Nghiên cứu một số điều kiện để định lượng xianua bằng phương pháp cực phổ xung vi phân ứng dụng để định lượng xyanua trong sắn cao sản

Kho ti liu min phớ ca Ket-noi.com

Trờng đại học vinh
Khoa hóa học
=== ===

Dơng thị hờng

Nghiên cứu một số điều kiện để định lợng xianua bằng
phơng pháp cực phổ xung vi phân. ứng dụng để định lợng
xianua trong sắn cao sản

khóa luận tốt nghiệp đại học
Chuyên ngành: hóa phân tích

Vinh - 2011


Kho ti liu min phớ ca Ket-noi.com

Trờng đại học vinh
Khoa hóa học
=== ===

Nghiên cứu một số điều kiện để định lợng xianua
bằng phơng pháp cực phổ xung vi phân. ứng dụng
để định lợng xianua trong sắn cao sản
khóa luận tốt nghiệp đại học
Chuyên ngành: hóa phân tích

Cán bộ hớng dẫn:

Sinh viên thực hiện:
Lớp:

ThS. võ thị hòa
dơng thị HƯờNG

48B - Hóa

Vinh - 2011


Kho tài liệu miễn phí của Ket-noi.com

LỜI CẢM ƠN
Đề tài khóa luận tốt nghiệp được hoàn thành tại Phòng máy - Khoa Hoá
- Trường Đại học Vinh.
Bằng tấm lòng trân trọng và biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn
cô giáo hướng dẫn ThS. Võ Thị Hoà giao đề tài và giúp đỡ tận tình, chu đáo,
đầy tâm huyết trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thiện khoá luận.
Em cũng xin chân thành cảm ơn cô giáo ThS. Đinh Thị Trường Giang
đã có những ý kiến đóng góp quý báu trong quá trình em thực hiện đề tài này.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo tromh tổ bộ môn phân
tích, các thầy giáo, cô giáo hướng dẫn phòng thí nghiệm thuộc khoa Hoá học trường Đại học Vinh đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình
hoàn thành khoá luận này.
Cuối cùng, em xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến bố mẹ, anh chị em và bạn
bè đã quan tâm, động viên em hoàn thành khoá luận tốt nghiệp của mình.
Vinh, tháng 5 năm 2011
Sinh viên
Dương Thị Hường

MỤC LỤC
Trang

4


LỜI MỞ ĐẦU
Sắn là cây lương thực, thực phẩm chính của hàng triệu người trên thế
giới và được trồng phố biến ở nhiều nước. Sản phẩm từ sắn (củ, thân, lá) được
dùng để chế biến ra nhiều loại sản phẩm phục vụ cho ngành công nghiệp và
giá trị của cây sắn ngày càng được nâng cao nhờ ứng dụng rộng rãi của nó.
Ở Việt Nam, sắn là cây lương thực, thức ăn gia súc quan trọng sau lúa
và ngô, là nguồn thu nhập của các hộ dân nghèo. Ngoài ra sắn cũng là cây
công nghiệp có giá trị xuất khẩu và tiêu thụ trong nước. Việt Nam sản xuất
mỗi năm khoảng 800.000 - 1.200.000 tấn tinh bột sắn. Trong đó trên 70%xuất
khẩu và gần 30% tiêu thụ trong nước. Ở Nghệ An, cây sắn đã và đang chuyển
đổi nhanh chóng vai trò từ cây lương thực thành cây công nghiệp với tốc độ
nhanh. Ở đây trồng nhiều sắn cao sản với mục đích chính là chăn nuôi và
cung cấp cho nhà máy chế biến tinh bột sắn. Tại đây có nhà máy sắn chế biến
tinh bột sắn Thanh Ngọc - Thanh Chương với sản lượng tinh bột sắn 240
tấn/ngày và sản xuất theo thời vụ.
Bên cạnh những thành quả mà cây sắn mang lại thì hàng năm vẫn xảy ra
nhiều vụ ngộ độc sắn nếu bị nặng có thể dẫn tới tử vong. Mà nguyên nhân là
do con người (kể cả động vật) ăn phải sắn chưa được chế biến kĩ lưỡng và
không loại bỏ được độc tố có trong sắn.
Độc tố có trong sắn chính là xianua. Vì vậy việc xác định và kiểm soát
hàm lượng xianua trong sắn là việc cần thiết và cấp bách. Có nhiều phương
pháp xác định xianua trong đó phương pháp cực phổ xung vi phân là phương
pháp có độ chính xác, độ chọn lọc, độ nhạy và độ tin cậy cao, có thể xác định

được hàm lượng mẫu phân tích có nồng độ rất thấp. Do vậy chúng tôi đã chọn
đề tài “Nghiên cứu một số điều kiện để định lượng xianua bằng phương

5


pháp cực phổ xung vi phân. Ứng dụng để định lượng xianua trong sắn
cao sản” làm đề tài khoá luận tốt nghiệp đại học.
Đề tài nhằm giải quyết các vấn đề:
- Tìm một số điều kiện tối ưu để định lượng xianua bằng phương pháp
cực phổ xung vi phân.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ sunfua và sunfit đến phép xác
định lượng xianua.
- Thử các điều kiện tối ưu đã chọn vào việc phân tích mẫu tự tạo của
xianua.
- Phân tích một số mẫu sắn được lấy từ xã Thanh Ngọc - Thanh
Chương - Nghệ An.
Hy vọng đề tài này sẽ góp một phần nhỏ vào việc triển khai phương
pháp phân tích ở phòng thí nghiệm.

6


PHẦN I : TỔNG QUAN
I.1. TỔNG QUAN VỀ XIANUA [1, 4, 5, 6, 14]
I.1.1. Các nguồn tạo ra xianua, vai trò và tác hại của xianua
Sự gia tăng hàm lượng xianua trong nước có thể do nhiều nguyên nhân
khác nhau, trong đó một lượng lớn xianua được thải ra từ ngành công nghiệp
khai thác vàng, ngành công nghiệp mạ điện (mạ đồng, mạ niken, mạ kẽm, mạ
crôm...), làm sạch kim loại, gia công thuỷ, tổng hợp hoá học, sản xuất polime,

thuốc sát trùng, trong nông nghiệp (như đánh bắt bằng xianua trái phép,..).
Ngoài ra xianua còn có trong một số bộ phận của cây sắn, cây tre, trong một
số loại hạt của một số loại quả (quả mận, quả anh đào, quả táo non...) và
xianua tạo vị đắng trong một số loại củ, quả đó.
Muối kim loại của Axit xyanhydric có vai trò lớn trong nhiều ngành
công nghiệp:
- Công nghiệp mạ vàng, bạc, đồng hoặc các kim loại khác.
- Công nghiệp khai thác vàng - lấy vàng bằng phương pháp xianua hoá.
- Công nghiệp sản xuất các pigmen mầu dùng cho ngành công nghiệp
sơn, bột vẽ, dệt nhuộm cần các muối xianua làm nguyên liệu.
- Công nghiệp sản xuất thuốc trừ sâu: xyanit canxi để diệt rệp và côn
trùng trong nhà ở.
Trong y dược, axit xyanhydric được dùng ở dạng muối như Hg (CN) 2
hay ở thể kết hợp như nước anh đào với tỉ lệ 1% HCN.
Xianua là một loại chất cực độc nhưng nó lại được sử dụng phổ biến
trong sản xuất, vì vậy nếu không có những quy chế chặt chẽ và có tính khả thi
trong các khâu nhập khẩu, lưu thông phân phối, bảo quản, sử dụng và kiểm
soát ô nhiễm, xianua có thể gây tác hại to lớn cho môi trường và sức khoẻ con
người.

7


HCN là chất hết sức độc, nồng độ cho phép HCN ≤ (1- 2) ppm HCN có
thể đi vào cơ thể người qua các đường hô hấp và tiêu hoá, thậm chí còn thấm
qua da.
Người và động vật có thể chết đột ngột khi tiếp xúc, hít thở khí HCN
hoặc uống nước có CN-. Độc tính cao của xianua là do CN - có khả năng tạo
phức với một số kim loại trong enzim ở trong cơ thể (metalo protein), huỷ các
enzim hô hấp, làm mất khả năng vận chuyển oxi trong máu. Xianua ức chế

các enzim oxi hoá, các enzim này đóng vai trò là mắt xích trung gian cho quá
trình sủ dụng oxi để sản xuất chất ATP.
Người nhiễm độc xianua thường bị chóng mặt, buồn nôn, mệt mỏi, co
giật và bất tỉnh, có thể dẫn đến tử vong khi nồng độ CN - trong máu > 1 mg/l.
Hàng năm trên thế giới có hàng nghìn người chết vì nhiễm xianua, ngộ độc
xianua như: sử dụng xianua đầu độc nhau, do làm việc ở nơi có nồng độ
HCN, (CN)2 cao mà không có phương tiện bảo hộ hoặc do không cẩn thận.
Mặt khác, những vùng khai thác, đào đãi vàng bừa bãi trái phép, các cơ sở mạ
thủ công, huỷ diệt các loài sinh vật. Do đó việc xây dựng và ban hành một
quy trình công nghệ xử lý tiêu huỷ hoặc tái sử dụng xianua là một việc làm
cấp bách đáp ứng yêu cầu thực tế.
I.1.2. CÁC HỢP CHẤT XIANUA
Những hợp chất xianua có thể được phân loại thành xianua đơn giản và
phức chất xianua.
I.1.2.1. Các xianua đơn giản
Những xianua đơn giản gồm xian, hiđroxianua và các muối có công thức
A(CN)x, trong đó A là kim loại kiềm (Na+, K+, NH+4...) hoặc một số iôn kim
loại, và x là hoá trị của A, cũng là số nhóm xianua.
I.1.2.1.1. Xian

8


Xian hay xianogen là những phân tử gồm 2 nhóm CN nên thường được
gọi là đixian (CN)2.
Xian là một chất khí không màu, mùi xốc, dễ hoá lỏng và hoá rắn (t 0nc =
- 43,30C ; t0s = - 20,7oC), tan trong nước và rất độc.
Xian tinh khiết bền, trên 10000C mới phân huỷ ra các gốc CN tương tự
halogen. Nó tham gia phản ứng cộng hợp oxi hoá với nguyên tử kim loại hoá
trị thấp và tạo phức chất đixianua:

(Ph3P)4Pd

+

(CN)2

→ ( Ph3P)2Pd(CN)2

+

2 Ph3P

(Ph là gốc phenyl C6H5)
Sự thuỷ phân của xian cũng cho thấy sự giống nhau giữa xian và
halogen, nhất là trong môi trường kiềm.
(CN)2

+

2 NaOH

=

NaCN

+ NaCNO

+ H2O

Bởi vậy xian còn được gọi là halogen giả, về hoạt tính hoá học, xian

nằm giữa brom và iod.
Trong không khí, xian dễ bốc cháy cho ngọn lửa có màu hồng viền
xanh có nhiệt độ rất cao:
(CN)2 +

O2

=

2 CO

+

N2

Có thể điều chế (CN)2 khi oxi hoá có xúc tác HCN trong pha khí với sự
có mặt của NO2 .
2 HCN
NO

+ NO2
+

=

1/2 O2

(CN)2
=

+

NO

+

NO2

I.1.2.1.2. Hidro xianua HCN
Giống như hidro halogen, HCN là hợp chất phân tử cộng hoá trị, có thể
phân li trong dung dịch nước.
HCN không màu, có mùi khó chịu và rất độc. HCN lỏng dễ hoá rắn và
rất dễ bay hơi (tonc = 15oC ; tos = 25,6oC). HCN lỏng có hằng số điện môi rất
lớn (107 ở 25oC) , và gây ra sự liên hợp các phân tử có cực do liên kết hidro

9


giống như trường hợp nước. HCN lỏng không bền và nhanh chóng bị trùng
hợp khi không có chất làm bền. Trong dung dịch nước sự trùng hợp dẽ xảy ra
nhờ bức xạ tử ngoại.
Người ta cho rằng các phân tử nhỏ HCN đả có trong khí quyển sơ cấp
của quả đất và có thể là cội nguồn hay sản phẩm trung gian trong sự tạo
thành các hợp chất quan trọng về mặt sinh học.
HCN trong dung dịch nước là một axit yếu, pK a = 9,21 (ở 25oC), yếu
hơn axit cacbonic. Vì vậy dung dịch xianua hoà tan bị thuỷ phân mạnh.
Nhưng HCN dưới dạng lỏng tinh khiết là axit mạnh.
Khi đốt trong không khí, HCN cháy cho ngọn lửa màu
4 HCN

+ 5 O2

=

2 H2O +

4 CO2 +

2N2

Trong phòng thí nghiệm, HCN có thể điều chế bằng cách nhỏ từng giọt
dd NaCN xuống dd H2SO4 nóng có nồng độ vừa phải:
NaCN

+

H2SO4

=

NaHSO4

+

HCN

I.1.2.1.3. Muối xianua
Muối của axit xianhidric gọi là xianua. Những phản ứng của ion CN giống nhiều với phản ứng của ion halogenua. Ion CN - không có màu nên các
muối xianua nói chung không có màu.
Muối xianua cũng như HCN đều rất độc (nhưng có độ độc thấp hơn

HCN). Trong các xianua chỉ xianua kim loại kiềm và kiềm thổ là tan nhiều,
còn các xianua khác hầu hết không tan trong nước (CuCN, AgCN, Zn
(CN)2,...) nhưng chúng tan trong dung dịch xianua kim loại kiềm tạo thành
phức chất. Riêng Hg(CN)2 tan nhiều trong nước và hầu như không bị oxi hoá.
Xianua bị thuỷ phân mạnh trong dung dịch:
CN-

+

H2 O

=

HCN

Nên dung dịch có mùi của hidroxianua.

10

+ OH-


Những muối KCN, NaCN (rắn) để trong không khí cũng có mùi của
HCN vì:
KCN

+

CO2

+

H2 O =

KHCO3 +

HCN

Xianua có thể bị phân huỷ tạo thành axit fomic và NH 3, phản ứng được
thúc đẩy bởi ánh sáng:
CN-

+

2H2O

HCOO-

=

NH3 ↑

+

Muối xianua và HCN dều thể hiện tính khử khi tác dụng với các chất
oxi hoá như O2, Cl2, MnO4-, peoxit H2O2 , một số oxit kim loại (CuO, PbO,
SnO2, ..)
NaCN
6 CN-

+

O2

=

2MnO4- +

+

2 HCN

2 NaCNO (đun nóng)

4 H2 O
+

H2O2

2 KCN( nóng chảy) +

3 (CN)2 + 2 MnO2 + 8 OH-

=
=

(CONH2) 2

SnO2 =

2KCNO

+

Sn

Xianua có thể tác dụng với Au khi có mặt chất oxi hoá (O 2, ..) nhờ tạo
thành phức chất tan:
4 Au

+

8 KCN + 2 H2O + O2

=

4 K[Au (CN)2]

+ 4 NaOH

Các xianua kim loại nặng bị phân huỷ khi đun nóng:
AgCN

=

3 Fe (CN)2 =

Ag

+

Fe3C

+

1
(CN)2
2

C

+ 2 (CN)2 +

N2

Dung dịch Hg(CN)2 tác dụng với Mg, H2S, KI theo các phản ứng:
Hg(CN)2

+ Mg + 2 H2O =

Hg (CN)2

+ H2 S

Hg(CN)2

+

4 KI

=

HgS
=

Hg +
+

K2[ HgI4]

Mg(OH)2 +

2 HCN

2 HCN
+

2 KCN

Dung dịch KCN tác dụng với HG2(NO3)2 tạo thành Hg và Hg(NO3)2
2 CN- +

Hg22+

=

Hg(CN)2 +

11

Hg


Phương pháp điều chế muối xianua: thường dùng C khử cacbonat khi
đun nóng:
Na2CO3

+

C

+

2 NH3

Na2CO3

+ C

+

Ca (CN)2

to
→
to
→

2 NaCN

+

3 H2O

2 NaCN

+

CaCO3

I.1.2.2. Các phức chất xianua
Ion xianua là phối tử có khả năng tạo phức tốt với các kim loại chuyển
tiếp d và các nguyên tố gần gũi chúng nhất (Zn, Cd, Hg). Liên kết п kim loại xianua theo kiểu dп (M) → pп (CN-)đóng vai trò quan trọng trong việc xác
định độ bền của phức chất xianua.
Đa số các phức chất xianua có công thức chung A x-n [M (CN)x], trong
đó A+ là ion kim loại kiềm, M+ là ion kim loại nặng (Fe2+, Fe3+, Cd2+, Cu2+,
Ni2+,..) . Người ta cũng đã biết các phức chất hỗn tạp, đặc biệt là các hợp chất
kiểu [M(CN)5X]n- , ở đây X có thể là H2O, NH3, CO, NO, H hay halogen.
Người ta đã tách được các axit khan ứng với nhiều ion phức xianua
H3[Rh(CN)6] , H4[Fe(CN)6]. Các axit này khác nhiều axit được tạo thành bằng
các ion khác như [PtCl6]2- hay [BF4]- ở chỗ chỉ có thẻ tách chúng ra dưới dạng
muối hidroxoni với ion H3O+ tương ứng. Chúng cũng khác với các hidrua của
cacbonil kim loại, vì trong chúng không có liên kết kim loại - hidrro. Thay
cho điều đó, các nguyên tử hidro được xếp sao cho liên kết hidro được tạo
thành giữa các anion, nghĩa là MCN ... H ...NCM.
Phân loại dựa vào tính tan và độ độc, các phức chất xianua được chia ra
3 nhóm chính, đó là:
- Các phức chất xianua tan và độc, như: [Cu(CN) 2]-, [Cu(CN)4]3-,
[Zn(CN)4]2-, ...
- Các phức chất xianua không tan, không độc như: K2Zn3 [Fe(CN)6 ]2

- Các phức chất xianua không tan nhưng độc như: Fe4[Fe(CN)6 ]3

12


Phân loại dựa vào khả năng phản ứng với kiềm và axit, người ta chia
các phức xianua thành 2 nhóm:
- Nhóm 1: không tác dụng với kiềm nhưng dễ bị phân tích bởi axit vô
cơ loãng tạo HCN.
K2[M(CN)4]

+ 2 HCl

=

M(CN) 2

+ 2 KCl

+ 2 HCN

Nhóm này gồm : [Cu(CN)4]3-, [Cd(CN)4]2- , [Au(CN)4]3-, [ Ni(CN)4]2-,
[Ag(CN)2]-, [Hg(CN)4]2 ....
- Nhóm 2: vừa phản ứng được với kiềm, vừa phản ứng được với axit
loãng nhưng không tạo HCN.
Cu2[Fe(CN)6]

+

K4[ Fe(CN)6]

+

4 KOH

=

2 H2SO4

=

2 Cu (OH) ↓

+ K4[Fe(CN)6]

H4[ Fe(CN)6]

+ 2 K2SO4

Nhóm này gồm: [Fe(CN) 6]4-, [Fe(CN)6]3-, [Cr(CN)6]3-,
[Mn(CN)6]3-, [Co(CN)6]3- , ...
Có thể điều chế phức chất xianua bằng cách dùng dung dịch CN - kim
loại kiềm dư tác dụng với Mn+ theo phản ứng:
Mn+

n CN-

+

M(CN)n

=

M(CN)

(x- n)CN-

+

=

[M(CN)x] ( x-n )

I.1.2.3. Một số hợp chất xianua khác
I.1.2.3.1. Xianogen clorua
Xianogen clorua (CNCl) là một chất khí, chỉ tan rất ít trong nước,
nhưng có độ độc cao, thậm chí ở những nồng độ rất thấp (có thể độc hơn CN khi cùng nồng độ).
CNCl là sản phẩm đầu tiên khi clo hoá những hợp chất xianua:
NaCN +

Cl2

=

CNCl

+

NaCN

CNCl thuỷ phân trong môi trường kiềm tạo ra xianat:
CNCl

+

2 NaOH

= NaCNO

13

+

NaCl +

H 2O


Sự thuỷ phân này phụ thuộc vào pH và thời gian. Khi pH = 12, CNCl
thuỷ phân hoàn toàn.
CNCl có thể oxi hoá iodua để giải phóng iod tự do theo phản ứng
CNCl:
+ 2I-

CNCl

CN-

=

+

I2

+

Cl-

I.1.2.3.2. Xianat
Xianat (CNO-) là muối của axit xianic (HCNO), CNO - ít độc hơn CN- .
Xianat kim loại kiềm khá bền với nhiệt, chúng chỉ phân huỷ ở nhiệt độ cao.
3 KCNO

→

KCN

+

K2CO3

+

CO

+ N2

CNO- có thể bị oxi hoá bởi clo trong môi trường kiềm:
4 NaCNO + 4 NaOH + 3 Cl 2 = 6 NaCl + 2 CO2 + N2 +

2 H2O

CNO- thuỷ phân trong môi trường axit, tạo thành NH4+ và cacbonat:
2 NaCNO

+ H2SO4

+ 4 H2O =

(NH4)2SO4 +

2 NaHCO3

Muối xianat được điều chế bằng cách oxi hoá xianua ở trong dung dich nóng
bằng O2 không khí hoặc bằng PbO:
KCN

+ PbO

= KCNO

+

Pb

I.1.2.3.3. Thioxianat
* Thioxianat (SCN-) là muối của axit thioxianic (HNCS). Đa số thioxianat
không có màu và dễ tan trong nước trừ một số muối của Ag, Hg, Cu, Au là ít
tan. Về nhiều mặt, muối SCN- giống với muối halogenua. Giống ion CN- ,ion
SCN- có khả năng tạo phức với ion kim loại chuyển tiếp. Trái ngược với CN -,

ion SCN- không có tác dụng độc với người.
* Tính chất hoá học của SCN+ Tác dụng với axit:
SCN- bị phân huỷ bởi H2SO4 đặc (> 12 N):
KSCN

+

2 H2SO4 + H2O = KHSO4 + NH4HSO4 +

14

COS


SCN- bị oxi hoá bởi HNO3 đặc hay loãng:
6 KSCN + 16 HNO3 + 4 H2O = 6 SO42- + 6 CO2 + 16 NO + 6 NH 4+
+ Tác dụng với một số kim loại :
SCN- tác dụng với một số kim loại như Zn, Al, Mg, trong môi trường
axit, sản phẩm có thể là H2S, C, CS2 ,…
3 KSCN + 4 Al + 18 HCl = 3 KCl + 4 ALCl3 + 3 NH4Cl + 3 C + 3 H2S
+ Tác dụng với muối:
SCN- tác dụng với một số ion kim loại (nguyên tố chuyển tiếp d) như:
Ag+,Hg2+ ,Co2+, Cu2+ tạo thành kết tủa hoặc tạo thành phức tan, tuỳ thuộc vào
nồng độ SCN- .
SCN-

Ag+

+

=

AgSCN ↓
(màu trắng đục)

AgSCN

+

2 SCN-

+

2 SCN- (dư)
Hg2+

=

=

[Ag(SCN)3]2Hg(SCN)2 ↓
(màu trắng xám)

Hg (SCN)2

+

2 SCN-

[Hg(SCN)4]2-

=

(không màu, rất bền)
2 SCN-

+

4 SCN-

+

Hg2+
Co2+

=

Hg(SCN)2 ↓

+ Hg

[Co(SCN)4]2-

=

(màu hồng)
(Khi có mặt axeton, màu hồng chuyển sang màu xanh).
2 SCN-

+

Cu2+

=

Cu(SCN)2↓
(màu đen)

Khi có mặt SO2:
2 SCN- + 2 Cu2+ + SO2 + H2O = 2 Cu(SCN)↓ + SO2
(màu trắng)

15

+ 4 H+


AgSCN không tan trong axit vô cơ loãng, nhưng tan trong dd NH3, KCN…
AgSCN

+

AgSCN

+

2 NH4OH
2 CN-

=

[Ag(NH3)2](SCN)
[Ag(CN)2] -

=

+

+

2 H2 O

SCN-

* Điều chế thioxianat kim loại kiềm : đun nóng chảy xianua với S hoặc đun
nóng dung dịch xianua với (NH4)2S2 theo các phản ứng:
KCNnóng chảy +
KCN

+

S

=

(NH4 )2S2

KSCN
=

KSCN

+

(NH4)2S.

I.1.3. Tính chất vật lý và hoá học của xianua.
I.1.3.1. Tính chất lý học.
- Axit HCN: khối lượng phân tử 27. Ở thể khan là chất lỏng rất linh
động, tỷ trọng d = 0,696. Nhiệt độ sôi ở 200 0C, đông đặc ở - 1400C, có mùi
hạnh nhân, vị rất đắng, hoà tan rất dễ trong nước và rượu, là một axit yếu có
pK = 9,4. Hơi của HCN có tỷ trọng d = 0,968.
- Các muối xianua kiềm như NaCN, KCN là các muối tinh thể trắng,
dễ bị phân huỷ trong không khí bởi hơi nước, CO 2, SO2,… tan tốt trong nước,
ít tan trong rượu, tan trong dung dịch nước rượu. Dung dịch nước của các
muối này có tính kiềm mạnh.
- Xianua ở trạng thái tự do CN rất độc nhưng khi nó liên kết bền trong
phức thì lại không độc. Vì sự phân ly của phức quá nhỏ nên trong dung dịch
nồng độ CN không đủ để gây độc.
- Đixian (CN) 2 là chất khí độc không màu, mùi hạnh nhân, tan tốt trong
H2O và rượu, hình thành do nhiệt phân một số muối xianua như Hg(CN) 2 hay
oxi hoá CuCN bằng FeCl3, kém bền do bị thuỷ phân.
I.1.3.2. Tính chất hoá học
- Axit HCN và các xianua bị oxi hoá bởi oxi trong không khí chuyển
thành xianat:
2 CN-

+

O2

=

2 CNO-

16


- Ở dung dịch loãng 1: 5000 trong 5 tháng HCN bị phân huỷ hết.
HCN

+

2 H2O

HCN

+

2 H2 S

=
+

HCOONH4 (amonium foocmic)
O2

=

2 HCNS + 2 H2O

(axit sunfoxyanhydric)

Các muối xianua kim loại kềm dioxit cacbon trong không khí phân huỷ
tạo thành HCN
2 NaCN

+

CO2

+

H2 O

=

2 HCN +

Na2CO3

Vì vậy phải bảo quản muối kim loại xianua trong thùng kín, để ở chỗ
mát.
* Các muối xianua tan trong nước dễ tạo với các xianua không tan
thành các phức.
* Axit nitric tác dụng với các chất hữu cơ như axit malic, xitric,
ancaloic, tanin cũng tạo nên HCN.
* Các aldehyt, đường cũng phá huỷ được HCN
C6H12O6

+

HCN =

C7H13O6N

* Trong một số cây cối, thực vật có chứa các dẫn xuất hữu cơ của axit
HCN như: hạnh nhân đắng, nhân quả mận, lá trúc anh đào, rễ sắn, măng tre
nứa , nấm, các hạt lá và cành đậu phaseolus lunatus. Dầu hạnh nhân đắng có
chứa amogdalis C20H27NO11 do tác dụng của men emulsin hay synaptase sẽ bị
thuỷ phân và giải phóng HCN:
C20H27NO11

+ 2 H2 O

=

C7H6O +

2 C6H12 O6 +

HCN

Trong dầu hạnh nhân đắng cứ 1,5g dầu thì có 0,24 g HCN. Lượng
HCN chứa trong năm, sáu hạnh nhân đủ giết chết một em bé. Trong dàu hạnh
nhân có chất phaseolumatin C10H17NO6 do tác dụng của men phaseosaponin sẽ
thuỷ phân và giải phóng HCN:
C10H17NO6 + H2O

=

C6H12O6 + CH3 _O _ CH3 +

17

HCN


I.1.4. Độc tính của axit HCN và các xianua tan [4, 6, 14]
I.1.4.1. Độc tính
- Axit HCN tác dụng lên quá trình hô hấp tế bào bằng cách làm tê liệt
các men sắt của xytoeromoxydaza hoặc men đỏ cacbua. Do thiếu oxi nên máu
trong tĩnh mạch có màu đỏ thẫm và có những triệu trứng ngạt. Gây độc nhanh
qua đường hô hấp, với liều lượng 0,3 mg/1kg trọng lượng cơ thể đã có thể gây
chết ngay. Nồng độ 0,12 – 0,15 mg/l gây chết từ 30 phút đến một giờ.
- Xianua: rất độc, thường tấn công các cơ quan như phổi, đường tiêu
hoá. Tiêu chuẩn nước uống và nước sạch đều quy định hàm lượng xianua nhỏ
hơn ,07 mg/l. Qua đường tiêu hoá, liều lượng gây tử vong là 1mg/1kg trọng
lượng cơ thể. Các xyanhydric có thể thâm nhập vào cơ thể rồi gây ngộ độc
bằng cách thấm qua các vết thương ngoài da.
I.1.4.2. Triệu trứng lâm sàng
- Ngộ độc cấp: Xảy ra khi hit phải hay uống phải liều cao HCN. Ngộ
độc xảy ra rất nhanh chóng, các trung tâm hành tuỷ bị tê liệt, người bị nạn bị
bất tỉnh, co giật và các cơ bị cứng. Sự hô hấp bị ngắt quãng và dừng lại, tim
đập rất nhanh và không đều, nạn nhân chết sau 1- 2 phút.
- Ngộ độc bán cấp: Các hiện tượng thường gặp là chóng mặt, buồn nôn,
đau đầu, các niêm mạc hô hấp bị kích thích. Nạn nhân sợ hãi, lo lắng nhưng
vẫn còn sáng suốt, sau đó xuất hiện rối loạn thần kinh, co giật, dãn đồng tử,
cứng hàm, hiện tượng ngạt bắt đầu, nạn nhân chết sau 20 phút. Nếu cấp cứu
kịp thời, nạn nhân không chết nhưng tổn thương tim, tê liệt bộ phận.
- Ngộ độc thường diễn: Xảy ra đối với người làm việc thường xuyên ở

nơi khí HCN bốc lên.Các hiện tượng rõ rệt là đau đầu, chóng mặt, nôn và mệt
nhọc.

18


I.1.4.3. Các cấp cứu, điều trị
- Nếu bị ngộ độc qua đường hô hấp: đưa bệnh nhân ra khỏi vùng nhiễm
độc, người làm cấp cứu phải đeo mặt nạ đề phòng. Tiến hành ngay hô hấp
nhân tạo, cho thở oxi để loại nhanh độc qua đường phổi. Tiêm thuốc trợ tim,
đồng thời làm các cấp cứu, vãn hơi, hô hấp tế bào.
- Nếu ngộ độc qua đường tiêu hoá thì dùng với apomocphin để gây nôn.
Rửa dạ dày với dung dịch 2% KMnO4 hoặc với pehyrol và cấp cứu.
I.2. SƠ LƯỢC VỀ SẮN [1, 5]
I.2.1. Nguồn gốc, lịch sử phát triển và vùng phân bố
I.2.1.1. Nguồn gốc
Cây sắn ở vùng nhiệt đới của Châu Mỹ La Tinh được trồng cách đây
5000 năm. Trung tâm phát sinh cây sắn được giả thuyết tại vùng Đông Bắc
của nước Brazil thuộc lưu vực sông Amazôn, nơi có nhiều chủng loại sắn
trồng và hoang dại. Một trung tâm khác có thể tại Mexico ở Trung Mỹ và
vùng ven biển phía bắc của Nam Mỹ. Bằng chứng về nguồn gốc của sắn trồng
là những di tích khảo cổ ở Venezuela niên đại 2700 năm trước Công Nguyên
di vật thể hiện củ sắn ở ven biển Peru khoảng 2000 năm trước Công Nguyên,
những lò nướng bánh sắn trong phức hệ Malabo ở phía bắc Colombia niên đại
khoảng 1200 năm trước Công Nguyên, những hạt tinh bột phân hoá thạch
được phát hiện tại Mexico có tuổi từ năm 900 đến năm 200 trước Công
Nguyên.
I.2.1.2. Lịch sử phát triển
Cây sắn được người Bồ Đào Nha đưa đến Congo của Châu Phi vào thế
kỉ 16. Tài liệu sắn ở vùng này là của Barre và Thevet viết năm 1558. Ở Châu

Á sắn được du nhập vào Ấn Độ khoảng thế kỉ 17 (PG Rajendranet all 1995)
và Srilanka đầu thế kỉ 18 (WMSM bandara và M.sikura japathy 1992). Sau đó
sắn được trồng ở Trung Quốc, Myanma và các nước Châu Á khác ở cuối thế

19


kỉ 18 (Phạm Văn Biên, Hoàng Kim 1992) hiện tại chưa có tài liệu chắc chắn
về nơi trồng năm trồng đầu tiên. Sắn được canh tác phổ biến các tỉnh của Việt
Nam từ bắc đến nam. Diện tích trồng nhiều nhất ở vùng Đông Nam Bộ, vùng
Tây Nguyên, vùng núi và trung du phía Bắc, vùng ven biển Nam Trung Bộ và
vùng ven biển Bắc Trung Bộ.
I.2.1.3. Vùng phân bố
Hiện nay, sắn được trồng trên 100 nước của vùng nhiệt đới, tập trung
nhiều ở Châu Phi, Châu Á và Nam Mỹ. Sắn được trồng phổ biến ở nhiều
nước trên thế giới từ vĩ độ 30oC vĩ bắc đến 30oC vĩ nam với độ cao giới hạn
trong khoảng 2000m.
I.2.2. Đặc điểm và giá trị kinh tế của sắn
I.2.2.1. Đặc điểm
Sắn (Manihot esculenta crantz; tên khác: khoai mì, cassava, tapioca,
yuca, mandioca, manoic,...) là cây lương thực ăn củ hàng năm, có thể sống lâu
năm thuộc họ thầu dầu euphorbia ceae. Cây sắn cao 2 - 3 m, đường kính tán
50 - 100 cm. Lá khía thành nhiều thuỳ, có thể làm thức ăn chăn nuôi gia súc.
Rễ cây phát triển thành củ và tích luỹ tinh bột. Củ sắn dài 20 – 50 cm.
Khi luộc chín có màu trắng đục, hàm lượng tinh bột cao, sắn luộc chín có vị
thơm đặc trưng. Sắn có thời gian sinh trưởng thay đổi từ 6 - 12 tháng, có nơi
tới 18 tháng, tuỳ thuộc vào giống, nơi trồng, địa bàn trồng và mục đích sử
dụng.
I.1.2.2. Giá trị dinh dưỡng
Sắn là cây lương thực thực phẩm chính của nhiều người trên thế giới,

đặc biệt là các nước Châu Phi, nơi cây sắn được coi là giải pháp an toàn lương
thự hàng đầu để chống tình trạng suy dinh dưỡng. Sắn đồng thời là cây thức
ăn gia súc quan trọng tại nhiều nước trên thế giới. Sắn là cây hàng hoá xuất

20


khẩu có giá trị để chế biến thức ăn gia súc, bột ngọt, rượu, bánh kẹo, mì ăn
liền, ván ép, bao bì, màng phủ sinh học và phụ gia thực phẩm.
Sản phẩm từ sắn (củ, thân, lá) được dùng để chế biến ra nhiều loại sản
phẩm phục vụ cho nhiều ngành công nghiệp như : dược, dệt, hoá dầu thực
phẩm, chăn nuôi. Lá sắn dùng để chế biến thức ăn gia súc hoặc dùng để nuôi
tằm rất tốt do chứa nhiều axit amin và một số chất dinh dưỡng. Thân sắn dùng
để chế biến cồn, làm giấy, ván ép, chát đốt hoặc là giá thể trồng nấm...
Trong ngành dược, tinh bột sắn được sử dụng làm tá dược trong sản
xuất thuốc, biến tính tinh bột sắn cho nhiều sản phẩm có giá trị như: đường
glucose, fructose,... để làm dịch truyền hoặc các phụ gia cho các sản phẩm
khác. Tinh bột sắn còn được dùng để làm hồ vải. Làm lương thực, thực phẩm
cho người, đặc biệt tinh bột sắn là thành phần không thể thiếu được trong
ngành công nghiệp chế biến thức ăn cho nghề nuôi trồng thuỷ sản do có độ
dẻo cao và không bị tan trong nước. Từ tinh bột sắn có thể chế biến được gần
300 loại sản phẩm khác nhau.
Một trong những ứng dụng nổi bật hiện nay của sắn là sản xuất xăng
sinh học để dùng cho các động cơ đốt trong ít gây ô nhiễm môi trường. Đây là
hướng phát triển chủ yếu hiện nay. Ở nước ta những năm gần đây cây sắn
thực sự trở thành cây hàng hoá góp phần rất lớn trong công cuộc xoá đói giảm
nghèo. Hiện nay cả nước có hơn 50 nhà máy sản xuất trên 50 tấn tinh bột
ngày đêm và khoảng trên 200 cơ sở chế biến thủ công. Sản xuất bột hàng năm
xấp xỉ 1 triệu tấn, đóng góp đáng kể cho nền kinh tế quốc dân.
I.2.3. Giá trị dinh dưỡng và độc học của sắn [5, 14]

I.2.3.1. Giá trị dinh dưỡng của sắn
Củ sắn tươi có tỉ lệ chất khô 38 - 40%, tinh bột 16 - 32%, chất protein,
béo, xơ, tro trong 100 g tương ứng là 0,8 - 2,5g; 0,2 - 0,3g; 1,1 - 1,7g; 0,6 0,9g; giàu vitamin C, calcium, vitamin B và các khoáng chất, nghèo chất béo

21


và đạm. Khoáng chất và vitamin trong 100g củ sắn là 18,8 - 22,5 mg Ca; 22,5
- 25,4 mg P; 0,02 mg B1; 0,02 mg B2; 0,05 mg PP. Trong củ sắn, hàm lượng
các amin không cân đối, thừa arginin nhưng lại thiếu axit amin chứa S. Thành
phần dinh dưỡng khác biệt tuỳ giống, vụ trồng, số tháng thu hoạch sau khi
trồng và kĩ thuật phân tích. Lá sắn có hàm lượng đạm khá cao, nhiều tinh bột,
khoáng chất và vitamin. Lá sắn trong nguyên liệu khô 100% chứa đựng
đường, tinh bột 24,2% ; protein 24%; chất béo 6% ; xơ 11% ; chất khoáng
6,7%; xanhthophylles 350ppm. Chất đạm của lá sắn có khá đầy đủ các axit
amin cần thiết, giàu lysin nhưng thiếu methionin.
I.2.3.2. Độc học của sắn
Trong lá và củ sắn ngoài các chất dinh dưỡng còn chứa nhiều lượng độc
tố HCN đáng kể, các giống sắn ngọt có 80 - 110 mg HCN/kg lá tươi và 20 30 mg/kg củ tuơi. Các giống sắn đắng chứa 160 - 240 mg HCN/kg lá tươi và
60 - 150 mg/kg củ tươi. Liều gây độc cho 1 người lớn là 20mg HCN, liều gây
chết là 50 mg HCN cho mỗi 50 kg thể trọng. Tuỳ theo giống, vỏ, củ, lõi củ ,
thịt củ, điều kiện đất đai, chế độ canh tác, thời gian thu hoạch mà hàm lượng
HCN khác nhau. Độc tố trong sắn sản sinh ra xianua gọi là linamarin.
Linamarin là một glucozit chứa gốc xianua có công thức tổng quát C 10H17NO6
được tìm thấy trong lá và rễ của một số loài thực vật như sắn (chiếm 80% các
glucozit) . Khi tiếp xúc với các enzim và các vi sinh vật trong ruột người
linamarin và dạng methyl hoá của nó là lotaustralin có thể bị phân huỷ thành
hợp chất hidro xianua rất độc. Vì thế các loại thức ăn làm từ các loài thực vật
có chứa một lượng đáng kể linamarin phải trải qua các yêu cầu khử độc,
chuẩn bị kĩ và chế biến thật kĩ. Tự bản thân linamarin không phải là chất độc

cấp tính mặc dù các hiệu ứng độc thần kinh khi bị phơi nhiễm lâu dài là có
thể. Việc tiêu thụ các sản phẩm từ sắn có chứa linamarin là khá phổ biến tại
các quốc gia đang phát triển và gắn với nó là ngộ độc do ăn uống.

22


Quá trình sinh ra xianua từ linamarin thông thường là do enzim và nó
diễn ra khi linamarin tiếp xúc với enzim lianamase - một enzim thông thường
có trong thành tế bào của sắn. Xianua được tạo ra ở đây là chất dễ bay hơi,
hoà tan trong nước nóng cũng như trong nước lạnh dễ dàng, khi bị oxi hoá
hoặc kết hợp với saccarose thì chuyển thành chất không độc. Dựa vào đặc
tính này nếu được chế biến tốt, hàm lượng chất độc sẽ bị loại bỏ một phần khá
lớn. Chẳng hạn, sau khi bóc vỏ, ngâm kĩ, luộc chín để nguội thì hàm lượng
chất độc trong sắn chỉ còn 30% so với ban đầu. Sắn thái lát, phơi khô, sắn bột
hàm lượng HCN chỉ còn lại rất ít, không đủ khả năng gây ngộ độc cho người
ăn hoặc nếu có phải ăn 1 lượng rất lớn, phần độc tố HCN có thể loại bỏ bằng
cách ngâm, luộc, sơ chế khô và ủ chua.
I.3. Một số phương pháp xác định hàm lượng xianua và một vài dẫn xuất
[4, 5, 6, 8,]
I.3.1. Định lượng xianua
I.3.1.1. Các phương pháp thể tích
I.3.1.1.1. Các phương pháp Liebig - Deniges
Chuẩn độ dung dịch CN- bằng dung dịch AgNO3, dùng KI làm chất chỉ
thị có NH3 dư.
Phản ứng chuẩn độ:
2 CN-

+

Ag+

[Ag(CN)2]-

+

Ag+

[Ag(CN)2]-

=
=

lg β= 21,10

Ag[Ag(CN)2] ↓   

NH3 dư để hoà tan kết tủa của Ag[Ag(CN)2]
I.3.1.1.2. Phương pháp oxi hoá bằng brom
Nguyên tắc: CN- tác dụng với Br2 tạo ra CNBr.
CN-

+ Br2

=

CNBr

+

Br-

Khí CNBr tác dụng với iodua giải phóng I2
CNBr

+

I-

=

CN-

23

+

I2 + Br-


Xác định hàm lượng I2 sinh ra trên cơ sở đó xác định hàm lượng CN-.
I.3.1.1.3. Phương pháp phân tích chuẩn độ
Nguyên tắc: CN - trong môi trường kiềm được chuẩn độ bằng dung dịch
AgNO3 chuẩn tạo ra phức chất [Ag(CN)2]-, dùng chỉ thị p- dimetylaminobenzalrodamin C12H12N2O2 axeton, thì tại điểm tương đương dung dịch
chuyển từ màu vàng sang màu hồng da cam.
I.3.1.2 . Các phương pháp so màu
I.3.1.2.1. Thuốc thử axit picric
Nguyên tắc: axit picric bão hoà tác dụng với CN- trong môi trường
kiềm tạo muối màu đỏ thẫm C6 H2(NO2)3(CN).
Dùng phương pháp so màu để định lượng C6 H2(NO2)3(CN).

Chất cản trở: H2S, S2-, NH3 ,..
I.3.1.2.2. Thuốc thử pyridin - benzidin
Brom hóa CN- thành CNBr, loại trừ lượng Brom dư bằng dung dịch
NH3 đặc;
3 Br2

+

2 NH3

=

N2

+

6 HBr

Sau đó cho hỗn hợp pyridin - bendin vào. Đo mật độ quang tại λtư = 450
nm; ε = 69 000.
Có thể thay thế benzidin bằng amin thưm bậc 1: anilin, axit sufanilic, β
- naphtylamin,...
Phương pháp này xác định được hàm lượng những xianua đơn giản,
còn phức xianua của Zn(II), Fe(II), Fe(III),... không xác định được.
I.3.1.2.3. Thuốc thử pyridin - sunfanilat
Phương pháp này tương tự phương pháp dùng pyridin - benzidin, chỉ
thay benzidin bằng axit sunfanilic.Sản phẩm thu được có màu đỏ, đo cường
độ màu tại λtư = 520 nm; ε = 62 000.

24

I.3.1.2.4. Thuốc thử pyridin - barbiturat (phương pháp tiêu chuẩn của
Mỹ)
Nguyên tắc: Clo hóa xianua bằng cloramin - T trong dung dịch đệm (có
thể tiến hành trong khoảng pH = 2 - 10) tạo ra CNCl. Cho tiếp thuốc thử
pyridin - axit barbituric vào, sau khoảng 8 phút dung dịch xuất hiện màu
chàm lục.
Ion SCN- cản trở vì cũng tạo CNCl.
Ngoài ra có thể phát hiện xianua bằng thuốc thử: aloxan hoặc aloxantin,
o- anisidin - muối đồng, benzidin - muối đồng, guaiacol, dimetylglyoxim muối Pd hoặc Ni,...
I.3.1.3. Phương pháp điện cực chọn lọc
Phương pháp này xác định nồng độ CN- trong khoảng 0,05 - 10 mg.
Nguyên tắc: CN- trong môi trường kiềm được xác định bằng cách đo
điện thế giữa 2 điện cực: một điện cực chọn lọc ion CN - nối với một điện cực
so sánh (dung dịch KNO3, ở pH = 12) và máy đo pH (có thể đo được giá trị
điện thế mV).
Sau khi đạt đến thế cân bằng (khoảng 5- 10 phút), ghi giá trị mV đo
được. Đó là cơ sở để xác định nồng độ CN-.
I.3.1.4. Phương pháp xác định vết màu (nhỏ giọt)
Phương pháp này cho phép khảo sát nhanh để xác định nồng độ CN - có
nằm trong giới hạn 0,05mg/l hay không.
Nếu cần thiết, pha loãng dung dịch sẽ xác định nồng độ gần đúng của
dung dịch CN- (bằng cách so sánh màu xuất hiện với màu của dung dịch
chuẩn CN- 0,05mg/l.
Nguyên tắc: dung dịch CN- có pH ≥ 10 cần thêm Na2CO3 khan vào, nhỏ
1 giọt chỉ thị phenolphtalein, thêm từng giọt dung dịch HCl (1:9) đến khi
dung dịch nhạt màu.

25