Phân tích hàm lượng coban di động trong một số loại đất nông nghiệp bằng phương pháp trắc quang phân tử UV-VIS

Kiểm nghiệm thực phẩm và thuốc thử hữu cơ

GVHD: Ths Lê Thị Mùi


LỜI MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề bài
Ngày nay, người ta đã khẳng định được rằng nhiều nguyên tố kim loại có vai trò cực
kỳ quan trọng đối với cơ thể sống và con người. Tuy nhiên nếu hàm lượng lớn chúng sẽ
gây độc hại cho cơ thể. Sự thiếu hụt hay mất cân bằng của nhiều kim loại vi lượng trong
các bộ phận của cơ thể như gan, tóc, máu, huyết thanh... là những nguyên nhân của bệnh
tật, ốm đau hay suy dinh dưỡng và có thể gây tử vong. Thậm chí, đối với một số kim loại
người ta mới chỉ biết đến tác động độc hại của chúng đến cơ thể.
Nguyên tố kim loại có thể xâm nhập vào cơ thể con người chủ yếu thông qua đường
tiêu hóa và hô hấp. Tuy nhiên, cùng với mức độ phát triển của công nghiệp và sự đô thị
hoá, hiện nay môi trường sống của chúng ta bị ô nhiễm trầm trọng. Các nguồn thải kim
loại từ các khu công nghiệp vào không khí, vào nước, vào đất, vào thực phẩm rồi xâm
nhập vào cơ thể con người qua đường ăn uống, hít thở dẫn đến sự nhiễm độc. Do đó việc
nghiên cứu và phân tích các kim loại trong môi trường sống, trong thực phẩm và tác động
của chúng tới cơ thể con người nhằm đề ra các biện pháp tối ưu bảo vệ và chăm sóc sức
khoẻ cộng đồng là một việc vô cùng cần thiết. Nhu cầu về thực phẩm sạch, đảm bảo sức
khỏe đã trở thành nhu cầu thiết yếu, cấp bách và được toàn xã hội quan tâm.
Nước ta là một nước phát triển dựa chủ yếu vào nông nghiệp. Nhưng trong những
năm gần đây, do lạm dụng quá nhiều hóa chất nên các loại thực phẩm rau quả và một số
loại đất nông nghiệp đã bị ô nhiễm, hàm lượng các nguyên tố kim loại đã tăng vượt mức
so với hàm lượng cho phép. Chính vì thế, nhóm đã chọn đề tài “Phân tích hàm lượng
coban di động trong một số loại đất nông nghiệp bằng phương pháp trắc quang
phân tử UV-VIS”.
2. Ý nghĩa khoa họa và thực tiễn của đề bài
Các kết quả thu được của đề tài góp phần xây dựng phương pháp xác định tổng hàm

lượng coban trong một số loại đất nông nghiệp bằng phương pháp trắc quang phù hợp
với các điều kiện của phòng thí nghiệm.
Thông qua kết quả phân tích đánh giá hàm lượng coban có thể đánh giá khả năng
tích tụ coban trong một số mẫu đất nông nghiệp.

SVTH: Ngọc Thành, Hoàng Hưng

Trang 1


Kiểm nghiệm thực phẩm và thuốc thử hữu cơ

GVHD: Ths Lê Thị Mùi

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Nguyên tố Coban
1.1.1. Giới thiệu về Coban
– Coban là nguyên tố kim loại vi lượng.
– Khối lượng nguyên tử là 27đvc.
– Ký hiệu là Co.
– Nhiệt độ sôi là 3200oK.
– Nhiệt độ nóng chảy là 1768oK.

Hình – Quặng Coban

1.1.2. Lịch sử của Coban
Coban được phát hiện bởi Georg Brandt, một nhà hóa học Thụy Điển, vào năm
1739. Brandt đã cố gắng để chứng minh rằng khả năng các loại khoáng sản màu thủy tinh

màu xanh là do một yếu tố không rõ và không bismuth, như thường tin vào thời điểm đó.
Quặng chính của Coban là cobaltite (CoAsS) và erythrite (Co 3(ASO4)2). Coban thường
được phục hồi như là một sản phẩm phụ của khai thác và tinh luyện Niken, bạc, chì, đồng
và sắt.

SVTH: Ngọc Thành, Hoàng Hưng

Trang 2


Kiểm nghiệm thực phẩm và thuốc thử hữu cơ

GVHD: Ths Lê Thị Mùi

1.1.3. Vai trò của coban
Coban rất cần thiết cho cây trồng. Nó là thành phần trung tâm của vitamin
cobalamin (B12). Hoạt tính xúc tác của carbonxylase được gia tăng khi có mặt của nguyên
tố coban.
Coban rất cần thiết cho việc tượng hoa, ra hoa, đậu quả và hạn chế rụng quả non.
Ngoài ra coban còn tác dụng giúp cây tăng sức chống chịu sâu bệnh và điều kiện nắng
nóng trong mùa khô. Coban có tác dụng tốt đến sự tổng hợp carotenoid.
1.1.4. Ảnh hưởng sức khỏe của coban
Coban mang lại lợi ích cho con người bởi vì nó là một phần của vitamin B12, đó là
điều cần thiết cho sức khỏe con người. Coban được sử dụng để điều trị thiếu máu với phụ
nữ mang thai, bởi vì nó kích thích việc sản xuất của các tế bào máu đỏ. Tuy nhiên, nồng
độ quá cao của coban có thể gây tổn hại sức khỏe con người. Khi chúng ta hít thở nồng
độ quá cao của coban trong không khí chúng ta sẽ bị các hiệu ứng về phổi như hen suyễn
và viêm phổi. Điều này chủ yếu xảy ra với những người làm việc với coban.
Ảnh hưởng sức khỏe là kết quả của sự hấp thụ nồng độ cao của coban:
– Nôn và buồn nôn.

– Tầm nhìn có vấn đề.
– Tim có vấn đề.
– Tuyến giáp thiệt hại.
Ảnh hưởng sức khỏe cũng có thể được gây ra bởi bức xạ của các đồng vị phóng xạ
coban. Điều này có thể gây ra vô sinh, rụng tóc, chảy máu, nôn mửa, tiêu chảy, hôn mê
và thậm chí tử vong. Bức xạ này đôi khi được sử dụng với bệnh nhân ung thư để tiêu diệt
các khối u. Những bệnh nhân này cũng bị rụng tóc, tiêu chảy và nôn mửa.
Coban bụi có thể gây ra bệnh hen suyễn với các triệu chứng khác nhau, từ ho, khó
thở và khó thở giảm chức năng phổi, xơ hóa nốt, tàn tật vĩnh viễn, và cái chết. Tiếp xúc
với coban có thể gây ra giảm cân, viêm da, và quá mẫn đường hô hấp.
1.2. Các phương pháp vô cơ hóa mẫu
1.2.1. Phương pháp vô cơ hóa mẫu khô
Phương pháp vô cơ hóa khô là phương pháp nung để xử lý mẫu, đây chính là bước
đầu tiên của quá trình xử lý mẫu. Trong quá trình nung mẫu ta có thể thêm chất phụ gia
vào để giảm nhiệt độ nung, quá trình nung xảy ra nhanh và bảo vệ chất phân tích không
bị mất.

SVTH: Ngọc Thành, Hoàng Hưng

Trang 3


Kiểm nghiệm thực phẩm và thuốc thử hữu cơ

GVHD: Ths Lê Thị Mùi

* Ưu điểm: - Thao tác cách làm đơn giản.
- Không phải dùng nhiều axit, kiềm đặc.
- Xử lý triệt để, tốn ít thời gian.
* Nhược điểm: có thể làm mất chất phân tích sau khi đem ra khỏi lò nung.

1.2.2. Phương pháp vô cơ hóa mẫu ướt
* Nguyên tắc chung: Dùng axit đặc có tính oxi hoá mạnh như (HNO 3, HClO4…), hay
hỗn hợp các axit đặc có tính oxi hoá mạnh (HNO 3 + H2O2)… để phân huỷ hết chất hữu cơ
và chuyển các kim loại ở dạnh hữu cơ về dạng ion trong dung dịch muối vô cơ. Việc
phân huỷ có thể thực hiện trong hệ đóng kín (áp suất cao), hay trong hệ mở (áp suất
thưòng). Lượng axit thường phải dùng gấp từ 10 - 15 lần lương, tuỳ thuộc mỗi loại mẫu
và cấu trúc vật lý hoá học của nó. Thời gian phân huỷ mẫu trong các hệ hở, bình Kendan,
ống nghiệm, cốc…thường từ vài giờ đến vài chuc giờ, cũng tuỳ loại mẫu, bản chất của
các chất, còn nếu trong lò vi sóng hệ kín thì chỉ cần vài chục phút. Thường khi phân huỷ
xong phải đuổi hết axit dư trước khi định mức và tiến hành đo phổ.

* Ưu điểm: Hầu như không bị mất các chất phân tích, nhất là trong lò vi sóng.
* Nhược điểm: Nếu xử lý trong các hệ hở thì thời gian phân huỷ mẫu rất dài, tốn
nhiều axit đặc tinh khiết cao, dễ bị nhiễm bẩn do môi truờng hay axit dùng, phải đuổi axit
dư lâu nên dễ bị nhiễm bụi bẩn vào mẫu.
1.2.3. Phương pháp vô cơ hóa mẫu khô - ướt kết hợp
Nguyên tắc: Mẫu được phân hủy trong chén hay trong cốc nung mẫu. Trước tiên
người ta thực hiện xử lý ướt trong cốc hay chén bằng một lượng nhỏ dung môi hay hỗn
hợp dung môi để phá vỡ sơ bộ cấu trúc ban đầu của hợp chất mẫu và tạo điều kiện giữ
một số nguyên tố có thể bay hơi khi nung, sau đó mới đem nung ở một nhiệt độ thích hợp
cho đến tro trắng.
So với phương pháp vô cơ hóa khô và vô cơ hóa ướt, phương pháp vô cơ hóa mẫu
khô – ướt kết hợp hạn chế được sự mất mát của một số chất phân tích do nhiệt độ cao; sự
tro hóa là triệt để, sau khi hòa tan sẽ được dung dịch mẫu trong; không tốn nhiều dung
môi đặc biệt là axit tinh khiết (lượng dung môi chỉ bằng 1/4 đến 1/3 lượng cần dùng cho
xử lý ướt), thời gian xử lý nhanh và triệt để hơn so với cách xử lý thông thường, không
phải đuổi axit dư lâu nên hạn chế được sự nhiễm bẩn do môi trường; phù hợp cho nhiều
loại mẫu khác nhau để xác định kim loại và anion, không cần trang bị phức tạp như hệ lò
vi sóng đắt tiền.

SVTH: Ngọc Thành, Hoàng Hưng

Trang 4


Kiểm nghiệm thực phẩm và thuốc thử hữu cơ

GVHD: Ths Lê Thị Mùi

1.3. Các phương pháp xác định
1.3.1. Phương pháp trắc quang phân tử UV-VIS
Phương pháp này cho phép xác định nồng độ chất ở khoảng 10 -5 - 10-7M và là một
trong những phương pháp được dùng phổ biến. Phương pháp trắc quang có độ nhạy, ổn
định và độ chính xác khá cao, được sử dụng nhiều trong phân tích vi lượng, tuy nhiên
nhược điểm của phương pháp này là không chọn lọc, một thuốc thử có thể tạo phức với
nhiều ion.
1.3.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS
AAS là một trong những phương pháp hiện đại, được áp dụng phổ biến trong các
phòng thí nghiệm. Phương pháp này xác định được hầu hết các kim loại trong mẫu sau
khi đã chuyển hóa chúng về dạng dung dịch.
Kĩ thuật nguyên tử hoá không ngọn lửa ra đời sau kĩ thuật nguyên tử hoá trong ngọn
lửa. Kĩ thuật này được phát triển rất nhanh và hiện nay đang được ứng dụng rất phổ biến
vì kĩ thuật này có độ nhạy rất cao (mức ppb). Do đó, khi phân tích lượng vết kim loại
trong trường hợp không cần thiết phải làm giàu sơ bộ các nguyên tố cần phân tích.
1.3.3. Phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử AES
Đây là kỹ thuật phân tích được sử dụng rộng rãi trong phép phân tích, nó cho phép
xác định định tính và định lượng của rất nhiều nguyên tố. Ưu điểm của phương pháp này
là phân tích nhanh hàng loạt mẫu. Phân tích cả những đối tượng rất xa dựa vào ánh sáng
phát xạ của chúng. Phương pháp này cho độ nhạy và độ chính xác cao. Độ nhạy cỡ
0,001%.

1.4. Giới thiệu phương pháp trắc quang UV – VIS
1.4.1. Cơ sở lý thuyết
Cơ sở lý thuyết của phương pháp là định luật Lambert - Beer:

D = lg

I0
= ε .C.l
I

Trong đó:
I0: cường độ ánh sáng tới
C: nồng độ dung dịch (mol/l)
l: bề dày lớp dung dịch (cm)
ε: Hệ số tắt phân tử (ε ≤ 105 )
D: mật độ quang (hay độ hấp thụ ánh sáng của dung dịch)

SVTH: Ngọc Thành, Hoàng Hưng

Trang 5


Kiểm nghiệm thực phẩm và thuốc thử hữu cơ

GVHD: Ths Lê Thị Mùi

Đối với dung dịch nhất định chứa trong một loại cuvet nhất định thì ε, l là cố định.
Khi đó D = k.C thể hiện sự phụ thuộc tuyến tính giữa mật độ quang và nồng độ của dung
dịch, đây chính là cơ sở của phương pháp phân tích định lượng.
1.4.2. Cấu tạo máy đo quang phổ hấp thụ phân tử UV – VIS

Các máy đo độ truyền quang và độ hấp thụ (mật độ quang) của dung dịch bao gồm
năm bộ phận cơ bản sau:
– Nguồn bức xạ có năng lượng ổn định.
– Một bộ lọc sóng cho phép tạo ra bức xạ đơn sắc có bước sóng thích hợp với chất
nghiên cứu.
– Ngăn đựng mẫu gồm các cuvet chứa dung dịch đo.
– Đêtectơ là loại thiết bị có khả năng thu những thông tin: cơ, điện, quang thành những
tín hiệu, thường là tín hiệu điện.
– Bộ phận chỉ thị của kết quả đo.
Tùy theo cấu tạo của các loại thiết bị mà người ta chia ra làm hai loại máy đo quang
là máy một chùm tia và máy hai chùm tia.
Đèn Vôn fram
Kính lọc sáng
Cuvet chứa dung dịch so
sánh
Cuvet chứa dung dịch
phân tích
Tế bào quang điện
Gương
Tế bào quang điện
Điện kế chuẩn hóa
100%T
Hình – Sơ đồ máy so màu quang điện hai chùm tia
Các thế hệ máy phổ hiện nay thường được nối với máy vi tính, do đó việc ghi phổ
hết sức thuận lợi nhờ có những chương trình đo tự động theo các chế độ khác nhau.
Ngoài ra, còn có thể lưu giữ phổ đối chiếu và so sánh khi cần thiết.

SVTH: Ngọc Thành, Hoàng Hưng

Trang 6

Kiểm nghiệm thực phẩm và thuốc thử hữu cơ

GVHD: Ths Lê Thị Mùi

1.4.3. Các điều kiện tối ưu
a. Ánh sáng đơn sắc
Do tính chất đặc trưng của các chất màu chỉ hấp thụ những bức xạ đơn sắc có bước
sóng thích hợp nên định luật Lambert- Beer chỉ đúng khi dùng ánh sáng đơn sắc để
nghiên cứu.
b. Phổ hấp thụ
Phổ hấp thụ là đường cong biểu diễn sự phụ thuộc giữa mật độ quang và bước sóng
λ. Ứng với giá trị bước sóng λmax là mật độ quang cực đại Dmax. Với mỗi dung dịch nghiên
cứu ta phải xác định bước sóng λmax trước khi tiến hành phân tích định lượng.
c. Ảnh hưởngcủa nồng độ
Thực nghiệm đã chứng minh rằng mật độ quang D và nồng độ dung dịch C chỉ
tuyến tính trong một khoảng giá trị nồng độ nhất định gọi là khoảng tuyến tính của định
luật Lambert – Beer.

Hình – Sự phụ thuộc mật độ quang D vào nồng độ chất phân tích C
Khoảng tuyến tính là khác nhau đối với các máy đo khác nhau và với các đối tượng
phân tích khác nhau. Do đó phải xác định khoảng tuyến tính cho từng phép phân tích cụ
thể.
d. Ảnh hưởng của pH môi trường
Thuốc thử đưa chất phân tích về phức màu thường là những axit hay bazơ.
Nếu thuốc thử là axit hay bazơ mạnh thì pH của môi trường không ảnh hưởng đến
độ bền của phức. Nhưng chú ý chỉ nên dùng một lượng vừa đủ để tránh lãng phí hóa chất
và có thể đưa tạp chất từ ngoài vào.
Nếu thuốc thử là những axit yếu, thường là những phẩm màu hữu cơ có đặc điểm là

thay đổi màu sắc theo giá trị pH của dung dịch, do đó ta nên chọn thuốc thử có giá trị pH

SVTH: Ngọc Thành, Hoàng Hưng

Trang 7


Kiểm nghiệm thực phẩm và thuốc thử hữu cơ

GVHD: Ths Lê Thị Mùi

tạo phức màu khác xa giá trị pH mà tại đó nó đổi màu. Khi đó ta phải đi tìm điều kiện
môi trường pH tối ưu cho quá trình xác định.
e. Ảnh hưởng của các ion lạ
* Cation lạ: Nó có thể tác dụng với thuốc thử. Nếu tạo màu thì phải loại trừ còn nếu
không tạo màu thì có thể chấp nhận được với điều kiện là hằng số bền của phức tạo thành
bởi cation chất phân tích với thuốc thử phải lớn hơn hằng số bền của phức tạo thành bởi
cation lạ với thuốc thử, βMR > βAR (trong đó M là cation cần xác định, R là thuốc thử và A
là cation lạ), hoặc có thể thêm chất phụ X vào sao cho: βAR < βXR < βMR.
* Anion lạ: Nếu nó không tác dụng với cation cần xác định thì không ảnh hưởng
nhưng ngược lại thì phải loại bỏ bằng phương pháp che hoặc chiết bằng dung môi hữu
cơ.
f. Ảnh hưởng của thời gian
Thời gian ổn định màu của phức giữa chất cần phân tích với thuốc thử phải được
kiểm tra vì cường độ màu của dung dịch chỉ bền trong một thời gian nhất định.
1.4.4. Các phương pháp phân tích định lượng
a. Phương pháp đường chuẩn
Nguyên tắc: chuẩn bị một dãy dung dịch chất chuẩn cần phân tích có nồng độ chính
xác khác nhau, tăng dần: C1, C2, C3, C4, C5,…Thêm thuốc thử phân tích, tạo môi trường
phù hợp. Đo mật độ quang cho các dung dịch chuẩn ta được các giá trị D 1, D2, D3, D4, D5,

…
Xây dựng đồ thị D = f (C) theo dạng tuyến tính bậc một: y = a.x + b.
D
D5
D4
Dx
D3
D2
D1
C1

C2

C3

Cx C4

C5

C

Hình – Đường chuẩn của phương pháp đo quang

SVTH: Ngọc Thành, Hoàng Hưng

Trang 8


Kiểm nghiệm thực phẩm và thuốc thử hữu cơ

GVHD: Ths Lê Thị Mùi

Chuẩn bị dung dịch phân tích trong điều kiện tương tự như dung dịch chuẩn, đưa
vào máy đo mật độ quang Dx, dựa vào phương trình của đồ thị để xác định Cx.
* Ưu điểm: dễ làm, rất thuận tiện khi phân tích hàng loạt nhiều mẫu, có độ chính xác
cao, thường có thể loại bỏ được sai số hệ thống.
* Nhược điểm: dung dịch chuẩn thường có thành phần không giống như dung dịch
mẫu phân tích nên có thể có những ảnh hưởng mà ta không xác định được, nhiều thao tác
nên tốn thời gian.
b. Phương pháp thêm chuẩn
– Đo mật độ quang Dx cho dung dịch phân tích có nồng độ Cx: Dx = K.Cx.
– Thêm vào dung dịch phân tích một lượng chính xác chất chuẩn phân tích C ch,
đưa vào máy đo mật độ quang, được giá trị D: D = K.(Cx + Cch).
Dx
Cx
=
D C x + C ch

→ Cx =

Dx .Cch
D − Dx

Ưu điểm của phương pháp là loại bỏ được ảnh hưởng của các thành phần khác có
trong dung dịch phân tích, dễ viết chương trình cho máy. Tuy nhiên, phương pháp này
cũng có hạn chế là tốn thời gian, yêu cầu phải rất tuyến tính.
1.5. Tình hình nghiên cứu và kiểm soát hàm lượng các kim loại nặng trong đất trên
thế giới và Việt Nam hiện nay
1.5.1. Tình hình trên thế giới
Tại Ba Lan, người ta đã nghiên cứu hàm lượng của một số muối kim loại nặng trong

đất như muối của chì (II), đồng (II), mangan (II), coban (II), molypden (IV) và sắt (III).
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc tăng nồng độ chì trên bề mặt đất đã ảnh hưởng tiêu
cực đến đời sống của hệ động thực vật tại đây. Đất cũng bị ô nhiễm bởi các nguồn cung
cấp đồng như khai thác khoáng sản, sử dụng phân bón hữu cơ, nước thải của các nhà
máy. Trong nhiều trường hợp, đồng thực sự là một mối đe dọa đối với đất, sự tập trung
với nồng độ lớn của nó sẽ làm giảm giá trị của môi trường đất. Sự xuất hiện của mangan
trong đất phụ thuộc vào nồng độ của nó trong tự nhiên và từ các nguồn khác. Sự tập trung
của các mỏ khoáng sản cũng như quá trình làm giàu tự nhiên của đất đã làm gia tăng quá
mức hàm lượng của mangan. Coban cũng giống như sắt với tính năng của nó trong địa
hóa học là không gây độc hại và không gây ra mối đe dọa nghiêm trọng đối với môi

SVTH: Ngọc Thành, Hoàng Hưng

Trang 9


Kiểm nghiệm thực phẩm và thuốc thử hữu cơ

GVHD: Ths Lê Thị Mùi

trường. Nồng độ của nó trong dung dịch đất là thấp nhất khi so sánh với thành phần của
các kim loại nặng khác. Molypden phân tán trên bề mặt đất với hàm lượng khá thấp.
Nồng độ cao hơn được tìm thấy ở các khu vực có chứa gỉ sắt hay các loại đất mùn. Sắt là
một trong những nguyên tố chính của trái đất. Trong đất, sắt tồn tại dưới dạng các hợp
chất khác nhau ở cả hai dạng tinh thể và vô định hình. Các hợp chất của sắt bị ảnh hưởng
bởi sự thay đổi hóa học của các nguyên tố khác, đặc biệt là nhóm nguyên tố quý hiếm.
Muối

Nồng độ I
(0,05 mM/kg)

Nồng độ II
(0,5 mM/kg)

Nồng độ III
(5 mM/kg)

Nồng độ IV
(50 mM/kg)

Chì (II)
Đồng (II)
Mangan (II)

(g/kg)
0.0165
0.0123
0.0143

(g/kg)
0.1650
0.1230
0.1430

(g/kg)
1.6500
1.2300
1.4300

(g/kg)

16.5000
12.3000
14.3000

Coban (II)

0.0145

0.1450

1.4500

14.5000

Molypden (IV)
Sắt (III)

0.0251
0.0178

0.2510
0.1780

2.5100
1.7800

21.5000
17.8000

Bảng – Hàm lượng muối kim loại nặng trong đất ở Ba Lan

Xu hướng ô nhiễm đất ở Châu Á: tại Đài Loan, hơn 90% khu vực đất nông thôn bị ô
nhiễm bởi các nguồn nước thải. Thách thức lớn nhất của chính phủ chính là sự ô nhiễm
Cd trong gạo nâu vào năm 1988. Hơn 300 hecta đất nông nghiệp ở miền trung Đài Loan
cũng được tìm thấy là bị ô nhiễm bởi các nguyên tố phức tạp (Cu, Cr, Ni, Pb và Zn) được
thải ra từ các dự án xả thải bất hợp pháp trong khu vực. Tại Nhật Bản, một cuộc điều tra
về các kim loại nặng trong đất của cơ quan môi trường đã được tiến hành trên các đối
tượng Cu, Zn, Cd, Pb, Cr, Mn, Ni và As trong đất nông nghiệp và đất rừng trong khoảng
thời gian 1978 – 1982. Các mẫu đất được thu thập từ 687 vị trí và kết quả thu được từ
cuộc khảo sát sẽ được sử dụng để xác định mức độ phong phú tự nhiên của các kim loại
nặng trong đất canh tác ở trong nước. Tại Hàn Quốc, một dự án giám sát rộng rãi về các
kim loại nặng trong đất và cây trồng đã được tiến hành trong vài năm qua và phát hiện ra
rằng nồng độ của Cd, Cu, Pb và Zn trong đất trồng lúa là thấp so với ngưỡng ô nhiễm của
đất canh tác.
1.5.2. Tình hình ở Việt Nam
Theo GS.TS Lê Doãn Diên, giám đốc Trung tâm Tư vấn Đầu tư Nghiên cứu Phát
triển Nông thôn cho biết hàm lượng kim loại nặng trong nhiều vùng đất trồng rau ở khu
vực miền Bắc vượt tiêu chuẩn cho phép hàng chục thậm chí hàng trăm lần. Nguyên nhân
chủ yếu là do sự tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật và phân bón. Khảo sát mới nhất của Hội

SVTH: Ngọc Thành, Hoàng Hưng

Trang 10


Kiểm nghiệm thực phẩm và thuốc thử hữu cơ

GVHD: Ths Lê Thị Mùi

Khoa học & Công nghệ Lương thực Thực phẩm Việt Nam (VAFOST) cho kết quả tại các
vùng trồng táo, trồng nho do người trồng có thói quen phun nhiều lần trong mùa vụ cho

đến sát mùa vụ thu hoạch trái. Cách phun thuốc này để lại một dư lượng độc hại khá cao
trong rau quả.
Một nghiên cứu khác của Đại học Y khoa Hà Nội cũng cho kết quả lượng
monocrotophos và cypermethrin trong quả táo ở thị trường thành phố Hồ Chí Minh cũng
cho thấy mức dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật lớn hơn mức độ cho phép nhiều lần.
Không chỉ lạm dụng hóa chất trong chăm bón cây trồng, thói quen dùng nước cống, nước
thải tưới rau tại nhiều địa phương có diện tích đất trồng lớn cũng là vấn đề chưa có cách
giải quyết. Cuộc kiểm tra mới đây nhất do Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp & Phát triển Nông
thôn ở ngoại thành Hà Nội cho thấy các cánh đồng rau muống, mồng tơi, ngải cứu xanh
mướt thuộc thôn Bằng B, phường Hoàng Liệt (quận Hoàng Mai), mùi hôi thối không có
gì thay đổi so với lần kiểm tra trước đó. Nguyên nhân là nguồn nước dùng để tưới tiêu
vẫn chủ yếu lấy từ sông Tô Lịch. Tình trạng dùng nước bẩn tưới rau cũng vẫn diễn ra ở
một số vùng trồng rau khác thuộc Đông Anh - Hà Nội.
1.6. Sơ lược vài nét về đất nông nghiệp
V.V.Dokuchaev, nhà khoa học người Nga tiên phong trong lĩnh vực khoa học đất
cho rằng: đất như là một thực thể tự nhiên có nguồn gốc và lịch sử phát triển riêng, là
thực thể với những quá trình phức tạp và đa dạng diễn ra trong nó.
Đất là vô cùng quan trọng cho mọi loại hình sự sống trên trái đất vì nó hỗ trợ sự
sinh trưởng của thực vật, đến lượt mình thì các loài thực vật lại cung cấp thức ăn và oxi
cũng như hấp thụ dioxit cacbon.
Đất có thể chia ra thành hai lớp tổng quát hay tầng: tầng đất bề mặt, là lớp trên cùng
nhất, ở đó phần lớn các loại rễ cây, vi sinh vật và các loại hình sự sống động vật khác cư
trú và tầng đất cái, tầng này nằm sâu hơn và thông thường dày đặc và chặt hơn cũng như
ít các chất hữu cơ hơn.
Nước, không khí cũng là thành phần của phần lớn các loại đất. Không khí, nằm
trong các khoảng không gian giữa các hạt đất và nước, nằm trong các khoảng không gian
cũng như bề mặt các hạt đất, chiếm khoảng một nửa thể tích của đất. Cả hai đều đóng vai
trò quan trọng trong sự sinh trưởng của thực vật và các loại hình sự sống khác trong thiết
diện đứng của đất trong một hệ sinh thái cụ thể.

SVTH: Ngọc Thành, Hoàng Hưng

Trang 11


Kiểm nghiệm thực phẩm và thuốc thử hữu cơ

GVHD: Ths Lê Thị Mùi

Căn cứ vào tỉ lệ các loại hạt (thành phần đá và khoáng chất) trong đất người ta chia
đất ra làm 3 loại chính: đất cát, đất thịt và đất sét. Chúng có các tỉ lệ các hạt cát, limon và
sét như sau: đất cát: 85% cát, 10% limon và 5% sét; đất thịt: 45% cát, 40% limon và 15%
sét; đất sét: 25% cát, 30% limon và 45% sét.
Các loại đất tiến hóa tự nhiên theo thời gian bởi các hoạt động của thực vật, động
vật và phong hóa. Đất cũng chịu ảnh hưởng bởi các hoạt động sống của con người. Con
người có thể cải tạo đất để làm cho nó thích hợp hơn đối với sự sinh trưởng của thực vật
thông qua việc bổ sung các chất hữu cơ và phân bón tự nhiên hay tổng hợp, cũng như cải
tạo tưới tiêu hay khả năng giữ nước của đất. Tuy nhiên, các hoạt động của con người
cũng có thể làm thoái hóa đất bởi sự làm cạn kiệt các chất dinh dưỡng, ô nhiễm cũng như
làm tăng sự xói mòn đất.
1.7. Chuẩn bị mẫu đất
Chuẩn bị mẫu là khâu cơ bản, quan trọng đầu tiên trong phân tích đất. Hai yêu cầu
chủ yếu của công tác chuẩn bị mẫu là: mẫu phải có tính đại diện cao cho vùng nghiên
cứu; mẫu phải được nghiền nhỏ đến độ mịn thích hợp tùy thuộc vào yêu cầu phân tích.
1.7.1. Lấy mẫu phân tích
Tùy thuộc vào mục đích nghiên cứu mà lựa chọn cách lấy mẫu thích hợp. Thông
thường có một số cách lấy mẫu như sau: lấy mẫu theo tầng phát sinh, lấy mẫu cách biệt
hoặc hỗn hợp…
1.7.2. Phơi khô mẫu
Trừ một số trường hợp phải phân tích trong đất tươi như xác định hàm lượng

nước, một số chất dễ biến đổi khi đất khô như NH4+, NO3–, Fe2+, Fe3+… còn hầu hết các
chỉ tiêu khác đều được xác định trong đất khô.
Mẫu đất lấy từ đồng ruộng về phải được hong khô kịp thời, băm nhỏ (cỡ 1 –
1,5cm), nhặt sạch các xác thực vật, sỏi đá, sau đó dàn mỏng trên bàn gỗ hoặc giấy sạch
rồi phơi khô trong nhà. Nơi hong mẫu phải thoáng gió và không có các hóa chất bay hơi
như NH3, Cl2, SO2… Để tăng cường quá trình làm khô đất có thể lật đều mẫu đất. Thời
gian hong khô đất có thể kéo dài vài ngày tùy thuộc vào loại đất và điều kiện khí hậu.
Thông thường đất cát sẽ chóng khô hơn đất sét.
Cần chú ý là mẫu đất được hong khô trong không khí là tốt nhất. Không nên hong
khô ngoài nắng hoặc sấy khô trong tủ sấy. Mẫu đất mới lấy về trộn đều rồi đem phân tích

SVTH: Ngọc Thành, Hoàng Hưng

Trang 12


Kiểm nghiệm thực phẩm và thuốc thử hữu cơ

GVHD: Ths Lê Thị Mùi

ngay. Đồng thời cân 5 gam đất này đem sấy khô để xác định hàm lượng nước, phục vụ
cho việc chuyển kết quả phân tích từ đất tươi sang đất khô kiệt.
1.7.3. Nghiền và ray mẫu
Đất sau khi đã hong khô, đập nhỏ rồi nhặt hết xác thực vật và các chất lẫn khác.
Dùng phương pháp ô chéo góc lấy khoảng 500g đem nghiền, phần còn lại cho vào túi cũ
đến khi phân tích xong.
Trước hết giã phần đất đem nghiền trong cối sứ, rồi rây qua rây 2mm. Phần sỏi đá
có kích thước lớn hơn 2mm được cân khối lượng rồi đổ đi (không tính vào thành phần
của đất). Lượng đất đã qua rây được chia đôi, một nữa dùng để phân tích thành phần cơ
giới, nữa còn lại tiếp tục nghiền nhỏ bằng cối sứ (cối đồng hoặc máy nghiền mẫu) rồi rây

qua rây 1mm (phải giã và cho qua rây toàn bộ lượng đất này).
Đất đã qua rây 1mm được đựng trong lọ thủy tinh nút nhám rộng miệng hoặc trong
thẩu nhựa, có ghi nhãn cẩn thận dùng để phân tích các thành phần hóa học thông thường.
Nếu cần phân tích tổng thành phần khoáng, mùn, nitơ tổng số thì lấy khoảng 50g đất đã
qua rây 1mm, tiếp tục nhặt hết các xác thực vật (dùng kính lúp phóng đại, hoặc đũa thủy
tinh xát nóng bằng miếng dạ rồi rà trên lớp đất rải mỏng để hút hết rễ cây nhỏ), sau đó
nghiền nhỏ và cho qua rây 0,25mm. Gói đất này bằng giấy dầu (hoặc giấy can) rồi bỏ
chung vào hộp đựng đất trên.
1.8. Thuốc thử 1,10–phenanthroline.
1.8.1. Giới thiệu và điều chế thuốc thử 1,10–phenanthroline
– Công thức phân tử: C12H8N2.H2O
– Các đồng phân: o–phenanthroline; 4,5–phenanthroline
– Khối lượng phân tử 198.23 đvc
– Công thức cấu tạo:

– Là 1 chất bột tinh thể màu trắng. Nó chủ yếu tồn tại ở dạng có ngậm nước và khi
nóng chảy ở 98 – 100oCdo quá trình mất nước. Dạng khan nóng chảy ở 117 oC và dễ tan

SVTH: Ngọc Thành, Hoàng Hưng

Trang 13


Kiểm nghiệm thực phẩm và thuốc thử hữu cơ

GVHD: Ths Lê Thị Mùi

trong nước (khoảng 3,3g/L ở nhiệt độ phòng) và trong benzene (khoảng 14g/L ở nhiệt độ
phòng). Nó tan tốt trong cồn (khoảng 540g/L), acetone và các acid loãng.
– Thuốc thử không màu và không có khả năng hấp thụ bất kỳ một tín hiệu nào ở vùng

khả kiến.
– Được điều chế bằng cách đun nóng o–phenylenediamine với glycerol, nitrobenzene
và H2SO4 đặc hoặc bằng phản ứng Skraup từ 8–aminoquinoline.
1.8.2. Các phản ứng tạo phức và tính chất của phức chất
1,10 - Phenanthroline hình thành phức có màu bền với các kim loại chuyển tiếp.
Tuy nhiên, một số hình thành các chelate có cường độ màu không mạnh bằng khi chúng
tồn tại trong dung dịch nước. Một số tạo chelate gần như không màu. Cu (I) và Fe (II) là
các ngoại lệ khi hình thành các vòng càng có màu mạnh.
Thuốc thử được ứng dụng rộng rãi để xác định Fe, Cu bởi vì nó hình thành các phức
có màu mạnh với những kim loại này. Một số ít các ion kim loại khác cũng tạo các phức
có màu tuy nhiên quang phổ đặc trưng của chúng rất khác so với các phức của Fe(II) và
Cu(I) nên chúng không ảnh hưởng đến việc xác định bằng phương pháp quang phổ.
Ion kim loại
Ag
Ca
Cd
Co(II)
Cu(I)
Cu(II)
Fe(II)
Fe(III)
Hg(II)
Mg
Mn(II)
Ni

Điều kiện
Nhiệt độ
µ
5.02

7.05
–
25
0.1
0.7
–
–
20
0.1 (NaNO3)
5.78
5.04
4.10
20
0.1 (NaNO3)
7.25
6.70
5.95
20
0.1 (NaNO3)
–
–
25
0.1 (K2SO4)
β215.82
9.25
6.75
5.35
20
0.1 (NaNO3)
5.86

5.25
10.03
20
0.1 (NaNO3)
6.5
20
0.1 (NaNO3)
β211.4
β223.5
–
3.7
20
0.1 (NaNO3)
β219.65
1.2
–
–
20
0.1 (NaNO3)
4.13
3.48
2.7
20
0.1 (NaNO3)
8.8
8.3
7.7
20
0.1 (NaNO3)
Bảng – Hằng số bền phức của 1,10–phenanthroline

Log KML

Log K ML2

Log K ML3

1.8.3. Sự tinh chế và quá trình tinh chế hóa chất
1,10–Phenanthroline có tính chất của một tinh thể và dễ dàng được tinh chế bằng
quá trình kết tinh lại từ các dung môi thích hợp, 1,10 - Phenanthroline vẫn còn chứa một
nhóm hydrat khi kết tinh lại từ benzene nước hay benzene ẩm.

SVTH: Ngọc Thành, Hoàng Hưng

Trang 14


Kiểm nghiệm thực phẩm và thuốc thử hữu cơ

GVHD: Ths Lê Thị Mùi

Chúng ta có thể kiểm tra độ tinh khiết một cách dễ dàng bằng cách quan sát điểm
nóng chảy cuả 1,10–Phenanthroline hoặc chuẩn độ bằng acid perchloric trong môi trường
acid acetic với chỉ thị naphtholbenzen.
1.8.4. Các ứng dụng trong phân tích
a. Thuốc thử quang phổ
Khi sử dụng 1,10–Phenanthroline phức sắt màu đỏ cam hình thành, một cách định
lượng ở trong khoảng pH từ 2 đến 9 (tốt nhất là từ 4 đến 6). Trong các tác chất thường
dùng chất khử để chuyển Fe(III) về Fe(II) thì hydroxylamine-HCl và acid ascorbic là
được ứng dụng rộng rãi ở khoảng pH này. Thứ tự cho thêm thuốc thử là rất quan trọng,
và thứ tự thường được dùng là: chất khử, chất lên màu và đệm.

Độ hấp thụ tuân theo dịnh luật Beer trong khoảng nồng độ từ 0–8ppm Fe và 5–
50µm sắt trong 10ml dung dịch. Độ bền màu trong khoảng vài tháng.
b. Ứng dụng làm thuốc thử huỳnh quang
1,10–Phenanthroline thường được dùng làm thuốc thử huỳnh quang để xác định các
chất như Ag, Cd, Pd, Re, Sc, Zn và đất hiếm có hàm lượng vết. nguyên tắc của phương
pháp là dựa vào sự xuất hiện của màu huỳnh quang trong hỗn hợp tạo phức được hình
thành khi có mặt phối tử thứ hai. Ví dụ như acid salicylic, Eosine, dibromofluorescein,
TTA hoặc 2–phenyl–4quinolinecarboxyluc.
c. Ứng dụng làm chất chiết
Phức cation sắt có độ bền cao và các anion khác có thể được chiết vào pha hữu cơ
như một cặp ion. Trong các điều kiện thích hợp, việc chiết rất định lượng, và nồng độ của
anion tương ứng trong pha nước có thể được xác định bằng cách đo cường độ của Ferroin
ở pha hữu cơ, theo phương trình sau:
Fe(phen)32+aq + 2X–aq ⇔ Fe(phen)32+aq + X22–org

CHƯƠNG II
THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

SVTH: Ngọc Thành, Hoàng Hưng

Trang 15


Kiểm nghiệm thực phẩm và thuốc thử hữu cơ

GVHD: Ths Lê Thị Mùi

2.1. Dụng cụ, thiết bị, hóa chất
2.1.1. Dụng cụ
– Chén sứ, bát sứ.

– Bếp điện, bếp cách thủy.
– Phễu lọc, giấy lọc.
– Đũa thủy tinh; cốc thủy tinh 100 ml.
– Bình định mức 50 ml, 100 ml, 500 ml.
– Pipet 2 ml, 5 ml, 10 ml, 20 ml.
– Một số dụng cụ khác.
2.1.2. Thiết bị
– Máy đo quang Jasco |V| - |5|3|0|UV/VIS Spectrophotometer của Nhật Bản.
– Lò nung, cân phân tích.
– Bếp cách cát.
– Bếp điện.
2.1.3. Hóa chất
– Axit nitric tinh khiết hóa học.
– Natri xitrat 3 lần thế (dung dich nước 20%).
– Natri axetat 40%.
– Muối nitrozo–R (dung dịch nước 0,05%)
– Hỗn hợp axit nitric và octhophotphoric.
– Dung dịch H2O2.
– Nước cất 2 lần.
2.2. Pha chế dung dịch
2.2.1. Pha chế dung dịch chuẩn
Cân 0,4770g CoSO4.7H2O cho vào cốc và hòa tan bằng nước cất 2 lần. Chuyển
dung dịch vào bình định mức 1 lít, axit hóa bằng 1ml H 2SO4 rồi thêm nước cất đến vạch
mức. Dung dịch nhận được chứa 10 µ g/ml coban. Lấy 50 ml dung dịch này pha loãng
bằng nước cất 2 lần đến thể tích 500ml, chúng ta được dung dịch chuẩn sử dụng.
2.2.2. Pha chế dung dịch khác
– Pha dung dịch ảnh hưởng Cu 2+ 0,1 mg/ml: lấy 10 ml dung dịch gốc Cu 2+ có nồng độ
1000ppm hay 1 mg/ml cho vào bình định mức 100ml rồi định mức bằng HNO3 đến vạch.

SVTH: Ngọc Thành, Hoàng Hưng

Trang 16


Kiểm nghiệm thực phẩm và thuốc thử hữu cơ

GVHD: Ths Lê Thị Mùi

– Pha dung dịch ảnh hưởng Fe3+ 0,1 mg/ml: lấy 10 ml dung dịch gốc Fe 3+ có nồng độ
1000ppm hay 1 mg/ml cho vào bình định mức 100ml rồi định mức bằng HNO3 đến vạch.
– Pha hỗn hợp axit nitric và octhophotphoric theo tỉ lệ H3PO4 : HNO3 = 100ml : 20ml.
2.3. Những vấn đề cần nghiên cứu
– Khảo sát các điều kiện xử lý mẫu: dung môi HNO3 để chiết Coban.
– Khảo sát các điều kiện tối ưu để xác định coban bằng phương pháp đo quang: thuốc
thử, môi trường pH...
– Khảo sát ảnh hưởng của các kim loại khác và phương pháp loại trừ.
– Xác định giới hạn phát hiện coban.
– Xác định khoảng nồng độ tuyến tính của coban trong phương pháp đo quang.
– Xác định hiệu suất thu hồi của phương pháp.
– Đánh giá sai số thống kê của phương pháp.
– Xây dựng qui trình phân tích hàm lượng coban trong đất bằng phương pháp trắc
quang phân tử UV–VIS.
– Áp dụng qui trình phân tích một số loại đất nông nghiệp ở thành phố Đà Nẵng.
2.4. Thực nghiệm nghiên cứu điều kiện xử lý mẫu
Có nhiều chất oxi hóa mạnh có thể dùng để phân hủy mẫu và mỗi chất chỉ sử dụng
hiệu quả với mỗi loại mẫu nhất định. Vì vậy, cần khảo sát chất oxi hóa nào có thể oxi hóa
nhanh, đảm bảo an toàn. Đồng thời vì đất có kết cấu rất chặt chẽ nên để phá vỡ cấu trúc
của đất nhằm chuyển các hợp chất phức tạp về dạng hợp chất dễ tan nên nhóm đã chọn
dung môi HNO3 đặc để chiết coban và dung môi HNO3, H2O2 để oxi hóa.
2.5. Thực nghiệm nghiên cứu điều kiện tối ưu phân tích hàm lượng Coban trong đất

bằng phương pháp trắc quang phân tử UV–VIS
2.5.1. Chọn thuốc thử thích hợp
Có nhiều thuốc thử tạo phức màu với Co 2+ như phenylfluorone; Dithizone; muối
nitrozo–R; 1,10–phenanthroline…Tuy nhiên nhóm chọn muối nitrozo–R theo như tài liệu
đã hướng dẫn.

2.5.2. Chọn thể tích thuốc thử và môi trường thích hợp
Mỗi thuốc thử chỉ tạo phức bền ở một khoảng pH nhất định, vì vậy cần chọn môi
trường thích hợp để quá trình tạo phức tốt nhất. Tiến hành thay đổi môi trường pH trong

SVTH: Ngọc Thành, Hoàng Hưng

Trang 17


Kiểm nghiệm thực phẩm và thuốc thử hữu cơ

GVHD: Ths Lê Thị Mùi

một khoảng nhất định và đo mật độ quang ở mỗi môi trường pH đó để chọn môi trường
tối ưu.
Quá trình tiến hành: lấy chính xác 5 ml dung dịch chuẩn Co 2+ cho vào bình định
mức 50 ml, tiến hành thay đổi thể tích dung dịch muối nitrozo–R 0,05%, định mức bằng
nước cất lên 50 ml. Đo mật độ quang tại λ max, chọn thể tích muối nitrozo–R mà tại đó D
đo được là lớn nhất.
2.5.3. Khảo sát sự ảnh hưởng của Cu2+
Chuẩn bị 8 mẫu có cùng nồng độ Co 2+ đã biết trước và Cu2+ với nồng độ chính xác
tăng dần. Rút ra kết luận về ảnh hưởng của Cu2+ đối với phép xác định coban.
Quá trình tiến hành như sau: chuẩn bị 8 bình định mức 50 ml, cho vào mỗi bình 2ml
dung dịch chuẩn Co2+; cho lần lượt 0 ml; 0,5 ml; 1 ml; 1,5ml; 2 ml; 3 ml, 5 ml và 10 ml

dung dịch Cu2+ 0,1 mg/ml; 1ml dung dịch muối nitrozo–R 0,05%, định mức bằng nước
cất lên 50 ml. Tiến hành đo mật độ quang của các dung dịch tại bước sóng λmax.
2.5.4. Khảo sát sự ảnh hưởng của Fe3+
Chuẩn bị 6 mẫu có nồng độ Fe 3+ tăng dần tương tự như trong quá trình khảo sát ảnh
hưởng của Cu2+. Rút ra kết luận về ảnh hưởng của Fe3+ đối với phép xác định coban.
2.5.5. Phương pháp loại trừ các yếu tố ảnh hưởng
Trên cơ sở khảo sát các yếu tố ảnh hưởng nhóm sẽ đề xuất phương pháp loại trừ
thích hợp.
2.5.6. Khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính
Trong phương pháp trắc quang phân tử UV–VIS thì sự phụ thuộc của mật độ quang D
đo được đối với nồng độ đo được của chất phân tích chỉ tuyến tính trong khoảng nồng độ
nhất định. Do đó, cần phải tiến hành khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của sắt để đảm
bảo mức độ chính xác của phép đo.
Tiến hành chuẩn bị dãy dung dịch đo với thể tích dung dịch chuẩn Co 2+ tăng dần:
0,5 ml; 1 ml; 2 ml; 3 ml; 4 ml; 5 ml; 6 ml; 7 ml; 8 ml; 9 ml; 10 ml; 15 ml; 20 ml. Thêm
vào mỗi bình lần lượt 1 ml dung dịch muối nitrozo–R 0,05%. Lắc đều và định mức bằng
nước cất đến 50 ml.
Trong một bình định mức 50 ml khác chuẩn bị dung dịch trống với lượng dung dịch
muối nitrozo–R như ở trên nhưng không có dung dịch Co2+.
Xác định λmax, đo mật độ quang của dãy với dung dịch so sánh là mẫu trống tại giá
trị λmax.

SVTH: Ngọc Thành, Hoàng Hưng

Trang 18


Kiểm nghiệm thực phẩm và thuốc thử hữu cơ

GVHD: Ths Lê Thị Mùi

2.5.7. Khảo sát giới hạn phát hiện của Co2+
Tiến hành pha các mẫu chứa dung dịch Co 2+ có nồng độ giảm dần, điều kiện chế hóa
tương tự như nhau. Tiến hành đo mật độ quang trên máy UV–VIS để tìm nồng độ của Co 2+
mà tại đó máy vẫn còn phát hiện được.
2.5.8. Lập phương trình đường chuẩn
Chuẩn bị các bình định mức dung tích 50 ml, thêm dung dịch chuẩn Co2+ với nồng độ
nằm trong khoảng tuyến tính đã được khảo sát vào mỗi bình, chế hóa các mẫu dung dịch này
tương tự như đối với khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính. Đo mật độ quang của dãy trên
máy UV–VIS, tiến hành lập đường chuẩn rồi dựa vào đó tính hàm lượng coban có trong mẫu
giả, kiểm tra sai số của phép đo.
2.6. Chuẩn bị mẫu giả
Mẫu đất được xử lý bởi dung môi đã chọn, nung mẫu ở nhiệt độ 1000 oC trong 3 giờ,
sau đó hòa tan tro vào HNO3 và lọc bỏ dung dịch, phần bã còn lại được rửa sạch. Cho vào
phần bã một thể tích chính xác của dung dịch chuẩn Co2+ và tiến hành phân hủy mẫu giả
theo điều kiện đã chọn.
2.7. Đánh giá hiệu suất thu hồi của phương pháp
Nhằm đánh giá độ chính xác của phương pháp nhóm tiến hành đo mật độ quang trên
một số mẫu giả để xác định hiệu suất thu hồi. Theo quy định hiệu suất thu hồi của
phương pháp phân tích lượng vết là từ 85% trở lên.
2.8. Đánh giá sai số thống kê của phương pháp
Thực tế, trong quá trình phân tích ta luôn mắc phải các sai số trong quá trình cân, đo
thể tích…cũng như trong các giai đoạn phân tích. Điều đó sẽ quyết định độ chính xác của
phép phân tích.
Thông thường, khi tiến hành thí nghiệm chúng ta thường tiến hành một số thí
nghiệm độc lập trong cùng điều kiện giống nhau, và từ các kết quả riêng lẻ thu được, ta
tiến hành xử lý thống kê để đánh giá độ chính xác của phép đo. Các đại lượng đặc trưng
thống kê quan trọng nhất là giá trị trung bình cộng và phương sai.
 Giá trị trung bình cộng:
Giả sử ta tiến hành n phép đo độc lập đại lượng X với các kết quả: X1, X2, X3,…Xn

SVTH: Ngọc Thành, Hoàng Hưng

Trang 19


Kiểm nghiệm thực phẩm và thuốc thử hữu cơ

GVHD: Ths Lê Thị Mùi

n

Giá trị trung bình cộng X =

∑X

i

i =1

là giá trị gần với giá trị thực của đại lượng cần

n

đo với xác suất cao nhất trong số các giá trị đo được.
 Phương sai:
Phương sai của phép đo phản ánh độ phân tán của kết quả đo, được đánh giá bằng:
n

2

S =

∑(X
i =1

i

− X )2

k

Trong đó: k = số bậc tự do. Nếu chỉ có một đại lượng cần đo X thì k = n – 1
Giá trị S =

S 2 thường được gọi là độ lệch chuẩn của phép đo.

Độ lệch chuẩn của đại lượng trung bình cộng S X được tính theo:
S2
=
n

SX =

∑(X

i

− X )2

n(n − 1)

 Độ lệch tiêu chuẩn tương đối (% RSD) tức là hệ số biến động Cv:
Đặc trưng cho độ lặp lại hay độ phân tán của các kết quả thí nghiệm và được xác
định bằng hệ thức:

Cv =

S
. 100%
X

RSD hay Cv càng nhỏ thì độ lặp lại càng tốt.
Trong thực tế để tiện tính toán các đại lượng X , S2, S X , người ta thường chọn trong
dãy n giá trị đo được X1, X2, X3…Xn một giá trị C sao cho C ≈ X , sau đó tính X và S2
theo các công thức sau:
n

X =C+

∑ Yi
i =1

n

và S2 =

∑ xi2
i =1

n −1

n

n

ở đây

∑x
i =1

2
i

n

=

∑y
i =1

n

2
i

-

(∑ y i ) 2
i −1

n

Và Yi = Xi – C
 Biên giới tin cậy (độ chính xác của phép đo trực tiếp):
Sai số tin cậy ε là giá trị tuyệt đối của hiệu giữa giá trị trung bình cộng X và giá trị
thực μ của đại lượng phải đo: ε = | X - μ |
Trong thực tế ε được đánh giá ứng với một độ tin cậy α đã cho (đó là xác suất để kết
quả các lần đo rơi vào khoảng tin cậy:
X - εα ≤ μ ≤ X + εα tức là P ( X - εα ≤ μ ≤ X + εα) = α

SVTH: Ngọc Thành, Hoàng Hưng

Trang 20


Kiểm nghiệm thực phẩm và thuốc thử hữu cơ

GVHD: Ths Lê Thị Mùi

Độ tin cậy thường cho trước α = 0,95 (95%) hoặc α = 0,99 (99%)… ε được tính
theo: εα = S X .t(P,k)
t(P,k) = hệ số Student ứng với số bậc tự do k = n – 1, giả sử đo 5 lần (k = 4) và mức ý nghĩa
(khả năng chấp nhận giả thiết) P, 1 – P là độ tin cậy của phương pháp kiểm tra. Ở đây ta chọn
mức ý nghĩa P = 0,05 nên t(P,k) = 2,78 ⇒ ε = 2,78. S X
Vậy giá trị thực sẽ là: μ = X ± ε
 Sai số tương đối Δ%:
Δ% =

X −µ

⋅ 100 %
µ

Để đánh giá sai số thống kê, nhóm tiến hành qui trình phân tích trên 10 mẫu giả,
mỗi mẫu đo 3 lần với nồng độ ban đầu của Co 2+ đã biết chính xác là 0,003 µg/ml và
0,005 µg/ml, mỗi nồng độ làm 5 mẫu.
2.9. Quy trình phân tích Co2+ trong đất
Trên cơ sở tiến hành khảo sát chọn lượng dung môi thích hợp, cùng các điều kiện
tối ưu khác nhóm tiến hành xây dựng qui trình phân tích hàm lượng coban trong đất nông
nghiệp bằng phương pháp đo quang.
2.10. Phân tích mẫu thực tế
2.10.1. Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu
a. Địa điểm lấy mẫu
Để xác định hàm lượng của coban trong đất, nhóm tiến hành lấy mẫu đất thuộc các
phường của các quận sau: quận Thanh Khê, quận Cẩm Lệ, quận Sơn Trà.
b. Chuẩn bị mẫu
Mẫu sau khi lấy về được phơi khô ở những nơi thoáng khí, tránh những nơi có nguy
cơ làm nhiễm kim loại nặng vào mẫu. Sau khi làm mẫu khô trong không khí, trộn đều,
dùng phương pháp lấy mẫu hỗn hợp để thu hẹp khối lượng đến khoảng 500g, rồi tiến
hành nghiền mẫu bằng cối sứ, rây qua rây 1mm để loại bỏ các hạt đất đá, rễ cây có kích
thước lớn. Sau đó tiến hành xử lý mẫu.
2.10.2. Phân tích mẫu đất
Dùng các điều kiện tối ưu đã khảo sát để tiến hành phân tích tổng hàm lượng coban
trong một số mẫu đất theo qui trình phân tích đã xây dựng.

SVTH: Ngọc Thành, Hoàng Hưng

Trang 21

Kiểm nghiệm thực phẩm và thuốc thử hữu cơ

GVHD: Ths Lê Thị Mùi

CHƯƠNG III
KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

3.1. Kết quả khảo sát điều kiện xử lý mẫu
Dựa theo kết quả và tham khảo tài liệu, lượng dung môi HNO3 tối ưu cho quá trình
chiết coban là: theo tỉ lệ khối lượng đất và thể tích dung dịch HNO 3 là 1 : 10. Thể tích
dung dịch để oxi hóa là: 1 ml HNO3 đặc; 1 ml H2O2.
3.2. Kết quả khảo sát điều kiện xác định Coban
3.2.1. Thể tích thuốc thử và môi trường pH
Dựa theo tài liệu hướng dẫn, thể tích thuốc thử thích hợp để tạo phức màu với coban
là: 1 ml dung dịch muối nitrozo–R (nếu dung dịch phân tích có màu đỏ vàng thì thêm tiếp
1 ml dung dịch muối nitrozoa–R nữa) và môi trường pH lớn hơn 5,5.
3.2.2. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của Cu2+ đối với việc xác định Coban
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của Cu 2+ đối với việc xác định coban được thể hiện qua
bảng và hình.
Nồng độ Co2+
0.003
0.003
0.003
0.003
0.003
0.003
0.003
0.003

Nồng độ Cu2+

0.0000
0.0001
0.0005
0.0010
0.0020
0.0030
0.0040
0.0050

Mật độ quang D
0.5935
0.5964
0.6012
0.6039
0.6055
0.6103
0.6139
0.6162

Bảng – Kết quả khảo sát ảnh hưởng của Cu2+

SVTH: Ngọc Thành, Hoàng Hưng

Trang 22


Kiểm nghiệm thực phẩm và thuốc thử hữu cơ

GVHD: Ths Lê Thị Mùi

Hình – Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của Cu2+
Dựa vào bảng số liệu và đồ thị ta thấy sự có mặt của Cu 2+ với nồng độ nhỏ ảnh
hưởng không đáng kể đến việc xác định coban. Đặc biệt với hàm lượng của Cu 2+ trong
đất chỉ ở dạng vi lượng nên ảnh hưởng này có thể bỏ qua.
3.2.3. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của Fe3+ đối với việc xác định Coban
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của Fe 3+ đối với việc xác định coban được thể hiện qua
bảng và hình.
Nồng độ Co2+
0.003
0.003
0.003
0.003
0.003
0.003

Nồng độ Fe3+
0.0000
0.0001
0.0003
0.0006
0.0010
0.0020

Mật độ quang D
0.5935
0.5959
0.5997
0.6048
0.6079
0.6158

Bảng – Kết quả khảo sát ảnh hưởng của Fe3+

SVTH: Ngọc Thành, Hoàng Hưng

Trang 23


Kiểm nghiệm thực phẩm và thuốc thử hữu cơ

GVHD: Ths Lê Thị Mùi

Hình – Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của Fe3+
Dựa vào bảng số liệu và đồ thị ta thấy sự có mặt của Fe 3+ ảnh hưởng không đáng kể
đến việc xác định coban nên ảnh hưởng này có thể bỏ qua.
3.3. Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Coban
Thực hiện quá trình khảo sát như đối với giới hạn phát hiện của sắt, nồng độ Co 2+
tăng dần từ 0,001 đến 0,05 mg/ml.
Kết quả khảo sát sự phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ Co 2+ được thể hiện qua
bảng và hình.
CCo2+
(µg/ml)

0.001

0.002

0.004

0.006

0.008

0.010

0.012

D

0.2057

0.2977

0.4571

0.6759

0.9031

1.0925

1.2032

CCo2+
(µg/ml)

0.014

0.016

0.018

0.020

0.030

0.040

0.050

D

1.4463

1.6898

1,9789

2.2551

2.8663

2.6522

2.4165

Bảng – Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính

SVTH: Ngọc Thành, Hoàng Hưng

Trang 24


Kiểm nghiệm thực phẩm và thuốc thử hữu cơ

GVHD: Ths Lê Thị Mùi

Hình – Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc mật độ quang và nồng độ Co2+
Dựa vào đồ thị ta rút ra nhận xét: khoảng nồng độ thích hợp để tiến hành phép đo là
từ 0,001 đến 0,02 µg/ml.
3.4. Kết quả khảo sát giới hạn phát hiện của Coban
Thí nghiệm khảo sát giới hạn phát hiện coban được tiến hành với các dung dịch đo
trong mỗi bình định mức 50 ml: dung dịch Co 2+ 10-5 mg/ml lấy với nồng độ giảm dần,
1ml dung dịch muối nitrozo–R 0,05% định mức bằng nước cất tới vạch.
Kết quả khảo sát cho thấy giới hạn nồng độ phát hiện Co2+ là 2,3.10-6 ppm.
3.5. Kết quả xây dựng đường chuẩn
Dãy chuẩn gồm 6 bình định mức dung tích 50 ml, thêm vào mỗi bình lần lượt
0,5ml; 1ml; 2ml; 3ml; 4ml; 5ml dung dịch Co2+ 0,1 µg/ml. Thực hiện tương tự như khảo
sát khoảng tuyến tính.
Trong một bình định mức 50 ml khác chuẩn bị dung dịch trống tương tự như ở trên
nhưng không có dung dịch Co2+.
Tiến hành đo mật độ quang trên máy UV – VIS tại λ max. Kết quả xây dựng đường
chuẩn thu được như bảng và hình.
CCo2+
(µg/ml)

0.001

0.002

0.006

0.010

0.016

0.020

D

0.2057

0.2977

0.6759

1.0925

1.6898

2.2551

Bảng – Kết quả xây dựng đường chuẩn

SVTH: Ngọc Thành, Hoàng Hưng

Trang 25