Nghiên cứu quy trình xác định hàm lượng chì trong một số kem dưỡng da bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA HÓA HỌC


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH
HÀM LƯỢNG CHÌ TRONG MỘT SỐ
KEM DƯỠNG DA BẰNG PHƯƠNG PHÁP
QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ

Người thực hiện:

Huỳnh Văn Dũng

MSSV:

K38.201.019

Giảng viên hướng dẫn:

ThS. Nguyễn Ngọc Hưng

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2016


LỜI CẢM ƠN
Trước hết, em muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến thầy ThS.
Nguyễn Ngọc Hưng, người đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá
trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp.

Em xin chân thành cảm ơn đến cô Huỳnh Thị Nhàn, thầy Nguyễn
Thành lộc, Thầy Trương Chí Hiền những người đã giúp đỡ em trong
quá trình tiến hành thực nghiệm và các thầy cô trong khoa Hóa –
trường Đại học Sư phạm Tp. HCM đã giảng dạy em bốn năm qua.
Cuối cùng, em muốn gửi lời cảm ơn đến gia đình, anh chị, bạn bè,
những người luôn động viên, ủng hộ, giúp đỡ em trong quá trình thực
hiện khóa luận.
Em xin chân thành cảm ơn!

Tp. HCM, ngày 17 tháng 05 năm 2016
Huỳnh Văn Dũng


CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU TRONG LUẬN VĂN
UV

Tử ngoại

VIS

Khả kiến

V

Thể tích

F

Kỹ thuật hóa hơi bằng ngọn lửa

AAS

Quang phổ hấp thụ nguyên tử

LOD

Giới hạn phát hiện

LOQ

Giới hạn định lượng

TB

Trung bình

S

Độ lệch chuẩn

STT

Số thứ tự

GF

Kỹ thuật hóa hơi bằng lò Graphic

ETA

Kỹ thuật hóa hơi không ngọn lửa

i


DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1:

Một số hằng số vật lý của chì .......................................................................... 3

Bảng 2.1:

Danh mục các loại hóa chất khác dùng trong đề tài nghiên cứu ................... 13

Bảng 2.2:

Thông tin về các mẫu kem dưỡng da khảo sát............................................... 18

Bảng 3.1:

Các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử của chì ........................................... 20

Bảng 3.2:

Khảo sát ảnh hưởng của chiều cao đèn nguyên tử hóa và lưu lượng khí đốt
đến độ hấp thụ ................................................................................................ 21

Bảng 3.3:

Các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử Pb của máy F-AAS ....................... 22

Bảng 3.4:

Nồng độ các dung dịch chuẩn xác định khoảng tuyến tính Pb ...................... 23

Bảng 3.5:

Khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính ............................................................. 24

Bảng 3.6:

Nồng độ các dung dịch chuẩn xác định đường chuẩn tính Pb ....................... 25

Bảng 3.7:

Khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính ............................................................. 26

Bảng 3.8:

Phương trình hồi quy của chì ......................................................................... 28

Bảng 3.9:

Kết quả đo độ lặp lại của phép đo Pb ............................................................ 29

Bảng 3.10: Khảo sát ảnh hưởng axit HClO 4 trong quá trình phá mẫu ............................ 30
Bảng 3.11: Khảo sát ảnh hưởng thể tích axit HNO 3 trong quá trình phá mẫu ................ 31
Bảng 3.12: Khảo sát ảnh hưởng thể tích axit HClO 4 đặc trong quá trình phá mẫu ......... 32
Bảng 3.13: Khảo sát ảnh hưởng thể tích H 2 O 2 30 % trong quá trình phá mẫu .............. 34

Bảng 3.14: Khảo sát ảnh hưởng mức nhiệt độ trong quá trình phá mẫu.......................... 35
Bảng 3.15: Khảo sát ảnh hưởng thời gian trong quá trình phá mẫu ................................ 37
Bảng 3.16: Khảo sát hệ số thu hồi mẫu kem TL .............................................................. 39
Bảng 3.17: Khảo sát hệ số thu hồi mẫu kem VN ............................................................. 40
Bảng 3.18: Khảo sát hệ số thu hồi mẫu kem HQ ............................................................. 40
Bảng 3.19: Kết quả phân tích kem dưỡng da ................................................................... 41

ii


DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 3.1:

Ảnh hưởng của chiều cao đèn nguyên tử hóa và tốc độ khí cháy đến cường
độ hấp thụ................................................................................................... 22

Hình 3.2:

Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Pb ................................... 24

Hình 3.3:

Quan hệ tuyến tính giữa độ hấp thụ và nồng độ chì .................................. 26

Hình 3.4:

Thể tích HNO 3 ảnh hưởng đến quá trình phá mẫu ................................... 31

Hình 3.5:

Thể tích HClO 4 ảnh hưởng đến quá trình phá mẫu ................................... 33

Hình 3.6:

Thể tích H 2 O 2 30 % ảnh hưởng đến quá trình phá mẫu ............................ 34

Hình 3.7:

Mức nhiệt độ ảnh hưởng đến quá trình phá mẫu ....................................... 36

Hình 3.8:

Thời gian ảnh hưởng đến quá trình phá mẫu ............................................. 37

iii


Huỳnh Văn Dũng

Khóa luận tốt nghiệp

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ............................................................................................... 3
1.1 Đại cương về các tính chất của chì (Pb).................................................................... 3
1.1.1 Đặc tính nguyên tử và tính chất hóa lí ................................................................ 3
1.1.2 Chì trong tự nhiên, sản xuất và đời sống ............................................................. 4
1.2 Độc Tính..................................................................................................................... 4
1.2.1 Đường xâm nhập ................................................................................................. 4

1.2.2 Tác hại đối với con người ................................................................................... 5
1.3 Vài nét về kem dưỡng da .......................................................................................... 5
1.4 Một số phương pháp định lượng Chì. ........................................................................ 6
1.4.1 Phương pháp quang phổ UV-VIS ........................................................................ 6
1.4.2 Phương pháp cực phổ .......................................................................................... 7
1.4.3 Phương pháp von-ampe hòa tan .......................................................................... 8
1.4.4 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) ............................................ 8
1.5 Một số phương pháp xử lý mẫu .............................................................................. 11
1.5.1 Phương pháp vô cơ hóa ướt ............................................................................... 11
1.5.2 Phương pháp vô cơ hóa khô .............................................................................. 11
1.5.3 Phương pháp vô cơ hóa khô – ướt kết hợp ........................................................ 11
1.5.4 Phương pháp vô cơ hóa ướt trong lò vi sóng ..................................................... 12
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM......................................................................................... 13
2.1 Hóa chất – Dụng Cụ: ................................................................................................ 13
2.1.1 Hóa chất: ............................................................................................................ 13


Khóa luận tốt nghiệp

Huỳnh Văn Dũng

2.1.2 Trang thiết bị và dụng cụ phục vụ nghiên cứu .................................................. 13
2.2 Thực nghiệm ............................................................................................................ 14
2.2.1 Khảo sát tối ưu các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử Pb của máy F-AAS .. 14
2.2.2 Xây dựng phương pháp định lượng Pb đối với phép đo F-AAS ....................... 15
2.2.3 Tối ưu hóa quy trình xử lý mẫu mỹ phẩm. ........................................................ 17
2.3.4 Khảo sát hệ số thu hồi quy trình phá mẫu ......................................................... 17
2.3.5 Phân tích định lượng mẫu kem dưỡng da .......................................................... 18
2.3.6 Phương pháp xử lí và đánh giá kết quả. ............................................................ 19
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ - THẢO LUẬN......................................................................... 20

3.1 Khảo sát điều kiện tối ưu ......................................................................................... 20
3.1.1 Khảo sát chiều cao đèn nguyên tử hóa và lưu lượng khí đốt C 2 H 2 ................... 20
3.1.2 Tổng kết các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử Pb của máy F-AAS............. 22
3.2 Xây dựng phương pháp định lượng Pb đối với phép đo F-AAS ............................. 23
3.2.1 Khảo sát xác định khoảng tuyến tính của Pb ..................................................... 23
3.3.2 Xây dựng đường chuẩn Pb ................................................................................ 25
3.2.2 Xác định giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) của Pb.......... 27
3.2.3 Khảo sát độ lặp lại của phép đo ......................................................................... 28
3.3 Tối ưu hóa quy trình xử lý mẫu kem dưỡng da ....................................................... 30
3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng của HClO 4 trong quá trình xử lý mẫu .............................. 30
3.3.2 Khảo sát thể tích HNO 3 đặc cho quy trình xử lý mẫu ....................................... 30
3.3.3 Khảo sát thể tích HClO 4 đặc cho quy trình xử lý mẫu ...................................... 32
3.3.4 Khảo sát thể tích H 2 O 2 30% cho quy trình xử lý mẫu ...................................... 33
3.3.5 Khảo sát mức nhiệt độ cho quy trình xử lý mẫu................................................ 35
3.3.6 Khảo sát thời gian cho quy trình xử lý mẫu ...................................................... 36


Khóa luận tốt nghiệp

Huỳnh Văn Dũng

3.3.7 Tổng kết điều kiện xử lí mẫu ............................................................................. 38
3.4 Khảo sát hệ số thu hồi của quy trình xử lí mẫu........................................................ 39
3.5 Kết quả phân tích các mẫu kem dưỡng da ............................................................... 41
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ ........................................................................... 42
4.1 Kết luận .................................................................................................................... 42
4.2 Đề nghị ................................................................................................................... 443
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 444

Huỳnh Văn Dũng

Khóa luận tốt nghiệp

MỞ ĐẦU
Ngày nay trong Y học, nguời 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. Sự thiếu hụt hay mất cân
bằng của nhiều kim loại vi lượng trong các bộ phân của cơ thể như gan, tóc, máu, huyết
thanh,… là những nguyên nhân hay dấu hiệu của bệnh tật, ốm đau hay suy dinh dưỡng,
đặc biệt là sự có mặt của các kim loại nặng như Cu, Pb, Zn, Cd, Mn, Fe…. trong máu và
trong huyết thanh của người.
Tuy nhiên, cùng với mức độ phát triển của công nghiệp và sự đô thị hóa, hiện nay
môi trường sống của chúng ta bị ô nhiễm. Các nguồn thải kim loại nặng 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 nặng trong môi trường sống, trong thực phẩm có ý nghĩa cực kỳ quan
trọng.
Chúng ta đều biết các chế phẩm có nguồn gốc thiên nhiên hay tổng hợp khi sử
dụng đều có tác dụng hữu ích đồng thời cũng có tác dụng không mong muốn, mỹ phẩm
cũng vậy. Mỹ phẩm thường là hỗn hợp gồm nhiều chất để bôi hay thoa lên các bộ phận
bên ngoài cơ thể hay toàn bộ cơ thể. Nếu các hợp chất trong mỹ phẩm không phù hợp với
cơ địa người sử dụng có thể ảnh hưởng tới sức khỏe người sử dụng. Đặc biệt nếu trong
mỹ phẩm có các chất độc hại thì chúng có thể thấm sâu vào cơ thể qua da, qua đường ăn
uống làm ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Các chất độc hại hay gặp có thể là các kim
loại nặng như Pb, As, Hg, Cd.
Trên thị trường mỹ phẩm hiện nay, các sản phẩm về kem dưỡng da rất đa dạng và
phong phú, nhiều chủng loại, hãng sản xuất, nguồn gốc, dẫn đến việc quản lí chất lượng
kem dưỡng da trong đó có quản lí giới hạn các kim loại nặng như Cd, Hg, As, Pb, trong
những sản phẩm này là một vần đề quan trọng góp phần bảo vệ sức khỏe người tiêu
dùng.

Trang 1


Huỳnh Văn Dũng

Khóa luận tốt nghiệp

Đặc biệt với nhiễm độc chì thường làm rối loại trí óc, nhẹ thì nhức đầu, co giật, có
thể dẫn đến động kinh, hôn mê, thậm chí tử vong. Độc chất chì còn làm viêm thận, thấp
khớp do chì. Cơn đau bụng chì là biểu hiện của sự nhiễm độc nghiêm trọng. Chì còn tích
lũy dần dần trong các xương và làm tổn hại nghiêm trọng các cơ quan này. Nhiễm độc
chì mãn tính là một trong những tác nhân gây ung thư.[1]
Có rất nhiều phương pháp để xác định chì nhưng việc chọn ra một phương pháp
có độ nhạy cao, dễ thực hiện, chi phí hợp lí, phù hợp với điều kiện thực tế là hết sức khó
khăn. Quang phổ hấp thụ nguyên tử là một phương pháp phổ biến để xác định các kim
loại nặng hàm lượng thấp cỡ ppb với độ chính xác cao. Việc xác định hàm lượng chì
trong các loại kem dưỡng da tuy cần thiết nhưng hiện nay tại Việt Nam còn ít đề tài
nghiên cứu. Xuất phát từ yêu cầu thực tế và cấp bách đó, nhằm góp phần vào công tác
kiểm định chất lượng mỹ phẩm, chúng tôi đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu quy trình xác
định hàm lượng chì trong một số kem dưỡng da bằng phương pháp quang phổ hấp thụ
nguyên tử”.

Trang 2


Huỳnh Văn Dũng

Khóa luận tốt nghiệp

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Đại cương về các tính chất của chì (Pb)
1.1.1 Đặc tính nguyên tử và tính chất hóa lí
Nguyên tố Pb (Plumbum) có nguyên tử khối là 207,2 đvC, thuộc ô 82, nhóm IVA
chu kì 6 trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. [7]
Bảng 1.1: Một số hằng số vật lý của chì
[Xe] 4f145d106s26p2

Cấu hình electron
Năng lượng ion hóa (eV)
I1

7,42

I2

15,03

I3

32,0

I4

42,3

Nhiệt độ nóng chảy

327 oC

Nhiệt độ sôi

1737 oC

Bán kính nguyên tử

146 pm

Chì là một kim loại nặng có màu trắng xanh khi mới cắt nhưng nhanh chóng
chuyển thành màu xám xỉn khi tiếp xúc với không khí do phản ứng với oxi tạo oxit.
Chì có khả năng phản ứng với các axit mạnh như axit nitric đặc, axit sunfuric đặc
nóng, axit clohidric đặc nóng… và bị ăn mòn bởi nước tinh khiết, các axit hữu cơ yếu
trong môi trường có oxi.

Trang 3


Huỳnh Văn Dũng

Khóa luận tốt nghiệp

Chì dạng nguyên tử hấp thụ những bức xạ có bước sóng 217,00 nm và 283,30 nm
cho phổ hấp thụ đặc trưng, có độ nhạy cao. Đặc tính này đã được ứng dụng để phân tích
lượng nhỏ chì trong mẫu bằng phương pháp AAS.
1.1.2 Chì trong tự nhiên, sản xuất và đời sống
Chì là một trong những kim loại được biết đến từ thời thượng cổ, chì chiếm
khoảng 0,002% khối lượng vỏ trái đất (độ sâu vỏ 16km). Trong tự nhiên chì tồn tại chủ
yếu trong quặng galena (PbS), anglesite (PbSO 4 ), cerussite (PbCO 3 ). Chì cũng tồn tại
dưới dạng các hợp chất: oxit chì vàng (PbO), oxit chì đỏ (Pb 3 O 4 ), oxit chì nâu (PbO 2 ),
hợp chất với các kim loại khác như chì cromat, chì silicat….. Chì có nhiều đồng vị: 208

(51,7%), 206 (25,2%), 204 (1,40%).[9]
Hoạt động địa chất, núi lửa sinh ra một lượng lớn bụi chì trong không khí. Từ
không khí, chì theo mưa lắng xuống đất, nước, làm ô nhiễm đất đai, nguồn nước.
Sản xuất công nghiệp sử dụng rất nhiều chì: chế tạo ắc quy, dây cáp, sơn, chất
màu, mực in, sản xuất thủy tinh, gốm sứ, chế tạo vũ khí…. Những hoạt động sản xuất,
khai thác chế biến chì cũng làm ô nhiễm thêm chì vào môi trường.
Trong đời sống thường ngày, nguồn tiếp xúc của con người với chì chủ yếu qua
còn đường ăn uống và hít thở. Chì được sử dụng trong công nghệ bảo quản, có mặt trong
các chất phụ gia chế biến thức ăn, trong thành phần hợp kim chế tạo ống dẫn nước. Trong
suốt thế kỷ trước, việc sử dụng công nghệ xăng pha chì một cách rộng rãi đã thải ra môi
trường một lượng lớn chì gây ô nhiễm bầu không khí. Ngày nay, một số nước tiên tiến
trên thế giới đã bãi bỏ công nghệ này, vì vậy mà lượng chì thải ra không khí cũng giảm đi
một cách rõ ràng.[1]
1.2 Độc tính
1.2.1 Đường xâm nhập
Đường hô hấp: Đây là con đường hấp thụ chủ yếu do hít phải bụi và hơi chì. Sự
xâm nhập qua con đường hô hấp của chì phụ thuộc vào kích thước hạt bụi chì, vị trí được
giữ lại trên đường hô hấp và tính tan của hợp chất trong bụi chì. [8]
Trang 4


Huỳnh Văn Dũng

Khóa luận tốt nghiệp

Đường tiêu hóa: Sự hấp thụ của chì qua đường tiêu hóa khác nhau giữa các cá thể,
phụ thuộc vào tuổi, thể chất, tình trạng dinh dưỡng của cơ thể. [8]
Đường da: Chì thấm qua da và đi vào máu. Các muối vô cơ của chì không dễ thấm
qua da lành nhưng các muối hữu cơ thâm nhập một cách đáng kể. Khi nhiệt độ và độ ẩm
da tăng, chì cũng thấm qua nhiều và nhanh hơn. [8]

1.2.2 Tác hại đối với con người
Chì và các hợp chất của chì tích lũy và gia tăng trong cơ thể đến một mức nào đó
sẽ gây ảnh hưởng đến các quá trình trong sinh học và các cơ quan trong cơ thể con người.
Tính nguy hiểm đặc biệt của nó là ở chỗ khó có phương tiện cứu chữa nếu bị nhiễm độc
lâu dài. Những tác hại chì gây ra cho cơ thể là:[1]
Trên hệ tiêu hóa: Biểu hiện bằng cơn đau bụng chì và hội chứng viêm dạ dày, ruột
mãn tính. Khoảng 71-90% bệnh nhân có biểu hiện viêm loét dạ dày tá tràng.
Trên tim mạch: Viêm nội mạc động mạch, tăng huyết áp ngoại tâm thu. Biểu hiện
khi nhiễm độc thể lâm sàng đã rõ ràng.
Những ảnh hưởng khác:[13]
- Gia tăng các gốc tự do độc hại, xúc tác cho sự hình thành các gốc tự do O 2 .,
OH....
- Cường giáp trạng, suy giảm chức năng tuyến thượng thận.
- Thoái hóa buồng trứng, tổn thương tinh hoàn, vô sinh, liệt dương.
- Tổn thương thần kinh thị giác, xuất hiện những chấm đen trong võng mạc từ
sớm.
- Đau khớp, vôi hóa loang lỗ trên hình ảnh chụp cắt lớp xương ở người lớn.
1.3 Vài nét về kem dưỡng da
Theo phân loại của cục quản lí Dược Việt Nam, kem dưỡng da được xếp vào
nhóm mỹ phẩm dành cho da. Chúng được dùng trên da mặt hoặc da toàn thân với mục

Trang 5


Huỳnh Văn Dũng

Khóa luận tốt nghiệp

đích làm trắng, mịn, vừa dưỡng da nhưng chúng rất đa dạng như dạng sữa, dạng kem…,
cấu trúc là hỗn hợp, nhũ tương (dầu/nước hoặc nước/dầu) hoặc hỗn hợp nhũ tương.

Trong các sản phẩm kem dưỡng da trên thị trường, các tá dược được sử dụng hết
sức phong phú, đa dạng về thành phần, tỷ lệ, gồm có các nhóm tá dược sau: [5]
- Nhóm chất béo: các dầu mỡ có nguồn gốc động thực vật, các este của axit béo
cao và ancol bậc thấp, các sáp….
- Nhóm hiđrocacbon no : vaselin, parafin rắn, ceresin….
- Nhóm tạo gel nguồn gốc thiên nhiên.
- Nhóm tạo gel polyme của axit acrylic
- Nhóm tá dược PEG.
- Nhóm chất điện hoạt: Tween, Span, Brij….
Do đặc điểm kem dưỡng da là dùng ngoài da và dùng thường xuyên, lâu dài nên
thường chì sẽ tích lũy dần bên trong cơ thể dẫn đến những hệ lụy về sức khỏe hết sức
nghiêm trọng. Vì vậy việc xác định và kiểm tra giới hạn chì là hết sức quan trọng. Theo
quy định của cục quản lí Dược Việt Nam, giới hạn chì trong mỹ phẩm nói chung là
không được vượt quá 20 ppm.[2]
1.4 Một số phương pháp định lượng Chì.
1.4.1 Phương pháp quang phổ UV-VIS
Phương pháp dùng thuốc thử dithizon tao phức càng cua với một loạt các kim loại
trong đó có chì. Phức của chì tan trong dung môi hữu cơ như CHCl 3 , CCl 4 . Trong dung
môi CCl 4 , phức của chì dithizonat có màu đỏ, cực đại hấp thụ ở bước sóng 520 nm.
Phương pháp này khá đơn giản và cũng dễ thực hiện nhưng độ nhạy lại kém, giới hạn
phát hiện Pb phải từ 10-7 M trở lên nên với mẫu có hạm lượng thấp phải thực hiện thao
tác làm giàu. Độ chọn lọc kém, nhiều kim loại cũng tạo phức với dithizon và phức cũng
tan được trong CCl 4 gây cản trở trong quá trình phân tích.[13]

Trang 6


Huỳnh Văn Dũng

Khóa luận tốt nghiệp

Năm 2011, Yanyan han và công sự đã ứng dụng phương pháp UV-Vis để xác định
đồng thời các ion kim loại Cu2+, Zn2+, Cd2+, Hg2+, Pb2+ trong một số loại thực phẩm. Phản
ứng được tiến hành trong môi trường đệm pH = 10,35 sử dụng mesotetra (3-methoxyl-4hydroxylphenyl) porphyrin ([T-(3-MO-4-HP)P]) tạo phức với các kim loại. Hệ số hấp thụ
của phức này ứng với các kim loại trên lần lượt là 1,38 × 105; 1,01 × 105; 3,24 × 105;
1,07 × 105 và 1,29 × 105 L mol−1 cm−1 . Phương pháp này xác định được hàm lượng chì
trong mẫu thực phẩm là 22,64 ± 1,08 µg.g-1, trong mẫu đất là 21,12 ± 1,09 µg.g-1.[26]
Nalin Ratnarathorn cùng đồng nghiệp vào năm 2014 đã sử dụng phương pháp
quang phổ UV-Vis kết hợp kính hiển vi điện tử TEM xác định hàm lượng chì bằng
phương pháp đo màu giữa chì với axit maleic cho khoảng tuyến tính trong khoảng 0,0 –
10 µg.L-1 (R2 = 0,990). Giới hạn phát hiện được tìm thấy tại 0,5 μg.L-1 bằng mắt
thường.[19]
Phương pháp quang phổ UV-Vis cũng được Wendy Chu và cộng sự dùng để xác
định hàm lượng chì trong nước vào năm 2015, kết quả nhận được giới hạn phát hiện
LOD là 47,6 nM (9.9 ppb) cho thấy phương pháp này có tính chọn lóc khá cao đối với
các kim loại nặng khác.[25]
Tavakol Heidari Shayesteh vào năm 2015 đã áp dụng phương pháp quang phổ đơn
giản để xác định hàm lượng chì trong huyết thanh người. Giá trị pH được điều chỉnh đến
8,2 bằng đệm phosphate, thuốc thử hữu cơ là dithizone để hình thành phức dithizone-Pb
(II) cho phổ nhìn thấy ở bước sóng 538 nm. Phương pháp này có khoảng tuyến tính 0,011,5 mg.mL-1 và giới hạn phát hiện (LOD) là 0,002 mg.ml-1[23]
1.4.2 Phương pháp cực phổ
Cở sở của phương pháp là theo dõi sự biến thiên của dòng khuếch tán giới hạn khi
biến thiên điện áp một chiều theo một hàm tuyến tính với thời gian. Giá trị của dòng
khuếch tán giới hạn phụ thuộc vào nồng độ của chất hoạt động điện. Nhờ đó ta có thể
định lượng được chất phân tích. Phương pháp này định lượng được những kim loại có
các mức oxy hóa khác nhau với kim loại có nhiều số oxy hóa, nhưng không phân tích
được những đối tượng phức tạp về hàm lượng vết.
Trang 7

Huỳnh Văn Dũng

Khóa luận tốt nghiệp

Phương pháp này đươc Recai I:nam, Gu¨ler Somer xác định đồng thời selen và chì
trong mẫu máu vào năm 1998. 5 mL mẫu máu được xử lí trong 3 mL HNO 3 và 3 mL
HClO 4 trong 10-15 phút. Tiến hành quét thế từ -0,1 V đến -0,8 V kết quả cho thu được
một peak nhỏ tại -0,33 V và hai peak lớn tại -0,52 và -0,68 V qua quá trình tính toán đã
xác định được hàm lượng chì trong mẫu là 850 ± 62 µg.L-1 và Se là 328 ± 23 µg.L-1.[20]
1.4.3 Phương pháp von-ampe hòa tan
Phương pháp này gồm hai quá trình chính là điện phân làm giàu chất phân tích
trên bề mặt điện cực với thế không đổi. Hòa tan kết tủa làm giàu trên điện cực bằng cách
phân cực ngược cực làm việc và ghi đường Von-ampe hòa tan. Trên đường này xuất hiện
pic của chất cần phân tích. Xác định chất phân tích dựa trên chiều cao của pic. Phương
pháp này có độ nhạy và chính xác cao, xác định được nhiều nguyên tố trong khoảng nồng
độ
10-9 đến 10-6 mol.L-1 trong thời gian ngắn.
Năm 2002 Monica Panigati và các cộng sự xác định trong mỹ phẩm với hàm
lượng chì trong mẫu Hombitan LW là 6,0 µg.L-1 với độ lệch chuẩn là 0,5 [18].
Năm 2015 Sandra Cerovac và các cộng sự đã xác định đồng thời chì và cadimi
trong lớp nước trầm tích bằng phương pháp von-ampe sử dụng điện cực cacbon thủy tinh
đã biến tính. Giá trị LOD và LOQ của Pb2+ lần lượt là 1,4 – 4,6 µg.L-1 và của Cd2+ là 5,2
– 9,9 µg.L-1 Quá trình tối ưu xác định được cường độ dòng E ACC từ 0,8 V đến 1,4 V
trong khoảng thời gian từ 60 s đến 600 s.[21]
1.4.4 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)
i. Cơ sở lý thuyết
Các nguyên tử ở trạng thái cơ bản có khả năng hấp thụ chọn lọc các bức xạ mà
chính nó phát ra khi ở trạng thái kích thích. Nếu làm một chất hóa thành hơi nguyên tử và
chiếu vào đám hơi đó một chùm bức xạ có bước sóng thích hợp thì các nguyên tử sẽ hấp
thu một phần làm cường độ của chùm bức xạ ấy yếu đi. Phần bức xạ bị hấp thụ phụ thuộc

Trang 8


Huỳnh Văn Dũng

Khóa luận tốt nghiệp

vào nồng độ của nguyên tử trong môi trường hấp thụ. Trong một vùng nồng độ nhỏ, sự
phụ thuộc này tuân theo định luật Lambert-Beer. [6] [16]
Gọi I 0 là cường độ chùm bức xạ chiếu vào đám hơi nguyên tử ở trạng thái cơ bản.
I là cường độ chùm bức xạ sau khi đi qua môi trường hấp thụ.
Sự giảm cường độ của bức xạ chiếu vào tuân theo định luật Lambert-Beer:
A = lg

I0
= Kν .L.C
I

Trong đó:
A: Độ hấp thụ.
I 0 : Cường độ chùm sáng tới
I: Cường độ chùm sáng sau khi đi qua mội trường hấp thụ.
Kν : Hệ số hấp thụ, phụ thuộc vào bản chất nguyên tố

L: Bề dày của môi trường hấp thụ chứa nguyên tố cần phân tích.
C: Nồng độ chất cần phân tích.
Trong điều kiện nhất định Kn .L = const . Dựa vào mối quan hệ phụ thuộc tuyến
tính của A và C ta có thể tính được nồng độ chất cần phân tích bằng phương pháp đường
chuẩn hoặc thêm chuẩn.

ii. Ưu điểm:
- Xác định được khoảng 65 nguyên tố với độ nhạy và độ chọn lọc cao. Sai số
không quá 10% với vùng nồng độ cỡ 1-2 ppm.
- Không cần chất làm giàu, vì vậy tiết kiệm được hóa chất tinh khiết.
- Nhanh chóng, thao tác đơn giản, tự động.
iii. Nhược điểm:
- Đắt tiền, nhiều cơ sở nhỏ không đủ điều kiện trang bị máy AAS.
Trang 9


Huỳnh Văn Dũng

Khóa luận tốt nghiệp

- Dễ bị yếu tố môi trường, dụng cụ làm sai lệch kết quả, nên yêu cầu về độ tinh
khiết hóa chất, dụng cụ và môi trường cao.
iv. Một số kỹ thuật nguyên tử hóa:
- Kỹ thuật nguyên tử hóa bằng ngọn lửa (F-AAS): Dùng năng lượng nhiệt của
ngọn lửa đèn khí để đốt cháy một hỗn hợp khí hóa hơi mẫu, tạo đám hơi nguyên tử tự do
của mẫu phân tích. [5]
- Kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa (ETA-AAS): Nguyên tử hóa trong
khoảng thời gian rất ngắn nhở năng lượng của dòng điện công suất lớn trong môi trường
khí trơ để nguyên tử hóa mẫu. Các giai đoạn nguyên tử hóa gồm có sấy khô mẫu, tro hóa
luyện mẫu, nguyên tử hóa và làm sạch cuvet.
Kỹ thuật ETA-AAS có độ nhạy khoảng 10-7%, cao hơn nhiều kỹ thuật F-AAS
(10-4 - 10-5 %) nên có khả năng định lượng được những mẫu có hàm lượng thấp, cỡ ppb.
Lượng mẫu cần cho mỗi lần phân tích nhỏ, chỉ từ 10 đến 50 µL. Trong khi đó, kỹ thuật FAAS cần tới 1-2 mL cho 1 lần phân tích. [5]
Tùy những đối tượng mẫu và nguyên tố cần phân tích, người ta có thể chọn kỹ
thuật F-AAS hoặc ETA-AAS.
v. Một số công trình nghiên cứu xác định chì bằng phương pháp AAS:

Tác giả Lê Thị Hường Thoa vào năm 2013 đã thực hiện luận văn “ Nghiên cứu xây
dựng quy trình phát triển và xác định hàm lượng một số chất bị cấm sử dụng trong mỹ
phẩm” đã xác định chì bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử kết quả thu được
phương trình hồi qui là: y = 0,0059 x + 0,0121 với hệ số tương quan đường hồi quy R2 =
0,9995 và LOD = 0,8 ng/mL và LOQ = 2,6 ng/mL.[3]
Năm 2013, Aline Rodrigues Soares, Cle´sia Cristina Nascentes áp dụng phương
pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa và xử lí mẫu bằng dung dịch kiềm để xác
định chì trong son môi, giá trị LOD và LOQ lần lượt là 1,01 µg.L-1 và 1,73 µg.L-1. [11]

Trang 10


Huỳnh Văn Dũng

Khóa luận tốt nghiệp

Phương pháp chiết pha rắn vào năm 2014 đã được Teslima Daşbaşı cùng cộng sự
kết hợp với định lượng bởi phổ hấp thụ nguyên tử hóa mẫu bằng ngọn lửa xác định đồng
thời chì và cadimi trong mẫu thực phẩm và nước đã xác định được các giới hạn phát hiện
cho Cd (II) và Pb (II) là 0,13 và 0,18 mg. L-1. Độ lệch chuẩn tương đối là 4% ở 5 mg.L-1
Cd (II) và 10 mg.L-1 Pb (II). Kết quả của quá trình nghiên cứu là không có Cd trong hầu
hết các mẫu thực phẩm và hàm lượng chì ở mức thấp khoảng 0,13-1,12 mg.g-1.[14]
Năm 2015 Mari Ataee và các cộng sự đã áp dụng phương pháp GF–AAS xác định
đồng thời chì và cadimi trong ngũ cốc và các sản phẩm nông nghiệp đã xác định được
khoảng tuyến tính của Pb 0,1 – 50 µg.kg-1 với giá trị R2 = 0,992, độ lệch chuẩn tương đối
4,7 – 5,3 % và Cd là 0,1 – 50 µg.kg-1 với giá trị R2 = 0,995, giá trị độ lệch chuẩn tương
đối 6,0 – 6,8 %. [17]
Năm 2015 Álvaro T. Duarte cùng các cộng sự tiến hành xác định hàm lượng chì
trong các sản phẩm nhiệt phân của dầu bằng phương pháp GC-AAS với nhiệt độ nhiệt
phân là 8000C và nhiệt độ tạo sương là 22000C Các giới hạn phát hiện và định lượng

tương ứng là 0,5 mg.kg-1 và 2 mg.kg-1 tại bước sống ở 217,001 nm và 6 mg.kg-1 và 19
mg.kg-1 tại 283,306 nm.[13]
1.5 Một số phương pháp xử lý mẫu
1.5.1 Phương pháp vô cơ hóa ướt
Phương pháp này dùng các chất hoặc hỗn hợp các chất có tính oxi hóa mạnh để
phân hủy mẫu trong điều kiện đun nóng. Các chất có tính oxi hóa mạnh thường dùng là
HCl, H 2 SO 4 , HNO 3 , HClO 4 , H 2 O 2 . Có thể kết hợp nhóm 2 hoặc 3 chất để vô cớ hóa
được hoàn toàn mẫu. Ưu điểm của phương pháp là không mất các chất phân tích và quá
trình thực hiện đơn giản hơn, nhưng tốn thời gian, axit tinh khiết và thời gian đuổi axit
lâu. [5]
1.5.2 Phương pháp vô cơ hóa khô
Nguyên tắc của phương pháp là nung mẫu trong điều kiện nhiệt độ cao thành tro
để giải phóng kim loại dưới dạng muối hay oxit của chúng. Sau đó tro hóa khô được xử
lý tiếp để tạo thành dạng tan trong dung dịch muối hay axit phù hợp. Ưu điểm của
Trang 11


Huỳnh Văn Dũng

Khóa luận tốt nghiệp

phương pháp là thao tác và cách làm đơn giản, xử lý triệt để, nhất là các nền mẫu hữu cơ.
Thời gian xử lý mẫu ngắn hơn xử lý ướt bình thường. [5]
1.5.3 Phương pháp vô cơ hóa khô – ướt kết hợp
Trước tiên mẫu được xử lý ướt sơ bộ trong cốc hay chén nung bằng một lượng nhỏ
chất có tính oxi hóa mạnh và phụ gia để sơ bộ phá vỡ cấu trúc ban đầu của mẫu và tạo
điều kiện giữ một số nguyên tố có thể bay hơi khi nung. Sau đó đem nung ở nhiệt độ
thích hợp. Phương pháp này hạn chế được sự mất mát của một số chất phân tích, tro hóa
chiết để dung dịch tro trong, hạn chế nhiễm bẩn phù hợp nhiều loại mẫu khác nhau. [5]
1.5.4 Phương pháp vô cơ hóa ướt trong lò vi sóng

Giống như vô cơ hóa ướt nhưng dùng năng lượng vi sóng có tần số cao tấn công
vào các phân tử để đốt nóng tử bên trong. Quá trình xử lí nhanh hơn hẳn nhưng thiết bị
đắt tiền, phức tạp, không phải cơ sở nào cũng có khả năng áp dụng.

Trang 12


Huỳnh Văn Dũng

Khóa luận tốt nghiệp

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
2.1 Hóa chất – Dụng Cụ:
2.1.1 Hóa chất:
2.1.1.1 Chất chuẩn:
Tên chất chuẩn: Pb(NO 3 ) 2 1000 ppm
Xuất xứ: Merck KGaA, Đức
2.1.1.2 Hóa chất khác:
Bảng 2.1 Danh mục các loại hóa chất khác dùng trong đề tài nghiên cứu
STT

Tên hóa chất

Nguyên trạng (%)

Xuất xứ

1

Axit nitric (HNO 3 )

Đặc

Trung Quốc

2

Axit pecloric (HClO 4 )

Đặc

Trung Quốc

3

Hiđropeoxit (H 2 O 2 )

30 %

Trung Quốc

2.1.2 Trang thiết bị và dụng cụ phục vụ nghiên cứu
2.1.2.1 Trang thiết bị
+ Hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AA Spectrometer iCE 3000 series
(Thermo Scientific).
+ Cân phân tích (Sartorius – CPA225D).
+ Hệ thống bình phá mẫu kjeldahl
+ Máy cất nước hai lần (Hamilton Laboratory Class Limited – Sartorius).
2.1.2.2 Dụng cụ
+ Bình định mức 25 mL, 50 mL, 100 mL, 500 mL, 1000 mL (Đức).

+ Pipet 1 mL, 2 mL, 5 mL, 10 mL (Đức).
+ Cốc thủy tinh 100 mL, 200 mL, 500 mL (Đức).
Trang 13


Huỳnh Văn Dũng

Khóa luận tốt nghiệp

+ Ống đong 50 mL, 100 mL (Đức)
+ Đũa thủy tinh, đĩa thủy tinh …
2.2 Thực nghiệm
2.2.1 Khảo sát tối ưu các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử Pb của máy F-AAS
2.2.1.1 Khảo sát chiều cao đèn
Khảo sát và chọn chiều cao phù hợp của đèn nguyên tử hóa để thu tín hiệu AAS
của mỗi nguyên tố là một điều kiện quan trọng giúp loại trừ các yếu tố ảnh hưởng, nhằm
thu được các tín hiệu có độ ổn định và độ nhạy cao.
Nhiệt độ là một thông số đặc trưng của ngọn lửa đèn khí là yếu tố quyết định hệ số
nguyên tử hóa mẫu. Nhiệt độ ngọn lửa lại thay đổi theo từng vùng, vùng trung tâm ngọn
lửa có nhiệt độ cao, thường không màu hoặc có màu xanh nhạt, tại đó mật độ các nguyên
tử hóa cao và ảnh hưởng của các nguyên tố khác thấp. Do đó trong phép đo F-AAS, ta
chọn vùng này để thu chùm sáng hấp thụ của nguyên tố phân tích. [6]
Để khảo sát yếu tố này ta tiến hành đo độ hấp thụ dung dịch chì chuẩn 7 ppm với
các điều kiện sau:
Bước sóng: 217,0 nm.
Cường độ dòng đèn cathode rỗng: 75%.
Độ rộng khe đo: 0,5 nm.
Chiều cao cột đèn: 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm.
2.2.1.2. Khảo sát lưu lượng khí đốt C 2 H 2
Trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử, ngọn lửa là nơi tạo ra đám hơi nguyên tử tự

do của nguyên tố phân tích có trong mẫu, nó là môi trường hấp thụ. Ngọn lửa có nhiệm
vụ hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu phân tích tạo ra đám hơi của các nguyên tử tự do của
chất phân tích có khả năng hấp thụ bức xạ đơn sắc để tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử. Lưu
lượng khí đốt là yếu tố quyết định nhiệt độ ngọn lửa. Vì thế bằng cách thay đổi tốc độ của
Trang 14


Huỳnh Văn Dũng

Khóa luận tốt nghiệp

khí đốt tạo ra ngọn lửa chúng ta sẽ chọn được nhiệt độ thích hợp để hóa hơi và nguyên tử
hóa nguyên tố phân tích [6] .
Để khảo sát yếu tố này ta tiến hành đo độ hấp thụ dung dịch chì chuẩn 7 ppm với
các điều kiện sau:
Bước sóng: 217,0 nm.
Cường độ dòng đèn cathode rỗng: 75%.
Độ rộng khe đo: 0,5 nm.
Lưu lượng khí đốt: 1,0 lít.phút-1, 1,1 lít.phút-1, 1,2 lít.phút-1, 1,3 lít.phút-1; 1,4
lít.phút-1 .
2.2.2 Xây dựng phương pháp định lượng Pb đối với phép đo F-AAS
2.2.2.1 Khảo sát xác định khoảng tuyến tính của Pb
Một chất chỉ có thể định lượng tốt theo phương pháp thêm chuẩn hay đường chuẩn
nếu nồng độ của nó nằm trong khoảng tuyến tính. Vì vậy việc xác định khoảng tuyến tính
trước khi xây dựng quy trình xử lí mẫu là hết sức quan trọng.
Để khảo sát khoảng tuyến tính giữa nồng độ của chì và giá trị độ hấp thụ đo được
ta tiến hành pha các dung dịch chì chuẩn có nồng độ tăng dần sau đó đem đo độ hấp thụ
của các dung dịch chì ở các nồng độ đã pha như trên và dùng phần mền phần mềm Origin
6.0 xây dựng phương trình hồi quy mối quan hệ giữa nồng độ C và độ hấp thụ A.
2.2.2.2 Xây dựng đường chuẩn Pb

Do khoảng tuyến tính của chì là một khoảng nồng độ rất rộng còn hàm lượng chì
trong mẫu của ta là một lượng rất nhỏ vì vậy để tiết kiện hóa chất và tránh sai số ta sẽ xây
dựng đường chuẩn của chì trong khoảng nồng độ nhỏ gần với nồng độ chì có trong mẫu.
Để xây dựng đường chuẩn ta tiến hành pha các dung dịch chì chuẩn có nồng độ
0,2 đến 20 ppm sau đó đem đo mật độ quang của các dung dịch chì ở các nồng độ đã pha
như trên và dùng phần mền phần mềm Origin 6.0 xây dựng phương trình hồi quy mối
quan hệ giữa nồng độ C và mật độ quang A.
Trang 15


Huỳnh Văn Dũng

Khóa luận tốt nghiệp

2.2.2.3 Xác định giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) của Pb.
Trong một quy trình phân tích bất kỳ, giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định
lượng (LOQ) là 2 thông số quan trọng.
Giới hạn phát hiện là giá trị nồng độ của chất phân tích mà hệ thống phân tích còn
cho tín hiệu phân tích có nghĩa so với tín hiệu mẫu trắng hay tín hiệu của đường nền.
Giới hạn định lượng được xem như nồng độ thấp nhất của chất phân tích mà hệ
thống phân tích định lượng được với tín hiệu phân tích có nghĩa định lượng so với tín
hiệu mẫu trắng hay tín hiệu nền
Thực tế có nhiều cách xác định LOD và LOQ ở đây chúng tôi xác định LOD và
LOQ bằng phương trình đường chuẩn đã xây dựng ở trên.
LOD =

3.S D
10.S D
LOQ =
b ,

b

Trong đó S D là độ lệch chuẩn của tín hiệu hấp thụ.
b là hệ số của phương trình đường chuẩn.
2.2.2.4 Khảo sát độ lặp lại của phép đo
Trong bất kể một quy trình phân tích nào thì yếu tố lặp lại phải là yếu tố quan trọng
nhất, cho dù yếu tố phân tích có đúng đến đâu nhưng không được ổn định thì cũng không
được chấp nhận.
Để đánh giá độ lặp lại của phép đo ta pha 3 mẫu có nồng độ ở điểm đầu, điểm giữa
và điểm cuối của đường chuẩn trong các điều kiện và thành phần giống như mẫu chuẩn.
Thực hiện đo mỗi mẫu 10 lần.
Kết quả được đánh giá thông qua độ lệch chuẩn (S) và độ lệch chuẩn tương đối
(RSD%) của độ hấp thụ.

Trang 16


Huỳnh Văn Dũng

Khóa luận tốt nghiệp

2.2.3. Tối ưu hóa quy trình xử lý mẫu mỹ phẩm.
Chúng tôi chọn phương pháp vô cơ hóa mẫu ướt bằng hệ thống bình kjeldahl với
các hỗn hợp axit nitric đặc 65%, axit pecloric đặc 70%, hidropeoxit 30%.[12]
Để tối ưu quy trình xử lí mẫu tôi tiến hành khảo sát phá mẫu kem nguồn gốc Thái
Lan. Chúng tôi tiến hành cân 1 gam kem và tiến hành phá mẫu trong bình kjeldahl và
thay đổi các yếu tố sau để tìm ra điều kiện tối ưu nhất:
+ Khảo sát thể tích axit HNO 3 đặc phá mẫu:
Chúng tôi tiến hành thay đổi lần lượt thể tích lượng HNO 3 đặc phá mẫu từ 3 mL, 4
mL, 5 mL, 6 mL, 7 mL, 8 mL.

+ Khảo sát thể tích axit HClO 4 đặc phá mẫu:
Chúng tôi tiến hành thay đổi lần lượt thể tích lượng HClO 4 đặc phá mẫu từ 3 mL, 4
mL, 5 mL, 6 mL, 7 mL, 8 mL.
+ Khảo sát thể tích dung dịch H 2 O 2 30% phá mẫu:
Chúng tôi tiến hành thay đổi lần lượt thể tích lượng H 2 O 2 30 % phá mẫu từ 1 mL, 2
mL, 3 mL, 4 mL, 5 mL, 6 mL.
+ Khảo sát mức nhiệt độ phá mẫu:
Chúng tôi tiến hành thay đổi lần lượt mức nhiệt độ của hệ thống bình phá mẫu kjeldahl
từ 2, 3, 4, 5, 6, 7.
+ Khảo sát thời gian phá mẫu:
Chúng tôi tiến hành thay đổi lần lượt thời gian tiến hành phá mẫu từ 60 phút, 70 phút,
80 phút, 90 phút, 100 phút, 110 phút.
2.3.4 Khảo sát hệ số thu hồi quy trình phá mẫu
Một phép phân tích tốt cần phải có độ thu hồi tốt. Độ thu hồi phản ánh độ đúng
của phương pháp. Để đánh giá độ thu hồi, chúng tôi tiến hành thêm chính xác một lượng
dung dịch chì chuẩn đã biết trước nồng độ vào mẫu ban đầu. Tiếp theo tiến hành xử lí
Trang 17