Xác định hàm lượng cadimi và chì trong ranh xanh ở TP Thái Nguyên bằng phương pháp chiết trắc quang

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên h t t p: / / w w w . l r c - t nu . e du . v n
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TR
Ƣ
ỜNG ĐẠI HỌC
SƢ
PHẠM
PHAN THANH PH
ƢƠ
NG
XÁC ĐỊNH HÀM L
Ƣ
ỢNG CADIMI VÀ CHÌ TRONG
RAU XANH Ở THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN BẰNG
PHƢƠNG
PHÁP CHIẾT - TRẮC QUANG
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HOÁ HỌC
THÁI NGUYÊN,
2009
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên h t t p: / / w w w . l r c - t nu . e du . v n
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TR
Ƣ
ỜNG ĐẠI HỌC
SƢ
PHẠM
PHAN THANH PH
ƢƠ
NG
XÁC ĐỊNH HÀM L
Ƣ

ỢNG CADIMI VÀ CHÌ TRONG
RAU XANH Ở THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN BẰNG
PHƢƠNG
PHÁP CHIẾT - TRẮC QUANG
Chuyên ngành: HOÁ PHÂN TÍCH
Mã số: 60.44.29
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HOÁ HỌC
Ngƣời
h
ƣ
ớng
dẫn khoa học: TS. NGUYỄN ĐĂNG
ĐỨC
THÁI NGUYÊN,
2009
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên h t t p: / / w w w . l r c - t nu . e du . v n
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên của luận văn này tôi xin chân thành cảm ơn TS.Nguyễn
Đăng Đức. Thầy là người đã trực tiếp ra đề tài, hướng dẫn, định hướng cho tôi
hoàn thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Khoa Hoá học, trường Đại
học Sư phạm, Đại học Thái Nguyên, các thầy cô, anh chị và các bạn trong bộ
môn Hoá học, trường Đại học Khoa học, Đại học Thái Nguyên đã giúp đỡ tạo
điều kiện cho tôi trong suốt quá trình làm luận văn.
Cuối cùng, tôi xin được cảm ơn những người thân yêu trong gia đình đã
luôn động viên, cổ vũ để tôi hoàn thành luận văn này.
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 9 năm
2009
Học
viên

PHAN THANH
PH
ƢƠ
NG
Pb
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên h t t p: / / w w w . l r c - t nu . e du . v n
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần hoá học của một số loại rau xanh
.........................................
3
Bảng 1.2. Một số hằng số vật lí quan trọng của Cacdimi và chì ............................... 7
Bảng 3.1. Bước sóng hấp thụ cực đại của PAN và phức Pb
2+
- PAN.......................34
Bảng 3.2. Các thông số về phổ hấp thụ electron của phức Pb
2+
- PAN trong các
dung môi hữu cơ khác nhau .....................................................................36
Bảng 3.3. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức Pb
2+
- PAN vào pH
chiết
..............36
Bảng 3.4. Sự phụ thuộc % chiết của phức Pb
2+
- PAN vào thể tích dung môi
chiết ........................................................................................................38
Bảng 3.5. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức Pb
2+
- PAN vào lượng dư PAN ....39

Bảng 3.6. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức Pb
2+
- PAN vào nồng độ
PAN
......40
Bảng 3.7. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức Pb
2+
- PAN vào nồng độ Pb
2+
.......41
2+
Bảng 3.8. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào tỉ lệ C
PAN
/C
PAN
+
C
Pb
Bảng 3.9. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào tỉ lệ C
PAN
/C
PAN
+ C
2+
...........42
...........43
Bảng 3.10. Kết quả xác định hệ số tuyệt đối của Pb
2+
trong phức bằng phương
pháp Staric - Bacbanel..............................................................................44

Bảng 3.11. Kết quả xác định hệ số tuyệt đối của PAN trong phức bằng phương
pháp Staric - Bacbanel..............................................................................45
Bảng 3.12. Kết quả xác định khoảng nồng độ tuân theo định luật Beer ..................46
Bảng 3.13. Sự phụ thuộc mật độ quang vào bước sóng của phức PAN - Cd
2+
-
SCN
-
........................................................................................................48
Bảng 3.14. Phổ hấp thụ electron của phức PAN - Cd
2+
- SCN
-
trong các dung
môi ..........................................................................................................49
Bảng 3.15. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức PAN - Cd
2+
- SCN
-
trong pha
hữu cơ vào thời gian chiết ........................................................................50
Bảng 3.16. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức PAN - Cd
2+
- SCN
-
trong pha
hữu cơ vào thời gian sau khi chiết ............................................................51
Bảng 3.17. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào pH ......................................52
Bảng 3.18. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào thể tích dung môi chiết .......53
Bảng 3.19. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào nồng độ PAN ......................54

Bảng 3.20. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức đaligan vào nồng độ Cd
2+
...........55
Bảng 3.21. Kết quả của hệ đồng phân tử có tổng nồng độ 4.10
-5
M .........................56
Bảng 3.22. Kết quả của hệ đồng phân tử có tổng nồng độ 5.10
-5
M .........................57
Bảng 3.23. Kết quả xác định hệ số tuyệt đối của Cd
2+
trong phức bằng phương
pháp Staric - Bacbanel..............................................................................58
Bảng 3.24. Kết quả xác định hệ số tuyệt đối của PAN trong phức bằng phương
pháp Staric - Bacbanel..............................................................................59
Bảng 3.25. Kết quả xác định khoảng nồng độ tuân theo định luật Beer...................60
Bảng 3.26. Sự phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ của phức Pb
2+
- PAN.............61
Bảng 3.27. Ảnh hưởng của ion Cd
2+
đến mật độ quang của phức Pb
2+
-
PAN
.........62
Bảng 3.28. Ảnh hưởng của ion Cu
2+
đến mật độ quang của phức Pb
2+

-
PAN
.........62
Bảng 3.29. Ảnh hưởng của ion Zn
2+
đến mật độ quang của phức Pb
2+
-
PAN
.........63
Bảng 3.30. Kết quả xây dựng đường chuẩn của phức Pb
2+
- PAN khi có mặt
các ion dưới ngưỡng cản ..........................................................................63
Bảng 3.31. Sự phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ của phức PAN - Cd
2+
-
SCN
-
........................................................................................................64
Bảng 3.32. Ảnh hưởng của ion Pb
2+
đến mật độ quang của phức PAN - Cd
2+
-
SCN
-
........................................................................................................66
Bảng 3.33. Ảnh hưởng của ion Cu
2+

đến mật độ quang của phức PAN - Cd
2+
-
SCN
-
........................................................................................................67
Bảng 3.34. Ảnh hưởng của ion Zn
2+
đến mật độ quang của phức PAN - Cd
2+
-
SCN
-
........................................................................................................67
Bảng 3.35. Ảnh hưởng của ion Fe
3+
đến mật độ quang của phức PAN - Cd
2+
-
SCN
-
.......................................................................................................68
Bảng 3.36. Kết quả xây dựng đường chuẩn của phức PAN - Cd
2+
- SCN
-
khi có
mặt các ion dưới ngưỡng cản....................................................................69
Bảng 3.37. Xác định chì trong mẫu giả bằng phương pháp đường
chuẩn

................70
Bảng 3.38. Xác định Cadimi trong mẫu giả bằng phương pháp đường chuẩn .........71
Bảng 3.39. Địa điểm, thời gian, kí hiệu, khối lượng trước và sau khi sấy của
một số loại rau..........................................................................................72
Bảng 3.40. Kết quả xác định hàm lượng chì trong các mẫu rau xanh bằng
phương pháp đo
quang
.............................................................................75
Bảng 3.41: Kết quả xác định hàm lượng cadimi trong các mẫu rau xanh bằng
phương pháp đo quang .............................................................................77
Bảng 3.42. Các điều kiện đo phổ F - AAS của Pb
2+
và Cd
2+
...................................79
Bảng 3.43. Xác định đường chuẩn của Cd
2+
...........................................................80
Bảng 3.44. Kết quả đo mẫu Cd
2+
theo phổ F -
AAS
................................................82
Bảng 3.45. Xác định đường chuẩn của Pb...............................................................82
Bảng 3.46. Kết quả đo mẫu Pb
2+
............................................................................84
C
Pb
C

Pb
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Phức có tỷ lệ 1:1 .....................................................................................25
Hình 1.2. Phức có tỷ lệ 1:1 .....................................................................................26
Hình 1.3. Xác định thành phần phức theo phương pháp Staric - Bacbanel .............28
Hình 3.1. Phổ hấp thụ của PAN trong dung môi
CHCl
3
..........................................33
Hình 3.2. Phổ hấp thụ Electron của phức Pb
2+
- PAN và thuốc thử PAN trong
dung môi
Clorofom
..................................................................................34
Hình 3.3. Phổ hấp thụ Electron của phức Pb
2+
- PAN trong các dung môi khác nhau
......35
Hình 3.4. Đồ thị sự phụ thuộc mật độ quang của phức Pb
2+
- PAN vào pH chiết ....37
Hình 3.5. Sự phụ thuộc mật độ quang của dung dịch phức Pb
2+
- PAN
vào lượng

dư
PAN
..........................................................................................39

Hình 3.6. Đồ thị xác định tỉ lệ PAN : Pb
2+
theo phương pháp tỉ số mol...................40
Hình 3.7. Đồ thị xác định tỉ lệ PAn : Pb
2+
theo phương pháp tỉ số mol....................41
Hình 3.8. Phương pháp hệ đồng phân tử xác định thành phần phức (C
PAN
+
2+
= 6,4.10
-5
M) ....................................................................................42
Hình 3.9. Phương pháp hệ đồng phân tử xác định thành phần phức (C
PAN
+
2+
=
6,4.10
-5
M)
....................................................................................43
Hình 3.10. Kết quả xác định hệ số tuyệt đối của Pb
2+
trong phức đaligan ...............44
Hình 3.11. Kết quả xác định hệ số tuyệt đối của PAN trong phức đaligan ..............45
Hình 3.12. Khoảng tuân theo định luật Beer của phức Pb
2+
- PAN ........................47
Hình 3.13. Sự phụ thuộc mật độ quang vào bước sóng của phức PAN - Cd

2+
-
SCN
-
........................................................................................................49
Hình 3.14. Phổ hấp thụ Electron của phức PAN - Cd
2+
- SCN
-
trong các dung môi
.......50
Hình 3.15. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức PAN - Cd
2+
- SCN
-
trong pha
hữu cơ vào thời gian chiết ........................................................................50
Hình 3.16. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức PAN - Cd
2+
- SCN
-
trong pha
hữu cơ vào thời gian sau khi chiết ............................................................51
Hình 3.17. Đồ thị sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào pH .............................52
Hình 3.18a. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào nồng độ PAN ....................54
Hình 3.18b. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức đaligan vào nồng độ Cd
2+
.........55
Hình 3.19a. Đồ thị xác định tỉ lệ Cd
2+

:PAN theo phương pháp hệ đồng phân tử
(C
PAN
+ C
Cd
2+
= 4,00.10
-5
M) .....................................................................56
Hình 3.19b. ồ thị xác định tỉ lệ Cd
2+
:PAN theo phương pháp hệ đồng phân tử
(C
PAN
+ C
Cd
2+
= 500.10
-5
M) ......................................................................57
Hình 3.20. Đồ thị hệ số tuyệt đối của Cd
2+
trong phức đaligan................................58
Hình 3.21. Đồ thị hệ số tuyệt đối của PAN trong phức
đaligan
...............................59
Hình 3.22. Khoảng tuân theo định luật Beer của phức PAN - Cd
2+
- SCN
-

............60
Hình 3.23. Đường chuẩn của phức PAN - Pb
2+
......................................................61
Hình 3.24. Đường chuẩn của phức PAN - Pb
2+
khi có mặt các ion dưới ngưỡng
cản
.....64
Hình 3.25. Đường chuẩn của phức PAN - Cd
2+
- SCN
-
..........................................65
Hình 3.26. Đường chuẩn của phức PAN - Cd
2+
- SCN
-
khi có các ion dưới
ngưỡng gây
cản
........................................................................................69
Hình 3.27. Đồ thị đường chuẩn của Cd
2+
...............................................................80
Hình 3.28. Đồ thị đường chuẩn của Pb
2+
................................................................83
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU

................................................................................................................ 1
CHƢƠNG
1: TỔNG QUAN
.................................................................................... 3
1.1. Giới thiệu chung về rau xanh
...........................................................................

3
1.1.1. Đặc điểm và thành phần
................................................................................

3
1.1.2. Công dụng của rau xanh
................................................................................

3
1.1.3. Một số tiêu chí rau an toàn
............................................................................

4
1.1.3.1. Định nghĩa
.................................................................................................

4
1.1.3.2. Các yếu tố gây ô nhiễm cho rau
.................................................................

5
1.1.3.3. Tiêu chuẩn rau an toàn
...............................................................................

6
1.2. Tính chất của Cd và Pb
....................................................................................

7
1.2.1. Tính chất vật lý
.............................................................................................

7
1.2.2. Tính chất hoá học
..........................................................................................

8
1.2.3. Các hợp chất của Cd và Pb
............................................................................

9
1.2.3.1. Các oxit
..................................................................................................... 9
1.2.3.2. Các hyđroxit
............................................................................................

10
1.2.3.3. Các muối
.................................................................................................

11
1.3. Vai trò, chức năng và sự nhiễm độc Cd, Pb
....................................................

12
1.3.1. Vai trò, chức năng và sự nhiễm độc Cd
.......................................................

12
1.3.2. Vai trò, chức năng và sự nhiễm độc Pb
.......................................................

14
1.4. Các phương pháp xác định Cd, Pb
.................................................................

15
1.4.1. Phương pháp phân tích hoá học
..................................................................

15
1.4.1.1. Xác định Cd bằng phương pháp chuẩn độ Complexon
.............................

15
1.4.1.2. Xác định Pb bằng phương pháp chuẩn độ Complexon
.............................

15
1.4.2. Phương pháp phân tích công cụ
..................................................................

16

1.4.2.1 Phương pháp điện hoá
..............................................................................

16
1.4.2.2. Phương pháp quang phổ
...........................................................................

17
1.5. Phương pháp xử lý mẫu phân tích xác định Cd và Pb
....................................

19
1.5.1. Phương pháp xử lý ướt (bằng axit hoặc oxi hoá mạnh)
...............................

20
1.5.2. Phương pháp xử lý khô
...............................................................................

20
1.6. Tính chất và khả năng tạo phức của thuốc thử PAN
.......................................

19
1.6.1. Cấu tạo, tính chất vật lý của PAN
..............................................................
21
1.6.2. Khả năng tạo phức của PAN
.......................................................................
22

1.7. Các phương pháp nghiên cứu chiết phức
........................................................
23
1.7.1. Một số vấn đế chung về chiết
......................................................................
23
1.7.2. Các đặc trưng của quá trình
chiết
................................................................ 24
1.7.2.1. Định luật phân bố Nersnt
........................................................................
24
1.7.2.2. Hệ số phân bố
..........................................................................................
24
1.7.2.3. Hiệu suất chiết và sự phụ thuộc của nó vào số lần chiết
...........................
25
1.8. Các phương pháp xác định thành phần của phức trong dung dịch
............
26
1.8.1. Phương pháp tỉ số mol (phương pháp đường cong bão hòa)
........................
27
1.8.2. Phương pháp hệ đồng phân tử
.....................................................................
28
1.8.3. Phương pháp Staric - Bacbanel
...................................................................
29

CHƢƠNG
2: ĐỐI T
Ƣ
ỢNG VÀ
PHƢƠNG
PHÁP NGHIÊN CỨU ............................31
2.1. Đối tượng và mục tiêu nghiên cứu
.................................................................
29
2.2. Phương pháp ứng dụng, nội dung, hóa chất, dụng cụ thiết bị nghiên cứu
.......
29
2.2.1. Phương pháp nghiên cứu
.............................................................................
31
2.2.1.1. Xác định hàm lượng Cd, Pb trong rau xanh bằng phương pháp
chiết trắc quang
...........................................................................................
31
2.2.1.2. Xác định hàm lượng Cd, Pb trong rau xanh bằng phương pháp phổ hấp
thụ nguyên tử F-AAS.
..................................................................................
31
2.2.2. Nội dung nghiên cứu
...................................................................................
32
2.2.2.1. Pha hóa chất
.............................................................................................
32
2.2.2.2. Cách tiến hành thí nghiệm

.......................................................................
33
2.2.3. Hóa chất, dụng cụ, thiết bị nghiên cứu
........................................................
33
2.2.3.1. Hóa chất
...................................................................................................
33
2.2.3.2. Dụng cụ
...................................................................................................
34
2.2.3.3. Thiết bị nghiên cứu
..................................................................................
34
2.3. Xử lý kết quả thực nghiệm
.............................................................................
35
CHƢƠNG
3 : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN ......................................36
3.1. Nghiên cứu hiệu ứng tạo phức đan ligan PAN-Pb
2+
.......................................
36
3.1.1. Phổ hấp thụ của PAN
..................................................................................
36
3.1.2. Nghiên cứu hiệu ứng tạo phức của Pb
2+
- PAN
...........................................

36
3.1.3. Nghiên cứu các điều kiện tối ưu cho sự tạo phức Pb
2+
-PAN.
.......................
38
3.1.3.1. Dung môi chiết phức Pb
2+
-PAN
...............................................................
38
3.1.3.2. Xác định pH tối ưu
...................................................................................
40
3.1.3.3. Xác định thể tích dung môi chiết tối ưu
....................................................
41
3.1.3.4. Ảnh hưởng của lượng dư thuốc thử PAN trong dung dich so sánh.
..........
42
3.1.4. Xác định thành phần phức Pb
2+
-PAN
..........................................................
43
3.1.4.1. Phương pháp tỷ số mol xác định thành phần phức Pb
2+
-PAN
...................
43

3.1.4.2. Phương pháp hệ đồng phân tử xác định thành phần phức Pb
2+
-PAN
.........
46
3.1.4.3. Phương pháp Staric - Bacbanel
................................................................
49
3.1.5. Khoảng tuân theo định luật Beer
.................................................................
51
3.2. Nghiên cứu hiệu ứng tạo phức đa ligan PAN-Cd(II)-SCN
-
.............................
53
3.2.1. Khảo sát phổ hấp thụ electron của phức đa ligan PAN-Cd(II)-SCN
-
...........
53
3.2.2. Nghiên cứu các điều kiện tạo phức PAN-Cd
2+
-SCN
-
...................................
54
3.2.2.1. Dung môi chiết phức đa ligan PAN-Cd
2+
-SCN
-
........................................

54
3.2.2.2. Xác định thời gian lắc chiết tối ưu.
...........................................................
55
3.2.2.3. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức PAN-Cd
2+
-SCN
-
vào thời gian
sau khi chiết
.................................................................................................
56
3.2.2.4. Xác định pH tối ưu
...................................................................................
57
3.2.2.5. Xác định thể tích dung môi chiết tối ưu
....................................................
58
3.2.3. Xác định thành phần của phức PAN-Cd
2+
-SCN
-
.........................................
59
3.2.3.1. Phương pháp tỉ số mol.
............................................................................
59
3.2.3.2. Phương pháp hệ đồng phân tử
..................................................................
61

3.2.3.3. Phương pháp Staric - Babanel
..................................................................
64
3.2.4. Khoảng tuân theo định luật Beer
.................................................................
66
3.3. Nghiên cứu các yếu tố gây cản ảnh hưởng đến phép xác định Cd và Pb.
Xây dựng phương trình đường chuẩn cho các phép xác định Cd và Pb
.........
68
3.3.1. Xây dựng phương trình đường chuẩn phụ thuộc mật độ quang vào nồng
độ của phức PAN-Pb
2+
.................................................................................
68
3.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của một số ion kim loại đến sự tạo phức PAN-
Pb
2+
......................................................................................................
69
3.3.2.1. Ảnh hưởng của ion Cd
2+
..........................................................................
69
3.3.2.2. Ảnh hưởng của ion Cu
2+
..........................................................................
70
3.3.2.3. Ảnh hưởng của ion Zn
2+

...........................................................................
70
3.3.3. Xây dựng đường chuẩn khi có mặt các ion dưới ngưỡng gây cản của
phức PAN-Pb
2+
............................................................................................
71
3.3.4. Xây dựng phương trình đường chuẩn của phức PAN-Cd
2+
-SCN
-
................
72
3.3.5. Khảo sát ảnh hưởng của một số ion kim loại đến sự tạo phức PAN-
Cd
2+
-SCN
-
...................................................................................................
73
3.3.5.1. Ảnh hưởng của ion Pb
2+
...........................................................................
73
3.3.5.2. Ảnh hưởng của ion Cu
2+
..........................................................................
74
3.3.5.3. Ảnh hưởng của ion Zn
2+

...........................................................................
75
3.3.5.4. Ảnh hưởng của ion Fe
3+
...........................................................................
75
3.3.6. Xây dựng đường chuẩn khi có mặt các ion dưới ngưỡng gây cản của phức
PAN-Cd
2+
-SCN
-
............................................................................................
76
3.4. Xác định hàm lượng các kim loại Cd, Pb trong các mẫu giả và mẫu thực tế
.....
77
3.4.1. Xác định hàm lượng chì trong mẫu giả bằng phương pháp đường chuẩn
.........
77
3.4.2. Xác định hàm lượng Cadimi trong mẫu giả bằng phương pháp
đường
chuẩn
.......

78
3.4.3. Xác định hàm lượng chì và Cadimi trong các mẫu thật
...............................
79
3.4.3.1. Đối tượng lấy mẫu
...................................................................................

79
3.4.3.2. Xử lý mẫu
................................................................................................
81
3.4.3.3. Đo xác định nồng độ các ion nghiên cứu trong mẫu thật
..........................
82
3.5. Xác định hàm lượng Pb và Cd bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử
......
88
3.5.1. Các điều kiện đo phổ F-AAS
......................................................................
88
3.5.2. Xây dựng đường chuẩn, xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng
.........
89
3.5.2.1. Đường chuẩn của Cd
................................................................................
89
3.5.2.2. Đường chuẩn của Pb
................................................................................
92
3.6. Kết luận
.........................................................................................................
95
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................97
1
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên h t t p: / / w w w . l r c - t nu . e du . v n
MỞ ĐẦU
Trong đời sống, rau xanh luôn là nguồn thực phẩm cần thiết và quan trọng.

Tuy nhiên, ở Thái Nguyên nói riêng và trên cả nước nói chung, vấn đề làm thế nào để
có rau xanh an toàn (rau sạch) đã và đang được đặt ra. Trên thực tế, do trình độ và
chạy theo lợi nhuận nên việc sử dụng phân bón hóa học, thuốc bảo vệ thực vật, thuốc
trừ sâu, diệt cỏ,chất thải cuả các nhà máy,khu công nghiệp đã dẫn đến sự ô nhiễm
nguồn đất, nguồn nước và bầu khí quyển. Do đó rau xanh có thể bị nhiễm một số
kim loại nặng như As, Hg, Sn, Cd, Pb, Cu, Zn…, tạo ra độc tố và các vi sinh vật gây
bệnh. Khi con người sử dụng lương thực và thực phẩm này sẽ bị ngộ độc có thể dẫn
đến chết người và gây những căn bệnh ung thư và hiểm nghèo khác.
Mặc dù, hiện nay đã có các quy trình sản xuất rau sạch theo những quy định
của bộ Nông nghiệp và PTNT nhưng vì một số vấn đề như sự đầu tư vốn, chất
lượng sản phẩm, giá thành quá cao nên vấn đề rau sạch chưa đáp ứng được nhu cầu
thực tiễn ở nước ta. Vì vậy, việc phân tích để tìm ra hàm lượng các kim loại nặng
trong rau xanh trên địa bàn thành phố Thái Nguyên sẽ góp phần kiểm soát được
chất lượng rau sạch theo tiêu chuẩn rau sạch đang được áp dụng ở Việt Nam. Có
nhiều phương pháp để xác định hàm lượng các kim loại, tuỳ thuộc vào hàm lượng
chất phân tích mà có thể sử dụng các phương pháp khác nhau: Phương pháp phân
tích thể tích, phương pháp phân tích trọng lượng, phương pháp điện hoá, phương
pháp phân tích công cụ (phương pháp quang phổ, phương pháp phổ phát xạ nguyên
tử EAS, phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS) trong đó phương pháp chiết -
trắc quang là phương pháp có độ lặp lại, độ nhạy và độ chọn lọc cao. Mặt khác
phương pháp này chỉ cần sử dụng máy móc, thiết bị không quá đắt phù hợp với điều
kiện của nhiều phòng thí nghiệm. Từ những lý do trên chúng tôi chọn đề tài: “Xác
định hàm lượng chì và Cadimi trong rau xanh ở thành phố Thái Nguyên bằng
phương pháp chiết - trắc quang”.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên h t t p: / / w w w . l r c - t nu . e du . v n
2
Mục đích: Xác định được hàm lượng Pb
2+
, Cd
2+

gây ô nhiễm trong rau xanh
và đánh giá hiện trạng ô nhiễm bởi hai kim loại này trong rau xanh ở một số khu
vực trong thành phố Thái Nguyên.
Nhiệm vụ:
1. Khảo sát sự tạo phức của các ion kim loại Pb
2+
, Cd
2+
với thuốc thử PAN.
2. Nghiên cứu các điều kiện tối ưu hình thành phức PAN - Pb
2+
, Cd
2+
- PAN
- SCN
-
và điều kiện chiết phức.
3. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới phép xác định các ion Pb
2+
,
Cd
2+
.
4. Xây dựng đường chuẩn và ứng dụng để xác định hàm lượng Pb
2+
,
Cd
2+
trong rau xanh.
5. Kiểm tra hàm lượng Pb

2+
, Cd
2+
trong rau xanh bằng phương pháp phổ hấp
thụ nguyên tử F - AAS.
6. So sánh kết quả xác định hàm lượng Pb
2+
, Cd
2+
trong rau xanh bằng hai
phương pháp chiết - trắc quang và phổ hấp thụ F - AAS, kết luận việc sử dụng
phương pháp chiết - trắc quang xác định hàm lượng Pb
2+
, Cd
2+
trong rau xanh nói
riêng và trong thực phẩm tươi sống nói chung.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên h t t p: / / w w w . l r c - t nu . e du . v n
3
CHƢƠNG
1: TỔNG QUAN
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ RAU XANH
1.1.1. Đặc điểm và thành phần
Rau xanh là cây trồng ngắn ngày có giá trị dinh dưỡng và hiệu qủa kinh tế
cao nên đã được trồng và sử dụng trong đời sống từ xưa tới nay. Do chứa nhiều sinh
tố, chất khoáng và chất xơ nên rau xanh rất cần thiết cho cơ thể người. Được coi là
nguồn khoáng chất và vitamin phong phú, một số loại rau xanh tuy không cung cấp
nhiều nhiệt lượng nhưng lại cung cấp những sinh tố và chất khoáng không thể thiếu
đối với sức khỏe. Dưới đây là thành phần cơ bản của một số loại rau như súp lơ
xanh, bắp cải, rau muống, cải thìa.

Bảng 1.1. Thành phần hóa học của một số loại rau
xanh
STT Loại rau
Nƣ
ớc
%
Prôtêin
%
Gluxit
%
Cellulose
%
Lipit
%
Tro
%
Thành phần khác
1
Súp lơ
xanh
90,9 2,5 4,9 0,9 0,8
Ca; P; Fe; Vitamin C;
B1; B2; PP và caroten.
2 Bắp cải 95 1,8 5,4 1,6 - 1,2 P, Ca, Fe, Vitamin C…
3
Rau
muống
92 3,2 2,5 1 - 1,3
Ca, P,Fe, Vitamin B1, C,
B2, Caroten

4 Cải thìa 92,2 1,9 5,6 1,2 - 1,4 P, Ca, Fe, Vitamin C…
1.1.2. Công dụng của rau xanh
Rau xanh không những là loại thực phẩm hàng ngày mà còn là các vị thuốc
chữa bệnh dễ tìm kiếm và dễ sử dụng. Cụ thể như sau:
Súp lơ xanh (hay Su lơ, Cải hoa, Bông cải - Brassica oleracea L. var. botrytis
L., thuộc họ Cải - Brassicaceae). Búp tròn, màu xanh thẫm, vị ngọt và thơm. Giàu
vitamin C và chất xơ hòa tan.
Súp lơ bắt nguồn từ loài Cải bắp - Brassica oleracea L., đã được trồng nhiều ở
các nước châu Âu và các nước ôn đới trên thế giới với nhiều giống trồng khác nhau.
Sup lơ được nhập trồng ở nước ta vào cuối thế kỷ 19, hiện nay được trồng tốt ở
nhiều tỉnh vùng núi cao như Lào Cai, Lai Châu, Hà Giang, Lâm Đồng... trồng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên h t t p: / / w w w . l r c - t nu . e du . v n
4
được quanh năm, còn ở Thái Nguyên và một số tỉnh khác thường trồng vào vụ
đông. Sup lơ là loại rau ăn quen thuộc của nhân dân ta, có thể dùng ăn xào, nấu
canh, ăn sống. Cũng có thể dùng làm thuốc như Bắp cải hay Su hào.
Bắp cải: Là loại rau có nguồn gốc ôn đới, có rất nhiều tác dụng. Dùng đắp
ngoài để tẩy uế làm liền sẹo, mụn nhọt…Ngoài ra, bắp cải còn là thuốc làm dịu đau
cho bệnh nhân bệnh thấp khớp, thống phong, đau dây thần kinh hông…Đặc biệt, nó
là loại thuốc mạnh để chống kích thích thần kinh và chứng mất ngủ, dùng cho người
hay lo âu và suy nhược thần kinh.
Rau muống (Ipomoea aquatica Forssk, thuộc họ Khoai lang- Convolvulaceae)
là loại dây mọc bò trong các ao hồ, ruộng nước, những nơi đất ẩm, là màu lục, hìn
đầu mũi tên, hoa màu trắng hoặc tím nhạt, hình cái phễu. Rau muống có vị ngọt,
nhạt, tính mát, có tác dụng thanh nhiệt, giải độc, lợi tiểu, cầm máu. Có thể dùng dưới
dạng thuốc sắc hay chiết dịch dùng tươi, dùng ngoài giã nát đắp.
Cải thìa (Cải thìa, Cải bẹ trắng, - Brassica chinensis L) là cây thảo sống 1 năm
hoặc 2 năm, cao 25-70cm, với 1,5m. Rễ không phình thành củ. Lá ở gốc, to, màu
xanh nhạt, gân giữa trắng, nạc; phiến hình bầu dục nhẵn, nguyên hay có răng không
rõ, men theo cuống, tới gốc nhưng không tạo thành cánh; các lá ở trên hình giáo. Hoa

màu vàng tươi họp thành chùm ở ngọn; hoa dài 1-1,4cm, có 6 nhị. Quả cải dài 4-
11cm, có mỏ; hạt tròn, đường kính 1-1,5mm, màu nâu tím. Ra hoa vào mùa xuân. Có
nhiều giống trồng hoặc thứ; có loại có lá sít nhau tạo thành bắp dài (var. cylindrica)
có loại có lá sít thành bắp tròn (var. cephalata); có loại không bắp có ít lá sát nhau
(var. laxa). Cải thìa có nhiều vitamin A, B, C. Lượng vitamin C của nó rất phong phú,
đứng vào bậc nhất trong các loại rau. Sau khi phơi khô, hàm lượng vitamin C vẫn còn
cao. Tính vị, tác dụng: Cải thìa là thực phẩm dưỡng sinh, ăn vào có thể lợi trường vị,
thanh nhiệt, lợi tiểu tiện và ngừa bệnh ngoài da. Cải thìa có tác dụng chống scorbut,
tạng khớp và làm tan sưng. Hạt Cải thìa kích thích, làm dễ tiêu, nhuận tràng.
1.1.3. Một số tiêu chí rau an toàn
1.1.3.1. Định nghĩa
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên h t t p: / / w w w . l r c - t nu . e du . v n
5
Trong quá trình gieo trồng, để có sản phẩm rau an toàn nhất thiết phải áp
dụng các biện pháp kỹ thuật và sử dụng một số nguyên liệu như nước, phân bón,
thuốc phòng trừ sâu bệnh.
Trong các nguyên liệu này, kể cả đất trồng, đều có chứa những nguyên tố gây ô
nhiễm rau và ít nhiều đều để lại một số dư lượng trên rau sau khi thu hoạch. Trong
thực tế hiện nay hầu như không thể có sản phẩm rau sạch với ý nghĩa hoàn toàn
không có yếu tố độc hại. Tuy vậy, những yếu tố này thực sự chỉ gây độc khi chúng
để lại một dư lượng nhất định nào đó trên rau, dưới mức dư lượng này thì không
độc hại. Mức dư lượng tối đa không gây hại cho người có thể chấp nhận gọi là mức
dư lượng cho phép (hoặc ngưỡng dư lượng giới hạn).
Như vậy, những sản phẩm rau không chứa hoặc có chứa dư lượng các yếu tố
độc hại nhưng dưới mức dư lượng cho phép được coi là rau an toàn với sức khỏe
người, nếu trên mức dư lượng cho phép là rau không an toàn.
1.1.3.2. Các yếu tố gây ô nhiễm cho rau
Các nhiều yếu tố làm rau bị ô nhiễm, xong quan trọng nhất là do các yếu tố sau:
• Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật
• Dư lượng nitrate (NO

3
-
)
• Sinh vật gây bệnh
• Dư lượng kim loại nặng
- Khái niệm
Các kim loại nặng như asen (As), chì (Pb), thủy nhân (Hg), đồng (Cu), kẽm
(Zn), thiếc (Sn),… nếu vượt quá cho phép cũng là những chất có hại cho cơ thể, hạn
chế sự phát triển của tế bào và hoạt động của máu, gây thiếu máu, biến động thân
nhiệt, rối loạn tiêu hóa…
- Nguyên nhân
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên h t t p: / / w w w . l r c - t nu . e du . v n
6
• Trong thuốc BVTV và phân bón NPK có chứa cả một số kim loại nặng.
Trong quá trình tưới tiêu, các kim loại nặng này bị rửa trôi xuống ao hồ, sông
rạch, thâm nhập vào mạch nước ngầm gây ô nhiễm nguồn nước tưới rau.
• Nguồn nước thải của thành phố và các khu công nghiệp chứa nhiều kim loại
nặng chuyển trực tiếp vào rau tươi.
- Biện pháp khắc phục
• Không trồng rau trong khu vực có chất thải của nhà máy, các khu vực đất đã
bị ô nhiễm do quá trình sản xuất trức đó gây ra.
• Không tưới rau bằng nguồn nước có nước thải của các nhà máy công nghiệp.
Những yếu tố trên là nguyên nhân chủ yếu làm cho rau bị ô nhiễm, ảnh
hưởng đến sức khỏe người, trong đó phổ biến nhất là thuốc BVTV và vi sinh vật
gây bệnh. Vì vậy, yêu cầu cần thiết là phải gieo trồng thế nào để có được những sản
phẩm rau không bị ô nhiễm, tức rau an toàn đối với tất cả mọi người.
1.1.3.3. Tiêu chuẩn rau an toàn
Ngày 19/12/2007, bộ trưởng bộ Y tế đã ra quyết định số 46-2007-QĐ-BYT
“Quy định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hóa học trong thực phẩm’’. Trong
quyết định này qui định mức dư lượng cho phép trên sản phẩm rau đối với hàm

lượng nitrate, kim loại nặng, vi sinh vật gây bệnh và thuốc BVTV. Các mức dư
lượng cho phép này chủ yếu dựa vào qui định của Tổ chức lương nông tế giới
(FAO) và Tổ chức y tế thế giới (WHO). Các cá nhân, tổ chức sản xuất và sử dụng
rau dựa vào các mức dư lượng này để kiểm tra xác định sản phẩm có đạt tiêu chuẩn
an toàn hay không.
Ngoài ra trong thực tế rau an toàn còn phải mang tính hấp dẫn về mặt hình
thức: rau phải tươi, không có bụi bẩn, không có triệu chứng bệnh và được đựng
trong bao bì sạch sẽ.
Yêu cầu về chất lượng rau an toàn phụ thuộc vào điều kiện môi trường canh
tác và kỹ thuật trồng trọt. Yêu cầu về hình thức được thực hiện khi thu hoạch và
trong quá trình bảo quản, đóng gói.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên h t t p: / / w w w . l r c - t nu . e du . v n
7
1.2. TÍNH CHẤT CỦA Cd VÀ Pb [18, 24, 25]
1.2.1. Tính chất vật lý
Cadimi và Chì đều là các kim loại nặng có ánh kim. Cadimi là kim loại nóng
chảy, có màu trắng bạc nhưng trong không khí ẩm, nó dần bị bao phủ bởi lớp màng
oxit nên mất ánh kim, còn chì kim loại có màu xám xanh, mềm, bề mặt chì thường
mờ đục do bị oxi hoá.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên h t t p: / / w w w . l r c - t nu . e du . v n
8
Bảng 1.2: Một số hằng số vật lý quan trọng của Cadimi và Chì
Hằng số vật lý
Cd
Pb
Khối lượng nguyên tư (đvc) 112,411
207,21
Nhiệt độ nóng chảy (
0
C)

321,07 327,4
Nhiệt độ sôI (
0
C)
767 1740
Tỉ khối (25
0
C) (g/cm
3
)
8,642 11,530
Năng lượng ion hoá thứ nhất (eV)
8,99 7,42
Bán kính nguyên tử (Å)
1,56 1,75
Cấu trúc tinh thể Lục giác bó chặt Lập phương tâm diện
1.2.2. Tính chất hoá học
• Ở nhiệt độ thường Cadimi và Chì bị oxi hoá bởi oxi không khí tạo thành lớp
oxit bền, mỏng bao phủ bên ngoài kim loại.
2Pb + O
2
=
2PbO
2Cd + O
2
=
2CdO
• Cadimi và Chì tác dụng được với các phi kim như halogen tạo thành
đihalogenua, tác dụng với lưu huỳnh và các nguyên tố không kim loại khác
như photpho, selen…

Cd +
X
2
t
o
=
CdX
2
t
o
Pb + X
2
=
PbX
2
• Ở nhiệt độ thường Cadmi và Chì bền với nước do có màng oxit bảo
vệ.
Nhưng ở nhệt độ cao Cd khử hơi nuớc biến thành oxit, còn khi có mặt oxi,
chì có thể tương tác với nước tạo thành hyđroxit:
t
o
Cd + H
2
O
= CdO +
H
2
2Pb + 2H
2
O + O

2
=
2Pb(OH)
2
Cd tác dụng dễ dàng với axit không phải là chất oxi hoá, giải phóng khí
hiđro. Ví dụ: HCl
1
Trong dung dịch thì:
Cd + HCl = CdCl
2
+
H
2
Cd + H
3
O
+
+ H
2
O =
[Cd(H
2
O)
2
]
2+
+ H
2
2
Còn chì có thế điện cực âm nên về nguyên tắc nó tan được trong các axit.

Nhưng thực tế chì chỉ tương tác trên bề mặt với dung dịch axit HCl loãng và axit
H
2
SO
4
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 bảp 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 kì nồng độ nào chì tương tác như một kim

loại:
3Pb + 8HNO
3 loãng
= 3Pb(NO
3
)
2
+ 2NO + 4H
2
O
Chì có thể tan trong axit axetic và các axit hữu cơ khác:
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 hiđro:
Pb + 2KOH + 2H
2
O = K
2
[Pb(OH)

4
] +
H
2
1.2.3. Các hợp chất của Cd và Pb
1.2.3.1. Các oxit
a, Cadimi oxit
- CdO có màu từ vàng đến nâu gần như đen tuỳ thuộc vào quá trình chế hoá
nhiệt, nóng chảy ở 1813
o
C, có thể thăng hoa, không phân huỷ khi đun nóng, hơi
CdO rất độc.
- CdO không tan trong nước chỉ tan trong axit và kiềm nóng chảy:
CdO + 2KOH
(nóng chảy)
= K
2
CdO
2
+ H
2
O
- 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
b, Chì oxit
Cd(OH)

2
= CdO + H
2
O
CdCO
3
= CdO + CO
2
- Chì có hai oxit là PbO, PbO
2
và hai oxit hỗn hợp là chì metaplombat
Pb
2
O
3
(hay PbO.PbO
2
), chì orthoplombat Pb
3
O
4
(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, khi đun nóng trong không khí bị oxi hoá
thành Pb
3
O
4
.
- Đioxit PbO
2
là chất rắn màu nâu đen, có tính lưỡng tính nhưng tan
trong
kiềm dễ hơn trong axit. Khiđun nóng PbO
2
mất dần oxi biến thành các oxit trong đó
chì có số oxi hoá thấp hơn:
290 - 320
o
C
390 - 420
o
C 530 - 550
o
C
PbO
2
Pb
2
O
3

Pb
3
O
4
PbO
(nâu đen) (vàng đỏ) (đỏ)
(vàng)
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. Các hyđroxit
Cd(OH)
2
là kết tủa nhầy ít tan trong nước và có màu trắng, còn Pb(OH)
2
là
chất kết tủa màu trắng không tan trong nước. Khi đun nóng chúng dễ mất nước biến
thành oxit.
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, còn Pb(OH)
2
là chất
lưỡng tính.

Khi tan trong axit, nó tạo thành muối của cation Cd
2+
, Pb
2+
:
Cd(OH)
2
+ 2HCl = CdCl
2
+ 2H
2
O
Pb(OH)
2
+ 2HCl = PbCl
2
+ 2H
2
O
Cd chỉ tan trong kiềm nóng chảy, còn Pb tan trong dung dịch kiềm mạnh, nó
tạo thành muối hiđroxoplombit:
Pb(OH)
2
+ 2KOH =
K
2
[P
b(OH)
4
]

Muối hiđroxoplombit dễ tan trong nước và bị thuỷ phân mạnh nên chỉ bền
trong dung dịch kiềm dư.
Cd tan trong dung dịch NH
3
tạo thành hợp chất phức:
Cd(OH)
2
+ 4NH
3
= [Cd(NH
3
)
4
](OH)
2
1.2.3.3. Các muối
a, Các muối của Cadimi
Các muối halogenua (trừ florua), nitrat, sunfat, peclorat và axetat của Cd 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

+
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.

b, Các muối của chì
Các muối Pb(II) thường là tinh thể có cấu trúc phức tạp, không tan trong
nước trừ Pb(NO
3
)
2
, Pb(CH
3
COO)
2
.
Ion Pb(II) có thể tạo nhiều phức với hợp chất hữu cơ, điển hình là với
đithizon ở pH 8,5-9,5, tạo phức màu đỏ gạch.
Các đihalogenua chì đều là chất rắn không màu, trừ PbI
2
màu vàng, 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