B GIO DC V O TO
TRNG I HC VINH

PHAN TH THANH
NGHIÊN CứU XáC ĐịNH HàM LƯợNG NATRI, KALI,
CANXI Và MAGIÊ TRONG MộT Số LOạI NấM LớN LấY Từ
VƯờN QUốC GIA Pù MáT - NGHệ AN BằNG PHƯƠNG PHáP
QUANG PHổ HấP THụ NGUYÊN Tử (AAS)
LUN VN THC S HểA HC
NGHỆ AN - 2014
2
B GIO DC V O TO
TRNG I HC VINH
PHAN TH THANH
NGHIÊN CứU XáC ĐịNH HàM LƯợNG NATRI, KALI,
CANXI Và MAGIÊ TRONG MộT Số LOạI NấM LớN LấY Từ
VƯờN QUốC GIA Pù MáT - NGHệ AN BằNG PHƯƠNG PHáP
QUANG PHổ HấP THụ NGUYÊN Tử (AAS)
Chuyờn ngnh: Húa phõn tớch
Mó s: 60.44.01.18
LUN VN THC S HểA HC
Ngi hng dn khoa hc:
TS. INH TH TRNG GIANG
NGHỆ AN - 2014
4
LỜI CẢM ƠN
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến giảng viên, Tiến sĩ Đinh Thị
Trường Giang đã giao đề tài và hết lòng hướng dẫn, chỉ bảo tận tình truyền
đạt kiến thức, kinh nghiệm quý báu cho em trong suốt quá trình thực hiện
luận văn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong bộ môn Hóa

1.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng và phương pháp loại trừ của phép đo
AAS [7] 25
1.5. Các phương pháp định lượng của phổ hấp thụ nguyên tử [3,7] 29
1.5.1. Phương pháp đồ thị chuẩn (đường chuẩn) 29
1.5.2. Phương pháp thêm tiêu chuẩn 31
1.5.3. Phương pháp đồ thị không đổi 32
7
1.5.4. Phương pháp dùng một mẫu chuẩn 32
1.6. Các phương pháp xử lý mẫu phân tích 32
1.6.1. Phương pháp xử lý mẫu ướt (bằng axit đặc oxi hóa mạnh) 32
1.6.2. Phương pháp xử lý mẫu khô 33
1.6.3. Phương pháp xử lý mẫu khô ướt kết hợp 33
CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM 35
2.1. Dụng cụ và thiết bị nghiên cứu 35
2.1.1. Dụng cụ 35
2.1.2. Thiết bị 35
2.2. Chuẩn bị các hóa chất (loại tinh khiết phân tích dùng cho AAS)
36
2.2.1. Chất chuẩn 36
2.2.2. Hóa chất khác 37
2.3. Chuẩn bị mẫu 37
2.3.1. Mẫu chuẩn 37
2.3.2. Mẫu trắng 37
2.3.3. Mẫu thử 38
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40
3.1. Kết quả nghiên cứu các thông số ghi đo của máy 40
3.2. Xây dựng đường chuẩn, xác định giới hạn phát hiện (LOD) và
giới hạn định lượng (LOQ) của các kim loại Na, K, Ca, Mg 40
3.2.1. Xây dựng đường chuẩn, xác định giới hạn phát hiện (LOD)
và giới hạn định lượng (LOQ) của kim loại Na 40

KK Không khí
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.1: Hình ảnh một số nấm lớn 16
Hình 1.2: Các loại nấm Linh chi 17
Bảng 1.1: Tính chất vật lý của natri 18
Bảng 1.2: Tính chất vật lí của kali 19
Bảng 1.3: Tính chất vật lí của canxi 20
Bảng 1.4: Tính chất vật lí của magie 21
Hình 1.3: Đồ thị chuẩn của phương pháp đường chuẩn 30
Bảng 1.5: Dãy chuẩn của phương pháp thêm chuẩn 31
Hình 1.4: Đồ thị chuẩn của phương pháp thêm tiêu chuẩn 31
Hình 2.1: Máy AAS- 7000 35
Bảng 2.1: Chương trình vô cơ hóa mẫu trong lò vi sóng. 38
Bảng 2.2: Lượng cân các mẫu nấm 39
Bảng 3.1: Các thông số ghi đo của máy 40
Hình 3.1: Dung dịch chuẩn với nồng độ tăng dần 41
Bảng 3.2: Kết quả xây dựng đường chuẩn của natri bằng phương pháp F-AAS
41
Hình 3.2: Đồ thị đường chuẩn của Natri 41
Bảng 3.3: Kết quả xây dựng đường chuẩn của kali
bằng phương pháp F-AAS 43
Hình 3.3: Đồ thị đường chuẩn của kali 43
Bảng 3.4: Kết quả xây dựng đường chuẩn của canxi bằng phương pháp F-
AAS 45
Hình 3.4: Đồ thị đường chuẩn của canxi 45
11
Bảng 3.5: Kết quả xây dựng đường chuẩn của magie bằng phương pháp F-
AAS 47

lượng thiết yếu của cơ thể.
Natri, kali, canxi, magie là khoáng đa lượng tham gia trong cấu trúc vững chắc
của bộ xương và tham gia trong các quá trình trao đổi chất trong tế bào. Thiếu Mg
làm cho sinh vật còi cọc, máu vận hành yếu dần, yếu dây thần kinh dẫn đến co giật
có thể gây chết. Thiếu Ca, K, Na gây ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất trong tế
bào, nặng có thể gây chết. Đặc biệt thiếu K làm rối loạn chức năng tim.
Hiện nay phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử dùng kỹ thuật
ngọn lửa để xác định Natri, Kali, Canxi, Magie được sử dụng phổ biến. Nó
đáp ứng được các yêu cầu đối với việc xác định chính xác các nguyên tố vi
lượng trong các đối tượng sinh học, dược phẩm, thực phẩm. Xuất phát từ
những lý do trên chúng tôi chọn đề tài “Nghiên cứu, xác định hàm lượng
khoáng chất natri, kali, canxi và magiê trong một số loại nấm lớn thu hái
từ vườn Quốc gia Pù Mát - Nghệ An bằng phương pháp quang phổ hấp
thụ nguyên tử (AAS)” làm luận văn tốt nghiệp của mình.
Mục tiêu: Xác định được hàm lượng natri, kali, canxi, magie có trong
một số loài nấm lớn bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử.
Để thực hiện đề tài này, chúng tôi tập trung giải quyết các nhiệm vụ sau:
- Nghiên cứu thiết bị, dụng cụ hóa chất;
- Nghiên cứu khảo sát các điều kiện tối ưu trên máy đo AAS.
13
- Nghiên cứu xây dựng đường chuẩn của Na, K, Ca, Mg bằng phép đo
F-AAS.
- Xác định hàm lượng Na, K, Ca, Mg trong một số loài nấm lớn bằng
phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử sử dụng kỹ thuật F-AAS và so
sánh kết quả với phương pháp ICP-MS
14
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Sơ lược về Nấm
1.1.1. Giới thiệu về Nấm
[7]

rệt với hơn 90% tổng số loài; sau đó là nấm Nang (Ascomycota) chiếm
khoảng 8%; nấm Nhầy (Myxomycota) chiếm 1,5% và nấm Nội cộng sinh
(Glomeromycota) chiếm khoảng 0,5%. Trong ngành nấm Đảm thì tuyệt đại
đa số nấm lớn thuộc ngành phụ Agaricomycotina Doweld (2001); chỉ có một
số rất ít loài thuộc 2 ngành phụ Pucciniomycotina R. Baeuer, Beregow…(với
12 loài thuộc chi Septobasidium thuộc bộ Septobasidioles) và
Ustilagomycotina Doweld (2001) với các lớp thuộc Ustilagomycetes (với 2
đại diện thuộc lớp nấm Than là Ustilago maydis trên ngô và Ustilago
esculenta trên củ niễng đều ăn được) và Exobasidiomycetes (với một vài loài
thuộc chi nấm Đảm ngoài Exobasidium gây bệnh phồng lá). Trong ngành phụ
Agaricomycotina, đại đa số nấm lớn thuộc về lớp Agaricomycetes. Hai lớp
còn lại chỉ có số lượng loài rất khiêm tốn là Tremellomycetes (17 loài thuộc
bộ Tremellales) và lớp Dacrymycetes ( với 5 loài thuộc bộ Dacrymycetales).
Trong lớp Agaricomycetes, các bộ có số lượng loài nhiều nhất là
Aphyllophorales sensu lato (hơn 300 loài), Agaricales sensu lato (gần 300
loài), Boletales (gần 60 loài), Russulales (gần 40 loài). Các bộ có ít loài nhất
là Hymenogastrales (1 loài), Ceratiomycetales (1 loài).
16
Hình 1.1: Hình ảnh một số nấm lớn
Nấm Linh chi (Lingzhi mushroom) có tên khoa học là Ganoderma
Lucidum, thuộc họ Nấm Lim. Nấm Linh chi còn có những tên khác như Tiên
thảo, Nấm trường thọ, Vạn niên nhung là một loài nấm lớn quan trọng.
Linh chi là loại thuốc quý, có tác dụng bảo can (bảo vệ gan), giải độc,
cường tâm, kiện nảo (bổ óc), tiêu đờm, lợi niệu, ích vị (bổ dạ dày); gần đây có
nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới đã định danh được các hoạt chất và
xác định tác dụng dược lý của nấm Linh chi như: Germanium, acid ganoderic,
acid ganodermic, acid oleic, ganodosteron, ganoderans, adenosin, beta-D-
glucan. Bằng các phương pháp hóa học và công cụ phân tích như máy AAS,
ICP-MS các nhà khoa học Việt Nam tìm thấy trong nấm Linh chi có chứa 21
nguyên tố vi lượng cần thiết cho sự vận hành và chuyển hóa của cơ thể như:

Từ những năm 1980 đến nay các phương pháp hiện đại: UV-VIS, IR
(hồng ngoại), phổ khối lượng- sắc ký khí (GC-MS), phổ cộng hưởng từ hạt
nhân đặc biệt là sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) cùng ICP-MS đã xác định
gần 100 hợp chất và dẫn xuất trong nấm Linh chi.
1.2. Tổng quan về các nguyên tố natri, kali, canxi, magie
1.2.1. Tổng quan về nguyên tố natri
[2,17]
Natri là tên một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có
ký hiệu Na và số hiệu nguyên tử bằng 11. Natri là nguyên tố phổ biến nhất
thứ 6 trong vỏ Trái Đất, và có mặt trong nhiều loại khoáng vật như felspat,
sodalit và đá muối. Nhiều loại muối natri là những hợp chất hòa tan mạnh
trong nước nên natri là các nguyên tố hòa tan phổ biến nhất theo khối lượng
trong các vùng biển trên Trái Đất.
Natri là kim loại mềm, màu trắng bạc, hoạt động mạnh, và thuộc
nhóm kim loại kiềm; nó chỉ có một đồng vị bền là 23Na. Kim loại nguyên
chất không có mặt trong tự nhiên nhưng để có được dạng này phải điều chế từ
các hợp chất của nó.
Bảng 1.1: Tính chất vật lý của natri
Thông số
Trạng thái vật chất Chất rắn
Dạng tinh thể Lập phương tâm khối
Trọng lượng đặc trưng 0,968 g·cm
−3
Nhiệt độ nóng chảy (
0
C) 97,72
Nhiệt độ sôi (
0
C) 883
Bán kính cộng hóa trị 186 pm

Bán kính cộng hóa trị 227 pm
Độ âm điện theo Pauling 0,82
Năng lượng ion hóa thứ nhất 418,8 kJ/mol
1.2.3. Vai trò sinh học của natri và kali
[17,18]
Các ion natri đóng vai trò khác nhau trong nhiều quá trình sinh lý học.
Ví dụ, các tế bào dễ bị kích thích dựa vào sự tiếp nhận ion Na
+
để sinh ra sự
phân cực. Một ví dụ của nó là biến đổi tín hiệu trong hệ thần kinh trung ương.
20
Kali là nguyên tố phổ biến thứ 8 hoặc 9 theo khối lượng (0,2%) trong
cơ thể người, vì vậy một người trưởng thành có cân nặng 60 kg chứa khoảng
120 g kali. Cơ thể người có nhiều kali giống như lưu huỳnh và clo.
Các cation kali có vai trò quan trọng trong các tế bào thần kinh, và
trong việc ảnh hưởng đến sự cân bằng thẩm thấu giữa các tế bào và dịch kẽ
(ngoại bào chất) với sự phân bố của chúng trong tất cả các môi trường trung
gian ở tất cả động vật.
Sự thiếu hụt kali trong cơ thể có thể gây ra các tình trạng có thể tử vong
như thiếu kali máu, đặc biệt gây nôn mửa, tiêu chảy, hoặc tăng bài tiết niệu
đạo. Các triệu chứng thiếu hụt kali gồm yếu cơ, liệt ruột, bất thường ECG
(điệm tâm đồ), giảm phản xạ và trong các trường hợp nghiêm trọng có thể gây
liệt hô hấp, loạn nhip tim.
1.2.4. Tổng quan về nguyên tố canxi
[2,19]
1.2.4.1. Tính chất vật lí của canxi
Canxi (từ tiếng Latinh: Calcis) là nguyên tố hoá học ký hiệu Ca, số
thứ tự 20 trong bảng tuần hoàn. Nó là một kim loại kiềm thổ có nguyên tử
khối là 40.
Bảng 1.3: Tính chất vật lí của canxi

1.2.5.1. Tính chất vật lí của Magie
Bảng 1.4: Tính chất vật lí của magie
Trạng thái vật lí Chất rắn
Dạng tinh thể Lập phương
Trọng lượng đặc trưng 1,738 g/cm
3
Nhiệt độ nóng chảy 650
0
C
Nhiệt độ sôi 1091
0
C
Bán kính cộng hóa trị 160 pm
Bán kính Vander Waals 173 pm
Độ âm điện theo Pauling 1,31
Năng lượng ion hóa Thứ nhất 737,7 KJ/mol
Thứ hai 1450,7 KJ/mol
1.2.5.2. Vai trò sinh học của magie
Khẩu phần dinh dưỡng của người lớn là 300-400mg/ngày, phụ thuộc
vào tuổi tác, giới tính, trọng lượng. Nhiều loại enzym cần có cation magiê cho
các phản ứng xúc tác của chúng, đặc biệt là các enzym sử dụng năng lượng
hoạt hóa(ATP). Không đủ magiê trong cơ thể sinh ra các chứng co thắt cơ, và
22
nó liên quan đến các chứng bệnh tim mạch (cardiovascular), đái đường, huyết
áp cao và loãng xương. Sự thiếu hụt cấp tính là hiếm hơn.
1.3. Các phương pháp phân tích natri, kali, canxi và magie
1.3.1. Các phương pháp phân tích natri, kali
Năm 2012, Ligia. C.C de Oliverra, xác định hàm lượng Na và K trong
một số đối tượng sinh học bằng F-AAS với LOD là 0,1 µg/g đối với Na; 0,06
µg/g đối với K

trường hợp thức ăn hữu cơ) hoặc được phân hủy ướt bằng axit clohydric
(trường hợp các hợp chất khoáng)
[5]
.
Nhóm nghiên cứu của trường đại học Alaska, năm 2008 đã xác định
hàm lượng của Na, K, Ca, Mg trong các đối tượng sinh học bằng phương
pháp ICP-MS với LOD lần lượt là 26, 30,70, 20 ppm
[16]
.
1.3.2. Các phương pháp phân tích magie, canxi
1.3.2.1. Phương pháp chuẩn độ xác định Ca
2+
, Mg
2+
Ngày nay người ta định lượng Mg
2+
bằng phương pháp phổ biến là
chuẩn độ tạo phức với EDTA trong môi trường có pH = 11 với chỉ thị murexit
dung dịch chuyển đổi màu từ đỏ sang tím hoa cà. Tổng hàm lượng Ca
2+
+
Mg
2+
chuẩn độ trong môi trường pH=10 với chỉ thị ETOO bằng EDTA dung
dịch chuyển từ đỏ nho sang xanh chàm [
6]
.
1.3.2.2. UV-VIS
Dung dịch Mg
2+

1.4.1. Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử [
1]
Như chúng ta đã biết vật chất được cấu tạo bởi các nguyên tử và
nguyên tử là phần cơ bản nhỏ nhất còn giữ được tính chất của các nguyên tố
hóa học. Trong điều kiện bình thường nguyên tử không thu và không phát ra
năng lượng dưới dạng các bức xạ. Lúc này nguyên tử tồn tại ở các trạng thái
cơ bản. Đó là trạng thái bền vững và nghèo năng lượng nhất. Nhưng khi
nguyên tử ở trạng thái hơi tự do, nếu chúng ta chiếu một chùm tia sáng có
những bước sóng (tần số) xác định vào đám hơi nguyên tử đó, thì các nguyên
tử tự do đó sẽ hấp thụ các tia bức xạ có bước sóng nhất định ứng đúng với
bước sóng bức xạ mà có thể phát ra được trong quá trình phát xạ của nó. Lúc
này nguyên tử nhận năng lượng của các tia bức xạ chiếu vào nó và nó chuyển
lên trạng thái kích thích có năng lương cao hơn trạng thái cơ bản. Đó là tính
chất đặc trưng của nguyên tử ở trạng thái hơi. Quá trình đó được gọi là quá
trình hấp thụ năng lượng của nguyên tử tự do ở trạng thái hơi và tạo ra phổ
nguyên tử. Phố sinh ra trong quá trình này được gọi là phổ hấp thụ nguyên tử.
1.4.2. Quá trình nguyên tử hóa mẫu
[3]
Sau khi xử lý mẫu, nguyên tử hóa là giai đoạn cuối cùng của quá trình
nguyên tử hóa mẫu, nhưng lại là giai đoạn quyết định cường độ của vạch phổ.
Giai đoạn này được thực hiện trong thời gian rất ngắn, thông thường 3 đến 6
giây, rất ít khi đến 8 đến 10 giây.
Nhưng tốc độ đo nhiệt độ lại là rất lớn để đạt ngay tức khắc đến nhiệt
độ nguyên tử hóa và thực hiện phép đo cường độ vạch phổ. Tốc độ tăng nhiệt
25
độ thường từ 1800-2500
o
C/ giây, thông thường người ta sử dụng tốc độ tối đa,
độ nguyên tử hóa của các nguyên tố rất khác nhau.
Đồng thời mỗi nguyên tố cũng có một nhiệt độ nguyên tử hóa giới hạn