- Sử dụng phương pháp chiết pha rắn để tách và làm giàu kim loại nặng trong một số đối tượng. - Abstract: Xây dựng quy trình để tách và làm giàu Cadimi trong môi trường nước bằng phương pháp chiết pha rắn với cột nhồi nhựa Chelex-100. - Xác định nồng độ Cd và điều kiện để xác định Cadimi bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử. - Đồng thời nghiên cứu sử dụng phương pháp sắc ký lỏng cao áp-cặp ion và sử dụng thiết bị quang phổ hấp thụ nguyên tử như một detretor đặt trực tiếp ở cuối cột sắc ký để tách và xác định một số dạng tồn tại của asen như As(III), As(V), monomethylarsinat (MMA). - Độ nhạy của phương pháp đáp ứng yêu cầu của việc phân tích các mẫu môi trường nhất là trong các mẫu nước. - Phương pháp quang phổ hấp thụ. - I .Nội dung và phương pháp nghiên cứu. - Luận văn nghiên cứu giải quyết khó khăn trong việc xác định lượng vết cadimi và chì trong các mẫu thực phẩm bằng thiết bị quang phổ hấp thụ nguyên tử hiện nay. - Đó là ảnh hưởng của các ion gây nhiễu thường có trong thành phần của dung dịch và hạn chế của giới hạn đo các thiết bị quang phổ hấp thụ nguyên tử thường được sử dụng ở nước ta. - phương pháp chiết pha rắn để tách và làm giàu lượng vết cadimi và chì trong các mẫu thực phẩm, sử dụng thiết bị đo quang phổ hấp thụ ngọn lửa (FAAS) xác định hàm lượng tổng cadimi và chì trong mẫu. - Bước 1: Nghiên cứu, tìm ra các điều kiện tối ưu để tách và làm giàu cadimi và chì trong một số mẫu nước ngọt đóng chai bằng việc sử dụng phương pháp chiết pha rắn.. - Vấn đề đặt ra là nghiên cứu sử dụng Muromac A1 để tách và làm giàu Cd(II) Và Pb(II) trong mẫu với các điều kiện như nhiệt độ, pH, dung môi giải hấp, tốc độ dòng pha động để thu được kết quả tối ưu.. - Tính toán các kết quả thu được của phương pháp : độ làm giàu, khả năng chọn lọc, giới hạn nồng độ Cd(II) mà phương pháp có thể áp dụng.. - Bước 2 : Sử dụng thiết bị đo quang phổ hấp thụ nguyên tử để xác định lượng cadimi và chì trong mẫu. - Bước 3 : Khảo sát, xác định cadimi và chì trong các mẫu nước ngọt cocacola, nước C2, nước sting, nước Vfres.. - Khảo sát các điều kiện tối ưu của phép đo phổ F-AAS 1.1. - Khảo sát các điều kiện đo phổ:. - Chúng tôi tiến hành vận hành điều chỉnh máy theo những thông số cơ bản được thiết lập, phù hợp cho việc xác định nồng độ Cd 2+ và Pb 2+ trong mẫu. - Bảng 1: Tổng kết các điều kiện đo phổ AAS xác định Pb và Cd. - Tốc độ khí. - Đánh giá chung về phương pháp phổ F-AAS. - Để xác định khoảng tuyến tính của hai nguyên tố phân tích chúng tôi pha dãy mẫu chuẩn của hỗn hợp hai nguyên tố (trong nền HNO 3 0,5M+ NH 4 Ac 1%) sao cho nồng độ tăng dần. - Nồng độ (ppm) Độ hấp thụ quang Abs- Pb. - Hình 1: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc độ hấp thụ quang theo nồng độ Chì Từ đồ thị ta thấy, Pb có khoảng tuyến tính từ ppm. - Nồng độ (ppm) Độ hấp thụ quang Ab s - Cd. - hấp thụ quang theo nồng độ Cadimi Từ đồ thị ta thấy, Cd có khoảng tuyến tính từ ppm. - Giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng của phương pháp F-AAS xác định Pb và Cd.. - Giới hạn phát hiện ( Limit of detection – LOD): Được xem là nồng độ thấp nhất ( X L ) của chất phân tích mà hệ thống phân tích còn cho tín hiệu phân tích ( Y L ) khác có nghĩa với tín hiệu của mẫu trắng hay tín hiệu nền.. - Giới hạn định lượng ( Limit of quantity – LOQ): Được xem là nồng độ thấp nhất ( X Q ) của chất phân tích mà hệ thống phân tích định lượng được với tín hiệu phân tích ( Y Q ) khác có nghĩa định lượng với tín hiệu của mẫu trắng hay tín hiệu nền.. - Để tìm LOD và LOQ, chúng tôi tiến hành đo độ hấp thụ của 15 mẫu trắng trong phép xác định Pb, Cd bằng F-AAS. - Kết quả như sau:. - Bảng 4: Phân tích mẫu trắng Số TT Độ hấp thụ quang ( Abs). - Bảng 5: Giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng của phép đo F-AAS xác định Pb, Cd. - Khảo sát các điều kiện làm giàu và tách chiết bằng pha rắn 1.4.1. - Khảo sát ảnh hưởng của pH. - Để khảo sát pH chúng tôi tiến hành như sau:. - Chuẩn bị 5 mẫu giả mỗi mẫu chứa 100 ml dung dịch có chứa Cd 2+ nồng độ 0.1ppm . - Pb 2+ nồng độ 0.1ppm đã được pha từ dung dịch gốc. - Khảo sát tốc độ nạp mẫu. - Tốc độ nạp mẫu lên cột cũng ảnh hưởng đến khả năng lưu giữ chất phân tích trên cột.. - Nếu tốc độ nạp mẫu quá nhanh thì chất phân tích chưa kịp hấp thu lên cột đã bị đưa ra. - Tốc độ nạp mẫu thích hợp sẽ đưa đến lượng chất phân tích hấp thu lên cột là nhiều nhất.. - Tiến hành khảo sát với điều kiện tối ưu đã chọn là pH=6 nhưng với những tốc độ nạp mẫu khác nhau ta thu được kết quả như sau. - Bảng 7: Ảnh hưởng của tốc độ nạp mẫu Tốc độ nạp mẫu. - Hình 3.6: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất thu hồi vào tốc độ nạp mẫu. - Khảo sát quá trình rửa giải Cd(II) và Pb(II) khỏi cột SPE Muromac A1. - Muốn quá trình xảy ra theo chiều nghịch, tức là phải tăng nồng độ H + vào vế bên phải, khi đó theo nguyên lý Le Chatelier cân bằng sẽ chuyển dịch về phía bên trái. - Chúng tôi lựa chọn dung môi giải hấp Cd 2+ và Pb 2+ ra khỏi cột chiết Muromac A1 là dung dịch axit HNO 3. - Khảo sát nồng độ của dung dịch axit giải hấp.. - Nồng độ H + đóng vai trò quan trọng trong việc giải hấp các kim loại. - Nếu chúng ta sử dụng nồng độ thấp, nồng độ ion H + không đủ lớn để có thể cạnh tranh và đẩy Cd ra khỏi phức của nó dẫn đến hiệu suất thu hồi thấp. - Vì vậy chúng ta cần phải tiến hành khảo sát nồng độ dung dịch axit rửa giải tối ưu.. - Để tiến hành khảo sát chúng ta thực hiện quy trình như sau:. - Chuẩn bị 5 mẫu giả mỗi mẫu chứa 100 ml dung dịch có chứa Cd 2+ nồng độ 0,1ppm . - Pb 2+ nồng độ 0,1ppm đã được pha từ dung dịch gốc. - Rửa giải với 10ml axit với lần lượt ở các nồng độ axit khác nhau từ 1.5 đến 4 M Đem dung dịch rửa giải thu được đo trên F-AAS. - Kết quả thu được như sau. - Bảng 8: Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch axit giải hấp. - Nồng độ axit (M . - Kết quả thực nghiệm cho thấy khi nồng độ axit từ 2M đến 4M hiệu suất thu hồi đều đạt trên 90%. - Như vậy trong nghiên cứu này tôi chọn dung dịch axit giải hấp có nồng độ 2M.. - Khảo sát thể tích dung dịch axit giải hấp. - Để tiến hành khảo sát ta tiến hành các bước tương tự như phần khảo sát nồng độ axit nhưng cố định nồng độ axit là 2M và lần lượt thay đổi thể tích từ 5ml-10ml.. - Kết quả thu được như sau:. - Bảng 9: Ảnh hưởng của thể tích dung dịch axit giải hấp Thể tích dung dịch. - Hiệu suất thu hồi tăng khi thể tích dung dịch axit rửa giải tăng và đạt trên 90 % khi thể tích HNO 3 2M là 10ml.. - Vậy trong đề tài này tôi chọn thể tích dung dịch rửa giải là 10ml.. - Vậy sau khi tiến hành khảo sát phép đo phổ F-AAS và khảo sát các điều kiện chiết pha rắn với nhựa Muromac A1. - Cho 100ml mẫu phân tích đi qua cột với tốc độ dòng 1.5ml/ phút. - Đem dung dịch rửa giải đo trên máy đo phổ F-AAS.. - Phân tích mẫu giả. - Để đánh giá phương pháp tách và làm giàu này, chúng tôi tiến hành thử nghiệm các mẫu giả có thành phần tương tự mẫu thực.. - Bảng 10: Nồng độ các cation kim loại trong mẫu giả Cation kim loại Nồng độ (ppm). - Qua bảng số liệu trên, ta thấy việc sử dụng thuốc thử vật liệu Muromac A1 để tách và làm giàu một số ion kim loại nặng trong nước đạt hiệu suất thu hồi cũng như hệ số làm giàu cao, phù hợp để tách làm giàu lượng vết ứng dụng vào việc phân tích các mẫu thực tế.. - Phân tích mẫu thực. - Để ứng dụng phương pháp phân tích đã nghiên cứu ở trên vào thực tế, chúng tôi nghiên cứu phân tích hàm lượng Pb và Cd trong một số mẫu nước ngọt đóng chai.. - Bảng 12: Kết quả phân tích mẫu thực. - Đã khảo sát được những điều kiện tối ưu của phép đo quang phổ hấp thụ nguyên tử kỹ thuật ngọn lửa F- AAS xác định Pb và Cd. - Xử lý thống kê để đánh giá chung về phương pháp F-AAS và tìm được giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng của nguyên tố Pb và Cd.. - Khảo sát một cách đầy đủ các điều kiện tối ưu để tách và làm giàu Pb 2. - Tốc độ nạp mẫu tối ưu là 1,5 ml/phút.. - Dung môi giải hấp là dung dịch HNO 3 2M với thể tích rửa giải là 10ml.. - Phân tích mẫu giả, đánh giá hiệu suất thu hồi.. - Ứng dụng của kỹ thuật chiết pha rắn với các điều kiện đã khảo sát. - Chúng tôi đã phân tích xác định hàm lượng Pb và Cd trong một số mẫu nước ngọt đóng chai.. - Chúng tôi hi vọng có thể áp dụng quy trình này trong việc xác định lượng vết cadimi và chì bằng phương pháp chiết pha rắn và kĩ thuật quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa F-AAS đối với các đối tượng môi trường như các loại nước thải, nước ao hồ, nước sinh hoạt. - Khả năng tách cũng như làm giàu của phương pháp là độ chọn lọc cao và hệ số làm giàu lớn. - Tăng giới hạn phát hiện cũng như nâng cao tính chính xác trong việc xác định lượng vết cadimi và chì trong mẫu cần phân tích.. - phân tích kim loại nặng trong lương thực, thực phẩm bằng phương pháp Von-Ampe hòa tan trên điện cực màng thủy ngân”, Tạp chí phân tích Hóa, Lý và sinh học tập 3(2) trang 21-24.. - Nghiên cứu xác định hàm lượng Hg, Pb trong nước tiểu và máu”, Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh Học, Tập 5, số 2.. - Xác định trắc quang Cu, Ni, Mn, Zn.... - Tạp chí phân tích hóa lý và sinh học, Tập 1(3+4).. - Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyễn Xuân Trung, Nguyễn Văn Ri (2003), Hóa học phân tích phần II-Các phương pháp phân tích công cụ, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.. - Phạm Luận (2006), Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.. - Phạm Luận và cộng sự (1995), “Xác định các kim loại trong mẫu nước ngọt bằng phép đo phổ phát xạ nguyên tử”, Đại học tổng hợp Hà Nội.. - Dùng phương pháp phổ ICP-AAS, để xác định các nguyên tố đất hiếm trong mẫu địa chất Việt Nam”, Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh Học, Tập 5, số 5/2000.. - Hoàng Bá Năng, Lê Lan Anh, Lê Đức Liêm (1998), Xây dựng quy trình phân tích xác định chì (Pb) cadimi (Cd) trong thực phẩm bằng phương pháp điện cực màng. - Đặng Quang Ngọc, Phạm Luận, Trần Tứ Hiếu (1996), Nghiên cứu ảnh hưởng của cation đến cường độ vạch phổ hấp thụ nguyên tử của cadimi và chì, Tạp chí phân tích hóa lý và sinh học.. - Nguyễn Văn Ri (2007), Các phương pháp tách sắc ký, ĐHKHTN- ĐHQGHN.. - Thành Trinh Thục, Nguyễn Xuân Lãng, Bùi Mai Hương, Nguyễn Đoàn Huy và Nguyễn Như Tùng (2007), ứng dụng phương pháp cực phổ xác định một số kim loại nặng trong một số loại thực phẩm và hấp phụ trong đất trồng, Bộ Công Nghiệp-Vụ Khoa Học Công Nghệ.