Luan Van Asen

Mục lục Mục lục ................................................................ ................................ ................. 1 Mở đầu................................................................ ................................ .................. 4 Chương I: Tổng quan tài liệu ................................................................ ..................... 5 1.1. Giới thiệu một số đặc điểm của asen, selen ......................................................... 5 1.1.1. Asen ................................................................ ................................ ...... 6 1.1.1.1. Tính chất lí học của asen [8, 34] ............................................................ 6 1.1.1.2. Tính chất hoá học của asen và các hợp chất của asen [ 8, 34] ...................... 6 1.1.1.3. Các dạng tồn tại và sự chuyển hoá của asen trong môi trường [6, 12, 29, 34] .. 8 1.1.1.4. Độc tính và cơ chế gây độc của asen [34] .............................................. 10 1.1.2. Se................................................................ ................................ ........ 12 1.1.2.1. Tính chất lí học của Se [9] ................................................................ .. 12 1.1.2.2. Tính chất hoá học của Se [9] ............................................................... 12 1.1.2.3. Các dạng tồn tại và sự chuyển hoá của selen trong môi trường [10, 14] ...... 14 1.1.2.4. Độc tính của selen và tầm quan trọng của selen đối với cơ thể sống [14, 11, 33, 40] ................................................................ ................................ ........... 15 1.2. Các phương pháp xác đinh hàm lượng asen, selen .............................................. 18 1.2.1. Các phương pháp phân tích cổ điển ............................................................ 18 1.2.1.1. Phương pháp phân tích khối lượng [4] .................................................. 18 1.2.1.2. Phương pháp phân tích thể tích [5g,4]................................................... 19 1.2.2. Các phương pháp phân tích công cụ ........................................................... 20 1.2.2.1. Phương pháp phân tích trắc quang [12, 16, 17] ....................................... 20 1.2.2.2. Phương pháp điện hoá [18, 25, 34] ....................................................... 22 1.2.3. Các phương pháp phân tích vật lí ............................................................... 23 1.2.3.1. Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử [25, 26, 29, 35] ............................... 23 1.2.3.2. Phương pháp sắc kí [19, 34] ............................................................... 24

Nuoc.com.vn

Page 1

1.2.3.3. Phương pháp kích hoạt nơtron [14,23, 34] ............................................. 24 1.2.3.4. Phương pháp phổ khối [36] ................................................................ 25 1.2.3.5. Phương pháp huỳnh quang Rơnghen [24] .............................................. 25 1.2.3.6. Phương pháp động học xúc tác [20] ..................................................... 26 1.2.3.7. Phương pháp điện di mao quản vùng [22].............................................. 26 1.2.3.8. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử [21,23, 34, 41, 42] .................. 26 Chương II: Nội dung và phương pháp nghiên cứu ........................................................ 32 2.1. Nội dung ................................................................ ................................ .... 32 2.2. Giới thiệu chung về phương pháp hấp thụ nguyên tử kĩ thuật hidrua hoá ................. 33 2.2.1. Nguyên lý của phương pháp ................................................................ ..... 33 2.2.2. Phép định lượng của phương pháp ............................................................. 35 2.3. Đánh giá các kết quả phân tích [10, 13, 39] ....................................................... 37 2.3.1. Giới hạn phát hiện (GHPH hay LOD) và giới hạn định lượng (GHĐL hay LOQ) 37 2.3.2. Đánh giá kết quả phân tích ................................................................ .......... 38 Để đánh giá kết quả đã khảo sát, chúng tôi sẽ vận dụng các phương pháp toán thống kê với một số nội dung sau: ................................................................ .................. 38 * Xác định độ lặp lại của kết quả đã phân tích ...................................................... 39 * Độ chính xác của kết quả phân tích ................................................................ .. 39 * Xác định khoảng tin cậy của kết quả phân tích ................................................... 40 2.4. Trang thiết bị nghiên cứu ................................................................ ............... 40 2.4.1. Trang thiết bị chính................................................................ ................. 40 2.4.2. Trang thiết bị phụ trợ. ................................................................ ............. 41 2.5. Dụng cụ và hoá chất thí nghiệm ................................................................ ...... 41 2.5.1. Các dụng cụ thí nghiệm chính ................................................................ ... 41 2.5.2. Các hoá chất chính ................................................................ ................. 41 Chương 3: Kết quả thí nghiệm và bàn luận ................................................................ . 43

Nuoc.com.vn

Page 2

3.1. Khảo sát các điều kiện thí nghiệm trên máy AAS 6800 (Shimadzu) ....................... 43 3.1.1. Chọn bước sóng thích hợp. ................................................................ ....... 44 3.1.2. Lựa chọn độ rỗng của khe sáng ................................................................ . 44 3.1.3. Khảo sát dòng đèn catot rỗng ................................................................ .... 44 3.1.4. Khảo sát chiều cao ngọn lửa đèn nguyên tử hoá. ........................................... 45 3.1.5. Khảo sát tốc độ cung cấp khí C2H2 – KK ..................................................... 45 3.2. Khảo sát chọn các điều kiện tạo hợp chất hidrua của Se và As............................... 46 3.2.1. Khảo sát tỉ lệ các chất tham gia tại buồng phản ứng ...................................... 47 3.2.2. Khảo sát chọn tốc độ khí mang ................................................................ . 48 3.2.3. Khảo sát nồng độ NaBH4 và HCl............................................................... 49 3.2.3.1. ảnh hưởng của nồng độ NaBH4 đến phổ hấp thụ nguyên tử của As, Se ........ 49 3.2.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ của HCl đến độ hấp thụ của As, Se .......... 51 3.2.4. Khảo sát điều kiện khử As (V) về As (III) ................................................... 52 3.2.4.1. Khảo sát nồng độ KI cho sự khử .......................................................... 52 3.2.4.2. Khảo sát thời gian và nhiệt độ khử ....................................................... 53 3.2.5. Khảo sát điều kiện khử Se (VI) về Se (IV) .................................................. 54 3.2.5.1. Khảo sát nồng độ HCl cho sự khử ........................................................ 54 3.2.5.2. Khảo sát thời gian khử ................................................................ ....... 55 3.3. Xây dựng đường chuẩn ................................................................ ................. 56 3.3.1. Xây dựng đường chuẩn của As................................................................ .. 56 3.3.2. Xây dựng đường chuẩn Se ................................................................ ....... 57 3.4. Khảo sát ảnh hưởng của các nguyên tố trong dung dịch ....................................... 58 3.4.1. Khảo sát ảnh hưởng của một số nguyên tố trong phép đo As ........................... 58 3.4.1.1. Khảo sát ảnh hưởng của Se lên As ....................................................... 59 3.4.1.2. Khảo sát ảnh hưởng của Fe ................................................................ . 59 3.4.1.3. Khảo sát ảnh hưởng của Cu ................................................................ 60 3.4.2. Khảo sát ảnh hưởng của một số nguyên tố trong phép đo Se ........................... 61

Nuoc.com.vn

Page 3

3.4.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của As lên Se ....................................................... 61 3.4.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của Fe ................................................................ . 62 3.4.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của Cu ................................................................ 62 3.5. Tiến hành phân tích mẫu thêm chuẩn ............................................................... 63 3.5.1. Các điều kiện phân tích mẫu thật ............................................................... 63 3.5.2. Lấy mẫu và bảo quản mẫu ................................................................ ........ 64 3.5.2.1. Mẫu máu ................................................................ ........................ 64 3.5.2.2. Mẫu nước tiểu ................................................................ .................. 64 3.5.3. Xử lí mẫu ................................................................ ............................. 65 3.6. Đánh giá phương pháp ................................................................ .................. 68 3.6.1. Tính toán GHPH và GHĐL ................................................................ ...... 68 3.6.2. Sai số và độ lặp lại của phương pháp .......................................................... 69 3.7. Phân tích mẫu thực ................................................................ ....................... 72 Kết luận................................................................ ................................ ............... 76 Tài liệu tham khảo ................................................................ ................................ . 76

MỞ ĐẦU

Nuoc.com.vn

Page 4

Trong cơ thể người, Selen (Se) và Asen (As) được xếp vào loại các nguyên tố vi lượng. Chúng có thể thâm nhập vào cơ thể qua đường thức ăn, ngoài ra còn một lượng nhỏ qua nước uống và không khí. Để có thể có thể chẩn đoán và điều trị các bệnh có liên quan đến As, Se, có rất nhiều phương pháp được sử dụng để xác định Se và As, phương pháp AAS và AES thì độ nhạy chưa cao, chưa đáp ứng được yêu cầu phân tích lượng vết. Trong số các phương pháp phân tích như Phương pháp sắc kí, Huỳnh quang Rơnghen, động học xúc tác, Kích hoạt nơtron ...thì phương pháp hấp thụ nguyên tử sử dụng kĩ thuật hidrua hoá (HG-AAS) là ưu việt hơn cả. HG-AAS là phương pháp có độ nhạy cao, kết quả phân tích ổn định, và loại trừ được nhiễu của matrix vốn thường rất phức tạp của mẫu, mặt khác phương pháp này rất phù hợp cho việc phân tích hàng loạt mẫu. Kĩ thuật hidrua hoá đã có mặt ở các phòng thí nghiệm trên thế giới từ những năm 1970, đã có nhiều công trình nghiên cứu và sử dụng rất thành công kĩ thuật này phục vụ cho nghiên cứu trong một số lĩnh vực như môi trường, địa chất, y tế, ... Tuy nhiên ở Việt Nam, kĩ thuật hidrua hoá nói chung và phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử sử dụng kĩ thuật hidrua hoá nói riêng còn chưa được phổ biến rộng rãi, đặc biệt là phân tích các mẫu sinh học. Do đó chúng tôi chọn bản luận văn này là “Nghiên cứu xác định Se, As trong mẫu máu và nước tiểu bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử sử dụng kĩ thuật hidrua hoá”

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Giới thiệu một số đặc điểm của asen, selen Nuoc.com.vn

Page 5

1.1.1. Asen 1.1.1.1. Tính chất lí học của asen [8, 34] Về tính chất lí học asen có tính chất gần với các kim loại, nó có bốn dạng thù hình: dạng kim loại, vàng, xám và nâu. Asen thường gặp ở dạng kim loại có màu sáng bạc. Asen kim loại có ánh kim, có cấu trúc tinh thể gần giống phốt pho đen. Sau đây là một số thông số vật lí của asen: tỉ trọng: 5,7g/cm3, độ dẫn điện: 30.cm, bán kính nguyên tử: 1,21A0, năng lượng ion hoá thứ nhất: 9,81 eV, nhiệt độ nóng chảy là 8170C, nhiệt độ ba y hơi của asen là 6150C, khi gặp lạnh nó ngưng lại thành tinh thể tà phương, hơi asen có mùi tỏi rất độc. Asen là một chất bán dẫn, dễ nghiền thành bột. Người ta có thể tạo hợp chất bán dẫn của asen như GaAs, có tính chất bán dẫn như silic và gecmani. 1.1.1.2. Tính chất hoá học của asen và các hợp chất của asen [ 8, 34] Asen là nguyên tố bán kim loại, có tính chất hoá học gần với tính chất của á kim, cấu hình lớp vỏ điện tử hoá trị của asen là 4s24p3. Trong cấu hình điện tử của asen có sự tham gia của các obital d vì vậy có khả năng mở rộng vỏ hoá trị, trong các hợp chất asen có 3 giá trị số oxi hoá: -3, +3, +5. Số oxi hoá -3 rất đặc trưng cho asen. Khi đun nóng trong không khí asen cháy tạo thành oxit, ngọn lửa màu xanh là của As2O3. Về tính chất điện thế, asen đứng giữa hidro và đồng nên nó không tác dụng với các axit không có tính oxi hoá, nhưng dễ dàng phản ứng với các axit HNO3, H2SO4 đặc… 3 As + 5 HNO3 + 2 H2O  3 H3AsO4 + 5 NO Khi phản ứng với các halogen, các halogenua asen được tạo ra, hợp chất này trong môi trường nước dễ bị thuỷ phân tạo axit tương ứng Nuoc.com.vn

Page 6

2As + 5 Cl2 +8 H2O  2 H3AsO4 + 10HCl [41] Các hợp chất của As3+ rất phổ biến như As2S3, H3AsO3, AsCl3, As2O3… chúng đều tan tốt trong axit HNO3 đặc nóng, NaOH, NH4OH, (NH4)2S và (NH4)2CO3 . As2S3 + 8 HNO3 + 4 H2O  2 H3AsO4 +3 H2SO4 + 8 NO hay As2S3 + (NH4)2S  (NH4)3AsS3 Khi cho khí H2S qua dung dịch AsCl3 có kết tủa màu vàng tươi, đó là As2S3. Asen không tạo pentaclorua mà chỉ có triclorua asen, đây là một hợp chất quan trọng của asen, AsCl3 dễ bay hơi, dễ bị thuỷ phân trong môi trường nước. AsCl3 + 3 H2O  2 H3AsO3 + 3HCl Khi khử H3AsO3 ta thu được khí asin: H3AsO3 + 3 Zn + 6 HCl  3 ZnCl2 + AsH3 + 3 H2O H3AsO3 thể hiện tính chất như một axit khi tác dụng với muối tạo thành muối mới và axit mới. H3AsO3 + CuSO4  CuHAsO3 + H2SO4 CuHAsO3 có kết tủa màu vàng lục trong môi trường kiềm nó tan trong dung dịch màu xanh. CuHAsO3 + NaOH  CuNaAsO3 + H20 Một số hợp chất quan trọng của As5+ như As2S5, H3AsO4, Ag3AsO4,… Trong đó As2S5 không tan trong nước và axit HCl, chỉ tan trong NaOH, HNO3, NH4OH, vì vậy dựa vào tính chất này có thể xác định asen bằng phương pháp phổ khối lượng.

Nuoc.com.vn

Page 7

As2S5+ (NH4)2S  (NH4)3AsS4 Khi cho axit asenic tác dụng với molipdat amoni trong môi trường axit HNO3 cho kết tủa màu vàng, muối này được dùng để định tính và định lượng asen. H3AsO4 +12 (NH4)2MoO4 + 21 HNO3 (NH4)3 H4[As(Mo2O7)6] + 21NH4NO3+ 10H2O Trong hợp chất này As5+ có vai trò như P5+, nó làm ion trung tâm điển hình tạo phức dị đa axit, và phức này cũng có thể khử về phức dị đa màu xanh. Trong hợp chất AsH3, asen thể hiện tính oxy hoá -3, liên kết trong asin là liên kết cộng hoá trị, đây cũng là đặc điểm do cấu hình điện tử của asen. AsH3 thể hiện tính khử mạnh ví dụ như khi tác dụng với H2SO4 loãng: 2AsH3 + 6H2SO4  6SO2 + As2O3 + 9H2O hay khi tác dụng với I2: AsH3 + 4I2 + 4H2O  H3AsO4 +8HI 1.1.1.3. Các dạng tồn tại và sự chuyển hoá của asen trong môi trường [6, 12, 29, 34] Asen là một nguyên tố tồn tại khá phổ biến trong tự nhiên, nó đứng thứ 20 và chiếm khoảng 1.10-4% tổng nguyên tố trong vỏ trái đất. Hàm lượng trung bình của asen trong vỏ trái đất là 1,8 ppm; trong đất nó có hàm lượng từ khoảng 5,5 đến 13 ppm, trong stream nhỏ hơn 2ng/ml; trong nước ngầm nhỏ hơn 100ng/ml. Asen phân bố chủ yếu trong các quặng sunfua như pyrit có thể lên đến hàng trăm mg/kg, hàm lượng cao của asen có thể tìm thấy trong than đá lên đên 1500 mg/kg, ngoài ra còn trong các khoáng vật như: asenua đồng, niken, sắt,… Trong tự nhiên asen tồn tại ở cả dạng vô cơ và hữu cơ. Nuoc.com.vn

Page 8

Asen là nguyên tố cancofil dễ tạo sunfua với lưu huỳnh, tạo hợp chất với selen, telua và đặc biệt là với đồng, niken, sắt, bạc. Có khoảng gần 140 khoáng vật độc lập của asen, trong đó 60% là asenat và 35% là các sunfua. Các khoáng vật quan trọng nhất của asen là: rialga (AsS), ocpimen (As2S3), asopyrit (FeAsS)… Asen còn kết hợp các nguyên tố khác thay thế lưu huỳnh trong các hợp chất như: Lơlingit (FeAs2), Smartina (As2Co). Các loại hợp chất này thường được tạo thành ở nhiệt độ thấp. Asen thường di chuyển trong đất, trong trầm tích, trong thực động vật và trong các vùng có hoạt động sinh học trong đại dương. Trong nước asen thường tồn tại chủ yếu dưới các dạng asenit, asenat, monometylasonic axit, hay dimetylasinic axit… nhưng có hàm lượng rất thấp, chủ yếu asen bị thuỷ phân lắng xuống bùn. Môi trường nước có tính oxi hoá, As thường ở dạng asenat, nhưng dưới điều kiện khử thì asenit lại là chủ yếu. Hàm lượng asen trung bình trong nước chỉ khoảng 10g/l, tuy nhiên có thể cao hơn do ảnh hưởng của chất thải công nghiệp, thuốc diệt cỏ… Sự metyl hoá asen vô cơ sang metyl và dimetyl asenic là được tạo bởi các hoạt động của các vi sinh vật trong nước. Một vài sinh vật biển có khả năng chuyển asen vô cơ sang hợp chât asen hữu cơ phức tạp, chẳng hạn như arsenobetaine, arsenocholine, arsoniumphospholiphid. Metylasin được chuyển hóa vào không khí từ việc xử lí các loại hợp chất của asen. Dimetylasin và trimetylasin được phát hiện trong các khu vực có sử dụng các hợp chất metylasen. Tổng lượng asen trong các nhà kính lớn hơn rất nhiều khu vực không khí bên ngoài và các dạng metylasen tồn tại nhiều hơn các dạng vô cơ.

Nuoc.com.vn

Page 9

Từ các mỏ tập trung, asen bị phong hoá cùng các kim loại khác và sau đó đựơc vận chuyển đi phân tán trong môi trường. Một phần lớn asenat được kết tủa trở lại hoặc hấp phụ trên các hạt kiểu phù sa và được các dòng sông, suối mang từ trên núi xuống bồi đắp các đồng bằng châu thổ của các con sông. Cùng với nhôm, sắt và các kim loại khác và khoảng 6% các vật chất hữu cơ trong trầm tích chứa một lượng đáng kể asen. Trong điều kiện yếm khí (ở trong lòng đất), các vi sinh vật phân huỷ các chất hữu cơ nói trên, tạo ra môi trường khử CO2. Tiếp đó là quá trình khử, hoà tan sắt và giải phóng asen đã bị hấp phụ trên đó. Đồng thời với quá trình giải phóng asen là quá trình khử As (V) về As (III) và chúng đi vào nước ngầm. Ngoài việc giải phóng asen tự nhiên trên thì con người cũng góp phần vào việc làm nhiễm asen. Việc sử dụng các hoá chất có chứa asen trong nông nghiệp, lâm nghiệp dưới các dạng thuốc trừ sâu, trừ cỏ, thuốc chống nấm, diệt tảo, bảo quản gỗ. Trong công nghiệp luyện kim màu và công nghiệp bán dẫn cũng góp phần làm ô nhiễm asen. 1.1.1.4. Độc tính và cơ chế gây độc của asen [34] Hầu hết các dạng hợp chất asin đều độc. Về đặc điểm sinh học, asen có vai trò quan trọng đối với sinh vật, ở hàm lượng nhỏ asen có khả năng kích thích sự phát triển của sinh vật. Nhưng ở nồng độ cao, asen gây độc cho người, động, thực vật. Nếu bị nhiễm độc cấp tính, asen có thể gây tử vong trong vòng vài giờ đến một ngày. Trong môi trường tiếp xúc thường xuyên với asen ở nồng độ vượt quá độ an toàn nhưng chưa có thể gây độc cấp tính, asen gây nhiễm độc mãn tính và thường biểu hiện ở các triệu trứng lâm sàng như: mệt mỏi, chán ăn, giảm trọng lượng cơ thể, xuất hiện các bệnh về dạ dày, ngoài da (hội chứng đen da, ung thư da), gan bàn chân, rối loạn chức năng gan. Nuoc.com.vn

Page 10

Qua các thử nghiệm với động vật, các nhà khoa học đã tìm ra giới hạn gây tử vong với một số loài khác nhau là từ 11-150 mg/kg trọng lượng cơ thể. Đối với người liều gây tử vong là từ 70-180mg/kg trọng lượng cơ thể. Kết quả này đã được rút ra qua những trường hợp bị ngộ độc As và đã tử vong trong các bệnh viện. Asen đi vào cơ thể bằng tất cả các con đường có thể như: hít thở, ăn uống và thẩm thấu qua da. Trong đó, uống nước nhiễm asen là con đường chính để asen xâm nhập vào trong cơ thể. Khi vào trong cơ thể, đặc biệt là các As (III) tấn công ngay lập tức vào các enzym có chứa nhóm –SH và cản trở hoạt động của chúng. Phản ứng xảy ra như sau: SH S

-

(enzym)

+ AsO3 == (enzym) SH

S

CH2-SH

CH2-SH CH2

CH2 + AsO3

CH-SH (CH)5

Protein Enzym dạng tự do

Nuoc.com.vn

AsO- + 2OH-

3-

AsO- + 2OH-

CHSH (CH)5

Protein Dạng phức đã bị thụ động

Page 11

Asenat cũng giống như photphat, dễ tủa với các kim loại và ít độc hơn so với asenit, vào cơ thể asenat sẽ thế chỗ của photphat trong chuỗi phản ứng tạo adenozintriphotphat (ATP) do đó ATP sẽ không được hình thành.

CH2-OPO22-

CH-OPO22-

CH-OH

CH-OH

C=OH

+ PO43-

H

+ OH-

ATP

C=O

OPO22-

Khi có mặt của asenat, tác dụng sinh hoá chính mà chính nó tạo ra đông tụ protein, tạo ra phức với coenzym và phá huỷ quá trình hoạt động photphat hoá để tạo ra ATP 1.1.2. Se 1.1.2.1. Tính chất lí học của Se [9] Se có nguyên tử lượng 78,96 đvC, nằm ở phân nhóm chính VI trong bảng hệ thống tuần hoàn. Se có nhiều dạng thù hình, nhưng bền và hay gặp nhất là Se lục phương và Se xám. Se xám là chất bán dẫn, độ dẫn điện tăng khi bị chiếu sáng. Một số hằng số vật lí của Se: tỉ trọng: 4,8g/cm3, bán kính nguyên tử: 0,117 nm, độ âm điện: 2,4 (Li=1), nhiệt độ nóng chảy: 2170C, nhiệt độ sôi: 687,90C, 1.1.2.2. Tính chất hoá học của Se [9] Mức oxi hoá chính của Se –2, +4, +6. Se là một nguyên tố nằm giữa tính chất kim loại và phi kim. Nuoc.com.vn

Page 12

Giống như lưu huỳnh, Se tác dụng với nhiều kim loại tạo ra các selenua tương tự như muối sunfua. Với hidro, selen tác dụng ở nhiệt độ cao. Selen tác dụng với flo và clo ở nhiệt độ cao và với oxit khi đun nóng. Selen tan được trong dung dịch kiềm tương tự lưu huỳnh: 3Se + 6 KOH = K2SeO3 + 2K2Se + 3H2O Trong dung dịch HNO3 loãng, selen tác dụng tạo ra selenit: 3Se + 4HNO3 + H2O = 3H2SeO3 + 4NO Khi cho selen tác dụng với dung dịch axit loãng có thể thu được hidroselenua (H2Se).

Khi hoà tan H2Se vào nước thì dung dịch của nó sẽ có tính axit yếu. Dưới

tác dụng của oxy không khí, selenua sẽ tạo thành sản phẩm màu đỏ có cấu tạo như polysunfua là poliselenua. H2Se tác dụng với oxi không khí tạo ra SeO2. SeO2 là tính thể màu trắng, tan tốt trong nước tạo axit selenơ H2SeO3 (K1=2.10-3, K2=5.10-9). Khác với SO2, SeO2 là chất oxi hoá mạnh dễ dàng bị khử đến Se theo phản ứng: SeO2 + 2SO2 = Se + 2SO3 H2SeO3 tồn tại ở dạng những tinh thể lục phương không màu, chảy rữa khi để trong không khí ẩm nhưng tự vụn dần trong không khí khô. H2SeO3 mất nước tạo thành SeO2. Axit selenơ và muối của nó là chất oxi hoá khá mạnh. Người ta điều chế nó bằng cách hoà tan selen bột trong HNO3 loãng. Axit selenic rất giống H2SO4 về khả năng tạo hidrat mạnh, độ mạnh của axit và tính chất của muối. Khi kết tinh từ dung dịch, nó có thể tách ra ở dạng hidrat H2SeO4. H2O [6T], ngoài ra người ta cũng thấy tồn tại các dạng hidrat sau: H2SeO4.2H2O, H2SeO4.4H2O, H2SeO4.6H2O.

Nuoc.com.vn

Page 13

Axit selenic cho 2 loại muối HSeO4- và SeO42-. H2SO4 là chất oxi hoá mạnh nhưng thường xảy ra chậm.: SeO42-+4H++2e= H2SeO3+ H2O Axit selenic khan có thể hoà tan không những bạc mà cả vàng nữa. Nó có thể tác dụng với dung dịch axit clohidric đậm đặc theo phản ứng: H2SeO4 +2HCl = H2SeO3 + Cl2+ H2O Do vậy hỗn hợp H2SeO4 và HCl có tính oxi hoá rất mạnh. Hợp chất halogenua của selen có thể thu được bằng cách cho các halogen tác dụng với selen nguyên tố. Người ta đã thu được các hợp chất SeF6, SeF4, SeCl4, Se2Cl2, SeBr4, Se2Br2. Ngoài ra, hợp chất halogen của selen có khả năng tạo phức kiểu như SeBr6 [6T]. Các oxi halogen dạng SeOX2 cũng đã được điều chế. 1.1.2.3. Các dạng tồn tại và sự chuyển hoá của selen trong môi trường [10, 14] Se có nguồn gốc từ việc phun núi lửa, trong các sunphit kim loại như các sunphit của Cu, Ni, Fe, Pb và trong các khoáng vật hiếm như Cu2Se, PbSe và As2Se. Se là nguyên tố chiếm thứ 17 trên vỏ trái đất về khối lượng. Hàm lượng Se trong không khí thường rất thấp, tức là nhỏ hơn 10ng/m3. Sự phân bố của Se trên bề mặt trái đất là không đồng đều, nơi thì rất thấp, nơi thì rất cao. Các quá trình địa lí, sinh học và công nghiệp liên quan đến sự phân bố và di chuyển của Se và chu trình của nó, tuy nhiên người ta vẫn chưa thiết lập được mối quan hệ giữa chúng. Dù vậy, các quá trình địa lí tự nhiên và sinh học tự nhiên cũng có thể là nguyên nhân chính tạo ra sự phân bố của Se trong môi trường.

Nuoc.com.vn

Page 14

Sự có mặt của nó trong môi trường là rất đa dạng. Ví dụ, Se trong đất đá khoảng từ 0,1ppm (các khu vực thiếu Se của New Zealand) đến 1200 ppm (một vùng ở Irơlen), Se ở nồng độ này gây ra các ảnh hưởng độc hại cho các động vật, làm hao mòn thể thực vật một cách cục bộ. Khoảng nồng độ rộng cũng được tìm thấy trong các loại nước không chứa muối, chiếm từ khoảng 0,1 g/dm3 đến 9mg/dm3. Các Se vô cơ có thể tồn tại trong hai dạng oxi hoá, Se (IV) (Selenit hoặc SeO32-) và Se (VI) (Selenat hoặc SeO42-) và kết quả của sự chuyển hóa sinh học, các chất đã metyl hoá như dimetyl selenit và dimetyl selenat cũng được tìm thấy. Các chất hữu cơ này được tạo ra từ nước thải, bùn và đất đá và cũng được tìm thấy trong một số nước tự nhiên. Selen, selenit và selenit hữu cơ là ba dạng Se riêng biệt hoà tan trong nước biển và selenit hữu cơ chắc chắn có chứa axit selenoamino và các dẫn xuất của chúng chiếm ưu thế hơn trong nước mặt. Ở mặt nước sâu của đại dương, selenit và selenat là các chất chiếm ưu thế hơn, không có bằng chứng nào chứng tỏ có mặt các selenit hữu cơ. Một số hoạt động của con người làm thay đổi sự phân bố của Se trong môi trường. Trong công nghiệp bán dẫn và điện tử, trong công nghiệp hoá chất, trong công nghiệp thuỷ tinh và trong nông nghiệp người ta đều sử dụng Se. Chính các quá trình sản xuất này và bản thân các sản phẩm của chúng cũng đưa Se vào môi trường làm thay đổi lại sự phân bố của Se. Điều này liên quan đến từng quốc gia vì hàm lượng Se thấp hoặc cao trong đất dẫn đến các ảnh hưởng đến sức khoẻ con người, việc sử dụng phân bón chứa các hợp chất Se của các nước Bắc Âu là một ví dụ rõ rệt về sự can thiệp cố ý của con người đến sự phân bố Se trong môi trường. 1.1.2.4. Độc tính của selen và tầm quan trọng của selen đối với cơ thể sống [14, 11, 33, 40] Nuoc.com.vn

Page 15

Selen được đưa vào cơ thể người thông qua chuỗi thức ăn, nước uống và không khí. Tuy nhiên, thức ăn là con đường chính gây ra ô nhiễm selen. Sự phát hiện selen là nguyên nhân của bệnh kiềm ở động vật ăn cỏ. Trước đó, bệnh kiềm ở gia súc nhai lại được gán cho nguyên nhân súc vật thường xuyên uống nước có tính kiềm. Về sau, bệnh này được xác định do nhiễm độc selen. Môi trường kiềm trong đất và nước tạo điều kiện cho cây cỏ hấp thụ nhiều selen. Trong trường hợp này, triệu trứng điển hình của gia súc là: rụng lông đuôi, lông bờm, móng chân dị dạng và sút cân. Trường hợp cấp tính, súc vật bị rối loạn vận động, thị lực bị giảm sút, chảy rãi, cuối cùng liệt cơ mà chết. Những nghiên cứu trên động vật chứng tỏ selen ở liều cao và tác động lâu dài có thể gây ung thư gan. Các hợp chất của selen như selen dioxit, hidro selenua và bụi của selen có thể xâm nhập vào cơ thể qua con đường hô hấp, chúng phá hỏng hệ hô hấp, gan và các cơ quan khác, có thể gây tử vong nếu liều lượng lớn hoặc thời gian tiếp xúc dài. Selen gây rối loạn đường hô hấp, gây chứng nhức đầu. Hợp chất selen rơi vào da gây viêm da, ngứa da. Các axit của selen gây co giật, nôn mửa liệt thần kinh. Đối với cơ thể động vật, nếu căn cứ vào hàm lượng thì selen được xếp vào nguyên tố siêu vi lượng. Từ những năm 60, nhiều công trình nghiên cứu cơ bản về vai trò sinh học của selen trên cơ thể động vật và con người đã được tiến hành. Selen đã được xác định là một trong những nguyên tố không thể thiếu được đối với cơ thể sống. Selen thường kết hợp với chất đạm và tham gia các men chứa nhóm SeH... có thể tương tự như các men chứa nhóm – SH. Selen có trong thành phần nhiều men. Nó có mặt ở -galactoxiadoza của cơ thể để phân huỷ lactoza trong sữa, tạo Nuoc.com.vn

Page 16

điều kiện tiêu hoá dễ dàng. Ngoài ra Se cần thiết cho nhiều men khác như ATPaza (Derialin-1996) và trioza-photphatdehydogenaza (Dicksum, Tappel-1969), aspartat-aminotranferaza (Kiedriasev – 1979), alcoholdehydrogenaza... Ở nồng độ thấp, selen kích thích hoạt động của nhiều men. Trong đó, có nhiều men chỉ có hoạt tính khi có mặt của selen. Do đó gần đây người ta đã phát hiện được một số bệnh xuất hiện ở những vùng thiếu selen. Selen đảm bảo quá trình tổng hợp collagen và đảm bảo sự tổng hợp ADN và ARN, đẩy mạnh quá trình tổng hợp Coenzim Q-16 là chất chống oxi hoá cần thiết của cơ thể. Một phát hiện đối với chuột của các nhà khoa học úc cho thấy rằng, sự thay đổi hàm lượng iot có liên quan đến selen. Sự thiếu selen làm suy giảm đối với cả sự sinh sản và sự sinh trưởng của động vật, do đó sự ảnh hưởng của nó lên sự sinh sản các động vật nuôi có thể là một thảm khốc, và các chủ nuôi động vật khắp thế giới nhanh chóng nghĩ ra các phương pháp bổ sung một lượng selen phù hợp vào các động vật nuôi của họ trên các khu vực cần thiết. Thêm vào chức năng như dinh dưỡng cần thiết, nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng selen dường như tăng các đáp ứng miễn dịch của động vật, giúp cho chúng đề phòng chống lại bênh tật, do đó nó thực sự là nguyên tố rất quan trọng. Selen đôi khi được mô tả như là “con dao hai lưỡi”. Hàm lượng độc của nó gấp khoảng hàng trăm lần hàm lượng cần thiết. Hàm lượng selen trong các thức ăn khác nhau có thể rất khác nhau, phụ thuộc vào nồng độ selen trong môi trường và các hành động của con người ví dụ như việc bổ xung selen vào nguồn cung cấp thức ăn. Hàm lượng selen được tìm thấy là khoảng từ 0,4-1,5mg/kg trong gan, thận và đồ biển, 0,1-0,4 trong thịt, <0,1-0,8 mg/kg hoặc hơn nữa trong ngũ cốc hoặc sản phẩm của ngũ cốc; và <0,1-0,3

Nuoc.com.vn

Page 17

mg/kg trong hầu hết hoa quả và rau. Tuy nhiên ở các nước có hàm lượng selen thấp trong đất thì hàm lượng selen trong thức ăn cũng có thể thấp hơn đặc biệt là trong thịt, ngũ cốc và các thức ăn hàng ngày. Hàm lượng selen trung bình trong sữa người là từ 0,013 đến 0,018 mg/l. Hiện nay, người ta đã phát hiện có hơn 40 bệnh ở người và động vật được qui cho là thiếu selen. Các kết quả nghiên cứu ở Trung Quốc cho thấy mối quan hệ giữa tình trạng thiếu selen và sự lan tràn bệnh Keshan, một căn bênh tim địa phương endemic cardiomyopathy xuất hiện chủ yếu ở trẻ con (Keshan Diselenaselen Reselenarch Group, 1979a,b). Các trường hợp mắc bệnh Kenshai đã được công bố vào đầu năm 1907 ở tỉnh Heilongjiang thuộc Đông Bắc Trung Quốc (Gu, 1983). Bệnh Kashin-Beck là một căn bệnh viêm khớp xương mãn tính osteoarthropathy địa phương xuất hiện ở miền Đông Siberia và một phần ở Trung Quốc (Sokoloff, 1985). Mặc dù nguyên nhân của nó không được nghiên cứu một cách chi tiết nhưng các công trình ngày nay đã chỉ ra rằng thiếu selen là một trong những nguyên nhân chính. Shamberger & Frost (1969) đã đưa ra đầu tiên về quan hệ nghịch giữa hàm lượng selen trong thức ăn gia súc và trong máu người, và tỉ lệ chết vì ung thư trong các vùng thiếu selen khác nhau của Mĩ. 1.2. Các phương pháp xác đinh hàm lượng asen, selen 1.2.1. Các phương pháp phân tích cổ điển 1.2.1.1. Phương pháp phân tích khối lượng [4] Đặc điểm của nhóm phương pháp này là ảnh hưởng của một số ion kim loại có thể gây nhiễm bẩn, gây sai số đáng kể. Ngày nay phương pháp phân tích trọng

Nuoc.com.vn

Page 18

lượng ít được sử dụng, nó được thay thể bằng các phương pháp công cụ cho độ chính xác cao và đơn giản hơn. Xác định As dựa trên việc kết tủa As2S3 bằng dithioaxetamit trong môi trường axit HCl, hoặc H2SO4 hoặc HClO4 0,1N [44c]. Dung dịch chứa kết tủa được đun trên bếp cách thuỷ, lọc lấy kết tủa sấy khô ở 2000C đến khối lượng không đổi, rửa lại bằng nước cất và làm khô ở nhiệt độ 1700C. Cân kết tủa và tính hàm lượng As tương ứng. Tuy nhiên phương pháp này chỉ áp dụng với mẫu có hàm lượng As lớn và thực hiện qua nhiều công đoạn. Người ta có thể tạo nhiều dạng kết tủa như Se, SeO2, piazoSeol... Tuy vậy đối với phương pháp trọng lượng, việc kết tủa tách ra ở dạng Se nguyên tố là đáng tin cậy nhất. Để làm kết tủa Se người ta thường dùng các chất như SO2, hydrazin, hydroxylamin, hypophotphit, Na, SnCl2,... Để xác định vi lượng Se trong hợp chất hữu cơ, người ta chuyển nó về dạng selenit, bằng cách phân huỷ chất khảo sát trong bom vạn năng chứa Na2O2, sau đó khử selenit và cân nó dưới dạng Se kim loại. Phương pháp điện phân định lượng Se cũng đã được bắt đầu chú ý nghiên cứu vào đầu những năm 1960, nhờ sử dụng cặp điện cựa Cu-Pt [105]. Khi đó Se được tách ra dạng Cu2Se là dạng không bị hút ẩm và không bị thay đổi khi nung đến nhiệt độ 1300C. Sai số của phương pháp này là 0,3%. Phương pháp này được ứng dụng để xác định SeO2 trong kĩ thuật. 1.2.1.2. Phương pháp phân tích thể tích [5g,4] Xác định As dựa trên phản ứng oxi hoá khử: AsO32-+I2+H2O=AsO43-+2I-+2H+

Nuoc.com.vn

Page 19

phản ứng phụ thuộc vào nồng độ H+, vì vậy để phản ứng xảy ra theo chiều thuận phải thực hiện trong điều kiện dư NaHCO3 (dung dịch có pH 8). Chất chỉ thị là hồ tinh bột. Bằng phương pháp này cho phép xác định được hàm lượng As từ 0,1% đến vài chục phần trăm. Ngoài ra còn có thể chuẩn độ trực tiếp As3+ bằng dung dịch bromat. Phương pháp chuẩn độ cơ bản được sử dụng để xác định Se4+ là chuẩn độ iot. Do phương pháp nhạy, cần tách triệt để các nguyên tố ảnh hưởng đến phép xác định. Chỉ thị dùng cho phép chuẩn độ có thế là chỉ thị hoá học hoặc chỉ thị điện hoá. Phép chuẩn độ dựa trên việc dùng KI để khử H2SeO3: SeO22- + 6H+ +4I-  Se + 2 I2 + 3 H2O I2 sinh ra được chuẩn độ bằng Na2S2O3 với chỉ thị hồ tinh bột 2 Na2S2O3 + I2  Na2S4O6 + 2 NaI Phương pháp này xác định được đến 50 mg Se. 1.2.2. Các phương pháp phân tích công cụ 1.2.2.1. Phương pháp phân tích trắc quang [12, 16, 17] Nguyên tắc của phương pháp là dựa trên khả năng tạo phức màu của chất phân tích với một thuốc thử nào đó. Đo độ hấp thụ quang của phức màu ta sẽ biết được nồng độ chất phân tích. Có thể xác định As bằng thuốc thử bạc dietyldithiocacbamat, As trong dung dịch phân tích sẽ được khử về asin bằng natri hydroborat ở môi trường pH=6, khí asin được dẫn đi trong dòng N2 qua bình thuỷ tinh đựng chì axetat, sau đó được dẫn vào bình chứa bạc dietyldithiocacbamat, ở đó As sẽ tạo phức màu đỏ với bạc dietyl dithio cacbamat có bước sóng hấp thụ quang là 520nm. Trong phương

Nuoc.com.vn

Page 20

pháp này sunfua các nguyên tố kim loại: crom, coban, đồng, thuỷ ngân,… có ảnh hưởng đến việc xác định As, song có thể loại trừ ảnh hưởng bằng cách dùng axetat chì để giữ lại khí sunfua. Đặc biệt antimony có ảnh hưởng nhiều đến việc xác định As do hợp chất SbH3 cũng tạo ra trong quá trình tạo asin và cũng tạo phức màu đỏ với bạc dithiocacbamat, phức này có bước sóng hấp thụ quang là 510nm, nhưng chỉ khi hàm lượng antimony lớn hơn 5mg/l mới có ảnh hưởng. Vì vậy phương pháp này chỉ cho phép xác định As trong mẫu có hàm lượng antimony nhỏ. Độ nhạy và độ chính xác của phương pháp này tương đối cao, cho phép xác định cỡ 1g/ml. Năm 1979 tác giả David B. Lo đã nghiên cứu so sánh giới hạn phát hiện As trong tế bào động vật bằng hai phương pháp so màu bạc dietylthio cacbamat và hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa thấy rằng cả hai phương pháp cho độ nhạy tương đương. Phương pháp này được dùng làm phương pháp tiêu chuẩn xác định As trong mẫu nước. Phương pháp thông dụng để xác định Se 4+ dựa trên phản ứng tạo mầu của Se4+ với các o-diamin thơm. Thuốc thử hay được sử dụng nhất là 3,3’diaminobenzidin. Trong môi trường axit thuốc thử này được tạo với Se phức piazoseol có màu vàng. Đo độ hấp thụ trong pha nước ở 490nm (hay sau khi chiết bằng toluene 420nm). Khoảng tuân theo định luật Lamber-Beer là 0,25 g/ml đến 2,5 g/ml . Cũng có thể xác định Se bằng phản ứng tao phức của Se4+ với 2,3 diaminonaphtalen ở pH=1, sau đó phức được chiết vào dung môi cyclohexan và đo huỳnh quang ở 520nm sau khi kích thích ở 380nm (ở các dung dịch mà nồng độ Se là quá nhỏ thì Se được làm giàu bằng phản ứng tạo phức với amino

Nuoc.com.vn

Page 21

pyrolidin dithiocacbamat ở pH=4,2 và sau đó được giải chiết bằng HNO3. Phương pháp cho phép xác định Se đến nồng độ cỡ nM. 1.2.2.2. Phương pháp điện hoá [18, 25, 34] Phương pháp cực phổ nói chung cho độ nhạy chỉ đạt cỡ 10-4-10-5M. Cường độ dòng phụ thuộc thế điện phân trong dung dịch và thế điện cực. Người ta tiến hành điện phân và đo cường độ dòng với một dãy dung dịch chuẩn biết trước nồng độ. Dựa vào đồ thị xác định được nồng độ chất phân tích khi biết cường độ dòng. Giá trị nửa thế sóng cho biết thành phần định tính, chiều cao sóng cho biết thành phần định lượng của chất phân tích. Năm 1978 David và các cộng sự đã sử dụng phương pháp Vol-ampe hoà tan đã xác định được As trong mẫu sinh học với giới hạn phát hiện cỡ ng/ml. Đã có một số công trình xác định Se4+ bằng phương pháp cực phổ dòng một chiều tuy chiên có giới hạn phát hiện không cao (10-5M) [5g]. Để tăng độ nhạy có thể xác định Se4+ theo sóng piazoSeol (trong dung dịch chiết hay trong phần chiết với toluene). Sử dụng các complexon III để loại các ảnh hưởng của các ion kim loại nặng. Năm 1986 G.E. Batley sử dụng phương pháp cực phổ xung vi phân xác định Se trong nước thải. Tác giả dùng nền HCl, pH = 2, píc ở –0,6V (so với điện cực Ag/AgCl) được dùng để định lượng. Nước thải được loại bỏ tạp chất thô bằng cách dội qua cột C18 sep-pak sau đó dùng nhựa chelex 100 để loại bỏ lượng vết các kim loại. Khoảng nồng độ tuyến tính của phương pháp là 2-100g/l. Đặc biệt các phương pháp von-ampe hoà tan, nhờ làm giàu chất phân tích lên bề mặt điện cực bằng phản ứng khử hay oxi hóa kết tủa chất sau đó hoà tan sản phẩm kết tủa và ghi tín hiệu hoà tan mà các phương pháp điện hóa hoà tan có độ Nuoc.com.vn

Page 22

nhạy cao, công trình của Wang. J và Jianmin. L sử dụng CSV trên nền 0,1M H2SO4 + 10 g/l Rh3+. Điện phân làm giàu ở –0,2 V. Phương pháp dựa trên phản ứng tích luỹ và sau đó khử lớp Rh2Se3 trên HMDE. Giới hạn phát hiện của phương pháp là 0,5g/l khi thời gian điện phân là 3 phút. 1.2.3. Các phương pháp phân tích vật lí 1.2.3.1. Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử [25, 26, 29, 35] Khi nguyên tử ở trạng thái hơi, nhờ một nguồn năng lượng thích hợp như nhiệt, điện... để kích thích đám hơi nguyên tử tự do đó phát ra, sau đó thu phân li toàn bộ phổ phát xạ để đánh giá thành phần mẫu phân tích. Có thể dùng phổ phát xạ để phân tích định tính, định lượng. Đây là phương pháp hiện đại cho độ nhạy và độ chính xác rất cao nó tuỳ thuộc vào các loại thiết bị khác nhau, cho phép xác định lượng vết nguyên tố mà không cần làm giàu và một ưu điểm đặc trưng của phương pháp đó là cho phép phân tích hàng loạt các nguyên tố. Đặc biệt phương pháp ICP - AES ra đời tăng độ nhạy lên rất nhiều, lúc này năng lượng nhiệt của nguỗn kích thích được quyết định bởi dòng điện cảm ứng trong cuộn tự cảm, năng lượng cao tần của máy phát HF. Vì vậy nhiệt độ ở plasma rất ổn định dẫn đến phép đo có độ ổn định cao hơn rất nhiều so với nguồn hồ quang điện hay tia lửa điện. Việc xác định lượng Se bằng AES dựa trên ba vạch đặc trưng của Se là 196,1nm, 204nm và 206,3 nm. Khi dùng các nguồn năng lượng là ngọn lửa hồ quang hoặc tia điện độ nhạy phép xác định chỉ đạt cỡ mg/l [5g]. Khi dùng nguồn năng lượng là plasma cao tần cảm ứng ICP giới hạn phát hiện đạt được 0,14 mg/l. Gần đây kĩ thuật tạo hợp chất hidrua được sử dụng rộng rãi khi phân tích các hợp chất dễ tạo hợp chất hidrua như As, Se, Hg…. Nguyên tắc của phương pháp là sử dụng các chất khử mạnh trong môi trường axit để khử các hợp chất phân tích thành Nuoc.com.vn

Page 23

các hidrua sau đó phân li chúng thành nguyên tử tự do và dẫn vào buồng đo phổ. Khi sử dụng kĩ thuật này đối với máy AES, Pretorius và cộng sự đạt được giới hạn phát hiện 3 g/ml và Pruzkowska 0,3 g/ml. Mặc dù giới hạn này là khá nhỏ nhưng để hạ thấp hơn giới hạn phát hiện thì quá trình làm giàu trước là cần thiết. Thomson và cộng sự làm giàu bằng phản ứng đồng kết tủa với lantanhidroxit khi đó giới hạn phát hiện là 0,06 g/ml, Wang sử dụng kĩ thuật bay hơi cho giới hạn phát hiện là 0,5 g/ml. Cũng có nhiều công trình nghiên cứu xác định As trong các đối tượng khác nhau như nước, mẫu máu, gỗ,... bằng phương pháp ICP-AES. Kĩ thuật HG – ICP – AES có thể xác định As đến 0,02ng/ml. 1.2.3.2. Phương pháp sắc kí [19, 34] Talmi và Norvell, 1975 đã sử dụng phương pháp sắc kí khí sử dụng detetor plasma sóng cực ngắn đã xác định được As cỡ pg/ml. K.W. Michell xác định Se4+ trong nước biển bằng phương pháp sắc kí khí (GC) sử dụng detector cộng kết điện tử (ECD). Se được kết tủa cùng với Fe(OH)3 ở pH = 5, sau đó kết tủa được hoà tan bằng HCl và chuyển Se về dạng 5nitropiazoSeol, phức này được chiết bằng toluene sau đó dẫn vào cột sắc kí. Giới hạn phát hiện là 5ng/l. Độ chính xác 6% ở mức 0,025 g/l [39]. Donald Creamer xác định Se trong vật liệu sinh học bằng sắc kí khối phổ sử dụng detector cặp ion sau khi chuyển Se về dạng 5-nitropiazoSeol (đồng phân 80Se và 82Se). 1.2.3.3. Phương pháp kích hoạt nơtron [14,23, 34] Đã có rất nhiều tác giả sử như phương pháp này như Takeo, 1972; Maruyama và Komya, 1973 để xác định As trong các mẫu sinh học, giới hạn phát hiện cỡ ng/ml. Nuoc.com.vn

Page 24

Không có đồng phân của Se xuất hiện một cách tự nhiên nào, 75Se có bán thời gian sống dài nhất (120 ngày) và được sử dụng như là một nguyên tử đánh dấu trong các thí nghiệm cũng như trong việc xác định Se bằng phương pháp phân tích kích hoạt nơtron. Hai đồng phân có thời gian sống tương đối ngắn là 77mSe (bán thời gian là 17,5 giây) và 81Se (18,6 phút) cũng được sử dụng trong phân tích kích hoạt nơtron (Heath, 1969-70; Alcino& Kowald, 1973). Khi xác định Se theo phương pháp kích hoạt phóng xạ, Se được chuyển về các đồng vị phóng xạ, nguồn năng lượng sử dụng để bắn phá mẫu thường là chùm nơtron nhiệt. Đồng vị 75Se có thời gian bán huỷ t1/2=127 ngày thường được sử dụng vì ta có thể tách hoàn toàn các tạp chất hoạt động khác nhờ hàm lượng thấp của 74Se trong tự nhiên [5 G]. Tuy nhiên do thời gian bán huỷ là quá lớn nên hiện nay người ta sử dụng đồng vị có thời gian sống ngắn hơn Se như 77Se t1/2=17,4 giây, 81Se t1/2=18 phút, 81mSe t1/2= 57 phút. Độ nhạy phép xác định Se của phương pháp này đạt được 0,01g. 1.2.3.4. Phương pháp phổ khối [36] Sử dụng phương pháp phổ khối kết hợp plasma cảm ứng (ICP-MS). Các tác giả đã xác định As, Se trong lá cà chua. Giới hạn phát hiện Se: 14-18ng/g, As: 3,865ng/g. [Abstract N] Krisel Van den Broeck đã xác định As trong chất thải xử lí gỗ bằng phương pháp ICP- MS, giới hạn cho phép là 1 g/g [37] Tác giả Gwendy E.M Hall đã xác định As trong đối tượng mẫu địa chất kết hợp kĩ thuật hidrua (HG – ICP – MS), phương pháp cho giới hạn phát hiện là 10ng/g. 1.2.3.5. Phương pháp huỳnh quang Rơnghen [24]

Nuoc.com.vn

Page 25

Phương pháp huỳnh quang Rơnghen xác định theo vạch K. Khi tiến hành xác định trên máy Philips với ống W & Mo và LiF, chất chuẩn ngoại là keo Cu-Se. Độ nhạy phép xác định đạt 0,3 g/5g mẫu [5g]. Để tăng độ nhạy, Se được tách ra dạng nguyên tố dùng chất khử là 4,5 diamin – tiopyrramidin trong etanol hay 5N HCl và NaI. Nguyên tố Se sau đó được kết tủa trên một màng lọc, giới hạn phát hiện đạt được là 140 ng/g mẫu. Se cũng đã được xác định trực tiếp khi có mặt Sb, Zn, As, Ge, Cu trên máy đo phổ huỳnh quang với anot W (20mA, 50kV) và tinh thể LiF. Độ nhạy phép xác định là 1g [5]. 1.2.3.1

Phương pháp huỳnh quang nguyên tử [38]

Ngoài ra Thomson đã nghiên cứu xác định As, Sb, Se, Te với chất khử là NaBH4 pha trong NaOH nồng độ 0,5%, khí hidrua sinh ra được dẫn trực tiếp vào ống cuvet Pyrex được treo vào một cái giá, dùng nguồn đơn sắc là đèn EDL đặt trên ngọn lửa là ArH2, giới hạn phát hiện của phương pháp là 0,06 đến 0,1 ng/ml. 1.2.3.6. Phương pháp động học xúc tác [20] Phương pháp dựa trên hiệu ứng xúc tác của Se trong phản ứng của xanh metylen (MB) với Na2S. Sự phụ thuộc của thời gian để hoàn thành phản ứng t-1 tỉ lệ với nồng độ Se4+ trong khoảng 2,5 – 30 ng/ml Se . 1.2.3.7. Phương pháp điện di mao quản vùng [22] Phương pháp này kết hợp với việc làm giàu bằng kĩ thuật khuếch đại vùng xác định được đến 25 ng/ml Se4+. 1.2.3.8. Phương pháp Quang phổ hấp thụ nguyên tử [21,23, 34, 41, 42] Nguyên tử ở trạng thái hơi có khả năng hấp thụ các bức xạ có bước sóng nhất định mà nó có thể phát ra trong quá trình phát xạ khi chiếu một chùm tia sáng có Nuoc.com.vn

Page 26

bước sóng xác định vào đám hơi nguyên tử đó. Khi đó ta thu được phổ hấp thụ của nguyên tố, quá trình này chỉ xảy ra đối với các vạch phổ nhậy, các vạch phổ đặc trưng và các vạch phổ cuối cùng của nguyên tố. Chùm tia chiếu vào đám hơi nguyên tử đó phải là chùm tia đơn sắc hay bức xạ cộng hưởng có bước sóng nhất định ứng với đúng tia phát xạ nhậy của nguyên tố cần nghiên cứu. Nguồn phát chùm tia đơn sắc có thể là đèn catot rỗng (HCL), các đèn phóng điện không điện cực (EDL) hay nguồn phát bức xạ liên tục đã được biến điệu. Trong phương pháp HTNT có hai kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu đó là kĩ thuật nguyên tử hoá ngọn lửa và kĩ thuật nguyên tử hoá không ngọn lửa. Phương pháp HTNT cho độ nhạy và độ chọn lọc cao, đây là đặc tính rất ưu việt của phương pháp này, ngoài ra còn có một số điểm mạnh khác như: khả năng phân tích được gần 60 nguyên tố hoá học, ngoài các nguyên tố kim loại còn có thể phân tích được một số á kim (lưu huỳnh, clo…) và một số chất hữu cơ; Lượng mẫu tiêu tốn ít; Thời gian tiến hành phân tích nhanh, đơn giản… Ngày nay trong phân tích hiện đại, phương pháp HTNT được sử dụng rất có hiệu quả đối với nhiều lĩnh vực như y học, dược học, sinh học, phân tích môi trường, phân tích địa chất, … đặc biệt phân tích lượng vết các nguyên tố kim loại. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) Trong phương pháp HTNT ngọn lửa kĩ thuật nguyên tử hoá là ngọn lửa đèn khí. Nhiệt độ của ngọn lửa được điều chỉnh phụ hợp với từng nguyên tố và từng loại dung dịch mẫu. Khí được đốt để tạo ra ngọn lửa có thể là hỗn hợp C2H2 – KK hay hỗn hợp N2O - C2H2 hoặc H2 – C2H2. Dựa vào tính chất nguyên tử của từng nguyên tố mà chọn ngọn lửa cho nhiệt độ thích hợp.

Nuoc.com.vn

Page 27

Phương pháp ngọn lửa cho kết quả đo có độ lặp lại tốt, tương đối dễ sử dụng nhưng tỉ lệ nguyên tử hoá mẫu chỉ khoảng 1/10, còn lại 9/10 bị đưa xuống ống dẫn do đó hiệu quả nguyên tử hoá thấp và độ nhạy không cao. Phương pháp quang phổ hấp thụ không ngọn lửa (ETA-AAS) Phương pháp HTNT không ngọn lửa ra đời sau phương pháp HTNT ngọn lửa, nó đã nâng cao được độ nhậy lên gấp hàng trăm, đến hàng nghìn lần so với phương pháp HTNT ngọn lửa. Tuy nhiên đối với phương pháp HTNT không ngọn lửa độ ổn định kém hơn và ảnh hưởng của phổ nền thường lớn. Nhưng với khoa học hiện đại các nhược điểm trên được khắc phục nhiều. Quá trình nguyên tử hoá được thực hiện trong cuvet graphit hay thuyền tăng tan với thời gian ngắn (sự nguyên tử hoá tức khắc) nhờ năng lượng của dòng điện công suất lớn ở môi trường khí trơ. Nguồn năng lượng thường được dùng hiện nay là dòng điện có cường độ dòng rất cao (từ 50-600A) và hiệu điện thế thấp (nhỏ hơn 12V) hay năng lượng của dòng cao tần cảm ứng. Mẫu phân tích bằng phương pháp này có thể không cần làm giầu sơ bộ và lượng mẫu tiêu tốn ít. Sự ra đời và phát triển kĩ thuật hidrua hoá [32] Năm 1955 ông Walsh đã giới thiệu phương pháp HTNT, sau đó kĩ thuật phân tích này đã được sử dụng rất phổ biến ở các phòng thí nghiệm trên toàn thế giới. Tuy nhiên ban đầu việc xác định nguyên tử bằng HTNT còn gặp rất nhiều khó khăn trong việc mù hoá (sol khí hoá) dung dịch mẫu nhất là đối với các nguyên tố As, Se, Sb, Te… Mặt khác bước sóng hấp thụ của các nguyên tố này lại nằm xa vùng tử ngoại (nhỏ hơn 230nm), tại đó sự hấp thụ nền là lớn khi sử dụng ngọn lửa thông thường. Ví dụ: khi sử dụng ngọn lửa không khí – axetylen, As có bước sóng hấp thụ là 193,7 nm tại đó độ hấp thụ chỉ đạt 62%. Việc sử dụng ngọn lửa Nuoc.com.vn

Page 28

hydro – argon cho nhiệt độ thấp hơn giảm bớt được sự hấp thụ nền tới 15%, nhưng ngọn lửa này có đặc điểm hoá hơi mẫu kém, gây ra sai số do sự hấp thụ nền và sự hoà tan muối không hoàn toàn. Sự phát triển kĩ thuật nguyên tử hoá cho HTNT như nguyên tử hoá bằng lò graphit thì tránh được các khó khăn của HTNT bằng ngọn lửa. Tuy vậy việc sử dụng thiết bị này gặp một số vấn đề khác như: Tại bước sóng ngắn sự khuếch tán hạt (như hạt cacbon) gây ra sự nhiễu nền lớn, bên cạnh đó đối với nguyên tố dễ bay hơi như As, Se có thể bị mất trong quá trình nguyên tử hoá nên phép đo kém ổn định. Năm 1969 Holak đã sử dụng kĩ thuật tạo hidrua kết hợp với HTNT. Ông dùng hỗn hợp kim loại và axit (kẽm và axit clohydric) để thực hiện phản ứng khử, kẽm và axit HCl được đựng trong một ống nghiệm có nitơ lỏng, trước tiên ống nghiệm được làm nóng lên rồi dẫn dung dịch có chứa As đi qua, khi As sinh ra được dẫn vào ngọn lửa không khí – axetylen trong môi trường nitơ. Bằng phương pháp này khắc phục được đáng kể nhược điểm của sự mù hoá, nâng cao được độ nhậy. Chất khử dùng cho phản ứng tạo hidrua là hidro mới sinh m

E Zn  2 HCl  ZnCl2  2 H    EH n  H 2

E là nguyên tố phân tích, m, n có thể giống hoặc khác nhau. Một số tác giả dùng nhôm hoặc magiê thay thế cho kẽm. Cũng có thể sử dụng clorua thiếc (II) hoặc KI làm chất khử và về sau người ta sử dụng natri tetrahydro borat (NaBH4) có nhiều thuận tiện hơn. Khí hidrua được đẩy ra khỏi dung dịch chuyển đến buồng nguyên tử hoá nhờ dòng khí mang là khí trơ (Argon, Nitơ hoặc Heli). Có hai kĩ thuật tách hidrua chuyển vào buồng nguyên tử hoá là: Hệ gián đoạn và Hệ liên tục.

Nuoc.com.vn

Page 29

Hệ gián đoạn: Hầu hết các kĩ thuật ban đầu dùng hỗn hợp kim loại và axit đều dùng kiểu gián đoạn. Trước khi được chuyển vào buồng nguyên tử hoá, toàn bộ khí hidrua sinh ra được giữ lại trong một bình cầu, Holak đã sử dụng hệ thống ngưng tụ hidrua trong ống hình chữ U đặt ở điều kiện nhiệt độ nitơ hoá lỏng, sau một phút chuyển nhiệt độ từ ống lạnh sang nóng khí hidrua sẽ bay hơi chuyển vào bộ phận nguyên tử hoá. Hệ thống gián đoạn có ưu điểm là làm tăng độ nhạy nhưng quá trình thực hiện phức tạp, sau mỗi lần thí nghiệm phải tháo rửa dụng cụ mới tiến hành thí nghiệm tiếp sau. Như vậy phép đo dễ bị ảnh hưởng bởi điều kiện làm việc. Hệ liên tục: Sau khi natri tetrahidro borat được sử dụng làm chất khử, phản ứng xảy ra nhanh người ta đã sử dụng kiểu liên tục. NaBH4 được ổn định bằng việc kiềm hoá, dùng NaOH hoặc KOH nhưng nồng độ kiềm không được lớn, thông thường là 0,1 đến 2%. Khi đó mỗi phản ứng chỉ xảy ra trong 10 – 30 giây. Nói cách khác không cần thu tách khí hidrua mà khí AsH3 sinh ra được chuyển trực tiếp ngay vào bộ phận nguyên tử hoá. Hệ liên tục này rất thuận lợi với các hidrua không bền, quá trình đơn giản hơn hệ gián đoạn. Việc bơm mẫu và các thuốc thử có thể dùng bơm nhu động hay là hệ bơm nén. Thiết bị HG – AAS có thể dùng bộ nguyên tử hoá lò graphit hoặc bộ nguyên tử hoá ngọn lửa. Hệ nguyên tử hoá bằng ngọn lửa, để nguyên tử hoá hợp chất hidrua khí được dẫn vào ống thạch anh hình chữ T. Ban đầu người ta dùng ngọn lửa Ar-H để đốt nóng ống thạch anh, Holak dùng ngọn lửa C2H2 – KK có nhiều ưu điểm hơn và được sử dụng nhiều hơn. Cũng có thể đốt nóng ống thạch anh bằng lò điện và sự phân huỷ AsH3 xảy ra trong môi trường khí trơ (Ar hoặc Ne, H2), Groulden và Brookband đã sử dụng loại thiết bị này. Ưu điểm của việc đốt

Nuoc.com.vn

Page 30

nóng ống thạch anh bằng lò điện là có thể điều khiển để đạt được nhiệt độ tối ưu nhất, nhiệt độ phân bố cho ống thạch anh đều hơn, độ nhiễu nền thấp hơn. Bằng kĩ thuật hidrua hoá độ nhậy của phương pháp tăng lên rất nhiều so với kĩ thuật mù hoá dung dịch thông thường.Dùng nguồn năng lượng là ngọn lửa và không khí thì độ nhạy phép xác định là 1g/ml theo vạch 196,1 nm, còn khi dùng ngọn lửa axetilen – không khí thì độ nhạy là 0,25 g/ml. Kĩ thuật nguyên tử hoá không ngọn lửa xác định Se trong máu và serum, giới hạn phát hiện là 0,8 g/ml, còn khi nối với cột Cellex làm giàu thì giới hạn phát hiện tương ứng là 2,1 và 2,4 ng/ml. Kirkbring & Ranson, 1971 đã xác định As khi sử dụng kĩ thuật nguyên tử hoá ngọn lửa thông thường thì giới hạn phát hiện là 0,5-1 g/ml, còn khi sử dụng kĩ thuật không ngọn lửa, giới hạn phát hiện 0,1 mg/l. Phương pháp hấp thụ nguyên tử sử dụng kĩ thuật hidrua hoá để phân tích As, Se đã tăng độ nhạy lên một cách vượt bậc cỡ vài g/l. Đây cũng chính phương pháp mà chúng tôi sử dụng nghiên cứu trong bản luận văn này.

Nuoc.com.vn

Page 31

CHƯƠNG II: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Nội dung Như đã đề cập ở trên, điều kiện thí nghiệm với các thiết bị và đối tượng khác nhau là rất khác nhau, mẫu sinh học nói chung với máu và nước tiểu nói riêng là các đối tượng phân tích đòi hỏi độ chính xác cao, vì vậy vấn đề đầu tiên đặt ra là tối ưu hoá các điều kiện tiến hành thí nghiệm, khảo sát ảnh hưởng của nền mẫu đến chất phân tích rồi mới phân tích thật, mẫu tiêu chuẩn để đánh giá kiểm tra phương pháp. Trên nguyên tắc thay đổi một yếu tố và cố định tất cả các yếu tố còn lại, chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của từng yếu tố một. Điều kiện phù hợp nhất vừa khảo sát và được chọn sẽ dùng cho thí nghiệm sau. Trên cơ sở đó chúng tôi xây dựng kế hoạch thực nghiệm để giải quyết các nhiệm vụ sau: Thí nghiệm tiến hành theo 6 bước: Nuoc.com.vn

Page 32

Bước1: Chọn các thông số đo của máy đo phổ bao gồm: 

Bước sóng hấp thụ của nguyên tố cần phân tích.



Khe sáng



Chiều cao Burner



Cường độ dòng đèn catot rỗng



Lưu lượng khí axetylen và khí đẩy (khí dẫn mẫu)

Bước 2: Khảo sát các điều kiện tạo hợp chất hidrua 

Tốc độ bơm nhu động



Tốc độ dẫn dung dịch NaBH4, HCl và khí Ar



Nồng độ NaBH4, HCl ảnh hưởng đến sự tạo asin, selenua



Nồng độ HCl, KI, thời gian khi tiến hành khử As (V) về As (III)



Nồng độ HCl, thời gian khi tiến hành khử Se (Vi) về Se (IV)



Thời gian bền của dung dịch sau khi khử.



Xây dựng đường chuẩn

Bước 3: Khảo sát ảnh hưởng của các nguyên tố có mặt trong dung dịch mẫu. Bước 4: Lấy và bảo quản mẫu Bước 5: Chọn phương pháp phân huỷ mẫu. Bước 6: Đánh giá sai số và giới hạn của phương pháp 2.2. Giới thiệu chung về phương pháp hấp thụ nguyên tử kĩ thuật hidrua hoá 2.2.1. Nguyên lý của phương pháp Nuoc.com.vn

Page 33

Dựa vào tính chất dễ tạo hợp chất hidrua cộng hóa trị của một số nguyên tố As, Sb, Se, Te, Bi,… các hidrua này đều dễ bay hơi, dễ bị phân huỷ người ta chế tạo bộ tạo khí hidrua kết hợp phương pháp HTNT, khí này được dẫn vào bộ phận nguyên tử hoá mẫu đo quang độ hấp thụ của chúng. As, Se tạo hợp chất hidrua công hoá trị có công thức AsH3, SeH2, trong hợp chất này As có số oxy hoá -3, Se có số oxy hoá -2. Trong các hợp chất As thường thể hiện số oxy hoá +3 và + 5 còn Se là +4 và +6, vì vậy người ta phải tiến hành phản ứng khử về As-3 và Se2

, với cả hai nguyên tố này chúng tôi đều dùng chất khử là NaBH4, trong môi

trường axit NaBH4 có phản ứng: NaBH4 + 3H2O + HCl H3BO3+ 8H+NaCl H* là hidro mới sinh có tính khử mạnh nên khi có mặt các hợp chất của As, Se nó thực hiện ngay quá trình khử: Mn+ + (m+n)H MHn+ mH+ Với As, hợp chất hydrua AsH3; với Se hợp chất selenua SeH2 được tạo thành nhờ NaBH4 trong môi trường axit. Hợp chất AsH3, SeH2 được mang vào buồng nguyên tử hoá bằng dòng khí trơ (Ar) liên tục. Để chuyển hoá toàn bộ As thành AsH3, Se thành SeH2 thì trước hết phải oxi hoá As lên As5+, Se lên Se6+ sau đó khử về As3+ và Se4+ và cuối cùng chuyển hoá thành AsH3, SeH2 theo sơ đồ: hoa O  K  As ( III ,V )  As (V )  As ( III ) hidro   AsH 3

hoa O  K  Se( IV ,VI )  Se(VI )  Se( IV ) hidro   SeH 2

Nuoc.com.vn

Page 34

Dung năng lượng ngọn lửa C2H2-KK làm nguồn duy trì đám hơi nguyên tử As, Se, chiếu chùm tia đơn sắc từ đèn catot rỗng của As, Se vào đám hơi nguyên tử, khi đó As, Se sẽ hấp thụ những tia nhất định (As ở bước sóng 193,7 nm và Se ở bước sóng 196 nm là nhậy nhất). Sau đó nhờ bộ phận thu và phân ly phổ hấp thụ ta chọn và đo cường độ vạch phổ phân tích để phục vụ cho việc định lượng nó. 2.2.2. Phép định lượng của phương pháp Sự phụ thuộc của cường độ vạch phổ hấp thụ nguyên tử của một nguyên tố vào nồng độ của nguyên tố đó trong dung dịch mẫu phân tích được nghiên cứu thấy rằng, trong một khoảng nồng độ C nhất định của nguyên tố trong mẫu phân tích cường độ vạch phổ hấp thụ và nồng độ N của nguyên tố đó trong đám hơi nguyên tử tuân theo định luật Lambe – Bia A = K.N.L

(1)

Trong đó: A là cường độ hấp thụ của vạch phổ K là hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường hấp thụ, bề dày môi trường hấp thụ và hệ số hấp thụ nguyên tử của nguyên tố. L là bề dày lớp hấp thụ (cm) N là nồng độ nguyên tử của nguyên tố trong đám hơi nguyên tử. Nếu gọi C là nồng độ của nguyên tố phân tích có trong mẫu đem đo phổ thì mối quan hệ giữa N và C được biểu diễn N=k.Cb

Nuoc.com.vn

(2)

Page 35

Trong đó b gọi là hằng số bản chất, nó phụ thuộc vào nồng độ C, tính chất hấp thụ phổ của từng nguyên tố và từng vạch phổ của nguyên tố đó. Như vậy ta có phương trình cơ sở của phép định lượng các nguyên tố theo độ hấp thụ của nó là: A=a.Cb

(3)

a=k.K gọi là hằng số thực nghiệm phụ thuộc vào tất cả các điều kiện thực nghiệm để hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu. D

Co

C

Hình 1: Quan hệ giữa D và C

Trong các phép đo ta thường tìm được một giá trị C=Co mà ứng với: 

Mọi giá trị CxCo thì giá trị b=1, quan hệ giữa C và D là tuyến tính.



Với mọi giá trị Cx>Co thì 0
Phương trình (3) được gọi là phương trình cơ sở của phép đo định lượng các nguyên tố theo phổ hấp thụ nguyên tử. Đường biểu diễn phương trình này có 2 đoạn, một đoạn thẳng trong vùng CxCo và một đoạn cong Cx>Co.

Nuoc.com.vn

Page 36

Khi xác định hàm lượng các chất trong mẫu phân tích theo đồ thị chuẩn, chỉ nên dùng trong khoảng nồng độ tuyến tính (b=1) 2.3. Đánh giá các kết quả phân tích [10, 13, 39] 2.3.1. Giới hạn phát hiện (GHPH hay LOD) và giới hạn định lượng (GHĐL hay LOQ) Giới hạn phát hiện (GHPH) là nồng độ nhỏ nhất của chất phân tích tạo ra được một tín hiệu có thể phân biệt được một cách tin cậy với tín hiệu trắng (hay tín hiệu nền). Với ý nghĩa có thể phân biệt một cách tin cậy- đã có nhiều quan điểm khác nhau và do đó cũng có nhiều cách xác định GHPH khác nhau. Phổ biến nhất hiện nay vẫn là cách xác định theo qui tắc 3, theo qui tắc này, GHPH được tính như sau: yp= y0+30 hay yp=y0+3S0 Trong đó yp là GHPH hoặc tín hiệu ứng với GHPH (biết tín hiệu yp sẽ tính được GHPH từ phương trình đường chuẩn y=a+bx do đó GHPG=xp=(yp-a)/b; y0 là tín hiệu mẫu trắng; 0, S0 là độ lệch chuẩn của nồng độ hoặc tín hiệu mẫu trắng. Có thể xác định y0 và S0 theo hai cách: Cách 1: Tiến hành n thí nghiệm để xác định nồng độ mẫu trắng, thu được các giá trị y0i (i: 1n). Từ đó tính y0 và S0 theo các công thức sau: y0= ybi/n ; S0 

y

2

0i

 y0  / n  1

Sau đó tính GHPH, việc xác định y0 và So như vậy sẽ tốn nhiều thời gian. Để giảm số lượng thí nghiệm và tính nhanh GHPH, có thể tiến hành theo cách 2.

Nuoc.com.vn

Page 37

Cách 2: Tiến hành thí nghiệm để thiết lập phương trình đường chuẩn y=a+bx. Từ đó xác định y0 và S0 bằng cách chấp nhận y0 (tín hiệu mẫu trắng) là giá trị của y khi x=0 do đó y0=a và S0=Sy (độ lệch chuẩn của tín hiệu y trên đường chuẩn ): S0  S y 

2

  y  Y  /n  2 i

i

Ở đây yi là các giá trị thực nghiệm của y; Yi là các giá trị tính từ phương trình đường chuẩn của y. Sau đó, tính tín hiệu ứng với GHPP: yp=y0+3S0=a+3Sy. Thay y vào phương trình đường chuẩn, biến đổi sẽ được công thức tính GHPH: GHPH=3Sy/b Giới hạn định lượng (GHĐL) là tín hiệu hay nồng độ thấp nhất trên một đường chuẩn tin cậy và thường người ra chấp nhận là GHĐL=10Sb, nghĩa là GHĐL=10Sy/b 2.3.2. Xử lí số liệu và đánh giá phương pháp phân tích Để đánh giá kết quả đã khảo sát, chúng tôi sẽ vận dụng các phương pháp toán thống kê với một số nội dung sau: * Loại bỏ các giá trị nghi ngờ: Mỗi mẫu đã phân tích n lần với các giá trị sắp xếp từ nhỏ đến lớn hoặc ngược lại: x1, x2, ..,xn, nếu ta nghi ngờ giá trị x1 thì muốn xem có cần loại nó hay không ta dùng tiêu chuẩn Q: QTN 

Nuoc.com.vn

x1  x2 x1  xn

(4)

Page 38

So sánh Qtn với Q tới hạn với độ tin cậy 95%. Nếu Qtn
* Xác định hiệu suất thu hồi: 

x %thuhoi  

(5)

* Xác định độ lặp lại của kết quả đã phân tích Độ lặp lại được đặc trưng bởi độ lệch chuẩn và độ lệch chuẩn tương đối. Độ lệch chuẩn (độ lệch chuẩn tương đối) càng nhỏ thì thí nghiệm có độ lặp lại càng tốt. Giá trị trung bình: 

x

x

i

(6)

n

Độ lệch chuẩn tuyệt đối: 

S

 ( xi  x)2 n

(7)

Độ lệch chuẩn tương đối: S  x

S 

.100

(8)

x

* Độ chính xác của kết quả phân tích Trung bình cộng biểu diễn biểu diễn độ tập trung của các giá trị thực nghiệm nên độ chính xác của tập số liệu kết quả nghiên cứu được đánh giá thông Nuoc.com.vn

Page 39

qua giá trị trung bình. Sai khác giữa giá trị thật và giá trị thực càng nhỏ thì độ chính xác của nghiên cứu càng lớn và ngược lại. Để đánh giá sai khác này người ta dùng chuẩn t (chuẩn student), t được tính như sau: 

x  n t

(9)

S x

Khi lấy t thực nghiệm (ttn) tính được từ các kết quả phân tích đem so sánh với t lí thuyết (tb) ứng với n-1 bậc tự do và P=0,95, nếu tt
tS

(10)

n 



Khoảng tin cậy của kết quả phân tích sẽ là x  hay x

tS n

Với  là giá trị thực hay giá trị chuẩn t là phân phối chuẩn student. 

Do đó nếu  càng nhỏ thì x càng gần giá trị thực 2.4. Trang thiết bị nghiên cứu 2.4.1. Trang thiết bị chính Máy phân tích hấp thụ nguyên tử Shimadzu 6800. - Sơ đồ khối của máy 6800 cũng như một số máy nguyên tử khác, có cấu tạo gồm 4 khối: (1) khối cung cấp nguồn đơn sắc, (2) khối vận chuyển mẫu vào

Nuoc.com.vn

Page 40

plasma và nguyên tử hoá, (3) khối thu nhận phân li và ghi phổ hấp thụ, (4) khối xử lí hiển thị và in các kết quả phân tích. - Hệ thống tạo hidrua: HVG-1 2.4.2. Trang thiết bị phụ trợ. 

Bình khí nén axetylen tính khiết.



Bình khí nén Argon

2.5. Dụng cụ và hoá chất thí nghiệm 2.5.1. Các dụng cụ thí nghiệm chính 

Các ống thuỷ tinh chịu nhiệt có dung tích 30 ml.



Bình định mức thuỷ tinh hoặc polietylen dung tích 5, 10, 25, 50, 100, 250, 1000 ml.



Pipet tự động chuyên dụng 0,1; 0,2…10ml.

2.5.2. Các hoá chất chính Tất cả các loại hoá chất sử dụng đều tinh khiết hoá học hoặc tinh khiết phân tích. Nước cất sử dụng là nước cất hơi đã qua cột trao đổi. 1. Axit clohidric HCl d=11,9 và HCl pha loãng 1:1. 2. Axit nitric HNO3 đặc, d=1,4. 3. Axit pecloric HClO4 70% 4. Dung dịch KI 20% (g/ml): cân 50 g KI vào cốc dung tích 250ml, khuấy cho tan hết rồi lọc qua giấy lọc băng vàng vào bình định mức mầu nâu dung tích 250ml, định mức bằng nước cất đến vạch, lắc đều dung dịch. Bảo quản dung dịch trong bóng tối ở nhiệt độ <20 0C. Dung dịch này có thể dùng được trong một tuần. Nuoc.com.vn

Page 41

5. Dung dịch NaBH4: Để bảo quản dung dịch NaBH4 cần pha nó trong dung dịch NaOH 0,1N. Dung dịch này được chuẩn bị hàng ngày khi sử dụng. 6. Các dung dịch chuẩn của As, Se: 

Dung dịch chuẩn As (III)  Dung dịch chuẩn gốc As (III): hoà tan 1,320 g As2O3 vào nước cất chứa 4

g NaOH. Định mức đến 1l. 1ml dung dịch chứa 1mg As (III).  Dung dịch chuẩn As (III) trung gian: hoà tan 10 ml dung dịch chuẩn gốc As (III) vào bình 1l chứa 5ml HCl đặc. 1ml dung dịch chứa 10 g As (III).  Dung dịch chuẩn làm việc: hoà tan 10ml dung dịch chuẩn trung gian vào bình 1 l chứa 5ml HCl đặc. 1ml dung dịch chứa 0,1 g As (III). Dung dịch này chỉ sử dụng được trong ngày. 

Dung dịch chuẩn As (V)  Dung dịch chuẩn gốc As (V): hoà tan 1,534 g As2O5 vào nước cất chứa 4 g

NaOH. Định mức đến 1l. 1ml dung dịch chứa 1mg As (V).  Dung dịch chuẩn As (V) trung gian: chuẩn bị như với dung dịch As (III). 1ml dung dịch chứa 10 g As (V).  Dung dịch chuẩn làm việc: chuẩn bị như với dung dịch As (III). 1ml dung dịch chứa 0,1 g As (V). 

Dung dịch chuẩn Se (IV)  Dung dịch chuẩn gốc Se (IV): hoà tan 2,190 g Na2SeO3 vào nước cất chứa

10 ml HCl đặc. Định mức đến 1l. 1ml dung dịch chứa 1mg (III).

Nuoc.com.vn

Page 42

 Dung dịch chuẩn Se (IV) trung gian: hoà tan 10 ml dung dịch chuẩn gốc Se (IV) vào bình 1l chứa 5ml HCl đặc. 1ml dung dịch chứa 10 g Se (IV).  Dung dịch chuẩn làm việc: hoà tan 10ml dung dịch chuẩn trung gian vào bình 1 l chứa 2ml HNO3 đặc. 1ml dung dịch chứa 0,1 g Se (IV). Dung dịch này chỉ sử dụng được trong ngày. 

Dung dịch chuẩn Se (VI)  Dung dịch chuẩn gốc Se(VI): hoà tan 2,393 g Na2SeO4 vào nước cất chứa

10ml HNO3 đặc. Định mức đến 1l. 1ml dung dịch chứa amg Se (VI).  Dung dịch chuẩn Se (IV) trung gian: hoà tan 10 ml dung dịch chuẩn gốc Se (IV) vào bình 1l chứa 5ml HCl đặc. 1ml dung dịch chứa 10 g Se (IV).  Dung dịch chuẩn làm việc: hoà tan 10ml dung dịch chuẩn trung gian vào bình 1 l chứa 2ml HNO3 đặc. 1ml dung dịch chứa 0,1 g Se (IV). Dung dịch này chỉ sử dụng được trong ngày. - Cũng có thể sử dụng dung dịch chuẩn gốc của As, Se 1000ppm của Merk.

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN 3.1. Khảo sát các điều kiện thí nghiệm trên máy AAS 6800 (Shimadzu)

Nuoc.com.vn

Page 43

Dung dịch chuẩn As (III) 10 ng/ml và Se (IV) 10 ng/ml được pha từ các dung dịch chuẩn mục 2.5.2 được sử dụng để khảo sát, các thí nghiệm đều được thực hiện lặp 5 lần. 3.1.1. Chọn bước sóng thích hợp. Khi ở trạng thái hơi (khí) nguyên tử của nguyên tố chỉ hấp thụ những bức xạ đặc trưng mà nó có thể phát ra trong phổ phát xạ của nó .Theo tài liệu thì bước sóng thích hợp cho As là 193,7nm và Se là 196nm. 3.1.2. Lựa chọn độ rỗng của khe sáng Độ rộng của khe sáng ảnh hưởng đến tín hiệu phổ hấp thụ. Trước hệ chuẩn trực là khe vào của chùm sáng đa sắc, chùm sáng đa sắc này sau khi qua hệ chuẩn trực sẽ vào bộ phận tán sắc. Để vạch phổ đo không bị quấy rối, chen lẫn bởi vạch phổ khác nằm ở hai bên khe sáng phải không được quá rộng, mặt khác nếu độ rộng khe sáng quá hẹp tín hiệu phổ không ổn định, độ lặp lại kém. Chúng tôi khảo sát ở các độ rộng như sau: 0,1 nm, 0,2 nm, 0,5 nm, 1,0 nm và 2,0 nm thấy rằng chọn độ rộng 0,5 nm là hợp lý. 3.1.3. Khảo sát dòng đèn catot rỗng Cường độ dòng điện làm việc của đèn catot rỗng và cường độ vạch phổ hấp thụ có quan hệ chặt chẽ với nhau. Nói chung cường độ vạch phổ tỉ lệ nghịch với cường độ dòng đèn, cũng có một số trường hợp không tuân theo qui luật đó. Đối với mỗi nguyên tố đèn catot rỗng (HCL) có một dòng giới hạn cực đại. Tuy nhiên không nên dùng cường độ cực đại vì khi đó đèn làm việc không ổn định và tuổi thọ của đèn bị giảm. Đèn HCL thường hoạt động tốt trong vùng từ 60% đến 85% Imax. Nếu dùng giới hạn dưới của dòng đốt đèn HCL cho độ nhậy cao, giới hạn trên cho độ ổn định cao.

Nuoc.com.vn

Page 44

Bảng 1: Sự phụ thuộc phổ hấp thụ vào cường độ dòng đèn Cường độ dòng

Độ hấp thụ (Se

Cường độ dòng

Độ hấp thụ (As

mA

10 ng/ml)

mA

10 ng/ml)

16

0,1611

8

0,3491

18

0,1641

9

0,3442

20

0,1592

10

0,3404

22

0,1566

11

0,3395

24

0,1544

12

0,3363

Qua kết quả bảng 1 ta thấy cường độ dòng đèn thích hợp là 20mA đối với Se và 10mA đối với As. 3.1.4. Khảo sát chiều cao ngọn lửa đèn nguyên tử hoá. Để chọn được vùng trung tâm của ngọn lửa nguyên tử hoá tại đó nồng độ hơi nguyên tử là cao và ổn định nhất cần phải chọn chiều cao burner phù hợp. So với phép đo HTNT ngọn lửa thông thường, trong hệ thống hidrua hoá có thêm ống thạch anh đường kính 5mm để chứa khí asin, selenua vì vậy chiều cao burner cần được thay đổi cho phù hợp. Để làm việc này thì điều chỉnh theo tín hiệu trên màn hình đến khi nào là thấp nhất, bằng thực nghiệm chúng tôi đã chọn được chiều cao burner tốt nhất là 16mm. 3.1.5. Khảo sát tốc độ cung cấp khí C2H2 – KK Nguồn nhiệt cung cấp cho việc nung nóng cuvet thạch anh là ngọn lửa của đèn khí (C2H2 – KK). Vì vậy nếu lưu lượng khí axetylen thấp sẽ không đủ nhiệt độ cung cấp cho ống thạch anh tức là không đủ năng lượng cho quá trình hoá hơi và Nuoc.com.vn

Page 45

nguyên tử hoá mẫu. Còn nếu lưu lượng khí quá cao, khí cháy không hoàn toàn, sinh ra muội cacbon sẽ bám lên ống thạch anh làm ống chóng hỏng. Mặt khác có thể giảm độ hấp thụ do các phản ứng phụ xảy ra. Khảo sát lưu lượng khí axetylen từ 1,6 lít/phút đến 2,2 lít/phút, tốc độ không khí nén là 6,0 lít/ phút cho máy AA 6800 thu được kết quả sau: Bảng 2 : Sự phụ thuộc độ hấp thụ vào lưu lượng khí axetilen Lưu lượng C2H2

Độ hấp thụ nguyên tử

Độ hấp thụ nguyên tử

(l/ph)

(Se 10 ng/ml)

(As 10 ng/ml)

1,6

0,1255

0,2481

1,7

0,1316

0,2745

1,8

0,1373

0,3114

1,9

0,1411

0,3392

2,0

0,1515

0,3407

2,1

0,1484

0,3385

2,2

0,1490

0,3414

Vì vậy chúng tôi chọn lưu lượng khí axetilen là 2 l/ph. 3.2. Khảo sát chọn các điều kiện tạo hợp chất hidrua của Se và As Để tạo hợp chất hidrua của As, Se phải có sự tham gia của NaBH4, axit HCl và dung dịch mẫu có chứa As (III), Se (IV) tại buồng phản ứng. Vì vậy phản ứng tạo hidrua phải xảy ra hoàn toàn hay không phụ thuộc vào tỷ lệ nồng độ các chất tham gia phản ứng này tại buồng phản ứng, và nồng độ ban đầu đem sử dụng, đồng thời quá trình khử As (V) về As (III), Se (VI) về Se (IV) phải xảy ra hoàn Nuoc.com.vn

Page 46

toàn định lượng. Vì vậy chúng tôi lần lượt tiến hành các bước khảo sát cho điều kiện tạo hidrua như sau: 3.2.1. Khảo sát tỉ lệ các chất tham gia tại buồng phản ứng Trong bộ tạo hidrua có ba đường dẫn cho ba chất thành phần vào buồng phản ứng, điều khiển tốc độ dung dịch trong ba đường dẫn này bằng vòng quay của motơ bơm nhu động và bộ phận điều chỉnh cho mỗi đường dẫn. Ở đây có hai vít điều chỉnh: Một vít dùng cho đường dẫn mẫu, một vít dùng cho hai đường dẫn NaBH4 và HCl. Tỉ lệ nồng độ các chất trong buồng phản ứng phụ thuộc vào tốc độ dẫn dung dịch trong ba đường dẫn. Tốc độ dẫn dung dịch NaBH4 và HCl có thể điều chỉnh được từ 1,0 ml/ph đến 2,5 ml/ph. Bảng 3 cho ta kết quả khảo sát các yếu tố này. Bảng 3: Sự phụ thuộc của phổ hấp thụ vào tốc độ dẫn dung dịch NaBH4 và HCl trên máy HVG 1. STT

Tốc độ dẫn dung

Độ hấp thụ

Độ hấp thụ

dịch NaBH4 và

(As 10 ng/ml)

(Se10ng/ml)

HCl (ml/ph) 1

1,0

0,1923

0,0852

2

1,4

0,2764

0,1284

3

1,6

0,3231

0,1325

4

1,8

0,3472

0,1594

5

2,0

0,3464

0,1562

6

2,2

0,3453

0,1574

Nuoc.com.vn

Page 47

7

2,5

0,3367

0,1415

Qua đó với tốc độ dẫn dung dịch NaBH4 và HCl là 1,8 ml/ph – 2,2 ml/ph cho độ hấp thụ cao nhất. Chúng tôi chọn tốc độ phù hợp là 2 ml/ph. Tốc độ hút được khảo sát cho kết quả trong bảng 4. Bảng 4: Sự phụ thuộc của phổ hấp thụ vào tốc độ hút mẫu STT

Tốc hút mẫu

Độ hấp thụ

Độ hấp thụ

(ml/ph)

(As 10 ng/ml)

(Se 10 ng/ml)

1

3

0,2455

0,0632

2

4

0,3064

0,1151

3

5

0,3322

0,1403

4

6

0,3431

0,1522

5

7

0,3478

0,1565

Nhận xét : tốc độ hút mẫu được chọn là 6ml/ph. 3.2.2. Khảo sát chọn tốc độ khí mang Tốc độ khí mang có vai trò quan trọng trong việc dẫn hơi AsH3, SeH2 từ bình phản ứng vào cuvet. Nếu tốc độ Ar nhỏ thì AsH3, SeH2 sẽ phân huỷ một phần trên đường dẫn, nếu tốc độ quá lớn thì Ar lại là tác nhân pha loãng AsH3, SeH2 và gây nhiễu nền của phổ. Để làm rõ vấn đề này, chúng tối tiến hành khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khí argon đến độ hấp thụ của nguyên tử As, Se. Tốc độ khí argon được thay đổi từ 50ml/ph đến 90ml/ph. Các kết quả khảo sát được chỉ ra trong bảng 5.

Nuoc.com.vn

Page 48

Bảng 5: Sự phụ thuộc của phổ hấp thụ vào tốc độ khí argon STT

Tôc độ khí Argon

Độ hấp thụ

Độ hấp thụ

(ml/ph)

( As 10 ng/ml)

(Se 10 ng/ml)

1

50

0,2751

0,1361

2

60

0,3132

0,1342

3

65

0,3364

0,1505

4

70

0,3435

0,1554

5

75

0,3482

0,1581

6

85

0,3361

0,1442

7

90

0,3293

0,1383

Qua kết quả bảng 5 cho thấy rằng tốc độ khí argon là 65-75 ml/ph là ổn định và cao nhất. Nếu dùng lớn hơn thì tốn khí mà lại cho kết quả không tốt. Vậy chọn tốc độ khí argon là 70ml/ph. 3.2.3. Khảo sát nồng độ NaBH4 và HCl Để khảo sát và chọn được các nồng độ tối ưu chúng tôi sử dụng tốc độ dẫn dung dịch mẫu là 6 ml/ph, tốc độ dẫn NaBH4 và HCl là 2 ml/ph. 3.2.3.1. ảnh hưởng của nồng độ NaBH4 đến phổ hấp thụ nguyên tử của As, Se Nồng độ HCl được cố định là 5N trong các thí nghiệm khảo sát này. Nồng độ NaBH4 được khảo sát từ 0,1% đến 1%, tất cả đều được pha trong NaOH 0,1mol/l. Các kết quả khảo sát được chỉ ra như sau:

Nuoc.com.vn

Page 49

Bảng 6 Ảnh hưởng của nồng độ chất khử NaBH4 STT

Nồng độ NaBH4 (%)

Độ hấp thụ

Độ hấp thụ

(As 10 ng/ml)

(Se 10ng/ml)

1

0,1

0,0522

0,0362

2

0,2

0,1704

0,0491

3

0,3

0,2785

0,0995

4

0,4

0,3233

0,1261

5

0,5

0,3474

0,1462

6

0,6

0,3441

0,1576

7

0,7

0,3435

0,1464

8

0,8

0,3392

0,1392

9

0,9

0,3374

0,1391

10

1

0,3351

0,1285

Kết quả cho thấy khi nồng độ NaBH4 thấp, độ hấp thụ của As, Se có giá trị thấp, khi tăng nồng độ NaBH4 lên thì độ hấp thụ tăng theo, đạt giá trị ổn định nhưng sau đó thấp dần và tín hiệu không ổn định mặc dù nồng độ NaBH4 vẫn tăng. Điều này có thể giải thích như sau: nếu nồng độ NaBH4 nhỏ thì tỉ lệ nồng độ trong buồng phản ứng không thích hợp cho phản ứng tạo xảy ra hoàn toàn, lượng asin, Selenua tạo ra thấp dẫn đến độ hấp thụ thấp. Nếu nồng độ NaBH4 quá cao, khí hidro sinh ra nhiều và nó được dẫn vào buồng nguyên tử hoá làm loãng nồng độ As, Se nguyên tử trong buồng nguyên tử hoá, đồng thời ảnh hưởng đến sự nhiễu nền, vì vậy phổ hấp thụ thấp và không ổn định. Để chọn được nồng độ Nuoc.com.vn

Page 50

NaBH4 tối ưu ta phải chọn trong khoảng độ hấp thụ của As, Se có giá trị lớn nhất và ổn định nhất. Chúng tối chọn nồng độ NaBH4 là 0,5% đối với As 0,6% đối với Se . 3.2.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ của HCl đến độ hấp thụ của As, Se Như trên đã đề cập đến, khí hidro sinh ra trong buồng phản ứng có ảnh hưởng đối với phổ hấp thụ nguyên tử, như vậy nồng độ axit HCl sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến lượng khí hidro sinh ra. Nồng độ HCl dẫn vào bình phản ứng thay đổi từ 1 đến 10 N kết quả thu được như sau: Bảng 7 Ảnh hưởng của nồng độ chất khử HCl tạo hidrua STT

Nồng độ HCl (N)

Độ hấp thụ

Độ hấp thụ

(As 10 ng/ml)

(Se 10 ng/ml)

1

1

0,1105

0,0571

2

2

0,1922

0,1222

3

3

0,3401

0,1464

4

4

0,3479

0,1567

5

5

0,3486

0,1585

6

6

0,3473

0,1579

7

7

0,3511

0,1633

8

8

0,3555

0,1654

9

9

0,3601

0,1715

10

10

0,3636

0,1791

Nuoc.com.vn

Page 51

Trong thí nghiệm này chúng tôi nhận thấy rằng khi nồng độ HCl 7N có hiện tượng bọt khí sinh ra ở cuối đường phản ứng làm tín hiệu không ổn định và ở nồng độ >8N vừa có bọt khí đồng thời trên ống thạch anh có tiếng nổ lách tách. Như vậy nồng độ HCl qua lớn, khí hidro sinh ra quá nhiều tạo thành bọt khí và trong buồng nguyên tử hoá khí hidro thừa phản ứng với nước gây ra tiếng nổ, hiện tượng này rất không an toàn. Nhưng nếu nồng độ HCl thấp, lượng khí hidro sinh ra không đủ cho phản ứng tạo hidrua nên độ hấp thụ thấp. Từ kết quả bảng 7 ta thấy nồng độ HCl từ 4 đến 6 N là độ hấp thụ ổn định. Nồng độ HCl thích hợp sẽ là 5N 3.2.4. Khảo sát điều kiện khử As (V) về As (III) Để khử As (V) về As (III) chúng tôi sử dụng KI trong môi trường axit HCl. Như vậy ở đây cần khảo sát nồng độ KI và HCl cho hợp lí để độ hấp thụ của As đạt giá trị cao nhất. 3.2.4.1. Khảo sát nồng độ KI cho sự khử Chúng tôi khảo sát nồng độ KI từ 0,6% đến 2,6% thời gian tiến hành trên bếp cách thuỷ là 25 phút. Kết quả trong bảng 8 cho ta chọn được nồng độ KI thích hợp. Bảng 8: Ảnh hưởng của Nồng độ thuốc thử KI đến quá trình khử As (+5) STT

Nồng độ KI (%)

1 2 3 4 5

0,6 1,2 1,6 1,8 2,0

Nuoc.com.vn

Độ hấp thụ (As 10 ng/ml) 0,2972 0,3271 0,3473 0,3465 0,3497

Page 52

6 7

2,2 4,0

0,3481 0,3472

Theo kết quả trong bảng 10, nồng độ KI > 1,6% đã cho độ hấp thụ của As ổn định, tức là với nồng độ này sự khử As (V) về As (III) đã xảy ra hoàn toàn, vì vậy chọn nồng độ KI là 1,8 đã đảm bảo cho quá trình khử. Có tác giả dùng dung dịch KI (10%) + axit ascorbic (5%) theo tỉ lệ 3:5 về thể tích để thực hiện quá trình khử. Chúng tôi cũng tiến hành khảo sát nhưng thấy rằng khi sử dụng hỗn hợp này độ hấp thụ của As không tăng so với khi dùng dung dịch KI chúng tôi đã chọn mà phép đo lại không ổn định. Vì vậy dùng dung dịch KI nồng độ 1,8 % là hợp lí. 3.2.4.2. Khảo sát thời gian và nhiệt độ khử Để có nhiệt độ ổn định chúng tôi tiến hành khử trên bếp cách thuỷ đang sôi, duy trì mẫu trên bếp trong khoảng thời gian khác nhau rồi lấy ra làm nguội và đem đo độ hấp thụ. Thí nghiệm này tiến hành với điều kiện như sau: Nồng độ HCl: 6N; Nồng độ KI: 1,8%; Nồng độ As (V): 10ng/ml Bảng 9 Ảnh hưởng của thời gian khử As (V) STT

Thời gian khử

Độ hấp thụ (As 10 ng/ml)

(phút) 1

5

0,1442

2

10

0,3001

3

20

0,3413

4

30

0,3472

Nuoc.com.vn

Page 53

5

40

0,3485

6

50

0,3474

7

60

0,3451

8

70

0,3462

9

80

0,3482

10

90

0,3472

Kết quả thu được trong bảng 9 cho thấy rằng chỉ cần thời gian khử là 30 phút phản ứng đã xảy ra hoàn toàn (phổ hấp thụ đã bắt đầu ổn định). Vì vậy chúng tôi chọn thời gian khử là 40 phút. Chú ý: KI để lâu sẽ bị oxi hoá thành I2 làm phép đo không ổn định 3.2.5. Khảo sát điều kiện khử Se (VI) về Se (IV) Chỉ Se (IV) mới cho phản ứng tạo khí selenua tốt. Vì vậy cần phải khử Se (VI) về Se (IV) trước khi thực hiện phản ứng tạo selenua. Khảo sát vấn đề này chúng tôi sử dụng dung dịch Se (VI) chuẩn (10ng/ml) để không bị ảnh hưởng bởi nền mẫu phân tích. Để khử Se (VI) về Se (IV) chúng tôi sử dụng axit HCl. Như vậy ở đây cần khảo sát nồng độ HCl cho hợp lí để độ hấp thụ của Se đạt giá trị cao nhất. Để đảm bảo chọn được các điều kiện tối ưu cho quá trình khử, chúng tôi phải tiến hành khảo sát cả thời gian và nhiệt độ thực hiện quá trình khử. 3.2.5.1. Khảo sát nồng độ HCl cho sự khử Chúng tôi khảo sát nồng độ HCl từ 1N đến 9N thời gian tiến hành trên bếp cách thuỷ là 120 phút. Kết quả cho trong bảng 7 cho ta chọn được nồng độ HCl thích hợp

Nuoc.com.vn

Page 54

Bảng 10 Ảnh hưởng của nồng độ HCl để khử Se (VI) STT

Nồng độ HCl (N)

Độ hấp thụ (Se 10 ng/ml)

1

1

0,0333

2

2

0,0844

3

3

0,0911

4

4

0,1475

5

5

0,1576

6

6

0,1564

7

7

0,1581

8

8

0,1622

9

9

0,1764

10

10

0,1815

Theo kết quả bảng 8, nồng độ HCl từ 5N cho độ hấp thụ của selen ổn định, tức là với nồng độ này sự khử Se (VI) về Se (IV) đã xảy ra hoàn toàn. Vậy chúng tôi chọn nồng độ HCl để khử Se là 6N 3.2.5.2. Khảo sát thời gian khử Để có nhiệt độ ổn định chúng tôi tiến hành khử trên bếp cách thuỷ đang sôi, duy trì mẫu trên bếp trong khoảng thời gian khác nhau rồi lấy ra làm nguội và đem đo độ hấp thụ. Thí nghiệm này tiến hành với điều kiện như sau: Nồng độ HCl: 6N; Nồng độ Se (VI): 10 ng/ml Bảng 11 Ảnh hưởng của thời gian khử Se (VI) về Se (IV

Nuoc.com.vn

Page 55

STT

Thời gian khử

Độ hấp thụ

(phút)

(Se 10 ng/ml)

1

5

0,082

2

10

0,1015

3

20

0.1212

4

30

0.1386

5

40

0.1477

6

50

0,1565

7

60

0,1551

8

70

0,1563

9

80

0,1555

10

90

0,1571

Kết quả thu được trong bảng 9 cho thấy rằng chỉ cần thời gian khử là 50 phút phản ứng đã xảy ra hoàn toàn (phổ hấp thụ đã bắt đầu ổn định). Vì vậy chúng tôi chọn thời gian khử là 60 phút. 3.3. Xây dựng đường chuẩn Trên cơ sở các điều kiện thích hợp đã được chọn cho máy đo phổ, quá trình tạo hidrua và quá trình khử Se (VI) về Se (IV), As (V) về As (III), chúng tôi xây dựng đường chuẩn biểu diễn mối quan hệ giữa nồng độ As trong dung dịch và độ hấp thụ của nó. 3.3.1. Xây dựng đường chuẩn của As

Nuoc.com.vn

Page 56

Nồng độ

0

0,5

2,5

5

10

15

20

25

30

(ng/ml) ABS

0,0023 0,0378 0,0655 0,1772 0,3493 0,4855 0,6482 0,7012 0,7458

Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa nồng độ As và ABS như sau:

As 1 0.9 0.8



0.7





30

35

ABS

0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0

5

10

15

20

25

40

ng/ml

Nhận xét: khoảng nồng độ As tuân theo định luân Lambabe là 0-20 ng/ml 3.3.2. Xây dựng đường chuẩn Se Nồng độ

0

2

5

10

15

20

30

40

50

0,2371

0,3144

0,4915

0,5510

0,6059

(ng/ml) ABS

0,0015

0,0361 0,0859 0,1598

Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa nồng độ Se và ABS như sau:

Nuoc.com.vn

Page 57

Se 0.7 0.6





ABS

0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0

10

20

30

40

50

ng/ml

Nhận xét: khoảng nồng độ Se tuân theo định luân Lambabe là 0-30 ng/ml 3.4. Khảo sát ảnh hưởng của các nguyên tố trong dung dịch Theo các tài liệu tham khảo, các nguyên tố ảnh hưởng đến phép đo là: As, Se, Cu, Fe, Sb, Bi, Ni ... và với đối tượng mẫu ở đây là mẫu máu, và nước tiểu, chúng tôi sẽ khảo sát ảnh hưởng của các nguyên tố sau: As, Se, Cu, Fe ... 3.4.1. Khảo sát ảnh hưởng của một số nguyên tố trong phép đo As Để khảo sát ảnh hưởng của các nguyên tố đến phép đo phổ của As, chúng tôi sử dụng các dung dịch As chuẩn nồng độ 2 ng/ml và 10 ng/ml, thêm vào đó một lượng chính xác nguyên tố cần khảo sát sao cho nồng độ của nguyên tố thêm trong dung dịch nằm trong khoảng nồng độ mà nó có thể có mặt trong đối tượng

Nuoc.com.vn

Page 58

mẫu đang khảo sát là máu và nước tiểu (có tính đến hệ số pha loãng của mẫu). Cụ thể như sau: 3.4.1.1. Khảo sát ảnh hưởng của Se lên As Theo tài liệu thì hàm lượng Se trong máu của người bình thường là 80120 ng/ml và trong nước tiểu là 2550 ng/ml, do đó nồng độ Se trong dung dịch khảo sát được thay đổi từ 0 ng/ml đến 16 ng/ml, kết quả thu được như bảng 12 Bảng 12: Ảnh hưởng của Se đến độ hấp thụ của As STT

Nồng độ Se trong dung dịch

Độ hấp thụ

Độ hấp thụ

(ng/ml)

(As 10 ng/ml)

(As 2 ng/ml)

1

0

0,3465

0.0681

2

4

0,3472

0.0699

3

8

0,3484

0.0665

4

12

0,3456

0.0672

5

16

0,3474

0.0681

Nhận xét: Với khoảng nồng độ Se trong dung dịch đo phổ từ 0 đến 16 ng/ml không ảnh hưởng đến độ hấp thụ nguyên tử của As. 3.4.1.2. Khảo sát ảnh hưởng của Fe Để khảo sát ảnh hưởng của Fe trong dung dịch đo phổ, chúng tôi sử dụng các dung dịch chuẩn Fe có nồng độ thay đổi từ 0 ng/ml đến 50 ng/ml.

Nuoc.com.vn

Page 59

Bảng 13: Ảnh hưởng của Fe đến độ hấp thụ của As STT

Nồng độ Fe trong dung dịch

Độ hấp thụ

Độ hấp thụ

(g/ml)

As (10 ng/ml)

As (2ng/ml)

1

0

0,3420

0,0721

2

10

0,3415

0,0692

3

20

0,3431

0,0723

4

30

0,3443

0,0711

5

40

0,3418

0,0695

6

50

0,3432

0,0712

Kết quả cho thấy trong khoảng nồng độ Fe khảo sát, Fe không ảnh hưởng đến phổ hấp thụ nguyên tử của As. 3.4.1.3. Khảo sát ảnh hưởng của Cu Theo tính chất và hàm lượng Cu có trong máu và nước tiểu, nồng độ Cu dùng để khảo sát ảnh hưởng được thay đổi từ 10 ng/ml đến 20 ng/ml. Kết quả trong bảng 17 cho thấy trong khoảng nồng độ Cu khảo sát, Cu không ảnh hưởng đến phổ hấp thụ nguyên tử của As. Bảng 14: Ảnh hưởng của Cu đến độ hấp thụ của As STT

Nồng độ Cu trong dung dịch

Độ hấp thụ

Độ hấp thụ

ng/ml

(As 10 ng/ml)

(As 2 ng/ml)

Nuoc.com.vn

Page 60

1

0

0,3462

0,0716

2

10

0,3486

0,0688

3

20

0,3458

0,0691

4

40

0,3454

0,0725

5

80

0,3473

0,0691

6

120

0,3449

0,0689

3.4.2. Khảo sát ảnh hưởng của một số nguyên tố trong phép đo Se 3.4.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của As lên Se Dung dịch khảo sát là dung dịch Se (III) 5, 10 ng/ml. Theo tính chất và hàm lượng As có trong máu và nước tiểu, nồng độ As dùng để khảo sát ảnh hưởng được thay đổi từ 10g/l đến 50g/l. Kết quả trong bảng 11 cho thấy trong khoảng nồng độ As khảo sát, As không ảnh hưởng đến phổ hấp thụ nguyên tử của Se. Bảng 15: Ảnh hưởng của As đến độ hấp thụ của Se STT

Nồng độ As trong

Độ hấp thụ

Độ hấp thụ

dung dịch (ng/ml)

(Se 10 ng/ml)

(Se 5 ng/ml)

1

0

0,1473

0,0792

2

10

0,1462

0,0764

3

20

0,1475

0,0785

4

40

0,1484

0,0791

Nuoc.com.vn

Page 61

5

60

0,1461

0,0766

6

100

0,1462

0,0773

3.4.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của Fe Dung dịch Se khảo sát là 5 ng/ml và 10 ng/ml Theo tính chất và hàm lượng Fe có trong máu và nước tiểu, nồng độ Fe dùng để khảo sát ảnh hưởng được thay đổi từ 5 g/l đến 160 g/l. Bảng 16: Ảnh hưởng của Fe đến độ hấp thụ của Se STT

Nồng độ Fe trong dung

Độ hấp thụ

Độ hấp thụ

dịch (g/ml)

(Se 10 ng/ml)

(Se 5 ng/ml)

1

0

0,1585

0,0795

2

5

0,1591

0,0804

3

10

0,1622

0,0772

4

20

0,1615

0,0811

5

30

0,1594

0,0795

6

40

0,1603

0,0814

Kết quả trong bảng 14 cho thấy trong khoảng nồng độ Fe khảo sát, Fe không ảnh hưởng đến phổ hấp thụ nguyên tử của Se. 3.4.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của Cu Dung dịch Se khảo sát là 5 ng/ml và 10 ng/ml

Nuoc.com.vn

Page 62

Theo hàm lượng Cu có trong máu và nước tiểu, nồng độ Cu dùng để khảo sát ảnh hưởng được thay đổi từ 10 ng/ml đến 120ng/ml.

Bảng 17: Ảnh hưởng của Cu đến độ hấp thụ của Se STT

Nồng độ Cu trong dung

Độ hấp thụ

Độ hấp thụ

dịch (ng/ml)

(Se 10 ng/ml)

(Se 5 ng/ml)

1

0

0,1515

0,0816

2

10

0,1533

0,0842

3

20

0,1505

0,0811

4

40

0,1533

0,0835

5

80

0,1521

0,0829

6

120

0,1501

0,0811

Kết quả trong bảng 15 cho thấy trong khoảng nồng độ Cu khảo sát, Cu không ảnh hưởng đến phổ hấp thụ nguyên tử của Se. 3.5. Tiến hành phân tích mẫu thêm chuẩn 3.5.1. Các điều kiện phân tích mẫu thật Điều kiện phân tích As: 1

Khí mang Ar

ml/phút

70

2

Nồng độ HCl dẫn vào bình phản ứng

N

5

Nuoc.com.vn

Page 63

3

Tốc độ bơm HCl

ml/phút

2,0

4

Nồng độ chất khử NaBH4

%

0,5

5

Tốc độ bơm chất khử NaBH4

ml/phút

2,0

6

Nồng độ KI trong phản ứng khử As

%

1,8

7

Thời gian khử As (+5) về As (+3)

phút

40

8

Tốc độ hút mẫu

ml/phút

6,0

Điều kiện phân tích Se: 1

Khí mang Ar

ml/phút

70

2

Nồng độ HCl dẫn vào bình phản ứng

N

5

3

Tốc độ bơm HCl

ml/phút

2,0

4

Nồng độ chất khử NaBH4

%

0,6

5

Tốc độ bơm chất khử NaBH4

ml/phút

2,0

6

Nồng độ HCl trong quá trình khử

N

6

7

Thời gian khử Se

phút

60

8

Tốc độ hút mẫu

ml/phút

6,0

3.5.2. Lấy mẫu và bảo quản mẫu 3.5.2.1. Mẫu máu Lấy khoảng 5 ml mẫu máu vào ống nghiệm có chứa sẵn chất chống đông (1,5mg EDTA cho 1ml máu ), bảo quản lạnh. 3.5.2.2. Mẫu nước tiểu

Nuoc.com.vn

Page 64

Nước tiểu được lấy đều đặn trong 24 h, trộn đều, ghi lại thể tích mẫu tổng số. Lấy ra khoảng 50 ml mẫu cho vào bình teflon và bảo quản lạnh. 3.5.3. Xử lí mẫu Xử lí mẫu là việc làm đầu tiên của người làm phân tích. Nếu xử lí mẫu không tốt thì tất nhiên sẽ được kết quả phân tích sai, hoặc nhỏ (làm mất), hoặc lớn (làm nhiễm bẩn thêm). Trong phân tích lượng vết, giai đoạn xử lí mẫu cực kì quan trọng đối với cả quá trình phân tích Để tiến hành nghiên cứu vấn đề này, chúng tôi tham khảo các qui trình phân tích đã có về cách phân huỷ mẫu máu và nước tiểu. Phương pháp phân huỷ mẫu được nhiều tác giả sử dụng thành công, đó là kĩ thuật phân huỷ ướt sử dụng hỗn hợp axit HNO3, H2SO4 và HClO4. Lấy 2 ml mẫu nước tiểu hoặc mẫu máu vào ống phá mẫu 30ml, thêm khoảng 5 ml nước cất, thêm 2 ml HNO3 đặc và 0,5 ml H2SO4 đặc, đun trên bếp cách cát đến sôi nhẹ khoảng 30 phút. Để nguội thêm 0,5 ml HClO4 70%, đun trên bếp cách cát cho tới khi dung dịch không màu và xuất hiện nhiều khói trắng của SO2. Nếu mẫu vẫn còn màu thì lặp lại quá trình trên cho tới khi mẫu không màu thì quá trình phá mẫu coi như hoàn toàn. Để có thể áp dụng qui trình này, chúng tôi tiến hành phân tích một số mẫu thêm chuẩn để tính hiệu suất thu hồi của chúng như sau: thêm vào mẫu thật 62,5 ng As vào mẫu nước tiểu, 25 ng As vào mẫu máu, 62,5 ng Se vào mẫu máu, 25 ng Se vào mẫu nước tiểu. Tiến hành phá mẫu, khử As (V) và Se (VI), định mức 25 ml được dung dịch có nồng độ tăng () so với mẫu thật tương ứng là 5ng/ml As, 2ng/ml As, 5ng/ml Se, 2 ng/ml Se, từ phổ hấp thụ nguyên tử thu được nồng độ 

As, Se thêm ( x ) tính toán hiếu suất thu hồi theo công thức (5) Nuoc.com.vn

Page 65

Kết quả xác định hiệu suất thu hồi As, Se được chỉ ra trong bảng 18, 19.

Bảng 18: Hiệu suất thu hồi As TT Kí hiệu mẫu ABS của thật

Nồng độ As

Nồng độ

ABS As của

Nồng độ As

Hiệu suất

As trong

trong dung

A s thêm

dung dịch

(ng/ml)

thu hồi (%)

dung

dịch mẫu

 (ng/ml)

mẫu sau

dịch mẫu

(ng/ml)

thêm

Sau



x

thêm

Mẫu nước tiểu (kết quả trung bình của 5 thí nghiệm lặp) 1 2 3 4

PL-18Hoang Đuc Vinh PL-17Hoang Xuan Hien PL-18- Pham Thi Hung PL-14Nguyen Trung Tan

0,3161

9,6

5

0,4821

14,9

5,3

106,0

0,3289

10,0

5

0,4797

14,7

4,7

93,0

0,2134

6,4

5

0,3674

11,2

4,8

96,0

0,2519

7,6

5

0,4059

12,4

4,8

96,0

Nồng độ As

Nồng độ

ABS As của

Nồng độ As

Hiệu suất

As trong

trong dung

A s thêm

dung dịch

(ng/ml)

thu hồi (%)

dung

dịch mẫu

 (ng/ml)

mẫu sau

TT Kí hiệu mẫu ABS của thật

dịch mẫu

(ng/ml)

thêm

Sau



x

thêm

Mẫu máu (kết quả trung bình của 4 thí nghiệm lặp) 1

PL-18Hoang Đuc

0,0689

Nuoc.com.vn

1,9

2

0,1299

3,8

1,9

95,0

Page 66

2 3 4

Vinh PL-17Hoang Xuan Hien PL-18- Pham Thi Hung PL-14Nguyen Trung Tan

0,0722

2,0

2

0,1351

4,2

2,2

110,0

0,0625

1,7

2

0,1235

3,6

1,9

95,0

0,0625

1,7

2

0,1235

3,6

1,9

95,0

Nhận xét: hiệu suất thu hồi đều đạt từ 93,0% đến 110,0%.

Bảng 19: Hiệu suất thu hồi Se TT

Kí hiệu mẫu

ABS của

Nồng độ Se

Nồng độ

ABS Se của

Nồng độ Se

Hiệu suất

thật

Se trong

trong dung

Se thêm

dung dịch

(ng/ml)

thu hồi (%)

dung

dịch mẫu

 (ng/ml)

mẫu sau

dịch mẫu

(ng/ml)

thêm

Sau



x

thêm

Mẫu máu (kết quả trung bình của 4 thí nghiệm lặp) 1 2 3 4

HT -2 - Nguyen Thi Lien HT -2 - Vu Van Tuyen HT -6 - Nguyen Hong Canh HT -7 - Tran Minh Phan

Nuoc.com.vn

0.1107

6,8

5,0

0,1877

11,6

4,8

96,0

0,1284

7,9

5,0

0,207

12,8

4,9

98,0

0,1437

8,9

5,0

0,2211

13,7

4,8

96,0

0,1495

9,2

5,0

0,2263

14,0

4,8

96,0

Page 67

TT

Kí hiệu mẫu

ABS của

Nồng độ Se

Nồng độ

ABS Se của

Nồng độ Se

Hiệu suất

thật

Se trong

trong dung

Se thêm

dung dịch

(ng/ml)

thu hồi (%)

dung

dịch mẫu

 (ng/ml)

mẫu sau

dịch mẫu

(ng/ml)

thêm

Mẫu nước tiểu (kết quả trung bình của 5 thí nghiệm lặp) 1 2 3 4

HT -2 - Nguyen Thi Lien HT -2 - Vu Van Tuyen HT -6 - Nguyen Hong Canh HT -7 - Tran Minh Phan

0,0375

2,3

2,0

0,0677

4,2

1,9

95,0

0,0442

2,7

2,0

0,0745

4,6

1,9

95,0

0,0579

3,6

2,0

0,0889

5,5

1,9

95,0

0,0415

2,5

2,0

0,0745

4,6

2,1

105,0

Nhận xét: hiệu suất thu hồi đều đạt từ 95,0% đến 105,0% Vậy qui trình phân huỷ mẫu này hoàn toàn có thể áp dụng được cho việc phân tích As và Se trong mẫu máu và nước tiểu. 3.6. Đánh giá phương pháp 3.6.1. Tính toán GHPH và GHĐL Chúng tôi tiến hành thí nghiệm để xác định GHPH và GHĐL như sau: Chuẩn bị các dung dịch chuẩn As có nồng độ khác nhau: 0; 0,5; ; 2,5; 5; 10; 15; 20 ng/ml, đem đo độ hấp thụ, thiết lập được phương trình đường chuẩn: y=a+bx=0,0063+0,0322x Bảng 20: Độ hấp thụ theo thực nghiệm và theo phương trình hồi qui x (ng/ml)

0

0,5

2,5

5

10

15

20

yi

0,0034

0,0275

0,0854

0,1725

0,3298

0,4899

0,6482

Nuoc.com.vn

Page 68

Y

0,008

0,02405

0,08825

0,1685

0,329

0,4895

0,65

Tính được So=0,0035, vậy giới hạn phát hiện là: GHPH=3*S0/b=3*0,0035/0,0322=0,34ng/ml As GHĐL=10*So/b=10*0,0035/,0322= 1,0 ng/ml As + Tương tự với Se, các nồng độ của dung dịch chuẩn để dựng đường chuẩn: 0; 2; 5; 10; 15; 20; 30 ng/ml, phương trình đường chuẩn là: y =0,0016+0,0162x Bảng 21: Độ hấp thụ theo thực nghiệm và theo phương trình hồi qui x (ng/ml)

0

2

5

10

15

20

30

yi

0,0019

0,0361

0,0859

0,1598

0,2412

0,3215

0,4915

Y

0,0016

0,034

0,0826

0,1636

0,2446

0,3256

0,4876

Tính được So=0,0038, vậy giới hạn phát hiện là: GHPH=3*S0/b=3*0,0038/0,0162=0,70ng/ml Se GHĐL=10*So/b=10*0,0038/,0162= 2,0 ng/ml Se

3.6.2. Độ đúng và độ lặp lại của phương pháp Để đánh giá độ đúng và độ lặp lại của phương pháp, chúng tôi chọn 5 cấp hàm lượng nằm trong khoảng tuyến tính của đường chuẩn để nghiên cứu, bằng cách

Nuoc.com.vn

Page 69

thêm dung dịch chuẩn vào mẫu thực, mỗi thí nghiệm làm lặp 4, 5 lần, thu được kết quả như trong bảng 22, 23. Bảng 24: Độ lệch chuẩn tương đối và giá trị t thực nghiệm khi xác định As Câp

Lượn

hàm

g As

lượng thêm (ng/ml)

Giá trị xác định As (ng/ml

x1

x2

x3

x4

x5

xTB

Sx

Giá trị

(%)

t thực nghiệm

(ng)

Nền mẫu máu 12,5

25

11,5

14,1

14,6

13,1

15,7

13,8

11,5

1,8

25

50

27,1

28,3

24,8

23,6

28,7

26,5

8,4

1,5

58,6

59,1

63,5

58,7

Nền mẫu nước tiểu 62,5

125

60,6

60,1

3,4

2,6

125

250

119,9 121,5 125,7 126,1 119,3 122,5

2,6

1,7

Nhận xét: Độ lệch chuẩn tương đối của các thí nghiệm đều nhỏ hơn 12%, giá trị t thực nghiệm lớn nhất là 2,6

Bảng 23: Độ lệch chuẩn tương đối và giá trị t thực nghiệm khi xác định Se

Nuoc.com.vn

Page 70

Cấp

Lượn

hàm

g Se

lượng thêm (ng/ml)

Giá trị xác định Se (ng/ml)

x1

x2

x3

x4

x5

xTB

Sx

Giá trị

(%)

t thực nghiệm

(ng)

Nền mẫu nước tiểu 25,0

50,0

24,7

23,9

27,8

27,4

27,7

26,3

7,1

1,6

62,5

125,0

61,4

63,1

64,5

61,1

66,9

63,4

3,8

0,8

82,2

83,8

79,6

77,5

78,2

Nền mẫu máu 80

160,0

80,3

3,3

0,3

120

240,0 117,8 116,5 121,2 122,3 120,1 119,6

2,0

0,4

Nhận xét: Độ lệch chuẩn tương đối của các thí nghiệm đều nhỏ hơn 7,1%, giá trị t thực nghiệm lớn nhất là 1,6 Theo chuẩn student, với độ tin cậy p=0,95 ; số bậc tự do là 4 thì tlí thuyết =2,8. Kết luận: 

Về độ lặp lai: Độ lệch chuẩn tương đổi của các thí nghiệm đều nhỏ, kết qủa phân tích lặp lại.



Về độ chính xác: Theo chuẩn student, với độ tin cậy p=0,95 ; số bậc tự do là 4 thì tbảng=2,8, các mẫu chuẩn đã phân tích đều cho các giá trị t tính < tlí 

thuyết

nên các kết quả này tin cậy được, hàm lượng x gần với hàm lượng

chuẩn.

Nuoc.com.vn

Page 71

3.7. Phân tích mẫu thực Ứng dụng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử sử dụng kĩ thuật hidrua hoá phân tích Se, As, chúng tôi đã tiến hành phân tích các mẫu máu và nước tiểu dân cư và bệnh nhân các xã: Hà Thượng – Tân Linh, Mục Linh – Thái Nguyên. Mỗi mẫu được làm lặp hai lần Sau đây là một số kết quả phân tích : Bảng 24: Kết quả phân tích As trong mẫu máu STT

Tên mẫu

Số lần

Hàm lượng

Cận tin

phân

trung bình

cậy

tích

Khoảng tin cậy 

x

(ng/ml)



tS n

tS n

(ng/ml)

P=0,95

1

HT – 2 - Vũ Văn Tuyên

5

30.1

2.1

30.1 2.1

2

Xóm 12 - Dương Thị Thoa

5

42.7

2.2

42.7 2.2

3

HT – 7 - Vũ Thị Tý

5

35.2

1.8

35.21.8

4

Xóm 12 - Phạm Thị Hằng

5

56.5

3.1

56.53.1

5

HT – 2 – Nguyễn Mạnh Quân

5

36.4

1.8

36.41.8

6

HT – 2- Nguyễn Thị Yừn

5

25.3

3.7

25.33.7

7

HT – 4 - Nguyễn Quốc Bảo

5

45.3

2.5

45.32.5

Nuoc.com.vn

Page 72

Bảng 25: Kết quả phân tích As trong mẫu nước tiểu

STT

Tên mẫu

Số lần

Hàm lượng

Cận tin

phân

trung bình

cậy

tích

Khoảng tin cậy 

x

(ng/ml)



tS n

tS n

(ng/ml)

P=0,95

1

HT – 2 - Vũ Văn Tuyên

5

125.7

5.1

125.75.1

2

Xóm 12 – Dương Thị Thoa

5

152.9

5.5

152.95.5

3

HT – 7 – Vũ Thị Tý

5

109.9

7.1

109.97.1

4

Xóm 12 - Phạm Thị Hằng

5

89.4

4.4

89.44.4

5

HT – 2 - Nguyễn Mạnh Quân

5

95.3

7.2

95.37.2

6

HT – 2- Nguyễn Thị Yừn

5

54.8

5.2

54.85.2

7

HT – 4 - Nguyễn Quốc Bảo

5

164.5

5.1

164.55.1

Nuoc.com.vn

Page 73

Bảng 26: Kết quả phân tích Se trong mẫu máu STT

Tên mẫu

Số lần

Hàm lượng

Cận tin

phân

trung bình

cậy

tích

Khoảng tin cậy 

x

(ng/ml)



tS n

tS n

(ng/ml)

P=0,95

1

HT – 3 – Nguyễn Văn Bằng

5

109.9

2.2

109.92.2

2

HT – 7 – Nguyễn Văn Hoan

5

89.4

3.6

89.43.6

3

Dương Kim Duy

5

99.8

7.1

99.87.1

4

HT – 4 - Nguyễn Quốc Bảo

5

85.6

5.1

85.65.1

5

PL – 18 - Hoàng Đức Vinh

5

96.3

2.9

96.32.9

6

PL – 17 - Nguyễn Thị Cừ

5

94.4

3.8

94.43.8

7

PL – 17 - Hoàng Thị Hằng

5

114.6

2.3

114.62.3

Nuoc.com.vn

Page 74

Bảng 27: Kết quả phân tích Se trong mẫu nước tiểu STT

Tên mẫu

Số lần

Hàm lượng

Cận tin

phân

trung bình

cậy

tích

Khoảng tin cậy 

x

(ng/ml)



tS n

tS n

(ng/ml)

P=0,95

1

HT – 3 – Nguyễn Văn Bằng

5

30.1

2.7

30.12.7

2

HT – 7 – Nguyễn Văn Hoan

5

42.7

3.8

42.73.8

3

Dương Kim Duy

5

35.2

3.2

35.23.2

4

HT – 4 - Nguyễn Quốc Bảo

5

56.5

3.4

56.53.4

5

PL – 18 - Hoàng Đức Vinh

5

36.4

2.9

36.42.9

6

PL – 17 - Nguyễn Thị Cừ

5

25.3

2.3

25.32.3

7

PL – 17 - Hoàng Thị Hằng

5

45.3

1.8

45.31.8

Nuoc.com.vn

Page 75

KẾT LUẬN Với mục đích đặt ra cho luận văn là xác định hàm lượng As, Se trong mẫu máu và mẫu nước tiểu bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử sử dụng kĩ thuật Hidrua hoá, chúng tôi đã tìm hiểu đối tượng, tham khảo tài liệu và lần lượt tiến hành các bước thí nghiệm khảo sát chọn các điều kiện thích hợp rối phân tích các mẫu thêm chuẩn, mẫu thực. Các kết quả thu được như sau: 1. Chọn được các thông số phù hợp máy đo xác định As, Se. 2. Khảo sát và chọn được các điều kiện thích hợp để tạo hợp chất hidrua của As, Se. 3. Kiểm tra ảnh hưởng của các nguyên tố có mặt trong đối tượng nghiên cứu 4. Tiến hành phân tích mẫu thêm chuẩn, mẵu thực để kiểm tra phương pháp phân tích đã thu được kết quả tốt. 5. Từ đó xây dựng được phương pháp xác định As, Se trong các mẫu máu và nước tiểu. 6. Ứng dụng qui trình để phân tích một số mẫu thật.

TÀI LIỆU THAM KHẢO Nuoc.com.vn

Page 76

(1) Phạm Luận , Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử , Giáo trình cơ sở lí thuyết, Hà Nội. (2) Phạm Luận, Giáo trình hướng dẫn về những vấn đề cơ sở của các kỹ thuật xử lí mẫu phân tích . (3) Lê Đức Ngọc (1996) Xử lí số liệu và kế hoạch hoá thực nghiệm. Bài giảng lí thuyết, Đại học Quốc gia Hà nội, tr.15-21. (4) Phân tích định lượng – Tập2, NXB Giáo dục, Hà nội 1977. (5) Vũ Đình Vinh, Hướng dẫn sử dẫn sử dụng các xét nghiệm sinh hoá, NXB Y học 1996. (6) Đại học Khoc học Tự nhiên, Hội thảo Quốc tế- Ô nhiễm Asen: Hiện trạng tác động đến sức khoẻ con người và các giải pháp phòng ngừa. 2000. (7) TCVN 6182/1996- Chất lượng nước, xác định As trong nước. (8) Cotton. F. Wilkinson. G. Cơ sở lí thuyết hoá vô cơ tập 1. Người dịch: Lê Mậu Quyền, Lê Chí Kiên, Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp, 1984, trang 178. (9) Cotton. F. Wilkinson. G. Cơ sở lí thuyết hoá vô cơ tập 2. Người dịch: Lê Mậu Quyền, Lê Chí Kiên, Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp, 1984, trang 79. (10) W. Franklin Smyth, Analytical Chemistry of Complex Matrices. (11) Trace elements in human nutrition and health. (12) USA, Standard Methods for The examination of Water and Wastewater

Nuoc.com.vn

Page 77

(13) Miller J.C, Miller J.N (1998), Statistic for analytical chemistry, JohnWiley & Sons. (14) Inernational Programme on Chemical Safety, Environmental Health Criteria 58, 1986. (15) Paul Moor and John Cobby, Introductory Statistics for Environmentalists. (16) IM. Kolthoff&Phillip J. Elving, Treasise on Analytical Chemistry, 140201 (17) W. Franklin Smyth, Analytical Chemistry of Complex Matrixes, 132-135, 1996. (18) G. E. Batley, Analytica Chimica acta, 187, 1986, 109-111. (19) Donald. C. Reamer & Claude Veillon, Analytical Chemistry, 53, 1981, 2166-2169. (20) I.G. Gokmen & E. Abdlgader, Analyst, 119, 1994, 703-707. (21) Iain Harrison, David Little John & Gordon. S. Fell, Analyst, 121, 1996, 189-194. (22) Keli & Sam. F. Y. Li, Analyst, 120, 1995, 361-366. (23) Kristina Ryrzynska, analyst, 120, 1995, 361-366. (24) Solirios Raptis & Wolfhard Wegscheider & Gunter Knapp, Analytical Chemistry, 50, 1980, 1292-1296. (25) Chimica acta, 274, 1993, 219-224. (26) Sonja Arpadjan, Anal.Chem. Vol 122 March, 1997, p.243-246.

Nuoc.com.vn

Page 78

(27) Atomic Absorption Data book- Unicam Analytical Systems- Philips sientific-Cambridge England, 1988. (28) J.Agtednbos and D.Bax, Mechanisms in hydride generation AAS, Anal.Chem. 323, 1986, 783-787 (29) Arsenic in ground water in six districs of best Bengal, Iidia – The biggest arsenic alamity in the world. Analytical Chemistry, vol.120, March, 1975, p. 643. (30) Determination arsenic in animal tissue using graphite furnace atomic absorption, vol.18, No1, Janualy-February, 1979. (31) Sequential determination of arsenic, selenium, antimony and tellurium in Foods via rapid hydride evolution and atomic absorption spectrometry, Analytical Chemistry, vol.48, No1, January 1976, 120-125. (32) T.Nakahara, Application of hydride generation techniques in atomic absorption, atomic fluorescene and Plasma atomic emission spectroscopy, Japan, 1982. (33) J.E. Oldfield, Professor Emeritus ( Oregon State University, Corvallis (Oregon), USA), Selenium Supplimentation via Fertilizer Amendment, Selenium-Telenium Development Association, Belgium 1998. (34) Asenic, Environment Health Criteria 18, Geneva 1981. (35) Analyst, 120, 1995, 1433-1436. (36) Hisatake Narasaki & Masahiko Ikeda, Analytical Chemistry, 56, 1984, 2059-2063.

Nuoc.com.vn

Page 79

(37) Gary. D. Chrisrian, Edward. C. Knobock & William A. Purdy, Analytical Chemistry, 35, 1963, 1128-1131. (38) Kuen Y. Chiou &Oliver K. Manuel, Anlytical Chemistry, 56, 1984, 2721 – 2723. (39) Analytical Detection Limit Guidance, Wisconssin Departement of Nature Resourses Labotory Certification Program, April 1996. (40) Crisco division of animal production – Report (91-92) Australia p15, 1992. (41) Guanhong Tao & Elo. H. Hansen, Analyst, 119, 1994, 333-337 (42) Steffen Nielssen, Jens Sloth & Elo Hansen, Analyst, 121, 1996, 31

Nuoc.com.vn

Page 80

Nuoc.com.vn

Page 81