Bài tường trình thực tập Phân tích kỹ thuật: Xác định Canxi trong sữa

              ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
              TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
              Khoa Hoá Học
             

       BÀI TƯỜNG TRÌNH THỰC 
TẬP
        PHÂN TÍCH KỸ THUẬT
Nhóm 5
1214254 Nguyễn Hữu Quang
1214251 Vương Quốc Phương
1214007 Nguyễn Lê Hoàng Anh
1214039 Nguyễn Thị Mỹ Chi


Thực tập phân tích kỹ thật

MỤC LỤC

2


1. Mở đầu
Canxi là một trong những khoáng chất cần thiết, có vai trò thiết yếu cho cơ thể. 
Cung cấp canxi giúp cơ thể khoẻ mạnh, giúp trẻ  em đạt chiều cao và tầm vóc tốt 
khi trưởng thành và giúp người trưởng thành tránh được các bệnh lý về  xương 
khớp, bên cạnh đó canxi còn giúp duy trì hoạt động của các cơ bắp, kích thích máu  
lưu thông và phát tín hiệu cho các tế  bào thần kinh đồng thời điều tiết các hooc  
môn trong cơ thể . Chính vì vậy, canxi luôn có mặt trong thành phần của các loại  
sữa dành cho cả  trẻ em lẫn người lớn. Hàm lượng canxi trong sữa là một chỉ  tiêu 
quan trọng và là mối quan tâm hàng đầu của người tiêu dùng. D việc xác định chính  

xác hàm lượng của chúng là nhu cầu cầu thiết yếu. Có hai phương pháp dùng để 
xác định hàm lượng canxi là phương pháp định lượng dưới dạng oxalate và phương 
pháp định lượng bằng Complexon III. Trong bài thực tập này nhóm sẽ  tiến hành 
xác định hàm lượng canxi trong sữa thông qua việc định lượng Ca 2+ bằng phương 
pháp chuẩn độ  oxy hoá khử  với permanganat. Bên cạnh đó, nhóm cũng tiến hành 
xác định nồng độ  Ca2+ trong mẫu chuẩn Ca2+ 0.01N và mẫu kiểm tra từ  phòng thí 
nghiệm
1.1.

Nguyên tắc

Mẫu sữa sau khi được vô cơ  hoá, canxi trong sữa sẽ  chuyển thành dạng ion 
Ca2+, ion Ca2+ được tủa định lượng ở  dạng canxi oxalate (CaC 2O4). Lượng kết tủa 
canxi oxalate có thể xác định bằng hai cách: nung ở nhiệt độ  cao sau đó cân lượng  
CaO sinh ra hoặc hoà tan kết tủa bằng acid H 2SO4, giải phóng anion C2O42­. Sau đó 
ta tiến hành chuẩn độ oxy hoá khử  bằng phương pháp permanganat xác định chính 
xác lượng C2O42­ được giải phóng từ tủa, thông qua đó ta có thể xác định chính xác  
hàm lượng canxi có trong mẫu sữa ban đầu. Quy  trình xác định gồm 3 giai đoạn 
chính như sau:


Thực tập phân tích kỹ thật

Kết tủa đồng thể Ca2+ dưới  bằng (NH4)2C2O4  
Ca2+ + C2O42­  CaC2O4 
Hoà tan kết tủa CaC2O4 bằng H2SO4
CaC2O4  +2H+  H2C2O4 + Ca2+
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− Chuẩn H2C2O4 sinh ra bằng KMnO4

5C2O42­ +2MnO4­ +16H+  10CO2 + 2Mn2+ +8H2O

1.2. Đối tượng mẫu
Mẫu dùng để xác định canxi trong phần thực tập này là sữa NuVita (NuTiFood)  
với hàm lượng canxi ghi trên bao bì là 720 mg/ 100g.
Trạng thái cảm quan: sản phẩm sữa dạng bột mịn, mùi thơm dịu, màu vàng 
nhạt, khi nếm thấy vị ngọt thanh và ít béo, tan tốt trong nước và cho dung dịch màu 
trắng đục.
1.3. Hoá chất, thiết bị, dụng cụ
1.3.1.  Thiết bị ­ dụng cụ 
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− Lò nung, bếp điện, bếp cách thuỷ
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− Phễu lọc G4, bình rút áp suất kém
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− Becher 100 mL, 250 mL
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− Pipet 10 và 25 mL, buret 25 mL
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− Đũa thuỷ tinh, ống nhỏ giọt

Chén nung bằng sứ có nắp  (chịu được nhiệt độ cao, trơ với acid vô cơ, bền cơ 
học tốt. Tuy nhiên chúng chịu kiềm kém nên không được sử  dụng để  thực hiện các 
phản ứng kiềm chảy)
1.3.2.  Hoá chất 

Dung dịch Ca2+ 0.1 N.
Dung dịch Ca2+ 0.01 N: Rút 25.00 mL Ca2+ 0.1N định mức lên 250 mL.
Dung dịch (NH4)2C2O4 10% pha trong nước cất.

4


Dung dịch NH3 1%: rót vào ống đong 50 mL NH3 đậm đặc , sau đó cho vào chai 
nhựa có sẵn 1.5 L nước cất.
Dung dịch H2SO4  (1:1): rót từ  từ  50 mL dung dịch H2SO4  đậm đặc vào becher 
chứa sẵn 50 mL nước cất được ngân trong thau nước. 

Dung dịch KMnO4 0.1 N.
Dung dịch KMnO4 0.02 N: rút 50.00 mL KMnO4 0.1 N định mức lên 250 mL.
Dung dịch H2C2O4 0.1 N.
Dung dịch H2C2O4 0.02 N: rút 10.00 mL H2C2O4 0.1 N định mức lên 50 mL.
2. Thực nghiệm
2.1. Xử lý mẫu sữa
Sử  dụng phương pháp xử  lý mẫu khô để  đốt cháy nền mẫu, chuyển canxi trong 
mẫu về dạng muối hoà tan. Quy trình gồm 2 bước là than hoá mẫu trên bếp điện và 
tro hoá mẫu trong lò nung. Thí nghiệm được tiến hành với 4 mẫu sữa, 2 mẫu trắng (1  
mL nước cất). 
Than hoá mẫu: chuẩn bị  6 chén sứ  sạch khô, cân chính xác khoảng 2 g sữa cho 
vào 4 chén sứ, 2 chén sứ còn lại ta thêm 1 mL nước cất và dùng làm mẫu trắng. Đặt  
tất cả  chén sứ  lên bếp điện, ban đầu nung mẫu  ở  nhiệt độ  vừa phải để  tránh bốc  
khói quá mạnh, văng mẫu ra ngoài làm mất mẫu sữa hoặc văng từ mẫu này sang mẫu 
khác gây nhiễm bẩn chéo, tăng dần nhiệt độ cho đến khi tất cả mẫu đều cháy thành 
than đen và khói trắng không còn bốc lên nữa.
Tro hoá mẫu: mẫu sau khi than hoá được cho vào lò nung, gia nhiệt lên 350  oC 
trong vòng 1 giờ  và giữ  nhiệt độ này trong vòng 1 giờ. Sau đó tăng dần nhiệt độ  lên  
550 oC trong vòng 1 giờ và giữ nhiệt độ này trong 2 giờ. Tro trong chén sứ thường có 
màu trắng hoặc hơi xám. Lấy mẫu ra, thêm 1 mL HNO 3đđ, đun nhẹ  đến khô và đun 
tiếp trong 2 giờ ta được mẫu đã tro trắng hoàn toàn.
Hoà tan tro: Sau khi quá trình tro hoá kết thúc, đợi cho chén nguội hoàn toàn thêm 
vào mẫu 1 mL nước cất để  thấm  ướt mẫu hoàn toàn rồi thêm tiếp 3 mL HCl (1:1), 


Thực tập phân tích kỹ thật

đun nhẹ  để  hoà tan hoàn toàn lượng mẫu tro trắng, chuyển dung dịch vào bình định 
mức 50 mL, tráng rửa kỹ vài lần chén sứ rồi định mức lên đến vạch
Kết tủa canxi oxalate: lấy chính xác 20.00 mL từ  bình định mức cho vào becher 

100 mL, thêm 2 giọt methyl đỏ, tiếp tục cho từng giọt NH 3 loãng vào khuấy nhẹ đến 
khi dung dịch xuất hiện màu vàng cam. Nếu dung dịch có màu vàng ta nên dung HCl  
loãng chỉnh đến khi xuất hiện màu vàng cam. Đặt becher lên bếp cách thuỷ và cho từ 
từ 10 mL dung dịch (NH4)2C2O4 10%, khuấy đều và tiến hành kết tủa đồng thời trong 
bể cách thuỷ trong 2 giờ. Tủa thu được có màu trắng, kích thước nhỏ min. ( Nên thêm 
nước cất vào becher để  tránh hiện tượng dung dịch bị  cạn làm xuất hiện tinh thể  
hình kim ammonium oxalate).
Lọc và rửa tủa canxi oxalate: tiến hành lọc gạn kết tủa trên phễu G4 kết hợp rút 
áp suất kém. Đổ từ từ dung dịch trong becher xuống sau đó dùng NH 3 tráng rửa becher 
và chuyển mẫu vào phễu. Tiếp tục xịt rửa tủa nhiều lần đến khi hết C2O42.
Hoà tan tủa canxi oxalate và chuẩn độ: Chuyển phễu G4 sang bình rút chân 
không sạch khác. Dùng ống nhỏ  giọt lấy 7 mL dung dịch H2SO4 (1:1) nóng thêm vào 
cốc để  hoà tan kết tủa CaC2O4, để  trong vòng 2 – 3 phút. Lặp lại với vài mL H2SO4 
(1:1). Dùng nước cất cẩn thận tráng đều phễu G4. Tiến hành chuẩn độ bằng KMnO4 
0.02 N.
2.2. Kết quả mẫu sữa và mẫu kiểm tra
Xác định lại nồng độ KMnO4 0.02 N
Rút chính xác 10.00 mL H2C2O4 0.02 N cho vào erlen, thêm 1.00 mL H2SO4đđ, đun 
nhẹ  khoảng 1 ­  2 phút, sau đó chuẩn độ  bằng KMnO 4 0.02 N đến màu hồng nhạt, 
bền trong 30s. Tiến hành chuẩn độ 3 lần thu được kết quả sau:
V KMnO4 
(mL)

Lần 1
11.25

Lần 2
11.25

6

Lần 3
11.25

Trung bình
11.25


Nồng độ của  KMnO4:  (N)

Kết quả mẫu sữa (công thức tính toán được trình bày ở phần phụ lục)
BLK 
1

BLK 
2

M ẫ u 
1

M ẫ u 
2

M ẫ u 
3

M ẫ u 
4

0

0

2.01
2

2.01
5

2.01
6

2.01
2

0.05

0.05

(mL
)
m Ca 
(mg)

11.9
5

12.0
0

12.0
0

12.0
5

10.5
78

10.6
22

10.6
22

10.667

ε  0.95

0.13

0.13

0.13

0.13

hc 

10.5

15

10.5
43

10.5
38

10.603

ε  0.95

0.13

0.13

0.13

0.13

m 
sữa 

(g)
V 
KMnO
4 

m Ca 
(mg)

m Ca TB 
(mg)

10.550

ε  0.95

0.065

Lượng canxi có trong 2g sữa là: 10.550  ± 0.030 (mg) 
Hàm lượng canxi trong sữa (mg/g) là: 


Thực tập phân tích kỹ thật



Hàm lượng canxi là: 5.275 ± 0.032 (mg/g)
Kết quả mẫu kiểm tra: rút 10.00 mL từ bình định mức 100 mL

V KMnO4

1

2

3

4

5

18.65

18.40

17.40

18.95

18.95

Theo chuẩn Dixon nhóm nhận thấy số đo 17.40 mL mắc độ  lệch thô bạo do đó 
nhóm quyết định loại bỏ số liệu 17.40 mL ra khỏi bảng kết quả. Hàm lượng canxi trong 
mẫu kiểm tra được trình bày như bảng ( cách tính toán trình bày ở phụ lục)

V KMnO4

Lần 1

Lần 2

Lần 3

Lần 4

18.65

18.40

18.95

18.95

18.74
N Ca2+



Hàm lượng canxi trong mẫu kiểm tra là:  (N)

2.3. Kết quả mẫu chuẩn
Xác định lại nồng độ KMnO4 0.02 N
Rút chính xác 10.00 mL H2C2O4 0.02 N cho vào erlen, thêm 1.00 mL H2SO4đđ, đun 
nhẹ khoảng 1 ­  2 phút, sau đó chuẩn độ bằng KMnO4 0.02 N đến màu hồng nhạt, bền 
trong 30s. Tiến hành chuẩn độ 3 lần thu được kết quả sau:

V KMnO4 
(mL)

Lần 1

Lần 2

Lần 3

Trung bình

11.55

11.55

11.55

11.55

8


Nồng độ của  KMnO4:  (N)
Kết quả mẫu chuẩn
Rút 20.00 mL Ca2+  0.01 N và tiến hành tương tự  như  quy trình xác định 
Ca2+ trong mẫu kiểm tra. Tiến hành với 9 mẫu thử, thu được bảng số liệu sau
L
ầ
n
 
1

L
ầ
n
 
2

L
ầ
n
 
3

L
ầ
n
 
4

L
ầ
n
 
5

L
ầ
n
 
6

L
ầ
n
 
7

L
ầ
n
 
8

L
ầ
n
 
9

2
2
.
7
0

2
2
.
3
0

2
2
.
3
0

2
2
.
6
0

2
2
.
5
5

1
8
.
7
5

2
2
.
2
5

2
2
.
5
0

2
2
.
7
0

V 
KM
nO
4

(
m
L)

Theo chuẩn Dixon nhóm nhận thấy số đo 18.75 mL mắc độ lệch thô bạo (Q  TN = 
0.886 > Q 0.95= 0.512) do đó nhóm quyết định loại bỏ số liệu 18.65 mL ra khỏi bảng kết  
quả. Hàm lượng canxi trong mẫu chuẩn được trình bày như  bảng ( cách tính toán trình  
bày ở phụ lục)

V 
K
Mn
O4

L
ầ
n 
1
2
2.
7
0

L

ầ
n 
2
2
2.
3
0

L
ầ
n 
3
2
2.
3
0

L
ầ
n 
4
2
2.
6
0

L
ầ
n 
5

2
2.
5
5
22.50

N 
Ca
2+

L
ầ
n 
6
2
2.
2
5

L
ầ
n 
7
2
2.
5
0

L
ầ

n 
8
2
2.
7
0


Thực tập phân tích kỹ thật

εC
a2
+



Hàm lượng canxi trong mẫu chuẩn là:  (N)

3. Kết luận
Kết quả  hàm lượng canxi trong sữa chịu nhiều  ảnh hưởng của quá trình xử  lý  
mẫu, các giai đoạn than hoá và tro hoá có thể gây mất mẫu do phản ứng diễn ra mạnh  
làm mẫu bắn ra ngoài hoặc bị nhiễm bẩn từ những lần trước, mẫu có thể bị thôi ra từ 
trong chén xử lý mẫu. Ngoài ra sự nhiễm bẩn mẫu trong quá trình xử lý có thể xảy ra  
do sự bắn mẫu sữa từ mẫu này vào mẫu kia và vào blank. Một phần gây nhiễm bẩn  
khác là từ hoá chất, dụng cụ phòng thí nghiệm (các nhóm thực tập sử dụng cùng một 
bộ dụng cụ nên khả năng nhiễm bẩn từ dụng cụ phòng thí nghiệm là rất lớn, các hoá  
chất sử dụng là hoá chất Trung Quốc nên độ tinh khiết không cao) ảnh hưởng đến độ 
chính xác của kết quả.
Trong quá trình tạo kết tủa đồng thể  thì tủa canxi oxalate tủa tốt trong môi  
trường pH = 4 – 6 do đó ta cần phải điều chỉnh pH cẩn thận, lượng dung để đảm bảo  

tủa hoàn toàn lượng Ca2+ ban đầu. Trong quá trình đun cách thuỷ  tránh để  dung dịch 
quá cạn làm kết tinh ammonium oxalate tinh thể hình kim có thể   ảnh hưởng đến quá 
trình tạo kết tủa canxi oxalate.
Quá trình rửa và hoà tan kết tủa cũng  ảnh hưởng đến kết quả  phân tích.  Nếu 
rửa tủa không sạch, (NH4)2C2O4  vẫn còn thì khi chuẩn độ  với KMnO4  sẽ  gây sai số 
dương , nên tráng rửa becher bằng acid H 2SO4 để hoà tan kết tủa còn bám trên thành. 
Phần rửa tủa bằng acid H2SO4 1:1 được đun nóng nhẹ để kết tủa dễ tan, rửa sạch kết 
tủa bên trong lỗ xốp.
Phản  ứng chuẩn độ  với KMnO4  là phản  ứng tự  xúc tác do sinh ra Mn2+  trong 
quá trình, vì vậy ban đầu phản ứng diễn ra chậm nên cần đun nóng nhẹ để tăng tốc độ 
phản  ứng và cần chuẩn chậm để  cho dung dịch mất màu rồi mới cho KMnO4 xuống 
tiếp.
10


4. Phụ lục
4.1. Công thức tính toán hàm lượng canxi trong mẫu sữa bột (tính
theo mg)

 Hiệu chỉnh khối lượng Ca2+ về 2g

 Lượng trung bình có trong 2g sữa

  Tính toán cho mẫu 1 

10.57791

−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−  

  Tính toán cho mẫu 2 

10.62236


Thực tập phân tích kỹ thật

 

  Tính toán cho mẫu 3 

10.62236

−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−  

  Tính toán cho mẫu 4 

10.6668

−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

  Lượng trung bình có trong 2g sữa 

4.2. Công thức tính toán hàm lượng canxi trong mẫu kiểm tra
12


4.3. Công thức tính toán hàm lượng canxi trong mẫu chuẩn