Luận văn thạc sĩ Hóa học: ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG (Cu, Pb, Cd, Zn) TRONG RAU, RỄ VÀ NƯỚC TRỒNG RAU TẠI KHU VỰC NGOẠI THÀNH HÀ NỘI BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ KHÔNG NGỌN LỬA

LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn PGS. TS Trần Thị Hồng Vân đã
hướng dẫn em tận tình, chu đáo trong suốt quá trình làm luận văn.
Em xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô trong Tổ bộ môn Hóa
Phân tích, ban chủ nhiệm khoa Hóa học – Trường Đại học Sư phạm Hà
Nội, đặc biệt là cô Vũ Thị Hương và thầy Nguyễn Quang Tuyển đã
giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành luận văn này.
Qua đây cho phép em gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè đã
ủng hộ và cổ vũ em rất nhiều trong quá trình học tập cũng như hoàn
thành khóa luận tốt nghiệp.
Hà Nội, tháng 10 năm 2014

Đỗ Ngọc Bích

1


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT
Kí hiệu
AAS
F-AAS

Tên tiếng Anh
Atomic Absorption Spectroscopy
Flame - Atomic Absorption

Tên tiếng Việt
Quang phổ hấp thụ nguyên tử
Quang phổ hấp thụ nguyên tử

GF-AAS

Spectroscopy
Graphite Furnace - Atomic

ngọn lửa
Phổ hấp thụ nguyên tử lò

Absorption Spectroscopy
Atomic Emission Spectroscopy

graphit
Quang phổ phát xạ nguyên tử

Hollow Cathode Lamp
Limit Of Detection
Limit Of Quantity

Đèn catot rỗng
Giới hạn phát hiện
Giới hạn định lượng

AES
HCL
LOD
LOQ

2


MỞ ĐẦU

Xã hội ngày một phát triển, nhu cầu của con người ngày càng cao. Sự
tăng trưởng mạnh của nền kinh tế đã đưa nhu cầu của con người từ mong
muốn “ăn no, mặc đủ” lên “ăn ngon, mặc đẹp”. Vì thế nhu cầu về thực phẩm
sạch, đảm bảo sức khỏe đã trở thành nhu cầu thiết yếu, cấp bách và được xã
hội quan tâm hàng đầu. Ở nước ta, sự bùng nổ dân số cùng với tốc độ đô thị
hoá, công nghiệp hoá nhanh chóng đã tạo ra một sức ép lớn tới môi trường
sống Việt Nam. Vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm đối với nông sản nhất là
rau xanh đang được cả xã hội quan tâm. Rau xanh là nguồn thực phẩm cần
thiết và quan trọng không thể thiếu được trong mỗi bữa ăn hàng ngày, là
nguồn cung cấp vitamin, khoáng chất, vi lượng, chất xơ… cho cơ thể con
người không thể thay thế được. Tuy nhiên, hiện nay nhiều khu vực trồng rau
đang đe doạ ô nhiễm bởi chất thải của các nhà máy, xí nghiệp cùng với việc
sử dụng phân bón một cách thiếu khoa học dẫn đến một số loại rau có thể bị
nhiễm các kim loại nặng, có ảnh hưởng đến sức khoẻ con người. Các nguyên
tố thuộc nhóm kim loại nặng như Pb, Cd gây độc hại đối với cơ thể con người
tuỳ hàm lượng của chúng. Một số khác như Cu, Zn là những nguyên tố vi
lượng cần thiết cho cơ thể con người, tuy nhiên khi hàm lượng của chúng
vượt quá ngưỡng cho phép chúng bắt đầu gây độc.
Hà Nội có nhiều vùng trồng rau đáp ứng cho nhu cầu sử dụng rau ngày
càng lớn của con người, các vùng trồng rau lớn thường ở ngoại thành, ở quận
Hoàng Mai, huyện Hà Đông, huyện Thanh Trì, huyện Thường Tín…Trong
đó, huyện Thanh Trì và Đông Anh là những vùng trồng rau lớn nhất Hà Nội,
cung cấp sản lượng rau rất lớn hàng năm cho toàn thành phố Hà Nội. Tuy
nhiên, huyện Thanh Trì cũng là vùng trồng rau có nguy cơ rau bị ô nhiễm rất
lớn. Rau được sản xuất ở Thanh Trì phần lớn sử dụng trực tiếp nguồn nước

3


trồng rau có khả năng bị ô nhiễm rất cao như nguồn nước thải, nước cống,

nước bị ô nhiễm từ sông Tô Lịch, làm tăng mức độ ô nhiễm trong rau, đặc
biệt là ô nhiễm các kim loại nặng. Huyện Đông Anh được quy hoạch là khu
vực công nghiệp đồng thời cũng là vùng sản xuất rau trọng điểm của thành
phố Hà Nội. Nước sản xuất nông nghiệp ở khu vực công nghiệp cũng thường
bị ô nhiễm kim loại nặng.
Do đó, việc đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong rau và nước
trồng rau ở huyện Thanh Trì và Đông Anh là hết sức cần thiết đối với cuộc
sống người tiêu dùng, để có thể hiểu rõ hơn về thực trạng rau bị ô nhiễm và từ
đó có những biện pháp cần thiết cho việc sản xuất rau an toàn phục vụ đời
sống con người.
Trong những năm gần đây đã có rất nhiều kĩ thuật hiện đại ứng dụng để
xác định hàm lượng các kim loại Pb, Cu, Cd, Zn như phương pháp trắc quang,
chuẩn độ oxy hóa khử, phương pháp chuẩn độ tạo phức, phương pháp VonAmpe hòa tan. Tuy nhiên các phương pháp trên đều gặp một số trở ngại hoặc
là do độ nhạy thấp hoặc là do thiết bị đắt tiền hoặc là do dung môi không thân
thiện với môi trường… Do đó một yêu cầu bức thiết đặt ra là phải tìm ra các
phương pháp phân tích hóa học hiện đại khắc phục được các nhược điểm trên.
Trong đó phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử là phương pháp có độ
nhạy, độ chính xác và độ lặp lại cao rất thích hợp để xác định hàm lượng bé,
trung bình và hàm lượng lớn các nguyên tố. Đặc biệt đối với các nguyên tố vi
lượng phép đo vẫn cho kết quả chính xác. So với các phương pháp khác thì
phương pháp này thực hiện nhanh và dễ dàng, phù hợp với yêu cầu của phép
đo phân tích hàm lượng kim loại nặng trong rau. Trên cơ sở đó chúng tôi đã
chọn đề tài “ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG
(Cu, Pb, Cd, Zn) TRONG RAU, RỄ VÀ NƯỚC TRỒNG RAU TẠI KHU
VỰC NGOẠI THÀNH HÀ NỘI BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP

4


THỤ NGUYÊN TỬ KHÔNG NGỌN LỬA”, từ đó góp phần đánh giá về

hàm lượng các kim loại nặng trong một số loại rau và nước trồng rau tại Hà
Nội.
* Mục tiêu nghiên cứu
- Xác định hàm lượng các kim loại nặng Cu, Pb, Cd, Zn trong các loại
rau và nguồn nước trồng rau ở một số xã của huyện Thanh Trì và Đông Anh –
Hà Nội.
- Từ kết quả phân tích so sánh với quy chuẩn Việt Nam để đánh giá
mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong rau và nước trồng rau.
* Đối tượng nghiên cứu
- Các loại rau được trồng ở một số xã của huyện Thanh Trì và Đông
Anh - Hà Nội.
- Nguồn nước trồng rau trên cánh đồng trồng rau.
* Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF- AAS) có
độ chính xác và độ nhạy cao, phù hợp để xác định lượng vết các kim loại
nặng trong rau và nước trồng rau.
- Phân tích mẫu thực tế theo phương pháp đường chuẩn.
* Nhiệm vụ nghiên cứu
- Khảo sát các điều kiện thực nghiệm xác định Zn bằng phương pháp
phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF- AAS). Khảo sát khoảng nồng độ
tuyến tính của Zn.
- Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng Cu, Pb, Cd, Zn theo các
điều kiện tối ưu đã khảo sát. Đánh giá sai số, độ lặp, khoảng tin cậy của phép
đo.

5


- Tiến hành lấy mẫu, xác định hàm lượng các kim loại nặng Cu, Pb, Cd,
Zn nhằm đánh giá mức độ ô nhiễm của các kim loại đó trong một số mẫu rau

và nước trồng rau.
- Phân tích mối tương quan về hàm lượng của các kim loại nặng trên
trong các đối tượng mẫu rau và mẫu nước.
* Ý nghĩa của đề tài
- Về mặt lí thuyết, đề tài góp phần nghiên cứu lí thuyết cho việc phân
tích xác định vi lượng các nguyên tố trên các đối tượng khác nhau bằng
phương pháp GF- AAS.
- Về mặt thực tiễn, ứng dụng quy trình phân tích đã nghiên cứu để
đánh giá được mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong các loại rau và nước trồng
rau ở một số xã của huyện Thanh Trì và Đông Anh - Hà Nội, là vấn đề có tính
cấp thiết và rất thiết thực đối với cuộc sống của người tiêu dùng.

6


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGUYÊN TỐ ĐỒNG, CHÌ, CADIMI,
KẼM [6, 10]
Đồng, chì, cadimi, kẽm là các kim loại nặng khá phổ biến trên Trái đất.
Trong bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleep chúng có số thứ tự lần lượt là 29,
82, 48, 30 là các nguyên tố thuộc nhóm I B, IVA, IIB, VIIIB của các chu kì 4, 5
và 6 và 4.
Nguyên tố đồng có ký hiệu Cu, kim loại và các hợp kim của nó đã được
sử dụng cách đây hàng ngàn năm. Trong thời kỳ La Mã, đồng chủ yếu được
khai thác ở Síp, vì thế tên gọi ban đầu của kim loại này là сyprium (kim loại
Síp), sau đó được gọi tắt là сuprum. Các hợp chất của nó thường tồn tại ở
dạng muối đồng (II), chúng thường có màu xanh lam hoặc xanh lục của các
loại khoáng như ngọc lam và trong lịch sử đã được sử dụng rộng rãi làm chất
nhuộm. Các công trình kiến trúc được xây dựng có đồng bị ăn mòn tạo ra màu
xanh lục verdigris (hoặc patina). Quặng đồng thường ở dạng sunfua (chủ yếu)

và không sunfua như: Cancopirit (CuFeS2), Cancozin (CuS2), Bozit
(Cu5FeS4), Crozocola (CuS2O3.nH2O), Malachit [Cu(OH)2CO3], Cuprit
(Cu2O), Fenozit (CuO). Nguyên tố đồng chiếm khoảng 10 -2 (%) khối lượng vỏ
Trái đất, vào khoảng 3,6×10-3 (%) tổng số nguyên tử. Đồng có 11 vị là 58Cu
đến 68Cu, chủ yếu là đồng vị thiên nhiên: 63Cu (69,1%), 65Cu (30,9%) còn lại
là các đồng vị phóng xạ, trong đó ít bền nhất là 67Cu (t1/2=3s), bền nhất là 67Cu
(T1/2=2,21 ngày).
Nguyên tố Chì (Pb) trong tự nhiên có mặt trong khoảng 170 khoáng
vật, trong đó chủ yếu là: Galen (PbS), Cerndute (PbCO 3), Anglesite (PbSO4)
và pyromorphite [Pb5Cl(PO4)3]. Chì chiếm khoảng 1,6×10-3 (%) khối lượng
vỏ trái đất, khoảng 10-4 (%) tổng số nguyên tử. Nguyên tố Chì có 18 đồng vị

7


trong đó có 4 đồng vị bền:

204

Pb (1,48%),

206

Pb (23,6%),

207

Pb (22,6%),

208

Pb

(52,3%). Đồng vị phóng xạ bền nhất là 202Pb có T1/2 = 3,0×105 năm.
Nguyên tố Kẽm (Zn) là nguyên tố phổ biến thứ 23 trong vỏ Trái đất.
Các loại khoáng chất nặng nhất có xu hướng chứa khoảng 10% sắt và 40-50%
kẽm. Các loại khoáng chất để tách kẽm chủ yếu là sphalerit, blenđơ,
smíthonit, calamine, franklinite. Kẽm trong tự nhiên là hỗn hợp của 4 đồng vị
ổn định 64Zn, 66Zn, 67Zn, and 68Zn với đồng vị 64 là phổ biến nhất (48,6%
trong tự nhiên). 22 đồng vị phóng xạ được viết đến với phổ biến hay ổn định
nhất là 65Zn với chu kỳ bán rã 244,26 ngày, và 72Zn với chu kỳ bán rã 46,5
giờ. Các đồng vị phóng xạ khác có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 14 giờ và phần lớn
có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 1 giây. Nguyên tố này cũng có 4 trạng thái đồng
phân nguyên tử.
Cadimi (Cd) do Friedrich Stromeyer (1778-1838) phát hiện ra năm
1817 khi điều chế ZnO từ ZnCO 3. Khoáng vật chứa cadimi là grenokit (CdS),
thường tồn tại lượng nhỏ trong quặng kẽm là sphalerit (ZnS), trong quặng
thủy ngân là xinaba thần sa (HgS) hoặc tồn tại trong quặng đa kim với chì và
đồng. Nguyên tố Cadimi chiếm khoảng 10-5% khối lượng vỏ trái đất ứng với
7,6×10-6 % tổng số nguyên tử, Cadimi có 19 đồng vị, trong số đó có 8 đồng vị
bền:

106

Cd (1,215%),

(24,07%),

113

108

Cd (0,875%),

Cd (12,26%),

114

110

Cd (12,39%),

Cd (28,86%),

116

111

Cd (12,70%),

112

Cd

Cd (7,58%). Trong số các đồng

vị phóng xạ của Cd thì đồng vị 110Cd (T1/2 = 470 ngày đêm) là bền nhất.
1.2. TÍNH CHẤT VẬT LÍ, HÓA HỌC CỦA ĐỒNG, CHÌ, CADIMI,
KẼM [6, 10]
1.2.1. Tính chất vật lý

Đồng nguyên chất mềm và dễ uốn; bề mặt đồng tươi có màu cam đỏ
(dạng tấm), màu đỏ gạch (dạng vụn), sáng, dẻo dai, dễ dát mỏng và dễ kéo
sợi, dẫn nhiệt và dẫn điện tốt (chỉ sau bạc), đồng dễ tạo hợp kim với bạc, vàng
và các kim loại khác, tạo được hỗn hống với thủy ngân. Vì thế nó được sử

8


dụng làm chất dẫn nhiệt và điện, vật liệu xây dựng, và thành phần của các hợp
kim của nhiều kim loại khác nhau.
Chì có màu trắng bạc và sáng, bề mặt cắt còn tươi của nó xỉ nhanh
trong không khí tạo ra màu tối. Nó là kim loại rất mềm, dễ uốn và là kim loại
nặng. Chì có tính chống ăn mòn cao, và do thuộc tính này, nó được sử dụng
để chứa các chất ăn mòn, khối lượng riêng lớn (11,34 g/cm 3) do có cấu trúc
lập phương tâm diện trong mạng lưới các nguyên tử. Đặc biệt, tia X quang
cũng như nhiều tia phóng xạ khác không xuyên qua được chì nên nó được
dùng để cản các tia này.
Cadimi là kim loại màu trắng bạc, mềm, dễ nóng chảy, dễ rèn, dễ dát
mỏng, dễ cán sợi, dễ tạo hợp kim với Zn và các kim loại khác, tạo được hỗn
hống với Hg.
Kẽm là một kim loại màu trắng xanh nhạt, ở nhiệt độ thường. Nhưng
khi nấu đến 100 ÷ 150oC nó trở nên mềm, dẻo, dễ dát mỏng, dễ kéo dài.
Trong không khí nó bị phủ bởi một lớp oxit nên mất tính ánh kim.
Dưới đây là bảng tóm tắt một số đặc điểm đặc trưng về tính chất vật lí
của đồng, chì, cadimi và kẽm:
Bảng 1.1. Một số đặc điểm đặc trưng của đồng, chì, cadimi và kẽm
Đặc điểm
Số thứ tự
Khối lượng nguyên tử
Lớp electron hoá trị

Bán kính nguyên tử
(A0)
Khối

lượng

riêng

(g/cm3)
Nhiệt độ nóng chảy (0C)
Nhiệt độ sôi (0C)
Độ dẫn điện
(Hg=1)

Pb
82
207,200
6s26p2

Cu
29
63,546
3d104s1

Cd
48
112,411
4d105s2

Zn

30
65
3d104s2

1,75

1,28

1,56

1,39

11,34

8,94

8,63

7,139

327
1737

1083
2543

321
767

419

907

4,6

5,7

13

16

1.2.2. Tính chất hóa học
9


Ở điều kiện thường các kim loại này đều bền với không khí và nước do
có lớp màng oxit (CuO, PbO, CdO, ZnO) bảo vệ:
2Cu + O2 + 2H2O → 2Cu(OH)2
Cu(OH)2 + Cu → Cu2O + H2O
2Pb + O2 →2PbO
2Zn + O2 → 2ZnO
Khi đun nóng, toàn bộ chì tạo thành các oxit hóa trị II tương ứng. Ở
130÷ 200oC, nguyên tố đồng cháy tạo ra đồng (I) oxit (Cu 2O màu đỏ gạch). Ở
nhiệt độ cao hơn, đồng cháy tạo ra đồng (II) oxit (CuO màu đen), phản ứng
cho ngọn lửa màu xanh lục.
Khi có mặt oxi, chì có thể tương tác với nước:
2Pb + 2H2O + O2 → 2Pb(OH)2
Trong dung dịch axit như HCl loãng, H 2SO4 (C < 80%), chì chỉ tương
tác bề mặt, tạo ra lớp PbCl 2, PbSO4 khó tan nên làm cho chì không tan thêm
được nữa.
Tuy nhiên với HCl đặc, H2SO4 đặc chì tan dễ hơn do:

PbCl2 + 2HClđặc → H2PbCl4.
PbSO4 + H2SO4 đặc → Pb(HSO4)2.
Chì tan tốt trong H2SO4 đặc và HNO3 ở mọi nồng độ.
Đồng tan tốt trong HNO3, H2SO4 đặc nóng nhờ phản ứng oxi hóa khử
nhưng phản ứng rất chậm với HCl đặc do:
2Cu + 4HCl → 2H[CuCl]2 + H2
Chì còn có khả năng phản ứng với các bazơ đặc tạo plombit:
Pb + 2KOH + 2H2O → K2[Pb(OH)4] + H2
Cadimi và kẽm bền với nước ở nhiệt độ thường, còn ở nhiệt độ cao nó
khử được hơi nước:
Cd + H2O → CdO + H2
Zn + H2O → ZnO + H2
Cadimi có thể tham gia phản ứng với các axit không có tính oxi hóa
(HCl, H2SO4 loãng) nhưng phản ứng xảy ra không dễ dàng:
Cd + 2HCl → CdCl2 + H2.
Zn + H2SO4
ZnSO4 + H2
Về khả năng tạo phức của ion các kim loại này:

10


+ Đồng: Cu2+ có thể tạo phức với các halogen, amoniac, xianua, tạo các
dạng phức [CuX3]-, [CuX4]2-, [Cu(NH3)4]2+, phản ứng với feroxianua
Cu2[Fe(CN)6], EDTA, dithizon, dimetylglioxim, 1-(2-pyridylazo)-2-naphtol.
+ Chì: Pb2+ tạo phức được với EDTA, dithizon, diphenylcacbzit, 1-(2pyridylazo)-2-naphtol, amoni pyridyl dithio cacbamat (APDC)...
+ Cadimi: Cd2+ có thể tạo phức với halogenua, amoniac (chủ yếu ở
dạng Cd(NH3)42+), với SCN-, CN- ([Cd(SCN)4]2-, [Cd(CN)4]2-), EDTA,
dithizon, dimetylgloxim, 1-(2-pyridylazo)-2-naphtol.
+ Kẽm: Zn2+ có thế tạo một số phức như [Zn(NH3)4]Cl2, [Zn(NH3)2]Cl2,

[Zn(OH2)4]SO4 ..., kẽm tạo phức phổ biến dạng bát diện là [Zn(H2O)6]2+.
1.2.3. Một số hợp chất quan trọng của đồng, chì, cadimi và kẽm
1.2.3.1. Oxit
-Đồng oxit: Đồng có các mức oxi hóa +1, +2, +3 được thể hiện trong
các oxit Cu2O, CuO, Cu2O3 trong đó Cu2O rất bền với nhiệt, ít tan trong nước
nhưng tan trong dung dịch kiềm đặc. CuO bột màu đen, khó bị phân hủy ở
nhiệt độ thường, khó nóng chảy, không tan trong nước nhưng tan dễ trong
dung dịch axit, dung dịch amoniac do tạo muối và phức amonicat bền. Cu 2O3
rất kém bền.
- Chì oxit: PbO là chất rắn tồn tại ở 2 dạng: PbO-α có màu đỏ và PbOβ màu vàng, chỉ tan trong nước khi có oxi. Ở nhiệt độ cao sẽ chuyển thành
oxit bậc cao hơn PbO là Pb3O4 (500oC). Chì oxit tan trong dung dịch axit và
dung dịch kiềm mạnh.
- Cadimi oxit: CdO là chất rắn có nhiệt độ nóng chảy cao (1813 oC), có
thể thăng hoa không phân hủy khi đun nóng; hơi CdO rất độc, từ màu vàng
tới màu nâu gần như đen tùy quá trình chế hóa nhiệt. CdO không tan trong
nước và dung dịch kiềm, tan trong axit và kiềm nóng chảy.
- Kẽm oxit: ZnO là chất rắn, mùa trắng, bền với nhiệt, có tính lưỡng
tính. Khi đun nóng đến 250 oC ZnO chuyển sang màu vàng chanh, khi để
nguội lại trở về màu trắng ban đầu.

11


1.2.3.2. Hiđroxit
- Đồng hidroxit: Cu(OH)2 là chất kết tủa màu xanh, không tan trong
nước nhưng tan trong axit, dung dịch NH 3, dung dịch kiềm đặc 40% khi đun
nóng.
- Chì hiđroxit: Pb(OH)2 là chất kết tủa màu trắng, không tan trong
nước, khi đun nóng bị phân hủy tạo PbO, có tính lưỡng tính.
- Cadimi hiđroxit: Cd(OH)2 không thể hiện rõ tính chất lưỡng tính. Tan

trong dung dịch axit, dung dịch NH3 và kiềm nóng chảy, không tan trong
dung dịch kiềm loãng.
- Kẽm hiđroxit: Zn(OH)2 là chất kết tủa màu trắng, không tan trong
nước, có tính lưỡng tính, tan trong axit và kiềm và tạo phức chất với NH3.
1.2.3.3. Muối
- Muối đồng
Phần lớn các muối của đồng (II) được kết tinh từ dung dịch thường ở
dạng hidrat dễ tan trong nước, có màu xanh lam và dễ bị thủy phân. CuCl 2 dễ
tan trong nước, rượu, ete, axeton, tạo phức với các ion halogen của kim loại
kiềm. CuSO4 khan màu trắng, hút ẩm mạnh tạo CuSO 4.5H2O màu xanh lục.
Dung dịch CuSO4 tác dụng với muối sunfat của kim loại kiềm hoặc amoni tạo
muối kép M2SO4.CuSO4.6H2O.
- Muối chì
PbX2 (X: Cl, Br, I) là những chất rắn không màu trừ PbI 2 màu vàng, ít
tan trong nước lạnh, tan nhiều hơn trong nước nóng. Độ tan giảm dần từ
PbCl2 tới PbI2. Các muối halogen của chì tác dụng trực tiếp với halogenua kim
loại kiềm tạo phức bền M2[PbX4]. PbX2 điều chế trực tiếp từ nguyên tố hoặc
từ phản ứng trao đổi ion.
Pb(NO3)2 điều chế khi cho PbO hoặc Pb tác dụng với HNO 3. Pb(NO3)2
khó tan trong HNO3 đặc nên đã bảo vệ cho kim loại khỏi bị axit tác dụng. Mặt
khác, Pb(NO3)2 lại dễ tan trong nước nên chì dễ tan trong HNO3 loãng.

12


PbSO4 ở dạng tinh thể màu trắng, khó tan trong nước và các dung dịch
axit .
PbS ở dạng tinh thể màu đen, không tan trong nước và trong các axit
loãng.
- Muối cadimi

Muối của cadimi với halogen dễ tan trong nước. CdSO 4, CdCO3 là chất
kết tủa màu trắng ít tan trong nước. CdCO3 thường bị bẩn bởi có lẫn Cd(OH)2.
CdSO4 ở dạng kết tủa tương đối bền. CdS có màu vàng trong môi trường
kiềm ở nhiệt độ thấp, màu đỏ khi ở môi trường axit và đun nóng.
- Muối kẽm
Muối halogen của kẽm có ứng dụng rộng rãi, nhất là ZnCl 2, đều dễ tan
trong nước. ZnS là chất rắn màu trắng, tan trong axit mạnh. Zn(NO 3)2 kết tinh
trong nước ở nhiệt độ thấp hơn -18 oC và nóng chảy ở +36.5 oC. Muối
cacbonat của kẽm không tan trong nước nhưng bị phân hủy dần thành muối
cabonat bazơ.
1.2.4. Ứng dụng của các kim loại đồng, chì, cadimi và kẽm
1.2.4.1. Đồng
Hiện nay, đồng là kim loại quan trọng đối với công nghiệp và kỹ thuật.
Từ đồng, người ta có thể tạo ra rất nhiều vật dụng khác nhau. Hơn 50% lượng
đồng khai thác hàng năm được dùng làm dây dẫn điện, hơn 30 % dùng để chế
hợp kim... Các ion đồng (II) tan trong nước với nồng độ thấp có thể dùng làm
chất diệt khuẩn, diệt nấm và làm chất bảo quản gỗ. Với số lượng đủ lớn, các
ion này là chất độc đối với các sinh vật bậc cao hơn, với nồng độ thấp hơn, nó
là một vi chất dinh dưỡng đối với hầu hết các thực vật và động vật bậc cao.
Đồng (II) Sulfat được sử dụng như là thuốc bảo vệ thực vật và chất làm
sạch nước. Nhưng cũng chính vì việc sử dụng với số lượng lớn như trên mà
tình trạng ô nhiễm đồng đang là vấn đề đáng quan tâm.

13


1.2.4.2. Chì
Ứng dụng lớn nhất của chì trong công nghiệp là dùng trong sản xuất
ăcqui. Ngoài ra, chì còn được dùng làm vật liệu hàn gắn (que hàn), trang trí và
pha trộn trong nước men gốm sứ. Pb(C 2H5)4 được pha vào xăng để tạo ra các

gốc tự do. Một số muối của chì được pha vào thuốc nhuộm tóc để làm tóc đen
và bóng hơn. Chì được sử dụng như chất nhuộm trắng trong sơn, làm dây cáp
điện hay đầu đạn, chì dùng làm chất ổn định trong nhựa PVC…Đặc biệt chì
hấp phụ rất tốt các tia phóng xạ và Rơnghen nên nó còn được dùng làm các
tấm bảo vệ. Tuy vậy chì và hợp chất của chúng khá độc nên cần thận trọng
khi tiếp xúc, sử dụng.
1.2.4.3. Cadimi
Gần một nửa lượng cadimi sản xuất hàng năm trên thế giới được dùng
để mạ thép vì mạ thép bền đẹp. 113Cd có khả năng bắt nơtron tốt nên dùng làm
thanh điều chỉnh dòng nơtron trong lò phản ứng nguyên tử. Cadimi dùng để
chế tạo các tế bào quang điện nhạy với tia tử ngoại, vì thế nó được dùng trong
các thiết bị đo điện (pin chuẩn Weston). Ngoài ra, cadimi còn được dùng để
chế tạo nhiều hợp kim, đặc biệt làm vòng bi có độ chịu mài mòn cao và có hệ
số ma sát thấp, chế tạo hợp kim với đồng. Cadimi còn làm xúc tác trong một
số phản ứng hữu cơ.
Ngoài ra, các hợp chất của cadimi có ứng dụng rộng rãi. Ankyl cadimi
halogenua dùng trong quá trình sản xuất xeton. Các cadimi halogenua CdX 2
(X: halogen) dùng trong nhiếp ảnh, kỹ thuật in và chế bản. CdS và CdO dùng
trong lĩnh vực gốm sứ, thủy tinh chất dẻo và sơn... CdSO 4 có tính diệt nấm,
hợp chất của cadimi làm chất phát quang trong màn hình tivi đen trắng, chất
phát quang màu…

14


1.2.4.4. Kẽm
Kẽm là kim loại được sử dụng phổ biến hàng thứ tư sau sắt, nhôm,
đồng tính theo lượng sản xuất hàng năm.
+Kẽm được sử dụng đe mạ kim loại, chẳng hạn như thép chống ăn rỉ.
+Kẽm được sử dụng trong các hợp kim như đồng thanh, niken trắng,

các loại que hàn, bạc Đức v.v. Đồng thanh có ứng dụng rộng rãi nhờ độ cứng
và sức kháng rỉ cao.
+Kẽm được sử dụng trong dập khuôn, đặc biệt là trong công nghiệp
ôtô. Kẽm dạng cuộn được sử dụng đe làm vỏ pin.
1.2.5. Hoạt tính sinh hóa của đồng, chì, cadimi và kẽm
1.2.5.1. Đồng
Trong cơ thể, Cu là phần cấu thành nên nhiều enzim quan trọng
(tirozinaza, oxidaza), hợp chất của nó rất cần cho quá trình tổng hợp
hemoglobin và photpholipit. Hơn nữa Cu còn tham gia vào quá trình sản xuất
hồng cầu, sinh tổng hợp elastin, tổng hợp hoormon và sắc tố,đồng liên kết với
suproxit dismutat bảo vệ các tế bào trước sự tấn công của các gốc tự do … Sự
thiếu hụt đồng thường dẫn đến thiếu máu đối với trẻ nhỏ, mất sắc tố ở lông
tóc. Hàm lượng đồng trong cơ thể người khoảng 0.1g và nhu cầu hàng ngày
khoảng 2mg. Điều này cho thấy đồng rất cần cho cơ thể. Mặc dầu vậy, nếu
thừa Cu thì lại dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng. Khi đó nó sẽ tích tụ lại
trong gan gây bệnh Wilson, tích tụ trong não, thận gây tử vong. Đặc biệt nó
thay thế Zn trong các enzim làm mất hoạt tính của enzim gây ra rối loạn dạ
dày, những bệnh về gan, thận và phổi. Các ion đồng (II) tan trong nước với
nồng độ thấp có thể dùng làm chất diệt khuẩn, diệt nấm và làm chất bảo quản
gỗ. Với số lượng đủ lớn, các ion này là chất độc đối với các sinh vật bậc cao
hơn, với nồng độ thấp hơn, nó là một vi chất dinh dưỡng đối với hầu hết các
thực vật và động vật bậc cao hơn. Nơi tập trung đồng chủ yếu trong cơ thể
động vật là gan, cơ và xương.

15


Đối với thực vật thì đồng (hàm lượng 5 –20 ppm) là nguyên tố rất đặc
biệt về mặt sinh vật học ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình sinh trưởng và phát
triển sản lượng của cây. Đồng là chất xúc tác của những quá trình oxi hoá nội

bào; thành phần của mencytochrome oxydase và thành phần của nhiều enzim
–ascorbic, axitaxidase, phenolase, lactase; xúc tiến quá trình hình thành
vitamin A; cầnthiết cho sự hình thành diệp lục và làm xúc tác cho một số
phản ứng khác trong cây, nhưng thường không tham gia vào thành phần của
chúng. Cây muốn phát triển bình thường, đều cần phải cómột ít đồng, cây hấp
thụ đồng dưới dạng Cu(II), nhiều loại cây rau biểu hiện thiếu đồng với lá
thiếu sức trương, rủ xuống và có mầu xanh, chuyển sang quầng mầu da trời
tối trước khi trở nên bạc lá, biến cong và cây không ra hoa được. Lượng đồng
thiếu hụt có thể được bổ sung dễ dàng trong một thời gian dài bằng cách bón
đồng sunfat hay đồng oxit.Và nếu dùng những hợp chất của đồng để bón cho
đất (đặc biệt là đất bùn lầy) thì thu hoạch thường tăng lên rất cao. Chelat hay
đồng sunfat trung tính (25% đồng) rất phù hợp cho việc bón lá.
1.2.5.2. Chì
Chì quan trọng đối với sinh trưởng, phát triển của con người và sinh
vật, nhưng hàm lượng lớn là rất nguy hại. Chì vào cơ thể con người qua nước
uống, không khí và thực phẩm bị nhiễm chì. Đặc tính nổi bật là khi thâm nhập
vào cơ thể nó ít bị đào thải mà tích tụ theo thời gian, nhiều nhất là trong
xương, chuyển sang các mô mềm qua sự tương tác với photphat trong xương
và gây độc. Ngoài ra, nó gây độc cho hệ thần kinh trung ương lẫn ngoại biên.
Nó có thể gây tác dụng ức chế một số enzim quan trọng (nhất là enzim có
nhóm hoạt động hiđro) như enzim của quá trình tổng hợp máu.Ví dụ, chì ức
chế một sản phẩm trung gian trong quá trình tạo hồng cầu là axit delta amino
levulinic, nó là chất quan trọng để tổng hợp photphobilinogen.Tùy mức độ
gây độc mà có thể gây ra một số bệnh đau khớp, viêm thận, cao huyết áp, mất
trí, tai biến mạch máu não, thậm chí có thể gây tử vong. Ta có thể biết thêm là
16


nếu hàm lượng chì trong máu khoảng 0,3 mg/l thì sẽ gây cản trở quá trình sử
dụng oxi để oxi hóa glucozo tạo năng lượng sống, làm cơ thể mệt mỏi. Ở

nồng độ cao hơn (lớn hơn 0,8 mg/l) có thể gây bệnh thiếu máu, còn từ 0,5÷0,8
mg/l gây rối loạn chức năng thận, có thể phá hủy não.
Tiếp xúc lâu ngày với chì hoặc các muối của nó (hoặc các chất ôxy hóa
mạnh như PbO2) có thể gây bệnh thận và các cơn đau bất thường giống như
đau bụng. Đối với phụ nữ mang thai, khi tiếp xúc với chì ở mức cao có thể bị
sẩy thai. Tiếp xúc lâu dài và liên tục với chì làm giảm khả năng sinh sản ở
nam giới, hàm lượng chì trong máu cao liên quan với tuổi dậy thì ở bé gái.
Ảnh hưởng của chì cũng làm giảm vĩnh viễn khả năng nhận thức của trẻ em
khi tiếp xúc ở mức cực kỳ thấp. Các muối chì được sử dụng trong men gốm
đôi khi gây ngộ độc, khi các nước uống có tính axit như nước ép trái cây, đã
làm rò rĩ các ion chì ra khỏi men. Chì(II) acetat đã từng được đế quốc La Mã
sử dụng để làm cho rượu ngọt hơn, và một số người xem đây là nguyên nhân
của chứng mất trí của một số hoàng đế La Mã.
Chì làm ô nhiễm đất cũng là một vấn đề cần quan tâm, vì chì có mặt
trong các mỏ tự nhiên và cũng có thể đi vào đất thông qua sự rò rỉ từ gasoline
của các bồn chứa dưới mặt đất hoặc các dòng chảy của sơn chứa chì hoặc từ
các nguồn của các ngành công nghiệp sử dụng chì.
Chì trong không khí có thể bị hít vào hoặc ăn sau khi nó lắng đọng. Nó
bị hấp thụ nhanh chóng vào máu và được tin là có ảnh hưởng đến hệ thần
kinh trung ương, tim, mạch, thận, và hệ miễn dịch.Nguy hiểm hơn là đối với
trẻ em vì khi chì xâm nhập vào cơ thể nó sẽ tác động mạnh vào hệ thần kinh
làm rối loạn hệ thần kinh, gây thiểu năng. Vì vậy phòng tránh nhiễm độc chì
cùng các kim loại khác là rất cần thiết. Các chất chống độc tính của chì là các
hóa chất có khả năng tạo phức vòng tan với chì (II). Ví dụ như EDTA,
dimercaprol, succimer, propanol...
1.2.5.3. Cadimi
17


Cadimi có mặt trong cơ thể con người ở dạng vết, rất cần cho sinh

trưởng và phát triển nhưng nếu hàm lượng lớn thì sẽ ảnh hưởng tới sức khỏe
con người. Cadimi có nguồn gốc tự nhiên từ bụi núi lửa, bụi vũ trụ và do cháy
rừng... Nguồn nhân tạo là từ công nghiệp luyện kim, mạ, sơn, chất dẻo, lọc
dầu ...Cadimi thâm nhập vào cơ thể con người chủ yếu từ con đường thực
phẩm và hô hấp, tích tụ chủ yếu ở thận và xương. Là chất gây nhiễu sự hoạt
động của một số enzim nhất định, gây tăng huyết áp, ung thư phổi, thủng vách
ngăn mũi, rối loạn chức năng thận, phá hủy tủy xương. Cơ chế gây hại của nó
là có thể liên kết với protein tạo ra metallotionein (trong thận) khi hàm lượng
đủ lớn có thể thế chỗ ion Zn2+ trong các enzim quan trọng và gây bệnh.
1.2.5.4. Kẽm
Đối với cây trồng: Sự dư thừa Zn cũng gây độc đối với cây trồng khi
Zn tích tụ trong đất quá cao. Dư thừa Zn cũng gây ra bệnh mất diệp lục. Sự
tích tụ Zn trong cây quả nhiều cũng gây một số mối liên hệ đến mức dư lượng
Zn trong cơ thể người và góp phần phát triển thêm sự tích tụ Zn trong môi
trường mà đặc biệt là môi trường đất.
Đối với con người: Zn là dinh dưỡng thiết yếu và nó sẽ gây ra các
chứng bệnh nếu thiếu hụt cũng như dư thừa. Trong cơ thể con người, Zn
thường tích tụ chủ yếu là trong gan, là bộ phận tích tụ chính của các nguyên
tố vi lượng trong cơ thể, khoảng 2g Zn được thận lọc mỗi ngày. Trong máu,
2/3 Zn được kết nối với Albumin và hầu hết các phần còn lại được tạo phức
chất với λ -macroglobin. Zn còn có khả năng gây ung thư đột biến, gây ngộ
độc hệ thần kinh, sự nhạy cảm, sự sinh sản, gây độc đến hệ miễn nhiễm. Sự
thiếu hụt Zn trong cơ thể gây ra các triệu chứng như bệnh liệt dương, teo tinh
hoàn, mù màu, viêm da, bệnh về gan và một số triệu chứng khác.
1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỒNG, CHÌ, CADIMI VÀ KẼM
1.3.1. Các phương pháp phân tích hóa học
1.3.1.1. Phương pháp phân tích trọng lượng

18

Phân tích khối lượng là một phương pháp phân tích định lượng hóa
học, trong đó người ta dựa vào việc xác định chính xác khối lượng của chất
cần phân tích (hoặc các hợp chất của nó) được tách ra khỏi mẫu phân tích ở
dạng tinh khiết hoặc dưới dạng hợp chất có thành phần đã biết.
Quy trình phân tích bằng phương pháp này được bắt đầu từ việc cân
chính xác một lượng mẫu cần phân tích (nếu ở mẫu ở trạng thái rắn) rồi
chuyển mẫu về dạng dung dịch. Nếu mẫu ban đầu ở trạng thái dung dịch thì
chỉ cần cần lấy một thể tích chính xác rồi kết tủa chất cần phân tích dưới dạng
hợp chất khó tan. Sau đó, tiến hành lọc rửa kết tủa, sấy khô tới khối lượng
không đổi. Từ khối lượng không đổi, người ta tính được hàm lượng chất cần
phân tích trong mẫu.
Trong các giai đoạn nói trên thì giai đoạn làm kết tủa đóng vai trò quan
trọng nhất. Việc chọn thuốc thử làm kết tủa có ý nghĩa to lớn đối với độ chính
xác phân tích cũng như quyết định đến các thao tác xử lí kết tủa về sau. Việc
chọn thuốc thử phải căn cứ vào yêu cầu của dạng kết tủa và dạng cân.
Chúng ta có thể xác định Cu, Pb, Cd, Zn dưới dạng sau:
- Cu xác định dưới dạng CuS
- Pb xác định dưới dạng kết tủa PbSO4 hoặc PbCrO4
- Cd xác định dưới dạng kết tủa CdS, CdSO4 hoặc CdNH4PO4
- Zn xác định dưới dạng kết tủa ZnS
Phương pháp này dễ mắc sai số trong quá trình cân và thời gian phân
tích kéo dài. Mặt khác phải khống chế được khoảng pH để giữ bền các kết
tủa, để kết tủa được kim loại cần phân tích phải loại trừ các nguyên tố cùng
kết tủa với thuốc thử. Vì những hạn chế trên phương pháp này chỉ được dùng
khi xác định một lượng lớn chất phân tích.
1.3.1.2. Phương pháp phân tích thể tích
Đây là phương pháp phổ biến trong các phương pháp phân tích hóa học
để xác định nhanh, đơn giản các cation cũng như các anion. Tuy nhiên,
phương pháp có độ chọn lọc thấp và nhiều sai số (sai số dụng cụ, máy móc,

19


do dung dịch chuẩn hoặc do kĩ năng người làm thực nghiệm…). Giới hạn tin
cậy của phương pháp khoảng 10-3M.
 Với Cu: Có thể xác định theo hai cách là chuẩn độ tạo phức và
chuẩn độ oxi hóa khử.
- Chuẩn độ tạo phức: chuẩn độ bằng dung dịch EDTA đã biết nồng độ,
đệm amoni, pH = 8, chỉ thị murexit. Phản ứng chuẩn độ kết thúc khi dung
dịch chuyển từ màu vàng cỏ úa sang màu tím hoa cà.
Trước chuẩn độ:
Cu2+ + 4NH3

Cu(NH3)42+ (xanh thẫm)

Cu(NH3)42+ + 4H4InTrong quá trình chuẩn độ:
Cu(NH3)42+ + H2Y-

Cu(H2In)- ( vàng) + 2NH4+ + 2NH3
CuY2- + 2NH4+ +2NH3

Cu(H2In)- (vàng) + H2Y-

CuY2- + H4In- (tím)

- Chuẩn độ oxi hóa khử Cu2+ về Cu+ bằng dung dịch Iottua trong môi
trường PH=4 -5, chuẩn độ Iot sinh ra bằng dung dịch natrithiosunfat với chất
chỉ thị hồ tinh bột.
2Cu2+ + 5 II3- + 2 S2O32-

2CuI +3 I3S4O62- + 3I-

Các nguyên tố Fe, Sb, Nb, Nb, V, Mo…ảnh hưởng đến phép xác định
này. Để che Fe, Mo dùng lượng nhỏ NaF, NH 4F. Khi mẫu chứa nhiều Fe, V
thì phải tách riêng đồng dưới dạng sunfua. Khi mẫu chứa Mn với hàm lượng
lớn thêm 1-2 giọt H2SO4 đặc trước khi trung hòa mẫu bằng NH3. Chỉ thị hồ
tinh bột cho vào gần cuối quá trình chuẩn độ để tránh hiện tượng hấp thụ I 2
trên hồ tinh bột.
 Với chì: Dùng chuẩn độ tạo phức với EDTA theo những cách sau:
- Chuẩn độ trực tiếp Pb2+ bằng EDTA, chỉ thị eriocrom đen T, môi
trường trung tính hoặc kiềm yếu. Pb2+ dễ bị thủy phân, do đó trước khi chuẩn

20


độ cho Pb2+ tạo phức kém bền với tactrat hoặc trietnolamin. Dung dịch
chuyển từ đỏ sang xanh.
- Chuẩn độ thay thế: do βPbY2- > βZnY2- trong môi trường đệm amoni nên
Pb2+ sẽ đẩy Zn2+ ra khỏi ZnY2-. Chuẩn độ Zn2+ bằng EDTA, chỉ thị eriocrom
đen T
Pb2++ ZnY2Zn2++ H2In

PbY2- + Zn2+
ZnIn + 2H+

Phản ứng chuẩn độ:
Zn2++ H2Y2- ZnY2- + 2H+
ZnIn (đỏ nho) + H2Y2-

ZnY2- + H2In (xanh biếc)

 Với Cadimi: Dùng chuẩn độ tạo phức với EDTA ở pH=5, chỉ thị
xylen da cam (H6F), dung dịch đệm urotrophin. Phản ứng chuẩn độ kết thúc
khi dung dịch chuyển từ màu đỏ sang màu vàng.
Trước chuẩn độ:
H4F2- (vàng) + Cd2+
H4FCd (đỏ)
Cd2+ + H2Y2-

CdY2- + 2H+

H4FCd (đỏ) + H2Y2-

Cd2+ + H6F (vàng)

Giới hạn phát hiện của phương pháp này là 10 -3÷10-5 mol/l, sai số nhỏ
nhưng độ chọn lọc thấp.
 Với Kẽm: Ion Zn2+ tạo với ion Fe(CN)64- kết tủa trắng
K2Zn3[Fe(CN)6]2

3 Zn + 2 Fe(CN)64- + 2K+ → K2Zn3[Fe(CN)6]2 ↓
Phản ứng thực hiện trong môi trường pH ≤ 7, ở pH cao hơn kết tủa tan.
Nên tránh dùng dư thuốc thử vì sẽ tạo ra muối Zn 2[Fe(CN)6] có độ tan lớn
hơn.

21


1.3.2. Nhóm phương pháp phân tích công cụ

1.3.2.1. Phương pháp điện hóa
Các phương pháp phân tích điện hóa là những phương pháp dựa trên
việc ứng dụng các hiện tượng, quy luật có liên quan tới các phản ứng điện hóa
xảy ra trên ranh giới tiếp xúc giữa các điện cực nhúng trong dung dịch phân
tích hoặc liên quan tới các tính chất điện hóa của dung dịch phân tích tạo nên
môi trường giữa các điện cực. Các phương pháp này được chia làm hai nhóm:
- Nhóm các phương pháp ứng dụng các tính chất điện hóa của dung
dịch phân tích như tính dẫn điện, độ trở kháng…Nhóm phương pháp này cổ
điển, có độ nhạy thấp, tính chọn lọc kém.
- Nhóm thứ hai rất quan trọng, bao gồm các phương pháp dựa trên phản
ứng điện hóa, trong đó phương pháp von-ampe hòa tan và cực phổ cổ điển
được ứng dụng rộng rãi nhất.
a) Phương pháp cực phổ
Là phương pháp dựa trên sự khử các ion kim loại xảy ra trên điện cực ở
các thế khác nhau (catot Hg và trên catot khác). Nhờ việc theo dõi sự biến đổi
giữa cường độ dòng điện và thế trong quá trình điện phân khi chất phân tích
chuyển đến điện cực chỉ bằng khuyếch tán, tín hiệu thu được (cường độ dòng
điện phân) sẽ cho tín hiệu phân tích định lượng vì cường độ dòng có quan hệ
với nồng độ chất phản ứng ở điện cực.
Dung môi có thể dùng là dung môi nước hoặc khác nước. Khoảng tối
ưu của nồng độ cho phép đo cực phổ là 10 -2 ÷10-4 M. Các dạng khác nhau của
phép đo cực phổ có thể cho phép xác định các nồng độ ở mức 10 -3μg/mL. Thể
tích có thể tiến hành phân tích dung dịch là 12 mL, thậm chí trong một giọt
dung dịch (ứng với sự xác định lượng chất từ một vài miligam tới vài
nanogam). Sai số tương đối từ 2÷3% (so với các phương pháp khác). Nói
chung đây là phương pháp có thể dùng rộng rãi để xác định định tính và định
lượng nhiều chất với độ nhạy, độ chính xác, độ chọn lọc cao một cách nhanh
chóng và kinh tế.

22

Khi tiến hành phương pháp cực phổ định lượng dùng điện cực giọt Hg
ta cần rất chú ý tới các yếu tố: nền cực phổ (chất điện ly trơ), nhiệt độ của
dung dịch, hằng số mao quản của điện cực (chiều cao và tiết diện), dùng khí
trơ để đuổi oxi, dùng chất hoạt động bề mặt (gietalin)...
b) Phương pháp von-ampe hòa tan
Đây là phương pháp phân tích điện hoá dựa trên hai kỹ thuật phân tích
chất điện phân ở thế giám sát và quét von-ampe hoà tan ngược chiều.
Ưu điểm nổi bật nhất của phương pháp này là có độ nhạy cao (10 -8 ÷106

M), xác định được nhiều kim loại. Với kỹ thuật hiện đại ngày nay, phương

pháp này có khả năng phát hiện các nguyên tố đến 10 -9M với sai số khoảng
5÷15%. Nhưng nhược điểm của phương pháp này là quy trình phân tích phức
tạp đòi hỏi người thực hiện phải có kiến thức tương đối sâu về phân tích điện
hoá mới xử lý được đúng từng loại mẫu, đối với từng nguyên tố khác nhau.
Nguyên tắc của phương pháp này gồm 3 giai đoạn:
+ Điện phân làm giàu chất phân tích lên bề mặt của điện cực hoạt động
(có thể là cực giọt Hg tĩnh hoặc cực rắn đĩa quay).
+ Ngừng khuấy hoặc ngừng quay cực 15÷20 giây để đưa hệ từ trạng
thái động đến trạng thái tĩnh.
+ Hoà tan kết tủa đã được làm giàu trên điện cực hoạt động bằng cách
phân cực ngược và ghi dòng von-ampe hoà tan. Trong những điều kiện thích
hợp, nồng độ của chất cần xác định sẽ tỷ lệ với chiều cao của pic thu được.
Dựa vào pic chuẩn và pic thu được sẽ xác định được nồng độ các chất.
1.3.2.2. Phương pháp quang học
a) Phương pháp trắc quang
Phương pháp này dựa vào việc đo độ hấp thụ năng lượng ánh sáng của
một chất xác định ở một vùng phổ nhất định. Trong phương pháp này, các

chất cần phân tích được chuyển thành các hợp chất có khả năng hấp thụ các
năng lượng ánh sáng (các phức màu).
b) Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử

23


Đây là kỹ thuật phân tích được ứng dụng rộng rãi và là một trong
những phương pháp quan trọng nhất của phép phân tích. Phương pháp này
cho phép xác định định tính và định lượng hàm lượng đa lượng hoặc vi lượng
của rất nhiều nguyên tố (khoảng gần nửa số nguyên tố của bảng HTTH).
Ưu điểm của phương pháp này là phân tích nhanh, hàng loạt, tốn ít
mẫu, phân tích được nhiều nguyên tố trong cùng một mẫu, cho độ nhạy và độ
chính xác cao. Phân tích được cả những đối tượng rất xa dựa vào ánh sáng
phát xạ của chúng. Độ nhạy cỡ 0,001%.
Để có thể hạn chế các yếu tố ảnh hưởng (như độ nhớt dung dịch, sự
phát xạ của nền, sự chen lấn vạch phổ, sự ion hóa các nguyên tố lạ), làm giảm
sai số, người ta thêm vào dung dịch các chất có thế kích thích phát xạ nhỏ hơn
thế phát xạ của nguyên tố phân tích, hoặc thêm vào dung dịch các phụ gia có
thế ion hóa nhỏ hơn thế ion hóa của nguyên tố phân tích.
c) Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (Atomic Absorption
Spectrocopy- AAS)
AAS là một trong những phương pháp hiện đại, được áp dụng phổ biến
trong các phòng thí nghiệm phân tích trên thế giới. Phương pháp này xác định
được hầu hết các kim loại trong mọi loại mẫu sau khi đã chuyển chúng về
dạng dung dịch.
Mối quan hệ giữa cường độ vạch phổ hấp thụ A và nồng độ chất phân
tích Cx được thể hiện qua phương trình:
Aλ=a.Cx
Sự phụ thuộc giữa A và Cx là tuyến tính. Vì thế khi mẫu có cường độ A

nằm trong đường chuẩn, người ta sẽ tìm được nồng độ Cx của nó.
AAS là một phương pháp phân tích lượng vết chính xác tới hàm lượng cỡ
ppm. Phép đo AAS có ưu điểm lớn là rất nhạy, nhanh, ổn định và chính xác.
Tuy nhiên, hệ thống máy móc rất đắt tiền và sự nhiễm bẩn ảnh hưởng tới kết
quả phân tích. Nhược điểm của phương pháp này là chỉ cho biết thành phần
của nguyên tố mà không thấy được trạng thái cấu trúc của nó trong mẫu.
Thêm nữa, phương pháp này vẫn chưa thể được sử dụng để xác định một số
24


phi kim hoặc các hợp chất còn lại trong thuốc trừ sâu…Để phân tích hàm
lượng đồng, chì, kẽm, cadimi trong các đối tượng nghiên cứu, người ta vẫn
phải làm giàu hàm lượng của nguyên tố này lên nhiều lần. Vì quá trình làm
giàu rất dễ bị nhiễm bẩn nên để hạn chế nhược điểm này, kỹ thuật nguyên tử
hóa không ngọn lửa ra đời cho phép xác định tới hàm lượng ppb. Do đó có
thể bỏ qua giai đoạn làm giàu mẫu.
1.3.2.3. Phương pháp chiết và sắc ký
a) Chiết
Một trong các phương pháp làm giàu lượng vết các kim loại được sử
dụng rộng rãi nhất là phương pháp chiết bằng một dung môi hữu cơ không
trộn lẫn với nước. Phương pháp này có ưu điểm như: có thể chiết chất cần
phân tích từ những dung dịch có nồng độ rất nhỏ, tốc độ chiết lớn (đạt tới cân
bằng nhanh), sự tách giữa pha nước và pha hữu cơ nhanh, dễ dàng. Phần dịch
chiết được định lượng bằng các phương pháp khác nhau.
Hệ chiết Pb, Cd - dithzonat trong CH3Cl hoặc CCl4, sau đó xác định Pb,
Cd theo phương pháp trắc quang.
b) Sắc ký
Sắc kí là quá trình tách dựa trên sự phân bố liên tục các cấu tử chất
phân tích lên hai pha: một pha thường đứng yên, có khả năng hấp phụ các
chất phân tích gọi là pha tĩnh, một pha di chuyển qua pha tĩnh gọi là pha

động. Do các cấu tử chất phân tích có ái lực khác nhau với pha tĩnh và pha
động nên chúng di chuyển với tốc độ khác nhau và tách khỏi nhau.
Các phương pháp sắc ký được sử dụng rộng rãi trong phân tích định
lượng để tách và làm giàu các cấu tử riêng biệt từ những hỗn hợp phức tạp
của các chất vô cơ và hữu cơ.Nhờ một hệ thống detector mà ta có thể phát
hiện ra hàm lượng của từng chất có trong mẫu. Tuỳ từng pha động khác nhau
mà ta có các phương pháp tách sắc ký khác nhau.
*Phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao

25