi màu đen. Hạt chè có hình cầu, bán cầu
hay tam giác.
* Rễ chè
Hệ thống rễ của cây chè gồm rễ cọc (rễ trụ), rễ dẫn (rễ nhánh, rễ bên) và rễ
hút. Rễ nhánh dài trên 1mm có màu nâu hay nâu đỏ. Rễ hút hay còn gọi là rễ hấp
thụ có chiều dài dưới 1m, có màu vàng ngà.

Cây chè Hoa chè Quả chè
Hình 1.1: Một vài hình ảnh về chè
1.1.3. Phân bố
Ở Việt Nam, cây chè chủ yếu được trồng chủ yếu ở các tỉnh trung du, miền
núi vì nó thích nghi với điều kiện khí hậu và đất đai. Trong đó có tỉnh Thái Nguyên,
khu vực Thái Nguyên là khu vực trồng chè lớn thứ hai của cả nước.
1.1.4. Diện tích và sản lượng [12]
Do đẩy mạnh ứng dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật, tăng đầu tư thâm canh chè.
Trong những năm vừa qua, diện tích, năng suất, chất lượng, giá trị chè Thái Nguyên
tăng lên rõ rệt:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
5


Năm 2008: diện tích chè toàn tỉnh có 16.994 ha, năng suất 8,78 tấn chè búp
tươi/ ha, sản lượng 149.255 tấn.
Năm 2009: 17.309 ha, năng suất 9,17 tấn/ha, sản lượng 158.702 tấn.
Năm 2010: diện tích chè toàn tỉnh có 17.660 ha. Năng suất chè búp tươi năm
2010 đạt 107 tạ/ha, sản lượng chè búp tươi 171.900 tấn.
Bảng 1.1: Diện tích, sản lượng chè theo huyện, thành phố, thị xã

Năm 2008 Năm 2009 Năm 2010
D. tích
(ha)
S. lượng
(tấn)
D. tích
(ha)

S. lượng
(tấn)
D. tích
(ha)
S. lượng
(tấn)
Tổng số 16.994 149.255 17.309 158.702 17.660 171.900
TP. Thái Nguyên 1.161 12.211 1.207 13.040 1.220 14.670
TX. Sông Công 505 4.241 515 4.385 525 4.582
Huyện Định Hóa 2.026 16.877 2.052 18.017 2.102 18.954
Huyện Võ Nhai 560 2.827 583 3.080 626 3.522
Huyện Phú
Lương
3.650 32.170 3.725 34.960 3.775 38.422
Huyện Đồng Hỷ 2.606 23.750 2.669 24.950 2.709 28.368
Huyện Đại từ 5.152 46.124 5.196 48.520 5.253 50.530
Huyện Phổ Yên 1.233 10.393 1.261 11.070 1.347 12.150
Huyện Phú Bình 101 662 101 680 104 702
1.1.5. Vai trò của chè xanh
Chè xanh không những là một nguồn thức uống giải khát tuyệt vời mà nó còn
được biết đến bởi khả năng chữa bệnh của nó.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
6


Dược tính của chè xanh là: Làm tăng cơ hội sống cho người đau tim và bảo vệ
cơ thể khỏi bệnh nhồi máu cơ tim. Tác dụng này là do chất chống oxi hoá trong chè
đem lại.
Một tác dụng đặc biệt của chè xanh đó là: làm giảm nguy cơ ung thư buồng
trứng. Theo nghiên cứu của các nhà khoa học Australia tiến hành tại Trung Quốc cho

thấy phụ nữ uống trà xanh đều đặn hàng ngày giảm được 60% khả năng bị ung thư
buồng trứng. Kết luận này được các nhà khoa học Đại học Curtin ở Perth (Australia)
và các nhà khoa học Trung Quốc đưa ra sau khi nghiên cứu trên 900 phụ nữ.
Chè xanh có tác dụng ngăn ngừa bệnh ung thư do chứa nhiều chất chống oxi
hoá, đặc biệt là hợp chất polyphenol có tác dụng ngăn ngừa các gốc tự do phá hoại
các DNA, các tế bào làm chậm quá trình phát triển của ung thư. Một số polyphenol
có khả năng giết chết các tế bào ung thư mà không đụng đến các tế bào lành. Mới
đây các nhà khoa học Anh đã khám phá thêm hai chất chống oxi hoá khác có trong
chè xanh để ức chế sự phát triển của căn bệnh ung thư đó là: EGCG
(epigallocatchin gallate) và ECG (epicatechin gallate) [1].
Hợp chất flavonoids có trong lá chè xanh có thể được chất dinh dưỡng hữu ích bằng
cách kích hoạt enzyme để giúp giảm nguy cơ ung thư nhất định, bệnh tim, và tuổi tác liên
quan đến các bệnh thoái hóa. Một số nghiên cứu cũng chỉ ra flavonoids có thể giúp ngăn
ngừa sâu răng và giảm bớt sự xuất hiện của bệnh thông thường như cảm cúm trong.
Lá chè xanh còn có tác dụng chữa bệnh ngoài da như: bị bỏng, bị ong đốt,
bệnh đậu mùa, thuỷ đậu, viêm da.
Ngoài ra, thành phần cafein và một số hợp chất ankaloit khác có trong chè
là những chất có khả năng kích thích hệ thần kinh trung ương làm cho tinh thần
minh mẫn, nâng cao khả năng làm việc, giảm bớt mệt nhọc sau những lúc làm việc
căng thẳng.
1.1.6. Thành phần hoá học của lá chè tươi [1,10]
* Nước: Nước trong lá chè xanh chiếm từ 75-80%.
* Tanin (hay flavanoit): Tanin hay còn gọi là hợp chất phenol trong đó có 90%
là dạng catechin.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
7


Catechin chè (“tea catechin”) là một trong những nhóm chất thuộc lớp
flavanoit, có nhiều trong lá cây chè xanh (Camellia sinensis, Tea). Trong lá chè có

chứa đến 20% tanin. Tanin trong chè có tác dụng như một vitamin P, có tác dụng
chống khuẩn và chống oxi hoá mạnh. Tanin tồn tại trong cây chè xanh là các hợp
chất catechin: epicatechin (EC), hoặc dưới dạng cấu trúc kết hợp với các nhóm axit
gallic: (-)- epigallocatechin gallate (EGCG), (-)-epigallocatechin (EGC), (-)-
epicatechingallate (ECG), (-)-epicatechin (EC), (-)-gallocatechin gallate (GCG)…





EC (Epicatechin) EGC (Epigallocatechin)






EGCG (Epigallocatechin gallat) ECG (Epicatechin gallat)







GCG (Gallocatechin gallat)
o
h o
o h
o h

o h
o h
o
h o
o h
o h

o h
o h
o h
o
o
o h
o h
o h
o h
o h
o h
o
o h
h o
o
o
o h
o h
o h
o
o h
h o
o h

o h
o
o h
o
o h
o h
o h
o
o h
h o
o h
o h
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
8


Các flavanoit còn có tác dụng chống oxi hóa (antioxidant). Đây là một
trong những cơ sở sinh hóa quan trọng nhất để flavanoit thể hiện được hoạt
tính sinh học của chúng. Flavanoit có khả năng kìm hãm các quá trình oxi hóa
dây chuyền sinh ra bởi các gốc tự do hoạt động. Tuy nhiên, hoạt tính này thể
hiện mạnh hay yếu phụ thuộc vào đặc điểm cấu tạo hóa học của từng chất
flavanoit cụ thể.
Do bản chất cấu tạo polyphenol nên flavanoit ở trong tế bào thực vật chịu tác
động của các biến đổi oxy hóa – khử, bị oxi hóa từng bước và tồn tại ở các dạng
hidroquinon, semiquinon, quinon. Những flavanoit có các nhóm hydroxy sắp xếp ở
vị trí ortho, para, meta dễ dàng bị oxy hóa dưới tác dụng của enzim
polyphenoloxydaza và peroxydaza theo các phản ứng sau:

O
2

+ flavanoit (khử) flavanoit (dạng bị oxy hóa)
(Hidroquinon) (Semiquinon hoặc Quinon)

H
2
O
2
+ flavanoit (khử) flavanoit (dạng bị oxy hóa)
(Hidroquinon) (Semiquinon hoặc Quinon)
* Cafein (Ankaloid)
CTCT:




Cafein
Ankaloid chính của chè là Cafein, có tác dụng dược lý, tạo cảm giác
hưng phấn cho người uống. Cafein là dẫn xuất của Purine có tên và gọi theo
cấu tạo là: 1,3,5-trimethylthine, chiếm khoảng 3 - 4% tổng lượng chất khô
trong lá chè tươi.
O
O
N
N
N
N CH
3
CH
3
H

3
C
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
9


1.2. KẼM VÀ HỢP CHẤT CỦA KẼM [7, 13]
1.2.1. Vị trí, cấu hình electron và trạng thái tự nhiên của nguyên tố Kẽm
Kẽm (Zn) là nguyên tố thứ 30 trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố
hoá học, thuộc chu kỳ 4, phân nhóm phụ nhóm IIB.
Cấu hình electron: 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
10
4s
2
hay [Ar]3d
10
4s
2
.
Trạng thái oxi hoá của Kẽm là +2.

Kẽm chiếm khoảng 75 ppm (0,0075%) trong vỏ Trái Đất, là nguyên tố phổ
biến thứ 24. Đất chứa 5–770 ppm Kẽm với giá trị trung bình 64 ppm. Nước biển chỉ
chứa 30 ppb Kẽm và trong khí quyển chứa 0,1–4 µg/m
3
.
Kẽm là một nguyên tố ưa tạo quặng (chalcophile), nghĩa là nguyên tố có ái lực
thấp với ôxy và thường liên kết với lưu huỳnh để tạo ra các sulfua. Các nguyên tố
ưa tạo quặng hình thành ở dạng lớp vỏ hóa cứng trong các điều kiện khử của khí
quyển Trái Đất. Sphalerit là một dạng Kẽm sulfua, và là loại quặng chứa nhiều Kẽm
nhất với hàm lượng Kẽm lên đến 60–62%.
1.2.2. Tính chất vật lý, tính chất hoá học của nguyên tố Kẽm
1.2.2.1. Tính chất vật lý
Kẽm là một kim loại màu trắng xanh, óng ánh và nghịch từ. Trong không khí
ẩm, Kẽm bị bao phủ bởi màng oxit nên mất ánh kim.
Kẽm kim loại cứng và giòn ở hầu hết cấp nhiệt độ nhưng trở nên dễ uốn từ
100 đến 150°C. Trên 210°C, kim loại giòn trở lại và có thể được tán nhỏ bằng lực.
Kẽm có tính dẫn điện khá. So với các kim loại khác, Kẽm có độ nóng chảy
(419,5°C, 787,1F) và điểm sôi (907°C) tương đối thấp. Điểm sôi của Kẽm là một
trong số những điểm sôi thấp nhất của các kim loại chuyển tiếp, chỉ cao hơn Thủy
ngân và Cadimi.
1.2.2.2. Tính chất hoá học
Ở nhiệt độ thường, Kẽm tương đối bền vì có lớp oxit bảo vệ.
Ở nhiệt độ cao, Kẽm cháy mãnh liệt tạo thành oxit:
2Zn + O
2

0
t
→
2ZnO

Kẽm khử H
2
O tạo thành oxit:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
10


Zn + H
2
O  ZnO + H
2

Kẽm tan trong các axit không có tính oxi hoá giải phóng H
2
và tan trong các
axit có tính oxi hoá ra các khí đi kèm theo:
Zn + H
2
SO
4
 ZnSO
4
+ H
2

4Zn + 10HNO
3
 4Zn(NO
3
)

2
+ NH
4
NO
3
+ 3H
2
O
Kẽm tan trong dung dịch kiềm giải phóng H
2
:
Zn + 2H
2
O + 2OH
-
 [Zn(OH)
4
]
2-
+ H
2

Chính vì phản ứng này mà Kẽm là chất khử mạnh trong môi trường kiềm đặc.
Kẽm khử được ion NO
3
-
thành khí NH
3
giống như Nhôm, nhưng khác với Nhôm là
Kẽm tan được cả trong dung dịch NH

3
:
Zn + 4NH
3
+ 2H
2
O  [Zn(NH
3
)
4
](OH)
2
+ H
2

1.2.3. Tính chất của hợp chất Kẽm (II)
1.2.3.1. Kẽm oxit (ZnO)
Kẽm oxit (ZnO) là chất khó nóng chảy, có thể thăng hoa không phân huỷ khi
đun nóng, hơi rất độc. ZnO có màu trắng ở nhiệt độ thường và có màu vàng khi đun
nóng.
ZnO không tan trong nước, tan trong dung dịch axit và cả trong dung dịch
kiềm:
ZnO + 2HCl  ZnCl
2
+ H
2
O
ZnO + 2NaOH  Na
2
ZnO

2
+ H
2
O
1.2.3.2. Kẽm hidroxit Zn(OH)
2

Zn(OH)
2
là kết tủa dạng nhầy, không tan trong nước nhưng tan trong axit, và
tan trong dung dịch kiềm tạo phức hidroxozincat. Do đó, Zn(OH)
2
là chất lưỡng tính
Zn(OH)
2
+ 2HCl  ZnCl
2
+ 2H
2
O
Zn(OH)
2
+ 2NaOH  Na
2
[Zn(OH)
4
]
Zn(OH)
2
còn tan trong dung dịch NH

3
tạo phức amoniacat:
Zn(OH)
2
+ 4NH
3
 [Zn(NH
3
)
4
](OH)
2

Ở nhiệt độ cao, Zn(OH)
2
bị phân huỷ:
Zn(OH)
2

0
t
→
ZnO + H
2
O
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
11


1.2.3.3. Các muối Zn

2+

Đa số các muối kẽm (II) đều không màu. Các muối sunfat và nitrat của kim
loại Kẽm đều tan, chỉ cố muối sunfua, cacbonat của Kẽm ít tan trong nước.
Các muối Clorua bị hidrat hoá tạo nên các axit tương ứng và chúng là các axit
tương đối mạnh:
ZnCl
2
+ 2H
2
O  H
2
[Zn(OH)
2
Cl
2
]
Dung dịch ZnCl
2
đặc thường được dùng để đánh sạch sắt, thép trước khi hàn:
FeO + H
2
[Zn(OH)
2
Cl
2
]  Fe[Zn(OH)
2
Cl
2

] + H
2
O
1.2.4. Khả năng tạo phức của Kẽm
Kẽm tạo nhiều phức chất khác nhau:
- Các phức với axetat, florua, thioxianat, tatrat ít bền.
- Các phức với oxalat, sunfoxaxilat, axetylaxeton, etylenđiamin, amoniac
tương đối bền.
- Phức với EDTA rất bền.
- Tạo được hợp chất nội phức có màu với nhiều thuốc thử hữu cơ như: O
– phenanthrolin, 2 – naphtol, murexit, đithizon rất thuận lợi cho việc phân
tích trắc quang.
1.2.5. Vai trò sinh học của Kẽm
Kẽm là vi chất dinh dưỡng có đặc tính sinh học rõ rệt. Lượng Kẽm trong cơ
thể khoảng từ 2 – 3 gam và phân phối không đồng đều, nhiều nhất ở tinh hoàn
(300
µ
g/g), sau đó là ở tóc, xương (150
µ
g/g, 100
µ
g/g),… Kẽm có đặc điểm:
không có dự trữ trong cơ thể, có nửa đời sống sinh học ngắn (12,5 ngày) trong các
cơ quan nội tạng, nên dễ bị thiếu nếu khẩu phần ăn không đủ.
Kẽm tham gia vào thành phần cấu trúc tế bào và đặc biệt là tác động đến hầu
hết các quá trình sinh học trong cơ thể. Kẽm có trong thành phần của hơn 80 loại
enzym khác nhau, đặc biệt có trong hệ thống enzym vận chuyển, thủy phân, đồng
hóa, xúc tác phản ứng gắn kết các chuỗi trong phân tử ADN, xúc tác phản ứng ôxy
hóa cung cấp năng lượng. Ngoài ra, Kẽm còn hoạt hóa nhiều enzym khác nhau như
amylase, pencreatinase Đặc biệt, Kẽm có vai trò sinh học rất quan trọng là tác

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
12


động chọn lọc lên quá trình tổng hợp, phân giải axit nucleic và protein những thành
phần quan trọng nhất của sự sống. Vì vậy các cơ quan như hệ thần kinh trung ương,
da và niêm mạc, hệ tiêu hóa, tuần hoàn,… rất nhạy cảm với sự thiếu hụt Kẽm.
Kẽm tham gia điều hòa chức năng của hệ thống nội tiết và có trong thành phần
các hormon (tuyến yên, tuyến thượng thận, tuyến sinh dục, ). Hệ thống này có vai
trò quan trọng trong việc phối hợp với hệ thần kinh trung ương, điều hòa hoạt động
sống trong và ngoài cơ thể, phản ứng với các kích thích từ môi trường và xã hội,
làm cho con người phát triển và thích nghi với từng giai đoạn và các tình huống
phong phú của cuộc sống.
Ngoài ra, các công trình nghiên cứu còn cho thấy Kẽm có vai trò làm giảm độc
tính của các kim loại độc như Nhôm (Al), Asen (As), Candimi (Cd), góp phần vào
quá trình giảm lão hóa, thông qua việc ức chế sự ôxy hóa và ổn định màng tế bào.
Khả năng miễn dịch của cơ thể được tăng cường nhờ Kẽm, bởi Kẽm hoạt hóa hệ
thống này thông qua cơ chế kích thích các đại thực bào, tăng các limpho T,…
Cơ thể con người thiếu Kẽm có thể gây ra bệnh gan mãn tính, bệnh thận mãn
tính, hồng cầu lưỡi liềm, tiểu đường, bệnh ác tính và các bệnh mãn tính khác. Các
triệu chứng thiếu kẽm nhẹ rất đa dạng, biểu hiện lâm sàng bao gồm chậm tăng
trưởng, tiêu chảy, bất lực và chậm phát dục, rụng tóc, tổn thương da và mắt, giảm
cảm giác ngon miệng, thay đổi nhận thức, khiếm khuyết trong việc sử dụng
carbohydrate, và sinh quái thai. Thiếu Kẽm làm giảm miễn dịch.

1.3. MANGAN VÀ HỢP CHẤT CỦA MANGAN [7, 13]
1.3.1. Vị trí, cấu hình electron và trạng thái tự nhiên của nguyên tố Mangan (Mn)
Mn có số thứ tự 25 trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố, thuộc phân
nhóm phụ nhóm VIIB, chu kỳ 4. Mn có tên Latinh là Manganesium.
Cấu hình electron của Mn: 1s

2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
5
4s
2

Trạng thái ôxi hóa phổ biến của Mn là +2, +3, +4, +6 và +7. Các hợp chất có
Mangan ở trạng thái ôxi hóa +7 là những tác nhân ôxi hóa mạnh như Mn
2
O
7
. Các
hợp chất có trạng thái ôxy hóa +5 (lam) và +6 (lục) là các chất ôxy hóa mạnh. Trạng
thái ôxy hóa ổn định nhất là Mangan +2, có màu hồng nhạt.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
13


Mangan chiếm khoảng 1000 ppm (0,1%) trong vỏ Trái Đất, đứng hàng thứ 12
về mức độ phổ biến của các nguyên tố. Đất chứa 7–9000 ppm Mangan với hàm
lượng trung bình 440 ppm. Nước biển chỉ chứa 10 ppm Mangan và trong khí quyển
là 0,01 µg/m

3
. Mangan có mặt chủ yếu trong pyrolusit (MnO
2
), braunit,
(Mn
2+
Mn
3+
6
)(SiO
12
), psilomelan (Ba,H
2
O)
2
Mn
5
O
10
, và ít hơn trong rhodochrosit
(MnCO
3
).
Mn kim loại được sản xuất theo phương pháp nhiệt nhôm: Dùng Al
2
O
3
khử
oxit Mn
3

O
4
đã được tạo nên khi nung pirolusit ở 900
0
C theo phương trình:
3MnO
2
 Mn
3
O
4
+ O
2

3Mn
3
O
4
+ 8Al  9Mn + 4Al
2
O
3

Mn tinh khiết được điều chế bằng cách điện phân dung dịch MnSO
4
. Mn tinh
khiết dùng để điều chế những hợp kim đòi hỏi thành phần chính xác như manganin;
nicrom; đuyara.
1.3.2. Tính chất vật lý, tính chất hoá học của nguyên tố Mangan
1.3.2.1. Tính chất vật lý

Mn là kim loại nặng, khó nóng chảy, khó sôi và có màu trắng bạc. Mn có một
số dạng thù hình khác nhau về mạng lưới tinh thể và tỷ khối. Mn bền nhất ở nhiệt
độ thường là dạng α với mạng lưới tinh thể dạng lập phương tâm khối. Mn tinh
khiết dễ cán và dễ rèn, nhưng khi lẫn tạp chất Mn trở nên cứng và giòn. Mn dễ tạo
hợp kim với nhiều kim loại. Trong không khí ẩm, Mn dễ bị oxi không khí oxi hoá
tạo thành màng oxit nên mất ánh kim.
1.3.2.2. Tính chất hoá học
Ở nhiệt độ thường, Mn bị oxi hoá bởi oxi của không khí tạo thành lớp oxit bền
mỏng bao phủ bề ngoài kim loại:
Mn + O
2
 MnO
2

Mn tác dụng với phi kim như halogen, S và nhiều nguyên tố không kim loại
như P….
4Mn + 3Cl
2
 2Mn
2
Cl
3

Ở nhiệt độ thường, Mn bền với H
2
O do có lớp màng oxit bảo vệ.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
14

Ở nhiệt độ cao, Mn ở dạng bột nhỏ tác dụng với H
2
O tạo hydroxit và giải
phóng H
2
:
Mn + 2H
2
O  Mn(OH)
2
+ H
2

Phản ứng xảy ra mãnh liệt khi trong nước có muối amoni vì Mn(OH)
2
tan
trong muối amoni:
Mn(OH)
2
+ 2NH
4
+
 Mn
2+
+ 2NH
3
+ 2H
2
O
Mn tác dụng được với các axit như HCl; H

2
SO
4
:
Mn + 2HCl  MnCl
2
+ H
2

Mn thụ động với HNO
3
đặc nguội, tan được trong axit đó khi đun nóng theo
phản ứng:
3Mn + 8HNO
3
 3 Mn(NO
3
)
2
+ 2NO + 4H
2
O
1.3.3. Tính chất của hợp chất Mn
1.3.3.1. Mangan (II) oxit (MnO)
MnO là chất bột màu xám – lục, có mạng lưới tinh thể kiểu NaCl, có thành
phần biến đổi từ MnO đến MnO
1,5
và nóng chảy 1780
0
C.

MnO không tan trong H
2
O nhưng dễ tan trong dung dịch axit tạo thành muối
Mn (II).
Khi đun nóng trong không khí ở khoảng 200 – 300
0
C, MnO biến thành đioxit:
2MnO + O
2
 2MnO
2

MnO thường được dùng làm chất xúc tác trong tổng hợp hữu cơ. MnO được điều
chế khi nhiệt phân muối mangan (II) cacbonat hay oxalat trong khí quyển hidro:
MnCO
3
 MnO + CO
2

MnC
2
O
4
 MnO + CO
2
+ CO
Hoặc khử các oxit cao của Mn bằng khí H
2
hay CO ở nhiệt độ cao:
Mn

3
O
4
+ H
2

0
800 900 C−
→
3MnO + H
2
O
1.3.3.2. Mangan (III) oxit (Mn
2
O
3
)
Mn
2
O
3
là chất bột màu đen không tan trong nước. Khi đun nóng trong không
khí ở 950 – 1100
0
C biến thành Mn
3
O
4
và khi đung nóng trong khí hidro ở 300
0

C
biến thành MnO.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
15


Tinh thể Mn
2
O
3
có kiến trúc không phải lập phương, mỗi nguyên tử Mn được
bao quanh bởi bốn nguyên tử oxi với độ dài Mn – O là 1,96
0
Α
và hai nguyên tử oxi
với độ dài Mn – O là 2,05 – 2,25
0
Α
. Trạng thái oxi hoá của Mn trong oxit ứng
đúng với số oxi hoá +3 và oxit có công thức đơn giản là Mn
2
O
3
. Điều này khác với
quan niệm không đúng trước đây coi oxit là hỗn hợp oxit MnO.MnO
2
. Giả thiết đó
dựa vào tác dụng của oxit với dung dịch axit loãng (H
2
SO

4
.HNO
3
).
Mn
2
O
3
+ H
2
SO
4
 MnO
2
+ MnSO
4
+ H
2
O
Mn
2
O
3
+ 2HNO
3
 MnO
2
+ Mn(NO
3
)

2
+ H
2
O
Nhưng khi tác dụng với axit đặc (H
2
SO
4
, H
3
PO
4
) oxit đó tạo nên muối mangan (III):
Mn
2
O
3
+ 3H
2
SO
4
 Mn
2
(SO
4
)
3
+ 3H
2
O

Oxit Mn
2
O
3
tạo nên phức chất của mangan (III) khi tan trong axit flohidric,
axit xianhidric. Kết hợp với oxit MO của kim loại hoá trị II (Ni; Zn; Co; Cd) tạo nên
oxit hỗn hợp MO.Mn
2
O
3
kiểu spinen. Như vậy, Mn
2
O
3
gần giống với Al
2
O
3
và
Fe
2
O
3
.
Mn
2
O
3
tồn tại trong thiên nhiên dưới dạng khoáng vật braunit. Oxit đó điều
chế được khi nung MnO

2
trong không khí ở 550 – 900
0
C.
1.3.3.3. Mangan (IV)oxit – mangan đioxit
Mangan dioxit (MnO
2
) là chất bột màu đen có thành phần không hợp thức.
Khi đun nóng phân huỷ tạo thành các oxit thấp hơn.
Ở điều kiện thường, MnO
2
là oxit bền nhất trong các oxit của Mn, không tan
trong nước và tương đối trơ.
Khi đun nóng MnO
2
tan trong axit và kiềm như một oxit lưỡng tính. Khi tan
trong axit MnO
2
không tạo muối kém bền của Mn
4+
theo phản ứng trao đổi mà tác
dụng như chất oxi hoá.
MnO
2
+ 4HCl  MnCl
2
+ Cl
2
+ 2H
2

O
Khi tan trong dung dịch KOH đặc MnO
2
tạo nên dung dịch màu xanh lam
chứa các ion Mn(III) và Mn(V):
2MnO
2
+ 6KOH  K
3
MnO
4
+ K
3
[Mn(OH)
6
]
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên