Tài liệu Xác định hàm lượng kim loại nặng có trong thực phẩm

Đồ án chuyên môn GVHD: Thái Thị Ánh Ngọc Chương I: ĐẶT VẤN ĐỀ Các kim loại nặng được hấp thụ vào cơ thể chúng ta với một hàm lượng vừa phải, chúng đóng vai trò hết sức quan trọng đối với cơ thể: Xúc tác tổng hợp ra noradrenalin, chất dẫn chuyền hoạt động thần kinh thức tỉnh và chú ý. Tham gia vào việc tổng hợp ra sắc tố melanin, tham gia hoạt động chuyển hoá các mô liên kết và chuỗi phản ứng hoá học liên kết của tế bào. Tham gia vào quá trình tổng hợp gen, cho sự sao chép DNA có sẵn để tế bào lớn lên. Tham gia vào quá trình tổng hợp protein, trong chuyển hoá acid béo chưa no tạo ra màng tế bào. Tham gia vào cấu tạo hoạt động của hormon sinh dục, cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp cấu trúc bài tiết nhiều hormon khác. Liên quan đến việc ngăn ngừa ung thư. Tuy nhiên nếu các kim loại nặng này được hấp thụ vào cơ thể vượt quá giới hạn cho phép, chúng sẽ gây độc đối với cơ thể. Nếu cơ thể hấp thụ kim loại nặng với lượng nhiều sẽ dẫn đến ngộ độc cấp tính với các triệu chứng như có vị kim loại khó chịu và dai dẳng trong miệng, nôn, ỉa chảy, mồ hôi lạnh… cũng có thể gây chết người. Nếu cơ thể hấp thụ với liều lượng không lớn lắm, nhưng liên tục thì sẽ tạo ra hiện tượng tích luỹ trong cơ thể và gây ra các bệnh mãn tính, có thể gây đột biến gen, ung thư, thiếu máu, các bệnh tim mạch, bệnh ngoài da, bệnh gan, các vấn đề liên quan đến tiêu hoá, rối loạn thần kinh. Đặc biệt là đối với các kim loại độc như asen, chì, thuỷ ngân nếu hấp thụ vào cơ thể với lượng nhỏ cùng có thể gây nên ngộ độc cấp tính. Các kim loại này được hấp thụ vào cơ thể qua lương thực - thực phẩm, nước uống cũng có thể qua bát đĩa, đồ chơi. SVTH: Võ Văn Thanh Lớp: 05C1 Trang: - 1 - Đồ án chuyên môn GVHD: Thái Thị Ánh Ngọc Các kim loại nặng này không những gây tác hại đối với cơ thể mà còn gây tác hại đến lương thực - thực phẩm. Nếu lương thực thực phẩm bị nhiễm kim loại nặng thì các kim loại này sẽ thúc đẩy quá trình hư hỏng thực phẩm, làm giảm giá trị dinh dưỡng cũng như giá trị cảm quan của thực phẩm. Thực phẩm có thể bị nhiễm các kim loại nặng từ nhiều nguồn khác nhau: Nguyên liệu dùng chế biến thực phẩm, trong quá trình chế biến, bảo quản thực phẩm, quá trình chuyên chở thực phẩm, các kim loại nặng thường tồn tại và luân chuyển trong tự nhiên thường có nguồn gốc từ chất thải công nghiệp trực tiếp hoặc gián tiếp sử dụng các kim loại nặng ấy trong quá trình công nghệ hoặc từ chất thải sinh hoạt, sau đó chúng bám vào các bề mặt tích luỹ trong đất và gây ô nhiễm các nguồn nước sinh hoạt. Trong thời đại ngày nay việc sử dụng hoá chất đưa vào sản xuất khá phổ biến nên nguy cơ nhiễm các kim loại nặng vào thực phẩm ngày càng tăng do đó tình trạng ngộ độc do các kim loại nặng đang gia tăng. Vì vậy việc xác định hàm lượng kim loại nặng có trong thực phẩm là vấn đề cần quan tâm hàng đầu để bảo vệ sức khoẻ và môi trường. SVTH: Võ Văn Thanh Lớp: 05C1 Trang: - 2 - Đồ án chuyên môn GVHD: Thái Thị Ánh Ngọc Chương II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH 2.1. Phương pháp ditizon. 2.1.1. Bản chất của phương pháp ditizon. Ditizon ( Diphenyl thiocacbazon) có công thức: NH – NH – C6H5 S=C N = N – C6H5 Tan trong cacbon tetra clorua và clorform tạo thành dung dịch có màu xanh lá cây. Ở dạng phân tử tức là trong môi trường acid hoặc trung tính. Ditizon rất khó tan trong nước. Dung dịch càng có phản ứng kiềm thì độ tan của ditizon càng tăng do tạo thành ion Dz -. Dz- + HDz H+ Ditizon tạo với ion nhiều kim loại những ditizon có màu, ít tan trong nước nhưng tan trong cacbon tetra clorua hay cloroform. Các ditizon có thể tồn tại dưới hai dạng, tuỳ thuộc vào độ acid của môi trường. - Trong môi trường acid hay trung tính thì chúng tồn tại dưới dạng xeton. - Trong môi trường kiềm chúng tồn tại dưới dạng enol. NH – N – C6H5 MI S=C N – N - C6H MI – S – C N = N - C6H5 MI N = N - C6H5 Dạng enol thường ít tan trong cacbon tetra clorua và cloroform. Cân bằng chính xảy ra khi chiết là Mn+ + nHDz MDz + nH+ Ngoài ra còn phai kể tới cân bằng: H+ + SVTH: Võ Văn Thanh Dz- = HDz Lớp: 05C1 pKA = 8,7 Trang: - 3 - Đồ án chuyên môn GVHD: Thái Thị Ánh Ngọc 2.1.2. Ứng dụng. Hiện nay phương pháp ditizon được dùng rộng rãi để xác định các độc tố kim loại trong lương thực thực phẩm. Phương pháp này xác định được lượng nhỏ kim loại từ 0,1 tới 200 microgam (γ). Bảng sau đây ghi các giá trị pH chiết được hoàn toàn các ditizon của một vài kim loại thường có thể lẫn trong lương thực thực phẩm. Nguyên tố 2+ Điều kiện chiết, màu của PH chiết hoàn Dung ditizonat Môi trường acid, đỏ tím toàn 2–5 môi chiết CCl4 Đồng Cu Sắt Fe2+ Môi trường kiềm, đỏ tím 7–9 CCl4 Chì Pb2+ Đỏ 7 – 10 CCl4 Thiếc Sn2+ Đỏ 5–9 CCl4 Kẽm Zn2+ Đỏ 6–9 CCl4 Các giá trị pH chiết hoàn toàn các ditizonat nói trên chỉ là gần đúng vì các pH này phụ thuộc vào điều kiện chiết như tỷ số thể tích hai dung môi chiết, lượng dư thuốc thử, các anion có lẫn trong dung dịch và lực ion của dung dịch. Ba kim loại đồng, chì, kẽm được xác định thuận lợi bằng phương pháp ditizon. 2.1.3. Chuẩn bị dung dịch để xác định thiếc, kẽm, đồng, chì. Thiếc, kẽm, đồng, chì có trong lương thực phẩm với lượng nhỏ nên muốn xác định chúng cần phải vô cơ hoá lương thực thực phẩm. Có hai phương pháp vô cơ hoá: • Phương pháp khô. - Dụng cụ, hoá chất Capxun dung tích 250 ml Bếp cách cát Pipet 100 ml Giấy lọc Bình định mức dung tích 250 ml Magie dioxyt (MgO2) Cân kỹ thuật Canxi acetat Ca(CH3COO)2 SVTH: Võ Văn Thanh Lớp: 05C1 Trang: - 4 - Đồ án chuyên môn GVHD: Thái Thị Ánh Ngọc Phễu Acid nitric đặc (d=1.4) Bếp điện, lò nung điều chỉnh được nhiệt độ ( 600- 7000 C) - Tiến hành Dùng pipet lấy chính xác 100 ml thực phẩm ( nếu là sản phẩm lỏng) hoặc lấy cân 100 g thực phẩm ( nếu là sản phẩm khô) cho vào capxun. Thêm vào capxun 0,5g MgO 2 và 0,5g Ca(CH3COO)2 để tăng tốc độ vô cơ hoá và chống việc tạo thành các hợp chất bay hơi chủa kim loại nặng khi đốt ( vô cơ hoá). Các chất này nhất thiết không được chứa thiếc, đồng và chì. Đặt capxun trên bếp cách cát, đốt cho thực phẩm cháy hoàn toàn thành than. Đặt capxun vào lò nung, nung ở nhiệt độ 600- 7000C, đến khi sản phẩm biến hoàn toàn thành tro xám, khoảng 3 giờ. Lấy capxun ra khỏi lò nung, để nguội, cho vào capxun 20 ml acid nitric đặc ( tuyệt đối không chứa đồng và chì) và 50 ml nước cất hai lần, nước tráng cũng chuyển vào bình định mức. Thêm nước cất đến vạch mức, lắc kỹ. • Phương pháp ướt - Dụng cụ, hoá chất Capxun dung tích 250 ml Bếp cách cát Pipet 100 ml Giấy lọc Bình định mức dung tích 250 ml Phễu Cân kỹ thuật Bếp điện, lò nung điều chỉnh được nhiệt độ ( 600- 7000 C) - Hoá chất: Acid nitric đặc ( d = 1,4) Acid sunfuric đặc (d = 1,84) Amon axetat NH4(CH3COO)2 - Tiến hành Lấy lượng mẫu như trên cho vào capxun. Thêm vào capxun 3 ml acid nitric đặc và 50 ml acid sunfuric đặc. Đặt capxun lên bếp điện, đun sôi dung dịch trong capxun. Tiếp tục đun và cứ mỗi phút lại nhỏ thêm 5- 20 giọt acid nitric đặc. Khí NO 2 màu nâu sẽ thoát ra (làm trong tủ hút hơi). SVTH: Võ Văn Thanh Lớp: 05C1 Trang: - 5 - Đồ án chuyên môn GVHD: Thái Thị Ánh Ngọc Nếu thấy dung dịch trong capxun thẫm màu lại thì tăng tốc nhỏ acid nitric đặc. Khi dung dịch trở nên nhạt màu thì giảm tốc độ nhỏ acid nitric đặc, đến khi dung dịch không màu thì thôi. Tiếp tục đun cho khói trắng bốc đi hết, rồi lại tiếp tục đun sôi 10 phút nữa. Nếu sau đó dung dịch vẫn không màu thì việc vô cơ hoá đã hoàn toàn xong. Nếu dung dịch đen trở lại thì nhỏ acid nitric. Lấy capxun ra khỏi bếp điện. Cho vào capxun 0,20g amonaxetat, khuấy cho tan hết. Chuyển toàn bộ dung dịch từ capxun vào bình định mức dung tích 250 ml. Thêm nước cất hai lần đến vạch mức, lắc kỹ. Nếu dung dịch capxun bị đục thì phải lọc trước khi chuyển vào bình định mức. • Ghi chú: Phương pháp đốt khô nói trên để xác định đồng và chì cũng được thừa nhận để xác định thiếc. MgO2 để tách ra oxy hoạt động giúp oxy hoá nhanh các chất hữu cơ. Ca(CH3COO)2 đóng vai trò phá vỡ MgO2 làm tăng oxy hoạt động phóng vào chất hữu cơ, do đó làm tăng tốc độ đốt. Cũng có thể dùng Mg(CH 3COO)2 và NaCl: Mg(CH3COO)2 và Ca(CH3COO)2; NH4Cl và NaCl, (NH4)2CO3… Song hỗn hợp MgO2 và Ca(CH3COO)2 tỷ lệ 1/1 làm cho tốc độ đốt chất hữu cơ nhanh nhất. Nếu đốt khô không dùng hỗn hợp MgO 2 và canxi axetat, thì các muối thiếc dễ bay hơi và một phần Sn nằm dưới dạng không tan là acid β- metastanic. Sự mất thiếc trong đốt khô như vậy có thể từ 2,7 đến 77%. 2.2. Phương pháp định lượng bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử. 2.2.1. Nguyên tắc chung: Các mẫu thực phẩm sau khi được vô cơ hoá hoàn toàn, được phun vào hệ thống quang phổ hấp thụ nguyên tử, rồi người ta đo độ hấp thụ bức xạ từ nguồn phát bởi hơi nguyên tử trong mẫu (được chuyển thành hơi nguyên tử tự do). Nguyên lý của phương pháp này như sau: Nguồn sáng đơn sắc được phát từ đèn Cathod rỗng ( HCl) hoặc đèn phóng điện phi cực (EDL) hay đèn phổ liên tục có biến điện qua vùng nguyên tử hoá đến bộ cảm biến ( detector) để đo cường độ bức xạ hay hấp thụ. Mỗi kim loại có bước sóng hấp thụ đặc trưng riêng. SVTH: Võ Văn Thanh Lớp: 05C1 Trang: - 6 - Đồ án chuyên môn GVHD: Thái Thị Ánh Ngọc Đèn cathod rỗng (HCL) hay đèn phi cực (EDL) được cấu tạo do chính nguyên tố đó được làm nguồn phát bức xạ đặc trưng. Điều này làm cho phương pháp ổn định và ít bị nhiễu. Cường độ bức xạ bị hấp thụ tỷ lệ thuận với nồng độ nguyên tố có trong mẫu ( trong một giới hạn nồng độ). Đây chính là cơ sỏ để phân tích định lượng. 2.2.2. Ứng dụng. Phương pháp này được dùng để xác định hàm lượng kim loại có trong mẫu thuỷ sản, mẫu nước và nước thải. 2.3 .Phương pháp cực phổ. 2.3.1. Khái niệm về phương pháp cực phổ. Phương pháp cực phổ có thể định tính và định lượng nhiều chất bằng cách điện phân dung dịch phân tích trên điện cực giọt thuỷ ngân, rồi sau đó vẽ đường biểu diễn DòngThế ghi sự biến đổi cường độ dòng theo sự biến đổi cường độ thế điện cực của sự thuỷ phân. Về nguyên tắc phương pháp cực phổ bao gồm các giai đoạn: - Đặt các thế khác nhau vào điện cực để khử các ion khác nhau vì mỗi ion có một thế khử tương ứng xác định, do đó qua thế khử của ion có thể định tính được ion đó. - Nếu tăng dần thế của điện cực nhúng vào dung dịch chất cần xác định thì cường độ dòng sẽ tăng lên đồng thời cho tới khi đạt được thế khử của ion trong dung dịch. Trong điều kiện nhất định, cường độ dòng tăng tỷ lệ thuận với nồng độ ion khử. Do sự phụ thuộc giữa cường độ dòng và nồng độ mà định lượng được ion đó. • Tiến hành phân tích: Dung dịch phân tích được nạp vào bình định phân có điện cực thuỷ ngân. Anot là lớp thuỷ ngân ở đáy bình. Catôt là giọt thuỷ ngân rơi liên tục từ giọt mô quản. SVTH: Võ Văn Thanh Lớp: 05C1 Trang: - 7 - Đồ án chuyên môn GVHD: Thái Thị Ánh Ngọc Đặt vào điện cực thế tăng dần sẽ tạo được dòng có điện cực tăng dần, cường độ này được điều chỉnh bằng một điện kế. Sau đó sẽ thu được một đường phụ thuộc Dòng - Thế (đường cong vôn – ampe) Dòng khuyếch tán là dòng được tạo do sự khử ion trên điện cực giọt thuỷ ngân. Dòng khuyếch tán được tính theo công thức Incovit: id = 605.Z.D1/2 .m2/3 . t1/6 Trong đó : id : cường độ dòng khuyếch tán Z : hoá trị ion bị khử D : hệ số khuyếch tán hoặc số phân tử gam ion khử khuyếch tán qua bề mặt 1 cm2 trong 1 đơn vị thời gian để cho gadian nồng độ bằng đơn vị. C : nồng độ ion khử miliion g/ lit. M : khối lượng thuỷ phân rời khỏi mao quản trong đơn vị thời gian, tính ra mg/giây. T : thời gian giọt thuỷ phân rơi khỏi mao quản, s. Trong thực tế khó xác định được hệ số khuyếch tán D, nên người ta đo song song dung dịch chất tiêu chuẩn và chất phân tích, rồi thiết lập đường cong vôn – ampe của cả hai dung dịch và tính nồng độ (X) chất cần phân tích theo công thức: a.h x x= h tc Trong đó : a : khối lượng chất trong dung dịc tiêu chuẩn. hx và htc : chiều cao sóng của dung dịc phân tích và dung dịch tiêu chuẩn. Phương pháp cực phổ không chỉ xác định các cation, nó còn có thể xác định được các anion và phân tử có khả năng khử trên điện cực giọt thuỷ ngân. • Ưu điểm của phương pháp: Độ nhạy cao có thể xác định các chất có nồng độ 10-5 - 10-6 gam/lit. Có thể đồng thời xác định nhiều chất không cần tách biệt chúng. Nhanh: chỉ tốn vài phút để xác định nồng độ chất trong dung dịch. SVTH: Võ Văn Thanh Lớp: 05C1 Trang: - 8 - Đồ án chuyên môn GVHD: Thái Thị Ánh Ngọc • Chuẩn bị dung dịch xác định: Cân 10 – 50 g sản phẩm vào bát sứ rồi đem sấy khô hoặc cô trên nồi cách thuỷ đến cạn khô. Sau đó thêm vào bát 10 – 12 giọt acid sunfuric đặc (d = 1,84) rồi đưa vào lò nung đốt ở 5000C đến thành tro. Lấy bát ra để nguội thêm vào 2 – 3ml acid clohydric đặc (d = 1,19) và cô đến khô trên nồi cách thuỷ. Cặn trong bát được hoà tan bằng acid hydric loãng (1/1) đun nhẹ trên nồi cách thuỷ. Chuyển tất cả vào bình định mức dung tích 50 ml (dung dịch chỉ chiếm nữa thể tích của bình). Trung hoà acid bằng amoniac. Thêm nước cất đến vạch mức lắc kỹ rồi lọc. Giữ lấy kết tủa hydroxyt chì và thiếc trên giấy lọc. Nước lọc I dùng để xác định đồng. Kết tủa trên giấy lọc được hoà tan bằng acid HCl (1/1) nóng, thêm vào 2 – 3 g acid tactric, 1 lượng natri sunfit và đun trên nồi cách thuỷ cho bốc hết SO 2 đi. Sau khi làm lạnh dung dịch được chuyển vào bình định mức dung tích 50 ml, trung hoà acid dư bằng amoniac đặc đến dư, thêm nước cất đến vạch mức lắc kỹ rồi lọc. Nước lọc II dùng để xác định chì. Kết tủa hydroxyt thiếc được hoà tan trong HCl(1/1) trong bình định mức 50 ml, thêm 0,1g canxi hypophotphit CaH2PO2 và thêm acid Clohydric (1/1) đến vạch. Lọc dung dịch này, nước lọc III dùng để xác định thiếc. 2.3.2.Ứng dụng. Trong phân tích thực phẩm phương pháp cực phổ dùng để xác định các ion kim loại nặng, muối ăn, đường fructoza, saccaroza, các vitamin C, B1, xác định đặc tính nấm men và vài độc tố chất hữu cơ. 2.4. Phương pháp Iod. 2.4.1. Cơ sở của phương pháp. Phương pháp này dựa vào tính oxy hoá khử của iod trong dung dịch: I2 + 2e = 2I – Với điện thế tiêu chuẩn E0I2PI - = 0,54(V) không lớn cũng không bé. Từ đó ta thấy: I2 là chất oxy hoá đối với một số chất khử có E0 < 0,54 (V) I – là chất khử đối với một số chất oxy hoá có E0 > 0,54 (V) SVTH: Võ Văn Thanh Lớp: 05C1 Trang: - 9 - Đồ án chuyên môn GVHD: Thái Thị Ánh Ngọc Do đó có thể dùng I2 để xác định một số chất khử có E0 < 0,54 (V) và dùng I - để xác định một số chất oxy hoá có E0 > 0,54 (V). Chỉ thị của phương pháp này là hồ tinh bột ( chỉ thị đặc biệt) : I 2 hấp thụ hồ tinh bột tạo thành hợp chất màu xanh. 2.4.2 Ứng dụng. - Xác định nồng độ chất khử như : Thio sunfat natri, SO 32 - , Sn2+, H2S, AsO33 - , Cu+ … - Xác định các chất oxy hoá : MnO4 - ,Cr2O7 - ,Cl2, Br2, Fe3+… Ngoài ra còn dùng để xác định nồng độ của các acid. SVTH: Võ Văn Thanh Lớp: 05C1 Trang: - 10 - Đồ án chuyên môn GVHD: Thái Thị Ánh Ngọc CHƯƠNG III: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Đối tượng nghiên cứu. - Các thiết bị phân tích - Mẫu lương thực - thực phẩm 3.2.Phương pháp nghiên cứu. Tham khảo tài liệu CHƯƠNG IV: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 4.1. Xác định chì. 4.1.1. Phương pháp chiết chuẩn độ. Trong môi trường trung tính hoặc kiềm, ion chì (Pb 2+) tạo với ditizon thành chì ditizonat màu đổ tím tan trong dung môi hữu cơ: Pb2+ + 2HDz = Pb(HDz)2 + 2H+ Vì Pb(HDz)2 tan rất ít trong dung môi hữu cơ, do đó khi dùng môi trường trung tính thì tốt nhất nên dùng nông độ của ditizon trong cacbon tetra clorua là 50 µm (mà phân tử gam: 12,81 mg/lit). Trong cloroform, Pb(HDz)2 tan gấp 17 lần trong cacbon tetra clorua. Do đó để xác định chì người ta hay dùng cloroform để trung hoà ditizon. Ion chì cũng tác dụng với ditizon trong môi trường acid yếu, ở pH > 7 thì thu Pb 2+ vào dạng Pb(HDz)2 hoàn toàn. Dung dịch Pb(HDz)2 trong cloroform bị thuỷ phân ở pH > 9,5. Trong dung dịch sau khi vô cơ hoá thực phẩm có thể cũng có mặt các ion sau : Sn 2+, Cu2+, Zn2+, Fe2+… Các ion này có thể bị liên kết(bị che dấu) bằng kali xyannua (KCN) nhưng Sn2+ không bị che dấu bởi KCN nên phải tách Sn2+ ra khỏi dung dịch trước khi xác định chì, cách tách như sau. Lấy 25 ml dung dịch từ bình định mức cho vào cốc dung tich 250 ml, cho vào cốc 10 ml Brôm (Br2) và đun trên bếp điện để đuỗi hết hơi SnBr4. Tiếp tục đun, thêm nước cất SVTH: Võ Văn Thanh Lớp: 05C1 Trang: - 11 - Đồ án chuyên môn GVHD: Thái Thị Ánh Ngọc vào, rồi lại tiếp tục đun cho tới khi dung dịch không còn màu đỏ của Brôm. Lúc đó, dung dịch chỉ còn chứa ion Pb2+, Cu2+, Zn2+, Fe2+… • Dụng cụ hoá chất: Cân phân tích Cốc dung tích 250 ml Bình định mức 1000 ml Phễu chiết dung tích 100 ml Buret 10 ml. Giấy thử pH Dung dịch chì tiêu chuẩn 25µm: hoà tan 8.28mg Pb(NO3)2 tinh khiết loại I trong nước cất hai lần đến thành 1000ml (trong bình định mức 1000ml) 1ml dung dịch này chứa 5,175g chì. Dung dịch ditizon tiêu chuẩn: Ditizon trong cloroform dung dịch 50µm: can chính xác ( trên cân phân tích) 12,81 mg ditizon tinh khiết loại I cho vào một cốc. cho 200ml cloroform (CHCl 3) vào cốc, khuấy nhẹ cho tan hết ditizon. Chuyển dung dịch vào bình định mức 1000ml. Thêm cloroform đến vạch mức lắc kỹ. Dung dịch Amoniac 2N: Lấy 150ml amoniac dung dịch 25% cho vào bình định mức dung tích 1000ml, lấy thêm nước cất đến vạch mức, lắc kỹ. Thêm Kalicianua tinh thể. Hidroxilamin hidroclorua (NH2OH.HCl) tinh thể. Acid Nitric dung dịch 2N: hoà tan 128ml HNO3 đặc (d =1,4) với nước cất thành 1000ml. Tiến hành: 1. Dung dịch đã loại Sn2+ ở trên được chuyển vào phễu chiết. Cho vào phễu và tinh thể NH2OH.HCl, lắc cho tan hết. Cho vào phễu một lượng (bằng hạt ngô) tinh thể KCNi lắc cho tan hết. Điều chỉnh PH dung dịch đến PH ≥ 7.5 (theo giấy đo pH) bằng NH4OH 2M hoặc HNO3 2M. SVTH: Võ Văn Thanh Lớp: 05C1 Trang: - 12 - Đồ án chuyên môn GVHD: Thái Thị Ánh Ngọc 2. Nạp ditizon dung dịch 500um vào buret 10ml. Nhỏ 1ml dung dịch ditizon vào phễu chiết chứa dung dịch mẫu trên, lắc 30 giây. Nếu Pb 2+ thì trong phần dung môi Cloroform xuất hiện màu đỏ tím của chì ditrat. Chiết bỏ phần màu đỏ tím đó đi (phải chiết bỏ thật cẩn thận để phần dung dịch mẫu không chảy ra). Lại cho thêm 1ml dung dịch ditizon vào phễu chiết lắc 30 giây và lại tách bỏ phần màu đỏ tím. Cức tiếp tục như trên cho đến khi nào màu cuả phần dung môi trong phễu chiết kém đỏ,tức là lượng Pb 2+ trong dung dịch đã giảm đi nhiều thì giảm lượng dung dịch ditizon nhỏ vào phiểu chiết khấu xuống đến 0,2ml, lắc lắc và tách như trên đến khi nhỏ ditizon vào phễu chiết alitizon vẫn giữ màu xanh sau khi lắc 30s thì thôi. Ghi tổng số mol dung dịch ditizon để dùng để chiết chuẩn đ ion chì. Cần phải xác định độ chuẩn chính thức của dung dịch ditizon trong cloroform 50µm như sau: Lấy chính xác 10ml dung dịch chì tiêu chuẩn vào phễu chiết sạch. Nạp dung dịch ditizon 50µm vào buret. Tiến hành chuẩn độ như trên, chẳng hạn hết 15ml dung dịch ditizon. Căn cứ vào độ chuẩn của dung dịch ditizon này, tính kết quả xác định chì. • Tính kết quả: Trước hết tính 1ml dung dịch ditizon với bao nhiêu g chì. Ta biết 1ml dung dịch Pb(NO 3)2 25µm chứa 5,175γ chì. Vậy 1ml du di ứng với số γ chì: 5,175γ.10 15 = 33,45 γ chì Hàm lượng chì, tính bằng γ có trong 1lít (hoặc 1kg) thực phẩm là: x= 3,45 * a * v * 1000 v1 * v 0 (γ/l) Trong đó: 3,45 số γ chì ứng với 1ml dung dịch ditizon a : thể tích dung dịch ditizon đã dùng để chuẩn độ (ml) v : dung dịch tích bình định mức ml SVTH: Võ Văn Thanh Lớp: 05C1 Trang: - 13 - Đồ án chuyên môn GVHD: Thái Thị Ánh Ngọc v : thể tích dung dịch hút ở bình định mức để phân tích ml 1 v 0 : thể tích thực phẩm lỏng để vô cơ hoá ml ( nếu cân thực phẩm vô cơ thì : v 0 là số γ luợng cân thực phẩm để lấy vô cơ hoá) kết quả đựơc tính ra γ/l. nếu hàm lượng chì lên hơn 1000γ/l thì kết quả được tính ra 1γ = 10-3 mg. • Ví dụ tính toán: Ví dụ lấy 100ml thực phẩm đem vô cơ hoá, sau đó đem định mức trong bình dung tích 250ml. chiết hết 25ml để loại Sn 2+ rồi dung dịch (sau khi loại Sn 2+ ) được cho vào phễu chiết và chuẩn độ chì, hết 100ml ditizon: Hàm lượng chì tính ra mg/l là : x= 3,45 * 10 * 250 * 1000 25 * 100 * 1000 = 3,45mg/l Chú ý : 1. Nếu trong dung dịch (sau khi đã vô cơ hoá thực phẩm) để xác định chì có chứa các cation và anion sau đây thì ảnh hưởng của chúng đến việc xác định chì nhu sau: Ag+, Hg2+, Cd2+, Cu2+, Zn2+, Ni2+ không cản trở đến việc xác định chì vì chúng đều bị che dấu bởi KCN. PO43- nồng độ cao có thể thu Pb2+ ở dạng Pb3(PO3)2 SiO42- có thể tạo Pb2+ với thành PbSiO4, nhưng PbSiO4 có thể hoà tan vào dung dịch bằng NH4CH3COO. SiO2. n H2O ở dạng keo gây khó khăn cho việc chuẩn độ Pb2+bằng ditizon. cần lắc mạnh phiểu chiết khi chuẩn độ. Tốt hơn là nên đuổi SiO 2 đi bằng cách cho HF vào để SiO2 bốc hơi dưới dạng acid flosilisic …. Tuy nhiên, trong đa số thực phẩm, lượng các ion nói trên thường rất nhỏ. 2. Phương pháp xác định kim loại nặng bằng ditizon là phương pháp lượng nhỏ, nên các hoá chất dùng phải là các hoá chất tinh khiết loại I, các dụng cụ dùng phải được rữa SVTH: Võ Văn Thanh Lớp: 05C1 Trang: - 14 - Đồ án chuyên môn GVHD: Thái Thị Ánh Ngọc sạch kỹ, dùng nước cất hai lân tráng thật nhiều lần và trong quá trình tiến hành phải luôn luôn dùng nước cất 2 lần. 3. Dung dịch ditizon tiểu chuẩn phải pha trong Cloroform là loại dung môi dễ bay hơi, nên nếu không có điều kiện bảo quản lạnh, dung dịch ditizon tiêu chuẩn rất dễ tăng nồng độ. Vì vậy tốt nhất mỗi lần sử dụng cần xác định lại độ chuẩn của nó bằng dung dịch chì tiêu chuẩn. 4. Phương pháp chuẩn độ chì (và kim loại nặng khác) bằng ditizon, nếu không được tiến hành cẩn thận dễ mắc sai số do việc nhỏ ditizon dễ bị dư ở những giọt cuối cùng. Tốt hơn nên dùng phương pháp đo màu sau đây; 4.1.2. Phương pháp đo màu. Dụng cụ, hoá chất: giống như xác định chì bằng phương pháp chiết chuẩn độ và thêm máy đo màu Φ ∋ K - M, bình định mức cung cấp 25 ml. Tiến hành. Giống như cách tiến hành xác định chì bằng phương pháp chiết chuẩn độ và thêm: khi nhỏ dung dịch ditizon vào phễu chiết lắc 30 giây được chì ditizon màu đỏ tím. Chiết phần màu đỏ tím vào bình định mức dung tích 25 ml (phương pháp chuẩn độ: chiết bỏ phần màu đỏ tím này) tiếp tục chuẩn độ và thu toàn bộ phần màu đỏ tím vào bình định mức thêm Cloroform đến vạch mức lắc kỹ. Đem đo dung dịch màu trên máy đo màu (còn thiếu) kính lọc màu xanh là cuvet 1cm với mẫu trắng (dung dịch so sánh) là cloroform.Ghi giá trị mật độ quang D. Đồng thời, cũng lấy 10ml dung dịch chì tiêu chuẩn vào phễu chiết sạch, tiến hành như trong phương pháp chuẩn độ và cung thu phần đỏ tím vào bình mức 25ml thêm cloroform đến vạch lắc kỹ. Đem đo màu dung dịch trên máy Φ ∋ K-M như trên ghi giá trị mật độ quang. Tính kết quả. Ví dụ: Trị số mật độ quang đọc được đối với dung dịch chì tiêu chuẩn là: SVTH: Võ Văn Thanh Lớp: 05C1 Trang: - 15 - Đồ án chuyên môn GVHD: Thái Thị Ánh Ngọc 0,732  0,734 trung bình 0,731 0,728 Trị số mật độ quang đọc được đối với dung dịch mẫu cần xác định là: 0,483  0,480 trung bình 0,481 0,481 Ta biết trong 10 ml dung dịch chì tiêu chuẩn có chứa 5,175γ.10 = 51,75 γ chì. Vậy lượng chì có trong thể tích V1 mẫu đem phân tích là: 51,75 * 0,481 0,731 = 34,05γ Chú ý: Trước khi tiến hành đo màu, nếu thấy dung dịch chì ditizon màu đỏ tím có lẫn lớp màu vàng tức là có một lượng ditizon dư, thì phải loại bằng cách rửa như sau: cho dung dịch màu đỏ vào phễu chiết sạch, lắc rửa 2 lần với amoniac dung dịch 0.5 % mỗi lần 20 ml, tách bỏ phần amoniac có màu vàng. 4.1.3. Phương pháp cực phổ. - Dụng cụ, hoá chất: máy cực phổ LP: 55-A, dung dịch Gelatin 1 %, dung dịch chì tiêu chuẩn: hoà tan 0.3996 g chì nitrat trong nước cất và 1 ml acid nitric đặc trong bình định mức 250 ml. Khi dung dịch pha loãng 10 lần để 1 ml chứa 1mg chì. - Tiến hành Dùng Pipet hút 20 ml nước lọc II, thêm 30 ml nước cất cho vào một cốc, thêm 8-10 giọt gelatin dung dịch 1% khuấy kỹ. Chuyển toàn bộ vào bình điện phân của máy cực phổ. Làm cực phổ ở thế 2V và đặt độ nhạy điện kế 1/10 -1/25. Sau đó hút 20ml nước lọc II, thêm vào 1ml dung dịch chì tiêu chuẩn (0,1mg chì trong 1ml) 4ml nước cất, 8 – 10 giọt gelatin dung dịch 1%, khuấy kỷ cho vào bình điện phân. Làm cực phổ như trên: SVTH: Võ Văn Thanh Lớp: 05C1 Trang: - 16 - Đồ án chuyên môn - Tính kết quả : GVHD: Thái Thị Ánh Ngọc Hàm lượng chì tính thành mg trong kg sản phẩm đã hợp theo công thức: x. = C c * Vc * H 1 * V1 * V0 * 1000 ( H 2V2 − H 1V1 )V1G Trong đó: Cc: Nồng độ dung dịch tiêu chuẩn (0,1 mg/ml) Vc: Thể tích dung dịch tiêu chuẩn thêm vào ml H1: Chiều cao sóng cực phổ dung dịch mẫu thử mm V1: Thể tích dung dịch thử lấy mẩu làm cực phổ ml V0: Thể tích toàn bộ nước lọc II, ml H2: Chiều cao sóng cực phổ dung dịch mẫu và chỉ tiêu chuẩn mm V2: Thể tích dung dịch mẫu và tiêu chuẩn ml G: Lượng cân mẫu, g Ghi chú: Phương pháp thêm dung dịch chuẩn vào dung dịch mẩu thử để làm cực phổ ở đây gọi là “phương pháp thêm”. Phương pháp này có ưu điểm là khắc phục được những khác nhau về lượng của các chất lạ có rong dung dịch mẩu thử và dung dịch chuẩn độ nên độ chính xác cao hơn. 4.1.4. Phương pháp định lượng bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử. * Thiết bị, dụng cụ: - Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử có trang bị đèn catốt chì rỗng bước sóng cài đặt là 283,3 nm, sử dụng ngọn lửa axetilen không khí với chiều rộng của đầu đốt là 4 inch. - Chén sứ dung tích 50ml, độ sâu 5cm hoặc cốc thuỷ tinh có mỏ bằng thạch anh dung tích 100ml. - Tủ sấy ở nhiệt độ 1500C - Lò nung kiểm soát được nhiệt đọ từ 2500C – 6000C với sai lệch không quá 100C. - Dụng cụ thuỷ tinh đã được rữa sạch bằng acid nitric nồng độ 8N và tráng lại bằng nước cất trước khi sử dụng. SVTH: Võ Văn Thanh Lớp: 05C1 Trang: - 17 - Đồ án chuyên môn GVHD: Thái Thị Ánh Ngọc -Cân phân tích có độ chính xác loại đến 0,01g và loại đến 0,001g. * Hoá chất và chất chuẩn: -Dung dịch acid clohidric (HCl) nồng độ 1N : pha loãng 82ml dung dịch acid clohidric đậm đặc bằng nước cất 1000ml. - Dung dịch acid nitric 1N - Acid Percloric HClO4 đậm đặc 70,5% - Oxyt Lantan La2O3 - Etylen dinitritetraaxetac EDTA - Dung dịch đệm + Cho 163g EDTA vào trong bình định mức 2000ml, sau đó thêm 200ml nước cất và một lượng vừa đủ NH4OH để hoà tan hết EDTA. Thêm 8 giọt chỉ thị methyl da cam vào dung dịch EDTA. + Cho 500ml nước cất vào một cốc thuỷ tinh rồi từ từ cho thêm 60ml dung dịch acid percloric đậm đặc, khuấy đều rồi để nguội. Sau đó, cho 50g acid lantan vào cốc rồi khuấy đều để hoà tan hết lượng acid lantan này. + Rót từ từ dung dịch oxyt lantan vào dung dịch EDTA pha ở trên, vừa rót vừa khuấy mạnh. Nếu cần thiết, thêm NH4OH vào dung dịch trên để giữ cho dung dịch có tính kiềm với methyl da cam (dung dịch có màu vàng). - Dung dịch chì chuẩn: + Dung dịch chuẩn gốc 1mg /l: hoà tan 1,5985g nitrat chì chuẩn trong khoảng 500ml dung dịch acid nitric 1N. Sau đó định mức thành 1000ml bằng dung dịch HNO 3 1N trong bình định mức. + Dung dịch chuẩn trung gian 10mg/ml: lấy chính xác 10ml dung dịch chuẩn gốc cho vào bình định mức 1000ml, thêm 82ml dung dịch HCl 1N vào bình. Sau đó định mức lên bằng nước cất. + Dung dịch chuẩn làm việc SVTH: Võ Văn Thanh Lớp: 05C1 Trang: - 18 - Đồ án chuyên môn GVHD: Thái Thị Ánh Ngọc Pha loãng dung dịch chuẩn trung gian thành các dung dịch chuẩn làm việc có hàm lượng chì lần lượt là 0,1; 0,2; 0,6; 1; 3; 5 và 10mg Pb/ml bằng dung dịch HCl 1N trong các bình định mức dung tích 50ml. • Phương pháp tiến hành - Chuẩn bị mẩu trắng Làm bay hơi 4ml dung dịch HNO3 đậm đặc trong chén sứ đên khô trên bếp cách thuỷ. Hoà tan cặn bằng 20ml dung dịch HCl 1N và chuyển dung dịch vào bình định mức 25ml. để nguội bình và định mức tới vạch bằng HCl 1N. Yêu cầu hàm lượng chì trong mẫu trắng không được lớn hơn 10mg. - chuẩn bị mẫu thử + Cân khoảng 25g mẫu cho vào chén sứ rồi sấy khô trong tủ sấy trong thời gian 2h ở nhiệt độ từ 1350C – 1500C. chuyển chén sứ vào lò nung và tăng dần nhiệt độ đến 5000C. giữ nhiệt độ lò ở 5000C trong 16h để tro hoá mẫu. + Lấy chén sứ ra để nguội đến nhiệt độ trong phòng. Cho 2ml HNO 3 đậm đặc vào chén rồi bay hơi dung dịch trong chén cho đến khô trên bếp cách thuỷ. đặt ché sứ trở lại vào lò nung ở nhiệt độ thường, sau đó tăng dần nhiệt độ đến 500 0C và giữ nhiệt độ này trong vòng 1giờ. + Lấy chén ra để nguội và lặp lại thao tác như trên cho đến khi tro có màu trắng hoàn toàn. + Cho 10ml dung dịch acid clohydric nồng độ 1N vào chén có tro rồi hoà tan tro bằng cách nung nóng. chuyển gọn dung dịch vào bình định mức 25ml. + Đun nóng phần tro còn lại trong chén 2 lần, mỗi lần với 5ml dung dịch clohydric nồng độ 1Mrồi rót dung dịch vào bình định mức 25ml nói trên. để nguội và định mức tới vạch bằng acid clohydric nồng độ 1N rồi lắc đều. Tiến hành phân tích: SVTH: Võ Văn Thanh Lớp: 05C1 Trang: - 19 - Đồ án chuyên môn GVHD: Thái Thị Ánh Ngọc + Tối ưu hoá các điều kiện làm việc của máy quang phổ hấp thụ nguyên tử tại bước sóng cộng hưởng 283,3nm và đạt tốc độ dòng của hổn hợp acetylen không khí theo hướng dẫn của nhà sản xuất và điều kiện làm việc chuẩn với chì. + Xây dựng đường chuẩn với các hàm lượng của chì lần lượt là 0,0; 0,2; 0,4; 1,0; 3,0; 5,0; và 10,0mg/ml dựa trên độ hấp thụ của chúng. Trong trường hợp tín hiệu nhận được yếu, phải điều chỉnh độ khuyếch đại để được độ hấp thụ A của dung dịch chuẩn (0,2mg/ml) không nhỏ hơn 1%. + Khi đường chuẩn có độ tuyến tính tốt, tiến hành đo độ hấp thụ của dung dịch mẫu thử và mẫu trắng đã được chuẩn bị như sau: • Đối với dung dịch mẫu thử trong, không có cặn lắng: Tiến hành xác định độ hấp thụ 3 lần theo các bước sau: bơm lần lượt dung dịch chuẩn sau đó là dung dịch mẫu thử. nếu số lượng dung dịch nhiều thì thì bơm lần lượt một dung dịch chuẩn và 3 dung dịch mẫu thử cho đến khi bơm hết lượng dung dịch chuẩn và mẫu thử, mẫu trắng. • Đối với dung dịch mẫu thử đục: thêm 1ml dung dịch đệm vào các dung dịch mẫu thử, mẫu trắng đã chuẩn bị ở trên và các dung dịch chuẩn. Sau đó tiến hành xác định độ hấp thụ của các dung dịch như đối với dung dịch mẫu thử trong. + Tính hàm lượng chì trong mẫu thông qua đường chuẩn sau khi đã trừ đi mẫu trắng. Yêu cầu độ tin cậy của phép phân tích. + Độ hấp thụ lại của bơm 2 lần. Độ lệch chuẩn (CVs) tính theo độ hấp thụ của hai lần bơm liên tiếp của cùng một dung dịch chuẩn phải nhỏ hơn 0,5%. Độ thu hồi được xác đình bằng cách sử dụng 5 mẫu đã cho vào một lượng dung dịch chì chuẩn biết chính xác nồng độ. Độ thu hồi tính được phải nằm trong khoảng từ 85% 115%, độ thu hồi trung bình lớn hơn 90%. • Tính kết quả: Hàm lượng chì trong mẫu thuỷ sản được tính theo công thức sau: + Đối với dung dịch mẫu thử trong, không có cặn lắng. SVTH: Võ Văn Thanh Lớp: 05C1 Trang: - 20 -