Nghiên cửu xác định hàm lượng selen và mangan trong một số loại nam linh chi lẩy từ vườn quốc gia pù mát nghệ an bang phương pháp quang pho hẩp thụ nguyên tử (AAS
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (735.41 KB, 82 trang )
:ỉf
BỌ GIAO DỤC VA ĐAO TẠO
:ỉf
BỌ GIAO DỤC VA ĐAO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
TRÀN THỊ THÙ Y VÂN
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG SELEN
CỬU
XÁC MỘT
ĐỊNHsó
HÀM
LƯỢNG
VÀNGHIÊN
MANGAN
TRONG
LOÀI
NÁM SELEN
LINH CHI
LÁY TỪAN
VƯỜN
QUỐC
GIA PÙLOÀI
MÁTNÁM
- NGHỆ
ANCHI
VÀ MANG
TRONG
MỘT
LINH
BẰNG PHƯONG PHÁP QUANG PHỔ
HÁP THỤ NGUYÊN TỬ (AAS)
só
LUẬN VĂN THẠC sĩ HÓA HỌC
LUẬN VĂN THẠC sĩ HÓA HỌC
I__IL_____________________________________________________________________________________________________________________________________________ j
LỜI CẢM ƠN
Đẻ hoàn thành được luận văn này em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc
đến giảng viên, Tiến sĩ Đinh Thị Trường Giang đã giao đề tài cũng như hết
lòng hướng dẫn, chỉ bảo tận tình truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm quý báu
cho em trong suốt quá trình thực hiện.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong tố bộ môn hóa Phân
tích, các thầy, cô giáo hướng dẫn phòng thí nghiệm thuộc khoa Hóa học,
Trung tâm phân tích chuyển giao An Toàn Thực phẩm - Môi trường Trường Đại học Vinh đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ em trong quá trình thực
hiện luận văn.
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới bố mẹ, anh, chị, em và
bạn bè đã quan tâm, động viên em hoàn thành luận văn tốt nghiệp của mình.
Nghệ An, tháng 10 năm 2013.
Học viên
Trần Thị Thùy Vân
Trang
MỞ ĐẦU................................................................................................................ 1
Chương 1. TỔNG QUAN...................................................................................... 3
1.1.Sơ lược về Nấm............................................................................................. 3
1.1.1.........................................................................................Giới thiệu về Nấm
......................................................................................................................3
1.1.2...............................................................................................Phân loại Nấm
......................................................................................................................3
1.1.3.................................................................................................Nấm Linh chi
......................................................................................................................4
1.2.Tống quan về nguyên tố Selen và nguyên tố Mangan...................................6
1.2.1.......................................................................Tổng quan về nguyên tố Selen
......................................................................................................................6
1.2.2..................................................................Tống quan về nguyên tố Mangan
....................................................................................................................17
1.3.Các phương pháp phân tích Selen, Mangan.................................................24
1.3.1.................................................................Các phương pháp phân tích Selen
....................................................................................................................24
1.3.2.............................................................Các phương pháp phân tích Mangan
....................................................................................................................30
1.4.Phương pháp quang phố hấp thụ nguyên tử................................................. 34
1.4.1..............................................................Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử
....................................................................................................................34
1.4.2............................................Các giai đoạn của quá trình nguyên tử hóa mẫu
....................................................................................................................35
1.4.3.........................................................Hệ thống nguyên tử hóa mẫu phân tích
....................................................................................................................36
1.4.4.
Các yếu tố ảnh hưởng và phương pháp loại trừ của
phép đo AAS..................42
1.4.5......................................................................................................................
Cấu tạo máy quang phổ hấp thụ nguyên tử.................................................46
1.4.6......................................................................................................................
Các phương pháp định lượng của phổ hấp thụ nguyên tử...........................50
1.4.7..............................................................................................................Ưu
nhược điểm của phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử.........................54
1.5.......................................................... Các phương pháp xử lý mẫu phân tích
55
1.5.1............................Phương pháp xử lý mẫu ướt (bằng axit đặc oxi hóa mạnh)
....................................................................................................................55
1.5.2..........................................................................Phương pháp xử lý mẫu khô
....................................................................................................................56
2.1.1...........................................................................................................Thiết bị
58
2.1.2.....................................................................................Trang thiết bị phụ trợ
58
2.1.3..........................................................................................Dụng cụ, hóa chất
59
2.2. Phương pháp nghiên cứu........................................................................... ỐO
2.2.1.........................................Phương pháp chuẩn bị dung dịch hỗ trợ phân tích
60
2.2.2.
Phương pháp chuẩn bị các dung dịch Se(IV) dùng đê chạy kỹ
thuật HG-AAS và GF-AAS.........................................................................60
2.2.3.
Phương pháp chuấn bị các dung dịch Mangan dùng để chạy kỹ
thuật F- AAS...............................................................................................62
2.2.4............................................................Phương pháp chuẩn bị mẫu phân tích
63
2.2.5...........................................................Các nội dung nghiên cứu thực nghiêm
64
Chương 3. KÉT QUẢ THựC NGHIỆM VÀ BIỆN LUẬN...........................66
3.1. Khảo sát các điều kiện thí nghiệm trên máy AAS-6800.............................. 66
3.1.1.............................................................................Chọn bước sóng thích hợp
....................................................................................................................66
3.1.2......................................................................Lựa chọn độ rộng của khe sáng
....................................................................................................................66
3.1.3..................................................................Khảo sát công suất đèn catot rỗng
....................................................................................................................67
3.1.4...................................................................Khảo sát thời gian nguyên tử hóa
....................................................................................................................67
3.1.5....................................................................Khảo sát tốc độ dẫn khí axetylen
....................................................................................................................67
3.2. Tổng họp các thông số đo cho các phép định lượng selen và mangan........68
3.3. Xây dựng đường chuẩn Se bằng kỹ thuật HG -AAS và GF-AAS..............70
3.3.1................................Nguyên tắc của phương pháp HG-AAS phân tích Selen
....................................................................................................................70
3.3.2.
Xây dựng đường chuẩn thể hiện mối tương quan tuyến tính giữa
nồng độ Se (IV) và độ hấp thụ quang sử dụng kỹ thuật HG-AAS.............71
3.3.3.
Xây dựng đường chuẩn thể hiện mối tương quan tuyến tính giữa
nồng độ Se(IV) và độ hấp thụ quang sử dụng kỹ thuật GF-AAS...............73
3.3.4.
Xây dựng đường chuẩn thể hiện mối tương quan tuyến tính giữa
nồng độ Mn(II) và độ hấp thụ quang sử dụng kỹ thuật F-AAS..................74
DANH MỤC CÁC KÝ HIẸU, CHỮ VIÉT TẮT
3.4. Xác định hàm lượng Selen và Mangan trong các mâu nâm Linh
chi bằng phương pháp quang phố hấp thụ nguyên tử.................................76
3.5. So sánh kết quả định lượng đại diện hàm lượng Mangan trong một
số mẫu nấm Linh chi bằng hai phương pháp F-AAS và ICP-MS...............78
KÉT LUẬN............................................................................................................ 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................... 81
PHU LƯC
DANH MỤC BẢNG, sơ ĐÒ, HÌNH VẼ
Trang
Hình vẽ:
Hình 1.1:..........................................................................Các loại nấm Linh chi
6
Hình 1.2:..........................................................Một số dạng tồn tại của Mangan
23
Hình 1.3:.......................................Đồ thị chuấn của phương pháp đường chuân
51
Hình 1.4:..................................Đồ thị chuẩn của phương pháp thêm tiêu chuẩn
53
Hình 2.1:.....................Máy phân tích quang phố hấp thụ nguyên tử AAS-6800
58
Hình 3.1: Đường chuấn thể hiện mối tương quan tuyến tính giữa
nồng độ Se (IV) và độ hấp thụ quang sử dụng kỹ thuật
HG-AAS..........................................................................................72
Hình 3.2: Đường chuẩn thể hiện mối tương quan tuyến tính giữa nồng
độ Se(IV) và độ hấp thụ quang sử dụng kỹ’ thuật GF-AAS............74
Hình 3.3: Đường chuấn thế hiện mối tương quan tuyến tính giữa
Bảng 3.4:
Kết quả nghiên cứu tốc độ dẫn khí C2H2 cho phép đo Mn
bằng kỹ thuật F-AAS.......................................................................68
Bảng 3.5:Các thông số đo tối ưu để định lượng Se theo kỹ thuật
HG-AAS..........................................................................................69
Bảng 3.6:Các thông số đo tối ưu đẻ định lượng Se theo kỹ thuật
GF-AAS...........................................................................................69
Bảng 3.7:Các thông số đo tối ưu đế định lượng Mn theo kỹ thuật
F-AAS.............................................................................................70
Bảng 3.8 :
Sự thay đổi độ hấp thụ quang (AbS) theo nồng độ Se(IV)
sử dụng kỹ thuật F1G-AAS.............................................................72
Bảng 3.9:Sự thay đổi độ hấp thụ quang theo nồng độ Se(IV) sử dụng
kỹ thuật GF-AAS.............................................................................73
Bảng 3.10:
Sự thay đổi độ hấp thụ quang theo nồng độ Mn(II) sử dụng
kỹ thuật F-AAS................................................................................75
Bảng 3.11:........................................Tên loại và ký hiệu các mẫu nấm Linh chi
76
Bảng 3.12:
Kết quả xác định hàm lượng Se trong một số mẫu nấm
Linh chi bằng kỹ thuật HG-AAS.....................................................77
Bảng 3.13:
Kết quả xác định hàm lượng Mn trong một số mẫu nấm
Linh chi bằng kỹ thuật F-AAS.........................................................78
Bảng 3.14:
Ket quả định lượng Mn trong 5 mẫu nấm Linh chi bằng
1
MỞ ĐẦU
Nấm linh chi là một dược liệu mà con người từ xa xưa đã biết dùng làm
thuốc. Các chế phẩm từ nấm linh chi đã được dùng để hỗ trợ điều trị nhiều
bệnh như: Bệnh gan, tiết niệu, tim mạch, ung thư... Trong thành phần hóa học
của nấm Linh chi chứa hàm lượng các nguyên tố vi lượng tương đối như Se,
Mn, K, Ca, Fe... đó là những nguyên tố vi lượng thiết yếu của cơ thể.
Selen có vai trò tích cực làm tăng khả năng miễn dịch của cơ thể, là
nguyên tố bảo đảm cho quá trình tổng hợp collagen, bảo đảm sự toàn vẹn của
cơ, hồng cầu, keratin và thủy tinh thể. ơ những người có hàm lượng selen
trong máu thấp, nguy cơ ung thư tuyến tiền liệt cao gấp 4-5 lần so với người
bình thường. Đặc biệt, selen đẩy mạnh quá trình tống hợp coenzim, là một
chất chống oxy hóa có khả năng phá hủy các lipopeoxit và làm trung hòa
những chất gây hại cho tế bào.
Mangan hoạt hóa một vài enzyme và có thể can thiệp vào sự ức chế
trong một vài tế bào chuyển động của canxi. Nó đóng vai trò không rõ ràng
trong sự cân bằng đường máu và quá trình tổng hợp cholesterol cũng như tiến
trình hình thành bộ xương.
Selen, mangan tham gia vào khẩu phần ăn của con người chủ yếu thông
qua đường thức ăn và nước uống. Vì vậy, để kiểm soát hàm lượng selen,
mangan đưa vào cơ thể đòi hỏi phải có phương pháp chính xác và có độ tin
cậy cao. Trên thế giới người ta đã dùng nhiều phương pháp khác nhau như:
Phương pháp Phương pháp chuân độ, phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng
cao, phương pháp ICP-MS hay quang phố hấp thụ nguyên tử.
Hiện nay phương pháp quang phố hấp thụ nguyên tử dùng các kỹ thuật
Hidrua hóa, graphit cacbon đế xác định Se và kỹ thuật ngọn lửa đê xác định
Mn được sử dụng phổ biến. Nó đáp ứng được các yêu cầu đối với việc xác
2
định chính xác các nguyên tố vi lượng trong các đối tượng sinh học, dược
phẩm, thực phẩm. Xuất phát từ những lý do trên chúng tôi chọn đề tài
“Nghiên cửu xác định hàm lượng selen và mangan trong một số loại nam
Linh chi lẩy từ vườn Quốc gia Pù Mát - Nghệ An bang phương pháp quang
pho hẩp thụ nguyên tử (AAS)” làm luận văn tốt nghiệp của mình.
Mục tiêu: Xác định được hàm lượng selen và mangan có trong một số
loài nấm Linh chi bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử.
Đe thực hiện đề tài này, chúng tôi tập trung giải quyết các nhiệm vụ sau:
- Nghiên cứu thiết bị, dụng cụ hóa chất;
- Nghiên cứu khảo sát các điều kiện tối ưu trên máy đo AAS-6800.
- Nghiên cứu xây dựng đường chuẩn của selen bằng kỹ thuật đo HGAAS và GF-AAS và tìm khoảng tuyến tính.
- Nghiên cứu xây dựng đường chuẩn của mangan bằng kỹ thuật F-AAS
và tìm khoảng tuyến tính
ICP-MS
3
Chương 1
TỔNG QUAN
1.1. Sơ lược về Nấm
1.1.1. Giới thiệu về Nấm
Nấm là một giới riêng biệt rất lớn vói khoảng 1,5 triệu loài (chỉ đứng
sau côn trùng: 10 triệu loài về số lượng loài) trong đó mô tả được 69.000 loài
sống khắp nơi trên trái đất, bao gồm nấm men, nấm mốc và các loài nấm lớn.
Sở dĩ nấm được xếp vào giới riêng mà không được xếp vào giới thực
vật hay động vật vì Nấm có nhiều đặc diêm khác thực vật như:
- Không có lục lạp, không có sắc tố quang hợp nên không thể tự động
tạo các chất hữu cơ cho cơ thể khác như thực vật.
- Không có sự phân hóa cơ quan thành thân, rễ, lá, hoa.
- Phần lớn nấm không chứa xenlulozo trong vách tế bào mà chủ yếu
bằng Chitin và glucan. Chitin là chất gặp ở động vật nhiều hơn thực vật, chủ
yếu ở nhóm giáp xác và côn trùng, tạo thành lớp vỏ hoặc cánh cứng cho các
loài này.
- Nấm dự trữ đường dưới dạng glycozen, thay vì tinh bột như thực vật.
Nấm cũng không được xếp vào giới động vật vỉ:
- Nấm sinh sản chủ yếu bằng bào tử (hữu tính hay vô tính) giống hạt
phấn của thực vật.
4
- Giới phụ nấm tảo - phycomycetoida
- Giới phụ estomycetoida
- Giới phụ nấm thật - Eumycetoida
1.1.3. Nấm Linh chi
1.1.3.1. Giỏi thiệu về Nấm Linh chi
Nấm Linh chi (Lingzhi mushroom) có tên khoa học là Ganoderma
Lucidum, thuộc họ Nấm Lim. Nấm Linh chi còn có những tên khác như Tiên
thảo, Nấm trường thợ, Vạn niên nhung.
Nấm Linh chi là một dược liệu mà con người từ xa xưa đã biết dùng
làm thuốc. Trong "Thần nông bản thảo" xếp Linh chi vào loại siêu thượng
phẩm hơn cả nhân sâm; trong "Bản thảo cương mục" coi Linh chi là loại
thuốc quý, có tác dụng bảo can (bảo vệ gan), giải độc, cường tâm, kiện nảo
(bổ óc), tiêu đờm, lợi niệu, ích vị (bổ dạ dày); gần đây các nhà khoa
học Trung Quốc và Nhật phát hiện nấm linh chi còn có tác dụng phòng và
chống ung thư, chống lão hóa làm tăng tuổi thọ.
Có nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới đã định danh được các
hoạt chất và xác định tác dụng dược lý của nấm Linh chi như: Germanium,
acid ganoderic, acid ganodermic, acid oleic, ganodosteron, ganoderans,
adenosin, beta-D-glucan. Các nhà khoa học Việt Nam tìm thấy trong nấm
Linh chi có chứa 21 nguyên tố vi lượng cần thiết cho sự vận hành và chuyển
hóa của cơ thế như: đồng, sắt, kali, maga, natri, canxi.
Theo y học cổ truyền, nấm linh chi có vị nhạt, tính ấm, có tác dụng tư
bố cường tráng, bố can chí, an thần, tăng trí nhớ
Germanium giúp tế bào hấp thụ oxy tốt hơn; polysaccharit làm tăng sự
5
ỉ. 1.3.2. Đặc điếm hình thái
Linh chi thuộc loại nấm lớn và rất đa dạng về chủng loại. Từ khi xác
lập thành một chi mỏng là ganoderma karst (1881) đến nay có hon 200 loài
được ghi nhận, riêng Ganoderma lucidum đã có 400 loài.
Nấm Linh chi xuất hiện nhiều vào mùa mưa trên thân cây hoặc gốc cây.
Ờ Việt Nam nấm Linh chi được gọi là nấm Lim được phát hiện nhiều ở miền
Bắc bởi Patoui llard N.T (1890 đến 1928).
Nấm Linh chi gồm 2 phần: cuống nấm và mũ nấm. Cuống nấm dài
hoặc ngắn, đính bên có hỉnh trụ đường kính 0,5 - 3cm. Cuống nấm ít phân
nhánh, đôi khi có uốn khúc cong. Lớp vỏ cuống màu đỏ, nâu đỏ, nâu đen,
bóng không có lông, phủ suốt lên bề mặt trái nấm. mũ nấm khi non có hình
trứng lớn dần có hình quạt. Trên bề mặt mũ có vân gạch tím nhẵn bóng như
láng vecni. Mũ nấm có đường kính 2-15cm, dày 0,8 - 1,2 cm, phần đính
cuống thường gồ lên hoặc hơi lõm. Khi nấm đến tuổi trưởng thành thì tán bào
từ từ có màu nâu sẫm.
1.1.3.3. Các loại nam Linh chi và công dụng của nó
- Thanh chi (xanh): vị toan bình. Giúp cho sáng mắt, giúp cho an thần ,
bố can khí, nhân thứ, dùng lâu sẽ thấy thân thê nhẹ nhàng và thoải mái.
- Xích chi (đỏ): có vị đắng, ích tâm khí, chủ vị, tăng trí tuệ.
- Hắc chi (đen): ích thận khí, khiến cho đầu óc sản khoái và tinh tường.
6
TỬ CHI
BẠCH CHI
THANH CHI
Hình 1.1: Các loại nấm Linh chi
1.1.3.4. Thành phần hỏa học của nấm Linh chi
Các phân tích của G-Bing Len đã chứng minh các thành phần hóa học
được tống quát của Nấm Linh chi như sau:
- Nước : 12 - 13 %
- Xenlulozo : 54 - 56 %
- Lingnine : 13 - 14 %
- Lipit: 1,9 - 2,0 %
- Monosaccarit: 4,5 - 5%
- Poly Saccarit: 1,0 - 1,2 %
- Sterol (ergosterol, egosterol peroxide...) 0,14 - 0,16 %
ộ
Thông số
Dạng I
Bảng 1.1: Các dạng thù hình của Se và tính chất vật lý
tan
trong
và Telu (Te), và hàm lượng của nó không phổ biến trong thiên nhiên (6.10"
5
%). Se và Te được tách ra từ bã thải tích lũy ở bộ phận hút bụi của nhà máy
sản xuất axit H2SO4, nó được đặt tên là Selen (mặt trăng) để tưởng nhớ về
chủ yếu
ở tan
dạng tạp chất trong các khoáng vật suníiia
Không Telu
tan (trái đất). Se Không
tan nằm
Không
nước (PbS, CuFeS...). Se có trong thành phần bụi khói của các mỏ Pyrite (FeS 2),
trong sắt thiên thạch, đặc biệt từ nham thạch núi lửa.
tan
trong
H2SO4
ộ
tan
trong
CHC13
trong
Benzen
ộ
Dạng III
78
ộ
ộ
Dạng II
tan
tan
Tan
1.2.1.1. Tính chất vật lý và các hằng sổ vật lý của Selen ®
-
Selen là một nguyên tố hóa học phi kim loại, ký hiệu là Se, thuộc chu
kỳ 4, số thứ tự 34, phân nhóm chính nhóm VI trong bảng hệ thống tuần hoàn
Tan ít Mendeleev, cấu trúc
- lớp vỏ điện tử [Ar] 3d 104s24p4, khối lượng phân tử 78,96
trong
cs2
đvC. Điện tích hạt nhân là 34, số notron là 45.
- Bán kính nguyên tử (pm): 215
- Độ dài các lien kết hóa học:
+ Liên kết cộng hóa trị: 117
+ Liên kết Van der Waals: 200
Se xám là dạng hình thù bền nhất, nó được xây đựng từ các mạch
+ Liên kết kim loại: 140
ziczăc Se^ bện xoắn song song với nhau, dạng thù hình này có tính chất
trung gian giữa dạng thù hình không kim loại và kim loại. Do đó Se xám là
- Độ âm điện theo thang Pauling: 2,55
chất bán dẫn. Độ dẫn điện của nó tăng lên đột ngột (khoảng 1000 lần) khi
được chiếu sáng.
- Năng lượng ion hóa (kJ/mol):
Ii=940,9,
I2=2044,
I3=2974
Se đỏ được xây dựng từ các phân tử Se 8, do đó nó cũng tương tự như s
nó là chất cách điện.
9
1/ Tính oxi hóa
Se + 2e'-► Se2'
E° = - 0.92V
Thế oxi hóa khử của Se/Se 2' = -0,92V, nên Se là chất oxi hóa yếu. Nó
chỉ đóng vai trò oxi hóa khi phản ứng với các kim loại và một số phi kim âm
điện hơn, phản ứng chỉ xảy ra khi bị đốt nóng:
Fe + Se —> FeSe
Se + H; t° ► H2Se
Ft2Se là một chất khí không màu, dễ cháy và có mùi đặc trung rất khó
chịu. Khi hòa tan H2Se vào nước thì dung dịch của nó sẽ có tính axit yếu.
2/ Tính khử
Khi phản ímg với các phi kim có độ âm điện lớn thì Se thể hiện tính khử:
Se + Ch -------► Se?Cl2 + 2e
Se cháy với ngọn lửa màu xanh cho ra selenium dioxit Se0 2. Se02 tác
dụng với nước tạo ra axit H2Se03 là một axit yếu, muối của nó tác dụng với
kim loại kiềm gọi là selenit Seơ32'
Se + 02---------► Se02
Se02 + H20 ----------► H2Se03
H2SeC>3 + 4H+ + 4e' ---------* Se + 3H20
Seơ3 + H20
Seơ4
10
H2Se04 là chất oxi hóa mạnh nhưng thường xảy ra chậm.
Se042' + 4U+ + 2e -► H20 + H20
Se không bị oxi hóa bởi các axit có tính oxi hóa mạnh ngoại trừ axit
H2S04đđ và HN03đđ
Se + 4HNƠ3 Seơ2+ 4N02 +
Se + 2H2S04
Se02+ 2S02 + 2H20
2H20
3/ Phản úng dị phân
Phản ứng dị phân khó xảy ra do tính không kim loại của Se rất kém.
Tuy nhiên Se cũng bị dị phân khi đun nóng với dung dịch kiềm.
3Se + 6KOH K2Seơ3 + 2K2Se + 3H2p
4/ Một so họp chất của Selen ở các so oxi hóa khác nhau
a) Hợp chất của Seỉen có so oxi hóa (-2)
Do có cấu hình điện tử 4s24p4 ở lớp vỏ ngoài cùng nên Se có khuynh
hướng tạo các hợp chất trong đó có số oxi hóa -2. Quá trình Se + 2e —*■ Se2"
cần cung cấp nhiệt nên ion tồn tại trong mạng tinh thể với các hợp chất kim
loại hoạt động. Trong đa số các hợp chất của Se2", hên kết mạng tính cộng
hóa trị.
Hợp chất H2Se là một khí độc hơn H2S (H2Se phân hủy rõ rệt ở 150°C),
có mùi đặc trimg và là một chất khử mạnh, có thể cháy được trong không khí:
H2Se + 1/2Ơ2 —► Se + H20 (thiếu oxi)
11
Al2Se3 + 6H20 -> 3H2Se + 2Al(OH)3
* Phản ứng của axit HC1 loãng với Selenit sắt FeSe:
FeSe + 2 HC1 -► H2Se + FeCl2
H2Se có thể kết tủa nhiều ion kim loại nặng, tạo thành các muối Selenit
ít tan như M2Se, MHSe.
b) Hợp chất của Se cỏ sổ oxi hóa (+4)
Flợp chất của Se (+4) rất quan trọng trong hóa phân tích. Trạng thái oxi
hóa +4 của Se thể hiện ở các oxit Se0 2, tetrahalogenua Sehal4, oxit
dihalogenua SeOhal2 cũng như các phức anion kiểu [Se0 3]2", [Se(OH)6]2",
[Sehalô]2’.
Se02 là một chất màu trắng, thăng hoa ở 315°c, tan trong nước tạo
thành H2Seơ3 (axit Seleno), là một axit yếu. H 2Seơ3 tách ra được ở dạng tự
do, đó là một chất màu trắng bị nát vụn trong không khí do mất nước.
H2Se03 + H20 — HSe03' + H30+ k! =2,37.10'5
HSeOj- + H20 -► Se032' + H,0+ k2 =4,80.10'9
c) Hợp chất của Seỉen có so oxi hóa (+6)
Se (+6) tạo các hợp chất như: Seơ 3, SeF6, H2Se04,...có cấu trúc và
tính chất tưong tự như các hợp chất của lưu huỳnh. Seơ 3 màu trắng, được
biết đến ở trạng thái thủy tinh và amiăng. Seơ 3 có tác dụng mãnh liệt với
nước tạo thành axit selenic H2Seơ4, là chất tinh thể màu trắng. Cũng như
H2S04 nó hút nước rất mạnh, dung dịch nước của nó là axit mạnh có độ
mạnh gần bằng H2SƠ4.
Se042' + 4H+ + 2e ->• H2Seơ3 + H20
E°=1,15V
12
5/ Hợp chất của Se len với Ni tơ
Phản ứng giữa SeCỈ4 với NH3 tạo ra hợp chất tetraselenium tetranitrit - Se 4N4
12SeCl4 + 64NH3 -► 3Se4N4 + 48NH4C1 +2N2
Se4N4 là chất rất hoạt động, dễ nổ khi chà xát nhẹ hoặc đun ở 200°c.
6/Hợp chất hữu cơ của Seỉen
Hợp chất hữu cơ của Se có chứa các nối C-Se và số lượng các nối thay
đổi từ selenol đơn giản như axit RSeH, selenit-RSeOH, organyl selenium
halide - Rsehal, diorganyl selenide - R2Se và R2Se2 cho đến các phân tử trong
sinh học như selenoaminoacide, selenocytenin, selenoprotein, selenopeptitde,
selenomethiomin...
7/ Điều chế Seỉen
Oxi hóa bã thải và bùn điện phân ở bộ phận hút bụi của nhà máy sản
xuất axits H2S04, Seơ2 được tách riêng và cho khử vói S0 2 theo phản ímg:
SeCb + SO-> —* Se + 2S03
1.2.1.3. ứng dụng của Selen
- Se được ứng dụng khá rộng rãi trong các ngành công nghiệp. Se xám
có tính bán dẫn, dưới tác dụng của ánh sáng, độ dẫn điện của Se tăng lên
mạnh, do đó Se xám được sử dụng trong tế bào quang điện. Se còn sử dụng
13
1.2.1.4. Độc tính của Selen
Tính độc của Se được biết đến từ lâu, đặc biệt là trên súc vật ăn cỏ. Đối
với con người, theo các báo cáo thì ngưỡng độc của Se là 1000|Lig/ngày.
1/ Ngộ độc Se cấp tính có các biếu hiện khác nhau như: ho, buồn nôn,
nôn, đau đầu, tổn thương mũi, da và mắt.
2/ Ngộ độc mãn tính kéo theo buồn nôn, nôn mửa, các bệnh ngoài da,
tổn hại đến da, răng và tóc, hơi thở có mùi tỏi.
1.2.1.5. Selen trong tự nhiên
Se phân bố rộng khắp trong đất nước và không khí, động vật, thực vật
nhưng nói chung nó hiện diện ở nồng độ thấp (
thường đi kèm với lưu huỳnh trong tự nhiên và các quặng sunfua. Se được
chuyển ra biến là do hoạt động thời tiết và sự xói mòn địa chất kéo dài. Hàm
lượng cao nhất của Se trong nước biến là 0,054g/tấn, trong khi hàm lượng
trung bình là 0,004g/tấn. Lượng Se trung bình trong đá trầm tích lớn hơn
trong vỏ trái đất. Se gây ô nhiễm môi trường bởi các hoạt động của ngành
công nghiệp như: Hóa chất (chất xúc tác, phẩm màu, phẩm nhuộm...), máy
móc (họp kim), đồ gốm, cao su, mỏ quặng kim loại...và ngành nông ngiệp
như: Thuốc diệt cỏ, diệt nấm, diệt vi khuẩn. Trong tự nhiên Se tồn tại một số
trạng thái oxi hóa ở dạng vô cơ và hữu cơ. Dạng vô cơ được tìm thấy trong
nước và trong đất như selenit (Se032") và Selenate (Se042"). Selenit có ái lực
cao với các hydroxit kom loại và được hấp thụ trên các họp chất không tan
này. ơ môi trường axit selenit nhanh chóng bị khử thành Se đỏ nguyên tố.
Môi trường kiềm có tính oxi hóa lại thuận lợi cho sự hình thành và bền vững
của dạng selenat. Một số hợp chất Se hữu cơ mang nối Se-C dưới dạng: Các
chất methyl hóa, các axit seleno aminoaxit, selenoprotein và các dẫn xuất của
chúng. Các hợp chất Se hữu cơ có thể chuyển sang dạng dễ bay hơi như:
14
dimethylselenide -(CH3)Se và dimethyl diselenide - (CH 3)Se2 nhờ hoạt động
của các vi khuẩn. Các quá trình methyl hóa này được xem như là những giai
đoạn loại bỏ độc chất, bởi vì hợp chất hình thành của quá trình methyl hóa ít
độc hơn.
Theo những công trình nghiên cứu gần đây ở Liên Xô, Mỹ phần Se hòa
tan được trong nước chiếm 0,3-20% tổng số Se chứa trong đất. Phần Se hòa
tan chứa các selenate, selenite và các hợp chất hữu cơ của Se.
Trong thực vật, Selen thường tập trung ở các cây họ Đậu, Cà phê, tỏi ta,
táo, lê, ngũ cốc, củ cải trắng, cải bắp, lúa mì, cây ba kích và một vài loại nấm.
Đặc biệt, trên thế giới có những cây có hệ số tập trung Se (Kp) rất lớn, như
cây Moringa reticulata Benth (họ Cà phê), cây Neptunia amplexicaulis Benth
(họ Đậu) và nhiều cây thuộc giống Astragalus. Cây Moringa reticulata Benth
có khả năng đặc biệt, dù cho mọc trên vùng đất nghèo Se với hàm lượng trong
đất nhỏ hơn 0,01 ppm, thỉ hàm lượng Se trong cây vẫn đạt tới 1141 ppm trong
cây khô. Cây trinh nữ phát triển rất mạnh trên vùng đất giàu selen với Kp đạt
tới 4000 ppm. Tuy nhiên, nó cũng phát triển trên các vùng đất nghèo Selen với
Kp cao hơn các loài cây khác trong vùng trong khoảng 400-500 ppm. Hàm
lượng Se trong một số cây cỏ ở Việt Nam trung bình khoảng 0,072 rng/kg.
Hàm lượng cao nhất tới nay được phát hiện trong cây trinh nữ (cây xấu hổ) là
30,7-201,1 mg/kg.
Một số cây ngũ cốc khác cũng có khả năng tập trung Se nhưng không
bằng lúa mì, đại mạch, kiều mạch. Các loại đậu có hàm lượng Se không lớn
như các loại ngũ cốc. Các loài rau thường có hàm lượng Se thấp. Se trong các
loại cây mọc ở vùng ấm thấp như lúa thường có hàm lượng Se thấp.
1.2.1.6. ỉ Tai trò sinh học của seỉen
Giống như đa số nguyên tố vi lượng khác, Se là nguyên tố không thể
thiếu cho sự sống và có tính hai mặt, vừa tích cực, vừa tiêu cực. Ở nồng độ
15
vừa phải, Se có vai trò tích cực làm tăng khả năng miễn dịch của cơ thể, là
nguyên tố bảo đảm cho quá trình tống hợp collagen, bảo đảm sự toàn vẹn của
cơ, hồng cầu, keratin và thủy tinh thể. Ổ những người có hàm lượng Se trong
máu thấp, nguy cơ ung thư tuyến tiền liệt cao gấp 4-5 lần so với người bình
thường. Đặc biệt, Se đẩy mạnh quá trình tống họp coenzim, là một chất chống
oxy hóa có khả năng phá hủy các lipopeoxit và làm trung hòa những chất gây
hại cho tế bào.
Các loại vitamin rất cần thiết cho cơ thế, tuy nhiên, nếu thiếu Se, cơ thế
không thể tổng họp được nhiều loại vitamin hoặc tác dụng của các vitamin
cũng bị giảm đi đáng kể. Vitamin E và Se có tác dụng tương hỗ lẫn nhau và
tăng cường tác dụng nếu sử dụng kết hợp, do vậy, nếu thiếu Se, thì cơ thể sẽ
không tổng họp đủ lượng vitamin c cần thiết.
Se có vai trò làm tăng khả năng miễn dịch của cơ thể, do nó là chất xúc
tác cho quá trình tổng hợp các globulin miễn dịch, làm tăng miễn dịch tế bào,
đảm bảo chức năng tiêu hóa lipit của tuyến tụy, tham gia điều khiển sự vận
chuyển ion qua màng tế bào. Se có tác dụng bảo vệ màng tế bào chống lại các
hiện tượng oxy hóa, ngăn cản sự tạo thành các lipopeoxit, do đó, có tác dụng
làm chậm quá trình lão hóa và chống lại sự tổn hại của hệ tim mạch. Cho tới
nay, nhiều nghiên cứu đã chứng minh, thiếu Se sẽ gây nên nhiều bệnh tật đối
với động vật. Có thê kể tới một số bệnh như bệnh Keshan, bệnh cơ trắng,
bệnh kashin-beck, ung thư, rối loạn nội tiết, V. V. .
Một số vai trò sinh học của Se được các nhà bác học tìm ra như sau:
- Se có khả năng chống ung thư: Cơ thê động vật có vú và chim cần Se
để hoạt hóa enzim glutathione peroxidase (GPX) góp phần phục hồi các màng
tế bào bị hư hại, bảo vệ các protein của mô tế bào, enzyme ... bởi các tác nhân
oxi hóa (hydrogen peroxidase và organic peroxidase...) có trong quá trình vận
động của cơ thể. Người dùng 200|Lig/ngày, tức là gấp 3 lần mức tiêu thụ của
16
người bình thường sẽ làm giảm tỷ lệ ung thư tuyến tiền liệt, phổi và ruột kết
tràng và cũng được xem là nguyên tố thiết yếu bảo vệ gan, là một trong những
tác nhân kéo dài tuổi thọ cho các nạn nhân bị nhiễm HIV.
- Thiếu Se cũng làm tăng ngưng tập tiểu cầu của máu và biến đổi mỡ trong
thành động mạch, mà đó là hai cơ chế chính dẫn đến bệnh xơ vữa động mạch.
Như chúng ta đã biết các nhà khoa học đã làm rõ vai trò của Se trong việc điều trị
tim ở Trung Quốc (hội chứng Keshan) và một số hiện tượng bệnh lý quan sát
được ở Tây Au. Trong phần lớn các trường hợp này, bổ sung Se thật sự đem lại
kết quả rất khả quan. Bệnh Keshan được mô tả lần đầu tiên ở Trung Quốc trên
trăm năm trước đây và được quan tâm nhiều trong những thập kỷ gần đây khi
người ta xác định được nguyên nhân gây bệnh là do cơ thể thiếu hụt Se. Người
mắc bệnh Keshan chủ yếu tập trung ở những vùng có hàm lượng Se trong đất
thấp. Nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng, các thông số địa hóa đóng vai trò quan trọng
đối với diện phân bố của bệnh Keshan. Đất có nồng độ axit cao, giàu vật chất hữu
cơ và các keo oxit sắt đóng vai trò quan trọng cố định Se trong đất, làm giảm khả
năng hấp thu Se của cây lương thực và dẫn đến sự thiếu hụt Se trong khẩu phần ăn
hàng ngày của cư dân khu vực đồng bằng Trung Quốc. Trong ngũ cốc trồng ở các
vùng phát triển bệnh Keshan, hàm lượng Se thường ở dưới mức 0,01 ppm. Kết
quả tương tự quan sát thấy ở khu vực Transbaikalia, Nam Siberia. ơ đó, lượng Se
thiếu hụt trong khẩu phần ăn hàng ngày dẫn đến bệnh Keshan và bệnh cơ trắng
trong cộng đồng dân cư địa phương. Như vậy, ở các vùng có sự thiếu hụt Se trong
môi trường tự nhiên, nếu không bố sung Se vào khẩu phần ăn hàng ngày, thì sẽ
dẫn đến thiếu hụt Se lâu dài trong cơ thể, hậu quả là dân cư trong vùng có thể mắc
một trong các bệnh vừa nêu.
- Se có khả năng làm chất khử độc. Nó có khả năng liên kết với kim
loại nặng như Hg, Pb...và đào thải các kim loại nặng ra đường nước tiểu. Se
còn bảo vệ cơ thể khỏi các tác hại của Cd, Pb, Cu, Ag, Pt, As...
17
- Se còn phối hợp với GPX và vitamin E cùng các axit béo không no
để làm lỏng máu và dự phần trong các phản ứng hệ miễn dịch
- Se đóng vai trò là chất cảm ứng trong tổng hợp Hem (cấu thành
hemolobin).
- Đối với vật nuôi: Khi hấp thụ không đủ Se thì súc vật sẽ chậm phát
triển, sinh sản ít, nếu thiếu hụt nghiêm trọng sẽ sinh bệnh “white muscle” (cơ
trắng).Bệnh cơ trắng hay còn gọi là bệnh loạn dưỡng cơ, là một trong các
bệnh rất phố biến đối với gia súc ăn cỏ còn non. Nguyên nhân chính là do
trong khẩu phần ăn thiếu Se. Khi cơ thể bị thiếu Se lâu dài, hệ thống cơ bị tổn
thương dưới dạng thoái hóa hoại tử, đặc biệt là cơ tim và kèm theo loạn
dưỡng cơ ở gan, do vậy gia súc thường bị đột tử. Từ thực tế này, việc đánh
giá tỷ lệ trẻ sơ sinh bị mắc các bệnh tim mạch ở các vùng thiếu hụt Se là điều
nên làm. Bởi lẽ, Se có mối liên quan chặt chẽ với hoạt động của tim, đặc biệt
trong giai đoạn đầu đòi của trẻ.
- Một nghiên cứu ở Phần lan đã giới thiệu tác dụng của việc tố hợp
Selen - vitamin E trong việc chống lại hiện tượng lão hóa.
Chính những tác dụng sinh học nói trên đã đánh dấu một giai đoạn
chuyển tiếp quan trọng trong lịch sử Y học và dinh dưỡng vi khoáng bảo vệ
sức khỏe con người. Phát hiện ra vai trò của Se trong việc chống lại các gốc
tự do, khiến nó đã trở thành một ngôi sao mới của nhu cầu bố sung vi khoáng
ở mức độ cho phép.
1.2.2. Tong quan về nguyên tố mangan
Mangan là nguyên tố kim loại chuyển tiếp đứng vị trí thứ 25 thuộc
phân nhóm VIIB trong bảng hệ thống tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử
là 1 s2 2s2 2pố 3s2 3p6 3d5 4s2 và lớp 3d này chưa bão hòa nên có mức năng
lượng cao. Nếu mất đi điện tử ở lớp ngoài cùng, nó có thê tạo được những
hợp chất có trạng thái oxi hoá từ 2 đến 7.
18
1.2.2.1. Tính chất vật lý
Mangan là kim loại màu trắng xám, giống sắt. Nó là kim loại cứng và
rất giòn, khó nóng chảy, nhimg lại bị ôxi hóa dễ dàng. Mangan kim loại chỉ
có từ tính sau khi đã qua xử lý đặc biệt. Kim loại mangan và các ion phố biến
của nó có tính chất thuận từ
1.2.2.2. Mang an kim loại (mức oxi hóa 0)
Đặc trưng của Mangan kim loại là tính khử mạnh.
ơ nhiệt độ cao, nhất là khi ở dạng bột, Mangan dễ tác dụng với các phi
kim. Ví dụ, tác dụng với 0 2 tạo ra Mn304, với Cl2 tạo ra MnCl2 và tác dụng
với s tạo raMnS...
Mangan bền với nước, kế cả khi đun nóng và chỉ có phản ứng chậm khi
ở dạng bột mịn:
Mn + 2H20 —> Mn(OH)2 + H2
Mangan tan dễ dàng trong các dung dịch axit và tạo thành muối Mn(II).
