Xác định hàm lượng kim loai nặng trong thực phẩm

XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG KIM LOẠI NẶNG
TRONG THỰC PHẨM
TỔNG QUAN
Kim loại nặng là những kim lọai có khối lượng riêng lớn hơn 5g/cm 3.
Một số kim loại nặng có thể cần thiết cho sinh vật, chúng được xem là nguyên
tố vi lượng. Một số không cần thiết cho sự sống, khi đi vào cơ thể sinh vật có
thể không gây độc hại gì. Kim loại nặng gây độc hại với môi trường và cơ thể
sinh vật khi hàm lượng của chúng vượt quá tiêu chuẩn cho phép.
Các kim loại nặng được hấp thụ vào cơ thể chúng ta với một hàm lượng
vừa phải, chúng đóng vai trò hết sức quan trọng đối với cơ thể: xúc tác tổng
hợp ra noradrenalin, chất dẫn chuyền hoạt động thần kinh thức tỉnh và chú ý.
Tham gia vào việc tổng hợp ra sắc tố melanin, tham gia hoạt động chuyển hoá
các mô liên kết và chuỗi phản ứng hoá học liên kết của tế bào. Tham gia vào
quá trình tổng hợp gen, tổng hợp protein, trong chuyển hoá acid béo chưa no
tạo ra màng tế bào…
Xã hội càng phát triển, vấn đề ô nhiễm môi trường càng đặt lên hàng đầu,
ô nhiễm môi trường từ nhiều nguồn khác nhau đây là mối nguy cơ đe dọa sự
sống của muôn loài. Quá trình đô thị hóa nhanh, công nghiệp hóa, hiện đại
hóa ở các nước phát triển là nguy cơ gây ô nhiễm kim loại nặng cho nước, đất
và không khí. Sự nhiễm độc bởi các kim loại nặng như Zn, Cd, Pb, Cu…gây
ra những bệnh âm ỉ và nguy hại đối với con người và động vật.
Các kim loại nặng này được hấp thụ vào cơ thể vượt quá giới hạn cho
phép, chúng sẽ gây độc đối với cơ thể như: ngộ độc cấp tính, khi các kim loại
độc như asen, chì, thuỷ ngân bị hấp thụ vào cơ thể với lượng nhỏ có thể gây
chết người, gây ra các bệnh mãn tính, có thể gây đột biến gen, ung thư, thiếu
máu, các bệnh tim mạch, bệnh ngoài da, bệnh gan, các vấn đề liên quan đến
tiêu hoá, rối loạn thần kinh…
Các kim loại này được hấp thụ vào cơ thể qua lương thực - thực phẩm,
nước uống cũng có thể qua bát đĩa, đồ chơi. Lương thực thực phẩm bị nhiễm
kim loại nặng thì các kim loại này sẽ thúc đẩy quá trình hư hỏng thực phẩm,
làm giảm giá trị dinh dưỡng cũng như giá trị cảm quan của thực phẩm.

1


Thực phẩm có thể bị nhiễm các kim loại nặng từ nhiều nguồn khác nhau:
Nguyên liệu dùng chế biến thực phẩm, trong quá trình chế biến, bảo quản thực
phẩm, quá trình chuyên chở thực phẩm..
Trong thời đại ngày nay việc sử dụng hoá chất đưa vào sản xuất khá phổ
biến nên nguy cơ nhiễm các kim loại nặng vào thực phẩm ngày càng tăng do
đó tình trạng ngộ độc do các kim loại nặng đang gia tăng. Vì vậy việc tìm ra “
các phương pháp xác định hàm lượng kim loại nặng” có trong thực phẩm là
vấn đề cần quan tâm hàng đầu để bảo vệ sức khoẻ và môi trường.

2


Phần I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH
MỘT SỐ KIM LOẠI Cu, Zn, Pb, Cd
I. Phương pháp trắc quang
Phương pháp phân tích đo quang là phương pháp phân tích công cụ dựa
trên việc đo những tín hiệu bức xạ điện từ và tương tác của bức xạ điện từ với
chất nghiên cứu.
Nguyên tắc của phương pháp là dựa trên khả năng tạo phức màu của
chất phân tích với một thuốc thử nào đó. Đo độ hấp thụ quang của phức màu
ta sẽ biết được nồng độ chất phân tích.
Phương pháp có ưu điểm là tiến hành nhanh, thuận lợi. Có độ nhạy cao,
độ chính xác được tới 10-6mol/l. Tuỳ thuộc vào hàm lượng chất cần xác định
mà có độ chính xác từ 0,2 tới 20%.
1.1. Định luật Lambe-Beer
Khi chiếu một chùm bức xạ đơn sắc (cường độ bức xạ ban đầu là I 0) đi

qua một lớp dung dịch có bề dày l và có nồng độ là C, thì sau khi đi qua dung
dịch cường độ bức xạ bị giảm đi (cường độ của bức đi ra khỏi dung dịch là I)
do quá trình hấp thụ, phản xạ, tán xạ... Độ hấp thụ quang của dung dịch tỷ lệ
thuận với C và l.
Aλ = lg
% truyền qua: T =
Trong đó:

I
I0

I0
I

= ε.l.C

. 100 (%) → A = − lgT

Aλ : Độ hấp thụ
ε: hệ số hấp thụ mol (lit.mol-1.cm-1).
ε đặc trưng cho khả năng hấp thụ ánh sáng của dung dịch. Phụ
thuộc vào bản chất dung dịch và bước sóng λ.
l: bề dày dung dịch (cm)
C: nồng độ dung dịch (mol/l)

1.2. Phương pháp trắc quang (phương pháp ditizon)
3


1.2.1. Bản chất của phương pháp ditizon.

Ditizon ( Diphenyl thiocacbazon) có công thức:
NH – NH – C6H5
S=C
N = N – C6H5
Tan trong cacbon tetra clorua và clorform tạo thành dung dịch có màu
xanh lá cây. Ở dạng phân tử tức là trong môi trường acid hoặc trung tính.
Ditizon rất khó tan trong nước. Dung dịch càng có phản ứng kiềm thì độ tan
của ditizon càng tăng do tạo thành ion Dz -.
Dz- +

HDz

H+

Ditizon tạo với ion nhiều kim loại những ditizon có màu, ít tan trong
nước nhưng tan trong cacbon tetra clorua hay cloroform.
Các ditizon có thể tồn tại dưới hai dạng, tuỳ thuộc vào độ acid của môi
trường.
- Trong môi trường acid hay trung tính thì chúng tồn tại dưới dạng
xeton.
- Trong môi trường kiềm chúng tồn tại dưới dạng enol.
NH – N – C6H5
MI

S=C

N – N - C6H
MI – S – C

N = N - C6H5

MI
N = N - C6H5

Dạng enol thường ít tan trong cacbon tetra clorua và cloroform.
Cân bằng chính xảy ra khi chiết là
Mn+ + nHDz

MDz + nH+

Ngoài ra còn phai kể tới cân bằng:
H+

+

Dz-

=

HDz

pKA = 8,7

1.2.2. Ứng dụng.

Hiện nay phương pháp ditizon được dùng rộng rãi để xác định các độc
tố kim loại trong lương thực thực phẩm. Phương pháp này xác định được
lượng nhỏ kim loại từ 0,1 tới 200 microgam ().
4

1. 3. Chuẩn bị mẫu
Kẽm, đồng, chì có trong lương thực phẩm với lượng nhỏ nên muốn xác
định chúng cần phải vô cơ hoá lương thực thực phẩm. Có hai phương pháp vô
cơ hoá:
1.3.1. Phương pháp khô.
a. Dụng cụ, hoá chất
Capxun dung tích 250 ml

Bếp cách cát

Pipet 100 ml

Giấy lọc

Bình định mức dung tích 250 ml

Magie dioxyt (MgO2)

Cân kỹ thuật

Canxi acetat Ca(CH3COO)2

Phễu

Acid nitric đặc (d=1.4)

Bếp điện, lò nung điều chỉnh được nhiệt độ ( 600- 7000 C)
b. Tiến hành
- Dùng pipet lấy chính xác 100 ml thực phẩm ( nếu là sản phẩm lỏng)

hoặc lấy cân 100 g thực phẩm ( nếu là sản phẩm khô) cho vào capxun.
- Thêm vào capxun 0,5g MgO2 và 0,5g Ca(CH3COO)2 để tăng tốc độ vô cơ
hoá và chống việc tạo thành các hợp chất bay hơi chủa kim loại nặng khi đốt (
vô cơ hoá). Các chất này nhất thiết không được chứa thiếc, đồng và chì.
- Đặt capxun trên bếp cách cát, đốt cho thực phẩm cháy hoàn toàn thành
than.
- Đặt capxun vào lò nung, nung ở nhiệt độ 600- 7000C, đến khi sản phẩm
biến hoàn toàn thành tro xám, khoảng 3 giờ.
- Lấy capxun ra khỏi lò nung, để nguội, cho vào capxun 20 ml acid nitric
đặc ( tuyệt đối không chứa đồng và chì) và 50 ml nước cất hai lần, nước tráng
cũng chuyển vào bình định mức.
- Thêm nước cất đến vạch mức, lắc kỹ.
1.3.2. Phương pháp ướt
a. Dụng cụ, hoá chất
Capxun dung tích 250 ml

Bếp cách cát
5


Pipet 100 ml

Giấy lọc

Bình định mức dung tích 250 ml

Phễu

Cân kỹ thuật
Bếp điện, lò nung điều chỉnh được nhiệt độ ( 600- 7000 C)

- Hoá chất:

Acid nitric đặc ( d = 1,4)
Acid sunfuric đặc (d = 1,84)
Amon axetat NH4(CH3COO)2

b. Tiến hành
- Lấy lượng mẫu như trên cho vào capxun. Thêm vào capxun 3 ml acid
nitric đặc và 50 ml acid sunfuric đặc.
- Đặt capxun lên bếp điện, đun sôi dung dịch trong capxun. Tiếp tục đun
và cứ mỗi phút lại nhỏ thêm 5- 20 giọt acid nitric đặc. Khí NO 2 màu nâu sẽ
thoát ra (làm trong tủ hút hơi).
- Nếu thấy dung dịch trong capxun thẫm màu lại thì tăng tốc nhỏ acid
nitric đặc. Khi dung dịch trở nên nhạt màu thì giảm tốc độ nhỏ acid nitric đặc,
đến khi dung dịch không màu thì thôi. Tiếp tục đun cho khói trắng bốc đi hết,
rồi lại tiếp tục đun sôi 10 phút nữa.
- Nếu sau đó dung dịch vẫn không màu thì việc vô cơ hoá đã hoàn toàn
xong. Nếu dung dịch đen trở lại thì nhỏ acid nitric.
- Lấy capxun ra khỏi bếp điện. Cho vào capxun 0,20g amonaxetat, khuấy
cho tan hết.
- Chuyển toàn bộ dung dịch từ capxun vào bình định mức dung tích 250
ml. Thêm nước cất hai lần đến vạch mức, lắc kỹ.
Nếu dung dịch capxun bị đục thì phải lọc trước khi chuyển vào bình định
mức.
 Ghi chú: Phương pháp đốt khô nói trên để xác định đồng và chì cũng
được thừa nhận để xác định thiếc. MgO 2 để tách ra oxy hoạt động giúp oxy
hoá nhanh các chất hữu cơ. Ca(CH3COO)2 đóng vai trò phá vỡ MgO2 làm tăng
oxy hoạt động phóng vào chất hữu cơ, do đó làm tăng tốc độ đốt. Cũng có thể
6

dùng Mg(CH3COO)2 và NaCl: Mg(CH3COO)2 và Ca(CH3COO)2; NH4Cl và
NaCl, (NH4)2CO3…
Song hỗn hợp MgO2 và Ca(CH3COO)2 tỷ lệ 1/1 làm cho tốc độ đốt chất
hữu cơ nhanh nhất.
II. Phương pháp định lượng bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử.
1. Nguyên tắc chung của phương pháp AAS
Các mẫu thực phẩm sau khi được vô cơ hoá hoàn toàn, được phun vào hệ
thống quang phổ hấp thụ nguyên tử, rồi người ta đo độ hấp thụ bức xạ từ
nguồn phát bởi hơi nguyên tử trong mẫu (được chuyển thành hơi nguyên tử tự
do).
Nguyên lý của phương pháp này như sau: Nguồn sáng đơn sắc được phát
từ đèn Cathod rỗng ( HCl) hoặc đèn phóng điện phi cực (EDL) hay đèn phổ
liên tục có biến điện qua vùng nguyên tử hoá đến bộ cảm biến ( detector) để
đo cường độ bức xạ hay hấp thụ.
Mỗi kim loại có bước sóng hấp thụ đặc trưng riêng.
Đèn cathod rỗng (HCL) hay đèn phi cực (EDL) được cấu tạo do chính
nguyên tố đó được làm nguồn phát bức xạ đặc trưng. Điều này làm cho
phương pháp ổn định và ít bị nhiễu.
Cường độ bức xạ bị hấp thụ tỷ lệ thuận với nồng độ nguyên tố có trong
mẫu ( trong một giới hạn nồng độ). Đây chính là cơ sỏ để phân tích định
lượng.
+ Với phương pháp F-AAS sử dụng ngọn lửa là hỗn hợp khí (không
khí-axetilen) với tỉ lệ 5,2/1,25 L/ph (V/V) đo chì ở bước sóng λ = 217nm. Có
thể dùng thuốc thử APDC (amoni pyrolydin dithiocacbamat) trong MIBK
(metyl isobutyl ketone) (mẫu được axit hoá bằng axit HCl đến pH = 4÷5).
+ Với phương pháp AAS không dùng ngọn lửa thì nguyên tắc của
phương pháp là: mẫu được đưa vào lò, tại đây nó được sấy khô, tiếp đến là
tro hoá và cuối cùng muối của chì được phân ly dưới dạng chì nguyên tử,
trong môi trường khí trơ Argon. Điều kiện nguyên tử hoá là: sấy ở nhiệt độ

120oC ÷ 200oC, trong thời gian là 30 giây; tro hoá ở nhiệt độ 450 oC, trong thời

7


gian 20 giây; nguyên tử hoá ở nhiệt độ 1900 oC, trong thời gian 3 giây. Vùng
tuyến tính là: 2 ÷ 50 ng/ml.
2. Ứng dụng.
Phương pháp này được dùng để xác định hàm lượng kim loại có trong
mẫu thuỷ sản, mẫu nước và nước thải.
III. Phương pháp cực phổ.
Phương pháp Von – Ampe là nhóm các phương pháp phân tích điện
hóa dựa vào việc đo dòng tại điện cực chỉ thị theo thế áp vào, qua đó xác định
nồng độ chất cần phân tích. Một trong hai điện cực có diện tích bề mặt khá
nhỏ (bé hơn diện tích bề mặt điện cực kia khá nhiều ) nên rất dễ bị phân cực
và quá trình khử hay oxi hóa của ion kim loại khảo sát xảy ra trên chính điện
cực này. Đo cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân ứng với các giá trị
điện thế khác nhau đặt vào hai điện cực, vẽ I = f(E) ta sẽ nhận được một
đường cong gọi là đường cong phân cực. Qua đó xác định nồng độ chất cần
phân tích.
Phương pháp Von – Ampe có hai nhóm chính là phương pháp cực phổ
và phương pháp Von – Ampe hòa tan. Đây là những phương pháp sử dụng
rộng rãi nhất trong phân tích điện hóa.
3.1. Khái niệm về phương pháp cực phổ.
Phương pháp cực phổ cũng là phương pháp điện phân, nhưng ở đây việc
xác định nồng độ thông qua việc nghiên cứu quan hệ giữa điện áp đặt vào hai
điện cực (E) với dòng điện (I) hình thành trong quá trình phân cực.
Phương pháp cực phổ có thể định tính và định lượng nhiều chất bằng
cách điện phân dung dịch phân tích trên điện cực giọt thuỷ ngân, rồi sau đó vẽ
đường biểu diễn Dòng-Thế ghi sự biến đổi cường độ dòng theo sự biến đổi

cường độ thế điện cực của sự thuỷ phân.
 Về nguyên tắc của phương pháp cực phổ
Phương pháp cực phổ bao gồm các giai đoạn:
- Đặt các thế khác nhau vào điện cực để khử các ion khác nhau vì mỗi
ion có một thế khử tương ứng xác định, do đó qua thế khử của ion có thể định
tính được ion đó.

8


- Nếu tăng dần thế của điện cực nhúng vào dung dịch chất cần xác định
thì cường độ dòng sẽ tăng lên đồng thời cho tới khi đạt được thế khử của ion
trong dung dịch. Trong điều kiện nhất định, cường độ dòng tăng tỷ lệ thuận
với nồng độ ion khử.
Do sự phụ thuộc giữa cường độ dòng và nồng độ mà định lượng được ion
đó.
Sơ đồ nguyên tắc của phương pháp cực phổ

 Tiến hành phân tích:
Dung dịch phân tích được nạp vào bình định phân có điện cực thuỷ ngân.
Anot là lớp thuỷ ngân ở đáy bình. Catôt là giọt thuỷ ngân rơi liên tục từ giọt
mô quản.
Đặt vào điện cực thế tăng dần sẽ tạo được dòng có điện cực tăng dần,
cường độ này được điều chỉnh bằng một điện kế. Sau đó sẽ thu được một
đường phụ thuộc Dòng - Thế (đường cong vôn – ampe)
Dòng khuyếch tán là dòng được tạo do sự khử ion trên điện cực giọt thuỷ
ngân.
9

Dòng khuyếch tán được tính theo công thức Incovit:
id = 605.Z.D1/2 .m2/3 . t1/6
Trong đó : id : cường độ dòng khuyếch tán
Z : hoá trị ion bị khử
D : hệ số khuyếch tán hoặc số phân tử gam ion khử khuyếch
tán qua bề mặt 1 cm2 trong 1 đơn vị thời gian để cho gadian
nồng độ bằng đơn vị.
C : nồng độ ion khử miliion g/ lit.
M : khối lượng thuỷ phân rời khỏi mao quản trong đơn vị thời
gian, tính ra mg/giây.
T : thời gian giọt thuỷ phân rơi khỏi mao quản, s.
Trong thực tế khó xác định được hệ số khuyếch tán D, nên người ta đo
song song dung dịch chất tiêu chuẩn và chất phân tích, rồi thiết lập đường
cong vôn – ampe của cả hai dung dịch và tính nồng độ (X) chất cần phân tích
theo công thức:
a.h x

x= h
tc

Trong đó : a: khối lượng chất trong dung dịc tiêu chuẩn.
hx và htc : chiều cao sóng của dung dịc phân tích và dung dịch
tiêu chuẩn.
Phương pháp cực phổ không chỉ xác định các cation, nó còn có thể xác
định được các anion và phân tử có khả năng khử trên điện cực giọt thuỷ ngân.
 Ưu điểm của phương pháp:
Độ nhạy cao có thể xác định các chất có nồng độ 10-5 - 10-6 gam/lit.
Có thể đồng thời xác định nhiều chất không cần tách biệt chúng.
Nhanh: chỉ tốn vài phút để xác định nồng độ chất trong dung dịch.
 Chuẩn bị dung dịch xác định:

Cân 10 – 50 g sản phẩm vào bát sứ rồi đem sấy khô hoặc cô trên nồi cách
thuỷ đến cạn khô. Sau đó thêm vào bát 10 – 12 giọt acid sunfuric đặc (d =
1,84) rồi đưa vào lò nung đốt ở 500 0C đến thành tro. Lấy bát ra để nguội thêm
vào 2 – 3ml acid clohydric đặc (d = 1,19) và cô đến khô trên nồi cách thuỷ.

10


Cặn trong bát được hoà tan bằng acid hydric loãng (1/1) đun nhẹ trên nồi
cách thuỷ. Chuyển tất cả vào bình định mức dung tích 50 ml (dung dịch chỉ
chiếm nửa thể tích của bình). Trung hoà acid bằng amoniac. Thêm nước cất
đến vạch mức lắc kỹ rồi lọc. Giữ lấy kết tủa hydroxyt chì và thiếc trên giấy
lọc. Nước lọc I dùng để xác định đồng.
Kết tủa trên giấy lọc được hoà tan bằng acid HCl (1/1) nóng, thêm vào
2 – 3 g acid tactric, 1 lượng natri sunfit và đun trên nồi cách thuỷ cho bốc hết
SO2 đi. Sau khi làm lạnh dung dịch được chuyển vào bình định mức dung tích
50 ml, trung hoà acid dư bằng amoniac đặc đến dư, thêm nước cất đến vạch
mức lắc kỹ rồi lọc. Nước lọc II dùng để xác định chì. Kết tủa hydroxyt thiếc
được hoà tan trong HCl(1/1) trong bình định mức 50 ml, thêm 0,1g canxi
hypophotphit CaH2PO2 và thêm acid Clohydric (1/1) đến vạch. Lọc dung dịch
này, nước lọc III dùng để xác định thiếc.
3.2. Ứng dụng.
Trong phân tích thực phẩm phương pháp cực phổ dùng để xác định các
ion kim loại nặng, muối ăn, đường fructoza, saccaroza, các vitamin C, B1, xác
định đặc tính nấm men và vài độc tố chất hữu cơ.
3.3. Phương pháp Von – Ampe hòa tan xung vi phân DDP
Quá trình xác định bằng phương pháp Von – ampe hào tan xung vi phân
gồm hai giai đoạn:
- Giai đoạn 1: Điện phân làm giàu kim loại trên bề mặt vi điện cực
màng thủy ngân (catot):

M2+ + 2e = M (Pb, Cu, Zn, Cd)
- Giai đoạn 2: Hòa tan kim loại kết tủ trên bề mặt điện cực và ghi dòng
hòa tan bằng phương pháp Von – ampe kết hợp xung vi phân (DPP)
dưới dạng pic.
Là phương pháp tối ưu nhất để xác định kim loại nặng. Trong những điều
kiện thích hợp cường độ dòng hòa tan tỷ lệ thuận với lượng kim loại đã kết
tủa trên
E bề mặt điện cực tức là nồng độ chất cần xác định trong dung dịch.
Phương pháp này có độ nhạy, độ chọn lọc và độ lặp lại cao, thực hiện
nhanh và khá đơn giản .
Trong phương pháp cực phổ xung vi phân,∆F
điện
cực giọt thuỷ ngân
ei
được phân cực bằng một điện áp một chiều biến thiên tuyến tính với tốc
∆Estep

tstep

11

Chu kỳ giọt

t


độ chậm ( 1 – 2 mV/s ) nhưng vào cuối mỗi chu kỳ giọt ( giọt rơi cưỡng
bức nhờ bộ gõ ), trên khung điện áp biến đổi một chiều người ta đặt thêm
một xung vuông góc với biên độ thay đổi trong khoảng 10 – 100 mV và độ
dài xung cỡ 400 – 100 ms. Cường độ dòng là hiệu của giá trị dòng ghi ở

17ms trước khi nạp xung và 17ms sau khi ngắt xung.

Hình 1.5 : Dạng điện áp phân cực trong phương pháp DPP
∆Fei

: Biên độ xung

∆Estep : Bước thế một xung điện
tstep

: Thời gian nạp xung điện
i
ip = i1 – i2

E

Hình 1.6 : Dạng tín hiệu đầu ra của phương pháp DPP
Ưu điểm của phương pháp này là có độ nhạy cao ( 10 -7 M ) đối với các
hợp chất vô cơ cũng như hữu cơ, phản ứng thuận nghịch cũng như không
thuận nghịch. Hơn nữa dạng đường cực phổ là dạng píc có cực đại nên sau
mỗi lần ghi đường nền lại trở về vị trí ban đầu nên độ chọn lọc của phương
12


pháp này tăng lên nhiều lần : có thể xác định đồng thời nhiều nguyên tố mà
không cần tách hay làm giàu.
Tuy nhiên cần lưu ý rằng do giới hạn phát hiện cực tiểu trong cực phổ
xung vi phân là thấp hơn nhiều so với phương pháp cổ điển nên ảnh hưởng
của điện trở hệ đo cần được xem xét kỹ. Thường nồng độ nền điện li phải lớn
hơn chất phân tích 20 – 50 lần để loại trừ ảnh hưởng của sự điện chuyển và để

loại trừ ảnh hưởng của độ dẫn điện thấp do nồng độ nền nhỏ phải sử dụng hệ
đo 3 điện cực.

Phần III: Các phương pháp xác định
I. Các phương pháp xác định Chì (Pb)

13


Để xác định Pb trong nước bề mặt, nước sinh hoạt thường dùng phương
pháp chiết trắc quang với thuốc thử Dithizon là phương pháp cho phép xác
định từ 0,1÷1,0mg Pb/l.
Pb là kim loại dễ xác định bằng phương pháp cực phổ, phương pháp này
cho phép xác định Pb trong nước từ 0,05mg đến vài mg trong 1 lit nước. Để
xác định Pb trong những loại nước sạch có hàm lượng nhỏ hơn 0,02 mg/l nên
dùng phương pháp phân tích điện hoá hoà tan.
1. Phương pháp cực phổ
Trong phương pháp này, người ta phân cực điện cực giọt thủy ngân
bằng một điện áp một chiều biến thiên tuyến tính với thời gian để nghiên cứu
các quá trình khử cực của chất phân tích trên điện cực đó. Vì vậy, thiết bị cực
phổ gồm hai phần chính là máy cực phổ và hệ điện cực bao gồm điện cực giọt
thuỷ ngân và điện cực so sánh. Đường cực phổ biểu diễn sự phụ thuộc của
chiều cao cường độ dung với nồng độ chất phân tích.
Ion Pb (II) là một trong những ion có hoạt tính cực phổ bị khử trên catot
thuỷ ngân thành kim loại.


Trong nền NaOH 1 M phức Pb(OH)3
bị khử thuận nghịch và cho
sóng cực phổ với thế bán sóng -0,76 V so với cực calomen bão hoà.

Nếu trong dung dịch có chứa Fe (III) với hàm lượng không lớn lắm, sắt
sẽ bị kết tủa hidroxit trong nền NaOH và không gây trở ngại đến sự xác định
Pb. Nếu hàm lượng sắt lớn kết tủa Fe(OH) 3 sẽ hấp phụ Pb, trong trường hợp
này nên xác định Pb bằng phương pháp thêm chuẩn.
Nếu trong nước có lượng tương đối lớn Cu (II) trong môi trường kiềm
dư nó cũng bị tan một phần dưới dạng CuO22- và sóng của đồng cũng ảnh
hưởng đến sự xác định Pb. Trong trường hợp này sau khi đã thêm NaOH vào
dung dịch phân tích để lắng kết tủa rồi dùng pipet lấy ra 10 ml dung dịch trên
thêm vào 0,5ml KCN 1M để che đồng. Lượng xianua không được dư nhiều vì
sự dư nhiều sẽ làm giảm bước sóng của Pb. Tuỳ thuộc vào hàm lượng Pb mà
ta tiến hành như sau:
+ Lấy 25ml mẫu nước cho vào bình định mức dung tích 50ml nếu cần
pha loãng mẫu nước để trong 25ml đó chứa khoảng 0,1÷3 mg Pb. Nếu hàm
lượng Pb trong mẫu chỉ nằm trong khoảng 0,5÷5 mg Pb/l thì cần lấy 250ml
mẫu thêm vào đó 1ml HNO3 đặc.
14


+ Làm bay hơi trong bếp cách thuỷ đến cạn khô, hoà tan bã khô trong nước
cất và chuyển toàn bộ dung dịch thu được vào bình định mức 50 ml.
+ Tiếp theo thêm vào 5 ml NaOH, 1ml gielatin định mức bằng nước cất và lắc
đều dung dịch. Nếu có kết tủa hydroxit thì cần để lắng và tiến hành lấy phần
dung dịch trong và tiến hành ghi cực phổ ở độ nhạy thích hợp từ -0,4÷-1,0 V
so với anot đáy thuỷ ngân.
+ Đo chiều cao sóng và dựa vào đường chuẩn để xác định hàm lượng Pb.
Nếu hàm lượng mẫu có chứa 0,05÷1mg Pb/l thì lấy 250ml mẫu nước
cho vào cốc chịu nhiệt thêm vào 1ml HNO3 đặc và làm bay hơi dung dịch đến
khô. Thêm vào bã khô để nguội 0,5ml HNO 3 đặc và cô lại lần nữa. Cho vào
bã khô để nguội 5ml dung dịch NaOH 10M +1ml gielatin + 44ml nước cất
trộn đều (dung dịch nền). Sau khi bã khô hoà tan hết tiến hành đo ghi cực phổ

từ -0,4÷-1,0 V so với đáy anot thuỷ ngân. Dựa vào đường chuẩn để xác định
hàm lượng Pb.
Nếu mẫu chứa lượng lớn chất hữu cơ cần phá huỷ chúng như trong
phương pháp dithizon ở trên. Để loại oxi không dùng Na 2SO3 vì ion Pb (II) sẽ
kết tủa dưới dạng PbSO4, đặc biệt với trường hợp nồng độ Pb lớn. Cần dùng
không khí trơ như N2 hoặc H2 tinh khiết cho chạy qua dung dịch trước khi ghi
cực phổ để loại oxi. Dùng gielatin để loại trừ cực đại cực phổ của Pb.
Phương pháp Vôn-Ampe hoà tan hấp thụ (AdSV) với thuốc thử 8hydroquinolin (pH= 7,8÷8,5) Pb cho pic tại -0,54 V với giới hạn phát hiện là
3.10-10M. Bằng phương pháp Von-Ampe hoà tan anot (ASV) trong nền đệm
axetat (pH= 4,6) Pb cho pic tại -0,4 V với giới hạn phát hiện tới 1.10-10M .
2. Phương pháp định lượng bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử.
* Thiết bị, dụng cụ:
- Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử có trang bị đèn catốt chì rỗng bước
sóng cài đặt là 283,3 nm, sử dụng ngọn lửa axetilen không khí với chiều rộng
của đầu đốt là 4 inch.
- Chén sứ dung tích 50ml, độ sâu 5cm hoặc cốc thuỷ tinh có mỏ bằng
thạch anh dung tích 100ml.
- Tủ sấy ở nhiệt độ 1500C
- Lò nung kiểm soát được nhiệt đọ từ 250 0C – 6000C với sai lệch không
quá 100C.

15


- Dụng cụ thuỷ tinh đã được rữa sạch bằng acid nitric nồng độ 8N và
tráng lại bằng nước cất trước khi sử dụng.
- Cân phân tích có độ chính xác loại đến 0,01g và loại đến 0,001g.
* Hoá chất và chất chuẩn:
-Dung dịch acid clohidric (HCl) nồng độ 1N : pha loãng 82ml dung dịch
acid clohidric đậm đặc bằng nước cất 1000ml.

- Dung dịch acid nitric 1N
- Acid Percloric HClO4 đậm đặc 70,5%
- Oxyt Lantan La2O3
- Etylen dinitritetraaxetac EDTA
- Dung dịch đệm
+ Cho 163g EDTA vào trong bình định mức 2000ml, sau đó thêm 200ml
nước cất và một lượng vừa đủ NH 4OH để hoà tan hết EDTA. Thêm 8 giọt chỉ
thị methyl da cam vào dung dịch EDTA.
+ Cho 500ml nước cất vào một cốc thuỷ tinh rồi từ từ cho thêm 60ml
dung dịch acid percloric đậm đặc, khuấy đều rồi để nguội. Sau đó, cho 50g
acid lantan vào cốc rồi khuấy đều để hoà tan hết lượng acid lantan này.
+ Rót từ từ dung dịch oxyt lantan vào dung dịch EDTA pha ở trên, vừa rót
vừa khuấy mạnh. Nếu cần thiết, thêm NH4OH vào dung dịch trên để giữ cho
dung dịch có tính kiềm với methyl da cam (dung dịch có màu vàng).
- Dung dịch chì chuẩn:
+ Dung dịch chuẩn gốc 1mg /l: hoà tan 1,5985g nitrat chì chuẩn trong
khoảng 500ml dung dịch acid nitric 1N. Sau đó định mức thành 1000ml bằng
dung dịch HNO3 1N trong bình định mức.
+ Dung dịch chuẩn trung gian 10mg/ml: lấy chính xác 10ml dung dịch
chuẩn gốc cho vào bình định mức 1000ml, thêm 82ml dung dịch HCl 1N vào
bình. Sau đó định mức lên bằng nước cất.
+ Dung dịch chuẩn làm việc
Pha loãng dung dịch chuẩn trung gian thành các dung dịch chuẩn làm
việc có hàm lượng chì lần lượt là 0,1; 0,2; 0,6; 1; 3; 5 và 10mg Pb/ml bằng
dung dịch HCl 1N trong các bình định mức dung tích 50ml.
 Phương pháp tiến hành
- Chuẩn bị mẩu trắng
16

Làm bay hơi 4ml dung dịch HNO3 đậm đặc trong chén sứ đên khô trên bếp
cách thuỷ. Hoà tan cặn bằng 20ml dung dịch HCl 1N và chuyển dung dịch
vào bình định mức 25ml. để nguội bình và định mức tới vạch bằng HCl 1N.
Yêu cầu hàm lượng chì trong mẫu trắng không được lớn hơn 10mg.
- chuẩn bị mẫu thử
+ Cân khoảng 25g mẫu cho vào chén sứ rồi sấy khô trong tủ sấy trong thời
gian 2h ở nhiệt độ từ 1350C – 1500C. chuyển chén sứ vào lò nung và tăng dần
nhiệt độ đến 5000C. giữ nhiệt độ lò ở 5000C trong 16h để tro hoá mẫu.
+ Lấy chén sứ ra để nguội đến nhiệt độ trong phòng. Cho 2ml HNO 3 đậm
đặc vào chén rồi bay hơi dung dịch trong chén cho đến khô trên bếp cách
thuỷ. đặt ché sứ trở lại vào lò nung ở nhiệt độ thường, sau đó tăng dần nhiệt
độ đến 5000C và giữ nhiệt độ này trong vòng 1giờ.
+ Lấy chén ra để nguội và lặp lại thao tác như trên cho đến khi tro có màu
trắng hoàn toàn.
+ Cho 10ml dung dịch acid clohydric nồng độ 1N vào chén có tro rồi hoà
tan tro bằng cách nung nóng. chuyển gọn dung dịch vào bình định mức 25ml.
+ Đun nóng phần tro còn lại trong chén 2 lần, mỗi lần với 5ml dung dịch
clohydric nồng độ 1Mrồi rót dung dịch vào bình định mức 25ml nói trên. để
nguội và định mức tới vạch bằng acid clohydric nồng độ 1N rồi lắc đều.
Tiến hành phân tích:
+ Tối ưu hoá các điều kiện làm việc của máy quang phổ hấp thụ nguyên tử
tại bước sóng cộng hưởng 283,3nm và đạt tốc độ dòng của hổn hợp acetylen
không khí theo hướng dẫn của nhà sản xuất và điều kiện làm việc chuẩn với
chì.
+ Xây dựng đường chuẩn với các hàm lượng của chì lần lượt là 0,0; 0,2;
0,4; 1,0; 3,0; 5,0; và 10,0mg/ml dựa trên độ hấp thụ của chúng. Trong trường
hợp tín hiệu nhận được yếu, phải điều chỉnh độ khuyếch đại để được độ hấp
thụ A của dung dịch chuẩn (0,2mg/ml) không nhỏ hơn 1%.
+ Khi đường chuẩn có độ tuyến tính tốt, tiến hành đo độ hấp thụ của dung
dịch mẫu thử và mẫu trắng đã được chuẩn bị như sau:

 Đối với dung dịch mẫu thử trong, không có cặn lắng: Tiến hành xác
định độ hấp thụ 3 lần theo các bước sau: bơm lần lượt dung dịch chuẩn sau đó
là dung dịch mẫu thử. nếu số lượng dung dịch nhiều thì thì bơm lần lượt một
17


dung dịch chuẩn và 3 dung dịch mẫu thử cho đến khi bơm hết lượng dung
dịch chuẩn và mẫu thử, mẫu trắng.
 Đối với dung dịch mẫu thử đục: thêm 1ml dung dịch đệm vào các dung
dịch mẫu thử, mẫu trắng đã chuẩn bị ở trên và các dung dịch chuẩn. Sau đó
tiến hành xác định độ hấp thụ của các dung dịch như đối với dung dịch mẫu
thử trong.
+ Tính hàm lượng chì trong mẫu thông qua đường chuẩn sau khi đã trừ đi
mẫu trắng.
Yêu cầu độ tin cậy của phép phân tích.
+ Độ hấp thụ lại của bơm 2 lần.
Độ lệch chuẩn (CVs) tính theo độ hấp thụ của hai lần bơm liên tiếp của
cùng một dung dịch chuẩn phải nhỏ hơn 0,5%.
Độ thu hồi được xác đình bằng cách sử dụng 5 mẫu đã cho vào một lượng
dung dịch chì chuẩn biết chính xác nồng độ. Độ thu hồi tính được phải nằm
trong khoảng từ 85% - 115%, độ thu hồi trung bình lớn hơn 90%.
 Tính kết quả: Hàm lượng chì trong mẫu thuỷ sản được tính theo công
thức sau:
+ Đối với dung dịch mẫu thử trong, không có cặn lắng.
CPb =

m Pb
M

. 25

+ Đối với mẫu thử đục phải bổ xung thêm dung dịch đệm.
Vd

CPb = mPb . V  1 .
d

25
M

Trong đó:
CPb: hàm lượng chì có trong mẫu thử (mg/g)
mPb: hàm lượng chì có trong dung dịch mẫu tính được theo đường
chuẩn mg/mol.
25: thể tích dung dịch acid clohydric nồng độ 1M dùng để hoà tan mẫu
(ml)
Vd: thể tích dung dịch mẫu thử đã bổ sung 1ml dung dịch đệm để phân
tích (ml)
M: khối lượng mẫu thử (g)

18


2. Phương pháp trắc quang
Phương pháp phân tích trắc quang là nhóm các phương pháp phân tích
quang học. Phương pháp này chuyển các chất phân tích thành năng lượng ánh
sáng để suy ra lượng chất cần phân tích. Pb (II) là cation kim loại có khả năng
tạo phức với nhiều thuốc thử hữu cơ khác nhau. Vì vậy có thể áp dụng phương
pháp trắc quang để xác định Pb. Việc xác định Pb bằng phương pháp trắc
quang với dithizon là phương pháp phổ biến nhất bởi tính ưu việt của nó.

Dithizon – Diphenylthiocacbazon là thuốc thử hữu cơ có khả năng tạo
phức càng cua với hàng loạt ion kim loại, trong đó có chì. Phức chì đithizonat
khó tan trong nước nhưng dễ tan và tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như
CHCl3 hoặc CCl4. Vì vậy, người ta thường dùng phương pháp chiết trắc quang
để xác định chì. Trong CCl4 thì dithizonat có màu đỏ, cực đại hấp phụ ở λ =
520nm. Chì dithizonat được chiết chọn lọc và định lượng từ dung dịch nươc
có pH = 8 – 9 chứa lượng dư xianua là chất dùng để che nhiều kim loại khác
có thể cùng bị chiết với chì. Trong môi trường kể trên, cùng bị chiết với chì có
cả tali, bbitmut và thiếc (II). Tali không cản trở việc xác định chì nhưng thiếc
và bitmut ngăn cản nên cần được tách trước bằng cách chiết chúng từ môi
trường axit. Trong môi trường axit chì không bị chiết, còn lại trong pha nước.
Thiếc và bitmut được tách trước như sau: thêm hhidrazin vào dung dịch mẫu
nước, đun nóng để khử Sn4+ xuống Sn2+ và khử các chất khác. Sauk hi để
nguội, thêm dung dịch natritactrat vào, đưa pH của dung dịch đến 2,3 – 3
( bằng dung dịch axit tactric). Tiến hành chiết nhiều lần, mỗi lần bằng 5ml
dung dịch dithizon 0,1 % trong CHCl 3. Tiến hành chiết cho đến khi pha hữu cơ
vãn giữ nguyên màu xanh của dithizon cho đến khi pha hữu cơ vẫn giữ
nguyên màu xanh của dithizon. Cuối cùng, lắc pha nước vài lần với CHCl 3
( mỗi lần dùng 5ml ) đến khi pha đó không còn màu xanh. Tiến hành chiết như
vậy không những tách được thiếc mà còn tách được cả thủy ngân, bạc và
đồng.

19


Nếu như trong mẫu nước chứa lượng đáng kể các chất hữu cơ cần phải vô
cơ hóa chúng bằng cách chho vào vài ml HNO3 đặc và HClO4 đặc rồi cô mẫu
đến khô, sau đó tẩm ướt bã khô bằng axit nitric và hòa tan bằng nước cất. các
chất oxi hóa cần được khử trước bằng hidrazin.
4. Phương pháp Von – Ampe hòa tan xung vi phân

Hiện nay người ta sử dụng phương pháp Von – Ampe hòa tan kết hợp
xung vi phân (DPP) có thể xác định cỡ 10 -9M Pb2+ với thời gian không quá 3
phút. Có thể nói hiện nay DDP là phương pháp cực phổ hoàn chỉnh nhất để
xác định hàm lượng kim loại nặng vì phương pháp này có độ nhạy, độ chọn
lọc cao và có tính vạn năng đối với hầu hết các đối tượng phân tích.
II. Các phương pháp xác định Cadimium ( Cd )
Tuỳ theo hàm lượng Cadimi trong mẫu và yêu cầu của phép phân tích
mà chúng ta có các phương pháp xác định Cd phù hợp khác nhau. Sau đây là
một số phương pháp xác định Cadimi.
II.2.1 Phương pháp trắc quang
Để xác định Cd bằng phương pháp trắc quang dùng dithizon, người ta
chiết bằng CCl4 từ môi trường kiềm mạnh chứa tactrat. Dung dịch dithizonat
của dung dịch Cd trong dung môi hữu cơ có màu đỏ hấp phụ cực đại ở bước
sóng λ= 515 nm. Bằng phương pháp này có thể xác định hàm lượng từ phần
trăm mg đến miligam Cd.
Trong môi trường kiềm có một số kim loại cũng bị chiết cùng cadimi
như bạc, niken, coban, đồng, để loại trừ các nguyên tố này người ta chiết
chúng trong môi trường axit trước khi xấc định cadimi.
Hàm lượng Cadimi khoảng 0,01÷ 0,5mg Cd/l có thể dùng phương pháp
xác định như sau:
Nếu như mẫu phân tích có chứa lượng lớn chất hữu cơ thì cần vô cơ
hoá chúng bằng cách thêm vào thể tích nước lấy phân tích 1÷2ml H 2SO4 đặc,
3÷5 ml HNO3 đặc và làm bay hơi dung dịch trong tủ hút. Nếu dung dịch còn

20


có màu thì lại thêm 5ml HNO3 đặc và lại làm bay hơi lần nữa, động tác này
lặp đi lặp lại cho đến khi thu được dung dịch không màu. Sau đó làm bay hơi
dung dịch đến khô thêm tiếp vào bã 1ml HCl đặc và làm bay hơi lần nữa.

Phần bã sau khi để nguội được hoà tan bằng nước cất 2 lần, đun nóng để hoà
tan hết muối tan, lọc qua phễu lọc khô bằng giấy lọc và giữ lấy dung dịch để
xác định Cd.
Trong môi trường kiềm mạnh các kim loại khác như Ag, Cu, Ni,Co
cũng bị chiết cùng với Cd. Các nguyên tố ngăn cản cần được chiết trước khi
xác định Cd bằng dithizon từ môi trường axit. Nếu trong mẫu có CN - thì cần
phá huỷ xianua bằng cách thêm 0,5 ml H2SO4 đặc vào 100ml mẫu nước đun
sôi 10 phút trong tủ hút. Sau đó thêm 0,2 ml HCl đặc khuấy đều và để yên (để
kết tủa AgCl lắng xuống) trong 2 giờ. Lọc dung dịch rửa phễu bằng vài ml
nước cất, trong nước lọc còn có thể chứa một lượng nhỏ bạc
Cu, Hg và một lượng nhỏ Ag còn trong nước lọc được được chiết để
loại bỏ bằng dithizon từ môi trường có pH= 2. Thêm vào nước lọc 5ml dung
dịch muối xaynhet 20% điều chỉnh pH đến 2 bằng cách khuấy và thêm từ từ
dung dịch NH3 hoặc HCl. Cho mẫu vào phễu chiết và chiết mỗi lần bằng 5ml
dithizon 0,1% trong CHCl3, chiết cho đến khi lượng dithizon sau khi chiết vẫn
giữ nguyên màu xanh ban đầu của nó. Sau đó rửa mẫu bằng 10 ml CHCl 3 cho
đến khi dung môi rửa không màu.Cuối cùng rửa thêm 2 lần mỗi lần 5 ml CCl 4.
Nếu trong mẫu có chứa Ni thì tách bằng dimetylglioxim như sau:
Lấy 50 ml dung dịch mẫu đầu hoặc dung dịch mẫu sau khi vô cơ hoá,
cho vào 10 ml dung dịch kalinatritactrat 20% (nếu lấy mẫu sau khi đã tách Ag,
Cu, Hg thì chỉ cần thêm 5 ml dung dịch tactrat là đủ). Thêm NH 3 vào cho đến
khi pH= 8,5÷9, thêm vào tiếp 5 ml dung dịch dimetylglioxim 1% trong rượu
etylic 96%. Cho toàn bộ hỗn hợp vào phễu chiết lắc đều trong 30 giây.Chiết
phức niken dimetylglixionat vài lần, mỗi lần bằng 10 ml CHCl 3. Cuối cùng
rửa tướng nước bằng 5 ml CCl4.

21


Nếu hàm lượng Zn gấp 50 lần Cd thì việc chiết Cd không hoàn toàn và

phạm sai số âm. Các chất oxi hoá cần được phân huỷ bằng cách thêm H 2O2
vào và đun sôi kỹ. Các chất hữu cơ cần được chiết tách bằng 5 ml CCl 4 ở mỗi
lần chiết.
I.2.2.3 Phương pháp AAS
Với phương pháp AAS sử dụng lò nhiệt điện, nguyên tắc của phương
pháp là: Mẫu được đưa vào lò, tại đây nó được sấy khô, tiếp đến là tro hoá và
cuối cùng muối của cadimi được phân ly dưới dạng cadimi nguyên tử.
Sử dụng thuốc thử là APDC (amoni pyrolidin thiocacbonat) ở pH=9,
mẫu được axit hoá bằng axit HNO3 (axit hoá bằng 100ml mẫu bằng 1ml axit
HNO3). Sau đó tiêm vào lò 10µg mẫu, loại dung môi ở 100 oC trong 25 giây,
tro hoá ở 450oC trong 80 giây và nguyên tử hoá ở 1950 oC trong 4 giây. Đo độ
hấp thụ tại bước sóng λ = 228,8 nm. Dựa vào đường chuẩn để tính kết quả.
Trong trường hợp này hàm lượng Cadimi quá nhỏ có thể nâng cao nồng độ
bằng cách chiết MIBK (metyl isobutyl ketone) với thuốc thử APDC.
Với phương pháp F-AAS sử dụng ngọn lửa là hỗn hợp không khíaxetylen với tỷ lệ 5,2/1,2 L/ph (V/V), cũng dùngthuốc thử APDC để chiết
mẫu, mẫu cũng được axit hoá bằng axit HNO3, thêm vào đó dung dịch axetat
40% để pH= 3÷4, thêm 5ml thuốc thử APDC, để yên trong 2 phút . Thêm
10ml MIBK vào bình lắc mạnh trong 30 giây, thêm nước cất vào cho đến khi
dung môi hữu cơ lên đến vạch của bình định mức. Sau đó đưa mẫu vào ngọn
lửa của máy và phân tích mẫu. Đo độ hấp thụ ở bước sóng λ = 228,8 nm. Và
dựa vào đường chuẩn để tính kết quả (mẫu chuẩn đã được chuẩn bị trong
MIBK).
Phương pháp AAS được ứng dụng để xác định cadimi trong nhiều đối
tượng khác nhau. Ở bước song 228,8nm thì đạt độ nhạy 0,01μg/ml, giới hạn
phát hiện 0,004μg/ml đối với kỹ thuật ngọn lửa. Đối với kỹ thuật không ngọn
lưa thì đạt độ nhạy 0,008μg/ml , giới hạn phát hiện 0,002μg/ml.

22

I.2.2.4 Phương pháp cực phổ
Nếu trong mẫu phân tích mà hàm lượng Cd cao khoảng trên 1 mg/l thì
có thể dùng phương pháp cực phổ để xác định. Vì Cd trong nền hỗn hợp đệm
ammoniac và nhiều nền khác cho các sóng cực phổ thuận nghịch và định
lượng.
Để xác định Cd bằng phương pháp cực phổ, người ta thường dùng nền
đệm ammoniac-amoniclorua (NH3 1M + NH4Cl 1M ). Nếu trong mẫu phân
tích hàm lượng Cu không lớn hơn hàm lượng Cd có thể xác định đồng thời cả
2 nguyên tố và nên dùng phương pháp thêm chuẩn. Trong trường hợp hàm
lượng Cu quá lớn so với hàm lượng Cd thì cần che Cu bằng xianua. Các kim
loại khác như Fe (III), Bi, Sn, Sb, sẽ kết tủa dưới dạng hydroxit trong dung
dịch đệm. Để xác định Cd ta lấy phần dung dịch trong ở trên. Nếu hàm lượng
kết tủa quá lớn cần xác định theo phương pháp thêm.
Zn, Co, Ni, Mn là những kim loại trong nền này cho sóng cực phổ ở
những thế âm hơn sóng của Cd nên không ảnh hưởng đến việc xác định nó.
Nếu trong nước có lượng lớn Pb thì cần tách trước bằng cách kết tủa nó bằng
axit Sunfuric loãng và lọc bỏ kết tủa Chì sunfat.
Tuỳ theo hàm lượng của Cd trong mẫu mà chúng ta thực hiện pha
loãng hay cô cạn bớt sao cho trong 25 ml mẫu chứa từ 0,05÷1,25 mg Cd.
Thêm một giọt Metyl da cam và trung hoà bằng HCl hoặc NH 3 đến khi chất
chỉ thị vừa đổi màu. Tiếp theo thêm 10 ml dung dịch nền, 1 ml gielatin, 1 ml
đệm Natri sunfit và định mức bằng nước cất, lắc đều dung dịch, cho dung dịch
vào bình điện phân và ghi cực phổ từ -0,4 V ÷ -0,8 V so với anot đáy thuỷ
ngân. Có thể định lượng bằng phương pháp thêm chuẩn hoặc phương pháp
đường chuẩn.
Nếu mẫu chứa 0,02 ÷ 0,5 mg Cd/l thì cần làm giàu bằng cách cô như
sau: Lấy 250 ml mẫu, cho vào bát sứ hoặc cốc chịu nhiệt, thêm vào đó 1ml
HCl đặc, làm bay hơi đến cạn khô. Thêm vào phần bã khô 5 ml dung dịch
được điều chế như sau: Trộn 10 ml dung dịch nền + 1 ml gielatin + 1 ml
23

Natrisunfit + 38 ml nước cất 2 lần. Cho toàn bộ vào bình điện phân và ghi cực
phổ từ - 0,4 V ÷ -0,8 V. Nên xác định bằng phương pháp thêm chuẩn.
Ngày nay với kỹ thuật tiên tiến nhiều phương pháp cực phổ hiện đại có
thể xác định Cd cỡ nồng độ 10-9 M trong các nền khác nhau. Đặc biệt có thể
xác định được đồng thời tới 5 nguyên tố cho độ chính xác cao ( ví dụ: Zn, Cd,
Pb, Cu, Bi).
Bằng phương pháp Vôn-Ampe hoà tan hấp phụ (AdSV) sử dụng
thuốc thử 5-hydroxy quinolin (8-HQ) trong nền đệm HEPES (pH= 7,8) Cd
cho pic tại -0,69 V với giới hạn phát hiện tới 1.10 -10 M bằng phương pháp
Vôn-Ampe hoà tan anot (ASV), Cd trong nền đệm axetat pH= 4,6 V cho pic
tại -0,59 V với giới hạn phát hiện tới 1.10-10M.
4. Các phương pháp điện hóa
Cadimi có thể xác định bằng phương pháp cực phổ. Nguyên tắc của
phương pháp này dựa trên sự khử ion Cd2+ trong môi trường axit, trung tính
hoặc kiềm. Trong một khoảng nồng độ nhất định của Cd2+ thì cường độ dòng
khuếch tán (hay chiều cao song cực phổ) tỷ lệ với nồng độ Cd2+ theo phương
trình Incovich: I= k.C
Phương pháp điện hóa dược sử dụng phổ biến hiện nay là phương pháp
von – ampe hòa tan anot, là một phương pháp xác định cadimi có độ nhạy
cao. Đây là phương pháp vừa xác định vừa làm giàu chất phân tích. Trước tiên
cadimi được điện phân làm giàu lên điện cực làm việc ơ thế không đổi. Sau đó
hòa tan Cd bằng cách phân cực ngược anot rồi ghi lại đường cong von – ampe
hòa tan của cadimi.
Khi xác định cadimi theo phương pháp cực phổ nếu trong mẫu nước
hàm lượng Cu lớn thì cần che bằng xianua.
I.3.2 Các phương pháp xác định Kẽm (Zn)`
I.3.2.1 Phương pháp trắc quang
Phương pháp trắc quang là phương pháp đơn giản nhanh và nhạy, được

dùng phổ biến để xác định các kim loại.

24


Kẽm tạo được nhiều phức vòng càng với các thuốc thử hữu cơ có khả
năng tạ phức màu với ion Zn2+ được sử dụng trong phương pháp trắc quang
như sau:
Kẽm tạo phức với 2-(5-nitro-2-piridylazo)-5-(N-propyl-N-sunfupropilamino)
phenol (nitro-PADS) ở pH = 8 ÷ 9, có bước sóng hấp thụ cực đại ở λ max = 565nm.
Phương pháp này có thể sử dụng để xác định Kẽm khi có mặt đồng thời ion Fe 2+ và
Cu2+. Do đó các ion Zn2+, Fe2+ và Cu2+ có khả năng tạo phức với Nitro-PADS ở các pH
cũng như các bước sóng khác nhau. Fe(II) tạo phức ở pH = 3,4 ÷ 9, λ max= 582nm, Cu (II)
tạo phức 1:1 ở pH = 2,5 ÷ 4,5 và một phức 1:2 đồng thời 3 kim loại trong khoảng nồng
độ 0,02 ÷ 0,5mg/ml một cách riêng rẽ, có thể áp dụng phương pháp xác định các kim
loại nói trên trong huyết thanh.
Ngoài ra có thể sử dụng thuốc thử hữu cơ 1-(2thiazolylazo)-2-naphtol
(TAN) để tạo phức màu với Zn2+, Fe2+ và Ni2+ ở pH = 6,4.
Zn2+ tạo phức với 2-(5-bromo-2-pyridylazo)-5-đietylaminophenol (5-BrPADAP)
Phức Zn2+-(5 Br-PADAP) đã được hoà tan bởi rượu etylic, phức có
bước sóng hấp thụ cực đại λmax = 555nm, hệ số hấp thụ phân tử gam là
1,09.105l.mol-1.cm-1. Khoảng tuân theo định luật Bia 0,1 ÷ 0,5mg
Zn2+/5ml.Phương pháp này có thể áp dụng để xác định trong nước và trong
thức ăn.
Mặt khác có thể sử dụng phương pháp trắc quang để xác định Zn 2+,
phức tạo thành Zn2+-(5-Br-PADAP) ở pH= 9,5 (duy trì bởi đệm borax) được
hoà tan trong rượu etylic rồi được chiết bởi naphtalen. Bước sóng hấp thụ cực
đại λmax= 555 nm, hệ số hấp thụ phân tử gam là 1,23.10 5l.mol.cm-1 .Khoảng
tuân theo định luật Bia 0 ÷ 5,0 mg Zn 2+/ml. Có thể sử dụng Natrixitrat,
thioue,calgon và điaxetylđioxim làm chất che.

Zn2+ tạo phức với 5-(2-cacbometoxyphenyl) azo-8-quinolino.
Trong môi trường mixen ion của Natri dodexylsunfat ở pH = 4,0 ÷ 4,8,
phức số có màu đỏ da cam, bền trong khoảng 4 giờ. Bước sóng hấp thụ cực
đại λ = 488 nm, hệ số hấp thụ phân tử gam là 4,14.10 4l.mol.cm-1. Khoảng tuân
theo định luật Bia : 0 ÷ 0,42 mg Zn2+/ml và độ nhạy Sandnll là 1,75 ng/cm2.
Zn2+ tạo phức với axit 7-(4-nitrophenylazo)-8-hydroxyquinolin-5sunfonic (P-N-AZOXS).

25