Nghiên cứu, xác định hàm lượng một số nguyên tố kim loại nặng trong thịt bán tại thị trường hà nội bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử

Bộ giáo dục và đào tạo
trờng Đại học bách khoa hà nội

Luận văn thạc sĩ khoa học

Nghiên cứu, xác định hàm lợng một số nguyên tố kim loại
nặng trong thịt bán tại thị trờng Hà Nội bằng
phơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử.

Ngành: Công nghệ thực phẩm
M số:

CNTP09 - 16

Nguyễn quang tuyển

Ngời hớng dẫn khoa học: GS.TS. Hà Duyên T

Hà néi 2010


MC LC

Mở đầu ..................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Chơng 1: Tổng quan tµi liƯu........................................ Error! Bookmark not defined.
1.1. Giíi thiƯu chung về nguyên tố đồng, cadimi, chì [26, 39]Error! Bookmark not defined.
1.2. Tính chất vật lý, hóa học của đồng, chì vµ cadimi [9, 26, 39 ]Error! Bookmark not d
1.2.1. TÝnh chÊt vËt lý........................................................... Error! Bookmark not defined.
1.2.2. TÝnh chÊt hãa học cơ bản của Cu, Cd, Pb. ................... Error! Bookmark not defined.
1.3. Một số hợp chất quan trọng của đồng, ch×, cadimi [26, 39]Error! Bookmark not def
1.3.1. Oxit............................................................................ Error! Bookmark not defined.

1.3.1.1. Đồng oxit ............................................................ Error! Bookmark not defined.
1.3.1.2. Chì oxit ............................................................... Error! Bookmark not defined.
1.3.1.3. Cadimi oxit ......................................................... Error! Bookmark not defined.
1.3.2. Hidroxit ..................................................................... Error! Bookmark not defined.
1.3.2.1. §ång hiđroxit ...................................................... Error! Bookmark not defined.
1.3.2.2. Chì hiđroxit......................................................... Error! Bookmark not defined.
1.3.2.3. Cadimi hi®roxit ................................................... Error! Bookmark not defined.
1.3.3. Muèi .......................................................................... Error! Bookmark not defined.
1.3.3.1. Muèi ®ång........................................................... Error! Bookmark not defined.
1.3.3.2. Muèi ch×.............................................................. Error! Bookmark not defined.
1.3.3.3. Muèi cadimi ........................................................ Error! Bookmark not defined.
1.4. øng dông [26, 39] ............................................. Error! Bookmark not defined.
1.4.1. Đồng.......................................................................... Error! Bookmark not defined.
1.4.2. Chì ............................................................................. Error! Bookmark not defined.
1.4.3. Cadimi ....................................................................... Error! Bookmark not defined.
1.5. Vai trò sinh học của đồng, chì, cadimi [26, 39]Error! Bookmark not defined.
1.5.1. Đồng.......................................................................... Error! Bookmark not defined.
1.5.2. Chì ............................................................................. Error! Bookmark not defined.
1.5.3. Cadimi ....................................................................... Error! Bookmark not defined.
1.6. Độc tính của đồng ,chì , cadimi ............ Error! Bookmark not defined.
1.6.1. Đồng.......................................................................... Error! Bookmark not defined.
1.6.2. Chì ............................................................................. Error! Bookmark not defined.
1.6.3. Cadimi ....................................................................... Error! Bookmark not defined.
1.7. C¸c phơng pháp xác định đồng, chì, cadimiError! Bookmark not defined.
1.7.1. Các phơng pháp phân tích hóa học [3, 8, 11, 36] ....... Error! Bookmark not defined.
1.7.1.1. Phơng pháp phân tích trọng lợng ..................... Error! Bookmark not defined.
1.7.1.2. Phơng pháp phân tÝch thĨ tÝch ........................... Error! Bookmark not defined.
1.7.2. Nhãm ph−¬ng pháp phân tích công cụ [14, 23, 29, 33, 34 ]Error! Bookmark not defined.
1.7.2.1. Phơng pháp điện hóa [14, 33, 34 ]..................... Error! Bookmark not defined.
1.7.2.2. Phơng pháp quang học [23, 33, 34] ................... Error! Bookmark not defined.

1.7.2.3. Phơng pháp chiết và sắc ký................................ Error! Bookmark not defined.
Chơng 2: đối tợng và phơng pháp nghiên cứu. Error! Bookmark not defined.
2.1. đối tợng nghiên cứu của đề tài ........ Error! Bookmark not defined.
2.2. Nội dung và phơng pháp nghiên cứuError! Bookmark not defined.


2.2.1. Phơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử ................. Error! Bookmark not defined.
2.2.1.1. Sù xt hiƯn cđa phỉ hÊp thụ nguyên tử ............... Error! Bookmark not defined.
2.2.1.2. Nguyên tắc của phơng pháp ............................... Error! Bookmark not defined.
2.2.1.3. Phép định lợng của phơng pháp........................ Error! Bookmark not defined.
2.2.1.4. u nhợc điểm của phơng pháp ......................... Error! Bookmark not defined.
2.3. Khảo sát các điều kiện thực nghiệm xác định đồng, chì, cadimi bằng
phơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử dùng ngọn lửa gồm:Error! Bookmark not defin
2.3. 1. Khảo sát các điều kiện của máy đo phổ, bao gồm: ..... Error! Bookmark not defined.
2.4. Hóa chất dụng cụ và thiết bị máy mãcError! Bookmark not defined.
2.4.1. Dông cô ..................................................................... Error! Bookmark not defined.
2.4.2. Thiết bị máy móc ....................................................... Error! Bookmark not defined.
2.4.3. Hoá chất..................................................................... Error! Bookmark not defined.
Chơng 3: kết quả nghiên cứu và bàn luận ............ Error! Bookmark not defined.
3.1. khảo sát các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử dùng ngọn lửa
trực tiếp của đồng, chì và cadimi (F-AAS)Error! Bookmark not defined.
3.1.1. Khảo sát các thông số của máy quang phỉ hÊp thơ nguyªn tư AAS- 6300 cđa h·ng
Shimadzu - Nhật bản. ........................................................... Error! Bookmark not defined.
3.1.1.1. Khảo sát vạch phổ hấp thụ ................................. Error! Bookmark not defined.
3.1.1.2. Khảo sát cờng độ dòng đèn................................ Error! Bookmark not defined.
3.1.1.3. Khảo sát độ rộng khe đo...................................... Error! Bookmark not defined.
3.1.1.4. Khảo sát chiều cao của đèn nguyên tử hoá mẫu ... Error! Bookmark not defined.
3.1.1.5. Nghiên cứu chọn các thông số của máy ............... Error! Bookmark not defined.
3.2. Khảo sát các điều kiện nguyên tử hoá mẫuError! Bookmark not defined.
3.2.1. Khảo sát lu lợng khí axetilen................................... Error! Bookmark not defined.

3.2.2. Tốc độ dẫn mẫu.......................................................... Error! Bookmark not defined.
3.3. Khảo sát các yếu tố ảnh hởng tới phép đoError! Bookmark not defined.
3.3.1. ảnh hởng các loại axit và nồng độ axit...................... Error! Bookmark not defined.
3.3.2. ảnh hởng của các cation khác. ................................. Error! Bookmark not defined.
3.3.3. Đánh giá chung .......................................................... Error! Bookmark not defined.
3.3.3.1. Phạm vi tuyến tính của nồng độ đồng, chì và cadimiError! Bookmark not defined.
3.4. Chọn các điều kiện tối u cho phép đo phổ hấp thụ nguyên tử dùng
ngọn lửa trực tiếp xác định đồng, chì và cadimiError! Bookmark not defined.
3.5. Xây dựng đờng chuẩn xác định đồng, chì và cadimiError! Bookmark not define
3.5.1. Chuẩn bị dung dịch xây dựng đờng chuẩn................. Error! Bookmark not defined.
3.5.2. Xây dựng đờng chuẩn của đồng, chì và cadimi .......... Error! Bookmark not defined.
3.6. Đánh giá sai số và độ lặp của phơng phápError! Bookmark not defined.
3.7. ứng dụng của phơng pháp ®o phỉ hÊp thơ nguyªn tư trong ngän
lưa (F-AAS) ®Ĩ phân tích mẫu thịt lợn.. Error! Bookmark not defined.
3.7.1. Chuẩn bị mẫu phân tích .............................................. Error! Bookmark not defined.
3.7.1.1.Chuẩn bị mẫu thịt lợn.......................................... Error! Bookmark not defined.
3.7.1.2. Mẫu thịt lợn đợc lấy gần khu vực trờng Đại học S phạm Hµ NéiError! Bookmark not defined.
3.7.2. Xư lý mÉu .................................................................. Error! Bookmark not defined.
3.7.2.1. Chuẩn bị mẫu phân tích theo phơng pháp thêm chuẩnError! Bookmark not defined.
3.7.3. Phân tích mẫu thực ..................................................... Error! Bookmark not defined.


3.7.3.1. Xác định hàm lợng các nguyên tố trong mẫu theo phơng pháp đờng chuẩnError! Bookmark not d
3.7.3.2. Xác định hàm lợng các nguyên tố trong mẫu theo phơng pháp thêm chuẩnError! Bookmark not d
kết luận và đề nghị........................................................... Error! Bookmark not defined.
Tài liệu tham khảo ............................................................ Error! Bookmark not defined.

PHụ LụC
BàI BáO KHOA HọC Đ ĐĂNG TRÊN TạP CHí KHOA HäC

Luận văn Thạc sĩ khoa học Công nghệ thực phẩm

Mở đầu
Sự phát triển công nghiệp ở nớc ta hiện nay đà đem lại những lợi ích to
lớn cho nền kinh tế, xong bên cạnh đó cũng mang lại những hậu quả đáng lo
ngại cho môi trờng sống và sức khoẻ của con ngời. ở nớc ta việc khai thác
khoáng sản bừa bÃi, xây dựng ồ ạt các nhà máy, xí nghiệp, các khu công
nghiệp, các khu chế xuất đà thải một lợng không nhỏ các chất độc hại vào
môi trờng, đặc biệt là môi trờng quanh các thành phố lớn. Trong những chất
độc hại đó có những chất có khả năng tích luỹ vào trong cơ thể động, thực vật
trong suốt quá trình sinh trởng của chúng, thêm vào đó việc sử dụng rộng rÃi
các hoá chất bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu đà gây ô nhiễm đáng kể cho nguồn
lơng thực, thực phẩm, nguồn nớc rau màu và cỏ cây.
Ngoài tác động trực tiếp đến con ngời khi tiếp súc, sử dụng loại thực phẩm bị
ô nhiễm trên. Gia súc gia cầm chúng ăn phải các loại rau, cỏ, uống phải
nguồn nớc bị ô nhiễm, các chất độc hại là các kim loại nặng nh: đồng, chì,
và cadimi nó sẽ tích tụ vào cơ thể vật nuôi là gia súc, gia cầm. Chúng đợc
làm thực phẩm cho con ngời. Con ngời là động vật bậc cao nhất trong
chuỗi thức ăn sau khi ăn phải các sản phẩm là thịt các loại gia súc, gia cầm
trên thì mức độ tích luỹ hoá chất cùng các kim loại nặng độc hại trong cơ thể
tăng lên theo cấp số nhân.
Vì vậy vấn đề kiểm tra chất lợng vệ sinh an toàn thực phẩm là hết sức
cần thiết. Với thực phẩm thì các chỉ tiêu về hàm lợng kim loại nặng, nitrat,
nitrit, d lợng kháng sinh, thuốc bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu là những chỉ
tiêu phân tích hàng đầu.
Hiện nay có rất nhiều phơng pháp để xác định hàm lợng các hoá
chất trên trong thực phẩm nh : Phổ huỳnh quang, phổ hấp thụ nguyên tử,
sắc ký lỏng, sắc ký khí, Phơng pháp cực phổ Von-Ampe hoà tan... Các
phơng pháp trên đều có độ chính xác và độ nhạy cao, tuy nhiên có một số

nhợc điểm.

Nguyễn Quang Tuyển- ĐHBK


Luận văn Thạc sĩ khoa học Công nghệ thực phẩm
Phơng pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử là phơng pháp phân
tích hiện đại hiện nay mang tính chọn lọc, là phơng pháp có độ chính xác
cao, độ nhạy cao, ít bị ảnh hởng bởi các ion kim loại khác, có thể định
lợng đồng thời lợng vết nhiều ion kim loại cùng có mặt trong dung dịch.
Xuất phát từ thực tế trên chúng tôi chọn luận văn với đề tài:
Nghiên cứu, xác định hàm lợng một số nguyên tố kim loại nặng: đồng,
chì, cadimi trong thịt lợn bán tại thị trờng Hà Nội bằng phơng pháp phổ hấp
thụ nguyên tử trong ngän lưa F-AAS.”

Ngun Quang Tun- §HBK


Luận văn Thạc sĩ khoa học Công nghệ thực phẩm
Chơng 1

Tổng quan tài liệu
1.1. Giới thiệu chung về nguyên tố đồng, cadimi, chì [26, 39]

Đồng, cadimi, chì đều là các kim loại nặng khá phổ biến trên Trái đất.
Trong bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleep chúng có số thứ tự lần lợt là 29,
48, 82, là các nguyên tố thuộc nhóm IB, IIB, IVA của các chu kì 4, 5, 6.
Đồng và chì là hai nguyên tố trong số bảy nguyên tố đợc con ngời biết
tới từ thời thợng cổ (TrCN). Quặng đồng thờng ở dạng sunfua (chủ yếu) và
không sunfua nh−: cancopirit (CuFeS2), cancozin (CuS2), bozit (Cu5FeS4),

crozocola (CuS2O3.nH2O), malachit [Cu(OH)2CO3], cuprit (Cu2O), fenozit
(CuO), tetrahedrit (Cu8Sb2O7), đồng chiếm khoảng 1.10-20 (%) khối lợng vỏ
trái đất, vào khoảng 3,6.10-3 (%) tổng số nguyên tử. Đồng có 11 đồng vị 58Cu
đến 68Cu chủ yếu là đồng vị thiên nhiên : 63Cu (69,1%), 65Cu (30,9%) còn lại
là đồng vị phóng xạ, trong đó Ýt bỊn nhÊt lµ 58Cu: T1/2 = 3(s), bỊn nhÊt là 67Cu:
T1/2 = 2,21 (ngày đêm) .
Cadimi do Friedrich Stromeyer (1778-1838) - Đức phát hiện ra năm 1817
khi điều chế ZnO từ ZnCO3. Khoáng vật chứa cadimi là grenokit (CdS),
thờng tồn tại lợng nhỏ trong quặng kẽm là: sphalerit (ZnS) hoặc trong
quặng thủy ngân là xinaba thần sa (HgS). Tồn tại trong quặng đa kim với chì
và đồng. Chiếm khoảng 1.10-5 (%) khối lợng vỏ trái đất ứng với 7,6.10-6 (%)
tổng số nguyên tử. Cadimi có 19 đồng vị, 8 trong số đó là bền nh:
(28,86%); 112Cd (24,07%) và

110

114

Cd

Cd (T1/2 = 470 ngày đêm) là đồng vị phóng xạ

bền nhất.
Chì trong tự nhiên có mặt trong 170 khoáng vật chủ yếu: Galen (PbS),
Cerndute (PbCO3), Anglesite (PbSO4) và pyromorphite [Pb5Cl(PO4)3], chiếm
khoảng 1,6.10-3 (%) khối lợng vỏ trái đất, khoảng 1,0.10-4 (%) tổng số
nguyên tử. Chì có 18 đồng vị trong đó có 4 đồng vị bền:
(22,6 %),

206

208

Pb (52,3%), 207Pb

Pb (23,6%), 204Pb (1,48%). Đồng vị phóng xạ bền nhất là

có T1/2 = 3,0.105 (năm) .
Nguyễn Quang Tuyển- ĐHBK

202

Pb


Luận văn Thạc sĩ khoa học Công nghệ thực phẩm
1.2. Tính chất vật lý, hóa học của đồng, chì và cadimi [9, 26, 39 ]

1.2.1. TÝnh chÊt vËt lý
ë d¹ng nguyên chất đồng là kim loại có màu đỏ đặc trng (dạng tấm),
màu đỏ gạch (dạng vụn), sáng, dẻo dai, dễ dát mỏng và dễ kéo sợi, dẫn điện
và dẫn nhiệt tốt (chỉ sau Ag). Dễ tạo hợp kim với Ag, Au và các kim loại khác,
tạo đợc hỗn hống với Hg.
Chì nguyên chất là kim loại có màu xám thẫm, khối lợng riêng lớn
(11,34 g/cm3) do có cấu trúc lập phơng trong mạng lới các nguyên tử.
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 đợc hỗn
hống với Hg. Trong bảng 1.1 là một số đặc điểm đặc trng của đồng, chì và
cadimi.
Bảng 1.1 Một số đặc điểm đặc trng của đồng, chì và cadimi

Đặc điểm

Cu

Pb

Cd

29

82

48

Khối lợng nguyên tử

63,546

207,200

112,411

Lớp electron hoá trị

3d104s1

6s26p2

4d105s2

Bán kính nguyên tử (A0)

1,28

1,75

1,56

Khối lợng riêng ( g/cm3)

8,94

11,34

8,63

Nhiệt độ nóng chảy ( 0C)

1083

327

321

Nhiệt độ sôi (0C)

2543

1737

767

57

4,6

13

Số thứ tự

Độ dẫn điện (Hg=1)

1.2.2. Tính chất hóa học cơ bản của Cu, Cd, Pb.
ở điều kiện thờng các kim loại này đều bền với không khí và nớc do
có lớp oxit bảo vệ:
Nguyễn Quang Tuyển- ĐHBK


Luận văn Thạc sĩ khoa học Công nghệ thực phẩm
2Cu + O2 + 2H2O  2Cu(OH)2 .
Cu(OH)2 + Cu

 Cu2O + H2O

2Pb + O2  2PbO
2Cd + O2  2CdO
Khi đun nóng toàn bộ chì và cadimi tạo thành các oxit hóa trị II tơng
ứng. ở 130oC tới 2000C đồng cháy tạo ra đồng (I) oxit (Cu2O, màu đỏ gạch).
Nếu nhiệt độ cao hơn đồng cháy tạo đồng (II) oxit (CuO, màu đen) phản
ứng cho ngọn lửa xanh lục.

Khi có mặt oxi , chì có thể tơng tác với nớc :
2Pb + 2H2O + O2  2Pb(OH)2.
Tuy cadimi bỊn víi nớc ở nhiệt độ thờng, còn ở nhiệt độ cao nó khử
đợc hơi nớc:
Cd + H2O  CdO + H2
Khi tăng nhiệt độ các nguyên tố này phản ứng dễ dàng với đa số á kim:
M + X2  MX2
( M: Cu, Cd, Pb ; X: halogen).
Tuy nhiên đồng phản ứng rất khó khăn.
Các kim loại này không dễ dàng phản ứng với các axit loÃng, đặc biệt là
đồng, nó tan tốt trong HNO3, H2SO4 đặc nhng phản ứng rất chậm với dung
dịch HCl đặc do:
2Cu + 4HCl 2H[CuCl2] + H2
Với các axit không có tính oxi hóa: HCl, H2SO4lo·ng, Cd cã thĨ tham gia
ph¶n øng:
Cd + 2HCl  CdCl2 + H2.
Với các axit HCl, H2SO4 đặc hơn (nhất là khi đun nóng) :
2Cu + 4HCl  2H[CuCl2] + H2 (chËm)

Ngun Quang Tun- §HBK


Luận văn Thạc sĩ khoa học Công nghệ thực phẩm
Đồng tan tốt trong HNO3 đặc, H2SO4 đặc nóng.
Chì tan trong HCl đặc, H2SO4 đặc do:
PbCl2 + 2HCl  H2PbCl4.
PbSO4 + H2SO4  Pb(HSO4)2.
Chì không phản ứng với HF, không phản ứng với H2SO4 đặc nguội. Nó
chỉ tơng tác ở bề mặt với HCl loÃng và H2SO4 (C < 80%) do bề mặt bị bao
phủ bởi lớp muối khó tan: PbCl2, PbSO4. Nhng lại tan tốt trong HNO3 đặc,

H2SO4 đặc nóng và HNO3 ở mọi nồng độ.
Chì còn có khả năng phản ứng với các bazơ đặc tạo plombit:
Pb + 2KOH + 2H2O K2[Pb(OH)4] + H2
Cadimi cũng nh chì đều phản ứng dễ dàng với HNO3 đặc, H2SO4 đặc ở
mọi nồng độ.
Ngoài ra, đồng phản ứng với xianua kim loại kiÒm:
Cu + 4KCN + 2 H2O  K2 [Cu(CN)4] + 2KOH.
Cũng phải kể tới khả năng tạo phức của dạng ion 3 kim loại này.
*Với đồng: Cu2+ có thể tạo phức với ion halogen, amoniac, xianua tạo
các phức dạng: [CuX3-]; [CuX42-]; Cu(NH3)i2+ (i=1 ữ 4). Phức màu với
feroxianua: Cu2[ Fe(CN)6].
*Với cadimi: Cd2+ cã thĨ t¹o phøc víi halogen, amoniac phèi trÝ tõ 1 tíi
6, chđ u Cd(NH3)42+, víi SCN-, CN- (sè phèi trÝ 4) .
Ngoµi ra víi EDTA, dithizon, dimetylglyoxim, 1-(2- pyridylazo)-2naphtol...
*Với chì: Pb2+ tạo phức đợc với EDTA, dithizon, diphenylcacbzit, 1(2-pyridylazo)-2-naphtol amoni pyridyl dithio cacbamat (APDC)...
1.3. Mét sè hỵp chất quan trọng của đồng, chì, cadimi [26, 39]
1.3.1. Oxit
1.3.1.1. §ång oxit
Ngun Quang Tun- §HBK


Luận văn Thạc sĩ khoa học Công nghệ thực phẩm
Các mức OXH: +1, +2, +3 đợc thể hiện trong các oxit: Cu2O, CuO,
Cu2O3. Trong ®ã Cu2O rÊt bỊn víi nhiƯt, ít tan trong nớc nhng tan nhiều
trong các dung dịch kiềm đặc .
CuO bột màu đen, khó bị phân hủy ở nhiệt độ thờng, khó nóng chảy,
không tan trong nớc nh−ng tan dƠ trong dung dÞch axit, dung dÞch NH3 do
tạo muối hoặc phức amoniacat tan.
Cu2O3 rất kém bền.
1.3.1.2. Chì oxit

PbO là chất rắn tồn tại ở 2 dạng : PbO- có màu đỏ và PbO- màu vàng,
chỉ tan trong n−íc khi cã oxi. ë nhiƯt ®é cao sÏ chuyển thành oxit bậc cao
hơn PbO  Pb3O4 (500oC). Tan trong dung dịch axit và dung dịch kiềm mạnh.
1.3.1.3. Cadimi oxit
CdO là chất rắn có nhiệt độ nóng chảy cao (1813oC), có thể thăng hoa
không phân hủy khi đun nóng. Hơi CdO rất độc, có từ màu vàng tới màu nâu
gần nh đen tùy quá trình chế hóa nhiệt. Không tan trong nớc và dung dịch
kiềm, tan trong axit và kiềm nóng chảy.
1.3.2. Hidroxit
Điều chế qua phản ứng : M2+ + 2OH-  M(OH)2 .
1.3.2.1. Đồng hiđroxit
Cu(OH)2 có tính lỡng tính khi tác dụng với dung dịch kiềm đặc 40%,
đun nãng. Kh«ng tan trong n−íc nh−ng dƠ tan trong dung dịch axit và dung
dịch NH3.
Cu(OH)2 + 2NaOH  Na2[ Cu(OH)4].
Cu(OH)2 + 4NH3  [ Cu (NH3)4](OH)2.
1.3.2.2. Chì hiđroxit
Pb(OH)2 là chất l−ìng tÝnh võa tan trong dung dÞch axit, võa tan trong
dung dịch kiềm. Phản ứng nh của Cu(OH)2.
Nguyễn Quang Tuyển- §HBK


Luận văn Thạc sĩ khoa học Công nghệ thực phẩm
1.3.2.3. Cadimi hiđroxit
Cd(OH)2 không thể hiện rõ tính chất lỡng tính. Tan trong dung dịch
axit, dung dịch NH3 và kiềm nóng chảy, không tan trong dung dịch kiềm.
1.3.3. Muối
1.3.3.1. Muối đồng
Phần lớn các muối đồng (II) đợc kết tinh từ dung dịch, thờng ở dạng
hiđrat. Dễ tan trong nớc, có màu xanh lam, bị thủy phân. Khả năng tạo phức

của Cu2+ (trình bày ở mục II.2). Ngoài ra: CuCl2 dễ tan trong nớc, rợu, ete,
axeton. Tạo với clorua kim loại kiềm và amoni phức dạng M(CuCl3) và
M2(CuCl4).
CuSO4 dạng bột màu trắng, hút ẩm mạnh tạo thành CuSO4.5H2O màu
lam. Các dung dịch Cu2+ có màu xanh lam của ion hiđrat hóa [Cu(H2O)4]2+.
Dung dịch CuSO4 tác dụng với sunfat kim loại kiềm hay amoni tạo muối kép:
M2SO4.CuSO4.6H2O.
Cu(CH3COO)2 khan ở dạng tinh thể màu lục, dễ tan trong nớc. ở dạng
hòa tan có cấu tạo đime [Cu(CH3COO)2.H2O]. Tất cả các muối đồng (II) đều
độc.
1.3.3.2. Muối chì
PbX2 (X: Cl, Br, I) là những chất rắn không màu trừ PbI2 màu vàng, ít tan
trong nớc lạnh tan nhiều hơn trong nớc nóng. Độ tan giảm dần từ PbCl2 tới
PbI2 .
Tác dụng với halogenua kim loại kiềm ®Ĩ t¹o phøc tan: M2[PbX4].
PbX2 ®iỊu chÕ trùc tiÕp tõ nguyên tố hoặc từ phản ứng trao đổi ion.
Pb(NO3)2 điều chế khi cho PbO hoặc Pb tác dụng với HNO3. Tan nhiều
trong nớc, không tan trong HNO3 đặc, không kết tinh hoàn toàn trong nớc.
PbSO4ở dạng tinh thể màu trắng, khó tan trong nớc và các dung dịch
axit .

Nguyễn Quang Tun- §HBK


Luận văn Thạc sĩ khoa học Công nghệ thực phẩm
PbS ở dạng tinh thể màu đen, không tan trong nớc và trong các axit
loÃng.
1.3.3.3. Muối cadimi
Muối của cadimi với halogen dƠ tan trong n−íc. CdSO4, CdCO3 lµ chÊt
kÕt tđa mµu trắng ít tan trong nớc. CdCO3 thờng bị bẩn bởi

CdCO3.Cd(OH)2. Muối amoni cản trở việc tạo thành kết tủa CdCO3. Dễ bị hòa
tan trong dung dịch axit. Bị phân hủy bëi nhiƯt:
CdCO3  CdO + CO2
CdSO4 ë d¹ng kÕt tđa tơng đối bền.
CdS tạo ra khi H2S (hoặc dung dịch S2-) tác dụng với Cd2+. Có màu từ lục
da cam đỏ (tùy điều kiện kết tủa). Nh CdS vàng khi trong môi trờng
kiềm ở nhiệt độ thấp. CdS đỏ khi ở môi trờng axit và đun nóng.
1.4. ứng dụng [26, 39]
1.4.1. Đồng
Là kim loại quan trọng đối với công nghiệp và kỹ thuật. Hơn 50% lợng
đồng khai thác hằng năm đợc dùng làm dây dẫn điện, hơn 30% dùng để chế
hợp kim. Đồng cũng dùng để chế các thiết bị trao đổi nhiệt, sinh hàn và chân
không, chế nồi hơi, ống dẫn dầu và dẫn nhiên liệu khác.
Các hợp kim của đồng có ứng dụng rộng rÃi trong công nghiệp. Hợp kim
của đồng với cadimi (một lợng nhỏ) làm tăng độ bền và không làm giảm khả
năng dẫn điện nên làm dây dẫn điện tốt. Hợp kim với Sn, Al, Pb, Be...của
đồng (gọi là bronzơ) có độ bền cơ học, tính đàn hồi cao dùng chế tạo các chi
tiết động cơ máy bay, động cơ tàu thủy, tuốc bin, lò xo cao cấp...
Hợp kim đồng và kẽm là đồng thau ( 18% ữ 40% Zn) rẻ hơn bronzơ, dễ
chế hóa cơ học và bền hơn đối với hóa chất. Đồng thau chứa thêm nhôm có
màu vàng dùng làm huy hiệu, đồ mỹ nghệ.

Nguyễn Quang Tuyển- ĐHBK


Luận văn Thạc sĩ khoa học Công nghệ thực phẩm
1.4.2. Chì
ứng dụng lớn nhất của chì trong công nghiệp là dùng trong sản xuất
ăcqui. Ngoài ra, chì còn đợc dùng làm vật liệu hàn gắn, trang trí và pha trộn
trong nớc men gốm sứ. Pb(C2H5)4 đợc pha vào xăng để tạo ra các gốc tự do.

Một số muối của chì đợc pha vào thuốc nhuộm tóc để làm tóc đen và bóng
hơn.
1.4.3. Cadimi
Gần một nửa lợng cadimi sản xuất hằng năm trên thế giới đợc dùng để
mạ thép vì bền đẹp hơn mạ kẽm.

113

Cd 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 đợc dùng
trong các thiết bị đo điện (pin chuẩn Weston). Đợc 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 hợp kim với đồng (IV.1).
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 halogen CdX2 (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 ... CdSO4 cã tÝnh diƯt nÊm, hỵp chÊt cđa cadimi làm
chất phát quang trong màn hình tivi đen trắng, chất phát quang màu
1.5. Vai trò sinh học của đồng, chì, cadimi [26, 39]
1.5.1. Đồng
Là một trong những thành phần cấu tạo nên các enzim, protein quan
trọng của cơ thể, đồng tham gia vào nhiều chức năng sinh trởng. Hợp chất
của nó tham gia vào quá trình tổng hợp hemoglobin, photpholipit và hoóc
môn. Trong cơ thể ngời tổng hàm lợng đồng khoảng 80 ữ 120 mg, tích lũy
chủ yếu ở gan và nÃo. Trong hồng cầu chứa khoảng 100àg đồng /100ml.
Đồng liên kết một phần với suproxitdismutat để bảo vệ các tế bào trớc sự tấn
công của các gốc tự do. Chế độ cung cấp đồng phù hợp và an toàn là gần

Nguyễn Quang Tuyển- ĐHBK


Luận văn Thạc sĩ khoa học Công nghệ thực phẩm
2mg/ngời/ngày. Nếu cơ thể thiếu đồng sẽ ảnh hởng tới sức khỏe nh thiếu
máu. Với trẻ em ở độ tuổi bú sữa có thể gây thiếu máu nặng và thiếu bạch cầu,
trẻ em mắc bệnh suy nhợc nhiệt đới thiếu đồng sẽ làm mất sắc tố ở lông và
tóc.
Hàm lợng đồng thấp trong huyết thanh có liên quan tới bệnh dạ dày, sơ
hóa túi mật, thận h. Nếu thừa đồng có thể dẫn tới mất khả năng đọc hoặc học
đánh vần khó ở trẻ em. Cũng có thể gây các bệnh di trun vỊ c¬ chÕ chun
hãa, bƯnh wilson (nh− mét bệnh suy thoái nÃo với xơ gan ).
1.5.2. Chì
Cũng nh đồng, chì quan trọng đối với sinh trởng và phát triển của con
ngời và sinh vật. Nhng hàm lợng lớn là rất nguy hại. Chì vào cơ thể con
ngời qua nớc uống, không khí và thực phẩm (thức ăn) bị nhiễm chì. Sau đó
tích tụ lại tới khi đủ lớn sẽ gây hại. Nó gây độc cho hệ thần kinh trung ơng
lẫn ngoại biên. Nó có thể gây tác dụng øc chÕ mét sè enzim quan träng (nhÊt
lµ enzim cã nhóm hoạt động hiđro) nh enzim của quá trình tổng hợp máu.
Tùy mức độ gây độc mà có thể gây ra một số bệnh đau khớp, viêm thận, cao
huyết áp, tai biến mạch máu nÃo, thậm chí có thể gây tử vong. Theo TCVN
5942-1995 trong các sản phẩm thịt lợn hàm lợng chì cho phép là: 0,1mg/kg.
1.5.3. Cadimi
Cadimi có mặt trong cơ thể con ngời ở dạng vết. Rất cần cho sinh
trởng và phát triển nhng nếu hàm lợng lớn thì sẽ ảnh hởng tới sức khỏe
con ngời, sinh vật và tới chất lợng thực phẩm. 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 ...Thâm nhập vào cơ thể con
ngời chủ yếu từ con đờng thực phẩm và hô hấp, tích tụ chủ yếu ở thận và
xơng. Là chất gây nhiễu sự hoạt động của một số enzim nhất định, gây tăng

huyết áp, ung th phổi, thủng vách ngăn mũi, rối loạn chức năng thận, phá
hủy tủy xơng. Cơ chế gây hại của nó là có thể liên kết với protein tạo ra
metallotionein (trong thận) khi hàm lợng đủ lớn có thể thế chỗ ion Zn2+ trong

Nguyễn Quang Tuyển- §HBK


Luận văn Thạc sĩ khoa học Công nghệ thực phẩm
các enzim quan trọng và gây bệnh. Theo tiêu chuẩn Việt Nam(5942-1995) thì
nồng độ cadimi cho phép trong thực phẩm thịt 0,05 mg/kg.
1.6. Độc tính của đồng ,chì , cadimi
1.6.1. Đồng
Hợp chất của đồng không độc bằng hợp chất của chì, thủy ngân. Nhng
muối đồng rất độc đối với nấm và rêu tảo. Nên dùng CuSO4 để chống mốc cho
gỗ. Nớc boóc đô (CuSO4 và vôi sữa) để trừ sâu bọ cho một số cây. Với động
vật thân mềm vỏ cøng sèng trong n−íc, sù « nhiƠm bÈn CuSO4 ë hàm lợng
10-8 ữ 10-7 g/l sẽ làm giảm hoạt động ®ãng më cđa vá tõ 10 % ÷ 15%, nÕu là
10-3 g/l thì chúng có thể bị tê liệt hoặc chết .
Với thực vật nhiễm độc đồng có thể gây bệnh xoăn lá, cằn cỗi giảm sự
sinh trởng.
Nớc thải chứa đồng ở dạng hợp chất khó tan có thể tích tụ lắng xuống
bùn hoặc tham gia vào chuỗi thức ăn và có thể xâm nhập vào cơ thể con
ngời thông qua rong tảo, cỏ, rau, tôm, cua, cá, thịt gia súc, gia cầm... và gây
độc ở các mức độ khác nhau, chúng ta có thể đọc thêm ở mục (V.1).
1.6.2. Chì
Cũng là chất có độc tính rất cao. Mà đặc tính nổi bật của nó là khi thâm
nhập vào cơ thể nó ít bị đào thải mà tích tụ theo thời gian, nhiều nhất là trong
xơng, chuyển các mô mềm qua sự tơng tác với photphat trong xơng và gây
độc. Ta có thể biết thêm là nếu hàm lợng chì trong máu khoảng 0,3 (mg/l) thì
sẽ gây cản trở quá trình sử dụng oxi để oxi hóa glucozo tạo năng lợng sống.

ở nồng độ cao hơn (lớn hơn 0,8 mg) có thể gây bệnh thiếu máu, còn từ 0,5 ữ
0,8 mg gây rối loạn chức năng thận, có thể phá hủy nÃo.
1.6.3. Cadimi
Là chất có độc tính cao. Sự phát thải cadimi có thể từ các ngành công
nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt và đợc tích tụ trong đất, nớc, bùn... hoặc
tham gia vào chuỗi thức ăn nh đồng. Sự gây độc của cadimi cũng có tham
khảo thêm ở mục V.3.
Ngun Quang Tun- §HBK


Luận văn Thạc sĩ khoa học Công nghệ thực phẩm
1.7. Các phơng pháp xác định đồng, chì, cadimi
1.7.1. Các phơng pháp phân tích hóa học [3, 8, 11, 36]
1.7.1.1. Phơng pháp phân tích trọng lợng
Quy trình phân tích bằng phơng pháp này đợc bắt đầu từ việc cân chính
xác một lợng mẫu cần phân tích (nếu mẫu ở trạng thái rắn) rồi chuyển nó về
dạng dung dịch. Nếu mẫu ban đầu ở trạng thái dung dịch thì chỉ cần lấy một
thể tích chính xác rồi kết tủa chất cần phân tích dới dạng hợp chất khó tan.
Sau đó, tiến hành lọc rửa kết tủa, sấy khô tới khối lợng không đổi. Từ khối
lợng không đổi, ngời ta tính đợc hàm lợng chất cần phân tích trong mẫu.
Chúng ta có thể xác định đồng, chì, cadimi dới dạng sau:
+ Với đồng có thể xác định dới dạng cân CuO dạng kết tủa CuS.
+ Với chì có thể xác định dới các d¹ng kÕt tđa PbSO4 hay PbCrO4
+ Víi cadimi cã thĨ đợc xác định dới dạng kết tủa CdS, CdSO4 hoặc
CdNH4PO4 .
Phơng pháp phân tích trọng lợng dễ mắc sai số trong quá trình cân.
Mặt khác, phải khống chế đợc khoảng pH để giữ bền các kết tủa. Bên cạnh
đó, để kết tủa đợc kim loại cần phân tích, ngời ta phải loại trừ đợc các
nguyên tố cùng kết tủa với thuốc thử. Vì những hạn chế trên, phơng pháp này
chỉ đợc sử dụng khi xác định một lợng lớn kim loại phân tích

1.7.1.2. Phơng pháp phân tích thể tích
Đây là phơng pháp phổ biến trong các phơng pháp phân tích hóa học
để xác định nhanh, đơn giản các cation cũng nh các anion. Tuy nhiên,
phơng pháp có độ chọn lọc thấp và nhiều sai số: hoặc dụng cụ (sai số cơ
bản), hoặc do dung dịch chuẩn, hoặc do tay nghềGiới hạn tin cậy của
phơng pháp khoảng 10-3M.
*Với đồng có thể xác định theo hai phơng pháp là chuẩn độ tạo phức
và chuẩn độ oxi hóa khử .

Nguyễn Quang Tuyển- ĐHBK


Luận văn Thạc sĩ khoa học Công nghệ thực phẩm
Đối với phơng pháp chuẩn độ tạo phức ta có thể xác định Cu(II) với chỉ
thị murexit, phản ứng đợc tiến hành trong dung dịch đệm amoniac (pH = 8)
và chuẩn độ bằng dung dịch EDTA đà biết nồng độ. Phản ứng kết thúc khi
dung dịch chuyển từ màu vàng (cỏ úa) sang màu tím hoa cà.
Trớc chuẩn độ :
Cu2+ + 4NH3 ' Cu(NH3)42+ (xanh ®Ëm)
H5In + NH3 ' H4In- + NH4+
Cu(NH3)42+ + H4In- ' Cu(H2In)- + 2NH4+ + 2NH3
(xanh)

(vµng)

Khi chuÈn ®é :
Cu(NH3)42+ + H2Y2- ' CuY2- + 2NH4+ + 2NH3
Cu(H2In)- + H2Y2- ' CuY2- + H4In(vàng)

(tím)

Đối với phơng pháp chuẩn ®é oxi hãa khö dïng Cu2+ oxi hãa Iotthiosunphat. Trong đó, ion Cu2+ phản ứng với I- trong dung dịch CH3COOH để
giải phóng I2. Sau đó I2 đợc chuẩn độ bằng dung dịch Na2S2O3 đà biết trớc
nồng độ, chỉ thị là hồ tinh bột chuyển màu từ xanh đậm sang không màu.
Trớc chuẩn độ :
2Cu2+ + 5 I - ' 2 CuI  + I3Khi chuÈn ®é :
I3- + 2 S2O32- ' S4O62- + 3ICác nguyên tố Fe, Sb, Nb, V ảnh hởng đến phép xác định này. Phản
ứng đợc tiến hành trong môi trờng axit yếu, vì nếu nồng độ axit quá cao thì
Sb, Fe, As ở trạng thái oxi hóa cao có thể oxi hoá I- lên I2. Còn nếu nồng độ
axit nhỏ (pH > 4) thì phản ứng giữa I- và Cu2+ không hoàn toàn và xảy ra rất
chậm. Để loại bỏ sự cản trở của Fe và Mo trong phép chuẩn độ iotthiosunphat, ngời ta thêm một lợng nhỏ NaF hoặc NH4F. Khi mẫu chứa
Nguyễn Quang Tun- §HBK


Luận văn Thạc sĩ khoa học Công nghệ thực phẩm
nhiều Fe và V thì phải tách đồng dới dạng sunfua hoặc Na2S2O3. Khi trong
mẫu có mặt Mn với lợng lớn hơn vài mg thì thêm 1ữ2 ml H2SO4 đặc trớc
khi trung hoà mẫu bằng NH4OH.
Khi sử dụng phơng pháp iot-thiosunphat, nhiệt độ thích hợp thờng nhỏ
hơn 25oC và phải cho chỉ thị hồ tinh bột gần cuối của quá trình chuẩn độ để
tránh hiện tợng hấp phụ I2 lên hồ tinh bột.
*Với chì ta có thể dùng các phơng pháp chuẩn độ tạo phức với EDTA
theo những cách sau:
Chuẩn độ trực tiếp Pb2+ bằng EDTA chỉ thị là ET-00. Do Pb2+ tạo phức
bền với EDTA ở pH trung tính hoặc kiềm. Pb2+ rất dễ bị thủy phân do đó trớc
khi chuẩn độ ta cho Pb2+ tạo phức kém bền với tactrac hoặc trietnolamin.
Dung dịch chuyển từ màu đỏ sang màu xanh.
Chuẩn độ ngợc: cho Pb2+ tác dụng với lợng d chính xác ZnY2- đÃ
biết nồng độ, chỉ thị là ET-00. Phản ứng chuẩn độ kết thúc khi dung dịch
chuyển từ màu đỏ nho sang màu xanh biếc .

Các phản ứng :
Pb2+ + H2Y2- ' PbY2- + 2H+
H2Y2-(d−) + Zn2+ ' ZnY2- + 2H+
ZnInd + H2Y2- ' ZnY2- + H2Ind
(®á nho)

(xanh biếc)

Chuẩn độ thay thế: do (PbY2) > (ZnY2-) trong môi trờng đệm amoni
nên Pb2+ sẽ đẩy Zn2+ ra khỏi ZnY2- một cách định lợng. Chuẩn độ Zn2+ khi
có chỉ thị ET-00. Từ đó xác định đợc lợng Pb2+ .
Các phản øng :
Pb2+ + H2Y2- ' PbY2- + 2H+
ZnInd + H2Y2- ' ZnY2- + H2Ind
(đỏ nho)
Nguyễn Quang Tuyển- ĐHBK

(xanh biếc)


Luận văn Thạc sĩ khoa học Công nghệ thực phẩm
*Với cadimi ta dùng phơng pháp chuẩn độ tạo phức với EDTA ở pH=5,
có chất chỉ thị là xylen da cam (H6F) và dung dịch đệm urotrophin và phản
ứng chuẩn độ kết thúc khi dung dịch chuyển từ màu đỏ sang màu vàng.
Trớc chuẩn độ :
H6F + Cd2+ ' H4FCd + 2H+
(vàng)

(đỏ)

Khi chuẩn độ :
H4FCd + H2Y2- ' CdY2- + H6F
(đỏ)

(vàng)

Giới hạn phát hiện của phơng pháp này là 10-3 ữ 10-4 mol/l. Sai sè nhá
nh−ng ®é chän läc thÊp .
1.7.2. Nhóm phơng pháp phân tích công cụ [14, 23, 29, 33, 34 ]
1.7.2.1. Phơng pháp điện hóa [14, 33, 34 ]
Các phơng pháp phân tích điện hóa là những phơng pháp dựa trên việc
ứng dụng các hiện tợng, 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
trờng giữa các điện cực. Các phơng pháp này đợc chia làm hai nhóm:
Nhóm các phơng pháp ứng dụng các tính chất điện hóa của dung dịch
phân tích nh tính dẫn điện, độ trở kháng Nhóm phơng pháp này cổ ®iĨn,
cã ®é nh¹y thÊp, tÝnh chän läc kÐm.
Nhãm thø hai rất quan trọng bao gồm các phơng pháp dựa trên phản
ứng điện hóa, trong đó phơng pháp von-ampe hòa tan và cực phổ cổ điển
đợc ứng dụng rộng rÃi nhất.
1.7.2.1.1. Phơng pháp cực phổ
Là phơng 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
Nguyễn Quang Tuyển- ĐHBK


Luận văn Thạc sĩ khoa học Công nghệ thực phẩm
giữa cờng độ dòng điện và thế trong quá trình điện phân khi chất phân tích
chuyển đến điện cực chỉ bằng khuyếch tán. Và tín hiệu thu đợc (cờng độ

dòng điện phân) sẽ cho tín hiệu phân tích định lợng vì cờng độ dòng có
quan hệ với nồng độ chất phản ứng ở điện cực.
Có thể dùng dung môi nớc hoặc khác nớc. Khoảng tối u của nồng độ
cho phép đo cực phổ là 10-2 ữ10-4 M. Các dạng khác nhau của phép đo cực phổ
có thể cho phép xác định các nồng độ ở mức n.10-3àg/ml. Thể tích có thể tiến
hành phân tích dung dịch là 1ữ2ml, thậm chí trong một giọt dung dịch (ứng
với sự xác định lợng chất từ một vài miligam tới vài nanogam). Sai số tơng
đối từ 2 ữ 3% (so với các phơng pháp khác). Nói chung đây là phơng pháp
có thể dùng rộng rÃi xác định định tính và định lợng nhiều chất với độ nhạy,
độ chính xác, độ chọn lọc cao một cách nhanh chóng, kinh tế.
Khi tiến hành phơng pháp cực phổ định lợng 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)...
Ví dụ: Xác định Cu bằng phơng pháp này, ngời ta có thể dùng nền
NH3, pyriđin, thioxianat và HCl đặc. Trong môi trờng này Cu2+ bị khử về
Cu+. Sự khử Cu2+ về Cu0 xảy ra trên điện cực giọt Hg treo. Mỗi bậc khử ứng
với một sóng cực phổ riêng. Để xác định Cu ngời ta dùng bớc sóng thứ hai.
Trong các mẫu hỗn hợp, bớc sóng của quá trình khử Cu sẽ bị che phủ bởi
bớc sóng của quá trình khử Fe. Để loại đợc hiện tợng này, cần dùng chất
che là hydroxylamin hoặc chất tạo phức florua để tránh sự khử Fe3+ về Fe2+.
Trong nền chất điện ly trơ NH3 2M - NH4Cl 2M, đồng bị khử đến Cu+ ở
thế bán sóng E1/2= -0,25v và đến Cu0 ở E1/2= -0,5v.
1.7.2.1.2. Phơng pháp von-ampe hòa tan.
Đây là phơng 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 ngợc chiều.

Nguyễn Quang Tuyển- ĐHBK

Luận văn Thạc sĩ khoa học Công nghệ thực phẩm
u điểm nổi bật nhất của phơng pháp này là có độ nhậy cao (10 -8 ữ10-6
M ), xác định đợc nhiều kim loại. Với kỹ thuật hiện đại ngày nay, phơng
pháp này có khả năng phát hiện các nguyên tố đến 10-9M với sai số khoảng
5ữ15%. Nhng nhợc điểm của phơng pháp này là quy trình phân tích phức
tạp đòi hỏi ngời thực hiện phải có kiến thức tơng đối sâu về phân tích điện
hoá mới xử lý đợc đúng từng loại mẫu, đối với từng nguyên tố khác nhau.
Nguyên tắc của phơng 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 15ữ20 giây để đa hệ từ trạng thái
động đến trạng thái tĩnh.
Hoà tan kết tủa đà đợc làm giàu trên điện cực hoạt động bằng cách
phân cực ngợc 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
đợc. Dựa vào pic chuẩn và pic thu đợc sẽ xác định đợc nồng độ các
chất.
Theo các tác giả Lê Lan Anh, Lê Quốc Anh, Từ Vọng Nghi [1] đà điện
phân đồng thời ion : Cu2+, Pb2+, Cd2+ (10-5 ữ 10-7 M) trong nớc tự nhiên bằng
phơng pháp von-ampe hòa tan bằng điện cực màng Hg, nền LiCl hoặc KSCN
và ghi dòng anot hòa tan bằng cực phổ thờng ở thế -1,4 V .
Các tác giả: Trần Thị Thu Nguyệt, Trần Thu Quỳnh, Từ Vọng Nghi [30]
đà xác định đợc Pb2+, Cd2+ trong nớc bằng phơng pháp này dùng bình điện
phân hóa dòng chảy. Dùng nền HCl 0,02 M + KCl 0,1 M + Hg2+ 10-4 M. Thế
điện phân làm giàu là -1,00 V cho việc xác định Cd2+ .
Tóm lại, cả ba ion Cu2+, Pb2+ , Cd2+ đều là đối tợng phân tích đáng tin
cậy trong phơng pháp von-ampe hòa tan.

Nguyễn Quang Tuyển- ĐHBK

Luận văn Thạc sĩ khoa học Công nghệ thực phẩm
1.7.2.2. Phơng pháp quang học [23, 33, 34]
1.7.2.2.1. Phơng pháp trắc quang .
Phơng pháp này dựa vào việc đo độ hấp thụ năng lợng ánh sáng của
một chất xác định ở một vùng phổ nhất định. Trong phơng pháp này các chất
cần phân tích đợc chuyển thành các hợp chất có khả năng hấp thụ các năng
lợng ánh sáng (các phức màu).
Đây là phơng pháp phân tích đợc sử dụng rộng rÃi vì nó đơn giản, tiện
lợi, cho độ nhạy và độ chính xác cao. Giới hạn phát hiện 10-6 ữ10-7M. Với việc
xác định đồng có thể dùng thuốc thử NaDDC dung môi CCl4 cho độ nhạy
0,2ữ0,4 mg/ml. Có thể dùng dung môi CHCl3, cho bớc sóng hấp thụ cực đại
max = 440 nm.
Ngời ta dùng phơng pháp chiết trắc quang để xác định chì, trong CCl4.
Chì đithionat có màu đỏ hấp thụ cực đại ở 520 nm đợc chiết chọn lọc và định
lợng từ dung dịch nớc có chứa lợng d xianua ( là chất che các kim loại
khác). Phơng pháp này cho phép xác định chì ở hàm lợng 0,1 ữ 1,0 mg/l.
Cũng dùng phơng pháp chiết trắc quang với việc xác định cadimi dùng
đithizon. Chiết cadimi đithizonat bằng CCl4 từ môi trờng kiềm mạnh chứa
tactrac. Dung dịch đithizonat của cadimi trong CCl4 có màu đỏ .
Bớc sóng hấp thụ cực đại

max

= 515 nm. Phơng pháp này cho phép

xác định cadimi với hàm lợng 0,01 ữ 0,5 mg/l.
1.7.2.2.2. Phơng pháp phổ phát xạ nguyên tử
Đây là kỹ thuật phân tích đợc ứng dụng rộng rÃi và là một trong những
phơng pháp quan trọng nhất của phép phân tích. Cho phép xác định định tính

và định lợng hàm lợng đa lợng hoặc vi lợng của rất nhiều nguyên tố
(khoảng gần nửa số nguyên tố của bảng HTTH).
Ưu điểm của phơng pháp này là phân tích nhanh, hàng loạt, tốn ít mẫu,
phân tích đợc nhiều nguyên tố trong cùng một mẫu. Phân tích đợc cả những
đối tợng rất xa dựa vào ánh sáng phát xạ của chúng. Cho độ nhạy và độ
Nguyễn Quang Tuyển- ĐHBK


Luận văn Thạc sĩ khoa học Công nghệ thực phẩm
chính xác cao. Độ nhạy cỡ 0,001%. Đặc biệt với kỹ thuật ICP- AES cho độ
nhạy trong phép xác định đồng cỡ 1ppm .
Cần chú ý đến các yếu tố ảnh hởng nh độ nhớt dung dịch, sự phát xạ
của nền, sự chen lấn vạch phổ, sự ion hóa các nguyên tố lạ. Để có thể hạn chế
chúng làm giảm sai số ngời 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 phơ gia cã thÕ ion hãa nhá h¬n thÕ ion hóa của nguyên tố phân tích.
1.7.2.2.3. Phơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử
( Atomic Absorption Spectrophotometry- AAS )
AAS là một trong những phơng pháp hiện đại, đợc áp dụng phổ biến
trong các phòng thí nghiệm phân tích trên thế giới. Phơng pháp này xác định
đợc hầu hết các kim loại trong mọi loại mẫu sau khi đà chuyển hoá chúng về
dạng dung dịch.
Mối quan hệ giữa cờng độ vạch phổ hấp thụ D và nồng độ chất phân
tích Cx đợc thể hiện qua phơng trình:
D = a.Cxb
Khi b=1 thì sự phụ thuộc giữa D và Cx là tuyến tính. Vì thÕ khi mÉu cã
c−êng ®é Dλ n»m trong ®−êng chuÈn, ngời ta sẽ tìm đợc nồng độ Cx của
nó.
GS -TS. Phạm Luận và các cộng sự [24] đà đa ra một phơng pháp để
xác định các kim loại nặng trong n−íc b»ng phÐp ®o F-AAS nh− sau:

Sư dơng kü tht nguyên tử hoá mẫu trong ngọn lửa, tác giả Nguyễn Thị
Minh Thu đà tìm đợc các điều kiện thực nghiệm phù hợp trong việc xác định
đồng:
Vạch phổ hấp thụ 324,7nm

Thế ghi 10mv

Khe ®o 0,5nm

Tèc ®é giÊy 30ml/ph

C−êng ®é ®Ìn 10mA

Tèc độ dòng 5ml/ph

Nguyễn Quang Tuyển- ĐHBK


Luận văn Thạc sĩ khoa học Công nghệ thực phẩm
Chiều cao burer 5cm
Thành phần nền HCl 1%, NH4Ac2%
Khoảng tuyến tính của Cu nằm trong khoảng 0,02 ữ7àg/ml. Sai số của
phép đo là 1,47%.
Cũng áp dụng phơng pháp phổ hấp thụ trong ngọn lửa tác giả công trình
[3], [20] để xác định hàm lợng Cu, Pb, Cd trong nớc bề mặt ở một số sông
hồ khu vực Hà Nội nh: Kim Ngu, Hồ Tây, Thanh Nhàn. Thu đợc kết quả:
Hồ Tây (0,009 mgCu/l; 0,036 mgPb/l; 0,0022 mgCd/l), Kim Ng−u (0,023
mgCu/l; 0,026 mgPb/l; 0,0025 mgCd/l), Thanh Nhµn (0,007 mgCu/l; 0,026
mgPb/l; 0,0024 mgCd/l).
AAS là một phơng pháp phân tích lợng vết chính xác tới hàm lợng

àg/ml. Để phân tích hàm lợng Cu và Zn trong nớc, ngời ta vẫn phải làm
giàu hàm lợng của hai nguyên tố này lên nhiều lần. Vì quá trình làm giàu rất
dễ bị nhiễm bẩn, nên để hạn chế nhợc điểm này, kỹ thuật nguyên tử hoá
không ngọn lửa ra đời cho phép xác định chính xác tới hàm lợng ng/ml. Do
đó, có thể bỏ qua giai đoạn làm giàu mẫu. ứng dụng phơng pháp phổ hấp thụ
nguyên tử không ngọn lửa trong hệ lò graphit (ETA-AAS), các tác giả [19]
đà tiến hành xác định Cu, Zn trong nớc biển theo quy trình sau: đầu tiên, cho
Cu và Zn tạo phức với ADPC (amonium pyrilidine dithio cacbamat) và chiÕt
chóng ra khái matrix n−íc biĨn b»ng MIBK (metyl iso butyl xeton) sau đó đo
bằng phơng pháp EAT-AAS. Sai số tơng đối 16%, độ chính xác cỡ ppb.
Các tác giả Serife Tahalioghi Senol Kartal và Katif Elci đà tiến hành xác định
lợng vết kim loại nặng trong nớc hồ bằng phơng pháp phổ hấp thụ nguyên
tử sau khi làm giàu trên nhựa Amberlit XAD - 16, giới hạn phát hiện của
phơng pháp 0,007 àg/ml đối với Cu; 0,002 àg/ml đối với Cd; 0,022 àg/ml
đối với Cd. Sai số của phép xác định là 1,3 - 2,4 %.
Sử dụng kỹ thuật EAT-AAS để xác định Cu khi có mặt Co và Ni, tác giả
N.S.Mcintyre, M.G.Cook và D.G.Boose đà thay thế sợi đốt graphit bằng Mo
hoặc Ta và đà hạn chế hầu nh hoàn toàn sự tơng tác của các cation với nhau
Ngun Quang Tun- §HBK