Đề tài Xác định kẽm, cađimi trong tỏi và thuốc chế biến từ tỏi bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử

đã thu được kết quả như trong bảng 2: Bảng 2: Hàm lượng kim loại trong máu và tóc công nhân khu gang thép Thái Nguyên. Mẫu Nguyên tố Nhóm có tiếp xúc (50 người) Nhóm đối chứng (115 người) Trong máu, huyết thanh (mmol/l) Zn 13,800 + 3,450 15,600 + 3,200 Cd 00,124 + 0,027 00,025 + 0,013 Trong tóc (mg/g) Zn 180,60 + 52,70 192,40 + 42,60 Cd 00,495 + 0,270 0,235 + 0,107 Như vậy, có thể kết luận rằng hàm lượng kim loại có hại như cađimi tăng rõ rệt còn nguyên tố vi lượng như kẽm lại giảm đi trong cơ thể của những công nhân làm việc tại khu gang thép Thái Nguyên [20]. 1.3.2.2.3 Phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV - VIS [16], [25] Phổ hấp thụ phân tử UV-VIS là phổ do sự tương tác của các điện tử hoá trị ở trong phân tử hay nhóm phân tử với chùm tia sáng kích thích (chùm tia sáng trong vùng UV-VIS ) tạo ra. Nó là phổ của tổ hợp sự chuyển mức của các điện tử liên kết, sự quay và sự dao động của phân tử. Cơ sở của phép đo định lượng UV-VIS là phương trình : Al = k Cb Trong đó Al: Độ hấp thụ quang của phân tử chất k: Hằng số thực nghiệm (bằng const trong cùng một điều kiện đo) b: Hằng số bản chất, (0<bÊ1) C: Nồng độ chất phân tích trong mẫu đo phổ. Phương trình này được dựa trên định luật Lambe- Beer. Dithizone (diphenyldithiocacbazon) là thuốc thử tốt cho cả kẽm và cađimi khi xác định bằng phương pháp này với hệ số hấp thụ emax rất cao (85.10-3). Với dithizon trong CHCl3, kẽm tạo phức trong khoảng pH từ 5,5 - 8,0, trong CCl4 giới hạn pH thấp hơn và phức kẽm dithizonat có lmax= 535 nm. Cũng với dung dịch dithizon trong cloroform hoặc tetraclorua cacbon cađimi được chiết từ pH = 6 -7 và phức cađimi dithzonat có lmax= 520 nm. Tác giả Dương Quang Phùng và các cộng sự - khoa Hoá ĐHSPHN đã nghiên cứu các điều kiện tối ưu khi tạo phức giữa Zn(II), Cd(II) với PAR(4-(2- pyridylazo)- rezocxin). Kết quả cho thấy: pH tối ưu khi tạo phức của Zn(II) là 11,3, Cd(II) là 10,5. PAR-Cd(II) có lmax= 493 nm, PAR-Zn(II) = 495 nm [19]. chương II Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 2.1 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu Như ta đã biết, từ xa xưa tỏi đã được sử dụng như một loại rau gia vị có khả năng phòng và chữa nhiều loại bệnh. Tuy nhiên, ngày nay khi những tác dụng dược lí quý giá của tỏi được khoa học nghiên cứu và chứng minh một cách chắc chắn thì nhu cầu sử dụng tỏi và các thuốc chế biến từ tỏi của nhân dân đã tăng rất cao. Nghiên cứu, xác định hàm lượng kim loại nặng Zn, Cd trong tỏi và các thuốc chế biến từ tỏi nhằm góp phần bảo vệ sức khoẻ cộng đồng cũng như bảo đảm chất lượng thực phẩm - một vấn đề cần thiết hiện nay - là nội dung và đối tượng của bản khoá luận này. 2.2 Nội dung và nhiệm vụ nghiên cứu Để thực hiện đề tài nêu trên bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử, dưới sự hướng dẫn của GS- TS Phạm Luận, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu một cách có hệ thống các vấn đề sau: Khảo sát các thông số máy của hệ thống F- AAS xác định Zn, Cd, Nghiên cứu chọn nền và môi truờng cho dung dịch đo phổ Zn, Cd, Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng lên phép đo phổ của Zn và Cd, Khảo sát vùng tuyến tính của phép đo, Đánh giá sai số và độ lặp lại của phương pháp, Nghiên cứu điều kiện xử lí mẫu, và phân tích một số mẫu. Từ việc nghiên cứu các vấn đề trên, chúng tôi sẽ lựa chọn các điều kiện đo phù hợp và xây dựng một phương pháp xác định lượng vết kẽm, cađimi trong tỏi và các thuốc chế biến từ tỏi bằng kĩ thuật AAS. 2.3 Giới thiệu phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử Khi kích thích một đám hơi nguyên tử tự do bằng một chùm sáng có những buớc sóng xác định, có độ dài sóng trùng với các vạch phổ phát xạ đặc trưng của các nguyên tố phân tích thì những nguyên tử tự do đó sẽ hấp thụ các tia sóng này và sinh ra phổ hấp thụ nguyên tử của nó. Phương trình cơ sở của phép đo định lượng các nguyên tố theo AAS: Al = aCb Trong đó: a: Hằng số thực nghiệm, Al: Cường độ của vạch phổ hấp thụ, C: Nồng độ nguyên tố trong mẫu đo phổ, b: Hằng số bản chất, 0<bÊ 1. Đối với mỗi vạch phổ l nhất định, trong những điều kiện đã được chọn thì a = const. Khi đó đo cường độ vạch phổ ta sẽ xác định được nồng độ nguyên tố trong mẫu. 2.3.1 Nguyên tắc phép đo Để thực hiện được phép đo phổ hấp thụ nguyên tử của một nguyên tố, cần phải thực hiện các quá trình sau: đưa mẫu phân tích về trạng thái dung dịch phù hợp. Quá trình hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu: là quá trình chuyển mẫu phân tích từ trạng thái ban đầu (dung dịch) thành trạng thái hơi của các nguyên tử tự do. Đám hơi nguyên tử tự do này chính là môi trường hấp thụ bức xạ và sinh ra phổ hấp thụ nguyên tử. Chiếu chùm tia bức xạ đơn sắc đặc trưng của nguyên tố cần phân tích qua đám hơi nguyên tử tự do. Khi đó các nguyên tử của nguyên tố cần xác định sẽ hấp thụ những tia bức xạ nhất định và tạo ra phổ hấp thụ của nó. Thu toàn bộ chùm sáng, phân li và chọn một vạch phổ hấp thụ của nguyên tố cần nghiên cứu để đo cường độ hấp thụ của nó. Cường độ đó chính là tín hiệu hấp thụ của vạch phổ hấp thụ nguyên tử. Trong một giới hạn nhất định của nồng độ C, giá trị này phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ C của nguyên tố trong mẫu, Al= aC. 2.3.2 Trang bị của phép đo [13 ] Để thực hiện phép đo phổ hấp thụ nguyên tử, hệ thống máy đo phải gồm các phần cơ bản sau: Nguồn phát tia bức xạ cộng hưởng để chiếu vào môi trường hấp thụ chứa các nguyên tử tự do của các nguyên tố phân tích. Đó có thể là đèn catôt rỗng (HCL), đèn phóng điện không điện cực (EDL), hay nguồn phát bức xạ liên tục đã được biến điệu. Hệ thống nguyên tử hoá mẫu phân tích. có hai kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu, đó là: Kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu trong ngọn lửa đèn khí (F-AAS). Trong kĩ thuật này người ta dùng năng lượng nhiệt của ngọn lửa đèn khí dể hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu phân tích. Vì vậy, mọi quá trình xảy ra trong khi nguyên tử hoá mẫu phụ thuộc vào đặc trưng và tính chất của ngọn lửa đèn khí. Nhiệt độ ngọn lửa là yếu tố quyết định hiệu suất nguyên tử hoá mẫu phân tích. Kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu không ngọn lửa (ETA-AAS): là quá trình nguyên tử hoá tức khắc trong thời gian rất ngắn nhờ năng lượng nhiệt của dòng điện công suất lớn và trong môi trường khí trơ. Ưu điểm của kĩ thuật này là độ nhạy rất cao (ppb) và tốn ít mẫu. Máy quang phổ: là bộ đơn sắc có nhiệm vụ thu, phân li và chọn vạch phổ cần đo, hướng vào nhân quang điện để phất hiện tín hiệu hấp thụ AAS của vạch phổ. Hệ thống chỉ thị tín hiệu hấp thụ của vạch phổ. Hệ thống này có thể là một điện kế, máy tự ghi píc của vạch phổ hay bộ hiện số digital, hệ thống máy tính... Phép đo AAS là một phép đo được sử dụng rất nhiều trong phân tích lượng vết là do những ưu điểm nổi bật của nó, đó là: Đây là phép đo có độ nhạy cao (1.10-5%). Đặc biệt, khi sử dụng kĩ thuật nguyên tử hoá không ngọn lửa (ETA-AAS) có thể đạt tới độ nhạy n.10-7%. Một ưu điểm lớn nữa của phép đo là tốn ít mẫu, ít thời gian cũng như hoá chất tinh khiết để làm giàu mẫu tránh được sự nhiễm bẩn mẫu khi xử lí qua những giai đoạn phức tạp. Đặc biệt, phương pháp này cho phép phân tích hàng loạt mẫu với thời gian ngắn. Tuy nhiên bên cạnh những ưu điểm, phép đo AAS cũng có một nhược điểm là chỉ cho biết thành phần nguyên tố của chất trong mẫu mà không chỉ ra trạng thái liên kết của nguyên tố ở trong mẫu . Hoá chất và thiết bị nghiên cứu 2.4.1 Thiết bị máy móc Để nghiên cứu xác định Zn, Cd theo kĩ thuật đo phổ hấp thụ nguyên tử trong ngọn lửa (F- AAS) chúng tôi sử dụng hệ thống máy quang phổ hấp thụ và phát xạ nguyên tử model SP- 9/800 (Philips Pye Unicam), đi kèm với máy còn có các trang thiết bị như máy nén không khí sạch với áp suất 2,5-4,5 kg/ cm2, bom khí axetilen tinh khiết (99,9%), các đèn nguồn HCL cho các nguyên tố phân tích. 2.4.2 Hoá chất sử dụng Dung dịch gốc Zn2+, Cd2+ 1000 ppm trong HCl 1%. Các dung dịch gốc của kim loại: Na, K, Sr, Ca, Mg, Ba, Co, Ni,Fe, Al, Cr..., tất cả các dung dịch này được pha từ hoá chất tinh khiết JMC và Merck. Các hoá chất tinh khiết: NH4Cl, NH4Ac, NaAc, LaCl3, HCl, HNO3....loại pA, tất cả đều được kiểm tra Zn, Cd bằng phép đo AAS trước khi dùng, nếu có vết Zn, Cd thì phải chiết loại bỏ bằng dung môi CCl4 có thuốc thử tạo phức APDC (Amoni pyrolidin dithiocacbarmate) Nước cất hai lần bằng máy cất nước GFL- 2102 của Đức. chương III kết quả nghiên cứu và bàn luận 3.1 Khảo sát các điều kiện đo phổ của kẽm và cađimi Thực chất của việc khảo sát các điều kiện đo phổ của Zn và Cd là tiến hành những nghiên cứu , thí nghiệm để tối ưu hoá các điều kiện phân tích và xây dựng một quy trình phân tích cụ thể theo kĩ thuật F - AAS . Công việc này bao gồm: 3.1.1 Khảo sát các thông số của máy đo phổ 3.1.1.1 Chọn vạch đo phổ Vạch đo phổ với độ dài sóng li là yếu tố đặc trưng cho mỗi nguyên tố, nó thể hiện khả năng hấp thụ những bức xạ có bước sóng nhất định của nguyên tử. Tuy nhiên, mỗi nguyên tố thường có một vài vạch phổ với những độ nhạy khác nhau. Theo W. J. Price, Zn và Cd có các vạch phổ như trong bảng 3. Bảng 3: Vạch đo phổ đặc trưng của Zn và Cd Zn Cd Vạch phổ (nm) Độ nhạy (ppm) Vạch phổ (nm) Độ nhạy (ppm) 213,9 1.10-2 228,8 9.10-3 307,6 70 326,1 10 Với đối tượng nghiên cứu là tỏi và các thuốc chế biến từ tỏi, hàm lượng Zn và Cd chỉ tồn tại ở mức vi lượng, chính vì vậy chúng tôi chọn những vạch phổ có độ nhạy cao, đó là 228,8 nm cho Cd và 213,9 nm cho Zn. 3.1.1.2 Khảo sát ảnh hưởng của một số nguyên tố có trong mẫu có vạch đo gần với vạch đo của nguyên tố phân tích Với mỗi vạch phổ đặc trưng của một nguyên tố phân tích, có thể có rất nhiều các nguyên tố khác trong mẫu có những vạch phổ gần các vạch phổ này và nó có thể chen lấn hay gây nhiễu tới vạch phổ của nguyên tố phân tích làm cho việc đo cường độ vạch phổ phân tích rất khó khăn và thiếu chính xác. Chính vì vậy, chúng tôi khảo sát mức độ ảnh hưởng của một số nguyên tố có trong mẫu có vạch đo gần với vạch đo đã chọn của Zn và Cd. Đối với Zn (213.9 nm), các nguyên tố đó là Cu (213,85 nm), Ni (213,86 nm), Fe (213,86 nm) và với Cd (228,8 nm) có các nguyên tố Co (228,78 nm), Ni (228,71 nm) [32]. Tuy đây là những vạch phổ kém nhạy nhưng để khẳng định xem chúng có ảnh hưởng hay không, chúng tôi đã tiến hành khảo sát và kết quả được chỉ ra trong các bảng 4a, 4b. Bảng 4a Khảo sát ảnh hưởng của các nguyên tố có vạch phổ gần với vạch đo của Zn (213,90 nm). Zn (ppm) Cu (ppm) Ni (ppm) Fe (ppm) Hpic(cm) Sai số (%) 1 0 0 0 4,02 1 5 0 0 4,03 0,25 1 10 0 0 4,00 0,50 1 0 5 0 3,98 1,00 1 0 10 0 3,97 1,24 1 0 0 5 4,05 0,75 1 0 0 10 4,03 0,25 1 10 10 10 4,05 0,75 Bảng 4b Khảo sát ảnh hưởng của các nguyên tố có vạch phổ gần với vạch đo của Cd (228,8 nm). Cd (ppm) Co (ppm) Ni (ppm) Hpic(cm) Sai số (%) 1 0 0 2,07 1 5 0 2,07 0 1 10 0 2.15 3,86 1 0 5 2,12 2,42 1 0 10 2,13 2,90 1 10 10 2,07 0 Kết quả trong các bảng 4a và 4b này cho thấy, các nguyên tố có vạch phổ gần không ảnh hưởng đến các vạch phổ của Cd và Zn đã được chọn. 3.1.1.3 Khảo sát cường độ dòng đèn HCL Đèn catot rỗng (HCL) là nguồn phát tia bức xạ cộng hưởng, nó chỉ phát ra những tia phát xạ nhạy của nguyên tố kim loại được dùng làm catot rỗng. Mỗi đèn HCL đều có dòng điện giới hạn cực đại mà đèn có thể chịu đựng được, tuy nhiên giá trị thích hợp nhất khi sử dụng đèn là trong vùng từ 50 - 90 % giá trị cực đại. Chúng tôi đã khảo sát cường độ dòng đèn HCL của Zn và Cd để xem xét mối quan hệ giữa cường độ vạch phổ với cường độ dòng đèn, đồng thời chọn ra cường độ dòng đèn thích hợp nhất cho hai nguyên tố Zn và Cd. Mẫu sử dụng là dung dịch Zn, Cd 1 ppm trong HCl 1%. Kết quả được chỉ ra ở bảng 5a, 5b. Bảng 5a ảnh hưởng của dòng đèn HCL đến cường độ vạch phổ của Zn (Imax= 15 mA) I (mA) 8 (53%Imax) 9 (60%Imax) 10 (67%Imax) 11 (73%Imax) 12 (80%Imax) 13 (87%Imax) Hpic (cm) 1 3,90 4,00 3,80 3,45 3,35 2,95 2 3,85 4,00 3,75 3,35 3,25 3,00 3 3,85 3,95 3,80 3,35 3,35 2,95 tb 3,87 3,98 3,78 3,38 3,32 2,97 Bảng 5b ảnh hưởng của dòng đèn HCL đến cường độ vạch phổ của Cd (Imax= 8 mA) I (mA) 4 (50%Imax) 5 (63%Imax) 6 (75%Imax) 7 (88%Imax) HpicCd(cm) Lần đo 1 1,95 2,00 1,85 1,65 Lần đo 2 1,90 2,00 1,80 1,60 Lần đo 3 1,90 1,95 1,85 1,65 Trung bình 1,92 1,98 1,83 1,63 Kết quả chỉ ra từ bảng 5a và 5b cho thấy, cường độ dòng đèn HCL của Zn là 9 mA (60 % Imax) và 5 mA (63 % Imax) với Cd cho ta cường độ vạch phổ (chiều cao pic ) vừa cao vừa ổn định. Chính vì vậy, chúng tôi chọn các thông số này khi phân tích, xác định Zn, Cd. 3.1.1.4 Khe đo của máy phổ hấp thụ nguyên tử Theo nguyên tắc hoạt động của hệ thống đơn sắc trong máy phổ hấp thụ nguyên tử, chùm tia phát xạ cộng hưởng của nguyên tố cần nghiên cứu được phát ra từ đèn catot rỗng, sau khi đi qua môi trường hấp thụ, sẽ được hướng vào khe đo của máy, được chuẩn trực, được phân ly và sau đó chỉ một vạch phổ cần đo được chọn và hướng vào khe đo để tác dụng vào nhân quang điện để phát hiện và xác định cường độ của vạch phổ. Do vậy, khe đo của máy phải được chọn chính xác, phù hợp với từng vạch phổ, có độ lặp lại cao trong mỗi phép đo và lấy được hết độ rộng của vạch phổ. Đối với vạch phổ hấp thụ của Zn và Cd, khe đo phù hợp là 0,5 nm. ở điều kiện này, 100% diện tích pic của vạch phổ sẽ nằm trong khoảng của khe đo. 3.1.1.5 Các thông số máy ghi 3.1.1.5.1Thang đo của máy ghi phổ Ngoài những điều kiện tối ưu đã khảo sát để thu được pic có chiều cao cũng như độ ổn định lớn nhất, thế của máy ghi cũng là một yếu tố quan trọng cần xem xét, nó có ảnh hưởng trực tiếp và rõ rệt đến pic vạch phổ. Nếu nồng độ chất phân tích nhỏ, ta giảm thế ghi để tăng độ nhạy, ngược lại, khi nồng độ chất phân tích lớn, ta tăng thế ghi. Tuy nhiên, khi độ nhạy càng tăng thì độ ổn định càng kém. Trong nghiên cứu này, chúng tôi chọn thế ghi 20 mV cho Cd và Zn khi đo ở các bước sóng đã chọn. ở thế ghi này, đường nền cũng như đỉnh pic có độ ổn định cao, đồng thời chiều cao pic cũng đủ lớn để định lượng một cách chính xác. Tốc độ giấy Để thu được pic cân đối, phù hợp với thời gian đo pic (5 giây) và tiết kiệm giấy, chúng tôi chọn tốc độ giấy là 30 mm/phút. Với tốc độ này, pic thu được có độ rộng vừa phải, hai nhánh pic không quá sát nhau cũng như không quá cách biệt. 3.1.2 Khảo sát các điều kiện nguyên tử hoá mẫu Nguyên tử hoá mẫu là công việc quan trọng nhất của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử. Mục đích của quá trình này là tạo ra được các đám hơi nguyên tử tự do từ mẫu phân tích với hiệu suất cao và ổn định, để phép đo đạt kết quả chính xác và có độ lặp lại cao. ở phép đo F - AAS, tức là sử dụng năng lượng nhiệt của ngọn lửa đèn khí để hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu phân tích, nhiệt độ của ngọn lửa là yếu tố quyết định đến hiệu suất nguyên tử hoá mẫu phân tích, và mọi yếu tố khác ảnh hưởng đến nhiệt độ của ngọn lửa đèn khí đều có thể ảnh hưởng đến kết quả của phương pháp phân tích. Chính vì vậy, chúng tôi đã khảo sát và chọn ra các điều kiện nguyên tử hoá mẫu cho từng nguyên tố phân tích. 3.1.2.1 Khảo sát thành phần hỗn hợp khí đốt tạo ra ngọn lửa Đây là yếu tố quyết định tới nhiệt độ của ngọn lửa. Qua việc thay đổi thành phần và tốc độ của hỗn hợp khí đốt tạo ra ngọn lửa, chúng ta có thể chọn được nhiệt độ phù hợp để hoá hơi và nguyên tử hoá nguyên tố cần nghiên cứu. Đối với Zn và Cd, có nhiệt độ hoá hơi từ 2200 - 2450 0C do vậy chúng tôi sử dụng hỗn hợp khí đốt là acetylen và không khí nén. Với thiết bị quang phổ SP9, cột đo tốc độ khí được biểu thị bằng chiều cao flowmeter theo đơn vị mm, và bằng một đồ thị quy đổi từ đơn vị chiều cao sang đơn vị lit/phút, ta sẽ tính được tốc độ cung cấp khí cháy. Để khảo sát lưu lượng khí, chúng tôi cố định chiều cao của cột không khí nén ở 35 mm (tương đương 4,75 lit/phút) và thay đổi chiều cao cột khí C2H2 từ 18 - 24 mm. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thành phần hỗn hợp khí được chỉ ra trong bảng 6. Bảng 6: ảnh hưởng của thành phần khí cháy tới chiều cao pic. Hflowwmeter (mm) 18 20 22 23 24 Hpic Zn (cm) Đo lần 1 4,05 4,10 4,15 3,90 3,90 Đo lần 2 4,05 4.05 4,15 3,95 3,85 Đo lần 3 4,00 4,05 4,10 3,85 3,75 Trung bình 4,03 4.07 4,13 3,90 3.83 Hpic Cd (cm) Đo lần 1 2,10 2,10 2,20 2,05 1,95 Đo lần 2 2,10 2,10 2.15 2,05 2,00 Đo lần 3 2,05 2,15 2,15 1,95 2,00 Trung bình 2,08 2,12 2,17 2,02 1,98 Theo kết quả trên, chúng tôi chọn chiều cao cột khí C2H2 là 22 mm tương đương với việc chọn thành phần khí cháy với tỉ lệ không khí nén/C2H2 là 4,75/1,15 L/phút. ở điều kiện này, ta thấy pic thu được có chiều cao và độ ổn định lớn nhất (hiệu suất hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu là cao nhất). 3.1.2.2 Khảo sát chiều cao đèn nguyên tử hoá mẫu Cấu tạo của ngọn lửa đèn khí gồm 3 phần chính: phần tối, phần trung tâm, phần vỏ và đuôi của ngọn lửa. ở phần tối và phần vỏ cũng như đuôi của ngọn lửa , nhiệt độ thấp (700 - 1200 0C), còn ở phần trung tâm của ngọn lửa, nhiệt độ cao và thường không có màu hoặc có màu xanh nhạt. Trong phần này, hỗn hợp khí được đốt tốt nhất và không có các phản ứng thứ cấp. Vì thế trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử, người ta phải đưa mẫu vào phần này để nguyên tử hoá và thực hiện phép đo, tức là nguồn đơn sắc phải chiếu qua phần này của ngọn lửa. Chính vì những đặc điểm cấu tạo của ngọn lửa như vậy mà ta phải khảo sát, chọn chiều cao phù hợp của đèn nguyên tử hoá mẫu sao cho nguồn đơn sắc (ở vị trí cố định) đi qua được phần trung tâm của ngọn lửa. ở đây chúng tôi khảo sát chiều cao của đèn với các nồng độ mẫu khác nhau. Kết quả được trình bày ở bảng 7. Bảng 7: ảnh hưởng của chiều cao đèn nguyên tử hoá mẫu tới chiều cao pic hấp thụ. Nồng độ (ppm) Chiều cao đèn nguyên tử hoá (mm) 0 2 4 5 6 8 10 Hpic Zn (cm) 0,5 1,97 2,10 2,27 2,25 2,22 2,40 2,15 1,0 3,48 3,58 3,92 4.08 4,18 4,25 4,13 2,0 5,67 6,28 6,57 6,62 6,68 6,70 6,60 Hpic Cd (cm) 0,5 0,72 0,75 0,85 0,97 0,93 0,95 0,97 1,0 1,42 1,48 1,68 1,95 1,87 1,92 1,90 2,0 2,83 3,32 3,63 3,70 3,65 3,73 3,67 Với kết quả khảo sát như trên, chúng tôi chọn chiều cao đèn nguyên tử hoá mẫu cho Zn là 8 mm, cho Cd là 5 mm vì ở các điều kiện này, pic thu được có độ nhạy và độ ổn định cao. 3.1.2.3 Tốc độ dẫn mẫu Tốc độ dẫn mẫu cũng là một yếu tố có ảnh hưởng đến cường độ vạch phổ. Trong một hệ thống máy, tốc độ dẫn mẫu chỉ phụ thuộc vào độ nhớt của dung dịch mẫu và đối với phép đo phổ hấp thụ nguyên tử của Zn và Cd, tốc độ dẫn mẫu phù hợp là 5 mL/ phút. 3.1.3 Tóm tắt các điều kiện thực nghiệm đã chọn Từ các kết quả nghiên cứu, khảo sát ở trên, các điều kiện phù hợp để đo phổ hấp thụ nguyên tử của Zn và Cd được tóm tắt lại như sau: Vạch phổ hấp thụ : lZn = 213,9 nm lCd = 228,8 nm Khe đo : 0,5 nm cho cả hai nguyên tố. Cường độ đèn HCL: 9 mA (60% Imax) cho Zn 5 mA (63 % Imax) cho Cd. Thành phần khí tạo ngọn lửa : không khí nén/ acetylen: 4,75/1,15 L/ phút Thời gian đo phổ : 5 giây. Chiều cao đèn nguyên tử hoá mẫu : 8 mm cho Zn 5 mm cho Cd Tốc độ dẫn mẫu : 5mL/ phút. Điều kiện ghi phổ: Tốc độ giấy : 30 mm/ phút Thế ghi : 20 mV. 3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo 3.2.1 ảnh hưởng của các loại và nồng độ axit Để tránh sự thuỷ phân của các muối Cd2+, Zn2+, môi trường của mẫu phải là môi trường axit. Mặt khác, trong quá trình xử lí mẫu, chúng tôi sử dụng các axit HCl và HNO3. Chính vì vậy, chúng tôi nghiên cứu ảnh hưởng của các axit này với các nồng độ khác nhau lên cường độ vạch phổ của nguyên tố phân tích. Nói chung, nồng độ axit trong dung dịch mẫu luôn có ảnh hưởng đến cường độ vạch phổ của nguyên tố phân tích. Các axit khó bay hơi thường làm giảm nhiều cường độ vạch phổ của nguyên tố phân tích. Các axit dễ bay hơi gây ảnh hưởng ít hơn. Mẫu được khảo sát có nồng độ Zn, Cd là 1 ppm. Bảng 7 đưa ra là kết quả khảo sát thu được của 3 lần đo. Bảng 7: ảnh hưởng của các loại và nồng độ axit tới cường độ vạch phổ. Nồng độ axit(%) 0 1 2 3 4 5 Hpic Zn (cm) HCl 4,17 4,18 4,13 4,12 4,08 4,07 HNO3 4,05 4,07 4,07 4,07 4,03 4,00 HpicCd (cm) HCl 2,05 2,08 2,07 2,02 2,00 1,95 HNO3 2,08 2,02 2,10 1,98 1,98 1,93 Như vậy, qua xem xét ảnh hưởng của loại và nồng độ axit tới cường độ vạch phổ, chúng tôi chọn axit HCl với nồng độ 1% do nó cho độ ổn định cao. Mặt khác, HCl còn được sử dụng trong quá trình hoà tan mẫu, chính vì vậy chúng tôi chọn HCl 1% làm môi trường cho mẫu. 3.2.2 Khảo sát thành phần nền cho phép đo F - AAS của Zn và Cd Trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử, có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến kết quả phân tích, ngoài các thông số của hệ máy đo phổ, các điều kiện nguyên tử hoá mẫu mà chúng ta đã khảo sát và chọn được điều kiện tối ưu, còn có các ảnh hưởng khác mà điển hình là các ảnh hưởng về phổ,các yếu tố vật lí, hoá học. Các yếu tố này có thể làm tăng hoặc giảm cường độ vạch phổ. Ví dụ như: Sự ion hoá: là một yếu tố vật lí làm giảm cường độ vạch phổ do nó làm giảm số nguyên tử tự do của nguyên tố phân tích trong môi trường hấp thụ tạo ra phổ. Sự kích thích phổ phát xạ: Đồng thời với quá trình ion hoá còn xảy ra sự kích thích phổ phát xạ của các nguyên tử tự do của nguyên tố phân tích dưới tác dụng nhiệt của ngọn lửa. Yếu tố này xuất hiện cũng làm giảm cường độ vạch phổ. Ngoài ra, sự tạo thành các hợp chất bền nhiệt, khó hoá hơi và khó nguyên tử hoá hay khi nguyên tố phân tích tồn tại trong nền của mẫu là những hợp chất bền nhiệt, khó hoá hơi đều làm giảm cường độ vạch phổ. Sự tạo thành các hợp chất dễ hoá hơi và dễ nguyên tử hoá hay sự có mặt của một số chất phụ gia có khả năng hạn chế được ảnh hưởng của sự ion hoá và sự kích thích phổ phát xạ của nguyên tố phân tích cũng làm tăng cường độ vạch phổ. Khi nguyên tố phân tích tồn tại trong nền của mẫu là những hợp chất dễ hoá hơi cũng làm tăng cường độ vạch phổ. Lúc này, các chất nền có tác dụng như một chất mang cho sự hóa hơi của nguyên tố phân tích và làm cho nó được hoá hơi với hiệu suất cao hơn. Ngoài ra, những chất nền phù hợp sẽ tạo độ nhớt ổn định cho dung dịch mẫu, cho kết quả định lượng chính xác hơn. Bảng 9 a: Khảo sát ảnh hưởng nền Hpic (cm) (tb) Loại nền Nồng độ nền (%) 0 0,5 1 2 3 Zn NaAc 4,05 4,23 4,28 4,27 4,23 NH4Ac 4,07 4,13 4,28 4,22 4,15 NH4Cl 4,02 4,02 4,05 4,02 4,02 Cd NaAc 2,07 2,17 2,17 2,18 2,15 NH4Ac 2,08 2,10 2,15 2,08 2,07 NH4Cl 2,05 2,07 2,18 2,17 2,10 Như vậy, có thể thấy, các ảnh hưởng làm giảm cường độ vạch phổ có thể được hạn chế nếu ta thêm vào mẫu những chất nền phù hợp. Đặc biệt, một số chất nền còn có khả năng làm tăng cường độ vạch phổ. Chính vì vậy, chúng tôi khảo sát một số chất nền thường dùng cho phép đo phổ F -AAS, đó là NH4Cl, NaCH3COO (NaAc), NH4CH3COO (NH4Ac) . Các nền này được khảo sát với các nồng độ từ 0,5 - 3%. Mẫu nghiên cứu có nồng độ Zn, Cd là 1ppm trong HCl 1%. Kết quả khảo sát (bảng 9 a) cho thấy cả NaAc và NH4Ac đều làm tăng độ nhạy của phép đo, tuy nhiên NH4Ac với nồng độ 1% cho độ ổn định cao. Chính vì vậy, chúng tôi chọn nền cho mẫu phân tích là NH4Ac 1%. Khi sử dụng NH4Ac làm nền cường độ vạch phổ thu được có độ ổn định cao, tuy nhiên do trong mẫu luôn tồn tại rất nhiều các cation lạ có thể làm giảm cường độ vạch phổ mà NH4Ac không thể loại trừ được ảnh hưởng của chúng. Trong trường hợp này, LaCl3 là một chất phụ gia phù hợp, nó có khả năng loại trừ ảnh hưởng của các ion lạ. Vì mục đích này, chúng tôi khảo sát hỗn hợp nền NH4Ac và LaCl3. Mẫu được sử dụng để khảo sát có nồng độ Zn, Cd 1ppm trong môi trường HCl 1% và NH4Ac 1% (bảng 9b). Bảng 9 b: ảnh hưởng của hỗn hợp nền NH4Ac và LaCl3 Nồng độ LaCl3 (%) 0 0,5 1 2 3 Đo lần 1 HpicZn Đo lần 2 Đo lần 3 Trung bình 4,05 4,15 4,25 4,10 4,10 4,10 4,10 4,25 4,15 4,05 4,10 4,15 4,20 4,10 4,10 4,08 4,13 4,23 4,12 4,08 Đo lần 1 HpicCd Đo lần 2 Đo lần 3 Trung bình 2,00 2,00 2,15 2,05 2,10 2,00 2,05 2,15 2,05 2,00 2,00 2,05 2,15 2,00 2,00 2,00 2,03 2,15 2,03 2,03 Do đạt độ nhạy và độ ổn định cao, chúng tôi chọn hỗn hợp NH4Ac 1% và LaCl3 1% làm nền cho mẫu phân tích Zn, Cd. 3.3 Khảo sát sơ bộ thành phần của mẫu tỏi và thuốc chế biến từ tỏi Trong dung dịch mẫu phân tích, ngoài nguyên tố cần xác định, thường còn chứa nhiều nguyên tố khác. Các nguyên tố này tồn tại dưới dạng các anion hoặc cation tan trong dung dịch mẫu. Chúng có thể làm tăng, giảm hoặc không gây ảnh hưởng tới cường độ vạch phổ của nguyên tố phân tích. Vì vậy, chúng tôi tiến hành khảo sát và sơ bộ định lượng thành phần có trong mẫu tỏi và các thuốc chế biến từ tỏi, qua đó xem xét ảnh hưởng của chúng tới cường độ vạch phổ của Zn, Cd. Mẫu tỏi sử dụng để khảo sát sơ bộ được trồng ở Gia Lương - Hà Bắc. Mẫu thuốc tỏi Dogarlic do Công ty Xuất nhập khẩu Y tế Đồng Tháp sản xuất. Mỗi mẫu cân 2g, sau khi xử lí bằng phương pháp tro hoá ướt, được định mức thành 25 ml. Để xác định các kim loại kiềm và kiềm thổ, chúng tôi sử dụng phép đo phổ phát xạ nguyên tử AES, còn các kim loại khác được đo bằng phổ hấp thụ nguyên tử F-AAS. Kết quả khảo sát như sau (Bảng 10): Bảng 10: Kết quả khảo sát sơ bộ các nguyên tố có trong mẫu Cation Mẫu tỏi tươi (mg/g) Mẫu thuốc tỏi (Dogarlic) (mg/g) K+ 1559 3795 Na+ 93,75 1365 Ca2+ 115,9 77,6 Mg2+ 171,7 255,3 Cu2+ 3,81 5,10 Pb2+ 3