xác định đồng thời cu2+ và co2+ bằng phương pháp trắc quang sử dụng các thuật toán hồi quy đa biến

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA HÓA HỌC



KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
CỬ NHÂN HÓA HỌC
Chuyên ngành Hóa phân tích

ĐỀ TÀI

XÁC ĐỊNH ĐỒNG THỜI Cu2+ VÀ Co2+
BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG
SỬ DỤNG CÁC THUẬT TOÁN
HỒI QUY ĐA BIẾN
Hướng dẫn khoa học : Th.S Lê Ngọc Tứ
Người thực hiện

:Huỳnh Thị Mộng Tuyền

Niên khóa

: 2008 – 2012

TP. Hồ Chí Minh – tháng 5 năm 2012


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ...................................................................... 4
DANH MỤC BẢNG .............................................................................................. 5

DANH MỤC HÌNH VẼ ........................................................................................ 7
LỜI MỞ ĐẦU ........................................................................................................ 8
PHẦN TỔNG QUAN ............................................................................................ 10
CHƯƠNG 1. ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG .............. 11
1.1. Giới thiệu về phương pháp trắc quang ................................................................... 11
1.2. Các mức năng lượng trong phân tử ...................................................................... 11
1.3. Các định luật cơ bản về sự hấp thụ ánh sáng ........................................................ 12

CHƯƠNG 2. ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐỒNG, COBAN VÀ 5 – BSAT ................... 13
2.1. Vai trò của đồng, coban đối với sự phát triển của sinh vật .................................... 13
2.2. Một số tính chất của nguyên tố đồng...................................................................... 15
2.3. Một số tính chất của nguyên tố coban .................................................................... 17
2.4. Thuốc thử 5-bromosalicylaldehyde thiosemicarbazone (5 – BSAT) ..................... 20

CHƯƠNG 3. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG ĐỒNG VÀ
COBAN ........... ...................................................................................................... 24
3.1. Một số phương pháp xác định đồng ....................................................................... 24
3.2. Một số phương pháp xác định coban...................................................................... 26
3.3. Một số phương pháp xác định đồng thời đồng và coban ....................................... 28

CHƯƠNG 4. MỘT SỐ THUẬT TOÁN HỒI QUY ĐA BIẾN TUYẾN
TÍNH PHÂN TÍCH ĐỒNG THỜI HỖN HỢP ĐA CẤU TỬ ........................... 31
4.1. Sơ lược về phương pháp trắc quang kết hợp với thuật toán hồi quy đa biến ......... 31
4.2. Cơ sở lý thuyết của phương pháp hồi quy tuyến tính đa biến ............................... 32
4.3. Phương pháp bình phương tối thiểu thông thường (classical least square - CLS) . 34


4.4. Phương pháp bình phương tối thiểu riêng phần (partial least square – PLS) ........ 35
4.5. Phương pháp hồi quy cấu tử chính (principal component regression – PCR) ...... 36
4.6. Phần mềm Matlab .................................................................................................. 40

PHẦN THỰC NGHIỆM....................................................................................... 43
CHƯƠNG 5. HÓA CHẤT, DỤNG CỤ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU ....................................................................................................... 44
5.1. Hóa chất và dụng cụ thí nghiệm ............................................................................. 44
5.2. Chuẩn bị các dung dịch gốc.................................................................................... 44
5.3. Nội dung thực nghiệm ............................................................................................ 45
5.4. Khảo sát các điều kiện tối ưu của quá trình tạo phức màu giữa ion Cu2+ và Co2+
với thuốc thử 5 – BSAT................................................................................................. 46
5.5. Nghiên cứu xác định đồng thời Cu2+ và Co2+ kết hợp với các thuật toán hồi quy
đa biến .......................................................................................................................... 53

CHƯƠNG 6. KẾT QUẢ ..................................................................................... 58
6.1. Các điều kiện tối ưu ................................................................................................ 58
6.2. Xác định nồng độ Cu2+ và Co2+ trong các hỗn hợp phân tích bằng phương pháp
trắc quang kết hợp với các thuật toán hồi quy đa biến tuyến tính ................................. 65

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ................................................................................. 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 73
PHỤ LỤC ............................................................................................................... 77


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
STT

Kí hiệu viết tắt

1

AAS

2

CLS

3

DMF

4

ILS

5

LOD

6

LOQ

7

PC

8

PCR

9

PLS

10

UV – Vis

11

5 – BSAT

Tên đầy đủ
Atomic absorption spectroscopy
(Quang phổ hấp thụ nguyên tử)
Classical least squares
(Phương pháp bình phương tối thiểu thông thường)
N,N-dimethylformamide
Inverse least squares
(Phương pháp bình phương tối thiểu nghịch đảo)
Limit of detection
(Giới hạn phát hiện)
Limit of quantification
(Giới hạn định lượng)
Principal component
(Cấu tử chính)
Principal component regression
(Phương pháp hồi quy cấu tử chính)
Partial least squares
(Phương pháp bình phương tối thiểu riêng phần)
Ultraviolet – visible spectrophotometry

(Quang phổ tử ngoại khả kiến)
5-bromosalicylaldehyde thiosemicarbazone


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Sự hình thành phức Cu(II) trong một số thuốc thử hữu cơ .................... 25
Bảng 2: Dãy các dung dịch phức Cu (II) – 5-BSAT để khảo sát pH tối ưu......... 47
Bảng 3: Dãy các dung dịch phức Co (II) – 5-BSAT để khảo sát pH tối ưu......... 47
Bảng 4: Dãy dung dịch phức Cu(II) – 5-BSAT khảo sát lượng dung môi
DMF cần dùng ......................................................................................................... 48
Bảng 5: Dãy dung dịch phức Co(II) – 5-BSAT khảo sát lượng dung môi
DMF cần dùng ......................................................................................................... 48
Bảng 6: Dãy dung dịch phức Cu(II) – 5-BSAT khảo sát lượng dư thuốc thử
để chuyển hoàn toàn ion Cu2+ thành phức .............................................................. 49
Bảng 7: Dãy dung dịch phức Co(II) – 5-BSAT khảo sát lượng dư thuốc thử
để chuyển hoàn toàn ion Co2+ thành phức .............................................................. 49
Bảng 8: Dãy dung dịch phức Cu(II) – 5-BSAT để xác định thành phần phức .... 50
Bảng 9: Dãy dung dịch phức Co(II) – 5-BSAT để xác định thành phần phức .... 51
Bảng 10: Dãy dung dịch phức Cu(II) – 5-BSAT để khảo sát khoảng nồng độ
tuân theo định luật Beer .......................................................................................... 52
Bảng 11: Dãy dung dịch phức Cu(II) – 5-BSAT để khảo sát khoảng nồng độ
tuân theo định luật Beer .......................................................................................... 52
Bảng 12: Dãy nồng độ ion Cu2+ và Co2+ trong 8 mẫu chuẩn ................................. 53
Bảng 13: Dãy nồng độ ion Cu2+ và Co2+ trong 3 mẫu kiểm tra ............................. 53
Bảng 14: Dãy nồng độ ion Cu2+ và Co2+ trong 3 mẫu tự pha................................. 53
Bảng 15: Ma trận nồng độ hai cấu tử Cu2+ và Co2+ trong 8 mẫu chuẩn................. 65
Bảng 16: Hàm lượng của Cu2+ tìm thấy trong 8 mẫu chuẩn .................................. 66
Bảng 17: Hàm lượng của Co2+ tìm thấy trong 8 mẫu chuẩn .................................. 66

Bảng 18: Ma trận nồng độ hai cấu tử Cu2+ và Co2+ trong 3 mẫu kiểm tra ............. 67
Bảng 19: Hàm lượng của Cu2+ tìm thấy trong 3 mẫu kiểm tra .............................. 67
Bảng 20: Hàm lượng của Co2+ tìm thấy trong 3 mẫu kiểm tra .............................. 68
Bảng 21: Hàm lượng Cu2+ tìm thấy trong 3 mẫu tự pha ........................................ 68
Bảng 22: Hàm lượng Co2+ tìm thấy trong 3 mẫu tự pha ........................................ 68


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1:

Phổ hấp thụ của dung dịch 5 – BSAT 2.10-5M ....................................... 58

Hình 2:

Phổ hấp thụ của dung dịch Cu(II) – 5-BSAT 2.10-5M ........................... 58

Hình 3:

Phổ hấp thụ của dung dịch Co(II) – 5-BSAT 2.10-5M ........................... 59

Hình 4:

Phổ hấp thụ của các chất ......................................................................... 59

Hình 5:

Sự phụ thuộc của mật độ quang theo pH ................................................ 60

Hình 6:

Ảnh hưởng của lượng dung môi DMF đến mật độ quang ...................... 61

Hình 7:

Sự phụ thuộc của mật độ quang theo thời gian....................................... 61

Hình 8:

Đồ thị xác định lượng dư thuốc thử để chuyển hoàn toàn ion kim loại

thành phức ............................................................................................................... 62
Hình 9:

Đồ thị xác định thành phần của phức Cu(II) – 5-BSAT ......................... 63

Hình 10: Đồ thị xác định thành phần của phức Co(II) – 5-BSAT ......................... 63
Hình 11: Sự phụ thuộc tuyến tính của mật độ quang vào nồng độ ion Cu2+ ......... 64
Hình 12: Sự phụ thuộc tuyến tính của mật độ quang vào nồng độ ion Co2+ ......... 64


LỜI MỞ ĐẦU
Các nguyên tố đồng, coban có vai trò quan trọng trong đời sống con người, các
ngành công nghiệp và sự sinh tồn của động thực vật nói chung. Chúng giúp cơ thể
chúng ta sử dụng chất đạm, lipit và đường, điều hòa các hoạt động, hỗ trợ các phản
ứng hóa học trong cơ thể đồng thời còn làm vững chắc xương, điều khiển thần kinh và
cơ, cụ thể như: đồng tổng hợp nhiều sắc tố, chuyển hóa sắt và lipit, biến năng
cholesterol thành vô hại…; coban tham gia chuyển hóa gluxit, kích thích tạo máu ở tủy
xương, có tác dụng với các triệu chứng đau nửa đầu khi kết hợp với mangan.
Đối với cây trồng, không những chúng giúp năng suất, chất lượng nông sản
được nâng lên mà còn làm giảm chi phí bảo vệ thực vật. Nhưng sự vượt quá ngưỡng

cho phép của hàm lượng các nguyên tố này sẽ gây ra những tác hại không nhỏ đối với
con người, động thực vật và cả môi trường sống của chúng ta. Ví dụ như đồng, coban
khi có nồng độ cao có thể tác động đến gốc sunfat trong enzim, làm vô hiệu hóa các
enzim hoặc phong tỏa màng tế bào; nhưng khi hàm lượng đồng trong cơ thể thiếu sẽ
dẫn đến mạch máu bị giãn, xương không nảy nở bình thường, thiếu máu đối với trẻ
nhỏ… Vì vậy, việc xác định các nguyên tố trên là rất cần thiết.
Để phân tích, xác định hàm lượng các nguyên tố nhất là khi chúng cùng có mặt
trong mẫu phân tích và hàm lượng thấp là một vấn đề khó khăn. Có nhiều phương
pháp xác định các nguyên tố như phương pháp điện hóa – xác định đồng trong muối
đồng sunfat bằng phương pháp điện phân; phương pháp quang phổ phát xạ (AES) –
tác giả Phạm Luận phân tích một số kim loại trong nước, đối với Na cho giới hạn phát
hiện là 0,05ppm, K và Li là 0,5ppm và với Pb là 0,1ppm; phương pháp quang phổ
phát xạ - cao tần cảm ứng plasma (ICP – AES) – Mustafa Turkmen và cộng sự đã
phân tích hàm lượng của các kim loại nặng trong hải sản vùng biển Marmara, Aegean
và Mediterranean thì cho kết quả hàm lượng của Fe, Zn rất cao ở tất cả các phần của
hải sản; phương pháp khối phổ - cao tần cảm ứng plasma ( ICP – MS) – nhóm các tác
giả Trần Tứ Hiếu, Lê Hồng Minh, Nguyễn Viết Thức xác định lượng vết của 6 kim
loại nặng: Cu, Zn, As, Ag, Cd và Pb trong các loài trai, ốc ở Hồ Tây – Hà Nội; phương
pháp kích hoạt nơtron (NAA) – xác định hàm lượng thủy ngân trong nước; phương


pháp huỳnh quang – Dong Yan-Jie và Ke Gai xác định lượng vết Pb trên cơ sở cho
Pb2+ tạo phức với axit gibberellic theo tỉ lệ Pb2+ : axit là 1:2; phương pháp phổ hấp thụ
nguyên tử (AAS) – xác định vi lượng Cu và Zn trong dầu và mỡ ăn… có độ chọn lọc,
độ nhạy cao, cho kết quả phân tích tốt nhưng đòi hỏi trang thiết bị giá thành lớn và kĩ
thuật phân tích cao.
Phương pháp trắc quang với trang thiết bị phổ biến, giá thành không quá cao, dễ
sử dụng, độ chọn lọc thích hợp là kĩ thuật được sử dụng rộng rãi trong các phòng thí
nghiệm. Tuy nhiên, việc phân tích các nguyên tố đòi hỏi phải có những thuốc thử phù
hợp, đặc trưng, sử dụng dung môi độc hại, không những thế trong dung dịch phân tích

thường có thành phần nền phức tạp, có nhiều yếu tố tạo phức, phổ hấp thụ của các cấu
tử xen phủ nhau làm ảnh hưởng đến kết quả phân tích. Do đó, để phân tích các dung
dịch hỗn hợp này thường tách riêng từng cấu tử hoặc dùng chất che loại trừ ảnh hưởng
rồi xác định chúng nên quy trình phân tích rất phức tạp, tốn rất nhiều thời gian. Với sự
phát triển mạnh mẽ của ngành toán học thống kê, đồ thị và tin học ứng dụng, việc xác
định đồng thời nhiều cấu tử trong cùng hỗn hợp đã có những bước tiến mới. Rất nhiều
công trình nghiên cứu đã áp dụng các phương pháp phổ đạo hàm, phương pháp bình
phương tối thiểu thông thường (CLS), phương pháp bình phương tối thiểu nghịch đảo
(ILS), phương pháp bình phương tối thiểu riêng phần (PLS), phương pháp lọc Kalman,
phương pháp hồi quy cấu tử chính (PCR), phương pháp hồi quy đa biến phi tuyến
tính…để xác định đồng thời các chất trong cùng hỗn hợp, làm cho quy trình phân tích
đơn giản, phân tích nhanh, ít tốn thuốc thử và hóa chất, tăng độ chính xác. Chính vì
những lý do đó, chúng tôi chọn đề tài:
“XÁC ĐỊNH ĐỒNG THỜI Cu2+ VÀ Co2+ BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC
QUANG SỬ DỤNG CÁC THUẬT TOÁN HỒI QUY ĐA BIẾN”


PHẦN
TỔNG
QUAN


Khóa luận tốt nghiệp 2008 – 2012

CHƯƠNG 1.

GVHD: ThS. Lê Ngọc Tứ

ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP
TRẮC QUANG

1.1. Giới thiệu về phương pháp trắc quang [2], [6]
Phương pháp trắc quang là tên gọi chung của các 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. Tương tác này xảy ra ở mức phân tử.
Tùy thuộc vào loại hiệu ứng tương tác giữa phân tử và năng lượng bức xạ mà ta
có những phương pháp phân tích trắc quang khác nhau: phương pháp hấp thụ quang,
phương pháp phát quang, phương pháp đo độ đục.
Phương pháp trắc quang là phương pháp phổ biến, thường được sử dụng,
tuy nó chưa là một phương pháp hoàn toàn ưu việt nhưng nó có nhiều ưu điểm: độ
chính xác, độ chọn lọc cao, thực hiện nhanh, thiết bị đơn giản và tự động hoá.
Nguyên tắc chung của phương pháp phân tích trắc quang là chuyển cấu tử X
cần định lượng thành hợp chất hấp thụ ánh sáng rồi đo sự hấp thụ ánh sáng của nó, từ
đó suy ra hàm lượng cấu tử X cần xác định.

1.2. Các mức năng lượng trong phân tử [2]
Nội năng trong phân tử bao gồm ba thành phần chính là:
- Năng lượng chuyển động của electron (electron hoá trị), kí hiệu E e .
- Năng lượng dao động của các nguyên tử trong phân tử, kí hiệu E v .
- Năng lượng chuyển động quay của toàn phân tử, kí hiệu E j .
Ngoài ra, còn năng lượng chuyển động tịnh tiến của phân tử mà người ta
thường không xét tới vì năng lượng này liên tục. Do đó, ta có thể biểu diễn nội năng E
của phân tử dưới dạng biểu thức gần đúng như sau:
E = E e +E v +E j (trong đó E e >> E v >> E j )
Các năng lượng này đều được lượng tử hóa và các mức năng lượng trong phân
tử hợp thành phổ năng lượng phân tử. Mỗi phân tử có nhiều mức của electron (gọi là
có nhiều mức e), có nhiều mức dao động của nguyên tử (gọi là mức v) và nhiều mức


Khóa luận tốt nghiệp 2008 – 2012

GVHD: ThS. Lê Ngọc Tứ

chuyển động quay (gọi là mức j). Do đó, mỗi phân tử có vô số mức năng lượng có thể
có. Tuy vậy, ở trạng thái cơ bản của phân tử chỉ có một mức năng lượng xác định.

1.3. Các định luật cơ bản về sự hấp thụ ánh sáng [2], [6], [7]
1.3.1. Định luật Bougher – Lambert – Beer
"Khi chiếu một chùm ánh sáng đơn sắc đi qua dung dịch màu thì mức độ hấp
thụ của dung dịch màu tỉ lệ thuận với cường độ dòng sáng và nồng độ các chất hấp
thụ".
Biểu thức của định luật:
A = ε.l.C hay I = I 0 .10- εlC
Trong đó
- ε : Hệ số hấp thụ mol phân tử (l.mol-1.cm-1)
- C: Nồng độ mol của chất hấp thụ (mol/l)
- l : Chiều dày của lớp hấp thụ (cm)
1.3.2. Định luật cộng tính
“Ở bước sóng λ nhất định mật độ quang của hỗn hợp các cấu tử không tương tác
hoá học với nhau bằng tổng mật độ quang của các cấu tử riêng biệt.”
Biểu thức định luật cộng tính:
n

A=

∑ ε .l.C
i =1

n

n

A = ε 1 .l.C 1 + ε 2 .l.C 2 +... + ε n .l.C n
Định luật cộng tính là cơ sở toán học để áp dụng phân tích tìm nồng độ của các
cấu tử trong hệ đa cấu tử. Tuy nhiên, để có độ đúng thỏa mãn cho các phép xác định
nồng độ, định luật này thường được áp dụng cho hệ chứa hai hoặc ba cấu tử hấp thụ
ánh sáng không tương tác hóa học với nhau.


Khóa luận tốt nghiệp 2008 – 2012

CHƯƠNG 2.

GVHD: ThS. Lê Ngọc Tứ

ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐỒNG, COBAN VÀ 5 – BSAT

2.1. Vai trò của đồng, coban đối với sự phát triển của sinh vật [21], [22], [23]
Các nguyên tố vi lượng, tuy có không nhiều trong cơ thể nhưng lại đóng một
vai trò hết sức quan trọng đối với sự sống, chẳng hạn như hỗ trợ các phản ứng hóa học
trong cơ thể; giúp cơ thể sử dụng chất đạm, mỡ và đường; giúp làm vững chắc xương
và điều khiển thần kinh, cơ; điều hòa hoạt động của cơ thể, tương tác với các chất khác
như các vitamin; một số nguyên tố vi lượng như sắt, mangan, kẽm có tác dụng chống
stress rất hiệu quả. Hầu hết trong số chúng được đưa vào cơ thể đều đặn cùng với thức
ăn. Hàng ngày, người trưởng thành đưa vào cơ thể từ vài trăm µg (niken, bo,….) đến
vài mg (sắt, iôt, coban,….). Khi thiếu hụt nguyên tố vi lượng có thể dẫn đến các biểu
hiện bệnh lý, hay các sự bất ổn cho cơ thể chúng ta. Việc bổ sung định kỳ có kiểm soát
các nguyên tố vi lượng là rất có ích cho sức khỏe và giúp ngăn ngừa một số bệnh tật.
Đối với thực vật, có khoảng 74 nguyên tố trong đó có 14 nguyên tố đa lượng
(chiếm 99,95%) và 60 nguyên tố vi lượng, siêu vi lượng (0,05%) nhưng vẫn có vai trò

quan trọng. Vi lượng không phải là những nguyên tố có trong cấu tạo thực vật nhưng
chúng lại là cơ sở của sự sống vì hầu hết các quá trình tổng hợp và chuyển hóa là nhờ
enzym mà thành phần của enzym chủ yếu là các nguyên tố vi lượng. Cây cần một
lượng ít phân vi lượng nhưng đó là những vi chất thiết yếu, nếu thiếu sẽ ảnh hưởng
đến năng suất cây trồng.
Với mọi sinh vật, không thể phủ nhận vai trò của các nguyên tố vi lượng nói
chung và các nguyên tố đồng, coban nói riêng.
Đồng là một loại vi khoáng chất chiếm số lượng nhiều thứ ba trong cơ thể sau
sắt và kẽm; nó có trong tất cả các cơ quan trong cơ thể, nhưng nhiều nhất là ở gan.
Đồng có nhiều chức năng sinh lý quan trọng chủ yếu cho sự phát triển của cơ thể như
thúc đẩy sự hấp thu và sử dụng sắt để tạo thành hemoglobin của hồng cầu; tham gia
vào thành phần cấu tạo của nhiều loại enzym có liên quan đến quá trình hô hấp của cơ
thể; tổng hợp nhiều hoormon (catecholamin, tuyến giáp, corticoid...), tổng hợp nhiều
sắc tố, chuyển hóa sắt và lipit, biến năng cholesterol thành vô hại … Do vậy, đồng là
một chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể con người với một hàm lượng rất nhỏ (80 –


Khóa luận tốt nghiệp 2008 – 2012

GVHD: ThS. Lê Ngọc Tứ

99,4 mg trong cơ thể người trưởng thành). Tiêu chuẩn RDA của Mỹ về đồng đối với
người lớn khỏe mạnh là 0.9mg/ngày. Đồng với hàm lượng không thích hợp sẽ gây ra
ảnh hưởng tiêu cực đối với con người – sự thiếu hụt đồng thường dẫn đến thiếu máu
đối với trẻ nhỏ, mất sắc tố ở lông tóc, mạch máu bị giãn, xương không nảy nở bình
thường... Khi hàm lượng đồng vượt có thể gây ra rối loạn dạ dày, những bệnh về gan,
thận và phổi, bệnh Wilson – là một bệnh lý sinh ra bởi các cơ thể khi đồng bị giữ lại
mà không tiết ra bởi gan vào trong mật. Mức cao nhất có thể chịu được về đồng theo
DRI trong chế độ ăn uống đối với người lớn theo mọi nguồn đều là 10 mg/ngày.
Đối với thực vật thì đồng (hàm lượng 5 – 20 ppm) - nguyên tố rất đặc biệt về

mặt sinh vật học ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình sinh trưởng và phát triển sản lượng
của cây. Nó tham gia vào thành phần của hệ enzym oxydase, tác dụng lớn đến quá
trình tổng hợp protein, tham gia vào giai đoạn đầu của quá trình đồng hóa nitrat, ảnh
hưởng đến quá trình chuyển hóa gluxit, photphat, vitamin; ngoài ra, nó còn có tác
dụng chống hạn, chống rét và tăng khả năng giữ nước của mô.
Coban có nhiều vai trò quan trọng trong cơ thể như kích thích tạo máu ở tủy
xương, kích thích tổng hợp protein cơ, tham gia chuyển hoá gluxit, tăng hiệu quả vận
chuyển glucozơ từ máu vào các tế bào của cơ thể, tăng sự đồng hóa sắt của cơ thể và
chuyển hoá các chất vô cơ. Coban có tác dụng hoạt hoá một số enzim và ức chế một số
enzim khác. Coban tham gia vào quá trình tạo vitamin cobalamin - B 12
(C 36 H 88 O 24 N 14 PCo). Coban kết hợp với mangan có tác dụng rất tốt đối với các triệu
chứng đau nửa đầu. Cơ thể thiếu coban sẽ dẫn đến việc thiếu vitamin B 12 xuất hiện
biểu hiện đầu tiên là cảm giác mệt mỏi, thiếu tập trung, chán ăn suy nhược cơ thể và
có thể dẫn đến việc thiếu máu ác tính. Tuy nhiên, với hàm lượng lớn coban sẽ gây tác
động xấu đến cơ thể người và động vật. Triệu trứng nhiễm độc coban ở người là nôn
mửa, tiêu chảy… Cũng như ở động vật, trong thực vật, coban là thành phần trung tâm
của vitamin cobalamin (vitamin B 12 ). Hoạt tính xúc tác của carbonxylase được gia
tăng khi có mặt Mg hoặc Mn, Co. Sự có mặt của coban rất cần thiết trong quá trình lên
men, trao đổi chất và có ý nghĩa đối với cố định nitơ phân tử bằng con đường sinh học.
Coban chứa trong thành phần của nhiều alumosilicat.


Khóa luận tốt nghiệp 2008 – 2012

GVHD: ThS. Lê Ngọc Tứ

Như vậy, việc hiểu rõ vai trò của các nguyên tố vi lượng sẽ giúp chúng ta điều
chỉnh và cân đối hàm lượng của chúng sao cho phù hợp với cơ thể của động và thực
vật.

2.2. Một số tính chất của nguyên tố đồng [11], [25]
Đồng là một kim loại nặng, ở trạng thái đơn chất Cu tấm có màu đỏ, Cu vụn có
màu đỏ gạch, dẻo dễ kéo sợi và dát mỏng (có thể dát mỏng đến 0,0025mm, mỏng hơn
giấy viết 5-6 lần). Đồng có độ dẫn điện và dẫn nhiệt rất cao (chỉ kém bạc). Tên latinh
cuprum xuất phát từ chữ cuprus là tên latinh của hòn đảo Kipr, nơi ngày xưa người Cổ
La Mã đã khai thác quặng đồng và chế tác đồ đồng.
Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, đồng là một kim loại chuyển tiếp
thuộc nhóm IB, chu kỳ 4, ô thứ 29 và có cấu hình electron 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1
nên đồng có tính khử, có ba mức oxi hóa Cu; Cu (I); Cu (II).
2.2.1. Đồng kim loại
Đồng bền với oxi, chủ yếu tác dụng với lưu huỳnh, chỉ tan được trong môi
trường axit có tính oxi hóa hoặc có thể tan trong dung dịch amoniac khi có mặt của O 2
không khí.
2Cu + 8NH 3 +O 2 +H 2 O → 2[Cu(NH 3 ) 4 ](OH) 2
Đối với các halogen, đồng phản ứng rất dễ dàng tạo thành các halogenua. Ngoài
ra, đồng dễ tạo nên hợp kim với các kim loại khác, dễ tạo hỗn hống với thuỷ ngân và
tạo nên nhiều phức chất.
2.2.2. Hợp chất của Cu(I)
Hợp chất của Cu(I) có cả tính oxi hóa và tính khử. Tuy có cấu hình d10 nhưng ở
trong nước muối Cu(I) tự phân huỷ:
2Cu+


→
←

Cu + Cu2+

E 0 = + 0,38 V

Các hợp chất Cu(I) dễ bị oxy hóa (ngay cả bởi oxy không khí) chuyển thành
dẫn xuất bền của Cu(II):
2Cu 2 Cl 2 + O 2 + 4HCl  4CuCl 2 + 2H 2 O


Khóa luận tốt nghiệp 2008 – 2012

GVHD: ThS. Lê Ngọc Tứ

Vậy, hợp chất Cu(I) không bền, chỉ tồn tại trong dung dịch nước dưới điều kiện
nhất định, ví dụ CuCl tan ít trong nước lạnh nhưng phân huỷ trong nước nóng. Tuy
nhiên, ở trong nước, Cu(I) được làm bền khi tạo thành kết tủa ít tan như CuI, CuCN
hoặc ion phức tương đối bền như [Cu(NH 3 ) 2 ]+, [CuX 2 ]- (trong đó X = Cl-, Br-, I-, CN). Một nguyên nhân quan trọng của sự làm bền đó là khả năng nhận π của những anion
I- và CN-. Khi có mặt những anion này ở trong dung dịch, những cân bằng trên sẽ
chuyển dịch sang phía tạo thành Cu(I).
Các halogen Cu 2 X 2 không tan trong nước và axit nhưng lại tan khá nhiều (đặc
biệt khi đun nóng) trong dung dịch đậm đặc của các axit hiđrohalogenua và dung dịch
NH 3 nhờ tạo thành phức chất:
Cu 2 Cl 2 + 2HCl  2H[CuCl 2 ]
Cu 2 Cl 2 + 4NH 3  2[Cu(NH 3 ) 2 ]Cl
2.2.3. Hợp chất của Cu(II)
Trạng thái oxy hóa +2 là rất đặc trưng đối với đồng. Các hợp chất Cu(II) nói
chung đều bền hơn các dẫn xuất cùng kiểu của Cu(I). Hợp chất Cu(OH) 2 dễ tạo thành
khi ion Cu2+ tác dụng với OH- vừa đủ, nếu dư OH-, tạo thành CuO

2-

(Cuprit). Khi

nung nóng, Cu(OH) 2 chuyển thành CuO:

50 −80 C
→ CuO + H 2 O
Cu(OH) 2 
0

Cu(OH) 2 còn thể hiện tính chất axit yếu. Cu(II) hiđroxit Cu(OH) 2 là kết tủa
bông màu lam, dễ mất nước biến thành oxit khi đun nóng. Cu(OH) 2 không tan trong
nước nhưng tan dễ dàng trong dung dịch axit, và chỉ tan trong dung dịch kiềm 40% khi
đun nóng:
Cu(OH) 2 + 2NaOH  Na 2 [Cu(OH) 4 ]
Cu(OH) 2 + 4NH 3  [Cu(NH 3 ) 4 ](OH) 2
Ngoài ra, Cu(OH) 2 tan dễ dàng trong dung dịch NH 3 đặc:
Cu(OH) 2 + 4NH 3  [Cu(NH 3 ) 4 ](OH) 2


Khóa luận tốt nghiệp 2008 – 2012

GVHD: ThS. Lê Ngọc Tứ

Cu(II) oxit (CuO) là chất bột màu đen nóng chảy ở 1026oC và trên nhiệt độ đó
mất bớt oxy biến thành Cu 2 O. CuO không tan trong nước nhưng tan dễ dàng trong
dung dịch axit tạo thành muối Cu(II):
CuO + 2HCl  CuCl 2 + 2H 2 O
Khi đun nóng với dung dịch SnCl 2 , FeCl 2 , CuO bị khử thành muối Cu(I):
2CuO + SnCl 2  2CuCl + SnO 2
3CuO + 2FeCl 2  2CuCl + CuCl 2 + Fe 2 O 3
CuO tan dễ dàng trong dung dịch NH 3 tạo thành phức chất amoniacat:
CuO + 4NH 3 + 2H 2 O  [Cu(NH 3 ) 4 ](OH) 2
Đa số muối Cu(II) dễ tan trong nước, bị thủy phân và khi kết tinh từ dung dịch
thường ở dạng hiđrat. Muối tan tốt nhất là muối Cu(II) với các anion NO 3 -, SO 4 2-, Cl-.

Cu(II) có ái lực đối mạnh với sunfua. Khi gặp các chất khử, muối Cu(II) có thể chuyển
thành muối Cu(I) hoặc thành Cu kim loại. Do tính chất oxi hoá mà Cu có thể được
tách bằng phương pháp điện hoá qua quá trình điện phân làm giàu.
Do cấu hình electron như trên nên Cu(II) có nhiều khả năng tạo phức với các
phối tử vô cơ và hữu cơ với số phối trí bằng 4. Các phức chất của Cu2+ với các phối tử
khác nhau thường có màu đặc trưng (xanh, vàng, nâu). Các phức chất tương đối bền
của Cu2+ : phức với CN- (lgβ 4 = 25), SCN- (lgβ 4 = 6,5), EDTA (lgβ = 18,8). Các phức
với Cl-, Br-, F-, CH 3 COO-… ít bền.
Ngoài ra Cu2+ còn tạo hợp chất nội phức có màu với nhiều thuốc thử hữu cơ
như

1-(2-pyridylazo)-2-naphtol,

(C 6 H 5 CH(OH)C(NOH)C 6 H 5 ),
blue,

etylendiamintetraacetic

8-hiđroxylquynolin,

α-benzoin

oxim

natriđietyldithiocacbamat, đithizon, methylthymol
(EDTA),

zincon,

biacetyl

bis(4-phenyl-3-

thiosemicarbazone) (BBPT),… Những phức này cho phép xác định đồng bằng phương
pháp khối lượng, thể tích hay trắc quang.

2.3. Một số tính chất của nguyên tố coban [11], [24]
Coban là kim loại nặng có màu trắng bạc, có từ tính mạnh, nhiệt độ Curie vào
khoảng 1388°K. Coban và niken là hai thành phần đặc trưng trong thép thiên


Khóa luận tốt nghiệp 2008 – 2012

GVHD: ThS. Lê Ngọc Tứ

thạch. Độ thấm từ của coban bằng 2/3 của sắt. Coban kim loại thông thường biểu hiện
ở dạng hỗn hợp của hai cấu trúc trục tinh thể là xếp chặt sáu cạnh (hcp) và lập phương
tâm mặt (fcc) với nhiệt độ chuyển tiếp từ hcp→fcc vào khoảng 722°K.
Trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học, coban là nguyên tố kim
loại chuyển tiếp thuộc nhóm VIIIB, chu kỳ 4, ô thứ 27 và có cấu hình electron 1s2 2s2
2p6 3s2 3p6 3d7 4s2 nên coban có tính khử, có ba mức oxi hóa Co; Co(II); Co(III).
2.3.1. Coban kim loại
Ở nhiệt độ thường, coban tương đối bền không bị tấn công bởi oxi và nước do
có màng oxit bảo vệ. Coban không phản ứng trực tiếp với hiđro, nhưng ở trạng thái bột
nhỏ và ở nhiệt độ cao thì hấp thụ hiđro với lượng khá lớn ở nhiệt độ cao, nó tác dụng
với hầu hết các á kim. Coban rất đặc trưng với mức oxi hoá +2 trong các hợp chất.
Trong môi trường kiềm, muối coban tạo kết tủa màu xanh lam
CoCl 2 + OH -  CoOHCl- + ClKết tủa này sau đó chuyển thành Co(OH) 2 màu hồng.
Coban tan rất nhanh trong axit HCl, HNO 3 , H 2 SO 4 hoặc axit pecloric nhưng
chỉ tan rất chậm trong axit HF giải phóng ra khí H 2 . Coban kim loại có tính khử, kết

hợp với halogen (X) hoặc dung dịch HX tạo ra các đihalogenua:
Co + Br 2  CoBr 2
Coban tạo phức chất với NH 3 trong dung dịch NH 3 . Phức chất tạo thành có
màu vàng nhạt [Co(NH 3 ) 6 ]2+
Co2+ + 6NH 3 [Co(NH 3 ) 6 ]2+
Sau đó phức chất bị oxi hoá trong không khí tạo thành phức chất màu nâu đỏ.
[Co(NH 3 ) 6 ]2+ + O 2 + 2H 2 O  4[Co(NH 3 ) 6 ]3+ +4OHCo(II) cũng tạo phức chất với CN-, nhưng phức chất có độ bền kém hơn. Ngoài
ra, coban còn tạo phức chất với nhiều thuốc thử hữu cơ như dimetylglyoxim,
diphenylglyoxi, 1-nitrozo-2-naphol....Các phức chất này được sử dụng để phân tích
coban cho độ nhạy cao.


Khóa luận tốt nghiệp 2008 – 2012

GVHD: ThS. Lê Ngọc Tứ

2.3.2. Hợp chất của coban (II)
Coban (II) oxit- CoO và coban (II) hidroxit- Co(OH) 2 đều có tính lưỡng tính
yếu, không tan trong nước, dễ tan trong axit tạo muối tương ứng, tan trong dung dịch
kiềm mạnh, đặc nóng tạo nên dung dịch màu xanh lam chứa ion [Co(OH) 4 ]2-.
Co(OH) 2 là kết tủa không nhầy, không tan trong nước nhưng tan được trong dung dịch
kiềm mạnh, đặc nóng, có kiến trúc lớp. Co(OH) 2 màu hồng, trong không khí chuyển
chậm thành Co(OH) 3 màu nâu.
4Co(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O  4Co(OH) 3
Co(OH) 2 tan trong dung dịch NH 3 tạo thành phức chất :
Co(OH) 2 + 6NH 3 →

[Co(NH 3 ) 6 ] (OH) 2

Các muối coban như: clorua, nitrat, sunfat đều dễ tan trong nước. Muối hidrat

coban là những tinh thể màu hồng, muối khan có màu xanh. Dung dịch muối coban
trong nước có màu hồng vì phức [Co(H 2 O) 6 ]2+, nhưng khi cô cạn hay thêm chất hidrat
hoá (HCl đặc, rượu...) thì chuyển sang màu xanh. Muối đơn giản của coban đều không
bền, nó chỉ tồn tại ở dạng muối phức: K 3 [Co(NO 2 ) 6 ], K 3 [Co(CN) 6 ]… Các muối coban
trong dung dịch đều bị thuỷ phân nên dung dịch nước các muối đều có phản ứng axit
yếu.
Muối coban(II) ở dạng khan có màu khác với muối ở dạng tinh thể hidrat, ví dụ
CoBr 2 màu lục, CoBr 2 .6H 2 O có màu đỏ. Muối của axit mạnh như clorua, nitrat, sunfat
tan dễ trong nước còn muối của axit yếu như sunfua, cacbonat, oxatat khó tan. Khi tan
trong nước, các muối đều cho ion bát diện [Co(H 2 O) 6 ]2+ màu lục.
Các ion Co2+ tạo nhiều phức chất với số phối trí 6 như Co(II) tạo phức clorua
[CoCl 4 ]2- trong môi trường HCl 4 – 9M. Phức của coban có hình dạng bát diện (như
[Co(H 2 O) 6 ]2+, [Co(NH 3 ) 6 ]2+, [CoF 6 ]4-, [Co(CN) 6 ]4-), tứ diện (như [CoCl 4 ]2-, [CoBr 4 ]2, [CoI 4 ]2-, [Co(H 2 O) 4 ]2-, [Co(SCN) 4 ]2-). Đa số phức tứ diện của Co(II) đều có dạng
muối kép, chúng phân huỷ khi pha loãng nước nên màu của dung dịch biến đổi:
[Co(SCN) 4 ]2- + 6H 2 O → [Co(H 2 O) 6 ]2+ + 4SCNDo vậy, nhận biết Co(II) trong dung dịch bằng cách cho Co(II) kết hợp với SCNtạo nên [Co(SCN) 4 ]2- màu xanh lam và khi pha loãng nước, dung dịch màu xanh lam


Khóa luận tốt nghiệp 2008 – 2012

GVHD: ThS. Lê Ngọc Tứ

trở lại màu đỏ hồng. Ngoài ra, Co2+ còn có khả năng tạo phức màu với nhiều thuốc thử
hữu cơ như: PAN, PAR, 2 – pyridyl hydrazone, 2 – benzoylpyricdine.
Các hợp chất ít tan của coban có giá trị trong phân tích là Co(OH) 2 , CoS,
Co 3 (PO 4 ) 2 …đa số các muối này đều tan trong amoniac để tạo thành amoniacat. CoS
chỉ hình thành trong môi trường kiềm dù bền.
2.3.3. Hợp chất của coban (III)
Khi đun nóng trong dung dịch kiềm mạnh và đặc, Co(OH) 3 mới điều chế có thể
tan tạo thành hiđroxocobantat.
Co(OH) 3 + 3KOH → K 3 [Co(OH) 6 ]

Co(III) có tính oxi hoá. Khi đun nóng, Co 2 O 3 có thể bị H 2 , Co, Al, Co...khử
đến Co 3 O 4 , CoO, hay Co.
125 C
→ 2Co 3 O 4 + H 2 O
3Co 2 O 3 + H 2 
0

Co 2 O 3 là chất oxi hoá mạnh, không tan trong nước, tác dụng với axit clohiđric
giải phóng khí clo và tác dụng với axit sufuric giải phóng khí oxi.
Co 2 O 3 + 6HCl → 2CoCl 2 + Cl 2 + 3H 2 O
Co(OH) 3 là kết tủa màu nâu, bền trong không khí, không tan trong nước. Khi
đun nóng nhẹ, biến thành Co 3 O 4 và CoO.
150 C
250 C
940 C
→ Co 3 O 4 
→ CoO
→ CoOOH 
Co(OH) 3 
0

0

0

Co(III) tạo được rất nhiều phức chất và hầu hết chúng có cấu hình bát diện.
Phức chất Co(III) bền hơn phức chất Co(II).

2.4. Thuốc thử 5-bromosalicylaldehyde thiosemicarbazone (5 – BSAT)
H

Br

C

H
N

N

C
S

OH

NH 2


Khóa luận tốt nghiệp 2008 – 2012

GVHD: ThS. Lê Ngọc Tứ

5-bromosalicylaldehyde thiosemicarbarzone (5 – BSAT) là tên gọi gộp từ hai
chất tạo nên nó là 5-bromosalicylaldehyde (5-bromo-2-hydroxybenzaldehyde) và
thiosemicarbazide.
2.4.1. Điều chế [30], [32]
2.4.1.1. Hóa chất và dụng cụ
-

Thiosemicarbazide

-

5-bromosalicylaldehyde

-

Etanol

-

1,4 – dioxan

-

Bình cầu 100ml

-

Cốc thủy tinh 100ml

-

Sinh hàn

-

Bộ lọc chân không
2.4.1.2. Tiến hành
Cho 4,02g 5–bromosalicylaldehyde vào bình cầu 100ml, thêm etanol và vai

viên đá bọt, lắp sinh hàn đun đến khi tan hoàn toàn. Sau đó, cho 1,82g
thiosemicarbazide vào cốc thủy tinh 100ml, thêm etanol đun nóng trên bếp điện đến
khi tan hoàn toàn. Cho từ từ dung dịch trong cốc thủy tinh vào bình cầu, tiếp tục đun
sinh hàn,vừa đun vừa lắc trong vòng 6 tiếng. Dung dịch thu được để nguội đem lọc thu
lấy sản phẩm. Để sản phẩm khô, tiến hành kết tinh lại (lần 1) bằng dioxan và etanol
với tỉ lệ 1:1 trong vòng 3 ngày. Sau đó, kết tinh lại lần 2 trong vòng 2 ngày để thu sản
phẩm.
Phương trình phản ứng xảy ra:
S

HO

+
H 2N
N
H

O

NH2

Br

HO
S

+
N
H 2N

N
H

Br

H 2O


Khóa luận tốt nghiệp 2008 – 2012

GVHD: ThS. Lê Ngọc Tứ

Khối lượng sản phẩm thực tế: 1,476g
Khối lượng sản phẩm lý thuyết: 2,73g
Hiệu suất của phản ứng: 54,07 %
2.4.2. Tính chất của thuốc thử
5 –BSAT là chất rắn màu vàng nhạt, tan ít trong nước và etanol, dễ hòa tan
trong dioxan và DMF tạo dung dịch có màu vàng chanh, và nó không hòa tan trong
các chất hữu cơ thông thường và nhanh chóng phân hủy trong dung dịch axit.
5 – BSAT tạo được phức chất với nhiều ion kim loại nặng như Cu2+, Co2+, Fe2+
…với tỷ lệ phức là 1:1 hoặc 1:2 tùy thuộc vào kim loại. Tỷ lệ tạo phức giữa Co2+ và 5BSAT là 1:2 [33], tỷ lệ tạo phức giữa Cu2+ và 5-BSAT là 1:1 [31].
2.4.3. Ứng dụng
Thuốc thử 5-BSAT tạo được phức chất với nhiều ion kim loại nặng như Co2+,
Cu2+, Fe2+,… tan ít trong nước và là một thuốc thử được sử dụng nhiều trong phân tích
trắc quang.
Vào năm 2002, nhóm các nhà nghiên cứu G.Ramanjaneyulu, P.Raveendra
Reddy, V.Krishna Reddy and T.Sreenivasulu Reddy, khoa hóa trường đại học Sri
Krishnadevaraya, Ấn độ đã sử dụng phản ứng tạo phức của Fe2+ với 5-BSAT kết hợp
phương pháp quang phổ và phổ đạo hàm để xác định lượng vết Fe2+ trong lá nho, máu
người và viên nén vitamin tổng hợp. Trong dung môi DMF, thuốc thử 5 – BSAT đã

phản ứng với ion Fe2+ tạo thành phức có màu xanh lá cây ở giá trị pH khoảng 5,0 –
6,0. Phức tạo thành có bước sóng hấp thụ cực đại là 385 nm, hệ số hấp thụ mol phân tử
là 1,72.104 l.cm-1.mol-1, khoảng nồng độ tuyến tính tuân theo định luật Beer là 0,28 –
5,60 𝜇gml-1.[32]

Tiếp đó năm 2003, nhóm các nhà nghiên cứu này tiếp tục sử dụng phản ứng tạo

phức của Co2+ với 5-BSAT kết hợp phương pháp quang phổ và phổ đạo hàm để xác
định lượng vết Co2+ trong hợp kim thép siêu bền. Phản ứng tạo phức cũng diễn ra
trong dung môi DMF. Trong môi trường axit, phức tạo thành có màu nâu, hấp thụ cực
đại ở bước sóng 410 nm. Khoảng nồng độ tuân theo định luật Beer của coban là 0,29 –
5,89 𝜇gml-1. [33]


Khóa luận tốt nghiệp 2008 – 2012

GVHD: ThS. Lê Ngọc Tứ

Đến năm 2008, nhóm các nhà nghiên cứu trên, khoa hóa trường đại học Sri
Krishnadevaraya, Ấn độ đã sử dụng phản ứng tạo phức của ion Cu2+ với 5-BSAT kết
hợp phương pháp quang phổ và phổ đạo hàm để xác định lượng vết Cu2+ trong lá nho
và hợp kim nhôm. Trong dung môi DMF, thuốc thử 5 – BSAT kết hợp với ion Cu2+
tạo thành phức có màu xanh lục nhạt ở môi trường axit có giá trị pH khoảng 5,0 – 6,0
bước sóng hấp thụ cực đại là 390nm. Phức tạo thành có hệ số hấp thụ mol phân tử là
1,08.104 l.cm-1.mol-1, khoảng nồng độ đồng tuân theo định luật Beer là 0,31 –
6,35𝜇gml-1. [31]
Năm 2010, nhóm các tác giả Jisha Joseph, N.L.Mary, and Raja Sidambaram,
khoa hóa học trường cao đẳng Stella Maris, Ấn Độ đã tổng hợp và nghiên cứu hoạt
tính sinh học của phức giữa Cu2+, Ni2+. Nhóm tác giả đã tổng hợp phức của 5 –BSAT,
salicyaldehyde thiosemicacbazone với Cu2+, Ni2+. Các phức tạo thành được kiểm tra

hoạt tính với tụ cầu khuẩn vàng và vi khuẩn E.coli theo phương pháp đĩa khuếch tán.
Trong số các phức được tạo thành, phức Cu(II) – 5-BSAT và Ni(II) – 5-BSAT được
đánh gá cao trong việc chống lại tụ cầu khuẩn vàng ở nồng độ 100𝜇g/disc (đối với
phức Cu(II) – 5-BSAT) và vi khuẩn E.coli ở nồng độ 150 𝜇g/disc đối với cả hai phức.
[34]


Khóa luận tốt nghiệp 2008 – 2012

CHƯƠNG 3.

GVHD: ThS. Lê Ngọc Tứ

MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG
ĐỒNG VÀ COBAN

Để xác định Cu(II), Zn(II), Co(II), có không ít những phương pháp phân tích:
Các phương pháp hoá học như phương pháp phân tích thể tích, phương pháp
oxi hoá - khử, phương pháp chuẩn độ complexon.
Các phương pháp phân tích công cụ như các phương pháp phân tích điện hóa
(phương pháp cực phổ, phương pháp Von – ampe hoà tan, phương pháp Von – ampe
hoà tan hấp phụ) và các phương pháp quang (phương pháp quang phổ phát xạ nguyên
tử AES, phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS, phương pháp ICP – AES, phương
pháp trắc quang).
Các phương pháp xác định các nguyên tố vi lượng như điện hoá, phương pháp
quang phổ phổ phát xạ AES, ICP, AES, phương pháp huỳnh quang...có độ chọn lọc,
độ nhạy cao, cho kết quả phân tích tốt nhưng đòi hỏi trang thiết bị giá thành lớn và kỹ
thuật phân tích cao. Bên cạnh đó, phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS và trắc
quang dễ tiến hành hơn với những trang thiết bị thông thường và cho kết quả có độ
chính xác khá cao, đó là các phương pháp phổ biến để xác định lượng vết.

3.1. Một số phương pháp xác định đồng [5], [8], [12], [18]
Người ta sử dụng phương pháp hấp thụ nguyên tử (AAS) để xác định đồng
trong nước sau khi đã làm giàu đồng bằng cách chiết hoặc dùng nhựa trao đổi ion. Có
thể chiết đồng bằng 5 – cloxalixyl – aldoxim. Xác định đồng trong ngọn lửa không khí
– axetilen ở bước sóng hấp thụ là 324,7nm. Không những thế, phương pháp AAS kết
hợp với phương pháp chiết có thể xác định vi lượng Cu và Zn trong dầu và mỡ ăn. Vết
kim loại trong dầu mỡ với nồng độ thấp cũng có thể làm hỏng hương vị và màu sắc.
Công trình nghiên cứu thu hồi được tiến hành với dầu đậu nành có hàm lượng kim loại
thấp. Mẫu xử lý với dịch chiết (HCl 18% và EDTA 0,01%) axit HNO 3 đậm đặc. Qua
các bước xử lý có thể thu hồi tới 96% Cu.
Phương pháp trắc quang dùng thuốc thử dithizon: Dithizon phản ứng với Cu(II)
trong dung dịch axit vô cơ tạo thành phức màu đỏ tím. Trong axit HCl 1N hoặc
H 2 SO 4 , dithizon phản ứng với Cu2+, Au2+, Hg2+, Pd2+, Ag+. Bạc có thể bị loại trừ bởi


Khóa luận tốt nghiệp 2008 – 2012

GVHD: ThS. Lê Ngọc Tứ

kết tủa với HCl. Bi3+ phản ứng với dithizon ở pH = 2, còn Te(III) phản ứng khoảng pH
= 3 - 4, ion gây cản sẽ không gây cản trở trong axit đặc trừ khi chúng có lượng lớn.
Phương pháp này rất nhạy, có thể xác định khoảng 5μg Cu với dung môi chiết là CCl 4 .
Đo mật độ quang của dung dịch ở bước sóng λ = 535nm.
Narinder Kumar Agnihotri, Vinay Kumar Singh, Har Bhajan Singh đã nghiên
cứu và tổng hợp tư liệu về sự hình thành phức của Cu(II) trong các loại thuốc thử hữu
cơ khác nhau và kết quả được tổng kết như sau:
Bảng 1:

STT

1
2

Sự hình thành phức Cu(II) trong một số thuốc thử hữu cơ

Thuốc thử

Dithizone
Natri đietyl đithio
cacbamat

Khoảng

Môi trường/dung

λmax

môi

(nm)

CCl 4

550

4,52

0,4 – 2,0

Axit axetic

430

1,89

--

H 2 O - DMF

546

0,64

<10

600

1,6

< 0,4

479

1,42

0,1 – 40

454

0,79

0,1 - 10
0,2 – 1,6

ε(l/mol.cm)

tuyến tính
µg/ml

3

Cuproine

4

Cuprizone

5

Bathocuperione

6

Neocuproine

7

Zincon

Zephiramine/CHCl 3

625

-

8

Đithiocacbamat

CCl 4

436

1,49

535

1,18

0,5 – 3,0

Etanol – nước

595

-

0,5 – 3,0

Triton X-100

555

5,21

0,08 –4,00

9

10

11

n – hexanol
Isoamyl alcol/
n – hexanol

4-(2-pyridylazo)resorcinol (PAR)
1-(2-pyridylazo )2- naphtol (PAN)
1-(2-pyridylazo )2- naphtol (PAN)

Một số nghiên cứu khác cũng xác định Cu(II) bằng các loại thuốc thử hữu cơ
như dithizon natridiethyl dithiocacbamat, Alizarin đỏ S, dithizon, axit rubeanic,
natridiethyldithiocacbomat, 2,2’-biquynoline, cupferon... Với thuốc thử Natridiethyl