Nghiên cứu quá trình đồng trùng hợp ghép axit acrylic lên axit humic và thăm dò khả năng hấp phụ cd2+, pb2+ của sản phẩm

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA HÓA HỌC
--------------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH GHÉP AXIT
ACRYLIC LÊN AXIT HUMIC VÀ THĂM DÒ KHẢ NĂNG
HẤP PHỤ ION Cd2+, Pb2+ CỦA SẢN PHẨM

Sinh viên thực hiện
Lớp
Khóa
Giảng viên hướng dẫn

: TRƯƠNG THỊ THÙY DƯƠNG
: 14CHP
: 2014 - 2018
: TS. TRẦN MẠNH LỤC

Đà Nẵng, tháng 4 năm 2018


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KHOA HÓA

NHIỆM VỤ LÀM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: TRƢƠNG THỊ THÙY DƢƠNG
Lớp: 14 CHP
1. Tên đề tài: “ Nghiên cứu quá trình đồng trùng hợp ghép axit acrylic lên axit
humic và thăm dò khả năng hấp phụ Cd2+, Pb2+ của sản phẩm”
2. Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ
- Nguyên liệu: Than bùn đƣợc lấy ở hồ Bầu Sấu, Liên Chiểu, Đà Nẵng.
- Hóa chất: Axit acrylic (PA- Trung Quốc), dung dịch NaOH, HCl, I2 tinh thể, KI
tinh thể, HgCl2, ống chuẩn Na2S2O3 0.1 N, etanol 99.6 %, (NH4)2S2O8, bình khí N2,
hydroquinol 1%, hồ tinh bột 1%, ống chuẩn MgSO4 0.1N, trilon B, eriocrom đen,
NH4OH, NH4Cl, dung dịch H2SO4 và HNO3 10%, Pb(NO3)2, Cd(NO3)2.4H2O,
MgSO4.7H2O
- Dụng cụ: Cân phân tích, máy đo pH, rây đƣờng kính 0.5mm, dụng cụ thủy
tinh,bình đựng khí N2 có van điều áp, tủ sấy, lò nung, buret, pipet,…
3. Nội dung nghiên cứu
- Tinh chế axit humic từ than bùn.
- Tiến hành đồng trùng hợp ghép.
- Tiến hành hấp phụ ion kim loại nặng.
4. Giáo viên hƣớng dẫn: TS. Trần Mạnh Lục
5. Ngày giao đề tài: 10/9/2017
6. Ngày hoàn thành đề tài: 23/4/2018
Chủ nhiệm khoa

Giáo viên hƣớng dẫn

PGS.TS.Lê Tự Hải

TS.Trần Mạnh Lục

LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu, thầy cô, gia đình
và bạn bè đã luôn luôn động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện nhất
để em hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.
Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin cảm ơn thầy Trần Mạnh Lục hướng
dẫn tận tình, chỉ bảo và động viên em trong suốt thời gian học tập
nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo giảng dạy ở các bộ môn,
các thầy cô công tác tại phòng thí nghiệm Khoa Hóa trường Đại học
Sư Phạm, Đại học Đà Nẵng.
Xin cảm ơn bố mẹ, gia đình, bạn bè đã luôn luôn động viên, động
viên, gần gũi em trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu hoàn
thành khóa luận này.
Bước đầu làm quen với nghiên cứu khoa học, luận văn không tránh
khỏi những thiếu sót, em rất mong những góp ý, bổ sung của thầy cô
và các bạn để luận văn hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin kính chúc quý thầy cô và các bạn sức khỏe, hạnh
phúc và thành công trong cuộc sống.
Đà Nẵng, ngày 23 tháng 4 năm 2018
Sinh viên
Trương Thị Thùy Dương


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

AA

: Axit acrylic

AH

: Axit humic

APS

: Amonipesunfat

BET

: Braunauer – Emmet – Tellar

DTA/TG

: Differential Thermal Analyzer/Thermalgravimetric

kAH

: Hệ số khô kiệt của axit humic

kTB*

: Hệ số khô kiệt của than bùn hoạt hóa

TC%

: Độ chuyển hóa

TGA

: Thermal gravimetric analysis

EDTA

: Etilendiamintetraaxetic axit

ET-OO

: Eriocrom T đen

IR

: Hồng ngoại (Infrared)

SEM

: Kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscope)


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÍ THUYẾT .........................................4
1.1. Giới thiệu về axit humic .......................................................................................4
1.1.1 Nguồn gốc .......................................................................................................4
1.1.2. Đặc điểm của axit humic ...............................................................................4
1.1.3. Ứng dụng của axit humic trong nông nghiệp và môi trƣờng. ........................6
1.1.4. Bản chất tƣơng tác của axit humic với ion kim loại trong dung dịch nƣớc. .8
1.1.6. Ảnh hƣởng sinh hóa của kim loại nặng đối với con ngƣời và sinh vật ........13
1.2. Axit acrylic và tác nhân khơi mào .....................................................................13

1.2.1. Axit acrylic ..................................................................................................13
1.2.1.1. Tính chất vật lý .........................................................................................13
1.2.1.2. Tính chất hóa học......................................................................................14
1.2.1.3. Điều chế axit acrylic .................................................................................15
1.2.1.4. Ứng dụng của axit acrylic .........................................................................15
1.2.2. Tác nhân khơi mào: Hệ Amonipesunfat (APS) ...........................................15
1.3. Phản ứng đồng trùng hợp ghép. .........................................................................17
1.3.1. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình đồng trùng hợp ghép..........................18
1.3.1.1. Ảnh hƣởng của nhiệt độ............................................................................18
1.3.1.2. Ảnh hƣởng của thời gian ..........................................................................18
1.3.1.3. Ảnh hƣởng của cấu trúc và hàm lƣợng monome ......................................19
1.3.1.4. Ảnh hƣởng của nồng độ chất khơi mào ....................................................19
1.3.1.5. Ảnh hƣởng của pH ....................................................................................19
1.3.1.6. Ảnh hƣởng của oxi ...................................................................................20


1.3.2. Cơ chế phản ứng đồng trùng hợp ghép AA lên axit humic sử dụng hệ khơi
mào APS ................................................................................................................20
1.4. Tính chất và độc tính một số kim loại nặng điển hình .......................................22
1.4.1. Khái quát chung về kim loại nặng ...............................................................22
1.4.2 Tính chất và độc tính của môt số kim loại nặng điển hình: Chì, Cadimi .....23
1.4.2.1 Chì (Pb) ......................................................................................................23
1.4.2.2. Cadimi .......................................................................................................25
1.5. Hấp thụ ion kim loại nặng trong nƣớc ...............................................................26
1.5.1. Cơ chế hấp phụ ............................................................................................26
1.5.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình hấp phụ ..............................................27
1.5.2.1. Ảnh hƣởng của nhiệt độ và thời gian........................................................27
1.5.2.2. Ảnh hƣởng của tính tƣơng đồng ...............................................................28
1.5.2.3. Ảnh hƣởng của pH ....................................................................................28
1.5.2.4 Ảnh hƣởng của nồng độ ion kim loại nặng ...............................................29

1.5.2.5 Ảnh hƣởng của diện tích bề mặt chất rắn ..................................................29
1.5.3. Phƣơng trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir ................................................29
CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM .............................................................................34
2.1. Nguyên liệu, dụng cụ và hóa chất ......................................................................34
2.1.1. Nguyên liệu ..................................................................................................34
2.1.2. Hóa chất .......................................................................................................34
2.1.3. Dụng cụ ........................................................................................................35
2.2 Tách axit humic từ than bùn và xác định một số đặc tính lí hóa ........................35
2.2.1 Tách axit humic từ than bùn .........................................................................35
2.2.2. Xác định một số đặc tính lí hóa của than bùn hoạt hóa và axit humic ........35
2.2.2.1. Xác định hàm lƣợng tro ............................................................................35


2.2.2.2. Xác định lƣợng nƣớc hút ẩm không khí ...................................................36
2.3. Tiến hành đồng trùng hợp ghép .........................................................................37
2.3.1. Các yếu tố khảo sát của quá trình đồng trùng hợp ghép với chất khơi mào
APS ........................................................................................................................38
2.4. xác định độ chuyển hóa ......................................................................................38
2.4.1. Cách xác định độ chuyển hóa ......................................................................39
2.5. Khảo sát khả năng hấp phụ của Cd2+ và Pb2+ trong dung dịch của sản phẩm
ghép ...........................................................................................................................40
2.5.1. Cách tiến hành .............................................................................................40
2.5.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình hấp phụ cần khảo sát .........................41
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................42
3.1. Tinh chế axit humic từ than bùn và xác định một số đặc tính hóa lý ................42
3.1.1. Địa điểm lấy mẫu và đặc tính nguyên liệu ..................................................42
3.1.2. Sơ đồ tinh chế axit humic từ than bùn .........................................................42
3.2. Kết quả thí nghiệm xác định một số đặc tính lý hóa của than bùn đã hoạt hóa và
axit humic tinh chế ....................................................................................................43
3.2.1. Kết quả thí nghiệm xác định hàm lƣợng tro ................................................43

3.2.2. Kết quả thí nghiệm xác định hàm lƣợng hút ẩm không khí ........................44
3.3. Phổ hồng ngoại, ảnh SEM và giản đồ phân tích nhiệt của mẫu AH ..................45
3.3.1. Phổ hồng ngoại của axit humic tinh chế ......................................................45
3.3.2. Giản đồ phân tích nhiệt DTA/TG ................................................................46
3.3.3. Kính hiển vi điện tử quét của mẫu axit humic .............................................47
3.4. Đồng trùng hợp ghép AA lên AH sử dụng tác nhân khơi mào APS .................48
3.4.1. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến quá trình ghép ................................................48
3.4.3. Ảnh hƣởng của nồng độ chất khơi mào amonipesunfat đến quá trình ghép
...............................................................................................................................51


3.4.4. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng monome đến quá trình ghép ............................52
3.4.5. Ảnh hƣởng của pH đến quá trình ghép ........................................................53
3.5. Đặc tính hóa lý của sản phẩm ghép....................................................................54
3.5.1. Phổ hồng ngoại của sản phẩm ghép .............................................................54
3.5.2. Kính hiển vi điện tử quét của sản phẩm ghép ..............................................55
3.5.3. Giản đồ phân tích nhiệt trọng trƣờng của sản phẩm ghép ...........................55
3.6. Khảo sát khả năng hấp phụ ion kim loại nặng của sản phẩm ghép ...................56
3.6.1. Ảnh hƣởng của thời gian đến khả năng hấp phụ .........................................56
3.6.2. Ảnh hƣởng của pH đến khả năng hấp phụ...................................................58
3.6.3. Ảnh hƣởng của nồng độ đầu đến khả năng hấp phụ. Xác định tải trọng hấp
phụ cực đại của mỗi ion kim loại ...........................................................................59
3.6.3.1. Ảnh hƣởng của nồng độ đầu Cd2+ và Pb2+ đến khả năng hấp phụ ............59
3.6.3.2. Xác định tải trọng hấp phụ cực đại và hệ số hấp phụ mỗi ion kim loại ...60
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................63
KẾT LUẬN ...............................................................................................................63
KIẾN NGHỊ ..............................................................................................................64
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................65
PHỤ LỤC .................................................................................................................67

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1. Công thức phân tử của axit humic ...............................................................6
Hình 1.2. Quá trình trao đổi cation của axit humic [Internet] ..................................12
Hình 2.1. Hình ảnh hồ Bầu Sấu, quận Liên Chiểu, TP Đà Nẵng, tháng 6/2017 .......34
Hình 3.1. Sơ đồ tinh chế axit humic từ than bùn nguyên liệu...................................42
Hình 3.2. Than bùn đã hoạt hóa ...............................................................................43
Hình 3.3. Axit humic ............................................................................................ 43
Hình 3.4. Phổ hồng ngoại của axit humic .................................................................45
Hình 3.5. Giản đồ phân tích nhiệt trọng lƣợng của axit humic .................................47
Hình 3.6. Ảnh SEM của axit humic ở các độ phân giải khác nhau .........................48
Hình 3.7. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến quá trình ghép .............................................49
Hình 3.8. Ảnh hƣởng của thời gian đến quá trình ghép ............................................50
Hình 3.9. Ảnh hƣởng của nồng độ chất khơi mào đến quá trình ghép .....................51
Hình 3.10. Ảnh hƣởng của tỉ lệ khối lƣợng monome ...............................................52
Hình 3.11. Ảnh hƣởng của pH đến quá trình ghép ...................................................53
Hình 3.12. Phổ hồng ngoại của sản phẩm ghép ........................................................54
Hình 3.13. Ảnh SEM của sản phẩm ghép ở các độ phân giải khác nhau .................55
Hình 3.14. Giản đồ phân tích nhiệt trọng trƣờng của sản phẩm ghép ......................55
Hình 3.15. Ảnh hƣởng của thời gian đến khả năng hấp phụ.....................................57
Hình 3.16. Ảnh hƣởng của pH đến quá trình hấp phụ ..............................................58
Hình 3.17. Dạng tuyến tính của phƣơng trình Langmuir đối với Cd2+ .....................60
Hình 3.18. Dạng tuyến tính của phƣơng trình Langmuir đối với Pb2+ .....................61


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Thành phần các nguyên tố của axit humic ..................................................5
Bảng 1.2. Tiêu chuẩn của Bộ Y tế về giới hạn hàm lƣợng kim loại nặng trong nƣớc

ăn uống .....................................................................................................................23
Bảng 3.1. Kết quả xác định hàm lƣợng tro của than bùn đã hoạt hóa và axit humic
tinh chế ......................................................................................................................43
Bảng 3.2. Kết quả xác định hàm lƣợng nƣớc hút ẩm................................................44
Bảng 3.3. Hệ số nƣớc của TB* và AH ......................................................................44
Bảng 3.4. Những dải hấp phụ hồng ngoại của mẫu axit humic ................................45
Bảng 3.5. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến quá trình ghép.............................................49
Bảng 3.6. Ảnh hƣởng của thời gian đến quá trình ghép ...........................................50
Bảng 3.7. Ảnh hƣởng của nồng độ chất khơi mào đến quá trình ghép .....................51
Bảng 3.8. Ảnh hƣởng của tỉ lệ khối lƣợng monome/AH ..........................................52
Bảng 3.9. Ảnh hƣởng của pH đến quá trình ghép .....................................................53
Bảng 3.10. Ảnh hƣởng của thời gian đến khả năng hấp phụ ....................................57
Bảng 3.11. Ảnh hƣởng của pH đến khả năng hấp phụ .............................................58
Bảng 3.12. Ảnh hƣởng của nồng độ đầu Cd2+ ..........................................................59
Bảng 3.13. Ảnh hƣởng của nồng độ đầu Pb2+ ...........................................................60


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Nƣớc là một tài nguyên thiên nhiên quý giá, là một trong bốn thành phần cấu
tạo của môi trƣờng. Nƣớc đóng vai trò quan trọng và ảnh hƣởng trực tiếp đến hầu hết
mọi hoạt động của con ngƣời. Hiện nay, nƣớc ở Việt Nam (cả nƣớc mặt và nƣớc
ngầm) đang bị ô nhiễm nghiêm trọng. Đặc biệt, ô nhiễm các kim loại nặng gây ra
bởi các hoạt động nhƣ sử dụng phân bón, khai thác mỏ, luyện kim, tái chế kim loại
tại các làng nghề… đang là vấn đề rất bức xúc. Nguồn nƣớc bị ô nhiễm kim loại
nặng sẽ ảnh hƣởng nghiêm trọng đến sức khỏe cũng nhƣ hoạt động sản xuất của con
ngƣời. Vì thế, xử lý nƣớc ô nhiễm kim loại nặng là một nhiệm vụ vô cùng cấp thiết.
Cho đến nay đã có nhiều phƣơng pháp xử lý kim loại nặng trong nƣớc nhƣ
phƣơng pháp kết tủa, phƣơng pháp điện hóa, phƣơng pháp hấp phụ và trao đổi ion,
phƣơng pháp hấp thu sinh học, phƣơng pháp chuyển hóa sinh học. Việc lựa chọn

phƣơng pháp xử lý thích hợp phụ thuộc vào các tiêu chí nhƣ tính kinh tế, tính khả thi,
tính hiệu quả của từng phƣơng pháp. Hiện nay, hƣớng xử lý nƣớc ô nhiễm kim loại
nặng bằng các vật liệu có nguồn gốc tự nhiên với giá thành rẻ và an toàn với môi
trƣờng đang thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học.
Các kết quả khảo sát địa chất đã cho thấy ở Việt Nam có một lƣợng than bùn
dồi dào, đƣợc phân bố hầu nhƣ khắp các tỉnh trong cả nƣớc. Than bùn đƣợc biết đến
nhƣ một loại đất trong đó có một tỷ lệ tƣơng đối cao của các chất hữu cơ. Axit humic
là một chất hữu cơ có mặt trong than bùn, với đặc điểm chứa nhiều nhóm chức -OH
và –COOH có khả năng tạo phức chất bền với các ion kim loại nặng (từ đó làm giảm
nồng độ kim loại nặng trong nƣớc) nên axit humic ngày càng đƣợc chú ý trong việc
xử lý nguồn nƣớc bị ô nhiễm kim loại nặng. Cho đến nay, đã có những công trình
nghiên cứu về khả năng hấp phụ kim loại nặng của axit humic nhằm xử lý ô nhiễm
môi trƣờng nhƣ nghiên cứu làm giàu và tách các kim loại hiếm và phóng xạ, nghiên
cứu khả năng tách các ion Co2+, Mn2+ từ dung dịch nƣớc… Hơn thế nữa, axit humic
không gây độc hại đối với con ngƣời, vật nuôi và môi trƣờng. Hiện nay, axit humic
đang đƣợc sử dụng phổ biến trong các chế phẩm phân bón gốc và bón lá, chất kích

1


thích sinh trƣởng cây trồng, thuốc trừ bệnh cây và cả thức ăn cho gia súc, gia cầm.
Mặt khác, phức chất tạo bởi axit humic với các ion kim loại nặng có thể sử dụng làm
phân bón trong nông nghiệp.
Với các phân tích nêu trên, chúng tôi chọn đề tài: “Ngiên cứu các yếu tố ảnh
hƣởng đến quá trình ghép axit acrylic lên axit humic và thăm dò khả năng
hấp phụ ion Cd2+, Pb2+ của sản phẩm” làm luận văn tốt nghiệp.
2. Mục đích nghiên cứu
- Tinh chế axit humic từ than bùn.
- Tìm ra điều kiện tối ƣu cho quá trình đồng trùng hợp ghép axit acrylic lên
axit humic nhằm tạo ra sản phẩm ghép có khả năng ứng dụng vào thực tiễn, góp

phần làm sạch nguồn ô nhiễm kim loại nặng trong nƣớc thải nhà máy cũng nhƣ
nƣớc thải sinh hoạt.
- Thăm dò khả năng hấp thụ ion kim loại nặng trong nƣớc của copolyme ghép.
3. Đối tƣợng nghiên cứu
Axit humic, axit acrylic
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
4.1. Nghiên cứu lí thuyết
Tổng quan về tài liệu
- Cấu tạo và tính chất của axit humic, axit acrylic.
- Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình đồng trùng hợp ghép axit acrylic lên
axit humic bằng tác nhân khơi mào amonipesunfat.
- Khả năng hấp phụ ion kim loại nặng của sản phẩm ghép.
4.2. Nghiên cứu thực nghiệm
- Tinh chế axit humic từ than bùn.
- Tiến hành đồng trùng hợp ghép. Quá trình đồng trùng hợp ghép đƣợc đặc
trƣng bởi thông số sau:
Tốc độ chuyển hóa: TC (%) =

. 100

Trong đó m1 và m2 lần lƣợt là khối lƣợng monome dƣ và khối lƣợng monome
ban đầu.

2


- Tiến hành phản ứng hấp phụ ion kim loại Cd2+, Pb2+ của sản phẩm ghép.
- Chứng minh sự tồn tại của axit humic và sản phẩm ghép: Phổ hồng ngoại,
ảnh SEM, giản đồ phân tích nhiệt.
5. Ý nghĩa khoa học của đề tài

- Các kết quả thu đƣợc là tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu tiếp theo về
axit humic cùng các vấn đề có liên quan.
- Các copolyme ghép nhận đƣợc có các tính chất mới phụ thuộc vào điều kiện
tiến hành, cách thức khơi mào… Những sản phẩm này có khả năng ứng dụng cho
việc hấp phụ, trao đổi ion.
6. Bố cục luận văn
MỞ ĐẦU
Chƣơng 1: Tổng quan (Từ trang 4 đến trang 33)
Chƣơng 2: Thực nghiệm (Từ trang 34 đến trang 41)
Chƣơng 3: Kết quả và thảo luận (Từ trang 42 đến trang 62)
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

3


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÍ THUYẾT

1.1. GIỚI THIỆU VỀ AXIT HUMIC
1.1.1 Nguồn gốc
Các chất humic đƣợc hình thành bởi sự phân hủy sinh học các chất thực vật
chết trong nguồn nƣớc hoặc đất. Các humic trong đất và trầm trích có thể chia thành
ba phần chính: axit humic, axit fulvic, humin.
Axit humic là một thành chính của các chất humin, đó là những chất hữu cơ
quan trọng của đất (đất mùn), than bùn, than đá,…. Axit humic đƣợc tạo bởi quá
trình phân hủy các chất hữu cơ sinh học chết. Vì vậy, axit humic thuộc dạng các
axit tự nhiên có thành phần không ổn định. Tính chất đa dạng của quá trình hình
thành, điều kiện thổ nhƣỡng và khí hậu của từng vùng cũng nhƣ sự tƣơng tác giữa
axit humic với các sản phẩm hòa tan làm cho cấu tạo và thành phần của các axit

humic ở nơi khác nhau rất khác nhau.
Về cơ bản, có thể xem axit humic là một hỗn hợp phức tạp của nhiều axit khác
nhau có chứa nhóm carboxyl và phenolat [16], [17].
1.1.2. Đặc điểm của axit humic
a. Tính chất vật lí
Axit humic đƣợc tinh chế tốt có màu nâu đen, mùi thơm. Đây là axit hữu cơ
yếu, khả năng phân ly kém, không tan trong nƣớc và dung dịch axit vô cơ. Nhƣng
hòa tan tốt trong dung dịch loãng của kiềm hidroxit, kiềm cacbonat, oxalat natri,..
và một số dung môi hữu cơ (dimetyl focmamic, dimetyl sunfosic).
Trong dung dịch hòa tan, chúng có màu từ nâu đến đen. Nếu tinh chế tốt
axit humic là chất kết tinh màu đen, sáng, óng ánh, có mùi thơm đặc biệt, ít bị phân
hủy.
Axit humic hoà tan tốt trong các dung dịch kiềm loãng NaOH, Na2CO3,
Na4P2O7.10H2O...Tuỳ theo nồng độ và loại đất mà các dung dịch thu đƣợc có màu
anh đào đến màu đen. Axit humic không hoà tan trong nƣớc và axit vô cơ.
Muối của Axit humic tan hoàn toàn trong nƣớc, dung dịch có màu vàng nâu
đến nâu đen.

4


b. Cấu tạo và tính chất hóa học của axit humic
Axit humic là một trong ba thành phần chính của hợp chất mùn, đó là một
trong những hợp chất hữu cơ quan trọng của đất (đất mùn), than bùn, than đá, nhiều
suối miền núi, hồ bị loạn dƣỡng và nƣớc biển. Nó đƣợc tạo ra bởi sự phân hủy các
chất hữu cơ sinh học nhƣ xác động - thực vật và là sản phẩm phụ của các quá trình
trao đổi chất.
Axit humic hòa tan tốt trong các dung dịch kiềm loãng (NaOH, Na2CO3,
Na4P2O7.10H2O), nhƣng không tan trong nƣớc và axit vô cơ. Tùy theo nồng độ và
loại đất mà các dung dịch axit humic chiết đƣợc có màu nâu đen đến màu đen.

Thành phần nguyên tố của axit humic chủ yếu bao gồm bốn nguyên tố là C, H,
O, N. Hàm lƣợng các nguyên tố này thay đổi, phụ thuộc vào loại đất, thành phần hoá
học của tàn tích sinh vật, điều kiện mùn hoá và phƣơng pháp tách axit humic. Theo
L. N.Alexandrova, thành phần trung bình của các nguyên tố C, H, O, N trong axit
humic của một số loại đất chính ở Liên Xô (cũ) đƣợc trình bày trong bảng 1.1
Bảng 1.1. Thành phần các nguyên tố của axit humic
STT

Nguyên tố

Thành phần (%)

1

C

56,2 – 61,9

2

H

3,4 – 4,8

3

O

29,5 – 34,8

4

N

3,5 – 4,7

Ngoài bốn nguyên tố chính kể trên, axit humic còn chứa một lƣợng nhỏ các
nguyên tố tro (P, S, Al, Fe, Si), hàm lƣợng tổng số của chúng có thể đạt từ 1 đến
10%. Những nguyên tố này không nhất thiết phải có tất cả trong thành phần phân tử
của axit humic [11], [15].
Axit humic không có công thức và phân tử lƣợng cố định mà thay đổi phụ thuộc
vào nguồn gốc và phƣơng thức hình thành. Nhiều công trình nghiên cứu cho biết phân
tử lƣợng của axit humic dao động từ 50.000 đến 90.000 đơn vị cacbon. Có nhiều ý
kiến khác nhau liên quan đến công thức phân tử của axit humic; tuy nhiên , công thức
đƣợc Stevenson đƣa ra năm 1982 là công thức đƣợc nhiều ngƣời ủng hộ nhất. Công
thức này đƣợc trình bày ở hình 1.1.

5


Hình 1.1. Công thức phân tử của axit humic
Nhìn vào công thức trên ta có thể thấy, với nhiều nhóm chức –COOH và –OH,
axit humic là phân tử có khả năng tạo phức cao. Nó có thể tạo phức ở nhiều vị trí
khác nhau trong phân tử, cho phức càng cua bền ở dạng vòng 5, 6 cạnh. Các nhóm
tạo phức – COOH và –OH chứa oxi nên quá trình tạo phức là không chọn lọc; vì
thế, axit humic có khả năng tạo phức với hầu hết các ion kim loại.
Phân tử axit humic bao gồm nhiều mạng lƣới cấu trúc. Mỗi mạng lƣới cấu trúc
bao gồm nhiều đơn vị cấu trúc. Đơn vị cấu trúc là phần còn lại của phân tử axit
humic khi chúng bị phân hủy và có cấu tạo tƣơng đối đơn giản.
Về hình thái, axit humic không có cấu tạo tinh thể, song những nghiên cứu

điện di và quang phổ Rơnghen cho thấy chúng đƣợc cấu tạo bằng những mạng lƣới
xếp lớp. Quá trình mùn hoá càng mạnh thì những mạng này xếp càng khít. Theo
những nghiên cứu gần đây nhất, phân tử axit humic không đối xứng, chúng có dạng
dài, tỷ lệ các trục từ 1 : 6 đến 1 : 12.
1.1.3. Ứng dụng của axit humic trong nông nghiệp và môi trường.
Thành phần chính của axit humic là các vòng cacbon thơm có gắn các nhóm
chức hoạt động nhƣ các nhóm cacboxyl, quinon, hidroxi. Hoạt tính sinh học của axit
humic phụ thuộc vào số lƣợng của các nhóm chức này và khả năng trao đổi ion của
chúng.
Axit humic và các muối humat của chúng không phải là nguồn dinh dƣỡng cho
cây trồng mà chỉ đóng vai trò nhƣ một chất có hoạt tính sinh học, mang chức năng
điều hòa, kích thích tăng trƣởng. Các muối humat hòa tan khi tham gia vào quá trình

6


oxy hóa khử trong các tế bào sẽ góp phần hoạt hóa những hệ tổng hợp protein. Điều
này góp phần thúc đẩy quá trình phân bào, đồng thời góp phần hỗ trợ sự hình thành
các chất men, là những chất điều hòa chủ yếu các quá trình trao đổi chất. Các chất
humat hòa tan có hai tác dụng cơ bản. Một là làm cho sự tăng trƣởng xảy ra nhanh
hơn, hai là hoạt hóa các quá trình quang hợp và giúp chuyển hóa triệt để các chất
khoáng dinh dƣỡng, nhờ vậy góp phần tăng năng suất cây trồng.
Bên cạnh đó, các chất humat này còn có khả năng giúp nâng cao tính đề kháng,
chống chịu của cơ thể trong những điều kiện môi trƣờng không thuận lợi. Khi xử lý
hạt giống bằng dung dịch các muối humat hòa tan hoặc khi phun lên lá cây hoặc khi
bón phân có chứa các muối humat hòa tan, cây trồng sẽ có khả năng chịu hạn, chịu
rét, chịu nhiễm mặn tốt hơn. Ngoài ra, các muối humat hòa tan còn giúp cho quả và
hạt giống chín ngay khi cả thời tiết không thuận lợi. Đồng thời, hàm lƣợng protein
cũng tăng lên, chất lƣợng quả và hạt cải thiện nhiều. Axit humic đã đƣợc ứng dụng
rộng rãi trong sản xuất phân bón và thuốc bảo vệ thực vật nhƣ: phân bón lá HUMIC

TOTAL (chứa 60% axit humic) giúp cải tạo đất, tăng sinh trƣởng cho cây trồng;
phân hữu cơ đầu trâu BIORGANIC No1 dùng bón gốc (hàm lƣợng axit humic là
2%); phân đầu trâu MK-Đỏ (chứa 18% kali humat); thuốc bảo vệ thực vật BIOHUMAXIN (chứa 5% kali humat) phòng trừ nghẹt rễ cho lúa và nhiều cây trồng
khác; thuốc FULHUMAXIN (chứa 3% kali humat) phòng trừ nhiều loại bệnh nhƣ ở
cổ rễ, đốm lá, sƣơng mai cho cây trồng cạn và các bệnh đạo ôn , khô vằn vàng lúa.
Đối với vật nuôi, các muối hòa tan của axit humic cũng có tác dụng kích thích và
điều hòa tăng trƣởng, thúc đẩy quá trình trao đổi chất trong cơ thể và tác dụng phòng
chống các bệnh đƣờng ruột.
Các muối humat hòa tan còn ảnh hƣởng tốt đến sự phân hủy các thuốc trừ sâu dƣ thừa
trong đất, làm hạn chế tác hại của dƣ lƣợng này đối với môi trƣờng đất và nƣớc. Trong
môi trƣờng, vì khả năng tạo phức mạnh với các ion kim loại nên axit humic đã đƣợc
sử dụng để làm sạch nƣớc. Đã có những công trình nghiên cứu về khả năng hấp phụ
kim loại nặng của axit humic nhằm xử lý ô nhiễm môi trƣờng. Các nghiên cứu đều
cho kết quả rất tốt. Với môi trƣờng đất, các axit humic giúp cải tạo đất: khi bón cho
đất sét, axit humic có thể giúp phá vỡ lớp đất kết chặt, cho phép sự thâm nhập của

7


nƣớc đƣợc tăng cƣờng và phát triển vùng rễ tốt hơn; khi bón cho đất cát, axit humic
thêm chất hữu cơ cần thiết để giữ nƣớc; do đó, cải thiện rễ phát triển, tăng cƣờng khả
năng của đất cát để giữ lại và không rửa trôi các chất dinh dƣỡng quan trọng.
Gần đây, hàng loạt các công trình nghiên cứu khả năng hấp phụ - trao đổi
cation của axit humic, cho thấy chúng có thể ứng dụng để tách sau đó sử dụng lại
các kim loại nặng, hiếm từ dung dịch nƣớc thải, hay từ dung dịch loãng. Nhằm mục
đích làm sạch nƣớc thải, bảo vệ môi trƣờng hay mục đích làm giàu các kim loại từ
dung dịch có nồng độ thấp…. [10], [11].
1.1.4. Bản chất tương tác của axit humic với ion kim loại trong dung dịch nước.
Khả năng hấp phụ, trao đổi cation của chất mùn nói chung và than bùn nói
riêng chủ yếu đƣợc quyết định bởi sự có mặt của các phân tử axit humic. Than bùn

sau khi đã chiết tách axit humic thì gần nhƣ mất hẳn khả năng trao đổi cation.
Ngƣợc lại, axit humic sau khi đƣợc hòa tan ra dƣới dạng muối humat natri, kết tủa
trở lại bằng dung dịch axit vẫn thể hiện tính trao đổi cation mạnh của nó.
Nhờ phƣơng pháp điện thế bằng dung dịch NaOH loãng ngƣời ta thấy ở nòng
độ thấp, các cation kim loại đã tƣơng tác với axit humic tạo thành hợp chất phức
kim loại - humic. Trong quá trình phản ứng, các cation kim loại đã tách proton ở
các nhóm chức cơ bản của axit humic tạo thành các hợp chất phức. Đối với cation
kim loại hóa trị 2, thì mỗi cation kim loại có thể đẩy đƣợc 2 proton ra khỏi axit
humic nhƣng cũng có thể nghĩ rằng số proton tách ra không nhất thiết phải phù hợp
với hóa trị của caction kim loại, vì rằng sự tƣơng tác của axit humic với các cation
kim loại còn hình thành nên các hợp chất kiểu liên kết khác [12], [13], [14]. Có thể
phân ra làm 3 loại tƣơng tác giữa các axit mùn với các phân tử vô cơ:
- Tƣơng tác mùn với các cation hóa trị 2
- Tƣơng tác mùn với các cation hóa trị 3
-Tƣơng tác mùn với các oxit dạng R2O3
Theo Alexandorova, liên kết giữa humic với các thành phần vô cơ trong đất
có thể là liên kết ion hay dị cực, liên kết phối trí hay bán dị cực, liên kết phân tử.

8


+ Liên kết ion tạo nên các muối dị cực humat của các cation kim loại hóa trị 1,
2 theo kiểu
(COOMe)n
R
(OMe)n

trong đó Me là kim loại háo trị 1, 2

Liên kết phối trí tạo thành các muối phức. Có thể có 2 loại muối phức:

- Phức thƣờng: nếu trong phức có 2 loại liên kết ion và cộng hóa trị.
- Nội phức:nếu trong phức có 2 loại liên kết ion và phối trí. Trong đó
phân tử axit humic là phối tử, còn kim loại đóng vai trò là ion trung tâm
+ Liên kết phân tử tạo nên các phức hấp phụ đối với các dạng oxit R2O3 và
khoáng sét. Vai trò của chất mùn trong liên kết này giống nhƣ một chất kết dính,
liên kết các hạt khoáng trong đất lại.
Mexinxere cho rằng chất hữu cơ trong đất chỉ có thể liên kết với kim loại
bằng cách trao đổi ion, hấp phụ bề mặt tạo hợp chất phức và nội phức (vòng càng)
[18], [19].
Sự tƣơng tác của axit humic với các cation kim loại, có thể theo nhiều kiểu
liên kết khác nhau để tạo nên hợp chất mới, nhƣng chủ yếu vẫn là sự thay thế
nguyên tử hidro của nhóm cacboxyl và nhóm hydroxyl của phenol. Hai nhóm định
chức này chính là nguyên nhân quyết định tính chất axit của axit humic và làm cho
axit này tham gia phản ứng trao đổi cation. Khi đó, nguyên tử Hidro của các nhóm
định chức trên có thể thay thế bằng những ion kiềm với sự tạo thành các muối
tƣơng ứng. Tùy vào giá trị pH của môi trƣờng thực nghiệm phản ứng mà có sự thay
đổi đối với số lƣợng các nhóm cacboxyl bị thay thế. Ngƣời ta cho rằng ở pH trung
tính, số lƣợng này cao hơn khi pH là axit (chua) [17], [18].
Quá trình tác dụng của axit humic với các chất vô cơ khác nhau là khác nhau.
Khi tác dụng với các cation amoni, kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, thì axit humic
tạo thành các muối humat tƣơng ứng. Các muối này thu đƣợc do các phản ứng trao

9


đổi hóa học giữa cation kim loại với hidro của nhom cacboxyl và phenol hydroxyl
trong phân tử axit humic.
(COOH) n
R
(OH) m

+

+ (m+n)M

(COOH) n
R

+

+

(m+n)H

(OH) m

Muối humat của kim loại khac nhau có tính chất khác nhau rỏ rệt. Humat của
NH4+, K+, Na+ dể hòa tan trong nƣớc tạo thành dung dịch keo hay dung dịch phân tử
dể bị rửa trôi ra khỏi đất do nƣớc mƣa. Điều này giải thích đất mặn (chứa humat
natri) dể nghèo mùn. Humat của Ca2+ và Mg2+ không hòa tan trong nƣớc, trong đât
chúng tạo thành gel bền trong nƣớc. Gel này tạo thành màng mỏng xung quanh các
hạt kháng của đất và là chất kết dính của chúng lại với nhau. Khả năng kết dính cảu
humat canxi (đất senozem) có cấu trúc bền trong nƣớc và do đó giàu mùn.
Axit humic và các humat có thể tác dụng với các hydroxyl sắt và nhôm (không
ở dạng fero và alumino silicat) tạo thành những hợp chất mùn sắt và mùn nhôm
phức tạp, có tính phức hợp. Những chất này đƣợc tạo thành do phản ứng trao đổi
giữa hidro trong các nhóm định chức của axit humic với cation sắt – dƣới dạng
Fe(OH)2+ và Fe(OH)2+ và nhôm dƣới dạng Al3+, Al(OH)2+ và Al(OH)2+.
Ở đây Mn+ = Fe(OH)2+, Fe(OH)2+, Al(OH)2+, Al(OH)2+, còn H+ có khả năng
trao đổi với Al3+, Ca2+, K+, Na+, Mg2+.

Trong những hợp chất kể trên , tất cả hidroxit sắt và một phần lớn hidroxit
nhôm tìm thấy trong phần anion của phân tử và liên kết với một phần nhóm định
chức. Vì vậy chỉ những nhóm định chức không bị thay thế hidroxit sắt và hidroxit
nhôm mới giữ đƣợc khả năng có thể tham gia phản ứng trao đổi hấp phụ cation với
các kim loại kiềm và kiềm thổ. Dung lƣợng hấp phụ của các dẫn xuất của chúng
luôn luôn nhỏ hơn với axit humic ban đầu. Tính di chuyển của các hợp chất mùn
sắt, mùn nhôm đƣợc quyết định bởi thành phần của cation trao đổi làm bão hòa các
nhóm định chức tự do, bởi mức độ phản ứng hidrar hóa cảu chính hợp chất đó và
bởi hàm lƣợng tƣơng đối của sắt và nhôm trong chúng. Hợp chất mún sắt và mùn

10


nhôm bị hydrat hóa chứa hàm lƣợng tƣơng đối của sắt và nhôm không nhiều. Nếu
chúng đƣợc bão hòa bởi các cation của NH4+, K+, Na+ thì dể dàng bị petit hóa (keo
tán) do nƣớc và có thể di chuyển trong phẫu diện đất theo dòng nƣớc thẩm sâu .
Trong những trƣờng hợp này nếu đƣợc bão hòa bởi canxi thì đƣợc tích lũy trong đất
dƣới dạng gel và đƣợc giữ trong đất khá chặt.
Axit humic, humat và những hợp chất mùn sắt và mùn nhôm dần dần dính
chặt trên bề mặt phần tử khoáng, tạo thành hạt kết nhỏ hữu cơ – vô cơ có mức độ
phân tán khác nhau. Độ bền gắn của chúng có lẽ do độ dày của chính màng chất
mùn và thành phần khoáng của phân tử khoáng quyết định. Hạt kết nhỏ đƣợc tạo
thành từ mùn và khoáng sét montmorilonits có độ bền gắn lớn nhất.
Thành phần và cấu trúc giữa sản phẩm tƣơng tác giữa axit humic và các cation
kim loại cho đến nay vẫn chƣa đƣợc làm sáng rõ. Chƣa có quan điểm duy nhất đúng
đắn về cơ chế và cột học của sự tạo thành các hợp chất phức, nhất là phức vòng
càng giữa axit humic và các kim loại. Tuy nhiên gần đây cũng có những công trình
nghiên cứu trong đó các tác giả đƣa ra quan niệm của mình về cấu trúc của sản
phẩm tƣơng tác giữa axit humic với kim loại. Khi dùng axit humic để kết tủa kim
loại, Burkat nhận thấy rằng, sự tƣơng tác của humic có trong than bùn với các muối

của kim loại hóa trị cao là phản ứng trao đổi, xãy ra chủ yếu nhờ nguyên tử hidro
của nhóm cacboxyl. Đầu tiên ông giả thuyết rằng, sự tƣơng tác trên có kèm theo
hiện tƣợng hấp phụ đơn thuần. Để kiểm tra ông dùng lƣợng humac natri nhƣ nhau
(nhỏ hơn lƣợng để đủ kết tủa hoàn toàn kim loại trong dung dịch) cho phản ứng với
các dung dịch CuSO4 có nồng độ khác nhau. Kết quả cho thấy axit humic đã kết tủa
những lƣợng tƣơng đƣơng nhƣ nhau từ các dung dịch đó. Nhƣ vậy, thực chất ở đây
là tƣơng tác hóa học, chứ không phải là hấp phụ vật lí đơn thuần nhƣ tác giả đã dự
định. Ngoài ra khi nghiên cứu tƣơng tác của axit humic với các muối đang ở dạng
trung tính của Cu, Fe, Co, Ni, Ca, Cd, Al… các tác giả cũng xác định rằng đặc
trƣng tƣơng tác giữa chúng là không nhƣ nhau tùy thuộc vào bản chất các kim loại.
Dƣới đây là hình ảnh quá trình của sự trao đổi cation của axit humic.

11


Hình 1.2. Quá trình trao đổi cation của axit humic [Internet]
Dựa vào kết quả thực nghiệm nghiên cứu tác dụng tƣơng tác của axit humic
với các cation kim loại Cu, Al, Zn, Fe, Mn,.…chúng tôi đi đến kết luận: axit humic
là một hợp chất có khả năng tạo phức với ion kim loại.
1.1.5.Tình hình ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường nước
Kim loại nặng là một thuật ngữ trong khoa học môi trƣờng, nhằm chỉ một số
kim loại có khối lƣợng riêng lớn hơn 5 g/cm3, đƣợc sử dụng tƣơng đối phổ biến trong
sản xuất và khi bị thải ra môi trƣờng thì gây tác hại tiềm tàng tới môi sinh. Kim loại
nặng có thể tồn tại trong khí quyển (dạng bụi, hơi), trong thủy quyển (dạng ion), trong
địa quyển (dạng muối hoặc hợp chất cơ-kim loại), trong sinh quyển (tồn tại trong các
mô của động thực vật thƣờng gây bệnh khi nồng độ đủ lớn).
Ở Việt Nam, nguồn nƣớc bị ô nhiễm đang gia tăng cùng với sự phát triển của
các hoạt động sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, ngƣ nghiệp,
giao thông, dịch vụ và sinh hoạt của ngƣời dân. Đặc biệt, ô nhiễm kim loại nặng
trong nƣớc đang là một mối đe dọa nghiêm trọng đối với sức khỏe của con ngƣời và

an toàn của hệ sinh thái.
Nƣớc thải sinh hoạt chứa một lƣợng kim loại nặng nhất định. Lƣợng kim loại đó
là do quá trình tiếp xúc lâu dài với đƣờng ống và bể chứa hoặc do việc sử dụng các

12


hóa mỹ phẩm. Trong nông nghiệp, việc sử dụng phân bón và thuốc bảo vệ thực vật
là nguyên nhân chính làm tăng sự tích lũy kim loại nặng trong nƣớc và đất.
Trong công nghiệp, mức độ ô nhiễm kim loại nặng ở các khu công nghiệp đã
lên đến mức báo động. Các nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng do hoạt động công
nghiệp bao gồm khai thác mỏ, công nghiệp sản xuất các hợp chất vô cơ, công
nghiệp sản xuất sơn, thuốc nhuộm và đặc biệt là công nghiệp mạ điện.
1.1.6. Ảnh hưởng sinh hóa của kim loại nặng đối với con người và sinh vật
Cũng nhƣ nhiều nguyên tố khác, các kim loại nặng có thể cần thiết hoặc
không cần thiết cho con ngƣời và sinh vật. Nếu kim loại là cần thiết thì chỉ cần
thiết ở một hàm lƣợng nhất định, nếu ít hơn hoặc nhiều hơn thì lại gây tác động
ngƣợc lại. Các kim loại cần thiết này tham gia cấu thành các enzym, các vitamin,
đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất. Những kim loại không cần thiết
khi vào cơ thể ngay cả ở dạng vết (rất ít) cũng có thể gây tác động độc hại. Ví dụ nhƣ
với đồng, một lƣợng nhỏ đồng rất cần cho động vật và thực vật, con ngƣời mỗi ngày cần
khoảng 20mg đồng, nhƣng với hàm lƣợng nhiều hơn lại gây hại cho cơ thể; hay với
niken, đối với thực vật thì niken không cần thiết và là chất độc, nhƣng đối với động vật,
niken lại rất cần thiết ở hàm lƣợng thấp.
Kim loại nặng trong môi trƣờng thƣờng không bị phân hủy sinh học mà
tích tụ trong sinh vật, chúng có thể chuyển hóa và tích lũy trong cơ thể con ngƣời
hay động vật thông qua chuỗi thức ăn của hệ sinh thái. Quá trình này bắt đầu với
nồng độ thấp của các kim loại nặng tồn tại trong nƣớc hoặc trong cặn lắng, sau đó
đƣợc tích tụ trong các loài thực vật và động vật sống ở dƣới nƣớc, luân chuyển dần
qua các mắt xích của chuỗi thức ăn và cuối cùng, khi đến sinh vật bậc cao là con

ngƣời thì nồng độ kim loại nặng đủ lớn để gây ra các ảnh hƣởng nguy hại nhƣ phá
hủy ADN, dẫn tới ung thƣ.
1.2. Axit acrylic và tác nhân khơi mào
1.2.1. Axit acrylic
1.2.1.1. Tính chất vật lý
Axit acrylic (CH2=CH-COOH), có tên thay thế là axit propenoic, một chất
lỏng không màu, mùi hắc. Nhiệt độ nóng chảy 13,5°C, nhiệt độ sôi là 141°C, khối

13


lƣợng riêng là 1,045g/cm3 (25°C). Axit acrylic tan trong nƣớc và nhiều dung môi
hữu cơ nhƣ: metanol, etanol, axeton, benzen…
Axit acrylic gây kích thích ăn mòn da và đƣờng hô hấp, ảnh hƣởng sâu sắc đến
thị lực… Ít tiếp xúc sẽ gây ra ít hoặc không có ảnh hƣởng đến sức khỏe, trong khi
phơi nhiễm cao có thể dẫn đến phù phổi.
1.2.1.2. Tính chất hóa học
Axit acrylic có đầy đủ các tính chất của axit cacboxylic (phản ứng làm đứt liên
kết –O-H): tác dụng với chỉ thị, với bazo, oxit bazo, kim loại hoạt động, muối của
axit yếu... Phản ứng tạo este, tạo clorua axit, tạo anhidrit axit, tạo amit (phản ứng
đứt liên kết –CO-OH).
Các phản ứng hóa học cùa axit cacboxylic có thể xảy ra theo 5 hƣớng khác
nhau, tùy theo liên kết bị đứt ra trong phản ứng:

Do sự liên hợp trong nhóm –COOH, các phản ứng theo hƣớng (1) của axit
xảy rà dễ dàng hơn ancol, trái lại hƣớng (2) và (3) lại lần lƣợt khó hơn ancol và
andehit- xeton. Khả năng phản ứng (4) phụ thuộc vào cấu trúc của gốc hidrocacbon
(R), còn hƣớng (5) phụ thuộc vào ảnh hƣởng cùa –COOH.
a. Ảnh hƣởng ở nhóm chức
Axit acrylic có đầy đủ tính chất của axit cacboxylic (phản ứng làm đứt liên

kết –O-H): tác dụng với chỉ thị, với bazơ, oxit bazơ, kim loại hoạt động, muối của
axit yếu.
Phản ứng tạo este, tạo clorua axit, tạo andehit axit, tạo amit (phản ứng đứt liên
kết –CO-/OH).
b. Phản ứng ở nối đôi

14


Axit acrylic và dẫn xuất của nó dễ tham gia phản ứng cộng (cộng H2 ,cộng
HX, cộng halogen) dễ tham gia phản ứng trùng hợp để tạo polyme. Một phản ứng ở
đây ta cần quan tâm là phản ứng cộng hợp với rƣợu.
ROH + CH2=CHCOOR´ → ROCH2CH2COOR´
Phản ứng trùng hợp

1.2.1.3. Điều chế axit acrylic
- Khử axetilen bằng cacbonmonooxit, có mặt nƣớc:
HC

CH +

CO + H2O → CH2=CHCOOH

- Là sản phẩm phụ thu đƣợc khi oxi hóa propen
CH2=CH-CH 3 + O2 → CH2=CHCOOH + H2O
- Từ andehit fomic và axit malonic
HCH O

+ H2C(COOH)2

H2C C(COOH)2

to H C
2

a min

H2C C(COOH)2 + H2O

CHCOOH

+ CO 2

1.2.1.4. Ứng dụng của axit acrylic
Các phân tử axit acrylic dễ dàng kết hợp với nhau hoặc với các monome khác
hoặc đƣợc ghép lên các mạch monome tự nhiên bằng phản ứng tại liên kết đôi của
chúng, tạo thành homopolyme hoặc copolyme đƣợc sử dụng trong sản xuất chất
dẻo, sơn, chất kết dính, chất đàn hồi và chất đánh bóng sàn nhà.
1.2.2. Tác nhân khơi mào: Hệ Amonipesunfat (APS)
Amonipesunfat (NH4)2S2O8 là một tác nhân khơi mào quen thuộc trong phản
ứng đồng trùng hợp ghép. Amonipesunfat hay amoni peoxidisunfat, muối của axit
peoxiddisunfic (H2S208), là chất ở dạng tinh thể không màu, rất dễ tan trong nƣớc, 1
lít nƣớc ở 15°C hòa tan 75g muối.
Nghiên cứu tinh thể amoni peoxidisunfat bằng phƣơng pháp Rơnghen, nhận
thấy ion S2O82- có cấu tạo nhƣ sau:

15