Luận văn Nghiên cứu động học trắc quang xác định hàm lượng nitrit trong mẫu nước ngầm và thực phẩm

ăng nồng độ MB độ hấp thụ quang trong cả hai phản ứng (phản ứng nền và phản ứng có xúc tác) đều tăng lên. Sự chênh lệch của độ hấp thụ quang giữa mẫu nền và mẫu có ảnh hưởng NO2 - (deltaA) tăng cùng với sự tăng nồng độ MB cho đến 1,2. 10 -5 M và gần như giữ nguyên từ 1,2.10-5 - 1,6.10-5 M. Nồng độ cuối của MB được chọn là 1,2.10-5 M . Như vậy, sau khi khảo sát điều kiện tối ưu, nồng độ các chất khi tiến hành phân tích là : H2SO4 0,15M, KBrO3 2.10 -3 M; của MB 1,2.10-5 M nhiệt độ khoảng 25 ± 20C. Khảo sát khoảng tuyến tính (nồng độ MB là 1,2.10 -5 M) Chuẩn bị 12 bình định mức dung tích 25ml, đánh số từ 1 đến 12: Lần lượt cho vào các bình: 5ml H2SO4 0,75M sau đó thêm vào các bình như sau: + Bình 1: 2,5ml KBrO3 2.10 -2 M + Bình 2-12: 2,5ml KBrO3 2.10 -2 M thêm NO2 - có nồng độ thay đổi từ 2 – 100 ppm. Cuối cùng thêm vào tất cả các bình 2 ml MB 1,5.10 -4 M thêm nước cất đến vạch, lắc đều. Sau 1 phút kể từ khi thêm MB đo độ hấp thụ quang của các LuËn v¨n th¹c sÜ Ho¸ ph©n tÝch – K15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 33 dung dịch tại  = 664 nm với dung dịch so sánh là axit H2SO4 0,15M. Kết quả được trình bày trong bảng 5 và biểu diễn trên hình 7. Bảng 6: Khảo sát khoảng tuyến tính khi nồng độ MB là 1,2.10 -5 M . (Trong đó nồng độ cuối: MB là 1,2.10-5 M; H2SO4 0,15M, KBrO3 2.10 -3 M ) CNO2 (ppm) A DeltaA CNO2 (ppm) A DeltaA A 0 0,5024 30 0,1346 0,3678 2 0,4791 0,0103 35 0,1176 0,3848 5 0,4606 0,0418 40 0,113 0,3894 10 0,3722 0,1402 60 0,1096 0,3928 15 0,292 0,2204 80 0,1054 0,397 20 0,2221 0,2903 100 0,1001 0,4023 0 20 40 60 80 100 0.0 .1 0.2 0.3 0.4 de lta A nong do nitrit (ppm) Hình 7: Khảo sát khoảng tuyến tính (nồng độ MB là 1,2.10-5 M) . Khoảng nồng độ xây dựng đường chuẩn khi xác định NO2 - bằng thuốc thử MB 1,2. 10-5 là 5 ppm – 30ppm. LuËn v¨n th¹c sÜ Ho¸ ph©n tÝch – K15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 34 * Kết luận: Với phương pháp nghiên cứu trên ta thấy rằng phương pháp có ưu, nhược điểm sau đây: - Ưu điểm: + Phương pháp này xác định được nitrit với hàm lượng tương đối lớn (5 – 30 ppm). + Phương pháp này có thể tiến hành được trong điều kiện bình thường. - Nhược điểm: + Trong phản ứng nền khi có mặt của chất xúc tác là nitrit thì bước sóng hấp thụ cực đại của MB trong môi trường axit bị dịch chuyển. Do đó khi tiến hành đo A ở bước sóng cố định sẽ gây ra sai số. + Khoảng tuyến tính giữa hiệu số độ hấp thụ quang (của phản ứng nền với phản ứng có xúc tác) theo nồng độ của nitrit hẹp (5ppm – 30ppm). Khoảng tuyến tính này không lớn nên khó có thể ứng dụng cho phân tích các mẫu thưc tế. Vì vậy, chúng tôi nghiên cứu sử dụng phản ứng chỉ thị khác để định lượng nitrit. 3.1.2. Xác định NO2 - bằng phương pháp động học xúc tác trắc quang với thuốc thử metyl đỏ. 3.1.2.1. Phổ hấp thụ của sản phẩm phản ứng chỉ thị. Chuẩn bị 4 bình định mức dung tích 25 ml, đánh số từ 1 đến 4: Lần lượt cho vào các bình: 2,5ml H2SO4 3M sau đó thêm vào mỗi bình như sau: + Bình 1: Mẫu trắng. + Bình 2: 0,3ml KBrO3 0,02M và 5ml KNO3 1M + Bình 3: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M và 2,5ml NO2 - 5 ppm + Bình 4: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M và 5ml NO2 - 5 ppm Cuối cùng thêm vào tất cả các bình 2ml MR 1,375. 10 -4 M, thêm nước cất đến vạch mức, lắc đều. Ghi lại phổ hấp thụ của các dung dịch từ 1 đến 4 với dung dịch so sánh là axit có nồng độ 0,3M sau 50 giây kể từ khi thêm MR ở dải bước sóng từ 400 nm đến 700 nm. Kết quả phổ hấp thụ quang của 4 dung dịch được biểu diễn ở hình 8. LuËn v¨n th¹c sÜ Ho¸ ph©n tÝch – K15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 35 Đường (1) phổ hấp thụ của dung dịch MR và H2SO4 Đường (2) phổ hấp thụ của dung dịch MR; H2SO4 ; KBrO3; KNO3 Đường (3) phổ hấp thụ của dung dịch MR; H2SO4 ; KBrO3 KNO3; NO2 - 0,5ppm Đường (4) phổ hấp thụ của dung dịch MR; H2SO4 ; KBrO3, KNO3; NO2 - 1 ppm Hình 8 : Phổ hấp thụ quang của dung dịch MB khi có mặt H2SO4 ; KBrO3; KNO3 và NO2 - (Trong đó nồng độ cuối: MR 1,1 × 10-5 M, H2SO4 0,3M; KBrO3 2,6. 10 -4 , KNO3 0,2M; NO2 - 0,5ppm và 1ppm). MR là thuốc thử màu đỏ, có bước sóng hấp thụ cực đại tại =520 nm trong môi trường axit mạnh (đường 1). Thực nghiệm cho thấy, khi có mặt KBrO3 thì mật độ quang (A) giảm (đường 2) chứng tỏ phản ứng có xảy ra. Khi giữ nguyên nồng độ KBrO3 và cho thêm nitrit với nồng độ khác nhau 0,5ppm (đường 3) và NO2 - 1ppm (đường 4) khi càng tăng nồng độ của nitrit thì A của sản phẩm phản ứng chỉ thị giảm càng nhanh mà không làm chuyển dịch cực đại. Do đó trong các thí nghiệm tiếp theo chúng tôi chọn bước sóng =520 nm để đo sự giảm độ hấp thụ quang. 3.1.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian phản ứng. Chuẩn bị 4 bình định mức dung tích 25 ml, đánh số từ 1 đến 4: Lần lượt cho vào các bình: 2,5ml H2SO4 3M sau đó thêm vào mỗi bình như sau: + Bình 1: Mẫu trắng + Bình 2: 0,3ml KBrO3 0,02M và 5ml KNO3 1M 1 2 3 4 LuËn v¨n th¹c sÜ Ho¸ ph©n tÝch – K15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 36 + Bình 3: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M và 2,5ml NO2 - 5 ppm + Bình 4: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M và 5ml NO2 - 5 ppm Cuối cùng thêm vào tất cả các bình 2 ml MR 1,375. 10 -4 M, thêm nước cất đến vạch mức, lắc đều. Theo dõi độ hấp thụ quang của dung dịch tại  = 520 nm sau 50 giây kể từ khi thêm MR với dung dịch so sánh là axit H2SO4 trong khoảng thời gian là 10 phút. Kết quả thu được như hình 9. Hình 9: Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang theo thời gian (Trong đó nồng độ cuối: MR 1,1 × 10-5 M, H2SO4 0,3M; KBrO3 2,6. 10 -4 , KNO3 0,2M; NO2 - 0,5ppm và 1ppm). Đường 1: khảo sát độ hấp thụ quang của dung dịch hỗn hợp MR và H2SO4 Đường 2: khảo sát độ hấp thụ quang của dung dịch hỗn hợp MR và H2SO4 có thêm KBrO3 Đường 3 và 4 : khảo sát độ hấp thụ quang của dung dịch hỗn hợp MR và H2SO4 có thêm KBrO3 và nitrit nồng độ lần lượt là 0,5 ppm; 1ppm Kết quả cho thấy khi có mặt KBrO3 thì phản ứng xảy ra với tốc độ chậm và đạt trạng thái cân bằng sau khoảng 6 phút (đường 2). Còn khi có mặt của nitrit thì phản ứng xảy ra nhanh, nhanh đạt tới trạng thái cân bằng (đường 1 2 3 4 LuËn v¨n th¹c sÜ Ho¸ ph©n tÝch – K15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 37 3,4). Nồng độ nitrit càng lớn thì phản ứng xảy ra càng nhanh. Vì vậy ở các thí nghiệm sau để đo sự biến thiên độ hấp thụ quang chúng tôi chọn đo theo phương pháp thời gian ấn định ở 50s kể từ khi thêm thuốc thử MR vào dung dịch đã có các tác nhân phản ứng khác (được xem là thời điểm t=0). 3.1.2.3. Ảnh hưởng của nồng độ BrO3 - đến phản ứng xúc tác. Ảnh hưởng của nồng độ cuối BrO3 - được khảo sát ở khoảng 1,6. 10-4M - 3,2.10 -4 M khi cố định các tác nhân khác. Chuẩn bị 12 bình định mức dung tích 25 ml, đánh số từ 1 đến 12. Lần lượt cho vào mỗi bình: 2,5ml H2SO4 3M sau đó thêm vào mỗi bình như sau: + Bình từ 1-6: 5ml KNO3 1M (không có NO2 - ) thêm KBrO3 có nồng độ tăng dần từ 1,6. 10-4 - 3,2.10-4 M. + Bình từ 7-12: 5ml KNO3 1M thêm 2,5ml NO2 - 5 ppm và KBrO3 có nồng độ tăng dần từ 1,6. 10-4 - 3,2.10-4 M. Cuối cùng thêm vào tất cả các bình 2 ml MR 1,375. 10-4 M thêm nước cất đến vạch, lắc đều. Sau 50 giây kể từ khi thêm MR đo độ hấp thụ quang của các dung dịch tại =520 nm với dung dịch so sánh là axit. Kết quả được trình bày trong bảng 7 và biểu diễn trên đồ thị hình 10. Bảng 7: Kết quả ảnh hƣởng của nồng độ BrO3 - đến phản ứng xúc tác Nồng độ - (x 104) M Anền A (có NO2 - ) Delta A 1,6 0,3527 0,2984 0,0543 1,8 0,3465 0,2867 0,0598 2 0,3402 0,2668 0,0734 2,6 0,3298 0,2546 0,0752 3 0,3209 0,2509 0,0700 3,2 0,3107 0,2467 0,0640 Trong đó nồng độ cuối: MR 1,1 × 10-5 M, H2SO4 0,3M; KNO3 0,2M; NO2 - 0,5ppm. LuËn v¨n th¹c sÜ Ho¸ ph©n tÝch – K15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 38 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 Ab s nong do KBrO 3 .10 4 (M) A nen A có nitrit Delta A Hình 10: Ảnh hưởng của nồng độ BrO3 - đến phản ứng xúc tác. Kết quả ở hình 10 cho thấy với phản ứng nền khi nồng độ BrO3 - tăng thì độ hấp thụ quang giảm theo sự tăng của nồng độ đầu BrO3 - . Khi có mặt nitrit, tăng nồng độ BrO3 - từ 1,6.10-4 M đến 2,0.10-4 M thì độ hấp thụ quang giảm nhanh hơn sau đó có giảm nhưng chậm nên sự chênh lệch của độ hấp thụ quang (deltaA) giữa phản ứng nền và phản ứng xúc tác (mẫu có ảnh hưởng NO2 - ) tăng dần đến nồng độ KBrO3 2,6. 10 -4 M. Khi nồng độ KBrO3 cao hơn thì hiệu số độ hấp thụ quang không thay đổi nữa. Vì thế nồng độ cuối của KBrO3 2,6. 10 -4 M được chọn làm nồng độ tối ưu để tiến hành các phản ứng tiếp theo. 3.1.2.4. Ảnh hưởng của nồng độ NO3 - đến phản ứng xúc tác. Kết quả thực nghiệm cho thấy phản ứng xúc tác có mặt NO3 - thì cho kết quả ổn định hơn là không có NO3 - . Điều này do sự tăng nồng độ NO3 - dẫn đến tăng lực ion của dung dịch, NO3 - được xem là chất thường đi kèm với nitrit trong các đối tượng phân tích. Ảnh hưởng của nồng độ cuối NO3 - được khảo sát ở khoảng 0,05 – 0,3M khi cố định các tác nhân khác. Chuẩn bị 10 bình định mức dung tích 25 ml, đánh số từ 1 đến 10. Lần lượt cho vào mỗi bình: 2,5ml H2SO4 3M sau đó thêm vào mỗi bình như sau: LuËn v¨n th¹c sÜ Ho¸ ph©n tÝch – K15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 39 + Bình từ 1 – 5: 0,3ml KBrO3 0,02M (không có NO2 - ) thêm KNO3 có nồng độ tăng dần từ 0,05 – 0,3M. + Bình từ 6 – 10: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 2,5ml NO2 - 5 ppm và KNO3 có nồng độ tăng dần từ 0,05 – 0,3M. Cuối cùng thêm vào tất cả các bình 2 ml MR 1,375. 10-4 M thêm nước cất đến vạch, lắc đều. Sau 50s kể từ khi thêm MR đo độ hấp thụ quang của các dung dịch tại =520 nm với dung dịch so sánh là axit. Kết quả được trình bày trong bảng 8 và biểu diễn trên đồ thị hình 11. Bảng 8. Kết quả ảnh hƣởng của nồng độ NO3 - đến phản ứng xúc tác Trong đó nồng độ cuối: MR 1,1 × 10-5 M, H2SO4 0,3M; KBrO3 2,6. 10 -4 ; NO2 - 0,5ppm. Nồng độ KNO3(M) Anền A (có NO2 - ) Delta A 0,05 0,3537 0,2995 0,0542 0,1 0,3529 0,2890 0,0639 0,2 0,3498 0,2795 0,0703 0,25 0,3516 0,2768 0,0748 0,3 0,3524 0,2840 0,0684 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 Ab s nong do nitrat (M) A trang A có nitrit delta A Hình 11. Ảnh hưởng của nồng độ NO3 - đến phản ứng xúc tác. LuËn v¨n th¹c sÜ Ho¸ ph©n tÝch – K15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 40 Kết quả ở hình 11 cho thấy khi thay đổi nồng độ NO3 - thì độ hấp thụ quang của phản ứng không có mặt NO2 - (phản ứng nền) và phản ứng có mặt NO2 - 0,5 ppm (phản ứng có xúc tác NO2 -) trong khoảng thời gian ấn định 50s thay đổi không đáng kể. Sự chênh lệch của độ hấp thụ quang (deltaA) giữa mẫu nền và mẫu có ảnh hưởng NO2 - tăng dần đến nồng độ KNO3 khoảng 0,2M – 0,23M, sau đó giảm khi nồng độ KNO3 cao hơn. Vì thế nồng độ cuối của KNO3 0,2M được chọn làm nồng độ tối ưu để tiến hành các phản ứng tiếp theo. 3.1.2.5. Ảnh hưởng của axit đến phản ứng mất màu của MR. Ảnh hưởng của nồng độ cuối axit sunfuric đã được khảo sát trong khoảng nồng độ 0,1M– 0,4 M khi cố định các tác nhân khác. Chuẩn bị 10 bình định mức dung tích 25ml, đánh số từ 1 đến 10: Lần lượt cho vào mỗi bình: 2,5ml H2SO4 3M sau đó thêm vào mỗi bình như sau: + Bình từ 1 – 5: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M (không có NO2 - ) và H2SO4 có nồng độ tăng dần từ 0,1 – 0,4 M. + Bình từ 6 – 10: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M và 2,5ml NO2 - thêm 5ppm+ H2SO4 có nồng độ tăng dần từ 0,1M–0,4 M. Cuối cùng thêm vào tất cả các bình 2 ml MR 1,375. 10-4M thêm nước cất đến vạch, lắc đều. Sau 50 giây kể từ khi thêm MR đo độ hấp thụ quang của các dung dịch tại =520 nm với dung dịch so sánh là axit H2SO4 có nồng độ tương ứng từ 0,1M– 0,4M. Kết quả được trình bày trong bảng 9 và biểu diễn trên đồ thị hình 12. Bảng 9: Kết quả ảnh hƣởng của nồng độ axit đến phản ứng mất màu của MR Nồng độ H2SO4 (M) Anền A (có NO2 - ) DeltaA 0,1 0,3427 0,2848 0,0579 0,2 0,3420 0,2808 0,0612 0,3 0,3389 0,2721 0,0668 0,35 0,3368 0,2703 0,0665 0,4 0,3301 0,2692 0,0609 (Trong đó nồng độ cuối: MR 1,1 × 10-5 M; KBrO3 2,6. 10 -4 , KNO3 0,2M; NO2 - 0,5ppm ). LuËn v¨n th¹c sÜ Ho¸ ph©n tÝch – K15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 41 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 Ab s nong do H 2 SO 4 (M) A nen A có nitrit delta A Hình 12: Ảnh hưởng của axit đến phản ứng mất màu của MR Hình 12 cho thấy rằng, sự chênh lệch của độ hấp thụ quang giữa mẫu nền và mẫu có ảnh hưởng NO2 - (delta A) tăng nhanh theo sự tăng của nồng độ axit sunfuric cho đến 0,27 M, khi nồng độ axit tới 0,3M thì giá trị delta A gần như không đổi. Vì thế, nồng độ cuối của axit được chọn để sử dụng trong phương pháp là 0,3M. 3.1.2.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ nhạy Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ nhạy được khảo sát trong khoảng 5-400C. Chuẩn bị 14 bình định mức dung tích 25ml, đánh số từ 1 đến 14: Lần lượt cho vào các bình: 2,5ml H2SO4 3M sau đó thêm vào các bình như sau: + Bình 1 – 7: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M + Bình 8 – 14: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M và NO2 - 0,5 ppm Tiếp theo, với từng cặp bình 1+8; 2+9; 3+10; 4+11; 5+12; 6+13; 7+14 lần lượt được điều nhiệt ở nhiệt độ tương ứng là 50C, 100C, 150C, 250C, 30 0 C, 35 0 C, 40 0 C. Cuối cùng thêm vào tất cả các bình 2 ml MR 1,375. 10 -4 M, thêm nước cất đến vạch mức, lắc đều. Theo dõi độ hấp thụ quang của dung dịch tại  = 520 nm sau 50 giây kể từ khi thêm MR với dung dịch so sánh là LuËn v¨n th¹c sÜ Ho¸ ph©n tÝch – K15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 42 axit H2SO4 0,3M. Kết quả thu được trong bảng 10 và được biểu diễn trên hình 13 . Bảng 10: Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng T 0 C Anền Akhi có NO2 DeltaA 5 0,3654 0,2917 0,0737 10 0,3559 0,2835 0,0724 15 0,3419 0,2730 0,0689 25 0,3367 0,2719 0,0648 30 0,3268 0,2643 0,0625 35 0,3120 0,2601 0,0519 40 0,2956 0,2598 0,0358 (Trong đó nồng độ cuối: MR 1,1 × 10-5 M, H2SO4 0,3M; KBrO3 2,6. 10 -4 , KNO3 0,2M; NO2 - 0,5 ppm). 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0.05 .10 .15 0.20 0.25 0.30 0.35 A nen A có nitrit delta A Ab s nhiet do ( 0 C) Hình 13: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ nhạy Qua đồ thị ta thấy rằng tại nhiệt độ 150C - 250C đạt được deltaA cao nhất; nhiệt độ được chọn để tiện tiến hành phản ứng là nhiệt độ phòng khoảng 25 ± 2 0 C. LuËn v¨n th¹c sÜ Ho¸ ph©n tÝch – K15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 43 3.1.2.7. Ảnh hưởng của nồng độ MR đến độ nhạy của phép phân tích. Nồng độ của thuốc thử MR có thể gây ảnh hưởng đến khoảng tuyến tính trên đường chuẩn của NO2 - nên tùy thuộc vào lượng thuốc thử dư dẫn đến sự thay đổi của khoảng tuyến tính. Nồng độ MR được tối ưu hóa bằng cách cho biến thiên trong khoảng từ 0,5 × 10-5 M đến 1,6 × 10-5 M. Chuẩn bị 12 bình định mức dung tích 25 ml, đánh số từ 1 đến 12. Lần lượt cho vào mỗi bình: 2,5ml H2SO4 3M sau đó thêm vào mỗi bình như sau: + Bình từ 1 – 6: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M (không có NO2 - thêm MR có nồng độ tăng dần từ 0,5.10-5 M đến 1,6.10-5 M. + Bình từ 7 – 12: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M và 2,5ml NO2 - 5 ppm thêm MR có nồng độ tăng dần từ 0,5.10-5 M đến 1,6.10-5 M. Cuối cùng thêm nước cất đến vạch định mức, lắc đều. Sau 50 giây kể từ khi thêm MR đo độ hấp thụ quang của các dung dịch tại =520 nm với dung dịch so sánh là axit H2SO4 0,3M. Kết quả được trình bày trong bảng 11 và biểu diễn trên đồ thị hình 14. Bảng 11: Ảnh hƣởng của nồng độ MR đến phép phân tích. Nồng độ MR x 105(M) Anền A (có NO2 - ) DeltaA 0,5 0,1504 0,0773 0,0325 0,8 0,2493 0,1936 0,0557 1 0,3022 0,2324 0,0688 1,1 0,3289 0,2583 0,0740 1,4 0,4269 0,3564 0,0712 1,6 0,4954 0,450 0,0454 (Trong đó nồng độ cuối:H2SO4 0,3M; KBrO3 2,6. 10 -4 , KNO3 0,2M; NO2 - 0,5ppm). LuËn v¨n th¹c sÜ Ho¸ ph©n tÝch – K15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 44 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 de lta A nong do MR.10 5 A nen A co nitrit delta A Hình 14: Khảo sát nồng độ tối ưu của MR đến phép phân tích. Các kết quả được chỉ ra trong hình 14 cho thấy Khi tăng nồng độ MR độ hấp thụ quang trong cả hai phản ứng (phản ứng nền và phản ứng có xúc tác) đều tăng lên. Sự chênh lệch của độ hấp thụ quang giữa mẫu nền và mẫu có ảnh hưởng NO2 - (deltaA) tăng cùng với sự tăng nồng độ MR cho đến 1,1. 10 -5 M và gần như giữ nguyên từ 1,1.10-5 - 1,35.10-5 M, sau đó giảm khi nồng độ MR cao hơn. Nồng độ cuối của MR được chọn là 1,1.10-5 M . Như vậy, sau khi khảo sát điều kiện tối ưu, nồng độ các chất khi tiến hành phân tích là: : MR 1,1 × 10 -5 M, H2SO4 0,3M; KBrO3 2,6. 10 -4 , KNO3 0,2M; nhiệt độ khoảng 25 ± 20C. Khảo sát khoảng tuyến tính (nồng độ MR là 1,1.10 -5 M) Chuẩn bị 14 bình định mức dung tích 25ml, đánh số từ 1 đến 14: Lần lượt cho vào các bình: 2,5ml H2SO4 3M sau đó thêm vào các bình như sau: + Bình 1: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M + Bình 2-14: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M và NO2 - có nồng độ thay đổi từ 0,01 – 1,5 ppm. Cuối cùng thêm vào tất cả các bình 2 ml MR 1,375. 10 -4 M, thêm nước cất đến vạch mức, lắc đều. Theo dõi độ hấp thụ quang của dung dịch tại LuËn v¨n th¹c sÜ Ho¸ ph©n tÝch – K15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 45  = 520nm sau 50 giây kể từ khi thêm MR với dung dịch so sánh là axit H2SO4 0,3M. Kết quả thu được trong bảng 12. Bảng 12: Khảo sát khoảng tuyến tính khi nồng độ MR là 1,1.10 -5 M . CNO2 (mg/l)(g/l) A DeltaA CNO2 (mg/l) A DeltaA A 0 0,3982 0 1,0 0,2310 0,1672 0,01 0,3980 0,0002 1,2 0,2042 0,1940 0,03 0,3979 0,0030 1,5 0,1642 0,2340 0,05 0,3899 0,0083 1,6 0,1582 0,240 0,1 0,3766 0,0216 1,8 0,1552 0,2430 0,5 0,3192 0,0790 2,0 0,1472 0,2510 (Trong đó nồng độ cuối: MR 1,1 × 10-5 M, H2SO4 0,3M; KBrO3 2,6. 10 -4 M, KNO3 0,2M). 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 0.00 0.05 .10 0.15 0.20 0.25 de lta A nong do nitrit (ppm) Hình 15: Khảo sát khoảng tuyến tính (nồng độ MR là 1,1.10-5 M) . Sử dụng phần mềm Origin xử lý thống kê số liệu, thu được đường chuẩn như hình 16. LuËn v¨n th¹c sÜ Ho¸ ph©n tÝch – K15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 46 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 Y = A + B * X Parameter Value Error --------------------------- A 0.00195 0.00277 B 0.16152 0.00377 ---------------------------- R SD N P --------------------------- 0.99918 0.00392 5 <0.0001 de lta A nong do nitrit (mg/l) Hình 16: Đường chuẩn xác định NO2 - khi nồng độ MR là 1,1.10-5 M . Khoảng nồng độ xây dựng đường chuẩn khi xác định NO2 - bằng thuốc thử MR 1,1. 10 -5 là 0,03 ppm – 1,2 ppm Với a= 0,00195, Sa= 0,00277, b = 0,16152, Sb = 0,00377, t(0,95; 3) = 2,353 Phương trình hồi quy dạng đầy đủ: ΔA = (0,00195±0,00651) + (0,16152±0,00887) . CNO2 - Trong đó CNO2 là nồng độ của nitrit . Kiểm tra sự sai khác của a với giá trị 0: Phương trình hồi quy có dạng ΔA = (0,00195±0,00277) + (0,16152±0,00377) . CNO2 Nếu coi a = 0 ta có phương trình A = b’ CNO2 -, thay các giá trị A, CNO2 - tương ứng vào tính được b’tb= 0,17377 522 2 10.53464,1 2 )( 2 )ˆ(          n bxay n yy S iiii y LuËn v¨n th¹c sÜ Ho¸ ph©n tÝch – K15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 47 3 )( 3 )ˆ( 2'2'2'        n xby n yy S iiii y = 1,1148.10 -5 Ta có Ftính=    5 5 2 ' 2 10.11478,1 10.53464,1 y y S S 1,3766 F(0,95;3;2) = 2,1916 Như vậy, Ftính < Fbảng nên không có sự khác nhau có ý nghĩa thống kê giữa a và 0, tức là phương pháp không mắc sai số hệ thống. Tính giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng Giới hạn phát hiện (LOD): là nồng độ thấp nhất của chất phân tích mà hệ thống phân tích còn cho tín hiệu phân tích khác có nghĩa với tín hiệu mẫu trắng hay tín hiệu nền. Giới hạn định lượng (LOQ): là nồng độ thấp nhất của chất phân tích mà hệ thống phân tích định lượng được với tín hiệu phân tích khác có ý nghĩa định lượng với tín hiệu của mẫu trắng hay tín hiệu của nền. + Giới hạn phát hiện (LOD): LOD = b S y3 =  16152,0 00392,0.3 0,073 (ppm) Sy là độ lệch chuẩn phương trình hồi quy. + Giới hạn định lượng (LOQ): LOQ =  16152,0 00392,0.1010 b S y 0,24 (ppm) 3.1.2.8. Ảnh hưởng của các ion lạ tới phép phân tích. Các ion cản ảnh hưởng tới phương pháp xác định có thể chia ra làm các nhóm sau: - Ảnh hưởng của các chất oxi hoá có phản ứng với metyl đỏ: IO3 - , IO4 - , SO3 2- - Ảnh hưởng của các chất có tính khử có khả năng xúc tác tương tự như nitrit - Ảnh hưởng của các chất có khả năng phản ứng với nitrit. LuËn v¨n th¹c sÜ Ho¸ ph©n tÝch – K15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 48 Theo tài liệu mà chúng tôi tham khảo [24] được thì phép xác định NO2 - bị ảnh hưởng của các ion SCN-, Fe3+,Cl-, I-, SO3 2- , Hg 2+ , Ag + ...sẽ bị kết tủa trong điều kiện phản ứng. Các ion có màu cũng gây ảnh hưởng đến phép xác định. Tuy nhiên, với mục đích xác định hàm lượng nitrit trong thực phẩm và nước ngầm chúng tôi chỉ khảo sát ảnh hưởng của những ion sau: Cl-, I-, SO3 2- ,SCN - . Tiến hành khảo sát ảnh hưởng của các ion cản bằng cách tăng dần hàm lượng ion cản như ở bảng trong khi cố định nồng độ NO2 - là 0,1 mg NO2 - /l, thêm vào đó 2,5ml H2SO4 3M; 0,3ml KBrO3 0,02M; 5ml KNO3 1M cuối cùng thêm vào tất cả các bình 2ml MR 1,375.10 -4M, thêm nước cất đến vạch mức, lắc đều. Theo dõi độ hấp thụ quang của dung dịch tại  = 520 nm sau 50 giây kể từ khi thêm MR với dung dịch so sánh là axit H2SO4 0,3M. Kết quả thu được trong bảng 13. Bảng 13: Ảnh hƣởng của các ion cản đến phép xác định NO2 - (Nồng độ NO2 - là 0,1 ppm). I - CI - (mg/l) 0,01 0,05 0,1 0,2 0,4 1,0 A nền 0,3901 0,3901 0,3901 0,3901 0,3901 0,3901 A có nitrit 0,3598 0,3598 0,3598 0,3598 0,3598 0,3598 A có ion cản 0,3589 0,3566 0,3549 0,3509 0,3469 0,3414 Saisố (%) 3,7% 10,56% 16,17% 29,37% 42,57% 60,79% Cl - CCl - (mg/l) 0,1 1,0 2,0 5,0 25 50 A nền 0,3856 0,3856 0,3856 0,3856 0,3856 0,3856 A có nitrit 0,3548 0,3548 0,3548 0,3548 0,3548 0,3548 A có ion cản 0,3541 0,3511 0,3517 0,3506 0,3499 0,3468 Saisố (%) 2,3% 12,01% -10,06% 13,63% 15,9% 26% SCN - CSCN - (mg/l) 0,002 0,004 0,005 0,01 0,05 0,1 A nền 0,3897 0,3897 0,3897 0,3897 0,3897 0,3897 A có nitrit 0,3596 0,3596 0,3596 0,3596 0,3596 0,3596 A có ion cản 0,3618 0,3618 0,3618 0,3618 0,3618 0,3618 Saisố (%) -12,55% -14,7% -16,93% -37% -47,33% -67,09% SO3 2- CSO3 2- (mg/l) 0,01 0,05 0,1 0,2 0,4 1,0 A nền 0,3820 0,3820 0,3820 0,3820 0,3820 0,3820 A có nitrit 0,3518 0,3518 0,3518 0,3518 0,3518 0,3518 A có ion cản 0,3506 0,3506 0,3506 0,3506 0,3506 0,3506 Saisố (%) 3,97% 11% 13,91% 23,18% 31,79% 36,75% LuËn v¨n th¹c sÜ Ho¸ ph©n tÝch – K15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 49 Với sai số của phương pháp xác định khoảng 15% thì ngưỡng ảnh hưởng như sau: Khi hàm lượng các ion cản gấp NO2 - : 1 lần với I-, SO3 2- ; 250 lần với Cl - ; 0.5 lần với SCN- ; 50 lần với Fe3+ thì bắt đầu gây ảnh hưởng đến phép xác định. 3.2. Đánh giá độ chính xác (độ đúng và độ chụm) của phƣơng pháp Chuẩn bị 7 bình định mức dung tích 25 ml, đánh số từ 1 đến 7: Lần lượt cho vào các bình: 2,5ml H2SO4 3M sau đó thêm vào các bình như sau: + Bình 1: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M (mẫu trắng) + Bình 2-7: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M và NO2 – ở 2 mức nồng độ là 0,3ppm và 0,5 ppm. Cuối cùng thêm vào tất cả các bình 2 ml MR 1,375. 10 -4 M, thêm nước cất đến vạch mức, lắc đều. Theo dõi độ hấp thụ quang của dung dịch tại  = 520 nm sau 50 giây kể từ khi thêm MR với dung dịch so sánh là axit H2SO4 0,3M. Kết quả được trình bày trong bảng 14 và 15 : Bảng 14: Đánh giá độ lặp lại của phƣơng pháp qua mẫu tự tạo (Trong đó nồng độ cuối: MR 1,1 × 10-5 M, H2SO4 0,3M; KBrO3 2,6. 10 -4 , KNO3 0,2M; nồng độ NO2 – 0,30 ppm) Mẫu Anền Acó nitrit deltaA Hàm lượng NO2 - tìm thấy (ppm) 1 0,2928 0,2474 0,0454 0,27 2 0,2928 0,2448 0,048 0,29 3 0,2928 0,2379 0,0549 0,33 4 0,2928 0,2457 0,0471 0,28 5 0,2928 0,2397 0,0531 0,32 6 0,2928 0,2435 0,0493 0,29 Hàm lượng nitrit trung bình: N x x N i i  1 = 0,29(mg/l) Độ lệch chuẩn:   1 1 2      N xx S N i i = 0,023 LuËn v¨n th¹c sÜ Ho¸ ph©n tÝch – K15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 50 Hệ số biến thiên : CV % = 100. x S % = 7,8% Sai số tương đối = %100. 3,0 3,029,0  = 3,3% Kiểm tra sự sai khác giữa giá trị trung bình tìm được và giá trị thực (trong mẫu tự tạo) theo chuẩn student (t) theo công thức: Ta có t tính = 0,35; t bang (0,95; 5) = 2,571 vậy t tính < t bang P value = 0,741 > 0,05 Do đó, giá trị trung bình và giá trị thực khác nhau không có nghĩa (có nghĩa hai giá trị này giống nhau). Bảng 15: Đánh giá độ lặp lại của phƣơng pháp qua mẫu tự tạo (Trong đó nồng độ cuối: MR 1,1 × 10-5 M, H2SO4 0,3M; KBrO3 2,6. 10 -4 , KNO3 0,2M; nồng độ NO2 – 0,5ppm) Mẫu Anền Acó nitrit deltaA hàm lượng NO2 - tìm thấy 1 0,2928 0,2073 0,0855 0,52 2 0,2928 0,2054 0,0874 0,53 3 0,2928 0,2145 0,0783 0,47 4 0,2928 0,2091 0,0837 0,51 5 0,2928 0,2134 0,0794 0,48 6 0,2928 0,2128 0,0800 0,48 Hàm lượng nitrit trung bình: N x x N i i  1 = 0,49(mg/l) Độ lệch chuẩn:   1 1 2      N xx S N i i = 0,024 Hệ số biến thiên : CV % = 100. x S % = 4,7% Sai số tương đối = %100. 5,0 5,049,0  = 2% Kiểm tra sự sai khác giữa giá trị trung bình tìm được và giá trị thực (trong mẫu tự tạo) theo chuẩn student (t) theo công thức: Ta có t tính = 0,16; t bang (0,95; 5) = 2,571 vậy t tính < t bang LuËn v¨n th¹c sÜ Ho¸ ph©n tÝch – K15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 51 P value = 0,876 > 0,05 Do vậy, giá trị trung bình và giá trị thực khác nhau không có nghĩa (có nghĩa hai giá trị này giống nhau). Kết luận: Hệ số biến thiên CV% nhỏ cho thấy phương pháp lặp lại khá tốt và độ đúng chấp nhận được (sai số tương đối 3,3% - 2%) nên có thể áp dụng phân tích nitrit trong thực phẩm và nước ngầm. 3.3. Phân tích mẫu thật. 3.3.1. Xử lý mẫu. 3.3.1.1. Mẫu rau Việc lấy mẫu và bảo quản mẫu được thực hiện theo tiêu chuẩn ngành y tế. Các chất gây cản trở phép xác định như các chất màu, chất gây đục, các thành phần protit, lipit, một số ion kim loại ở nồng độ tương đối lớn sẽ bị kết tủa trong điều kiện phản ứng (Sb3+, Au3+, Bi3+ , Fe3+, Pb2+, Hg2+, Ag+). Phần lớn những chất gây nhiễu này có thể được loại trừ bằng các phương pháp xử lý mẫu [29]. Cắt mẫu thử thành mảnh nhỏ rồi xay hoặc nghiền đến khi đồng nhất. Cân khoảng 10g trên cân phân tích. Cho vào cốc thuỷ tinh thêm vào đó khoảng 100ml nước cất ấm và 5ml dung dịch natri borat bão hoà. Đun cách thuỷ hỗn hợp dung dịch trong khoảng 20 phút, thỉnh thoảng dùng đũa thuỷ tinh khấy, không cho vón cục. Làm nguội bằng nước rồi chuyển dịch hỗn hợp sang bình định mức 250ml (tráng cốc bằng nước và dồn hết vào bình). Vừa lắc, vừa thêm vào 2ml dung dịch kẽm axetat 10%. Để yên cho kết tủa 30 phút. Thêm nước cất đến vạch. Lắc trộn đều hỗn dịch trong bình, để lắng rồi gạn phần nước trong sang phễu lọc. Hứng dịch lọc vào bình tam giác có nắp. Nếu dịch lọc chưa trong thì lọc lại lần nữa. Nitrit rất dễ bị oxi hoá trong không khí hoặc bởi vi sinh vật thành nitrat. Do vậy quá trình chuẩn bị mẫu cần phải thực hiện nhanh và hạn chế mẫu tiếp xúc lâu với không khí. Nếu chưa phân tích ngay được thì bảo quản mẫu ở 0 - 4 o C. 3.3.1.2. Mẫu thịt LuËn v¨n th¹c sÜ Ho¸ ph©n tÝch – K15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 52 Việc lấy mẫu và bảo quản mẫu được thực hiện theo tiêu chuẩn ngành y tế. Thái mẫu thành miếng nhỏ rồi nghiền đến khi đồng nhất. Cân khoảng 10g trên cân phân tích. Cho vào cốc thuỷ tinh thêm vào đó khoảng 100ml nước cất ấm và 5ml dung dịch natri borat bão hoà. Đun cách thuỷ hỗn hợp trong khoảng 30 phút thỉnh thoảng dùng đũa thuỷ tinh khấy, không cho vón cục. Làm nguội bằng nước rồi chuyển dịch hỗn hợp sang bình định mức 250ml (tráng cốc bằng nước và dồn hết vào bình). Vừa lắc, vừa thêm vào bình 5ml Carrez [Zn(CH3COO)2. 2H2O 23g và CH3COOH đ 28,6ml pha thành 1l]. Để yên cho kết tủa 30 phút. Thêm nước cất đến vạch. Lắc trộn đều hỗn hợp trong bình, để lắng rồi gạn phần nước trong sang phễu lọc. Hứng dịch lọc vào bình tam giác có nắp. Nếu chưa phân tích ngay được thì bảo quản mẫu ở 0 - 4oC [29] 3.3.1.3. Nước ngầm. Hai mẫu nước ngầm (N1, N2) được lấy ở Đồng Quang – Thái Nguyên và Triều Khúc – Hà Nội, mẫu cho vào bình polietylen đã tráng rửa sạch và bảo quản theo tiêu chuẩn. Mẫu nào bị có cặn lắng cần lọc trước khi tiến hành thí nghiệm.[29] 3.3.2. Xác định hàm lượng nitrit một số mẫu thực tế 3.3.2.1. Xác định hàm lượng Nitrit trong mẫu rau. Mẫu rau cải ngọt (M1), mẫu rau cải canh (M2,M3), mẫu dưa chua (M4). Hàm lượng NO2 - trong mẫu được xác định bằng phương pháp đường chuẩn. y = 0,00195+0,16152.x Chuẩn bị 7 bình định mức dung tích 25ml, đánh số từ 1 đến 7: Lần lượt cho vào các bình: 2,5ml H2SO4 3M sau đó thêm vào các bình như sau: + Bình 1: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M (mẫu trắng) + Bình 2 – 4: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M và 10,0 ml nước rau đã xử lý. + Bình 5 – 6: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M và 10,0 ml nước rau đã xử lý và 0,5 ml NO2 - 10ppm. LuËn v¨n th¹c sÜ Ho¸ ph©n tÝch – K15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 53 + Bình 7 – 8: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M và 10,0 ml nước rau đã xử lý và 1 ml NO2 - 10ppm. Cuối cùng thêm vào tất cả các bình 2 ml MR 1,375. 10 -4 M, thêm nước cất đến vạch mức, lắc đều. Theo dõi độ hấp thụ quang của dung dịch tại  = 520 nm sau 50 giây kể từ khi thêm MR với dung dịch so sánh là axit H2SO4 0,3M. Kết quả được trình bày trong bảng 16. Bảng 16: Kết quả xác định hàm lƣợng NO2 - trong mẫu rau M1 và hiệu suất thu hồi V Anền A có nitrit Delta A HL nitrit tìm thấy (ppm) HL phát hiện khi thêm nitrit (ppm) H% 10ml mẫu 0,4032 0,3897 0,0135 0,0715 0,4032 0,3901 0,0131 0,069 0,4032 0,3894 0,0138 0,0734 10ml mẫu thêm NO2 - 0,03 ppm 0,4032 0,3849 0,0183 0,1019 0,0294 98% 0,4032 0,3852 0,018 0,0994 10ml mẫu thêm NO2 - 0,05 ppm 0,4032 0,3812 0,022 0,1241 0,0559 111% 0,4032 0,3802 0,023 0,1303 Hàm lượng nitrit trong mẫu rau M1 là: 4,45 mg/kg Hiệu suất thu hồi từ 98% đến 111% nên thỏa mãn yêu cầu về hiệu suất thu hồi trong phân tích lượng vết. Tương tự như trên chúng tôi đã tiến hành xác định Nitrit trong các mẫu rau (M2, M3) thu được kết quả như bảng 17: LuËn v¨n th¹c sÜ Ho¸ ph©n tÝch – K15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 54 Bảng 17: Kết quả xác định hàm lƣợng NO2 - trong mẫu rau M2, M3. M2 Anền Acó nitrit Delta A HL tìm thấy (ppm) HL trong mẫu thật (mg/kg) 0,4202 0,4109 0,0093 0,0452 2,71 0,4202 0,4115 0,0087 0,0414 M3 0,4020 0,3935 0,0085 0,0402 2,36 0,4020 0,3943 0,0077 0,0353 Đối với dưa muối (M4) chúng tôi xác định theo thời gian trên cùng một mẫu và thu được kết quả trong bảng 18: Bảng 18: Kết quả xác định hàm lƣợng NO2 - trong mẫu dƣa M4. M4 Đo ngay qua 1 ngày qua 1 ngày 1 đêm Sau 2 ngày mgNO2/kg rau 2,55 3,24 2,40 1,43 Như vậy, có thể nhận thấy: Hàm lượng NO2 - trong mẫu rau cải ngọt và cải canh vẫn còn rất lớn do trong quá trình xử lý chế biến chưa phân huỷ hết. Dưa muối có hàm lượng nitrit lớn nếu muối dưa chưa đạt độ chua cần thiết sẽ làm gia tăng hàm lượng nitrit do sự khử nitrat trong rau cải. Sau khi dưa đã chua hàm lượng nitrit sẽ giảm do đã bị khử thành nitơ. Điều này cho thấy ở nước ta phân đạm được bón quá nhiều cho rau và không nên ăn dưa muối khi chưa chua. 3.3.2.2. Xác định hàm lượng Nitrit trong mẫu thịt. Chuẩn bị 13 bình định mức dung tích 25ml, đánh số từ 1 đến 13: Lần lượt cho vào các bình: 2,5ml H2SO4 3M sau đó thêm vào các bình như sau: + Bình 1: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M (mẫu trắng) + Bình 2 – 5: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M và 10,0 ml nước thịt quay đã xử lý. + Bình 6 – 9: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M và 10,0 ml nước thịt quay đã xử lý+ 1 ml NO2 - 1ppm. LuËn v¨n th¹c sÜ Ho¸ ph©n tÝch – K15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 55 + Bình 10 – 13: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M và 10,0 ml nước thịt quay đã xử lý và 1,25 ml NO2 - 1ppm. Cuối cùng thêm vào tất cả các bình 2 ml MR 1,375. 10 -4 M, thêm nước cất đến vạch mức, lắc đều. Theo dõi độ hấp thụ quang của dung dịch tại  = 520 nm sau 50 giây kể từ khi thêm MR với dung dịch so sánh là axit H2SO4 0,3M. Kết quả được trình bày trong bảng 19. Bảng 19. Kết quả xác định hàm lƣợng nitrit trong mẫu thịt quay M5. V A nền A có nitrit Delta A hàm lượng nitrit tìm thấy(ppm) HL phát hiện (ppm) H% 10ml mẫu 0,3571 0,3446 0,0125 0,0650 0,3571 0,3452 0,0119 0,0612 0,3571 0,3459 0,0112 0,0569 0,3571 0,3439 0,0132 0,0693 10mlmẫu thêm NO2 - 0,04ppm 0,3571 0,3387 0,0184 0,1018 0,0448 103% 0,3571 0,3398 0,0173 0,0950 0,0380 0,3571 0,3401 0,017 0,0931 0,0362 0,3571 0,3385 0,0186 0,1030 0,0461 10mlmẫu thêm NO2 - 0,05 ppm 0,3571 0,3377 0,0194 0,1080 0,0510 112% 0,3571 0,3369 0,0202 0,1129 0,0560 0,3571 0,3372 0,0199 0,1111 0,0541 0,3571 0,3356 0,0215 0,1210 0,0640 Vậy hàm lượng nitrit trong mẫu thật là: 3,94 (mg/kg) Hàm lượng NO2 - trong mẫu thịt quay vẫn còn do trong quá trình bảo quản, tẩm ướp hàm lượng nitrit được sử dụng quá nhiều. LuËn v¨n th¹c sÜ Ho¸ ph©n tÝch – K15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 56 3.3.2.3. Xác định hàm lượng Nitrit trong mẫu nước ngầm. Chuẩn bị 9 bình định mức dung tích 25ml, đánh số từ 1 đến 9: Lần lượt cho vào các bình: 2,5ml H2SO4 3M sau đó thêm vào các bình như sau: + Bình 1: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M (mẫu trắng) + Bình 2 – 5: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M và 0,5 ml mẫu nước ngầm M6 đã qua xử lý. + Bình 6 – 9: 0,3ml KBrO3 0,02M thêm 5ml KNO3 1M và 0,5 ml mẫu nước ngầm M7 đã qua xử lý. Cuối cùng thêm vào tất cả các bình 2 ml MR 1,375. 10 -4 M, thêm nước cất đến vạch mức, lắc đều. Theo dõi độ hấp thụ quang của dung dịch tại  = 520 nm sau 50 giây kể từ khi thêm MR với dung dịch so sánh là axit H2SO4 0,3M. Kết quả được trình bày trong bảng 20,21. Bảng 20: Kết quả xác định hàm lƣợng nitrit trong mẫu nƣớc ngầm M6. Anền A có nitrit Delta A HL tìm thấy NO2 - (ppm) HL nitrit trong mẫu thật (ppm) 0,3446 0,3315 0,0131 0,0687 3,39 0,3446 0,3319 0,0127 0,0662 0,3446 0,3324 0,0122 0,0631 0,3446 0,3308 0,0138 0,0730 Bảng 21: Kết quả xác định hàm lƣợng nitrit trong mẫu nƣớc ngầm M7. Anền A có nitrit Delta A HL tìm thấy NO2(ppm) HL nitrit trong mẫu thật (ppm) 0,3501 0,3403 0,0098 0,0482 2,11 0,3501 0,3424 0,0077 0,0352 0,3501 0,3415 0,0086 0,0408 0,3501 0,3409 0,0092 0,0445 LuËn v¨n th¹c sÜ Ho¸ ph©n tÝch – K15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 57 3.4. So sánh kết quả phân tích giữa phƣơng pháp nghiên cứu và phƣơng pháp tiêu chuẩn. Xác định hàm lượng Nitrit trong thực phẩm và nước ngầm bằng phương pháp trắc quang tiêu chuẩn (TCVN 4561 – 88). Tiêu chuẩn này quy định xác định hàm lượng nitrit bằng phương pháp đo màu với thuốc thử Griss (hỗn hợp axit sulfanilic và α-naphtylamin 0,05%). Trong môi trưng axetic ion NO2 - phản ứng với axit axit sulfanilic và α- naphtylamin 0,05% tạo thành hợp chất azo màu đỏ. Cường độ màu tỷ lệ với hàm lượng NO2 - có trong dung dịch. Hàm lượng Nitrit trong các mẫu M1, M2, M3,M4, M5,M6, M7 được xác định bởi cùng hai phương pháp: Phương pháp nghiên cứu và phương pháp tiêu chuẩn. Kết quả thu được trong bảng 22: Bảng 22: Hàm lƣợng nitrit trong mẫu thật thu đƣợc khi dùng phƣơng pháp nghiên cứu và phƣơng pháp tiêu chuẩn. STT Mẫu Lượng mẫu lấy phân tích Kết quả HL nitrit theo pp nghiên cứu Lượng mẫu lấy phân tích Kết quả HL nitrit theo pp tiêu chuẩn 1 M1 10g 4,45 mg/kg 10g 4,31 mg/kg 2 M2 10g 2,71 mg/kg 10g 2,91 mg/kg 3 M3 10g 2,36 mg/kg 10g 2,43 mg/kg 4 M4 10g 2,55 mg/kg 10g 2,42 mg/kg 5 M5 10g 3,95 mg/kg 10g 3,61 mg/kg 6 M6 0,5ml 3,39 ppm 2ml 3,03 ppm 7 M7 0,5ml 2,11 ppm 2ml 2,30 ppm * So sánh phƣơng pháp nghiên cứu và phƣơng pháp tiêu chuẩn. Dùng phương pháp đồ thị bằng cách biểu diễn các kết quả xác định mẫu thực tế theo mỗi phương pháp trên trục toạ độ thì hệ số hồi qui của phép so sánh đạt R= 0,8, chứng tỏ hai phương pháp tương đương nhau. Vậy có thể áp dụng phương pháp động học xúc tác trắc quang này để định lượng nitrit trong mẫu nước ngầm và thực phẩm. LuËn v¨n th¹c sÜ Ho¸ ph©n tÝch – K15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 58 pp tieu chuan pp n gh ie n cu u 4.54.03.53.02.52.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 Hình 17: Đường hồi qui so sánh kết quả phân tích mẫu thực tế của phương pháp nghiên cứu và phương pháp tiêu chuẩn. LuËn v¨n th¹c sÜ Ho¸ ph©n tÝch – K15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 59 KẾT LUẬN Qua thời gian nghiên cứu , luận văn đã đạt được các kết quả chính : 1. Lựa chọn được phản ứng chỉ thị phù hợp dùng để xác định hàm lượng nitrit trong mẫu phân tích. Phản ứng chỉ thị được lựa chọn là 2 phản ứng oxi hoá MR hoặc MB bằng brômat có xúc tác của nitrit trong môi trường axit mạnh. Điều kiện tối ưu và các thông số đặc trưng của mỗi phương pháp như sau: Dùng chất khử là MB Dùng chất khử là MR - Trong dung dịch axit mạnh và có mặt của chất xúc tác là nitrit thì bước sóng hấp thụ cực đại bị chuyển dịch. - Khoảng tuyến tính giữa độ giảm A với nồng độ xúc tác nitrit hẹp (0,05 – 30ppm). - Phương pháp này áp dụng phân tích với hàm lượng nitrit tương đối lớn trong mẫu phân tích. - Điều kiện tối ưu nồng độ các chất có mặt trong phản ứng mất màu là: MB 1,2 × 10 -5 M, KBrO3 2.10 -3 M; H2SO4 0,15M - Phản ứng này khi có xúc tác nitrit đạt tới trạng thái cân bằng trong khoảng thời gian lớn hơn 5 phút. - Trong môi trường axit mạnh có mặt của lượng nhỏ chất xúc tác là nitrit thì bước sóng hấp thụ cực đại là cố định. nm520 - Điều kiện tối ưu nồng độ các chất có mặt trong phản ứng mất màu là: MR 1,1 × 10 -5 M, H2SO4 0,3M; KBrO3 2,6. 10 -4 , KNO3 0,2M; - Khoảng tuyến tính lớn (0,03 – 1,2 ppm) - Phương pháp này cho phép xác định một hàm lượng nhỏ nitrit trong mẫu thật với độ nhạy và độ chính xác cao. - Phản ứng này khi có xúc tác nitrit thì đạt tới trạng thái cân bằng trong khoảng thời gian lớn hơn 2 phút Phương pháp sử dụng MR có những ưu điểm nổi bật hơn so với phương pháp dùng phản ứng chỉ thị là phản ứng oxi hoá MB bằng brômat có xúc tác nitrit trong môi trường axit mạnh vì tính ổn định cao, tốc độ phản ứng xúc tác nhanh hơn, khoảng tuyến tính rộng hơn và nhạy hơn nên được chọn là để định lượng nitrit trong mẫu thực tế. LuËn v¨n th¹c sÜ Ho¸ ph©n tÝch – K15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 60 2. Với phản ứng chỉ thị sử dụng MR thì sự giảm độ hấp thụ quang của chất màu theo thời gian phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ chất xúc tác NO2 - từ 0,03mg/l đến 1,2 mg/l với phương trình đường chuẩn có dạng: ΔA = (0,00195±0,00277) + (0,16152±0,00377) . CNO2 R = 0,99918; LOD = 0,073 (ppm); LOQ = 0,24 (ppm) 3. Phương pháp có độ chính xác cao, độ lặp lại của phương pháp CV%= 7,8% và 4,5% với các mức nồng độ NO2 - lần lượt là 0,3 ppm và 0,5ppm. Kết quả kiểm tra theo chuẩn t là phù hợp với hiệu suất thu hồi của phương pháp là trên 98%. 4. Phép xác định nitrit bị ảnh hưởng bởi sự có mặt các ion cản. khi hàm lượng các ion cản gấp NO2 - : 1 lần với I-,SO3 2- ; 250 lần với Cl-; 0,5 lần với SCN - . Tuy nhiên trong mẫu nước ngầm và mẫu thực phẩm thì hàm lượng những ion trên không đáng kể nên không gây ảnh hưởng tới phép phân tích. 5. Phương pháp này được ứng dụng phân tích các mẫu thực phẩm: Mẫu rau cải ngọt (M1), rau cải canh (M2,M3),mẫu dưa chua (M4). Mẫu thịt quay (M5), mẫu nước ngầm (M6, M7). Dựa vào kết quả phân tích mẫu thực tế chúng tôi thấy rằng hàm lượng nitrit trong mẫu thực phẩm và nước ngầm thu được lớn hơn nhiều so với tiêu chuẩn cho phép nhất là đối với mẫu thịt quay. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên DANH MỤC HÌNH VÀ BẢNG HÌNH Trang Hình 1: Phổ hấp thụ quang của dung dịch MR khi có mặt H2SO4; KBrO3 và NO2 - ............................................................................................................... 24 Hình 2: Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang theo thời gian ......................................... 25 Hình 3: Ảnh hưởng của nồng độ BrO3 - đến phản ứng xúc tác ............................... 27 Hình 4: Ảnh hưởng của axit đến phản ứng mất màu của MR ............................... 29 Hình 5: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ nhạy của phép phân tích. ....................... 30 Hình 6: Khảo sát nồng độ tối ưu của MB đến phép phân tích ............................... 32 Hình 7: Khảo sát khoảng tuyến tính (nồng độ MB là 1,2.10-5 M) ......................... 33 Hình 8: Phổ hấp thụ quang của dung dịch MB khi có mặt H2SO4 , KBrO3; KNO3 và NO2 - . ........................................................................................ 35 Hình 9 : Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang theo thời gian ........................................ 36 Hình 10: Ảnh hưởng của nồng độ BrO3 - đến phản ứng xúc tác ............................. 38 Hình 11. Ảnh hưởng của nồng độ NO3 - đến phản ứng xúc tác .............................. 39 Hình 12: Ảnh hưởng của axit đến phản ứng mất màu của MR ............................. 41 Hình 13: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ nhạy..................................................... 42 Hình 14: Khảo sát nồng độ tối ưu của MR đến phép phân tích ............................. 44 Hình 15: Khảo sát khoảng tuyến tính (nồng độ MR là 1,1.10-5 M) ....................... 45 Hình 16: Đường chuẩn xác định NO2 - khi nồng độ MR là 1,1.10-5 M.................. 46 Hình 17: Đường hồi qui so sánh kết quả phân tích mẫu thực tế của phương pháp nghiên cứu và phương pháp tiêu chuẩn. ............................................................... 58 BẢNG Bảng 1: Quy định hàm lượng nitrit và nitrat trong nước uống của một số quốc gia và tổ chức.............................................................................11 Bảng 2: Kết quả ảnh hưởng của nồng độ BrO3 - đến phản ứng xúc tác ................ 26 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Bảng 3: Kết quả ảnh hưởng của nồng độ axit đến phản ứng mất màu của MB ........................................................................................................ 28 Bảng 4: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng ............................ 30 Bảng 5: Ảnh hưởng của nồng độ MR đến phép phân tích..................................... 31 Bảng 6: Khảo sát khoảng tuyến tính khi nồng độ MR là 1,1.10-5 M ..................... 33 Bảng 7: Kết quả ảnh hưởng của nồng độ BrO3 - đến phản ứng xúc tác ................ 37 Bảng 8. Kết quả ảnh hưởng của nồng độ NO3 - đến phản ứng xúc tác ................ 39 Bảng 9: Kết quả ảnh hưởng của nồng độ axit đến phản ứng mất màu của MR ........................................................................................................ 40 Bảng 10: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng .......................... 42 Bảng 11: Ảnh hưởng của nồng độ MR ................................................................. 43 Bảng 12: Khảo sát khoảng tuyến tính khi nồng độ MR là 1,1.10-5 M ................... 45 Bảng 13: Ảnh hưởng của các ion cản đến phép xác định NO2 - (Nồng độ NO2 - là 0,1mg/l) ................................................................................... 48 Bảng 14: Đánh giá độ lặp lại của phương pháp qua mẫu tự tạo (NO2 - là 0,3 ppm) ................................................................................................. 49 Bảng 15: Đánh giá độ lặp lại của phương pháp qua mẫu tự tạo (NO2 - là 0,5 ppm) ................................................................................................. 50 Bảng 16: Kết quả xác định hàm lượng NO2 - trong mẫu rau M1 và hiệu suất thu hồi .............................................................................................. 53 Bảng 17: Kết quả xác định hàm lượng NO2 - trong mẫu rau M2, M3 ................... 54 Bảng 18: Kết quả xác định hàm lượng NO2 - trong mẫu rau M4 ........................... 54 Bảng 19. Kết quả xác định hàm lượng nitrit trong mẫu thịt quay M5 ................... 55 Bảng 20. Kết quả xác định hàm lượng nitrit trong mẫu nước ngầm M6 ............... 56 Bảng 21. Kết quả xác định hàm lượng nitrit trong mẫu nước ngầm M7 ............... 56 Bảng 22: Hàm lượng nitrit trong mẫu thật thu được khi dùng phương pháp nghiên cứu và phương pháp tiêu chuẩn. .......................................... 57 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1] Nguyễn Tinh Dung (2000), Hoá học phân tích phần III, NXBGD. [2] Nguyễn Ngọc Dung (2006), “Quản lý tổng hợp tài nguyên nước ngầm vùng Hà Nội”, Tuyển tập báo cáo hội thảo khoa học, Viện KH KTTV và MT [3] Trần Tứ Hiếu (2000), Hóa học phân tích, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội. [4] Lê Văn Khoa (1995), Môi trường và ô nhiễm, NXBGD [5] Trần Ngọc Lan (2008), Hoá học nước tự nhiên, NXB Đại học quốc gia Hà Nội [6] Ngọc Lê (1999), “Tác hại của Nitrat trong môi trường”, Tạp chí công nghệ hoá chất. [7] Hoàng Thị Miền(2004), Xác định nitrit và nitrat bằng phương pháp trắc quang, Khoá luận tốt nghiệp- Trường Đại học Khoa học tự nhiên- ĐHQG Hà Nội. [8] Hoàng Nhâm (1999), Hoá học vô cơ, NXBGD [9] Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyễn Văn Ri, Nguyễn Xuân Trung (2003), Hóa học phân tích, phần 2, Các phương pháp phân tích công cụ, NXB ĐHQG Hà Nội. [10] TCVN 2658 – 78. Nước uống, phương pháp xác định nitrit. [11] TCVN 7049 : 2002. Thịt chế biến có xử lý nhiệt [12] TCVN 7050 : 2002. Thịt chế biến không qua xử lý nhiệt [13] Trần Tứ Hiếu, Nguyễn Văn Nội, Phạm Hùng Việt (1999), Hoá học môi trường, Đại học Quốc gia, NXB ĐHQG Hà Nội [14] Tạ Thị Thảo (2005), Giáo trình Thống kê trong Hóa phân tích, Hà Nội. [15] Internet. TIẾNG ANH [16] AA Taherpour, M Ramazani, S Mahdizadeh(2006), Determination of trace amounts of Nitrite ion by Kinetic – spectrophotometric method on the acidic media based on reduction of Cresyl violet, International journal of applied chemistry ISSN 0973 – 1792, vol.2, No.2, pp. 115 – 124. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên [17] Barzegar M., Mousavi M.F, Nenati A.(2000), Kinetic spectrophotometric determination of trace amounts of nitrite by its reaction with molybdosillicic acid blue, Microchemical journal. Vol.65, No.2, pp. 159 – 163. [18] Ensafi A.A, Rezaii B (1994), kinetic-specphotometric determination of nitrite by its catalytic effect on the oxidation of Brilliant Cresyl blue by bromate, Microchemical journal. Vol.50, No.2, pp. 169 – 177 16. [19] Roger Wood, Lucy Foster, Andrew Damant and Pauline Key(2004), Analytical methods for food additives, Woodead Publishing Limited Cambridge England. [20] Fostr dee snell and leslie S. Ettre(1972), Encyclopedia of industrial chemiscal analysic, interscinece publishers, vol.16 [21] Hamid Reza, Nazari Behzad(2004), Kinetic spectrophotometric determination of trace amounts of nitrite by catalytic reaction between methylthylmol blue and bromate, Journal of the Chinese chemical society ISSN 0009 – 4536,vol.51,No.6, pp. 1353 – 1356 [22] H.Muller (1995),“Catalytic methods of analysis: Charaterization,classification and methodology”, Pure & Applied chemistry, vol.67, no.4, pp.601-613. [23] Magee P.N and Barness J.M(1967), Carcinogenic nitroso compounds , Advances in cancer Research, 10, pp 163 – 168 [24] M.Mazloum Ardakani, M.R.Shishehbore, N. Narrirzadeh, A.M. hajishabani, M. Tabatabaee(2006), Highly selective catalytic spectrophotometric method for the determination of nitrite, Canadian jounal of Analytical sciences and Spectroscopy,Vol.51,No.3 [25] Norwitz, P.N Keliher(1984), Spectrophotometric determination of nitrite with composite reagents containing sulphanilamide, sunphanilic acid or 4-nitroaniline as the diozotisable aromatic amine and N-(1-naphthyl) ethylene diamine as coupling agent, analyst, 109, pp 1281 – 1286. [26] Rui–Yong Wang, Xiang Gao, and Ying – Tang Lu(2005), A kinetic spectrophotometric method for the determination of nitrite by stopper – flow technique, Analytical sciences February 2006, vol.22 [27] S.Marten, J. Harms, Wissenschaftliche Geratebau Dr. Ing. H. Knauer GmbH, (2000), Determinetion of nitrit and nitrate in fruit juies by UV detection, ASI. Advanced scientific instruments. [28] Ximenes M.I.N, raths. Reyesf.G.R (2000), Polarographic determination of nitrate in vegetables, Talanta ISSN 0039 – 9140, vol 51, No.1 pp. 49 – 56 [29] Yli A. Ensafi, M. Keyvanfard(1994), Selective kinetic spectrophotometric determination of nitrite food and water,Analytical letters, Vol.27