Luận văn Nghiên cứu phương pháp phân tích vi lượng iot trong các đối tượng môi trường

ược max của hợp chất liên hợp fucsin -bazơ - iot. 2.3.3.4. Khảo sát sự phụ thuộc độ hấp thụ quang A vào lượng dung dịch HCl 2M Chuẩn bị một dãy phễu chiết, lấy vào lượng HCl 2M từ 0; 0,5; 0,8; 1; 1,5; 2ml, thêm vào mỗi phễu 5ml dung dịch KI 1mg/l, 1ml dung dịch NaNO2 0,1M lắc đều, thêm tiếp vào mỗi phễu 3ml dung dịch fucsin bazơ, dùng dung dịch NaOH 2M vừa đủ để trung hoà lượng axit dư rồi thêm vào mỗi phễu 5ml dung dịch đệm có pH = 4, pha loãng bằng nước cất đến thể Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 30 tích 25ml. Tiến hành chiết 3 lần, mỗi lần bằng 5ml 1,2 - đicloetan. Dịch chiết được thu vào bình định mức 25ml. Định mức bằng dung môi hữu cơ rồi đo A của dãy dung dịch ở bước sóng max vừa tìm được ở trên. Kết quả thu được sẽ cho thấy lượng axit tối ưu cần dùng. 2.3.3.5. Khảo sát sự phụ thuộc lượng dung dịch NaNO2 0,1M NaNO2 dùng để oxi hoá I - thành I2 vậy lượng NaNO2 dùng bao nhiêu là đủ và khi đủ thì có ảnh hưởng gì không. Chúng tôi thiết lập thí nghiệm sau: Lấy 5ml dung dịch KI 1mg/l cho vào 6 phễu chiết sạch có đánh số thứ tự. Thêm lượng NaNO2 0,1M lần lượt vào các phễu chiết những lượng như sau: 0; 0,2; 0,4; 0,8; 1,2; 1,6 ml. Thêm vào mỗi phễu 1ml dung dịch HCl 2M lắc đều, thêm vào mỗi phễu 3ml dung dịch fucsin bazơ, 1ml dung dịch NaOH 2M để trung hòa, 5ml dung dịch đệm có pH=4. Thêm nước tới 25ml. Tiến hành chiết hợp chất màu 3 lần, mỗi lần bằng 5ml dung môi hữu cơ. Dịch chiết cả 3 lần được gom vào bình định mức 25 ml. Định mức tới vạch bằng dung môi, lắc trộn, đem đo A của dãy dung dịch ở max vừa tìm được ở thí nghiệm trên. 2.3.3.6. Ảnh hưởng của lượng thuốc thử fucsin bazơ. Để I2 tạo hợp chất liên hợp ion hoàn toàn cần dùng dư thuốc thử fucsin bazơ. Lượng fucsin bazơ dư không bị chiết (thí nghiệm 3.1). Tuy nhiên để khảo sát lượng thuốc thử bao nhiêu thì vừa, chúng tôi tiến hành thí nghiệm sau: Lấy 5ml dung dịch KI 1mg/l, 1ml dung dịch NaNO2 0,1M và 1ml dung dịch HCl 2M cho vào 6 phễu chiết sạch có đánh số thứ tự thêm vào các phễu theo thứ tự lượng dung dịch fucsin bazơ những lượng khác nhau: 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5; 3ml, trung hoà dung dịch bằng dung dịch NaOH 2M, thêm 5ml dung dịch đệm có pH = 4. Tiến hành chiết hợp chất màu 3 lần, mỗi lần bằng 5ml dung môi hữu cơ. Gộp dịch chiết cả lại vào bình định mức 25ml, rồi định mức bằng dung môi. Tiến hành đo A của dãy dung dịch. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 31 2.3.3.7. Khảo sát sự phụ thuộc độ hấp thụ quang của hợp chất màu theo thời gian Lấy 5ml dung dịch KI 1mg/l, 1ml dung dịch NaNO2 0,1M, 1ml dung dịch HCl 2M, 3ml dung dịch fucsin bazơ, lắc đều dung dịch, hoà dung dịch thu được bằng dung dịch NaOH 2M. Thêm 5ml dung dịch đệm có pH = 4. Tiến hành chiết hợp chất màu 3 lần, mỗi lần bằng 5ml dung môi hữu cơ. Dịch chiết thu được định mức thành 25ml rồi đo A của dung dịch theo thời gian (tính từ sau khi chiết xong): 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 30, 40 phút. 2.3.3.8. Lập đường chuẩn Tổng hợp tất cả các điều kiện tối ưu mà chúng tôi đã khảo sát được, chúng tôi tiến hành xây dựng đường chuẩn biểu diễn sự phụ thuộc A vào lượng iot. 2.3.3.9. Khảo sát ảnh hưởng của một số cation và anion đến phản ứng Sử dụng các kết quả đã khảo sát được trong các thí nghiệm trên, chúng tôi đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng của một số cation và anion đến phản ứng. Phương pháp nghiên cứu của chúng tôi dựa vào nguyên tắc cố định các điều kiện tối ưu của phản ứng, thêm dần các yếu tố gây ảnh hưởng vào rồi tìm sự phụ thuộc độ hấp thụ quang của dung dịch theo hàm lượng yếu tố gây ảnh hưởng thêm vào A = f (yếu tố ảnh hưởng). Từ đó biện luận tìm được ở tỷ lệ nào thì yếu tố lạ gây ảnh hưởng cho phản ứng và tìm biện pháp loại trừ. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 32 Chƣơng 3 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN Các kết quả ghi trong các bảng là kết quả trung bình của 3 lần đo 3.1. KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA pH ĐẾN SỰ CHIẾT THUỐC THỬ FUCSIN BAZƠ BẰNG CÁC DUNG MÔI Fucsin bazơ là phân tử phân cực nên nó không bị chiết bởi các dung môi hữu cơ không phân cực như Benzen, Tetracloruacacbon… khi chiết Fucsin bazơ bằng tetracloruacacbon (CCl4), pha hữu cơ hoàn toàn không có màu ở tất cả các giá trị pH khảo sát, chứng tỏ Fucsin bazơ không bị chiết bởi CCl4. Khi dung môi hữu cơ là Clorofom (CHCl3), pha hữu cơ chiết được không có màu ở các pH trừ ở giá trị pH = 2, dịch chiết có màu hồng nhạt. Đối với dung môi chiết là diclometan và 1,2 - đicloetan, dịch chiết có màu hồng đậm ở pH  2, ở các pH khảo sát còn lại, dịch chiết có mầu hồng rất nhạt. Khi chiết bằng hỗn hợp dung môi diclometan: clorofom với các tỷ lệ theo thể tích là 1:4; 1:3; 1:2; 1:1; 2:1; 3:1; 4:1 thì cũng chỉ ở pH = 2 lớp chiết mới có màu hồng còn trong môi trường pH từ 3 đến 6 lớp chiết hầu như không có màu. Sự chiết fucsin bazơ bằng các dung môi hữu cơ phân cực phụ thuộc vào pH dung dịch nước được ghi trên các bảng từ 3.1 đến3.3. Bảng 3.1: Giá trị A của dịch chiết Fucsin Bazơ bằng CHCl3 ở các pH khác nhau của dung dịch nƣớc pH 1 2 3 4 5 6 A551nm 0,019 0,040 0,018 0,016 0,018 0,020 Các số liệu ghi trong bảng 3.1 cho thấy, trong khoảng pH khảo sát (từ 1 đến 6) thuốc thử fucsin bazơ hầu như không bị chiết bởi CHCl3 vì các giá trị độ hấp thụ quang A đều nhỏ (trừ ở pH = 2 dung dịch có màu hơi hồng nhạt). Với kết quả này cho thấy nếu chiết bằng CHCl3 thì thuốc thử fucsin bazơ dư không bị chiết, như vậy thuốc thử dư không ảnh hưởng đến quá trình phân tích khi chiết hợp chất màu. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 33 Bảng 3.2: Giá trị A của dịch chiết fucsin bazơ bằng CH2Cl2 ở các pH khác nhau của dung dịch nƣớc pH 1 2 3 4 5 6 A537nm 0,102 0,196 0,022 0,039 0,045 0,036 Các số liệu ghi trong bảng 3.2 cho thấy, trong khoảng pH từ 3 đến 6 thuốc thử hầu như không bị chiết nên nếu tiến hành thí nghiệm trong khoảng pH này, thuốc thử dư không gây ảnh hưởng, còn ở pH từ 1 đến 2 thì fucsin bazơ có bị chiết vì vậy không nên tiến hành thí nghiệm ở các giá trị pH này. Bảng 3.3: Giá trị A của dịch chiết fucsin bazơ bằng 1,2 - dicloetan (C2H4Cl2) ở các giá trị pH khác nhau của dung dịch nƣớc pH 1 2 3 4 5 6 A539nm 0,056 0,159 0,044 0,047 0,048 0,046 Các số liệu ghi trong bảng 3.3. cho thấy fucsin bazơ bị chiết bởi dung môi 1,2- dicloetan ở pH = 2 và ở khoảng pH 3-6 thuốc thử gần như không bị chiết. Ta chỉ nên thực hiện các thí nghiệm trong khoảng pH 3 - 6 thì lượng thuốc thử dư không gây ảnh hưởng cho quá trình phân tích. Chúng tôi dùng dung môi chiết là hỗn hợp CH2Cl2: CHCl3 theo các tỷ lệ về thể tích là 1: 4; 1: 3; 1: 2; 1:1; 2:1; 3: 1 và 4: 1. Kết quả cũng cho thấy chỉ ở pH = 2 lớp chiết mới có màu hơi hồng, còn ở các giá trị pH khác lớp chiết hầu như không màu. Với kết quả thí nghiệm trên khi chiết hợp chất liên hợp Fucsin- bazơ - iot có thể dùng các dung môi trên nhưng tiến hành ở pH trong khoảng 3 - 6 thì lượng thuốc thử dư không gây ảnh hưởng gì cho quá trình phân tích. Chúng tôi chọn pH thí nghiệm bằng 4; dùng dung dịch đệm. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 34 3.2. KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG pH CỦA MÔI TRƢỜNG NƢỚC ĐẾN SỰ HÌNH THÀNH HỢP CHẤT MÀU LIÊN HỢP GIỮA FUCSIN BAZƠ VỚI IOT Thí nghiệm được tiến hành như trình bày ở mục 3.2 chương 2 và thu được các kết quả như sau: * Dùng dung môi chiết là Clorofom, độ hấp thụ quang của dung dịch chiết được đo ở bước sóng 551nm, kết quả đo được ghi trong bảng 3.4. Bảng 3.4: Giá trị A của dịch chiết hợp chất màu Fucsin bazơ - Iot trong Clorofom ở các pH khác nhau trong môi trƣờng nƣớc pH 1 2 3 4 5 6 A551nm 0,159 0,218 0,246 0,246 0,246 0,246 Các số liệu ghi trong bảng 3.4 cho thấy, ở giá trị pH 1 - 2 độ hấp thụ quang của dịch chiết nhỏ, điều này có thể giải thích như sau: trong khoảng pH này dung dịch có độ axit cao nên thuốc thử Fucsin bazơ ở dạng cation còn ít, tác động phân cực của nó đối với phân tử iot ít nên hợp chất màu liên hợp tạo thành còn ít. Ở pH 3 - 6 giá trị độ hấp thụ quang A đo được gần bằng nhau, chứng tỏ ở các giá trị pH này Fucsin bazơ nằm ở dạng cation hết, chúng phân cực toàn bộ các phân tử iot để tạo thành hợp chất màu liên hợp Fucsin bazơ -iot. Kết hợp với kết quả khi khảo sát ảnh hưởng của pH đến sự chiết của thuốc thử ở trên, chúng tôi thấy ở pH từ 3 - 6 iot tạo hợp chất màu liên hợp hết với Fucsin bazơ, hợp chất này bị chiết bởi CHCl3, nhưng thuốc thử dư không bị chiết. Điều này rất thuận lợi cho quá trình phân tích, chúng tôi chọn pH = 4 để khảo sát các yếu tố tiếp theo. Để bảo đảm giá trị pH này trong các thí nghiệm chúng tôi dùng dung dịch đệm. * Nếu chiết bằng dung môi diclometan, độ hấp thụ quang của dịch chiết đo tại bước sóng cực đại 537nm, còn nếu dùng dung môi là 1,2 -dicloetan thì đo tại 539nm. Kết quả được ghi trong bảng 3.5 và 3.6. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 35 Bảng 3.5: Giá trị A của dịch chiết hợp chất màu liên hợp Fucsin bazơ - Iot trong diclometan từ môi trƣờng nƣớc ở các giá trị pH khác nhau pH 1 2 3 4 5 6 A537nm 0,174 0,238 0,271 0,271 0,269 0,270 Bảng 3.6: Giá trị A của dịch chiết hợp chất màu liên hợp Fucsin bazơ - iot trong 1, 2 - dicloetan ở các pH khác nhau của môi trƣờng nƣớc pH 1 2 3 4 5 6 A539nm 0,150 0,205 0,234 0,235 0,234 0,235 Các giá trị ghi trong bảng 3.5 và 3.6 cho thấy dùng dung môi chiết là diclometan và 1 - 2 dicloetan trong môi trường có pH 3 - 6 iot cũng tạo hợp chất màu liên hợp hết với Fucsin bazơ. Ta có thể dùng các dung môi này để chiết tách hợp chất màu ra khỏi dung dịch và loại trừ các ảnh hưởng khác. 3.3. PHỔ HẤP THỤ CỦA HỢP CHẤT MÀU FUCSIN BAZƠ - IOT Các thí nghiệm được chuẩn bị như trong mục 3.3 của chương 2 Chúng tôi đã tiến hành ghi phổ hấp thụ của hợp chất màu liên hợp Fucsin bazơ - iot trong dịch chiết bằng các dung môi như Clofom, diclometan, 1 - 2 dicloetan. Các đường biểu diễn phổ hấp thụ của hợp chất màu liên hợp Fucsin bazơ - iot chiết trong các dung môi thì có cực đại hấp thụ khác nhau (chiết bằng CHCl3 thì max = 551nm, chiết bằng CH2Cl2 thì max = 537nm, còn bằng C2H4Cl2 thì max = 539nm) nhưng từng loại dung môi với các nồng độ iot khác nhau đều có cùng một cực đại hấp thụ. Điều đó chứng tỏ hợp chất màu có thành phần không đổi và có độ bền màu tốt, điều này rất có lợi cho phép phân tích. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 36 Dưới đây chúng tôi trình bày 1 phổ hấp thụ của hợp chất màu liên hợp giữa Fucsin bazơ với iot khi chiết bằng diclometan. Khi dùng các dung dịch iot có nồng độ khác nhau. Mặc dù nồng độ iot bằng bao nhiêu các phổ hấp thụ đều có 1 dạng và có cực đại hấp thụ max = 537nm. Hình 3.1: Phổ hấp thụ của hợp chất màu Fucsin bazơ - iot ở các nồng độ iot khác nhau đƣợc chiết bằng diclometan. 3.4. KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA LƢỢNG AXIT HCl LÊN PHẢN ỨNG Phản ứng oxi hoá I- thành I2 bằng NO2 - thực hiện trong môi trường axit. NO2 - + 2H + + 2I -  NO + H2O + I2 Vì vậy cần khảo sát để tìm lượng axít tối ưu cần cho sự oxi hoá. Quá trình thí nghiệm được trình bày trong mục 3.4 chương 2. Dưới đây chúng tôi chỉ trình bày kết quả thí nghiệm thu được và biện luận. Kết quả khảo sát sự phụ thuộc độ hấp thụ quang A vào nồng độ axit HCl trong dung dịch được trình bày ở bảng 3.7 (chiết bằng dung môi 1,2 - dicloetan). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 37 Bảng 3.7: Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang (A) vào nồng độ HCl VHCl 2M (ml) 0 0,5 0,8 1,0 1,5 2,0 A539nm 0,020 0,130 0,210 0,215 0,210 0,205 Các giá trị ghi trong bảng 3.7 cho thấy độ hấp thụ quang của dung dịch tăng. khi tăng lượng HCl 2M từ 0 đến 0,8 (ml). Từ giá trị 0,8 - 2,0ml thì độ hấp thụ quang của dung dịch hầu như không đổi. Điều đó có thể giải thích như sau, ở nồng độ axít thấp chưa đủ để thực hiện phản ứng oxi hoá hết iodua thành I2 tự do. Khi tăng lượng axít lên ≥ 0,8ml HCl 2M lúc này lượng axit đã đủ để oxi hoá toàn bộ iodua thành I2 nên lượng hợp chất màu trong dung dịch ổn định. Chúng tôi chọn lượng axít cần dùng là 1ml HCl 2M. Sau khi thực hiện phản ứng xong, phải tạo pH của dung dịch nước tối ưu (pH = 4) để thực hiện phản ứng tạo hợp chất màu liên hợp. Muốn vậy phải trung hoà lượng axít dư bằng dung dịch NaOH 2M sau đó mới dùng dung dịch đệm pH = 4 để giữ giá trị pH của dung dịch. 3.5. KHẢO SÁT SỰ PHỤ THUỘC CỦA LƯỢNG CHẤT OXI HOÁ NaNO2 0,1M Quá trình thí nghiệm được tiến hành như trình bày trong mục 3.5 chương 2. Kết quả khảo sát trình bày trong bảng 3.8. Bảng 3.8: Giá trị A của dịch chiết hợp chất màu Fucsin bazơ - iot bằng 1,2 - dicloetan phụ thuộc vào lƣợng chất oxi hoá NaNO2 VNaNO2 0,1M(ml) 0 0,2 0,4 0,8 1,2 1,6 A539nm 0,025 0,06 0,11 0,190 0,190 0,20 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 38 Các kết quả ghi trong bảng 3.8 chứng tỏ trong điều kiện thí nghiệm (5ml dung dịch KI 1mg/l) thì cần dùng lượng chất oxi hoá NaNO2 0,1M là ≥ 0,8ml là đủ để oxi hoá hết I- thành I2, lượng dư NaNO2 không ảnh hưởng đến quá trình phân tích. Chúng tôi dùng 1ml dung dịch NaNO2 cho các thí nghiệm khảo sát. 3.6. ẢNH HƢỞNG CỦA LƢỢNG THUỐC THỬ Thí nghiệm được pha chế như trong mục 3.6 chương 2. Kết quả thí nghiệm khi chiết hợp chất màu bằng dung môi 1,2 - dicloetan được ghi trong bảng 3.9. Bảng 3.9: Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của lƣợng thuốc thử Fucsin bazơ V thuốc thử(ml) 0,5 1 1,5 2 2,5 3 A359nm 0,102 0,115 0,213 0,215 0,214 0,215 Từ các kết quả ở bảng 3.9 cho thấy trong điều kiện thí nghiệm (5ml dung dịch KI 1mg/l) tối ưu thì khi lượng Fucsin bazơ ≥ 1,5ml dung dịch có độ hấp thụ quang lớn nhất và không đổi. Điều này rất hợp lý bởi vì để iot tạo hợp chất màu hoàn toàn với thuốc thử cần phải dùng dư thuốc thử, mặt khác lượng thuốc thử dư lại không bị chiết cùng với hợp chất màu. Để đảm bảo lượng thuốc thử dùng dư nhưng không cần dư quá nhiều, sẽ tốn kém, trong điều kiện thí nghiệm chúng tôi dùng 3ml dung dịch Fucsin bazơ. Tất nhiên tuỳ thuộc vào hàm lượng I- có trong dung dịch mà ta dùng lượng thuốc thử thích hợp nhưng phải đảm bảo dư nhiều so với lượng iot. 3.7. KHẢO SÁT SỰ PHỤ THUỘC ĐỘ HẤP THỤ QUANG CỦA HỢP CHẤT MÀU THEO THỜI GIAN Cách pha chế dung dịch và quy trình thí nghiệm được thực hiện như trong mục 3.7 chương 2. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 39 Các kết quả thí nghiệm được trình bày trên hình 3.2. Hình 3.2: Ảnh hƣởng của thời gian đến độ bền màu của hợp chất màu liên hợp Fucsin -bazơ -iot (dung môi chiết là CHCl3) Kết quả khảo sát cho thấy khả năng hấp thụ của hợp chất màu liên hợp tạo bởi Fucsin bazơ và iot gần như không đổi trong khoảng 30 phút sau khi chiết, sau đó A giảm dần. Vì vậy phải tiến hành đo trong vòng 30 phút sau khi chiết hợp chất màu. Khảo sát khi chiết bằng dung môi khác như diclometan, 1, 2 - dicloetan cũng cho kết quả tương tự. 3.8. ẢNH HƢỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ Như trên đã trình bày, phản ứng giữa Fucsin bazơ với iot là phản ứng hấp phụ tương tự như phản ứng giữa hồ tinh bột với iot. Vì vậy nhiệt độ có ảnh hưởng lớn tới phản ứng. Nhiệt độ thấp thì phản ứng xảy ra chậm, nhưng ở nhiệt độ cao thì hợp chất màu bị phân huỷ. Để đảm bảo cho phản ứng xảy ra tốt và phù hợp với điều kiện phòng thí nghiệm, chúng tôi tiến hành thí nghiệm trong phòng điều hoà nhiệt có nhiệt độ khoảng ~ 200C. 3.9. LẬP ĐƢỜNG CHUẨN Sau khi khảo sát tất cả các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng, chúng tôi đã rút ra các điều kiện tối ưu khi thực hiện phản ứng. Dựa vào các điều kiện tối ưu đó, chúng tôi tiến hành lập đường chuẩn. Để kiểm tra độ đúng của Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 40 đường chuẩn, chúng tôi xây dựng đường chuẩn theo phương pháp thêm tiến hành song song với thí nghiệm xây dựng đường chuẩn. Chúng tôi xây dựng đường chuẩn với từng loại dung môi chiết. Để xây dựng đường chuẩn, chúng tôi lập thí nghiệm ở điều kiện tối ưu, nhưng lượng dung dịch iot chuẩn tăng dần. Sau khi chiết hợp chất màu, tiến hành đo độ hấp thụ quang của dãy dung dịch ở bước sóng max đối với từng loại dung môi, dung dịch so sánh là dung dịch không có iot. Đường chuẩn là đường biểu diễn A = f (CI - ). Để lập đường chuẩn, chúng tôi tiến hành như sau: Dùng dung môi chiết là Clorofom. Chúng tôi xây dựng đường chuẩn ở hai khoảng nồng độ I-: 0,001 - 0,1 mg/l và từ 1 đến 9mg/l. * Đường chuẩn 1: Dùng dung dịch KI 1mg/l. Bảng 3.10: Sự phụ thuộc giá trị A vào nồng độ iot CI- (mg/l) 0 0,04 0,08 0,12 0,16 0,2 0,24 0,28 0,32 0,36 A551nm DD so sánh 0,04 0,081 0,13 0,17 0,21 0,25 0,29 0,34 0,38 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 Y = A + B * X Parameter Value Error ------------------------------------------------------------ A -0.00131 0.00227 B 1.05708 0.01006 ------------------------------------------------------------ R SD N P ------------------------------------------------------------ 0.99968 0.00312 9 <0.0001 ------------------------------------------------------------ Ab s nong do iot (mg/lit) Hình 3.3: Đƣờng chuẩn xác định iot bằng thuốc thử fucsin bazơ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 41 * Đường chuẩn 2: Dùng dung dịch KI 0,1mg/l. Bảng 3.11: Sự phụ thuộc giá trị A vào nồng độ iot CI- (mg/l) 0 0,002 0,0038 0,008 0,012 0,016 0,02 0,024 0,028 0,036 A551nm dd so sánh 0,002 0,005 0,01 0,015 0,021 0,026 0,031 0,036 0,045 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.00 .0 0.02 0.03 0.04 0.05 Y = A + B * X Parameter Value Error ------------------------------------------------------------ A 1.00192E-5 3.38031E-4 B 1.27443 0.01705 ------------------------------------------------------------ R SD N P ------------------------------------------------------------ 0.99937 5.51127E-4 9 <0.0001 ------------------------------------------------------------ Ab s nong do iot (mg/lit) Hình 3.4: Đƣờng chuẩn xác định iot bằng thuốc thử fucsin bazơ Kết quả thu được sau khi xử lý thống kê theo phương pháp bình phương tối thiểu ta được Phương trình hồi quy: A = (1,274 ± 0,017) I C  + (0.00001± 0,00034) Hệ số tương quan: R2 = 0,999 Và kết quả thực nghiệm biểu diễn trên hình và kết quả xử lý thống kê cho thấy độ hấp thụ quang của hợp chất liên hợp ion giữa iot và fucsin bazơ trong clorofom tuân theo định luật Lambert-Beer trong khoảng nồng độ của iot từ 0,002 đến 0,036M (0,6  8,2  g/ml). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 42 Để xác định giới hạn phát hiện LOD và giới hạn định lượng LOQ của phương pháp, ta chuẩn bị mẫu trắng giống như mẫu chuẩn chỉ khác là không có mặt iot. Thí nghiệm được tiến hành 6 lần, kết quả được xử lý theo phương pháp thống kê với. Thí nghiệm trắng: 0,016; 0,015; 0,014; 0,015; 0,014; 0,014 Độ lệch chuẩn S = 8,165x10-4 Giới hạn phát hiện LOD = b S3 = 274,1 10165,83 4xx = 0,0019 mg/l Và b là hệ số góc của đường chuẩn. Giới hạn định lượng LOQ = b S10 = 274,1 10165,810 4xx = 0,0064 mg/l Từ các kết quả trên cho thấy có thể dùng thuốc thử fucsin bazơ để xác định vi lượng iot bằng phương pháp chiết - trắc quang. * Chúng tôi tiến hành lập đường chuẩn bằng phương pháp thêm (thêm vào mỗi dung dịch chuẩn 0,2 mg/l KI = Cx rồi cũng tiến hành thí nghiệm như xây dựng đường chuẩn. Sau đó vẽ đường A = f (CI + Cx). Nếu đường chuẩn lập được là chính xác thì 2 đường chuẩn bằng phương pháp thêm và không thêm sẽ song song với nhau và dùng phương pháp nội suy ta sẽ tính được Cx đúng bằng lượng Cx thêm vào. Kết quả thí nghiệm cho thấy 2 đường chuẩn A = f (CI - ) và A = f (CI + Cx) là 2 đường thẳng song song nhau. Dùng phương pháp ngoại suy kéo dài đường chuẩn (A = f (CI + Cx) thì nó cắt trục tung ở điểm có hoành độ tính từ 0 đúng bằng Cx = 0,2 mg/l. Vậy đường chuẩn xây dựng được là đúng và chính xác. Xây dựng đường chuẩn bằng cách dùng dung môi chiết là diclometan và 1,2 - dicloetan cũng các dạng tương tự và chính xác. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 43 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 A bs nong do iot (mg/l) Hình 3.5: Đƣờng chuẩn xác định iot bằng phƣơng pháp thêm 3.10. KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ NGUYÊN TỐ Sau khi đã tìm được các điều kiện tối ưu cho phản ứng xác định iot bằng fucsin bazơ. Chúng tôi muốn sử dụng phản ứng này để xác định iot có trong một số mẫu thực tế môi trường (Đất, nước, thực phẩm). Vì vậy, cần xét ảnh hưởng của một số nguyên tố. Để khảo sát các nguyên tố ảnh hưởng đến phản ứng giữa iot với Fucsin bazơ, chúng tôi đã khảo sát dựa vào những chất có khả năng gây ảnh hưởng đến phản ứng nghiên cứu, cụ thể là những chất. - Có khả năng phản ứng với Fucsin bazơ (tức là có phản ứng cạnh tranh với iot như clo, Brom). - Có khả năng phản ứng với iot làm cản trở phản ứng định lượng của iot với thuốc thử. Cx Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 44 Cụ thể chúng tôi sẽ xét ảnh hưởng của các anion như Cl-, Br- ClO-3, CN - , S 2 - và cation Fe 3+ . Iot vừa thể hiện tính oxi hoá khi nó tác dụng với các chất khử mạnh. (SO3 2- , S2O3 2- , S 2- , CN - , HCHO, SCN - , AsO3 2- ...) vừa thể hiện tính khử khi nó tác dụng với các chất oxi hoá mạnh hơn [33] Tuy nhiên trong môi trường kiềm yếu I2 mới oxi hoá được CN - , S 2- , 2 s 3 A O  … 2 CN I ICN I     2 2 2 4 2 S 4I 8OH SO 8I 4H O         Phản ứng giữa Fucsin bazơ và iot được tiến hành trong môi trường axit yếu (pH = 4) nên ảnh hưởng này bị hạn chế nhiều. Đối với Cl-,  Br,ClO3 thì  2NO trong môi trường axit không oxi hoá được chúng thành Cl2 và Br2 nên ảnh hưởng không thể xảy ra. Mặc dù vậy chúng tôi vẫn tiến hành một số thí nghiệm để kiểm tra lập luận trên. Thí nghiệm được tiến hành như trình bày ở mục 3.9 chương 2. Bảng 3.12: Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của Br - V Br - 1mg/l(ml) 0 3 5 7 10 A 0,220 0,215 0,210 0,225 0,182 Kết quả cho thấy chỉ khi lượng Br- gấp 2 lần I- thì mới gây ảnh hưởng. Bởi vì khi Br- lớn nó cũng bị  2NO oxi hoá 1 phần thành Br2 và Br2 có phản ứng cạnh tranh với Iot. Bảng 3.13: Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của  3ClO 3ClO 1mg / l V  (ml) 0 3 5 7 10 A 0,215 0,205 0,210 0,216 0,215 Kết quả cho thấy  3ClO không hề gây ảnh hưởng gì. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 45 Bảng 3.14: Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của Cl - Cl 1mg / l V  (ml) 0 3 5 7 10 A 0,220 0,215 0,210 0,225 0,223 Kết quả cho thấy Cl- không gây ảnh hưởng gì cho phép phân tích iot Bảng 3.15: Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của CN - CN 1mg / l V  (ml) 0 3 5 7 10 A 0,210 0,215 0,22 0,210 0,205 Kết quả cho thấy CN- cũng không gây ảnh hưởng gì đến phản ứng phân tích iot bằng Fucsin bazơ. Bảng 3.16: Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của S 2- 2S 1mg / l V  (ml) 0 3 5 7 10 A 0,215 0,210 0,205 0,210 0,215 Kết quả cho thấy S2- lớn hơn I- 2 lần không gây ảnh hưởng tới phép phân tích. Bảng 3.17: Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của Fe 3+ 3Fe 1mg / l V  (ml) 0 3 5 7 10 15 A 0,210 0,215 0,214 0,210 0,220 0,130 Kết quả cho thấy khi Fe3+ lớn gấp 2 lần nồng độ I- thì không gây ảnh hưởng, khi nồng độ Fe3+ lớn thì phải tách hoặc khử nó về Fe2+. 3.11. Áp dụng những kết quả nghiên cứu đƣợc để phân tích một số mẫu môi trƣờng: đất, nƣớc, trứng 3.11.1. Phân tích iot trong đất Iốt tồn tại trong đất thường ở dạng muối iodua của các loại muối bạc, muối đồng (AgI, CuI, Cu2I2 v.v…), cũng như Brôm trong tự nhiên iot luân Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 46 chuyển theo một chu trình liên tục từ dạng iodua (I-) được oxi hoá thành iot (I2) nhờ oxi không khí, bay hơi từ biển theo mây gió chuyển vào đất liền rơi xuống theo mưa. Iot trong đất chiếm 1,8.10-4 % (tức là gần 2 ppm). Nơi có hàm lượng iot thấp nhất chỉ vào khoảng 10-5 - 10-6 % (tức là 0,1 ppm ÷ 0,01 ppm) và nơi có hàm lượng iot cao nhất cũng chỉ vào khoảng 7 ÷ 8 ppm. Đất ở những nơi có dân cư sinh sống chăn nuôi, trồng trọt, đất canh tác, đất ruộng, đất đồi, trong đó đất được chia thành. - Đất phong hoá tại chỗ (địa thành) là loại đất phát triển tự nhiên từ nhiều loại nham thạch khác nhau, loại đất này thường có hàm lượng iốt thấp. - Đất hội tụ phù xa (bán thuỷ thành - thuỷ thành) là loại đất tập trung tại các thung lũng, sông ngòi, có địa hình tương đối bằng phẳng, dễ khai thác nông nghiệp, loại đất này gọi là "đất trẻ", có độ phì cao. Đất phong hoá tại chỗ có nhiều tính chất của khoáng núi, còn đất hội tụ phù sa là đất dùng cho canh tác nông nghiệp. Trong việc lấy mẫu để phân tích iot nhằm đánh giá tác động của môi trường, người ta chỉ chú trọng đất đồi, đất vườn, đất ruộng là môi trường đất mà con người sống trên đó. Các loại cây trồng trên những vùng đất này có hàm lượng iot cao hay thấp tuỳ thuộc vào hàm lượng iot có trong đất. Con người và gia súc ăn các loại cây trồng trên đất này sẽ hấp thụ iot nhiều hay ít theo lượng iot mà cây trồng đã hấp thụ iot từ đất. Iot trong đất gồm 2 loại: Loại dễ bị rửa trôi theo nước, còn phần iot nằm sâu trong đất không bị nước rửa trôi. Người ta chia iot trong đất thành 2 phần: iot dễ tiêu (linh động) và iot toàn phần. Iot dễ tiêu là phần iot dễ bị nước hoà tan, cuốn theo nên dễ bị rửa trôi theo nước mưa, nước lũ rồi chuyển ra sông ra biển. Cây trồng và con người dễ dàng hấp thụ loại iot này. Iot toàn phần bao gồm cả iot dễ tiêu và cả phần iot liên kết nằm sâu trong đất phải dùng phương pháp hoá học hoà tan đất thành dung dịch mới tách được iot toàn phần ra khỏi đất. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 47 Tách iot di động khỏi đất: Dựa theo tài liệu tham khảo và qua thực tế khảo sát chúng tôi đã rút ra được quy trình chiết tách iot di động khỏi mẫu đất như sau. Cân 5(g) đất khô đã nghiền mịn, đem ngâm chiết trong 50ml nước cất trong 240 phút và cứ 30 phút khuấy đều 1 lần sau đó để lắng, lọc lấy nước đem phân tích. Lượng iot di động tách ra theo nước là lớn nhất và không đổi. Để phân tích iot toàn phần trong đất, chúng tôi dựa theo [34],[35] xử lý mẫu đất theo 2 cách: - Nung kiềm chảy (nung 5g đất với 5g NaOH) - Hoà tan bằng dung dịch HNO3 37% Kết quả xử lý cùng một mẫu đất có thêm 5ml dung dịch KI 1mg/l bằng 2 cách rồi tiến hành đo A của từng mẫu được kết quả như sau: Bảng 3.18: Kết quả xác định iot khi xử lý mẫu bằng phƣơng pháp kiềm chảy, phƣơng pháp hòa tan bằng Axit Số thứ tự mẫu Độ hấp thụ quang A của dung dịch sau khi chế hoá đo đƣợc Phƣơng pháp nung chảy kiềm Phƣơng pháp hoà tan bằng HNO3 37% 1 0,215 0,206 2 0,160 0,154 3 0,300 0,205 Kết quả phân tích cho thấy nếu phá mẫu bằng dung dịch HNO3 37% thì kết quả thấp hơn một chút so với phá mẫu bằng phương pháp kiềm chảy, điều này cũng dễ giải thích, khi phá mẫu bằng HNO3 37% thì I - sẽ bị oxi hoá một phần thành I2 và đun nóng sẽ bay mất. 6KI + 8 HNO3 = 3I2 + 6KNO3 + 4 H2O + 2NO Vì vậy khi xử lý mẫu đất để phân tích iot toàn phần (tổng số) chúng tôi dùng phương pháp kiềm chảy. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 48 3.11.2. Phân tích iot trong nước Iot có nhiều trong nước biển, thành phần của iot trong nước biển tương đối ổn định. Chu trình luân chuyển iot từ nước biển theo chu kỳ nước biển bốc hơi có kéo theo iot, hơi nước được gió và mây chuyển đi các nơi, ngưng tụ và khi gặp lạnh rơi xuống thành mưa ở mọi vùng trên trái đất. Iot có trong đất được hoà tan rồi chuyển vào các nguồn nước mặt, thấm vào nước ngầm, chảy ra sông, suối và cuối cùng ra biển cả. - Nước tự nhiên có chứa nhiều tạp chất ở dạng hoà tan và không hoà tan, có thành phần vô cơ và hữu cơ, có các nguyên tố đa lượng và vi lượng. Các nguyên tố vi lượng có trong nước, có nhiều nguyên tố có ý nghĩa rất có lợi và cần thiết đối với sự sống, đặc biệt là iot. Iot trong nước chỉ ở dạng vết cho nên để phân tích trước hết phải làm giàu mẫu, thường là bằng cách cô cạn mẫu. Iot trong nước ít tồn tại dưới dạng hợp chất hữu cơ, vì vậy không cần thiết phải vô cơ hoá mẫu nước bằng HNO3. Kết quả khảo sát cho thấy khi vô cơ hoá mẫu nước bằng HNO3 thì hàm lượng iot tìm được thấp hơn khi chỉ cô cạn làm giàu mẫu. Lý do là iodua trong môi trường HNO3 bị oxi hoá thành iot khi cô sẽ bị bay mất. Lấy 200ml nước cất, thêm vào đó 5ml dung dịch KI 1mg/l. Một mẫu đem cô làm giàu rồi phân tích, một mẫu tiến hành vô cơ hoá bằng HNO3 37% rồi phân tích kết quả cho thấy khi xử lý mẫu bằng HNO3 lượng iot bị mất khá nhiều. Bảng 3.19: Kết quả xác định iot trong mẫu nƣớc khi cô cạn mẫu và khi xử lý bằng HNO3 37% STT Mẫu chỉ cô cạn để làm giàu Mẫu xử lý bằng HNO3 37% 1 0,210 0,200 2 0,200 0,180 3 0,165 0,140 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 49 3.11.3. Phân tích iot trong trứng Iot được đưa vào cơ thể con người qua thức ăn và nước uống là chính. Con người ăn các loại thức ăn động vật là các loại thịt như trâu, bò, ngựa, dê, ngan, ngỗng, gà, vịt v.v… các loại cá, tôm, cua, ốc, ếch v.v… Các loại động vật này cũng chịu tác hại của sự thiếu hụt iot như con người, nghĩa là chúng cũng mắc các bệnh rối loạn do thiếu hụt iot như con người nhất là tác động đến khả năng sinh sản. Iot tác động rất lớn đến khả năng tạo hocmon sinh sản nói chung [3],[4]. Sự thiếu hụt iot ở con người và gia súc đều gây hiện tượng sẩy thai, đẻ non. Con cái sinh ra đều ốm yếu, đần độn, không có khả năng đề kháng, có khi trở thành dị dạng. Các loại động vật đẻ trứng, nếu thiếu hụt iot sẽ dẫn tới trứng bị nhỏ, thiếu hụt lòng đỏ, lòng trắng, đẻ không đều, ngắt quãng. Trong lòng trắng trứng có chất albumin là chất có khả năng hấp thụ iot rất tốt, vì vậy phân tích đánh giá hàm lượng iot trong trứng của các loại gia súc có thể đánh giá được tình trạng thiếu hụt iot trong vùng, qua đó mà có kế hoạch bổ sung iot cho con người qua con đường ăn trứng của các loại gia cầm nuôi có đủ iot. Trứng gà, vịt, chim cút là các loại trứng mà nhân dân ta thường xử dụng làm thức ăn hàng ngày. Việc phân tích hàm lượng của iot trong trứng để có biện pháp thúc đẩy sinh sản và nuôi dưỡng, đẩy mạnh sản lượng chăn nuôi trong các hộ gia đình, các hợp tác xã và các trại chăn nuôi tập trung. Xử lý mẫu trứng để phân tích iot. * Phân tích iot trong lòng trắng và lòng đỏ riêng biệt. Trứng đập vỡ tách 2 phần lòng đỏ và lòng trắng riêng biệt. Phân huỷ lòng đỏ và lòng trắng bằng dung dịch NaOH 10% và bằng dung dịch HNO3 1:1 cân chính xác 1g lòng đỏ và 1g lòng trắng, đem phân huỷ riêng rẽ bằng dung dịch HNO3 1: 1 đến tan hết lọc lấy dung dịch cô cạn còn 10ml. Tiến hành phân tích iot có trong dịch chiết. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 50 * Phân tích iot trong hỗn hợp cả lòng đỏ và lòng trắng. Trứng đập vỡ, đánh tan cả lòng trắng lẫn lòng đỏ thành một hỗn hợp cân 1g hỗn hợp rồi phân huỷ bằng HNO3 1: 1 đến tan hết, lọc, cô cạn còn 10ml. Tiến hành phân tích iot. Kết quả khảo sát cho thấy xử lý mẫu trứng bằng HNO3 tan tốt hơn là phân hủy bằng NaOH 10%. Để hoà tan 1g mẫu trứng cần khoảng 5ml HNO3 1:1 Từ các kết quả khảo sát trên, chúng tôi xây dựng quy trình phân tích iot trong các mẫu môi trường đất, nước và trứng như sau: 3.12. Các quy trình phân tích iot trong các mẫu môi trƣờng đất, nƣớc, trứng 3.12.1. Quy trình phân tích iot trong mẫu đất * Phân tích iot di động: Cân 5g đất đã hong khô ở nhiệt độ phòng (khoảng 25 - 300C) và nghiền mịn, cho vào bình nón cỡ 250ml có nút nhám. Thêm vào bình 50ml nước cất, ngâm mẫu trong 4 giờ, cứ 30 phút lại lắc, khuấy trộn 1 lần. Lọc lấy 25ml dịch lọc, cô còn ~ 10ml, chuyển vào phễu chiết, thêm vào đó 1ml dung dịch NaNO2 0,1M, 1ml dung dịch HCl 2M, 3ml dung dịch Fucsin bazơ 30mg/l, lắc đều dung dịch, trung hoà dung dịch thu được bằng dung dịch NaOH 2M (khoảng ~ 1ml). Thêm 5ml dung dịch đệm có pH = 4; lắc phễu chiết. Tiến hành chiết hợp chất màu 3 lần, mỗi lần bằng 5ml dung môi hữu cơ (CHCl3, CH2Cl2, trong 1,2 - đicloetan). Khi xây dựng đường chuẩn dùng dung môi nào thì khi phân tích dùng dung môi đó. Dịch chiết gom tất cả vào bình định mức 25ml rồi định mức tới vạch bằng dung môi chiết (cách tiến hành giống hoàn toàn như lập đường chuẩn). Đem đo độ hấp thụ quang của dung dịch (A) với dung dịch so sánh là dung dịch trắng của dãy dung dịch chuẩn, với cuvet đúng là cuvet dùng để đo A dãy dung dịch chuẩn ở bước sóng max tối ưu (tuỳ từng loại dung môi). Đo giá trị A ít nhất 3 lần rồi lấy giá trị trung bình. Căn cứ vào giá trị A đo được, dựa vào đường chuẩn sẽ tính được giá trị iot có trong mẫu phân tích. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 51 * Phân tích iot toàn phần Cân 1g đất đã hong khô và nghiền mịn, cho vào chén niken, cân 1g NaOH khan, lấy khoảng 0,9 gam trộn đều với 1g mẫu đất, còn 0,1 gam để lại phủ lên bề mặt. Đưa chén vào lò nung ở nhiệt độ 250 - 3000C. Nung mẫu khoảng 20-25 phút. Lấy mẫu ra để nguội và hòa tan mẫu đã nung bằng 50ml nước cất, lọc và cô đến còn ~ 10ml. Sau đó tiến hành phân tích như trên. 3.12.2. Quy trình phân tích iot trong nước Lấy 100ml mẫu nước cần phân tích, đem cô cạn còn khoảng 10ml, sau đó tiến hành phân tích theo quy trình trên và tính ra hàm lượng iot có trong nước. 3.12.3. Quy trình phân tích iot trong trứng Đập trứng vào cốc, đánh đều, cân 1g hỗn hợp (cả lòng trắng và lòng đỏ) cho vào cốc 100ml, thêm từ từ mỗi lần 1ml dung dịch HNO3 1: 1 đến khi mẫu tan hết, thêm ~ 15ml nước cất, lắc đều, lọc, lấy toàn bộ dịch lọc thu được cho vào phễu chiết, chế hoá và tiến hành chiết như quy trình phân tích đất, nước. Dùng đường chuẩn để tính hàm lượng iot có trong trứng. Song song với việc phân tích bằng phương pháp đường chuẩn, chúng tôi cũng phân tích bằng phương pháp thêm để đánh giá hiệu xuất thu hồi, cũng như độ chính xác của phép xác định. Chúng tôi phân tích một số mẫu đất, một số mẫu nước và một số mẫu trứng bằng cả hai phương pháp, tính hiệu xuất thu hồi của phương pháp xác định. Kết quả thu được như sau: Bảng 3.20: Kết quả phân tích iot di động trong mẫu đất STT 1 2 3 4 Lượng I- di động có trong đất Cx Cx Cx Cx Lượng I- thêm vào mẫu (ppm) 0 1 2 3 Lượng I- xác định được (ppm) 2,02 3,05 3,90 5,05 Hiệu suất thu hồi (%) 103 94 101 Sai số (%) +7 -6 +1 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 52 Bảng 3.21: Kết quả phân tích iot trong mẫu nƣớc STT 1 2 3 4 5 6 7 8 Lượng I- có trong mẫu nước Cx Cx Cx Cx Cx Cx Cx Cx Lượng I- thêm vào mẫu (ppm) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 1,5 2,0 Lượng I- tìm thấy (ppm) 0,01 0,112 0,205 0,30 0,405 0,55 1,502 2,02 Hiệu suất thu hồi (%) ~ 102 97,5 96,6 98,8 108 99,5 100,5 Sai số mắc phải (%) - +2 -2,5 -3,4 -1,2 +8 -0,5 +0,5 Bảng 3.22: Kết quả phân tích iot trong mẫu trứng vịt STT 1 2 3 4 5 6 7 8 Lượng I- có trong mẫu trứng Cx Cx Cx Cx Cx Cx Cx Cx Lượng I-thêm vào mẫu (ppm) 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,5 2 Lượng I- tìm thấy (ppm) 4,85 5,08 5,21 5,48 5,70 5,80 6,40 6,70 Hiệu suất thu hồi (%) ~ 115 90 105 106,25 95 103,3 92,5 Sai số mắc phải (%) - +15 -10 +5 +6,25 -5 +3,3 -7,5 Kết quả xác định được cho thấy, phép phân tích mắc sai số  15%. Trong phân tích lượng vết sai số mắc phải như vậy là chấp nhận được. Vậy có thể dùng phương pháp phân tích này để xác định iot trong đối tượng môi trường. Sau đây chúng tôi trình bày kết quả phân tích một số mẫu đất, mẫu nước và mẫu trứng ở một số nơi. Chúng tôi áp dụng các quy trình phân tích xây dựng được để xác định iot trong mẫu đất (cả iot di động và iot tổng số), mẫu nước (nước giếng, nước hồ và nước máy) và mẫu trứng (gà, vịt và chim cút mua ở chợ Hà Nội do các địa phương đem về bán). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 53 Đối với đất, chúng tôi phân tích iot di động và tổng số trong các loaị đất: đất ruộng, đất vườn, đất đồi, trong đất đồi chúng tôi lấy ở 3 vị trí của đồi đó là đỉnh đồi, sườn đồi và chân đồi. Kết quả phân tích được ghi trong các bảng sau: Bảng 3.23: Kết quả phân tích iot trong các mẫu đất đồi ở Thái Nguyên Kí hiệu mẫu Hàm lượng iot di động (ppm) Hàm lượng iot toàn phần (ppm) Tỷ lệ (%) iot dđ iot tp Giá trị trung bình Iot di động (ppm) Iot toàn phần (ppm) Tỷ lệ (%) iot dđ iot tp Đất đỉnh đồi Đđđ 1 0,07 0,96 7,3 0,07 0,95 7,37 2 0,08 0,98 8,2 3 0,085 0,85 10 4 0,065 1,00 6,5 5 0,06 0,95 6,3 Đất sườn đồi Đsđ 1 0,08 0,98 8,16 0,08 1,01 7,92 2 0,085 1,00 8,50 3 0,075 1,05 7,14 4 0,07 1,05 6,67 5 0,09 0,99 7,09 Đất chân đồi Đcđ 1 0,098 1,24 7,9 0,1 1,25 8,0 2 0,10 1,26 7,9 3 0,099 1,25 7,92 4 0,105 1,23 8,54 5 0,103 1,27 8,10 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 54 Bảng 3.24: Kết quả phân tích iot trong các mẫu đất vƣờn và đất ruộng ở Hà Nội và Thái Nguyên Kí hiệu mẫu Hàm lƣợng iot di động (ppm) Hàm lƣợng iot toàn phần (ppm) Tỷ lệ (%) iot dđ iot tp Giá trị trung bình Iot di động (ppm) Iot toàn phần (ppm) Tỷ lệ (%) iot dđ iot tp Đất vườn Thái Nguyên ĐvTN 1 0,11 1,26 8,73 0,11 1,25 8,80 2 0,098 1,25 7,84 3 0,12 1,24 9,68 4 0,099 1,23 8,05 5 0,103 1,27 8,11 Đất ruộng Thái Nguyên Đr TN 1 0,27 2,30 11,74 0,28 2,32 12,07 2 0,28 2,32 12,07 3 0,29 2,33 12,45 4 0,26 2,29 11,35 5 0,30 2,35 12,80 Đất vườn Hà Nội (Từ Liêm) ĐvHN 1 2,02 6,51 31,03 2,06 6,52 31,6 2 2,05 6,50 31,54 3 2,10 6,52 32,21 4 2,08 6,51 31,95 5 2,06 6,505 31,67 Đất ruộng Hà Nội (Từ Liêm) ĐrHN 1 2,40 6,86 35,0 2,39 6,87 34,8 2 2,39 6,88 34,74 3 2,41 6,90 34,93 4 2,38 6,85 34,74 5 2,39 6,87 34,79 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 55 * Nhận xét: Qua các kết quả phân tích, chúng tôi có nhận xét sau: - Đất ở vùng Thái Nguyên nghèo iot hơn đất ở Hà Nội. - Vùng đất đồi thì đất ở đình đồi nghèo iot hơn đất ở sườn đồi và nghèo hơn đất ở chân đồi, điều này có thể giải thích đất ở độ cao càng lớn, iot càng dễ bị rửa trôi. - Đất vườn và đất ruộng có hàm lượng iot gần tương đương nhau và đều cao hơn đất đồi, đó cũng là do mưa lũ iot ở miền trung du bị rửa trôi nhiều hơn ở vùng đồng bằng, đất vườn và đất ruộng trong cùng một vùng thường là nơi thấp, iot theo dòng nước rửa trôi tích tụ lại ở đó. Những nhận xét trên hoàn toàn phù hợp với tổng điều tra về iot và bệnh bướu cổ ở nước ta của Unicef năm 1993. (xem bản đồ trang 8) Bảng 3.25: Kết quả phân tích iot trong một số mẫu nƣớc ở khu vực Thái Nguyên và Hà Nội Loại nƣớc Giá trị xi iot tìm đƣợc (ppm) n x x i  1 2     n )xx( S i2 2sS  Tra bảng t n S t f,    x Nước suối lấy ở Thái Nguyên 1 0,001 0,0014 3.10 -7 0,000548 6,813.10 -4 0,0014 ± 6,813.10 -4 2 0,001 3 0,002 4 0,002 5 0,001 Nước khe lấy ở Thái Nguyên 1 < 0,001 Lượng rất ít không xác định được - - - - 2 - 3 < 0,001 4 - 5 - Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 56 Loại nƣớc Giá trị xi iot tìm đƣợc (ppm) n x x i  1 2     n )xx( S i2 2sS  Tra bảng t n S t f,    x Nước giếng lấy ở Thái Nguyên 1 0,002 0,0023 2.10 -7 4,472.10 -4 5,560.10 -4 0,0023  5,560.10 -4 2 0,0025 3 0,003 4 0,002 5 0,002 Nước sông lấy ở Hà Nội 1 0,003 0,0033 2.10 -7 4,472.10 -4 5,560.10 -4 0,0033  5,560.10 -4 2 0,0035 3 0,003 4 0,004 5 0,003 Nước máy lấy ở Hà Nội 1 0,003 0,0032 2.10 -7 4,472.10 -4 5,560.10 -4 0,0032  5,560.10 -4 2 0,004 3 0,003 4 0,003 5 0,003 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 57 Nhận xét: Kết quả phân tích iot trong nước ghi trong bảng 3.25 cho thấy. - Nói chung lượng iot trong nước rất thấp. Các kết quả xác định được nằm trong sai số của phép đo, chính vì vậy có thể nói, kết quả phân tích iot trong nước không thể có đánh giá cụ thể được. - Hàm lượng iot trong nước suối và nước khe thấp nhất, có lẽ vì nước suối, nước khe có nguồn gốc từ các vùng cao, đất đá có hàm lượng iot thấp nên iot trong nước rất thấp. - Hàm lượng iot trong nước giếng, nước sông và nước máy gần như nhau. Bảng 3.26: Kết quả phân tích iot trong một số mẫu trứng ở Hà Nội Loại mẫu Giá trị xi iot tìm đƣợc (ppm) n x x i  1 2     n )xx( S i2 2sS  Tra bảng t n S t f,    x Trứng gà 1 4,90 4,88 3,25.10 -3 0,06 0,07 4,88  0,07 2 4,80 3 4,85 4 4,90 5 4,95 Trứng vịt 1 5,84 5,84 1,72.10 -3 0,04 0,05 5,84  0,05 2 5,85 3 5,90 4 5,80 5 5,80 Trứng chim cút 1 4,54 4,54 2,2.10 -4 0,015 0,018 4,540,018 2 4,52 3 4,55 4 4,56 5 4,54 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 58 - Dùng phương pháp thống kê để đánh giá kết quả phân tích. 1 - Tính giá trị trung bình của các kết quả tìm được 5 i 1 xi x 5   2. Tính phương sai: 5 2 i 2 i 1 (x x) S n 1      3. Tính độ lệch chuẩn: 2S S 4. Tra bảng t,f = t0,95, (5-1) = 2,78 - Tính độ tin cậy ,f S t n   5. Giá trị thực nằm trong khoảng ,f S x t n    * Nhận xét: Các kết quả phân tích iot trong trứng ghi trong bảng 3.26 cho phép nhận định như sau: - Trong trứng vịt có hàm lượng iot cao hơn trứng gà và trứng chim cút điều này có thể giải thích thức ăn của vịt phong phú hơn thức ăn của gà và chim cút. Vịt ăn cả thực vật và động vật (tôm, tép, cua, cá, ếch, nhái, giun…) mà thức ăn động vật có hàm lượng iot cao hơn, trong khi đó gà và chim cút thức ăn chủ yếu là thực vật (thóc, ngô) - Trong cơ thể của động vật iot tập trung ở tuyến giáp, ngoài ra iot còn tập trung ở cơ quan sinh sản, cụ thể với gia cầm là trứng. Điều này cần nghiên cứu kỹ hơn để chứng minh. Nếu điều này đúng thì có thể thông qua, việc phân tích hàm lượng iot trong trứng để đánh giá sự thiếu hụt iot trong môi trường sống và điều này đúng thì có thể lấy hàm lượng iot có trong trứng làm chỉ thị để đánh giá hiện tượng thiếu hụt iot của cộng đồng. Đối với con người qua chỉ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 59 số iot niệu đánh giá được độ thiếu hụt iot trong cơ thể, nhưng đối chiếu với các loài gia súc, gia cầm thì chỉ số iot trong trứng rất thuận lợi cho việc đánh giá iot có trong môi trường sống: đất và nước. Tuy nhiên, để được công nhận chỉ số iot trong trứng là chỉ thị thì còn cần phải nghiên cứu nhiều, toàn diện hơn và phải nghiên cứu đánh giá ở nhiều vùng khác nhau. Nếu điều này đúng thì rất có lợi, ta có thể tăng hay bổ sung iot vào thức ăn cho gia cầm để tăng iot trong trứng và con người có thể ăn trứng để bổ sung sự thiếu hụt iot, chắc chắn cách bổ xung này thuận lợi hơn là ăn muối iot vì iot trong trứng nằm trong những hợp chất mà con người dễ hấp thu hơn là muối iot. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 60 KẾT LUẬN Với đề tài nghiên cứu phương pháp phân tích vi lượng iot trong các đối tượng môi trường. Qua thời gian nghiên cứu luận văn đã đạt được những kết quả sau: 1. Đã nghiên cứu xây dựng được quy trình phân tích vi lượng iot bằng phương pháp triết trắc quang trên cơ sở các phản ứng đơn giản dễ thực hiện đó là phương pháp trắc quang UV-VIS dựa trên phản ứng tạo phức màu của iot với thuốc thử fucsin bazơ, đó là phức màu liên hợp ion. 2. Đã tiến hành các thực nghiệm khảo sát. 3. Đã nghiên cứu được quy trình xử lý mẫu: mẫu đất (dùng phương pháp kiềm chảy) mẫu nước (dùng phương pháp cô cạn mẫu), mẫu trứng (xử lý bằng dung dịch HNO3) từ đó xây dựng được quy trình phân tích vi lượng iot theo phương pháp đo quang đối với mẫu đất, mẫu nước, mẫu trứng. Độ tin cậy của các quy trình này đã được đánh giá qua các yếu tố như độ thu hồi và độ chính xác. 4. Đã áp dụng những quy trình phân tích xây dựng được để phân tích hàng loạt mẫu cụ thể như đất, mẫu nước (nước giếng, nước hồ, nước máy), mẫu trứng và qua xử lý thống kê các số liệu thực nghiệm thu được đã đưa ra những nhận xét về hàm lượng iot trong các đối tượng môi trường, cũng như xác định được mối tương quan giữa chúng * Hàm lượng iot trong đất (đất đồi, đất vườn, đất ruộng) + Đất ở vùng thái nguyên nghèo iot hơn đất ở Hà nội + Đất ở đỉnh đồi nghèo iot hơn đất ở sườn đồi và nghèo hơn đất ở chân đồi. + Đất vườn và đất ruộng có hàm lượng iot gần tương đương nhau và đều cao hơn đất đồi. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 61 * Hàm lượng iot trong nước Nói chung hàm lượng iot trong nước rất thấp, các kết quả xác định được nằm trong sai số của phép đo, chính vì vậy có thể nói, kết quả phân tích iot trong nước bằng phương pháp này chưa có đánh giá cụ thể được. + Hàm lượng iot trong nước suối và nước khe thấp nhất có liên quan đến nước suối, nước khe có nguồn gốc từ vùng cao + Hàm lượng iot trong nước giếng, nước sông và nước máy gần như nhau * Hàm lượng iot trong trứng Có liên quan chặt chẽ đến nguồn thức ăn của gia cầm và môi trường sống. + Trong trứng vịt có hàm lượng iot cao hơn trứng gà và trứng chim cút do thức ăn của vịt phong phú hơn của gà và chim cút 5. Đã dùng phương pháp thêm và phương pháp thống kê xác suất để đánh giá các kết quả phân tích thu được, qua kết quả phân tích trên mẫu trứng cho thấy phương pháp có độ thu hồi và độ chính xác cao. 6. Kết quả nghiên cứu thu được đã giải quyết được những mục tiêu mà luận văn đề ra, quy trình phân tích iot đơn giản, dễ thực hiện, phù hợp với nhiều phòng thí nghiệm cơ sở có khả năng phân tích hàng loạt mẫu với độ thu hồi, độ chính xác cao. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Kevin M. Sullivan; Robin Houston, Jonathan Gorstein and Jenny Cervinskas, Monotoring Universal Salt Iodinaton programes (1995). 2. M.G. Venkatesh Mannar and John T. Dunn; Salt Iodination for the Elimination of iodine Deficiency (1995). 3. V.I.Kxenzenkx, D.C. Danaev, Hóa học và kỹ thuật của Brom, Iot và các hợp chất của chúng (tiếng nga). NXB Hóa học. Trang 54 (1979). 4. “World Heald Organization (WHO)”, MDIS Working paper 1. WHO, UNICEF, ICCIDD, July 1993: Global Prevalence of iodine Deficiency Disorder. 5. B.S. Hetzei, CS Pandy. The conquest of Iodine Deficiency. Disorders Oxford University Press. Delhi 1994. 6. Robert L. Grob.Phân tích sắc ký môi trường (bản dịch từ tiếng Anh sang tiếng Nga), Moskva, NXB Hoá học 1979. 7. Savicev J.J., Nasiljeva Z.G, Golovin J.J. Tạp chí phòng thí nghiệm (tiếng Nga) 29,1433 (1963). 8. J.Churacek,P.Jandera; Uvod do Vijsokou’cinne’ kapalinove kolonova Chromatographie.Praha (1984). 9. Phương pháp xác định hàm lượng iotua, TCVN 4570 - 88 (1998). 10. Zhao Guiging, Lui Jintang, Chem. Abstract; 16178u, Vol 109 (1987). 11. Koh Tomoro; Ono Massanori, Makine Ichiro, Analy.st 113(6) - 945-8 (1998). 12. Bulinski Romuald, Marzee’ zligliew,Koktyz Natalia. Chem.Abstract 5012 cs,109 (1998). 13. Salinao F., Ymezez Chanchen J.C., Lemar Gallego J.M; Microchem, J, 37 (2), 145 - 8 (1988). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 63 14. E B Sandell, I.M, Kothoff; Micro determination of iodine by a catalytic method; Microchim. Acta 1,9 -25(1939). 15. T. Tomiyasu, H. Sakamoto, N. Yonehara, Kinetic and mechanistic study of chlorpromazine - hydrogen peoxide reaction for the catalytic spectrophotometric determination of iodide, Analytica chemica Acta, 320, 217 - 227 (1996). 16. V. Poluzzi, B. Cavalchi, A. Alberrini et al, Analytical Abstract vol, 59 (I), p. 1 F20 (1997) 17. LenoreS., Clesceri, Arnold E. Greenberg, Andrew D. Eaton. Standard Methods for Examination of water and Wastewater 16 th - Edition, Iodine (4500 - I) (1985) 18. Mitsuru Ebihara, Naomi Saito. Instrumantal and Radiochemical Neutron Activation Analysis of trace Iodine in Geological samples Anal. Sciences, April, Vol 8 (1992) 19. Takashi Tomiyasu, Misa Nonaka, Hayao Sakumoto; Kinetic Determination of Total Iodine in Urine and Foodstuff Using a Mixed Acid as Pretreatment Agent; Anal Sciences, Febuany Vol 20, 391- 3 (2004). 20. West. P. Ana. Chemi V.28,p.1816 (1956). 21. Golosnhi tskaia V. A. Ứng dụng thuốc thử hữu cơ trong phân tích. 22. Pef. C.b. Novocherskaia C.60 (1974). 23. Hoàng Nhâm, Hoá học vô cơ tập 2, NXB giáo dục (1994) 24. N.I. Bloc, Hoá học phân tích định tính (Tiếng Nga) NXB hoá học quốc gia Matxcơva (1952) 25. Nguyễn Xuân Ninh, Vitamin và chất khoáng từ vai trò sinh học đến phòng và điều trị bệnh, NXB y học, (1999) 26. Đặng Trần Duệ, Bệnh học nội khoa, NXB y học tr 274 (1973) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 64 27. Lê Mỹ, Chiến lược phòng chống bệnh bướu cổ ở Việt Nam, TC hoạt động khoa học số 1, trang 5 (1993). 28. Thông tin về các rối loạn thiếu iot, chương trình Y tế quốc gia phòng chống các rối loạn do thiếu iot, Bộ Y tế (1995) 29. Đề án: Mục tiêu phòng chống các rối loạn thiếu iot, Bộ Y tế, chương trình y tế quốc gia 1996 - 2000. 30. Đào Hữu Vinh, Nguyễn Xuân Dũng, Trần Mỹ Linh, Phạm Hùng Việt. Các phương pháp sắc ký NXB KH&KT (1985) 31. Nguyễn Văn Hợp, Nguyễn Hải Phong, Đề tài NCKH cấp bộ B - 940608 Trường Đại học Huế, (1995) 32. Phạm Luận, cơ sở các kỹ thuật xử lý mẫu phân tích, giáo trình ĐHKHTN khoa Hoá (2000) 33. Trần Tứ Hiếu, Phân tích trắc quang, phổ UV-VIS, NXB- ĐHQG Hà Nội, 2003, lần thứ 2: 2008 34. Nguyễn Trọng Biểu, Từ Văn Mặc, thuốc thử hữu cơ, NXB - KHKT Hà Nội 1978. 35. Trần Tứ Hiếu, Hóa học phân tích, NXB- ĐHQG Hà Nội, in lần thứ 1: 2000, tái bản lần thứ 2 (2002) và lần thứ 3 (2004). 36. Sổ tay phân tích đất, nước, phân bón, cây trồng. Viện thổ nhưỡng nông hóa. NXB Nông nghiệp 1998. 37. Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Cự, Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Cái Văn Tranh. Phương pháp phân tích đất, nước, phân bón, cây trồng. NXB-GD 1996.