Xác định, đánh giá hàm lượng một số kim loại nặng trong mẫu mực tại chợ đồng hới tp đồng hới quảng bình bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử

TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH
KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN


TRẦN THỊ KIM NHUNG

XÁC ĐỊNH, ĐÁNH GIÁ HÀM LƢỢNG MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG
MẪU MỰC TẠI CHỢ ĐỒNG HỚI – TP. ĐỒNG HỚI –
QUẢNG BÌNH BẰNG PHƢƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH: SƢ PHẠM HÓA HỌC
Hệ đào tạo: Chính quy
Khóa học: 2013 – 2017

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
THS. TRẦN ĐỨC SỸ

Quảng Bình, năm 2017


LỜI CẢM ƠN
Trƣớc hết, em muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến thầy ThS. Trần Đức Sỹ,
ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp,
đồng thời đã bổ sung nhiều kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm cho em trong hoạt
động nghiên cứu khoa học.
Em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến qúy thầy cô trƣờng Đại học Quảng Bình,
đặc biệt là qúy thầy cô bộ môn Hóa học, khoa Khoa học Tự nhiên đã giảng dạy và
giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và tạo mọi điều kiện thuận lợi về
cơ sở vật chất cũng nhƣ thời gian để giúp em hoàn thành bài khóa luận này.
Em xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ và nhân viên Trung tâm Kỹ Đo lƣờng

Thử nghiệm – Chi cục tiêu chuẩn đo lƣờng – chất lƣợng tỉnh Quảng Bình đã tạo điều
kiện thuận lợi và giúp đỡ em trong quá trình thực hiện khóa luận.
Đồng thời, em cũng xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, tập thể lớp ĐHSP
Hóa K55 đã động viên và giúp đỡ em trong quá trình học tập và hoàn thành khóa luận
này.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất, song
do điều kiện thực tế cũng nhƣ hạn chế về mặt kiến thức và kinh nghiệm nên có thể có
những sai sót mà bản thân em chƣa nhìn thất đƣợc, rất mong nhận đƣợc sự đóng góp ý
niếntừ qúy thầy cô và các bạn để khóa luận của em hoàn chỉnh hơn.
Trân trọng cảm ơn!
Quảng Bình, ngày tháng 5 năm 2017
Sinh viên

Trần Thị Kim Nhung

i


LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong bài khóa luận này là hoàn
toàn trung thực. Đây là công trình nghiên cứu của chính em thực hiện dƣới sự hƣớng
dẫn của ThS. Trần Đức Sỹ.
Chúng tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về nội dung khoa học của công trình
này.

Quảng Bình, tháng 5 năm 2017

Tác giả

Trần Thị Kim Nhung

ii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ i
LỜI CAM ĐOAN.................................................................................................. ii
MỤC LỤC ............................................................................................................ iii
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................ vi
DANH MỤC HÌNH ............................................................................................ vii
MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ................................................................................. 3
1.1. Tổng quan về mực .................................................................................................... 3
1.2. Độc tính của các kim loại nặng ................................................................................ 3
1.3. Giới thiệu chung về chì và asen................................................................................ 6
1.3.1. Nguyên tố chì ........................................................................................................6
1.3.2. Nguyên tố asen ......................................................................................................9
1.4. Các phƣơng pháp định lƣợng Asen, Chì ................................................................ 12
1.4.1. Phƣơng pháp phân tích thể tích ...........................................................................12
1.4.2. Nhóm phƣơng pháp phân tích công cụ ................................................................13
1.4.3. Phƣơng pháp quang phổ ......................................................................................13
1.5. Phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) .......................................................... 15
1.5.1. Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử ....................................................................15
1.5.2. Nguyên tắc của phƣơng pháp ..............................................................................15
1.5.3. Phép định lƣợng của phƣơng pháp ......................................................................17
1.5.4. Ƣu, nhƣợc điểm của phƣơng pháp ......................................................................18
1.5.5. Các nĩ thuật nguyên tử hóa mẫu ..........................................................................19
1.6. Các yếu tố ảnh hƣởng trong phép đo AAS ............................................................. 21
1.7. Một số phƣơng pháp xử lí mẫu............................................................................... 21
1.7.1. Phƣơng pháp xử lí ƣớt (bằng axit có tính oxi hóa mạnh) ....................................21

1.7.2. Phƣơng pháp xử lí khô ........................................................................................22
1.8. Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) ............................................................. 23
2.1. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................... 25
2.1.1. Phƣơng pháp nghiên cứu .....................................................................................25

iii


2.1.2. Nội dung nghiên cứu ...........................................................................................25
2.2. HÓA CHẤT, THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ ................................................................ 25
2.2.1. Hóa chất ...............................................................................................................25
2.2.2. Thiết bị và dụng cụ ..............................................................................................25
2.3. THỰC NGHIỆM .................................................................................................... 25
2.3.1. Lấy mẫu, xử lí và bảo quản mẫu .........................................................................25

2.3.2. Cách tiến hành .....................................................................................................27
2.3.3. Các điều kiện đo AAS xác định chì và asen ........................................................28
2.3.4. Phƣơng pháp định lƣợng .....................................................................................28
2.3.5. Xử lí số liệu thực nghiệm ....................................................................................28

CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN ......................... 32
3.1. Xây dựng đƣờng chuẩn trong phép đo chì, asen .................................................... 32
3.1.1. Xây dựng đƣờng chuẩn trong phép đo chì ..........................................................32

3.1.2. Xây dựng đƣờng chuẩn của phép đo asen ...........................................................32
3.2. Đánh giá phƣơng trình đƣờng chuẩn của phép đo chì, asen .................................. 33
3.2.1. Đánh giá phƣơng trình đƣờng chuẩn của phép đo chì ........................................33
3.2.2. Đánh giá phƣơng trình đƣờng chuẩn của phép đo asen ......................................35
3.3. Xác định hàm lƣợng chì, asen trong mực ............................................................... 35
3.4. So sánh nồng độ chì, asen trong các mẫu mực ....................................................... 39

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 42
A. Kết luận ..................................................................................................................... 42
B. Kiến nghị ................................................................................................................... 42

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 43
PHỤ LỤC ............................................................................................................ 45

iv


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

STT

Tiếng việt

Viết tắt

1

Chì

Pb

2

Asen

As

3

Sắt

Fe

4

Đồng

Cu

5

Mangan

Mn

6

Crom

Cr

7

Giới hạn phát hiện

LOD

8

Giới hạn định lƣợng

LOQ

9

Phần triệu

ppm

10

Phần tỉ

ppb

11

Quang phổ hấp thụ nguyên tử

AAS

12

Phƣơng pháp phổ phát xạ nguyên tử

AES

13

Quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa

14

Quang phổ hấp thụ nguyên tử lò graphite

15

Không phát hiện

F-AAS
GF-AAS
KPH

v


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Một số thông số vật lí của chì .........................................................................7
Bảng 1.2. Một số thông số vật lí của Asen ......................................................................9
Bảng 2.1. Thời gian lấy mẫu và kí hiệu các mẫu mực ..................................................26
Bảng 2.2. Khối lƣợng mẫu ............................................................................................27
Bảng 3.1. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào nồng độ chì ...........................................32
Bảng 3.2. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào nồng độ asen ........................................33
Bảng 3.3. Kết quả phân tích hồi quy tuyến tính đối với phƣơng trình đƣờng chuẩn của
chì ..................................................................................................................................34
Bảng 3.4. Kết quả phân tích hồi quy tuyến tính đối với phƣơng trình đƣờng chuẩn của

asen ................................................................................................................................35
Bảng 3.5: Kết quả phân tích hàm lƣợng chì trong các mẫu mực ..................................36
Bảng 3.7. Kết quả đo F-AAS đối với nguyên tố chì .....................................................37
Bảng 3.8. Kết quả đo GF-AAS đối với nguyên tố asen ................................................38
Bảng 3.9. Hàm lƣợng của chì và asen ...........................................................................38

vi


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Máy hấp thụ nguyên tử AAS .........................................................................23
Hình 3.1. Quy trình xử lí mẫu và phân tích kim loại nặng trong mực ..........................27
Hình 3.1. Phƣơng trình đƣờng chuẩn xác định chì........................................................32
Hình 3.2. Phƣơng trình đƣờng chuẩn xác định asen .....................................................33
Hình 3.3. Phƣơng trình đƣờng chuẩn xác định chì........................................................35
Hình 3.4. Kết quả nồng độ (𝜇𝑔/𝑙) của asen trong các mẫu mực .................................40

vii


MỞ ĐẦU
Từ lâu, nhiều nguyên tố kim loại đã đƣợc biết đến là có vai trò cực kì quan trọng
đối với cơ thể sống và con ngƣời nhƣ sắt, đồng, kẽm, mangan, canxi, ... Các nhà khoa
học đã chỉ ra rằng đồng là nguyên tố vi lƣợng rất cần thiết cho cơ thể con ngƣời, có
nhiều vai trò sinh lí, nó tham gia vào quá trình tạo hồng cầu, bạch cầu và là thành phần
của nhiều enzym. Sắt là nguyên liệu tổng hợp nên hemoglobin, chất có mặt trong tế
bào hồng cầu và làm cho hồng cầu có màu đỏ, có vai trò vận chuyển oxi trong máu
đến các mô của cơ thể, ... Tuy nhiên nếu hàm lƣợng các nguyên tố kim loại tích tụ
trong cơ thể lớn hơn mức cho phép thì nó sẽ gây độc hại cho cơ thể. Sự thiếu hụt hay
mất cân bằng của nhiều kim loại vi lƣợng trong các bộ phận của cơ thể nhƣ gan, tóc,

máu, huyết thanh ... là những nguyên nhân hay dấu hiệu của bệnh tật, ốm đau hay suy
dinh dƣỡng và có thể gây tử vong. Cũng với nguyên tố đồng, nếu nồng độ cao hơn
mức cho phép thì sẽ gây bệnh cho con ngƣời do đồng lắng đọng trong gan, thận, não
và từ đó sẽ gây ra các bệnh về thần kinh schizophrenia. Thậm chí đối với một số kim
loại ngƣời ta mới chỉ biết đến tác động độc hại của chúng đối với cơ thể.
Kim loại nặng xâm nhập vào cơ thể con ngƣời chủ yếu thông qua đƣờng tiêu hóa
và hô hấp. Tuy nhiên cùng với mức độ phát triển của công nghiệp và sự đô thị hóa,
hiện nay môi trƣờng chúng ta đang bị ô nhiễm trầm trọng. Các nguồn thải kim loại
nặng từ các khu công nghiệp vào nhông nhí, nƣớc, đất, vào thực phẩm rồi xâm nhập
vào cơ thể con ngƣời qua đƣờng ăn uống, hít thở dẫn đến sự nhiễm độc. Tình trạng
tràn dầu hay xả thải trái phép trực tiếp ra môi trƣờng biển của các nhà máy, xí nghiệp
đã và đang đe dọa trực tiếp tới môi trƣờng biển, làm cho nguồn hải sản đang bị đe dọa
nghiêm trọng, hàm lƣợng kim loại nặng nhƣ chì, thủy ngân, niken, cadimi … ở mức
nhá cao. Đặc biệt tình trạng xả thải làm hải sản chết hàng loạt gây xôn xao dƣ luận
thời gian qua của một số nhà máy dọc các tỉnh miền Trung. Do đó việc nghiên cứu,
phân tích các kim loại nặng trong môi trƣờng sống, trong thực phẩm và tác động của
chúng tới cơ thể con ngƣời nhằm đề ra biện pháp tối ƣu để bảo vệ và chăm sóc sức
khỏe cộng đồng là việc vô cùng cần thiết. Nhu cầu thực phẩm sạch, đảm bảo sức khỏe
đã trở thành nhu cầu thiết yếu, cấp bách và đƣợc toàn xã hội quan tâm. Ở Việt Nam đã
1


có một số nghiên cứu xác định kim loại nặng trong thực phẩm nhƣ đề tài : ``Phân tích,
đánh giá hàm lƣợng đồng và mangan trong tôm thẻ chân trắng nuôi ở khu vực xã
Trung Trạch huyện Bố Trạch tỉnh Quảng Bình``, `` Phân tích và đánh giá hàm lƣợng
sắt trong hàu ở khu vực sông Nhật Lệ, thị trấn Quán Hàu- Quảng Bình``,…
Quảng Bình có đƣờng bờ biển dài 116 km, với 5 cửa sông lớn. Thềm lục địa rộng
gấp 2,6 lần diện tích đất liền, tạo thành một ngƣ trƣờng rộng lớn, với trữ lƣợng 10 vạn
tấn hải sản, khoảng 1.650 loài, trong đó nhiều loài quý hiếm nhƣ tôm hùm, tôm sú,
mực ống, mực nang, san hô ... Đặc biệt ở Quảng Bình có nghề câu mực, bẫy mực khá

nổi tiếng đƣợc du khách trong và ngoài tỉnh rất quan tâm, không chỉ vì sự độc đáo
trong cách đánh bắt mà còn vì lợi ích của mực đối với sức khỏe con ngƣời. Theo các
chuyên gia, mực chứa một nguồn phong phú protein, axit omega-3, đồng, kẽm,
vitamin B và iốt. Chất đồng chứa trong mực ống đƣợc chứng minh có tác dụng tốt cho
sự hấp thu dinh dƣỡng của cơ thể, lƣu trữ và chuyển hóa sắt, hình thành hồng cầu. Tuy
nhiên, thực tế về tình trạng ô nhiễm môi trƣờng biển thời gian qua buộc chúng ta phải
đặt câu hỏi: `` Mực có bị nhiễm kim loại nặng hay không?``
Dựa trên những thực tế đó, em chọn đề tài `` Xác định, đánh giá hàm lƣợng
một số kim loại nặng trong mẫu mực tại chợ Đồng Hới – TP. Đồng Hới – Quảng
Bình bằng phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử`` làm khóa luận tốt nghiệp của
mình.

2


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về mực [20], [23]
Mực là loại động vật ở biển, thân mềm, có mai, đầu có mƣời tua, bụng chứa một
túi đựng chất nƣớc màu đen. Loài mực ở nƣớc ta gồm 4 bộ khác nhau bao gồm bộ
Mực Ống, bộ Mực Lá, bộ Mực Nang, bộ Mực Ma (Mực Xà) [20]. Đa số mực ống sống
ở độ sâu <100m nƣớc, tập trung nhiều nhất ở vùng nƣớc khoảng 30-50m. Ngoài ra một
số loài thƣờng sống ở các vùng biển nhơi với độ sâu >100m nƣớc. Mực là động vật
nhạy cảm với biến đổi của điều kiện thủy văn, thời tiết, ánh sáng nên có sự di chuyển
theo mùa, ngày và đêm. Nhìn chung ban ngày, do lớp nƣớc bề mặt bị ánh sáng mặt trời
hun nóng, làm nhiệt độ nƣớc tăng lên nên mực thƣờng lặn xuống dƣới đáy hoặc lớp
nƣớc tầng dƣới. Ban đêm, nhi nhiệt độ nƣớc bề mặt giảm đi, các quần thể mực lại di
chuyển từ lớp nƣớc tầng đáy lên tầng mặt.
Trong các tháng mùa khô (tháng 12 - tháng 3 năm sau), mực di chuyển đến các
vùng nƣớc nông hơn, độ sâu <30m. Trong các tháng mùa mƣa (tháng 6 – tháng 9),
mực di chuyển đến các vùng nƣớc sâu 30 - 50m.

Mực đƣợc khai thác quanh năm, tuy nhiên cũng có 2 vụ chính: Vụ Bắc (tháng 12
- tháng 4) và vụ Nam (tháng 6 – tháng 9).
Các loài nghề nhai thác mực ống nết hợp ánh sáng nhƣ nghề câu mực, nghề vó,
chụp mực. Lợi dụng tính hƣớng quang dƣơng của mực ống, ta đƣa nguồn ánh sang mạnh
xuống dƣới nƣớc, dễ dàng nhận thấy quần thể mực tập trung rất đông trong quầng ánh
sáng đó. Do đó, ở Việt nam cũng nhƣ các nƣớc nhác đều sử dụng các phƣơng pháp nhai
thác nết hợp ánh sáng.
Sản lƣợng khai thác mực ống trên toàn vùng biển Việt nam hằng năm nhoảng
24.000 tấn, trong đó vùng biển miền Nam có sản lƣợng cao nhất là khoảng trên 16.000
tấn (chiếm 70%), vịnh Bắc Bộ chiếm sản lƣợng lớn thứ nhì, khoảng 5000 tấn (20%),
còn biển miền Trung có sản lƣợng thấp nhất khoảng 2.500 tấn (10%).
Trong nhóa luận này, em sẽ tập trung phân tích hai loại mực đƣợc bán phổ biến ở
chợ Đồng Hới đó là mực ống và mực cơm (mực sữa).
1.2. Độc tính của các kim loại nặng [6], [ 8], [21]
3


Kim loại nặng phân bố rộng rãi trên vỏ trái đất. Chúng đƣợc phong hóa từ các
dạng đất đá tự nhiên, tồn tại trong môi trƣờng dƣới dạng bụi hay hòa tan trong nƣớc
sông hồ, nƣớc biển, lắng trong trầm tích. Trong vòng hai thế kỉ qua, các kim loại nặng
đƣợc thải ra từ các hoạt động của con ngƣời nhƣ: Hoạt động sản xuất công nghiệp
(khai khoáng, giao thông, chế biến quặng kim loại,..), nƣớc thải sinh hoạt, hoạt động
sản xuất nông nghiệp (hóa chất bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu diệt cỏ)…đã nhiến cho
hàm lƣợng kim loại nặng trong môi trƣờng tăng lên đáng nể.
Một số kim loại nặng rất cần thiết cho cơ thể sống và con ngƣời. Chúng là các
nguyên tố vi lƣợng không thể thiếu, sự mất cân bằng này có ảnh hƣởng trực tiếp tới
sức khỏe con ngƣời. Sắt giúp ngừa bệnh thiếu máu, kẽm là tác nhân quan trọng trong
hơn 100 loại enzyme. Trên nhãn các lọ thuốc vitamin, thuốc bổ xung khoáng chất
thƣờng có Cr, Cu, Fe, Mn, Mg, K chúng có hàm lƣợng thấp và đƣợc biết đến nhƣ
lƣợng vết. Lƣợng nhỏ các kim loại này có trong khẩu phần ăn của con ngƣời vì chúng

là thành phần quan trọng trong các phân tử sinh học nhƣ hemoglobin và hợp chất sinh
hóa cần thiết nhác. Nhƣng nếu cơ thể hấp thụ một lƣợng lớn các kim loại này, chúng
có thể gây rối loạn quá trình sinh lí, gây độc cho cơ thể hoặc làm mất tính năng của các
kim loại khác [6].
Kim loại nặng có độc tính là kim loại có tỉ trọng ít nhất lớn gấp 5 lần tỉ trọng của
nƣớc. Chúng là kim loại bền (nhông tham gia vào quá trình ion hóa trong cơ thể) và có
tính tích tụ sinh học (chuyển tiếp trong chuỗi thức ăn và đi vào cơ thể ngƣời). Các kim
loại này bao gồm: Hg, Ni, Pb, As, Cd, Al, Pt, Cu, Cr, Mn … Các kim loại nặng khi
xâm nhập vào cơ thể sinh vật sẽ gây độc tính.
Các kim loại nặng xâm nhập vào cơ thể ngƣời qua đƣờng hô hấp, thức ăn hay
hấp thụ qua da đƣợc tích tụ trong các mô theo thời gian sẽ đạt tới hàm lƣợng gây độc.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, kim loại nặng có thể gây rối loạn hành vi của con ngƣời
do tác động trực tiếp đến chức năng tƣ duy và thần ninh. Gây độc cho các cơ quan
trong cơ thể nhƣ máu, gan, thận, cơ quan sản xuất hoocmon, cơ quan sinh sản, hệ thần
kinh gây rối loạn chức năng sinh hóa trong cơ thể do đó làm tăng nhả năng bị dị ứng,
biến đổi gen. Các kim loại nặng còn làm tăng độ axit trong máu, cơ thể sẽ rút cạn
4


canxi từ xƣơng để duy trì pH thích hợp trong máu dẫn đến loãng xƣơng. Các nghiên
cứu mới đây đã chỉ ra rằng hàm lƣợng nhỏ các kim loại nặng có thể gây độc hại cho
sức khỏe con ngƣời nhƣng chúng gây hậu quả khác nhau trên những con ngƣời cụ thể
khác nhau.
Độc tính của kim loại nặng chủ yếu do chúng có thể sinh ra các gốc tự do, đó là
các phần tử mất cân bằng năng lƣợng, chứa những điện tử không cặp đôi chúng chiếm
điện tử từ các phân tử nhác để lặp lại sự cân bằng của chúng.
Các gốc tự do tồn tại tự nhiên khi các phân tử của tế bào phản ứng với oxi (bị oxi
hóa) nhƣng nhi có mặt các kim loại nặng – tác nhân cản trở quá trình oxi hóa, sẽ sinh
ra các gốc tự do vô tổ chức, không kiểm soát đƣợc,. Các gốc tự do này phá hủy các mô
trong toàn bộ cơ thể gây ra nhiều bệnh tật [16].

Trong phạm vi bài khóa luận này, em chỉ đề cập đến độc tính của hai kim loại chì,
asen trong số các kim loại thuộc chƣơng trình nghiên cứu đánh giá môi trƣờng của EU
(2001) cũng nhƣ nhiều quốc gia khác trên thế giới.
 Độc tính của chì (Pb)
Trong sản xuất công nghiệp chì có vai trò quan trọng, nhƣng đối với cơ thể thì
chƣa chứng minh đƣợc chì có vai trò tích cực gì. Song độc tính của chì và các hợp chất
của nó đối với cơ thể ngƣời và cơ thể động vật thì quá rõ. Không nhí, nƣớc và thực
phẩm bị nhiễm chì đều rất nguy hiểm cho con ngƣời, nhất là trẻ em đang phát triển.
Chì có tác dụng âm tính lên sự phát triển bộ não của trẻ em, ức chế mọi hoạt động của
các enzim, không chỉ ở não mà còn ở các bộ phận tạo máu, nó là tác nhân phá hủy
hồng cầu.
Khi hàm lƣợng chì trong máu khoảng 0,3 ppm thì nó ngăn cản quá trình sử dụng
oxi để oxi hóa glucoza tạo ra năng lƣợng cho quá trình sống, do đó làm cho cơ thể mệt
mỏi. Ở nồng độ cao hơn (> 0,8 ppm) có thể gây thiếu máu do thiếu hemoglobin. Hàm
lƣợng chì trong máu nằm trong khoảng (> 0,5 - 0,8ppm) gây ra sự rối loạn chức năng
của thận, phá hủy não. Xƣơng là nơi tang trữ, tích tụ chì trong cơ thể, ở đó chì tƣơng
tác với photphat trong xƣơng rồi truyền vào các mô mềm của cơ thể và thể hiện độc
tính của nó.
5


Vì thế, tốt nhất là tránh những nơi có chì ở bất kì dạng nào, đồng thời trong dinh
dƣỡng chú ý dùng các thực phẩm không có chì hoặc hàm lƣợng chì nằm dƣới mức cho
phép và có đủ Ca, Mg để hạn chế tác động của chì. Dù chúng ta không muốn nhƣng
vẫn luôn có một lƣợng chì rất nhỏ nhất định vẫn thâm nhập vào cơ thể chúng ta qua
đƣờng ăn uống, hít thở, hay việc sử dụng mĩ phẩm kém chất lƣợng. Vì thế, nên uống
sữa, ăn nhiều rau xanh, các loại đồ uống và thực phẩm giàu vitamin B1 và vitamin C
có lợi cho việc chống lại và hạn chế ảnh hƣởng của Pb đối với cơ thể.
 Độc tính của Asen
Asen đƣợc quy định là chất độc hại bảng A, tổ chức nghiên cứu ung thƣ thế giới

IARC đã xếp Asen vào nhóm các chất gây ung thƣ cho con ngƣời. Nhiễm độc Asen
gây ung thƣ da, làm tổn thƣơng gan, gây bệnh dạ dày, bệnh ngoài da, bệnh tim mạch.
Asen xâm nhập vào cơ thể qua hai con đƣờng:
- Đƣờng tiêu hóa: Nhận đƣợc chủ yếu thông qua thực phẩm mà nhiều nhất là đồ
biển, động vật nhuyễn thể. Hoặc do tiếp xúc với thuốc bảo vệ thực vật, hóa chất,
thuốc, nƣớc uống có hàm lƣợng Asen cao…
- Đƣờng hô hấp: Asen lắng đọng trong không khí gây tác hại trực tiếp cho con
ngƣời qua đƣờng hô hấp.
Ngoài ra Asen còn xâm nhập vào cơ thể ngƣời qua tiếp xúc với da. Asen ở trạng
thái tồn tại nhác nhau thì cũng nhác nhau về độc tính đối với sức khỏe con ngƣời. Hàm
lƣợng Asen 0,01 mg/kg có thể gây chết ngƣời. Các hợp chất As(III) có độc tính mạnh
nhất (thƣờng gọi là thạch tín). Khi xâm nhập vào cơ thể As(III) sẽ kết hợp với các
nhóm –SH của enzim trong ngƣời làm mất hoạt tính của chúng.
1.3. Giới thiệu chung về chì và asen
1.3.1. Nguyên tố chì [2], [7], [17]
Chì là nguyên tố kim loại nặng phổ biến trên vỏ trái đất. Có tên Latinh là
Plumbum. Là nguyên tố thuộc nhóm IVA, chu kì 6, số thứ tự 82 trong bảng tuần hoàn
các nguyên tố hóa học. Chì là nguyên tố đƣợc con ngƣời phát hiện khá sớm cách đây
khoảng 6000 năm.
Chì trong tự nhiên có mặt trong hơn 170 nhoáng vật. Nó nằm chủ yếu trong
6


khoáng Galen (PbS), cerudute (PbCO3), Anglesite (PbSO4) và pyromorphite
[PbCl(PO4)3]… Chiếm 1,6.10-3% khối lƣợng vỏ trái đất.
 Tính chất vật lí:
Chì là kim loại mềm, tƣơng đối dễ kéo dài, có khối lƣợng riêng nặng hơn các nim
loại khác ( trừ vàng và thủy ngân ).
Chì có màu xám, có ánh kim trên bề mặt cắt, nhƣng ánh nim nhanh chóng mờ
dần nhi để trong không khí ẩm.

Bảng 1.1. Một số thông số vật lí của chì
[Xe]4f145d106s26p2

Cấu hình electron
Năng lƣợng ion hóa (eV)
I1

7,42

I2

15,03

I3

32,0

I4

42,3

Nhiệt độ nóng chảy

3270C

Nhiệt độ sôi

17370C

Bán kính nguyên tử

146 pm

 Tính chất hóa học
Nhìn chung, chì là kim loại tƣơng đối hoạt động về mặt hóa học:
- Chì bị oxi hóa tạo thành lớp oxit màu xám xanh bao bọc trên mặt bảo vệ cho
chì không tiếp tục bị oxi hóa nữa.
2Pb+ O2 →2PbO

(I.1)

- Tƣơng tác đƣợc với các halogen và nhiều nguyên tố không kim loại khác.
2Pb+X2 →2PbX

(I.2)

- Khi tác dụng với nƣớc chì tách dần màng oxit bao bọc bên ngoài và tiếp tục tác
dụng.
- Chì chỉ tƣơng tác trên bề mặt với dung dịch axit clohidric loãng và axit sunfuric
dƣới 80% vì bị bao bọc bởi lớp muối khó tan ( PbCl2, PbSO4) . Nhƣng với dung dịch
đậm đặc hơn của các axit đó, chì có thể tan vì muối khó tan của lớp bảo vệ đã chuyển
7


thành hợp chất tan.
PbCl2 + 2HCl → H2 PbCl4

(I.3)

PbSO4 + H2 SO4 →Pb(HSO4 )2

(I.4)

- Với axit nitric ở bất kì nồng độ nào, chì tƣơng tác nhƣ một kim loại
3Pb+8HNO3 (l) → 3Pb(NO3 )2 + 2NO+ 4H2 O

(I.5)

- Khi có mặt của oxi có thể tƣơng tác với nƣớc
2Pb+ 2H2 O + O2 → 2Pb(OH)2

(I.6)

- Có thể tan trong axit axetic và các axit hữu cơ nhác.
2Pb+4CH3 COOH+ O2 →2Pb(CH3 COO)2 + 2H2 O

(I.7)

 Các hợp chất của chì
Chì tạo thành hai oxit đơn giản là PbO và PbO2 và hai oxit hỗn hợp là chì
metaplombat Pb2O3 (hay PbO.PbO2), chì ortholombat Pb3O4 (hay 2PbO.PbO2)
PbO là chất rắn, có hai dạng: PbO có màu đỏ và PbO có màu vàng. PbO tan ít
trong nƣớc nên Pb có thể tƣơng tác với nƣớc khi có mặt oxi. PbO tan trong axit và tan
trong kiềm mạnh.
PbO2 là chất rắn màu nâu đen, có tính lƣỡng tính những tan trong kiềm dễ dàng
hơn trong axit. Khi đun nóng PbO2 mất dần oxi biến thành các oxit, trong đó chì có số
oxi hóa thấp hơn: Pb2O3 (vàng đỏ), Pb3O4 (đỏ), PbO (vàng).
Lợi dụng khả năng oxi hóa mạnh của PbO2ngƣời ta chế ra acquy chì.
Chì ortholombat (Pb3O4) hay còn gọi là minium là hợp chất của Pb có các số oxi
hóa +2, +4. Nó là chất bột màu đỏ da cam, đƣợc dùng chủ yếu là để sản xuất thủy tinh

pha lê, men đồ sứ và đồ sắt, làm chất màu cho sơn (sơn trang trí và sơn bảo vệ cho kim
loại không bị rỉ).
Pb(OH)2 là chất kết tủa màu trắng. Khi đun nóng chúng dễ mất nƣớc biến thành
oxit PbO.
Pb(OH)2 cũng là chất lƣỡng tính.
Khi tan trong axit, nó tạo thành muối của cation Pb2+:
Pb(OH)2 + 2HCl → PbCl2 + 2H2O
Khi tan trong dung dịch kiềm mạnh, nó tạo thành muối hidroxoplombit:
8

(I.8)


Pb(OH)2 +2KOH → K2[Pb(OH)4]

(I.9)

Muối hidroxoplombit dễ tan trong nƣớc và bị thủy phân mạnh nên chỉ bền trong
dung dịch kiềm dƣ.
Pb tạo nên đihalogenua với tất cả các halogen. Hầu hết các đihidrohalogenua đều
là chất rắn không màu, trừ PbI2 màu vàng.
Các đihidrohalogenua của Pb tƣơng đối bền. Chì đihidrohalogenua tan ít trong
nƣớc lạnh nhƣng tan nhiều trong nƣớc nóng.
Tất cả các đihidrohalogenua có thể kết hợp với halogen của kim loại kiềm MX
tạo thành hợp chất phức kiểu M2[PbX4]. Sự tạo phức này giải thích khả năng dễ hòa
tan của chì đihalogenua trong dung dịch đậm đặc của axit halogenhidric và muối của
chúng.
PbI2 + 2KI → K2[PbI4]

(I.10)

PbCl2 + 2HCl → H2[PbCl4]

(I.11)

1.3.2. Nguyên tố asen [8], [23]
Asen hay còn gọi là thạch tín, một nguyên tố hóa học có kí hiệu As và số hiệu
nguyên tử là 33. Asen lần đầu tiên đƣợc Albertus Magnus (Đức) viết về nó năm 1250.
Một số thông tin vật lí của Asen trình bày trong bảng 1.2
Bảng 1.2. Một số thông số vật lí của Asen
74,29 g.mol-1
3,5
6150C
8140C
34,76 kJ/mol
24,44 kJ/mol
100 k Pa tại 874K
328,88 J/(kg.K)
[Ar]3d104s24p3
3×106 m
50,2 W/(m.K)
947 kJ.mol-1
1798 kJ. mol-1
-0,3V

Khối lƣợng nguyên tử
Độ cứng
Điểm nóng chảy
Điểm sôi
Nhiệt bay hơi

Nhiệt nóng chảy
Áp suất hơi
Nhiệt dung riêng
Lớp vỏ điện tử
Độ dẫn điện
Độ dẫn nhiệt
Năng lƣợng ion hóa thứ nhất
Năng lƣợng ion hóa thứ hai
Thế tiêu chuẩn (As3+/As)
9


Asen là một á nim gây độc mạnh, có hai dạng thù hình là dạng kim loại và dạng
không kim loại. Dạng không kim loại của asen nhi làm ngƣng tụ dạng hơi, đó là chất
rắn màu vàng đƣợc gọi là asen vàng, tan trong dung dịch CS2. Ở nhiệt độ thƣờng, asen
vàng dƣới tác dụng của ánh sáng nó chuyển nhanh sang dạng kim loại.
Asen dạng kim loại có màu xám bạc kim loại, có cấu trúc giống phốt pho đen,
dẫn điện, dẫn nhiệt nhƣng rất giòn, kết tinh dạng tinh thể dễ nghiền thành bột, không
tan trong CS2.
 Tính chất hóa học của Asen
Asen là một nguyên tố bán kim loại, có tính chất giống với tính chất của á kim,
cấu hình lớp vỏ điện tử hóa trị của asen là 4s24p3, trong cấu hình điện tử của asen có sự
tham gia của obital d, vì vậy có khả năng mở rộng vỏ hóa trị.
Trong các hợp chất asen có ba giá trị số oxi hóa -3, +3,+5 trong đó số oxi hóa -3
đặc trƣng cho asen, asen bền trong nhông nhí nhô, nhƣng bề mặt bị oxi hóa dần trong
không khí ẩm thành lớp xỉn màu đồng cuối cùng thành màu đen bao quanh nguyên tố.
Khi đun nóng trong nhông nhí, asen bắt cháy tạo thành Asen trioxit – thực tế là
tetraasen hexaoxit As4O6, đun nóng trong oxi tạo asen pentoxit – thực tế là tetraasen
đecaoxit As4O10 và As4O6.
Asen không phản ứng với nƣớc trong điều kiện thiếu không khí hoặc trong điều

kiện thƣờng.
Ở dang bột nhỏ, Asen bốc cháy trong khí clo tạo thành triclorua:
2As + 3Cl2→ 2AsCl3

(I.12)

Khi đun nóng Asen cũng tƣơng tác với brom, iot, lƣu huỳnh. Asen đƣợc điều chế
nhƣ nim loại, khi khử oxit của chúng bằng cacbon hay hidro sẽ cho phản ứng asen kim
loại. Khi đun nóng asen trong nhông nhí, Asen cháy tạo thành oxit, ngọn lửa màu xanh
là As2O3. Nó không tác dụng với axit nhông có tính oxi hóa, nhƣng phản ứng với các
axit HNO3, H2SO4 đặc.
3As+ 5HNO3 +2H2O → 3H3AsO4 + 5NO

(I.13)

Các halogen đƣợc tạo ra khi Asen phản ứng với halogen, các hợp chất này dễ bị
phân hủy tạo thành axit tƣơng ứng trong môi trƣờng nƣớc.
10


3As + 5Cl2 + 2H2O → 2H3AsO4 + 10HCl

(I.14)

Trong thời nì đồ đồng, Asen thƣờng đƣợc đƣa vào trong đồng thiếc để làm cho
hợp kim trở thành cứng hơn (gọi là đồng thiếc asen).
 Tính chất hóa học của các hợp chất của asen.
Asin (AsH3)là chất khí không màu, có mùi tỏi rất độc, liều lƣợng chết ngƣời là
250 ppm, Asin là chất khử mạnh, có thể bốc cháy trong không khí và khử đƣợc muối
của các kim loại Cu2+, Ag2+ đến kim loại.

AsH3 + 6AgNO3 + 3H2O → 6Ag + 6HNO3 + H3AsO3

(I.15)

Trong môi trƣờng pH=8, I2 có thể oxi hóa asin thành asenat
AsH3 + 4I2 → H3AsO4 + 8HI

(I.16)

Asin tác dụng với HgCl2 tẩm trên giấy lọc tạo thành hợp chất có màu biến đổi từ
vàng đến nâu. Asin phân hủy ở nhiệt độ cao (15000C) tạo nên trên thành bình kết tủa
đen lấp lánh nhƣ gƣơng.
As2O3 ở trạng thái rắn có màu trắng, rất độc, liều lƣợng gây chết ngƣời là 0,1
gam, ít tan trong nƣớc cho dung dịch có tính axit yếu gọi là axit asenơ. Asen (V) oxit
là chất rắn ở dạng khối vô định hình giống nhƣ thủy tinh, cấu trúc của nó chƣa đƣợc
biết rõ và ngƣời ta gắn cho nó công thức kinh nghiệm là As2O5.As2O5 dễ tan trong
nƣớc tạo thành axit asenic.
AsX3 là những hợp chất cộng hóa trị, dễ tan trong nƣớc, trong dung môi hữu cơ
và thủy phân mạnh.
AsCl3 + 3H2O → As(OH)3 + 3HCl

(I.17)

Asen halogenua dễ dàng kết hợp với halogenua kim loại (MX) tạo nên các phức
có công thức chung là M(AsX4), M2(ASX5).
Muối của As(V) tác dụng với H2S trong môi trƣờng H+ nhi đun nóng sẽ tạo thành
kết tủa As(V) sunfua.
2AsCl5 + 5H2S → 10HCl + As2S5

(I.18)

Tƣơng tự photphat, As(V) tác dụng với hỗn hợp dung dịch MgCl2, NH3 cho kết
tủa NH4MgAsO4 màu trắng.
H3AsO4 + MgCl2 + 3NH4OH → NH4MgAsO4 + 2NH4Cl+ 3H2O
11

(I.19)


Khi tác dụng với amoniphotphat trong môi trƣờng HNO3, As(V) tạo kết tủa tinh
thể màu vàng tƣơng tự PbO43-. Còn khi tác dụng với AgNO3, As(V) tạo kết tủa màu đỏ
nâu Ag3AsO4, trong môi trƣờng axit dựa trên phản ứng tạo với I- ra I2 chuẩn độ theo
phƣơng pháp iot – thiosunfat có thể định lƣợng As(V).
3-

3-

AsO3 + I2 + H2O →AsO4 + 2I- + 2H+

(I.20)

1.4. Các phƣơng pháp định lƣợng Asen, Chì [9], [10], [11]
Những tiến bộ không ngừng của khoa học kỹ thuật nói chung và kỹ thuật phân
tích nói riêng đã cho phép thu đƣợc những kết quả phân tích ngày càng chính xác từ
một hệ thống đa dạng các phƣơng pháp phân tích. Tùy vào nhu cầu phân tích, đối
tƣợng cần phân tích cũng nhƣ điều kiện về trang thiết bị phòng thí nghiệm mà có thể
lựa chọn đƣợc phƣơng pháp phân tích thích hợp. Tƣơng tự nhƣ vậy, để tiến hành phân
tích định lƣợng As, Pb ngƣời ta có thể sử dụng nhiều phƣơng pháp nhác nhau, sau đây
là một số phƣơng pháp :
1.4.1. Phương pháp phân tích thể tích

Đây là phƣơng pháp phân tích phổ biến trong các phƣơng pháp anion. Tuy nhiên
phƣơng pháp này có độ chọn lọc thấp và nhiều sai số : do dụng cụ, do dịch chuẩn, do
thao tác…Tùy thuộc vào các loại phản ứng chính đƣợc dùng mà ngƣời ta chia các
phƣơng pháp phân tích thành : Phƣơng pháp chuẩn độ trung hòa, phƣơng pháp oxi hóa
khử, phƣơng pháp nết tủa, phƣơng pháp tạo phức, phƣơng pháp complexon. Giới hạn
tin cậy của phƣơng pháp nhoảng 10-3M.
 Chì
- Chuẩn độ trực tiếp Pb2+ bằng EDTA với chất chỉ thị là ET-00 : Pb2+ tạo phức
bền với EDTA ở pH trung tính hoặc kiềm. Vì Pb2+ rất dễ bị phân hủy, do đó trƣớc khi
tăng pH, ngƣời ta cho Pb2+ tạo phức kém bền với trietanolamin rồi mới tiến hành
chuẩn độ. Dung dịch chuyển từ màu đỏ sang màu xanh.
- Chuẩn độ ngƣợc : Cho Pb2+ tác dụng với một lƣợng dƣ chính xác EDTA đã biết
nồng độ ở pH = 10, sau đó chuẩn độ lƣợng dƣ EDTA bằng Zn2+ khi có mặt chất chỉ thị
ET-00.
 Asen
12


Dùng dung dịch chuẩn I2 + KI chuẩn dung dịch Asenic (AsO33-) trong môi trƣờng
kiềm có thêm vài giọt hồ tinh bột. Tại điểm cuối của phép chuẩn độ, dung dịch có màu
xanh hồ tinh bột + iot. Để đảm bảo độ chính xác của phép chuẩn độ cần đƣa mọi dạng
tồn tại của Asen về As(III).
3-

3-

I2 + AsO3 + 2𝑂𝐻 -  AsO4 + 2I- + H2O

(I.21)

1.4.2. Nhóm phương pháp phân tích công cụ [10]
a) Phương pháp cực phổ
Mỗi kim loại đều có một thế khử E0 xác định. Bằng một cách nào đó, nếu biến
đổi liên tục và tuyến tính điện áp ở hai điện cực ta sẽ thu đƣợc tín hiệu cƣờng độ dòng
điện phân. Độ lớn nhỏ của dòng có quan hệ với nồng độ chất phản ứng ở hai điện cực,
sự phụ thuộc này sẽ cho tín hiệu phân tích định lƣợng.
Ƣu điểm của phƣơng pháp là xác định cả chất vô cơ và hữu cơ với nồng độ 10-5 –
10-6M, tùy thuộc vào cƣờng độ và độ lặp lại của dòng dƣ. Tuy nhiên, phƣơng pháp này
cũng có những hạn chế nhƣ ảnh hƣởng của dòng tụ điện, dòng cực đại, của oxi hòa tan,
bề mặt điện cực…
Nhằm loại trừ ảnh hƣởng trên đồng thời tăng độ nhạy, hiện nay đã có phƣơng
pháp cực phổ hiện đại : cực phổ xung vi phân (DPP), cực phổ sóng vuông
(SQWP)…chúng cho phép xác định lƣợng vết của nhiều nguyên tố.
b) Phương pháp von-ampe hòa tan
Nguyên tắc của phƣơng pháp : Dựa trên hai kỹ thuật phân tích, điện phân ở thế
giám sát và quét von-ampe hòa tan ngƣợc chiều.
Ƣu điểm của phƣơng pháp là có độ nhạy cao từ 10-8– 10-6 M và xác định đƣợc
nhiều kim loại. Tuy nhiên nhƣợc điểm của phƣơng pháp này là quy trình phân tích
phức tạp đòi hỏi phải có kiến thức rất sâu về phân tích điện hóa mới xử lí đƣợc đúng
từng loại mẫu, đối với từng loại nguyên tố khác nhau.
1.4.3. Phương pháp quang phổ [10]
a) Phương pháp trắc quang
Nguyên tắc của phƣơng pháp này dựa trên việc đo độ hấp thụ ánh sáng của một
dung dịch phức tạo thành giữa ion cần xác định với một thuốc thử vô cơ hay hữu cơ
13


trong môi trƣờng thích hợp nhi đƣợc chiếu bởi một chùm sáng. Phƣơng pháp định
lƣợng theo phƣơng trình cơ bản sau :
A = K.C

(II.1)

Trong đó :
A : Độ hấp thụ quang của chất
K : Hệ số thực nghiệm
C : Nồng độ chất phân tích
Phƣơng pháp này cho phép xác định nồng độ chất ở khoảng 10-7-10-5M và là một
trong những phƣơng pháp đƣợc sử dụng khá phổ biến.
Phƣơng pháp trắc quang có độ nhạy, độ ổn định và độ chính xác tƣơng đối cao,
đƣợc sử dụng nhiều trong phân tích vi lƣợng. Tuy nhiên phƣơng pháp này cũng có
nhƣợc điểm là không chọn lọc và thuốc thử có thể tạo phức với nhiều ion.
b) Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử (AES)
Ở điều kiện bình thƣờng, nguyên tử không thu hay không phát xạ năng lƣợng.
Nhƣng nhi bị kích thích thì các electron sẽ nhận năng lƣợng chuyển lên trạng thái có
năng lƣợng cao hơn. Trạng thái này không bền và có xu hƣớng giải phóng năng lƣợng
để chuyển về trạng thái ban bền vững dƣới dạng các bức xạ. Các bức xạ này gọi là phổ
phát xạ nguyên tử.
Nguyên tắc : Dựa trên sự xuất hiện phổ phát xạ nguyên tử tự do của nguyên tố
phân tích ở trạng thái khi có sự tƣơng tác với nguồn năng lƣợng phù hợp. Một nguồn
năng lƣợng thƣờng dùng để kích thích phổ AES nhƣ : Ngọn lửa đèn nhí, hồ quang điện,
tia lửa điện…
Ƣu điểm : Phƣơng pháp AES có độ nhạy cao, ít tốn mẫu, có thể phân tích đồng
thời nhiều nguyên tố trong cùng một mẫu, phân tích đƣợc lƣợng vết kim loại trong
nƣớc, thực phẩm, lƣơng thực.
Nhƣợc điểm : Chỉ cho biết thành phần nguyên tố trong mẫu mà không chỉ rõ
đƣợc trạng thái liên kết của nó trong mẫu.
Mỗi phƣơng pháp phân tích đều có những ƣu và nhƣợc điểm riêng. Tuy nhiên,
ngày nay phƣơng pháp đƣợc áp dụng phổ biến nhất dùng để xác định lƣợng vết kim
14

loại trong các mẫu quặng, đất, đá, nƣớc khoáng, y học, sinh học, các dƣợc phẩm nông
nghiệp, rau quả, thực phẩm…là phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS).
1.5. Phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) [1], [2], [5]
1.5.1. Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử
Nguyên tử là hạt cơ bản gồm hạt nhân và electron chuyển động xung quanh hạt
nhân. Ở điều kiện thƣờng các electron chuyển động trên

quỹ đạo có mức năng lƣợng

thấp nhất, nhi đó nguyên tử ở trạng thái bền vững nhất ( trạng thái cơ bản). Nhƣng nhi
chiếu một chùm tia đơn sắc có năng lƣợng phù hợp vào đám hơi nguyên tử ở trạng thái
tự do thì nguyên tử tự do sẽ hấp thụ các bức xạ ( có bƣớc sóng đúng bằng bƣớc sóng
mà nó phát ra trong quá trình phát xạ) nguyên tử chuyển lên trạng thái có mức năng
lƣợng cao hơn gọi là trạng thái ních thích. Quá trình đó gọi là quá trình hấp thụ năng
lƣợng của nguyên tử hay gọi tắt là phổ hấp thụ nguyên tử ( viết tắt là AAS ).
Cho đến nay, phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử vẫn là một trong những
phƣơng pháp hiện đại, đƣợc áp dụng phổ biến trong các phòng thí nghiệm phân tích
trên thế giới. Phƣơng pháp này xác định đƣợc hầu hết các kim loại trong mọi loại mẫu
sau khi chuyển chúng về dạng dung dịch.
1.5.2. Nguyên tắc của phương pháp
Phép đo phổ hấp thụ nguyên tử dựa trên cơ sở nguyên tử ở trạng thái hơi có nhả
năng hấp thụ bức xạ có bƣớc sóng nhất định. Bƣớc sóng này chính bằng bƣớc sóng mà
nó có thể phát ra trong quá trình phát xạ khi chiếu một chùm tia sáng vào đám hơi
nguyên tử đó. Muốn thực hiện các phép đo phổ ta cần thực hiện các quá trình sau:
- Chuyển mẫu phân tích thành trạng thái hơi của các nguyên tử tự do (quá trình
nguyên tử hóa mẫu). Đây là quá trình rất quan trọng vì chỉ có các nguyên tử ở trạng
thái tự do mới có khả năng cho phổ hấp thụ nguyên tử. Số nguyên tử ở trạng thái tự do
là yếu tố quyết định cƣờng độ vạch phổ. Quá trình nguyên tử hóa tốt hay không tốt đều

ảnh hƣởng tới kết quả phân tích. Có hai kí thuật nguyên tử hóa mẫu phân tích là nĩ
thuật nguyên tử hóa trong ngọn lửa ( F-AAS) và nĩ thuật nguyên tử hóa không ngọn
lửa (GF-AAS). Nguyên tắc chung là dùng nhiệt độ cao để hóa hơi tạo ra các nguyên tử
ở trạng thái tự do của mẫu phân tích
15


- Chiếu chùm tai sáng phát xạ của nguyên tố phân tích từ nguồn bức xạ vào đám
hơi nguyên tử đó để chúng hấp thụ những bức xạ đơn sắc nhạy hay bức xạ cộng hƣởng
có bƣớc sóng nhất định ứng đúng với tia phát xạ nhạy của chúng. Nguồn phát xạ chùm
tia đơn sắc có thể là đèn catot rỗng (HCL), các đèn phóng điện nhông điện cực (EDL)
hay nguồn phát xạ liên tục đƣợc biến điện. Ở đây cƣờng độ bức xạ bị hấp thụ tỉ lệ với
số nguyên tử tự do có trong môi trƣờng hấp thụ theo công thức:
I=I0 e

-nγ Nl

(II.2)

Trong đó:
I: Cƣờng độ chùm sáng đơn sắc và đi qua môi trƣờng hấp thụ
I0 : Cƣờng độ của chùm sáng đơn sắc đi vào môi trƣờng hấp thụ
N: Tổng số nguyên tử tự do có trong môi trƣờng hấp thụ
nγ : Hệ số hấp thụ đặc trƣng cho từng loại nguyên tử
l: Chiều dài của môi trƣờng hấp thụ
Tiếp đó nhờ hệ thống máy quang phổ ngƣời ta thu đƣợc toàn bộ chùm sáng, phân
li và chọn một vạch phổ hấp thụ của nguyên tố cần phân tích để đo cƣờng độ của nó.
Cƣờng độ đó chính là tín hiệu hấp thụ của vạch phổ hấp thụ nguyên tử.
Nếu Aγ là mật độ quang của chùm tia bức xạ có cƣờng độ I0, sau nhi đi qua môi
trƣờng hấp thụ còn lại là I ta có:

I

Aγ = log ( ) = 2,303.nγ .N.l
I0

Hay Aγ = k.N

(với k = 2,303.nγ .l)

(II.3)

Giữa N và nồng độ C của nguyên tố trong dung dịch phân tích có mối liên hệ với
nhau. Nhiều thực nghiệm cho thấy, trong một giới hạn nhất định của nồng độ thì:
N = Ka.Cb

(II.4)

Trong đó:
ka là hằng số thực nghiệm, phụ thuộc vào tất cả các điều kiện hóa hơi và nguyên
tử hóa mẫu
b là hằng số bản chất, nó phụ thuộc vào từng vạch phổ của từng nguyên tố
(016


Từ (I.1) và (I.2) ta có:
Aγ =a.Cb

(II.5)

( Phƣơng trình cơ sở của phép đo định lƣợng các nguyên tố theo phổ hấp thụ
nguyên tử)
Trong đó a = K.Ka là hằng số thực nghiệm, phụ thuộc vào tất cả các điều kiện
thực nghiệm để hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu
Với b=1 thì quan hệ giữa Aγ và C là tuyến tính: Aγ =a.C

(II.6)

1.5.3. Phép định lượng của phương pháp
Sự phụ thuộc của cƣờng độ vạch phổ hấp thụ nguyên tử của một ngyên tố vào
nồng độ của nguyên tố trong dung dịch phân tích đƣợc nghiên cứu thấy rằng:
+ Trong một khoảng nồng độ C nhất định của nguyên tố trong mẫu phân tích,
cƣờng độ vạch phổ hấp thụ và số nguyên tử n cảu nguyên tố đó trong đám hơi nguyên
tử tuân theo định luật Lambe-bia:
A = k.N.l

(II.7)

Trong đó:
A : cƣờng độ hấp thụ của vạch phổ
k: hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào nhiệt độ môi trƣờng hấp thụ và hệ số hấp
thụ của nguyên tử nguyên tố đó
l: bề dày lớp hấp thụ
N: số nguyên tử của nguyên tố trong đám hơi nguyên tử
Nếu gọi C là nồng độ của nguyên tố phân tích có trong mẫu đem đo phổ hấp thụ
nguyên tử thì mối quan hệ giữa N và C đƣợc biểu diễn:
N = ka.Cb

(II.8)

Trong đó:
b: gọi là hằng số bản chất, nó phụ thuộc vào nồng độ C và tính chất hấp thụ
nguyên tử của nguyên tử nguyên tố đó.
ka là hằng số thực nghiệm, phụ thuộc vào tất cả các điều kiện hóa hơi và nguyên
tử hóa mẫu
Nhƣ vậy ta có phƣơng trình đƣờng cơ sở của phép định lƣợng các nguyên tố
17