Viết tắt

Tiếng anh

Tiết việt

AE

Auxiliary Electronde

Điện cực phù trợ

RE

Reference Electronde

Điện cực so sánh

WE
HMDE
DP

Working Electronde
Điện cực làm việc
Hanging Mercury Electronde
Điện cực giọt thủy ngân treo
DANH MỤCBộ
CÁC
KÝLỜI
HIỆU,
CẢM

Luận văn này được hoàn thành tại phòng thỉ nghiệm hóa phân tích thuộc
Differential
Pulse
trung
tâmPolarography
thực hành thỉ nghiệm tnrờng
Đại pháp
học l Inh.
Phương
cực phổ xung

DPP

vi phân THỊ HIỀN
NGUYỄN

MFE

Mercury Film Electrode

ASV

AE

Với Voltammetry
lòng kính trọng và Von
biết - Ampe
ơn sầu
em xin chân thành cảm ơn
Anodic Stripping

El/2
Eđp

Điện cực màng thủy ngân

TRONG MỘT SÓ LOẠI
Thế đỉnhNÁM LINH CHI VÙNG BẮC
TRUNG Bộ BẰNG PHƯOỈNG PHÁP VON AMPE
Em xin chân thành cảm on Thế
các bán
thầysóng
giáo, cô giáo của phòng thí nghiệm hỏa
Half- Wave Potential
HÒA TAN CATOT
XUNG VI PHÂN
phân tích đã tận tình giúp đỡ em trong suốt quá trình làm luận văn.
Deposition Potential

Thế điện phân làm giàu

Ip

Peak Current

Dòng đỉnh hòa tan

tđp
LOD

Deposition Time

Limit of QuantiTication

Giới hạn định lượng

Inductively Coupled Plasma

Plasma cao tần cảm ứng

Me

ICP
AAS
GF-AAS

Atomic Absorption SpectrometryLUẬN VĂN
QuangTHẠC
phổ hấpsĩ
thụHÓA
nguyên
tử
HỌC
Nghệ An,
thángphổ
10 năm
2013
Graphite - Fumace Atomic
Quang
hấp thụ
nguyên
Absorption Spectrometry

Quang TS.
phổĐINH
hấp thụ
nguyên
THỊ
TRƯỜNG GIANG
tử nhiệt điệnNghệ An - 2013

Direct Current
Ultraviolet

Dòng một chiều
Cực tím

Inductively Coupled Plasma -

Quang phổ phát xạ nguyên

Atomic Emission Spectrometry

tử cảm ứng Plasma cao tần

Stripping Voltammetry

Von Ampe hòa tan


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU...................................................................................................................... 1
CHƯƠNG I - TỔNG QUAN.............................................................................. 3


Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử(AAS) [12,18,28,29,30]....

1.2.3........................................................................................................................Cá
c phương pháp phân tích điện hóa....................................................................20
1.2.3.1.....................................................................................................................Ph


1.3.4.2. Phân tích lâm sàng...

32
1.3.4.3....................................................................................................................Phâ
n tích thực phẩm..............................................................................................33

CHƯƠNG II - THỰC NGHIỆM.................................................................................. 34
II. 1. Những vấn đề nghiên cứu............................................................................ 34
II. 2. Thiết bị, dụng cụ và hoá chất....................................................................... 34
11.2.1..................................................................................................................... Th
iết bị và dụng cụ..............................................................................................34
11.2.2..................................................................................................................... Hó
a chất...............................................................................................................36
11.3........................................................................................................................Ph
ương pháp nghiên cứu..................................................................................... 39
11.3.1.....................................................................................................................Cơ
sở của phương pháp nghiên cứu......................................................................39
11.4........................................................................................................................Đối
tượng nghiên cứu............................................................................................. 40
11.5........................................................................................................................Nội
dung nghiên cứu.............................................................................................. 40
11.5.1.....................................................................................................................Cơ

sở của phương pháp thêm chuẩn.....................................................................52
111.2.2.

ứng dụng phương pháp thêm tiêu chuẩn xác định hàm lượng selen trong

một số mẫu nấm............................................................................................................53
111.2.2.1.;..............................................................................................................Qu
y trình phân tích mẫu.......................................................................................53
111.2.2.2.;............................Khảo sát thời gian khử Se(VI) về Se(IV) bằng HC1 5M
54
111.2.2.
3. Nghiên cứu nhiệt độ đun mẫu của quá trình khử Se(VI) thành
Se(IV)55
II 1.3.2.4. Kết quả phân tích Selen trong các mẫu nấm..................................................57
III.3...................................................................................Đánh giá phương pháp
...................................................................................................................61
111.3.1...................................................................................................................Đá
nh giá độ lặp lại...............................................................................................61
111.3.2...................................................................................................................Giớ
i hạn phát hiện (LOD).....................................................................................62


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1:

Bảng các dạng selen trong môi trường và hệ sinh học

[6].....................4




DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐÒ THỊ

Hình 1.1: Selen với sức khỏe con người.......................................................................15
Hình 2.1: Máy phân tích cực phố đa năng 797 VA Computrace (Metrohm)Thụy Sĩ.............................................................................................................. 35
Hình 3.1: Sự phụ thuộc của Ipic vào pH của dung dịch.................................................45
Hình 3.2: Sự phụ thuộc của Ipic vào nồng độ Cu(II).....................................................46
Hình 3.3: Đường DP- csv khảo sát chọn thế điện phân tối ưu.......................................48
Hình 3.4: Đường DP - csv khảo sát chọn tốc độ quét thế.............................................49
Hình 3.5: Sự phụ thuộc của Ipic vào tốc độ quét thế....................................................50
Hình 3.6: Đường cong DP- csv khảo sát thời gian đun chuyển Se(VI) về
Se(IV) trong dung dịch HC1 5M..................................................................................55
Hình 3.7: Đường DP-CSV khảo sát nhiệt độ đun sôi mẫu 50, 60, 70°c...............56
Hình 3.8: Đường DP-CSV khảo sát nhiệt độ đun 80, 90, 100, 110, 120 °c..................57
Hình 3.9: Kết quả định lượng Selen trong mẫu nấm Linh Chi Đỏ lần 1........................58
Hình 3.10 : Kết quả định lượng Selen trong mẫu nấm Linh Chi Đen lần 1 ..................58
Hình 3.11 : Kết quả định lượng Selen trong mẫu nấm Lạ lần 1.....................................59
Hình 3.12 : Kết quả định lượng Selen trong nấm Linh Chi Đỏ lần 2.............................59
Hình 3.13: Đường DP- csv đánh giá độ lặp lại................................................... 62
Hình 3.14: Kết quả đường DP-CSV về hiệu suất thu hồi mẫu nấm lạ lần 1...................64
Hình 3.15: Kết quả đường DP-SCV về hiệu suất thu hồi mẫu nấm lạ lần 2...................65


MỞ ĐẦU
Selen được Jons Jakob Berzelius phát hiện năm 1817, và ông nhận thấy
nguyên tố này gắn liền với Telua (đặt tên theo Trái Đất) nên Selen theo tiếng Hy
Lạp có nghĩa là Mặt Trăng.
Trong công nghiệp selen được ứng dụng rộng rãi trong pha trộn cao su, tạo
hợp kim thép, trong sản xuất thủy tinh, trong hóa chất và dùng làm thuốc

tới các phương pháp xác định tống hàm lượng siêu vết và hàm lượng các dạng
selen một cách nhanh nhất, nhạy nhất và chính xác nhất.
Có rất nhiều phương pháp được sử dụng đế xác định lượng vết selen. Trong
số các phương pháp phân tích như phương pháp sắc kí, huỳnh quang Rơnghen,
động học xúc tác, kích hoạt nơtron, phương pháp hấp thụ nguyên tử sử dụng kỹ
thuật hidrua hóa ( HG — AAS)...thì phương pháp Von - Ampe hòa tan phương
pháp đang được quan tâm nghiên cứu để xác định selen vì phương pháp này có
độ nhạy và độ chính xác cao, quy trình phân tích đơn giản không tốn nhiều hoá
chất.
Chính vì vậy mà chúng tôi đã chọn đề tài luận văn : “Nghiên cún xác định
hàm lượng vết Selen trong một so loại nam linh chi vùng Bắc Trung Bộ bằng
phương pháp Von Ampe hòa tan catot xung vi phân”.

2


Tên

Viết tắt

Công thức hóa học

Selenit

Se(IV)

Seơ32'

Selenat


6 H2Ơ

—► 3 H2Se + 2 A1(0H)3

(6)

- Phản ứng của axit HC1 loãng vói selenit sắt ( FeSe ).
FeSe +

2HC1 -► H2Se

+ FeCl2

(7)

H2Se có thể tạo kết tủa với nhiều ion kim loại nặng tạo thành các muối
selenit ít tan như : M2Se , MHSe .
2. Số oxi hóa +4
Hợp chất selen (+4) rất quan trọng trong hóa phân tích. Trạng thái oxi hóa
của selen thể hiện ở các oxit Seơ 2, tetrahalogenua, cũng như các phức anion
kiểu [ Se03]2- hay [ Se(OH)6]2- ...
Se02 là một chất bột màu trắng, thăng hoa ở 315°c, tan trong nước tạo
thành H2Seơ3 là một axit yếu. H2Seơ3 tách được dưới dạng tự do, đó là chất rắn
màu trắng bị vụn nát trong không khí khi mất nước.
3. Số oxi hóa +6
Se (+6) tạo các họp chất như Seơ 3, SeFô, H2SeƠ4, có cấu trúc tương tự cấu
trúc và tính chất của lưu huỳnh. Se0 3 màu trắng, được biết ở trạng thái thủy tinh
và amiăng. Se03 có tác dụng mãnh liệt với nước tạo thành axit selenic(H 2Se04 ).

7


-0,34
-0,850
Đáy anot Hg
Axit selenic là chất tinh thể màu trắng. Cũng như H2SO4 nó cũng hút nước rất
ortho-photphat
0,2M thì trong
môi trường axit, hai
sóng đầu quan sát được là
-0,185
-0,861
SCE
mạnh,
dung dịch của nó là axit
mạnh có độ mạnh gần bằng
H2SO4.
tương
tự
như
các
trường
hợp
trên.
Tuy
nhiên
ở
khoảng
pH = 3 xuất hiện sóng
-0,011
-0,541

thuộc
vào12,
pH6]của dung dịch. Dòng
1.1.1.5.
điệncho
hóaba
củasóng
Selencực
(IV)phổ
[6, tùy
34, 27,
4, 16,
Hoạt tính điện hóa của Se(IV) đã được nghiên cứu từ rất lâu và trong nhiều
giới hạn của tất cả các sóng đều là dòng khuếch tán nhưng chỉ có sóng thứ hai là
nền khác nhau. Các tác giả đã xác định được 3 sóng khử ímg với các quá trình
khử Se
(IV) đến các mức ôxy hóa +2, 0, và -2 tùy thuộc vào pH, tuy nhiên trong
thuận
nghịch.
dung dịch loãng hai sóng đầu hòa làm một.
Sóng
thứ và
nhấtNiedrach
tương ứng
bướcthấy
khử Seơ
trao32"đốicho
4e của
đê tạo thành
Lingane

sóng thứ
tương V
ứng
bướcV).
khửTrong
6e: môi trường axit
2
2
HC1, HN03,SeƠ3
HCIO4,
quả ->
hoàn
tương tự như trong
Tuy
' + 6ekết
+ 6HT
Se ' toàn
+
3H2Ơ. nền H2SO4. (11)
nhiên, trongBảng
nền 1.2:
HC1Thế
sóng
thứ
nhất
trộn
lân
với
sóng
hòa

cải thiện sức kháng mài mòn của cao su lưu hóa. Selen là chất xúc tác trong
nhiều phản ứng hóa học và được sử dụng trong nhiều phản ứng tổng hợp hóa
học ở phòng thí nghiệm lẫn trong công nghiệp. Nó cũng được sử dụng rộng rãi
trong việc xác định cấu trúc của các protein hay axit nucleic bằng tinh thể học
tia X. SeS2, thực tế là disuníiia selen hay suníiia selen (IV), là thành phần hoạt
hóa trong một vài loại dầu gội đầu chống gàu. Hiệu ímg của thành phần hoạt hóa
là giết chết nấm da đầu Malassezia. Thành phần hoạt hóa này cũng được dùng
trong mỹ phẩm dùng cho da để điều trị nấm da Tinea do nhiễm các loại nấm
Malassezie.

10


Selen và các hợp chất của nó là rất quan trọng cho động vật và con người.
Nó có thể gây ra bệnh tật nếu thiếu hụt selen trong cơ thể. Tuy nhiên nếu con
người tiếp xúc nhiều và thường xuyên sẽ bị ngộ độc cấp tính hoặc gây nên các
rối loạn nội tạng có thể dẫn đến tử vong. Mặc dù vậy cơ thể con người cần phải
được hấp thụ một lượng rất nhỏ selen thông qua thực phẩm đê giảm nguy cơ
mắc một số bệnh về tim mạch, ung thư, chậm phát triển và ít sinh sản.
Selen có tác dụng làm ức chế các khối u gây ung thư tuyến tiền liệt tuyến.
Tăng cường khả năng chống phóng xạ và tia tử ngoại. Ngưỡng có lợi của selen
trong khoảng 50-200//g/ngày cho mỗi người. Lượng selen nam giới nên dùng
hằng ngày là 70-200 // g [3]

*Đợc‘ tính của Seỉen [2]
Mặc dù selen là vi dưỡng chất thiết yếu nhưng nó lại có độc tính nếu dùng
thái quá. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) tính toán, hàm lượng selen trong máu
người trung bình phải đạt trên 0,15 //g/ml thì mới đủ lượng chất cần thiết cho
cơ thể. Những kết quả nghiên cứu của WHO khắng định, nguyên tố selen có vai
trò sinh học rất lỏn với sức khỏe con người. Điều tra dịch tễ học tại Mỹ và Bắc


-

Phụ nữ đang

Mức tối đa

cho con bú

ăn vào

(/ig/ngày)
-

(jLi g/ngày)
45

1-3 năm

thể20Hiện
tích lũy
nayđậm
mộtđặc
số hơn
quốctrong
gia hay
các vùng
tổ chức
đất yấmtế ướt
trên


gâyngười
ra mộttrưởng
số rối loạn
nhất địnhđối
ở chim
các vùng âm ướt [2 ].
với
thànhbâm
là sinh
85 /^g/ngày
với sống
nam ỏvà
30
15070 //g/ngày đối với nữ 1015ụ.40
g/ngày đối với trẻ em tuỳ theo độ tuổi.
180

14-18 năm
19 tuổi trở lên

-

-

-

-

-

ngày về
theotim
khuyến
củakhả
Viện
Y Học
Mydịch,
tim,
biếnSelen
chứngăntrong
các bệnh
mạch,cáo
giảm
năng
miễn
do vậy mà tăng nguy cơ hoặc làm tăng thêm quá trình nhiễm trùng.
Thiếu hụt senlen có thể dẫn tới bệnh Keshan, là bệnh có tiềm năng gây tử
vong. Thiếu selen cũng đóng góp (cùng sự thiếu hụt Iot) vào bệnh Kashin Beck .
Triệu chứng chính của bệnh Keshin là chết hoại cơ tim, dẫn đến suy yếu tim.
Bệnh Kashin - Beck tạo ra sự teo dần, thoái hóa và chết hoại của các mô chất
sụn. Bệnh Kashan cũng làm cho cơ thể dễ bị mắc các bệnh tật do các nguồn dinh
dưỡng, hóa sinh học hay nhiễm trùng.
Ngoài ra, thiếu selen còn dẫn đến tình trạng vô sinh của nam giới và làm
giảm khả năng thụ thai của nữ giới, làm mất độ bóng, dễ gãy tóc và móng, gây
rối loạn chuyển hóa hormone ảnh hưởng tới sự phát triển và hoàn thiện của cơ
thể.
Selen tham gia vào khẩu phần ăn của con người thông qua thức ăn và nước
uống, ơ hàm lượng hợp lý selen có tác dụng rất tốt trong việc phòng ngừa bệnh
tật. Nếu cơ thể thiếu selen dẫn đến phát sinh nhiều bệnh lý, ngược lại nếu thừa
selen sẽ gây ra độc tính. Vì vậy việc quy định hàm lượng selen ăn vào hàng ngày

tử vong của đàn ông, nhưng lại không tạo kết quả đáng kể nào đối với phụ nữ.
5,25chứng
- 5.75minh
( M , chuột,
Selen đã
là có ởsựbụng
hỗ )trợ hóa học trị liệu, ngăn ngừa sức đề kháng
của cơ thể với thuốc. Một nghiên cứu chỉ ra rằng chỉ trong 72 giờ thì hiệu lực
4 ( M, chuột, ở bụng )
của điều trị bằng các loại thuốc như Taxol và Adriamycin, cùng với senlen là
bụng trị
) chỉ dùng mỗi thuốc. Kết quả thu được thể hiện
cao hơn 4,25
đáng( M,
kể chuột,
so vớiở điều
trong nhiều
tế bào
ung thư
(vú,ởphổi,
ruột non, ruột già, gan).
1.600
( LD50,
chuột,
bụng)
49,4 ( LD50, chuột, ở bụng)
6.700 ( LD50,
+)HIV/AIDS
[6] chuột, ở miệng )
Một vài nghiên cứu chỉ ra có liên quan về mặt địa lý giữa các khu vực có đất

thuẫn

+) ưng thư: [32]
Một vài nghiên cứu cho rằng có liên quan giữa ung thư và thiếu hụt selen.
Một nghiên cứu được thực hiện về hiệu ứng cả bổ trợ selen đối với sự tái phát
của ung thư da không chứng minh có tần suất suy giảm của sự tái phát ung thư
da, nhưng thể hiện xảy ra suy giảm đáng kể của ung thư tổng thể. Một nghiên
cứu về mức selen có trong
tự nhiên
trên 60000
người
+ M:
Liều gây
chết nhỏ
nhấtđồng ý tham gia và không
chỉ ra mối tương quan đáng kẻ giữa các mức này với ung thư. Nghiên cứu SƯ.
VI. MAX [32] kết luận rằng
sự bổ:xung
selen) tạo ra sự sụt
+ LD50
Liều liều
gây thấp
chết (100
trungụg
bình

14
13
15


41' + SeƠ32' + 6H+ -> Se + 2 I2 + 3 H2Ơ
I2 sinh ra được chuẩn độ bằng Na2Se203 với chỉ thị hồ tinh bột

16

(12)


I2 + 2Na2Se203

2NaI + Na2Se4Oổ

(13)

Phương pháp này xác định được đến 50 mg Se.
1.2.2.

Các phương pháp phàn tích quang phổ

1.2.2.1.
Phương pháp phân tích trắc quang [8,5]
Nguyên tắc của phương pháp là dựa trên khả năng tạo phức màu của chất
phân tích với một thuốc thử nào đó. Sau đó đo độ hấp thụ quang của phức
màu ta sẽ biết được nồng độ chất phân tích.
Phương pháp thông dụng để xác định Se(IV) là dựa trên phản ứng tạo màu
của Se(IV) với các o-diamin thơm. Thuốc thử hay được sử dụng nhất là
3,3 diaminobenzidin. Trong môi trường axit thuốc thử này được tạo với selen
phức piazoseol có màu vàng. Đo độ hấp thụ quang của phức màu trong pha
nước ở 490nm (hay sau khi chiết bằng toluen 420nm). Khoảng tuân theo định
luật Lamber - Beer là 0,25 /Zg/mlđến2,5 /zg/ml .

hạn phát hiện là 2 ỊJL g/1. Hệ thống được thực hiện thành công và ứng dụng cho
việc đo phố hấp thụ nguyên tử.

1.2.2.3.

Phương pháp quang phô hấp thụ nguyên tử (AAS) [12,18,28,29,30]

Độ nhạy của phương pháp này phụ thuộc rất nhiều vào nguồn năng lượng
nguyên tử hóa và kích thích phố. Khi nguồn năng lượng là ngọn lửa Hiđrokhông khí thì độ nhạy đạt được là 1 jLig/ mì sử dụng vạch 196,1 nm [33]. Khi sử
dụng ngọn lửa không khí axetylen độ nhạy tăng cỡ 1,6 lần. Khi nguồn năng
lượng là ống phóng catot, Se(IV) có giới hạn nồng độ phát hiện là 0,25 pg / m l
theo vạch 196,1 nm. Khi sử dụng kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa xác
định selen trong máu và trong huyết thanh, giới hạn phát hiện là 0,8pgtmỉ. Gần
đây rất nhiều công trình xác định selen sử dụng kỹ thuật tạo Hyđrua ghép nối
với AAS (HG-AAS). Nguyễn Thị Phương Thảo và Phạm Thúy Nga [18] đã xác
đinh selen trong mẫu máu và nước tiểu bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên
tử sử dụng kỹ thuật Hyđrua hóa, đã xác định được giới hạn phát hiện của selen

18


là 0.41 ng/ml. Ondreị Hegedus và cộng sự [31] đã xác định hàm lượng selen
trong rau bằng phưong pháp ET-AAS và HG- AAS, với phương pháp Hg AAS, dùng bước sóng 196,0 nm, cường độ dòng của đèn là lOmA, chất khử là
NaBH4 0,6% /NaOH 0,5%, thu được kết quả là 0,001-0,034 mg/kg trong mẫu
rau tươi, với giới hạn phát hiện là 0,49 /z g/1. Rau nhiều đường và tinh bột thì
chứa ít selen, khoai tây và cà rốt chứa nhiều selen (0,034 mg/kg và 0,02 mg/kg).
Magda A.Akl và cộng sự [33] đã xác định được selen trong một số mẫu thức ăn
như: sữa trâu tươi là 0,053 // g/g; sữa bột là 0,071 // g/g; thịt bò hun khói là 0,47
//g/g; cá hồi là 0,81 //g/g. Hisatake Narataki xác định selen trong nước sông đạt
giới hạn phát hiện là 0,04 // g/ml.

độ dòng điện vào điện thế khi tiến hành điện phân dung dịch phân tích.
Phương pháp cực phố cổ điẻn sử dụng dòng một chiều ( DC ) có độ nhạy
không cao, thường chỉ xác định được khoảng nồng độ 10' 6M . Tuy nhiên, vẫn có
một số công trình trước đây sử dụng phương pháp này để xác định Se (IV) trong
các nền cực phổ khác nhau. Ví dụ xác định Se (IV) có EI/2 = -1,44 V trong nền
NH4C1 IM + NH4OH IM. Sự có mặt của một số ion kim loại nặng làm mất
sóng của selen. Có thể sử dụng natri pirophotphat để loại trừ ảnh hưởng của Te,
As, Fe [10]. Việc xuất hiện dòng tụ điện là nguyên nhân làm cho phương pháp
kém nhạy.
Khi sử dụng kĩ thuật xung vi phân độ nhạy cúa phương pháp cực phố được
cải thiện đáng kẻ do loại được dòng tụ điện.
G.B Batley sử dụng phương pháp cực phổ xung vi phân dể xác định Se(IV)
trong nước thải. Tác giả sử dụng nền HC1, pH = 2, pic ở -0,6V ( so với điện cực
Ag/AgCl ) được dùng đê định lượng. Nước thải được loại bỏ tạp chất bằng cách
lội qua cột cỉ8 Sep - pak sau đó dùng Chelex - 100 đế loại lượng vết kim loại.
Khoảng nồng độ tuyến tính là 2- 100 jug/1[26].
Lu Guaghan, Lui Jinhua và cộng sự đã xác định selen trong chè bằng
phương pháp cực phố dòng xoay chiều trong nền HOAC 0,6 M + EDTA
0,012% + Cu (II) 6,3 T0'5 M, pic khử của Se (IV) xuất hiện ở -0,7V (so với
điện cực SCE). Tác giả nhận thấy pic này không xuất hiện khi không có mặt của
Cu(II). EDTA ngoài vai trò là chất điện li trơ còn giữ vai trò là chất che giúp
loại bỏ ảnh hưởng của một số nguyên tố. Khi nồng độ EDTA là 0,012% , các ion

20


Al3+ , Ca2+, Mg2+ với nồng độ gấp 1000 lần selen; Fe (III), Mn(II), Zn (II) với
nồng độ gấp 80 lần; Te 4+ với nồng độ gấp 50 lần không gây ảnh hưởng đến
phép xác định Se(IV) ở nồng độ 6.10’ 8g/ml. Khoảng tuyến tính của phương pháp
là 0,04-0,4 //g/ml [25]
Hg + H2Se

22

(16)