Xác định hàm lượng kẽm trong thực phẩm bằng phương pháp trắc quang

664

TRNG I HC VINH
KHOA HểA HC
=== ===

đồ án tốt nghiệp
Đề tài:

Xác định hàm l-ợng kẽm trong thực phẩm
bằng ph-ơng pháp trắc quang

GV hng dn : ThS. HONG VN TRUNG
SV thực hiện

: CAO THỊ THẮM

Lớp

: 50K - Công nghệ thực phẩm

Mã số SV

: 0952040403

NGHỆ AN - 01/2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH

ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Cao Thị Thắm

MSSV: 0952040403

Khóa:

50

Ngành:

Cơng Nghệ thực phẩm

1.

Tên đề tài: “

c

nh h

ư ng

tr ng thực ph

ng phư ng ph p

trắc quang”
2.

Nội dung nghiên cứu, thiết kế tốt nghiệp:
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

3.

Họ tên cán bộ hƣớng dẫn:

ThS. Hoàng Văn Trung

4.

Ngày giao nhiệm vụ đồ án:

Ngày

tháng

năm

5.

Ngày hồn thành đồ án:

Ngày

tháng

năm
Ngày

tháng

năm 2014

Chủ nhiệm bộ mơn

Cán bộ hƣớng dẫn

(Ký, ghi rõ họ, tên)

(Ký, ghi rõ họ, tên)

Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án tốt nghiệp ngày

tháng

năm 2014

Ngƣời duyệt
(Ký, ghi rõ họ, tên)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH

ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC

BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Cao Thị Thắm

MSSV: 0952040403

Khóa:

Ngành: Cơng nghệ thực phẩm

50

Cán bộ hướng dẫn: ThS. Hoàng Văn Trung
Cán bộ duyệt:
1.

Nội dung nghiên cứu, thiết kế:
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………

2.

Nhận xét của cán bộ hƣớng dẫn:
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
……………………………………………........................……………………
Ngày

tháng

năm 2014

Cán bộ hƣớng dẫn
(Ký, ghi rõ họ, tên)


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH

ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC

BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Cao Thị Thắm

MSSV: 0952040403

Khóa:

Ngành: Cơng nghệ thực phẩm

50

Cán bộ hướng dẫn: ThS. Hoàng Văn Trung
Cán bộ duyệt:
1.

Nội dung nghiên cứu, thiết kế:
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………

2.

Nhận xét của cán bộ duyệt:
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
……………………………………………........................……………………
Ngày

tháng

năm 2014

Cán bộ duyệt
(Ký, ghi rõ họ, tên)


MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN
MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 1
1.

L do chọn

tài ............................................................................................. 1

2.

Nhiệm vụ ặt ra của

3.

Đối tượng nghiên cứu ..................................................................................... 2

tài: ............................................................................. 2

Chƣơng 1. TỔNG QUAN ........................................................................................ 3
1.1.

Khái quát v nguyên tố kẽm .......................................................................... 3

1.1.1. Vị tr c u t o t nh ch t của kẽm. .................................................................... 3
1.1.2.
1.2.

nh hư ng của kẽm ến con ngư i ................................................................ 7
Thuốc thử 4- (2-PYRIDYLAZO )- REZOCXIN (PAR) ........................... 11

1.2.1. T nh ch t của P R. ....................................................................................... 11
1.2.2. Ứng dụng của P R ....................................................................................... 12
1.2. 3. Khả năng t o phức của P R ......................................................................... 13
1.3.

Các phương pháp phân t ch kẽm .................................................................. 13

1. 3.1. Phương pháp quang phổ h p thụ nguyên tử ................................................. 13
1. 3.2. Phương pháp cực phổ.................................................................................... 16
1.3.3. Phương pháp trắc quang ............................................................................... 17
1.3.4. Các phương pháp hiện
1.4.

i ............................................................................ 22

Một số phương pháp xử l mẫu trước khi phân t ch .................................... 23

1.4.1. Phương pháp vơ cơ hóa khơ.......................................................................... 24
1.4.2. Phương pháp vơ cơ hóa ướt. ......................................................................... 24
1.5.

Đánh giá các kết quả phân t ch ..................................................................... 25

Chƣơng 2. PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM .................................................. 27
2.1.

Thiết bị dụng cụ hóa ch t ............................................................................ 27

2.1.1. Thiết bị .......................................................................................................... 27
2.1.2. Dụng cụ ......................................................................................................... 27
2.1.3. Hóa ch t ........................................................................................................ 27


2.2.

Chuẩn bị hóa ch t thuốc thử và dung dịch chuẩn ........................................ 28

2.3.

Cách tiến hành ............................................................................................... 28

2.3.1. Dung dịch so sánh ......................................................................................... 28
2.3.2. Dung dịch phức Zn2+ - PAR. ........................................................................ 28
2.4.

Nội dung cần nghiên cứu .............................................................................. 29

2.5.

Thực nghiệm nghiên cứu sự t o phức Zn2+ - PAR. ..................................... 29

2.5.1. Sự phụ thuộc giữa mật ộ quang của phức vào th i gian ............................. 29
2.5.2. Sự phụ thuộc mật ộ của phức vào pH ......................................................... 29
2.5.3. Xác ịnh thành phần phức bằng phương pháp hệ ồng phân tử................... 29
2.5.4. Lập phương trình ư ng chuẩn ..................................................................... 30
2.5.5. Quy trình phân t ch hàm lượng kẽm trong thực phẩm .................................. 30
2.5.6. Phân t ch hàm lượng kẽm trong một số mẫu thực phẩm .............................. 33
Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................... 38
3.1.

Nghiên cứu sự t o phức giữa Zn2+- PAR ...................................................... 38

3.1.1. Sự phụ thuộc mật ộ quang của phức vào th i gian. .................................... 38
3.1.2.

nh hư ng của pH ến sự hình thành phức. ................................................ 39

3.2.

Xác ịnh thành phần của phức ...................................................................... 40

3.3.

Xây dựng ư ng chuẩn xác ịnh Kẽm. ........................................................ 41

3.4.

Kết quả phân t ch mẫu thực tế ...................................................................... 42

3.5.

Đánh giá phương pháp .................................................................................. 43

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................... 48
KẾT LUẬN .............................................................................................................. 48
KIẾN NGHỊ ............................................................................................................. 48
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 49


DANH MỤC BẢNG

Trang
Bảng 1.1.

Một số hằng số vật l của Kẽm .............................................................. 3

Bảng 1.2.

Dãy iện hóa của magie sắt và kẽm ...................................................... 4

Bảng 3.1.

Kết quả khảo sát th i gian t o phức Zn2+- PAR................................... 38

Bảng 3.2.

Kết quả khảo sát pH ến sự t o phức Zn2+- PAR ................................ 39

Bảng 3.3.

Sự phụ thuộc mật ộ quang của phức vào tỉ lệ VPAR/VZn2+ ............. 40

Bảng 3.4.

Sự phụ thuộc của mật ộ quang vào nồng ộ Zn2+ .............................. 41

Bảng 3.5.

Kết quả hàm lượng kẽm trung bình trong mẫu thực phẩm .................. 43

Bảng 3.6.

Kết quả phân t ch hàm lượng kẽm trong mẫu khoai tây ...................... 44

Bảng 3.7.

Kết quả phân t ch hàm lượng kẽm trong mẫu dưa leo ......................... 44

Bảng 3.8.

Kết quả phân t ch hàm lượng kẽm trong mẫu cải thìa ......................... 45

Bảng 3.9.

Kết quả phân t ch hàm lượng kẽm trong mẫu cải thảo ........................ 45

Bảng 3.10. Kết quả phân t ch hàm lượng kẽm trong mẫu củ cải ........................... 46
Bảng 3.11. Kết quả phân t ch hàm lượng kẽm trong mẫu khoai lang .................... 46
Bảng 3.12. Kết quả phân t ch hàm lượng kẽm trong mẫu bắp cải ......................... 47
Bảng 3.13. Kết quả phân t ch hàm lượng kẽm trong mẫu cá rô phi ....................... 47

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1.

Sự phụ thuộc của mật ộ quang vào nồng ộ ch t h p thụ. ................. 20

Hình 2.1.

Sơ ồ quy trình phân t ch hàm lượng kẽm trong mẫu thực ................. 32

Hình 2.2.

Mẫu Khoai tây ...................................................................................... 33

Hình 2.3.

Mẫu Dưa leo ........................................................................................ 34

Hình 2.4.

Mẫu Cải thìa ......................................................................................... 34

Hình 2.5.

Mẫu Cải thảo ........................................................................................ 35

Hình 2.6.

Mẫu Củ cải ........................................................................................... 35

Hình 2.7.

Mẫu khoai lang ..................................................................................... 36

Hình 2.8.

Mẫu bắp cải .......................................................................................... 36

Hình 2.9.

Mẫu cá rơ phi........................................................................................ 37

Hình 3.1.

Sự phụ thuộc mật ộ quang của phức vào th i gian ............................ 38

Hình 3.2.

Sự phụ thuộc mật ộ quang của phức vào pH...................................... 39

Hình 3.3:

Đồ thị xác ịnh tỉ lệ Zn2+:P R theo phương pháp hệ ồng phân tử ........ 40

Hình 3.4.

Đư ng chuẩn của phép xác ịnh kẽm bằng thuốc thử P R ................ 42

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ CÁI VIẾT TẮT

PAR

4- (2-PYRIDYLAZO )- REZOCXIN

HPLC

Sắc k lỏng hiệu năng cao.

UV - VIS

Quang phổ tử ngo i khả kiến

AAS

Quang phổ h p thụ nguyên tử.

AES

Quang phổ phát x nguyên tử.

ICP – MS

Phân t ch phổ khối nguyên tử

IC

Sắc k ion.

A

Mật ộ quang

Ml

mililit.

µg

microgam.

G

Gam

Kg

Kilogam


LỜI CẢM ƠN
Khóa luận ược thực hiện t i phịng th nghiệm Trung tâm KĐ T Thực
phẩm và Môi trư ng Trư ng Đ i học Vinh.
Tôi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc ến giảng viên ThS. Hồng Văn Trung Khoa Hóa Trư ng Đ i học Vinh ã giao

tài hướng dẫn, chỉ bảo, truy n

t kiến

thức kinh nghiệm quý báu và t o i u kiện thuận lợi cho tơi trong suốt q trình
hồn thành ồ án.
Với lịng biết ơn sâu sắc tơi xin chân thành cảm ơn ThS. Ngơ Thị Thủy Hà
- Khoa Hóa Trư ng Đ i học Vinh ã t o i u kiện thuận lợi và giúp ỡ tơi trong
q trình làm th nghiệm hướng dẫn cách sử dụng máy quang phổ tử ngo i khả kiến
UV - VIS.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa Hoá học, Ban giám hiệu,
cùng các thầy cô giáo Trư ng Đ i học Vinh ã d y dỗ và t o i u kiện giúp ỡ tơi
trong q trình học tập và hồn thành ồ án.
Tơi xin chân thành cảm ơn gia ình b n bè ngư i thân ã quan tâm

ộng

viên giúp ỡ tơi trong suốt q trình nghiên cứu và hồn thành ồ án.
Vinh, tháng 1 năm 2014
Sinh viên

Cao Thị Thắm


Đồ n tốt nghiệp
MỞ ĐẦU
1. L do chọn đề tài
Kẽm là một trong những nguyên tố có tầm quan trọng ối với nhi u ngành
khoa học ngành công nghiệp và ược chú

nghiên cứu t lâu.

Kẽm là một kim lo i thiết yếu tìm th y trong hầu hết các tế bào. Cơ th chứa 2 ến

3g kẽm tìm th y trong xương răng tóc da gan cơ bắp b ch cầu tinh hoàn. 1 3 kẽm
trong huyết tương gắn lỏng l o với albumin trong khi 2 3 gắn chặt với globulin. Kẽm k ch
th ch ho t ộng của khoảng 100 enzyme các enzyme này tham gia vào các họat ộng chủ
yếu sau: sinh trư ng hô h p thị giác sử dụng glucid bảo vệ hệ mi n dịch và sinh sản.
Kẽm và các hợp ch t của nó ược ứng dụng nhi u trong các l nh vực: làm
lớp phủ chống ăn mòn trên thép làm pin kẽm và hợp kim như ồng thau. Nhi u
hợp ch t kẽm c ng ược sử dụng phổ biến như kẽm cacbonat và kẽm gluconat bổ
sung dinh dưỡng kẽm clorua ch t khử m i kẽm pyrithion dầu gội ầu trị gàu
kẽm sulfua sơn hu nh quang và kẽm methyl hay kẽm diethyl sử dụng trong hóa
hữu cơ

phịng th nghiệm.
Thực phẩm có th bị nhi m các kim lo i nặng t nhi u nguồn khác nhau: Nguyên

liệu d ng chế biến thực phẩm trong quá trình chế biến bảo quản thực phẩm quá trình
chuyên ch thực phẩm các kim lo i nặng thư ng tồn t i và luân chuy n trong tự nhiên
thư ng có nguồn gốc t ch t thải công nghiệp trực tiếp hoặc gián tiếp sử dụng các kim
lo i nặng y trong quá trình công nghệ hoặc t ch t thải sinh ho t sau ó chúng bám vào
các b mặt t ch luỹ trong
Trong th i

t và gây ô nhi m các nguồn nước sinh ho t.

i ngày nay việc sử dụng hoá ch t ưa vào sản xu t khá phổ biến

nên nguy cơ nhi m các kim lo i nặng vào thực phẩm ngày càng tăng do ó tình
tr ng ngộ ộc do các kim lo i nặng ang gia tăng. Vì vậy việc xác ịnh hàm lượng
kim lo i nặng có trong thực phẩm là v n

cần quan tâm hàng ầu

bảo vệ sức

kho và môi trư ng.
Với tầm quan trọng như vậy nên việc nghiên cứu xác ịnh kẽm không chỉ
mang

ngh a khoa học mà còn

ngh a thực ti n.

Hiện nay có nhi u phương pháp

xác ịnh kẽm tuy nhiên t y t ng lo i

mẫu mà ngưới ta sử dụng các phương pháp khác nhau. Trong ph m vi của ồ án
SVTH: Ca Th Thắ

1

Lớp: 50K - CNTP


Đồ n tốt nghiệp
này do th i gian có h n với mục tiêu ặt ra là xác ịnh hàm lượng kẽm trong thực
phẩm với thuốc thử P R bằng phương pháp trắc quang một phương pháp ơn giản
v thiết bị nhưng l i cho kết quả áng tin cậy do phép o có nhi u ưu i m:
- Độ nh y cao C cỡ 0,1ppm

ộ chọn lọc khá cao phân t ch nhanh thuận

tiện trong phép phân t ch nhi u ối tượng khác nhau.
- Xác ịnh ược ịnh t nh
mẫu d tự ộng hóa

ịnh lượng xác ịnh ược c u trúc ban ầu của

a năng thực thi do thiết bị phổ biến không ắt ti n.

T những l do trên tôi chọn

tài: "Xác định hàm ƣ ng k m trong thực

phẩm b ng phƣơng pháp trắc quang".
2. Nhiệm vụ đặt ra của đề tài:
1. Nghiên cứu i u kiện tối ưu cho sự t o phức giữa Zn2+ - P R: th i gian pH.
2.Xác ịnh thành phần phức.
3. Xây dựng phương trình ư ng chuẩn.
4. Ứng dụng vào phân t ch một số mẫu thực phẩm.
5. Đánh giá kết quả phân t ch hàm lượng kẽm trong mẫu thực phẩm.
Tuy nhiên, trong bản ồ án chắc chắn vẫn cịn nhi u thiếu sót nên r t mong
q thầy cơ và các b n góp

em hồn thiện bản ồ án của mình và học hỏi, rút

kinh nghiệm cho công tác nghiên cứu sau này.
3. Đối tƣ ng nghiên cứu
Đ

ánh giá nguồn vi lượng kẽm trong một số thực phẩm ược bán trên thị

trư ng tôi ã tiến hành mua mẫu t i chợ Bến thủy, Thành phố Vinh . Mỗi mẫu
ược l y 100g

ựng vào túi ni lông s ch. Bao gồm các mẫu sau:

- Khoai tây (tên khoa học là Solanum tuberosum L).
- Dưa leo hay dưa chuột (tên khoa học là Cucumis sativus L).
- Cải thìa hay Cải bẹ trắng (tên khoa học là Brassica rapa chinensis).
- Cải thảo (tên khoa học là Brassica Pe-tsai Bailey L).
- Củ cải (tên khoa học là Raphanus sativus).
- Khoai lang (tên khoa học Lpomoea batatas).
- Bắp cải (tên khoa học là Brassica oleracea).
- Cá rô phi (tên khoa học là Oreochromis niloticus).

SVTH: Ca Th Thắ

2

Lớp: 50K - CNTP


Đồ n tốt nghiệp
Chƣơng 1
TỔNG QUAN
1.1. Khái quát về nguyên tố k m [1, 5, 6, 8, 17]
1.1.1. V tr c u t
1 1 1 1 V tr

t nh ch t c a

ut o

m

K m là một nguyên tố kim lo i lưỡng t nh k hiệu là Zn và thuộc phân
nhóm IIB thuộc chu k 4 khối lượng nguyên tử là 65.37 dvc.
Kẽm là nguyên tố phổ biến thứ 23 trong vỏ Trái

t. Các lo i khoáng ch t

nặng nh t có xu hướng chứa khoảng 10% sắt và 40 - 50% kẽm. Các lo i khoáng
ch t

tách kẽm chủ yếu là sphalerit blen ơ smisthonit calamine franklinite.
1.1.1.2. T nh h t v t ý
Kẽm là kim lo i màu trắng xanh nh t

nhiệt ộ thư ng nhưng khi n u ến

100 - 1500C nó tr nên m m d o d dát mỏng d kéo dài. Trong không kh nó bị
phủ b i một lớp oxit nên m t t nh ánh kim.
Bảng 1.1. Một số h ng số vật
Số thứ tự

của K m
30

Khối lượng nguyên tử

65,37
[Ar]3d104s2

C u hình electron
Bán k nh nguyên tử

1,39

Độ âm iện

1,65

Khối lượng nguyên tử g cm3)

7,14

Năng lượng ion hóa

I1

I2

I3

9,39

17,96

39,70

Do năng lượng ion hóa thứ 3 tương ối lớn vì thế tr ng thái oxi hoá 2 là
ặc trưng ối với kẽm..
C u trúc m ng tinh th : lập phương.

SVTH: Ca Th Thắ

3

Lớp: 50K - CNTP


Đồ n tốt nghiệp
i u kiện thư ng kẽm r t giịn nên khơng th kéo dài ược.
Kẽm trong tự nhiên là hỗn hợp của 4 ồng vị Zn64, Zn66, Zn67 và Zn68 với
ồng vị 64 là phổ biến nh t 48 6% trong tự nhiên . 22 ồng vị phóng x

ược biết

ến với phổ biến hay ổn ịnh nh t là Zn65 với chu k bán rã 244 26 ngày và Zn72
với chu k bán rã 46 5 gi . Các ồng vị phóng x khác có chu k bán rã nhỏ hơn 14
gi và phần lớn có chu k bán rã nhỏ hơn 1 giây.
1113

nh h t h

họ

a k m và hợp ch t

Kẽm là kim lo i tương ối ho t ộng song

nhiệt ộ thư ng kẽm b n vì có

lớp màng oxit bảo vệ.
Trong dãy iện hóa kẽm ứng giữa magie và sắt vậy t nh khử Mg > Zn > Fe.
Bảng 1.2. Dãy điện hóa của magie, sắt và k m
Dãy iện hóa

Mg2+/ Mg

Zn2+/ Zn

Fe2+/Fe

E0(V)

- 1,10

- 0,763

- 0,44

M t số ph n ng

c trưng c a

 Khi tác dụng axit m nh HCl H2SO4(l) …Zn sẽ khử ion H+ của axit thành
H2

ồng th i nó bị oxh thành Zn2+ d ng muối :

Zn + 4H2O + 2H+ = [Zn(H2O)4]2+ + H2.
 Khi tác dụng ki m thì H2 c ng thốt ra:
Zn + 2OH- + 2H2O = [Zn(OH)4]2- + H2 .
Vậy kẽm là nguyên tố lưỡng t nh.
 Kẽm không những tan trong các dung dịch ki m m nh mà còn tan trong

dung dịch NH3:
Zn + 2H2O + 4NH3 = [Zn(NH3)4](OH)2 + H2
 Khi hòa tan kẽm trong H2SO4

và HNO3 thu ược các muối tương ứng và

các sản phẩm khử khác nhau:
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + SO2(S, H2S) +H2O.
Zn + HNO3 = Zn(NO3)2 + NO2(NO, N2O, N2, NH4NO3) + H2O
T y vào nồng ộ của HNO3 mà cho ra các sản phẩm khác nhau.

SVTH: Ca Th Thắ

4

Lớp: 50K - CNTP


Đồ n tốt nghiệp
Kẽm tác dụng ược với phi kim

ặc biệt là khi un nóng:

t

Zn + Cl2 
ZnCl2
0

t
2Zn + O2 
2ZnO
0

M t số ph n ng

c trưng c a h p ch t n2+

 Các phản ứng t o phức của Zn2+:


o ph

v i h n hợp pyri in và

i thio y nu

Cho KSCN và một t pyridin k hiệu Py vào dung dịch muối kẽm ta thu
ược kết tủa tinh th trắng [ZnPy2](SCN)2. Phản ứng này có giá trị trong phép ịnh
lượng kẽm


o ph

v i ithi on: C6H5NH.NH.CS.N.N.C6H5.

Dung dịch trung t nh của kẽm t o ược với dung dịch dithizon CCl4 một
muối nội phức dithizon màu ỏ t a khơng tan trong nước nhưng tan trong CCl4 có
phương trình phản là:
N NH C6H5

C6H5 NH NH
Zn + 2

C S

C6H5

N

Zn

N

S C
N N C6H5
2



o ph

v i

N

P N t o ược phức màu ỏ với Zn2+

v ng pH = 4 - 6. Phức có cơng thức

c u t o như sau:

N

N

N

O

Zn/2

SVTH: Ca Th Thắ

5

Lớp: 50K - CNTP


Đồ n tốt nghiệp


o ph

v i

it quin

i : C9H6NCOOH.

xit quinaldic tác dụng ược với muối kẽm cho ta một muối nội phức kết
tủa tinh th trắng tan trong H2SO4(l) có c u t o như sau:
Zn/n

N

O
C



o ph

v i

O

- hydroxy quinolin.

8 - hydroxy quinolin phản ứng ược với dung dịch muối kẽm t o phức b n
có cơng thức:

N

O

Zn/n

 Ph n ng th y phân c a c c dung d ch

uối

n2+

Dung dịch chứa ion Zn2+khơng màu có phản ứng axit yếu
Zn2+ + H2O

Zn(OH)+ + H+ ,

Zn(OH)+ + H2O

Zn(OH)2 + H+ ,

Zn(OH)2 + H2O

[Zn(OH)3]- + H+ ,

Zn(OH)3]- +H2O

[Zn(OH)4]2- +H+ ,

K1
K2
K3
K4

pH của dung dịch Zn2+ 0 01 M khoảng 5 5.
Khi ki m hóa dung dịch Zn2+ 0 1M ến pH = 6 sẽ có kết tủa trắng
Zn(OH)2 kết tủa tan trong ki m dư

pH~ 14 cho ion ZnO22- không màu.

ZnS + 2H+ = Zn2+ + H2S 
 T c dụng với iề :

SVTH: Ca Th Thắ

6

Lớp: 50K - CNTP


Đồ n tốt nghiệp
Khi nhỏ dần dần ki m vào muối kẽm ban

ầu xu t hiện kết tủa keo

Zn(OH)2 sau ó tiếp tục cho ki m vào cho ến dư thì kết tủa bị tan t o thành muối
zincat. Mặt khác Zn(OH)2 bị hòa tan t o thành muối tương ứng. Vậy Zn OH 2 là
hợp ch t lưỡng t nh.
Zn2+ + 2OH- = Zn(OH)2
Zn(OH)2 + 2OH- = ZnO22- + H2O
Zn(OH)2 + 2H+ = Zn2+ + 2H2O
Zn(OH)2 t o kết tủa


T c dụng với

pH = 6 8- 8 3 và bị hòa tan
uối cac

nat c a i

Các muối cacbonat của kim lo i ki m

pH  11.

i iề
u t o ược những kết tủa cacbonat

bazzo có cơng thức 5ZnO.2CO2.4H2O ch t này tan ược trong

NH4)2CO3 và

ki m.
 T c dụng với dung d ch

uối HPO42-.

HPO42- t o ược kết tủa với Zn2+ kết tủa này tan ược trong axit axetic và
ki m.
2HPO42- + 3Zn2+ = Zn3(PO4)2 + 2H+
Trong quá trình phản ứng nồng ộ ion H+ tăng lên làm cho kết tủa khơng
hồn tồn. Tuy nhiên nếu thêm HPO42- vào một dung dịch axit hoac trung t nh của
Zn2+ sau ó trung hòa cẩn thận bằng dung dịch NH3 sao cho pH khoảng 5 5 - 7,0
thì t o ược kết tủa hoàn toàn

d ng tinh th trắng.

Zn2+ + HPO42- + NH3 = ZnNH4PO4
Kết tủa này tan ược trong axit ki m amonic. Phương trình có giá trị trong
việc ịnh lượng kẽm.
nh hư ng c a

n c n ngư i

1.1.2.1. Ứng dụng c a k m và các hợp ch t
Kẽm là kim lo i ược sử dụng phổ biến hàng thứ tư sau sắt nhôm

ồng t nh

theo lượng sản xu t hàng năm.
 Kẽm ược sử dụng

SVTH: Ca Th Thắ

m kim lo i chẳng h n như thép

7

chống ăn rỉ.

Lớp: 50K - CNTP


Đồ n tốt nghiệp

 Kẽm ược sử dụng trong các hợp kim như ồng thanh niken trắng các
lo i que hàn b c Đức…Đồng thanh có ứng dụng rộng rãi nh

ộ cứng và sức

kháng rỉ cao.
 Kẽm ược sử dụng trong dập khuôn
Kẽm d ng cuộn ược sử dụng

ặc biệt là trong cơng nghiệp ơtơ.

làm vỏ pin.

 Ơxit kẽm ược sử dụng như ch t liệu có màu trắng trong màu nước và sơn
c ng như ch t ho t hố trong cơng nghiệp ơtơ. Sử dụng trong thuốc mỡ nó có khả
năng chống cháy nắng cho các khu vực da trần. Sử dụng như lớp bột mỏng trong
các khu vực ẩm ướt của cơ th

bộ phận sinh dục của tr em

chống hăm.

 Clorua kẽm ược sử dụng làm ch t khử m i và bảo quản gỗ. Sunfua kẽm
ược sử dụng làm ch t lân quang

ược sử dụng

phủ lên kim ồng hồ hay các ồ

vật khác cần phát sáng trong bóng tối.

 Methyl kẽm Zn CH3)2

ược sử dụng trong một số phản ứng tổng hợp

ch t hữu cơ.
 Stearat kẽm ược sử dụng làm ch t ộn trong sản xu t ch t d o plastic t
dầu mỏ.
 Các lo i nước hoa thơm sản xu t t calamin là hỗn hợp của hydroxy
cacbonat kẽm và silicat

ư ợc sử dụng

chống bỏng da.

 Trong thực ơn hàng ngày kẽm có trong thành phần của các lo i khoáng
ch t và vitamin. Ngư i ta cho rằng kẽm có thuộc t nh chống ơxi hố do vậy nó ược
sử dụng như là nguyên tố vi lượng

chống sự chết yếu của da và cơ trong cơ th

lão hoá . Trong các biệt dược chứa một lượng lớn kẽm ngư i ta cho rằng nó có tác
dụng làm nhanh lành vết thương.
 Gluconat gycin kẽm trong các viên nang hình thoi có tác dụng chống cảm.
1122
Kẽm Zn

á

ụng sinh h

m

óng vai trị sinh học không th thiếu ối với sức khỏe con ngư i

cho d kẽm chỉ chiếm khoảng vài phần triệu trọng lượng khô của cơ th . Ngư i ta
c ng ã phát hiện ược nhi u căn bệnh liên quan tới sự thiếu th a nguyên tố này.

SVTH: Ca Th Thắ

8

Lớp: 50K - CNTP


Đồ n tốt nghiệp
Nhưng nhu cầu v kẽm còn t y thuộc vào tuổi và tr ng thái sinh l của cơ
th . V dụ tr dưới 1 tuổi cần 8mg tr t 1-10 tuổi cần tới 20-25mg ngư i trư ng
thành là 10-15mg hằng ngày.
Kẽm ược ưa vào cơ th chủ yếu qua ư ng tiêu hóa ược h p thụ phần lớn
ruột non. Vì vậy những ngư i có bệnh

ư ng tiêu hóa thư ng bị thiếu kẽm. Nó ược

thải ra ngồi với một lượng lớn qua dịch ruột dịch tụy 2-5mg còn l i qua nước ti u 0 50 8mg và mồ hôi 0 5mg . Khi vào cơ th phần lớn kẽm tập trung trong tế bào chỉ một
lượng nhỏ trong huyết tương d ng gắn kết với albumin và 2-macropolysaccaride.
Kẽm tham gia vào thành phần c u trúc tế bào và ặc biệt là tác ộng ến hầu
hết các quá trình sinh học trong cơ th . Kẽm có trong thành phần của hơn 80 lo i
enzym khác nhau

ặc biệt có trong hệ thống enzym vận chuy n thủy phân

hóa xúc tác phản ứng gắn kết các chuỗi trong phân tử

ồng

DN xúc tác phản ứng oxy

hóa cung c p năng lượng. Ngồi ra kẽm cịn ho t hóa nhi u enzym khác nhau như
amylase pencreatinase…
Lượng kẽm trong cơ th có liên quan chặt chẽ với môi trư ng sống và chế ộ
dinh dưỡng. Thiếu kẽm sẽ ảnh hư ng tới sự phát tri n bình thư ng của cơ th và
hơn nữa có th còn là nguyên nhân gây nên nhi u bệnh nguy hi m ảnh hư ng lâu
dài tới cuộc sống và sinh m ng của con ngư i.
Đặc biệt kẽm có vai trò sinh học r t quan trọng là tác ộng chọn lọc lên quá
trình tổng hợp phân giải axit nucleic và protein - những thành phần quan trọng nh t
của sự sống. Vì vậy các cơ quan như hệ thần kinh trung ương da và niêm m c hệ
tiêu hóa tuần hồn…r t nh y cảm với sự thiếu hụt kẽm. Tr thiếu kẽm sẽ biếng ăn.
Một vai trò c ng r t quan trọng khác của kẽm là v a có c u trúc v a tham
gia vào duy trì chức năng của hàng lo t cơ quan quan trọng. Kẽm có ộ tập trung
cao trong não
kẽm

ặc biệt là v ng hải mã hippocampus vỏ não bó sợi rêu. Nếu thiếu

các c u trúc thần kinh có th dẫn ến nhi u lo i rối lo n thần kinh và có th

là yếu tố góp phần phát sinh bệnh tâm thần phân liệt.
Vai trò hết sức quan trọng nữa của kẽm là nó tham gia i u hịa chức năng
của hệ thống nội tiết và có trong thành phần các hoocmon tuyến yên tuyến thượng

SVTH: Ca Th Thắ

9

Lớp: 50K - CNTP


Đồ n tốt nghiệp
thận tuyến sinh dục.. . Hệ thống này có vai trị quan trọng trong việc phối hợp với
hệ thần kinh trung ương

i u hòa ho t ộng sống trong và ngoài cơ th

phản ứng

với các k ch th ch t môi trư ng và xã hội làm cho con ngư i phát tri n và th ch
nghi với t ng giai o n và các tình huống phong phú của cuộc sống. Vì thế thiếu
kẽm có th ảnh hư ng tới quá trình th ch nghi và phát tri n của con ngư i.
Ngồi ra, các cơng trình nghiên cứu cịn cho th y kẽm có vai trò làm giảm
ộc t nh của các kim lo i ộc như nhơm

l asen

s cadimi Cd …Góp phần

vào q trình giảm lão hóa thơng qua việc ức chế sự oxy hóa và ổn ịnh màng tế
bào. Khả năng mi n dịch của cơ th

ược tăng cư ng nh kẽm b i nó ho t hóa hệ

thống này thơng qua cơ chế k ch th ch các
vậy khi thiếu kẽm nguy cơ nhi m khuẩn

i thực bào tăng các limpho T… Vì

bệnh nhân sẽ tăng lên.

C ng cần nói thêm rằng kẽm không chỉ quan trọng trong ho t ộng sống với
vai trò ộc lập mà còn quan trọng hơn khi có mặt của nó sẽ giúp cho q trình h p
thụ và chuy n hóa các nguyên tố khác cần thiết cho sự sống như ồng Cu mangan
Mn magnesium Mg …
Do vậy khi cơ th thiếu kẽm sẽ kéo theo sự thiếu hụt hoặc rối lo n chuy n
hóa của nhi u yếu tố ảnh hư ng r t lớn ến tình tr ng sức khỏe.
Kẽm khá t ộc t nh. Hàm lượng trong thức ăn th p. Ăn vào hơn 150mg Zn
mỗi ngày có th gây rối lo n chuy n hóa ồng và sắt nhưng chỉ có

ngh a khi các

ion này bị giới h n. Một li u r t cao 450mg ngày làm thiếu ồng và gây thiếu máu
nguyên bào sắt. Li u nhập quá cao có th gây suy giảm chức năng mi n dịch. Quá
li u có th gây buồn nơn phát ban sự khử nước và loét d dày. Kẽm làm giảm h p
thu tetracyline. Nên tránh i u trị kẽm trong thai k và cho con bú.
1 1 2 3 Độc tính c a Zn
Thực phẩm là những vật phẩm có tác dụng ni sống con ngư i . Thực phẩm
qua q trình ồng hoá và dị hoá cung c p cho cơ th năng lượng cần thiết

duy

trì sự sống và các ho t ộng. Nhu cầu thự c phẩ m của cơ th phụ thuộc vào lứa
tuổi, th trọng cư ng ộ lao ộng, tình tr ng sức kho vv…

hàm lượng nhỏ một số kim lo i nặng là các nguyên tố vi lượng cần thiết
cho cơ th ngư i và sinh vật phát tri n bình thư ng nhưng khi có hàm lượng lớn

SVTH: Ca Th Thắ

10

Lớp: 50K - CNTP


Đồ n tốt nghiệp
chúng l i thư ng có ộc t nh cao và là nguyên nhân gây ô nhi m môi trư ng. Khi
ược thải ra môi trư ng, có một số hợp ch t kim lo i nặng bị t ch tụ và ọng l i
trong

t, song có một số hợp ch t có th hồ tan dưới tác ộng của nhi u yếu tố

khác nhau, nh t là do ộ chua của

t, của nước mưa.

Khi nhi m vào cơ th , các kim lo i nặng t ch tụ trong các mơ tác ộng ến
các q trình sinh hóa.

ngư i, kim lo i nặng có th t ch tụ vào nội t ng như gan

thận xương khớp gây nhi u căn bệnh nguy hi m như ung thư thiếu máu, ngộ
ộc,...
Những bi u hiện của hiện tượng cơ th thiếu ch t Zn là: móng tay d gãy có
vệt trắng tóc rụng da khơ d bị viêm nhi m. Đàn ông yếu khả năng sinh l

d gặp sự cố khi mang thai d sinh con thiếu tháng
có v n

khơng bình thư ng

phụ nữ

ứa tr yếu d bị dị d ng hoặc

hệ thần kinh chậm lớn.

1.2. Thuốc thử 4- (2-PYRIDYLAZO )- REZOCXIN (PAR) [1, 2, 3, 4, 5,
13, 14]
T nh ch t c a P R
P R là thuốc thử hữu cơ ược Chichibabin tổng hợp năm 1918 nhưng mới
ược ứng dụng những năm gần ây. Nó ược áp dụng hiệu quả trong phân t ch trắc
quang và óng vai trò ch t chỉ thị màu kim lo i trong phép chuẩn ộ Complecxon.
P R là ch t rắn d ng bột màu ỏ thẩm tan tốt trong nước và trong nhi u
dung môi hữu cơ như rượu axeton dioxan… Dung dịch của nó có màu vàng da
cam b n trong th i gian dài. Thuốc thử ược d ng

d ng axit hoặc d ng muối

natri có cơng thức phân tử: C11H9O2N3 vµ C11H8O2N3Na . H2O có cơng thức c u
t o:

N

N

OH

Hay

N

ONa

N

N

OH

OH

D ng axit

D ng muối

T y thuộc vào pH của môi trư ng mà P R tồn t i

SVTH: Ca Th Thắ

N

11

các d ng khác nhau:

Lớp: 50K - CNTP


Đồ n tốt nghiệp


pH < 2 45 tồn t i



pH = 2,45 - 6 0 tồn t i

d ng H2R (max = 385 nm).



pH = 6,0 - 12 5 tồn t i

d ng HR- (max = 415 nm).



pH > 12 5 tồn t i

d ng H3R+ (max = 395 nm).

d ng

R2- (max = 490 nm).

Một số d ng cơ bản của thuốc thử P R như sau:

pK1=3,1
N

N

N

OH

N H+

N

OH

N
OH

OH
+

D ng H3R )

D ng H2R)

pK2=5,6

N

O-

N

pK3=11,9

N

O-

N

N

N
-

D ng HR )

OH

O-

2-

D ng R )

Ứng dụng c a P R
Thuốc thử P R d ng

ịnh lượng trac quang nhi u nguyên tố: Cu2+, Zn2+,

Bi3+, Sn4+, Ga3+, Ta3+, Hg2+, Cd2+… ử các pH khác nhau t 1 - 11,5.
Không những sự t o phức giữa P R trong việc xác ịnh các nguyên tố mà
ngư i ta còn nghiên cưú sự t o phức giữa P R với các hơp ch t cơ chì và cơ thiếc
c biệt là diethyl chì I và diethyl chì II có bước sóng cực
514nm II tương ứng với pH tối ưu là 9 0 và 6 0. Cả hai ch t này

i

512nm I và
u t o phức 1:1

với P R. Do thuốc thử P R là thuốc thử có khả nang t o phức với nhi u kim lo i
có ộ nh y cao nên việc sử dụng P R vào mục

ch phân t ch các nguyên tố ngày

càng rộng rãi nếu ngư i ta tìm ược các i u kiện tối ưu.
Ngoài việc sử dụng P R

nghiên cứu xác ịnh các nguyên tố bằng phương

pháp trắc quang ngày nay các nhà khoa học c ng sử dụng một số phương pháp

SVTH: Ca Th Thắ

12

Lớp: 50K - CNTP


Đồ n tốt nghiệp
khác có sử dụng thuốc thử P R phương pháp sắc k lỏng sắc k ion phương pháp
ộng học phương pháp phổ h p thụ nguyên tử.
3 Kh năng t

ph c c a P R

Sự t o phức P R với các ion kim lo i ược mơ tả theo phương trình:
Men+ + mH2R

Me(HR)m(n-m)+ + H+.

Men+ + mHR-

MeRm(n-m)+

+ H+.

Trong ó P R có th tham gia vào phản ứng t o phức màu ỏ như sau:
N

N

N

OH

N

OH

N

N

Me/n

O

(I)

O

Me/n

(II)

Khi nghiên cứu c u t o của phức Me - P R t y thuộc vào bản ch t kim lo i mà
nguyên tử nitơ số 1 hoặc số 2 của nhóm azo so với nhân pyridin của phân tử P R sẽ
tham gia liên kết phối tr . Nếu nguyên tử nitơ 1 tham gia liên kết t o liên kết phối tr thì
ược hệ phức I gồm một vịng 6 c nh và một vòng 4 c nh. Nếu nguyên tử nitơ thứ 2
tham gia liên kết phối tr thì thu ược hệ phức II gồm 2 vịng 5 c nh.
Thành phần của phức phụ thuộc vào bản ch t ion kim lo i

ộ ph của dung

dịch. Tuy nhiên thành phần Me: P R thư ng là 1:1 hoặc 1:2 là phổ biến.

1.3. Các phƣơng pháp ph n t ch k m [2, 4, 7, 9, 10, 12, 16]
3

Phư ng ph p quang phổ h p thụ nguyên tử

Cơ sở phƣơng pháp: Phương pháp phổ h p thụ nguyên tử dựa vào khả năng
h p thụ chọn lọc các bức x cộng hư ng của nguyên tử

tr ng thái tự do. Đối với

mỗi nguyên tố v ch cộng hư ng là v ch quang phổ nh y nh t của phổ phát x
nguyên tử của ch nh nguyên tử ó. Thơng thư ng thì khi h p thụ bức x cộng
hư ng nguyên tử sẽ chuy n t tr ng thái ứng với mức năng lượng cơ bản sang mức
năng lượng cao hơn

gần mức năng lượng cơ bản nh t ngư i ta thư ng gọi ó là

bức chuy n cộng hư ng.

SVTH: Ca Th Thắ

13

Lớp: 50K - CNTP


Đồ n tốt nghiệp
Trong phương pháp này các nguyên tử tự do ược t o ra do tác dụng của
nguồn nhiệt biến các ch t t tr ng thái tập hợp b t k thành các tr ng thái nguyên
tử

ó là q trình ngun tử hóa.
Q trình ngun tử hóa có th thực hiện bằng phương pháp ngọn lửa : bằng

cách phun dung dịch phân t ch

tr ng thái aerozon vào ngọn èn kh ; hoặc bằng

phương pháp không ngọn lửa : nh tác dụng nhiệt của lò graphit. Trong ngọn lửa
hoặc trong lò graphit ch t nghiên cứu bị nhiệt phân và t o thành các nguyên tử tự
do. Trong i u kiện nhiệt ộ không quá cao 1500 - 30000C
ược t o thành sẽ

a số các nguyên tử

tr ng thái cơ bản. B y gi nếu ta hướng vào luồng hơi nguyên

tử một ch m bức x

iện t có tần số bằng tần số cộng hư ng các nguyên tử tự do

có th h p thụ các bức x cộng hư ng này và làm giảm cư ng ộ của ch m bức x
iện t . Các nguyên tử c ng như các phân tử sẽ h p thụ bức x

iện t tuân theo

ịnh luật Bouguer :
Io
A = lg---- = Kυ.l.C
It

Trong ó :

: là mật ộ quang.
Io, It : là cư ng ộ ánh sáng trước và sau khi bị các nguyên tử

h p thụ.
Kυ là hệ số phụ thuộc bước sóng λ.
l : là ộ dày lớp hơi nguyên tử.
C : là nồng ộ nguyên tử ch t nghiên cứu trong lớp hơi.
Đó là cơ s vật l của phương pháp phổ h p thụ nguyên tử.
Vậy nếu trong phương pháp phổ phát x nguyên tử nồng ộ ch t nghiên cứu
ược xác ịnh dựa vào cư ng ộ v ch phổ phát x ; mà cư ng ộ này l i tỷ lệ với nồng
ộ các nguyên tử bị k ch th ch thì phương pháp phổ nguyên tử có cơ s khác hẳn.

ây

t n hiệu phân t ch l i liên quan ến các nguyên tử không bị k ch th ch.
Thông thư ng số nguyên tử
nguyên tử chung. Đó là l do

SVTH: Ca Th Thắ

tr ng thái k ch th ch không quá 1-2% số

phương pháp h p thụ nguyên tử có ộ nh y cao.

14

Lớp: 50K - CNTP

Đồ n tốt nghiệp
Đối với một số nguyên tố phương pháp phổ h p thụ nguyên tử có th xác ịnh ến
nồng ộ 0 1 - 0 001 mg ml. Độ ch nh xác của phương pháp r t cao sai số tương ối
± 1 ÷ 4%.
Dựa vào sự phụ thuộc tuyến t nh giữa mật ộ quang

và nồng ộ nguyên tố

nghiên cứu ngư i ta có th xây dựng phương pháp xác ịnh theo thủ tục của phương
pháp ư ng chuẩn nhưng thông thư ng ngư i ta thực hiện phương pháp thêm dung
dịch chuẩn.
Ph m vi ứng dụng: Phương pháp phân t ch h p thụ nguyên tử có th
ứng dụng

phân t ch các ch t trong nhi u ối tượng phân t ch khác nhau

ược
ặc biệt

với các ch t có nồng ộ bé trong mẫu phân t ch. Với phương pháp h p thụ nguyên
tử ngư i ta có th xác ịnh hơn 70 nguyên tố Mg Zn Cu Ca Fe Cd Pd… trong
các ối tượng khác nhau. Có th áp dụng phương pháp h p thụ nguyên tử

xác

ịnh các nguyên tố trong các sản phẩm hợp kim kim lo i các ối tượng vật phẩm
tự nhiên

ối tượng sinh học…

Giới h n phát hiện: 10-5 ÷ 10-6 %. Sai số phân t ch thư ng vào khoảng 1 ÷ 5 %.
Áp dụng xác định k m: Kẽm ược ghi o t i hai bước sóng 213 9 nm và
307 6nm nhiệt ộ tro hóa là 4000C nhiệt ộ nguyên tử hóa là 19000C.
Nếu sử dụng

S d ng ngọn lửa thì hệ oxy hóa thư ng sử dụng là khơng

kh axetylen. Trong ngọn lửa khơng có ảnh hư ng cản tr nào ược tìm th y. Khi
o các mẫu sinh học giai o n tro hóa r t cần thiết

tránh ảnh hư ng cản tr của

phân tử protein. T i bước sóng 213 9nm các d ng khơng nguyên tử hóa trong ngọn
lửa h p thụ khá m nh.
Phương pháp quang phổ phát x ngọn lửa

ES ngư i ta c ng sử dụng t i

bước sóng 213 9 nm nhưng sử dụng hệ ơxi hóa N2O/C2H2.
Phương pháp quang phổ h p thụ phát x
kẽm là 0 01mg l. Nếu sử dụng phương pháp
dung mơi thì giới h n phát hiện có th

S có th cho giới h n phát hiện
S có th thêm giai o n chiết bằng

t tới 0 001mg l. Các mẫu ược chuẩn bị

trong n n axit nitrit và ược phân hủy bằng HNO3 PH ược i u chỉnh tới 4 75 với

SVTH: Ca Th Thắ

15

Lớp: 50K - CNTP