TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA HÓA HỌC


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH
HÀM LƯỢNG CHÌ TRONG MỘT SỐ
KEM DƯỠNG DA BẰNG PHƯƠNG PHÁP
QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ

Người thực hiện:

Huỳnh Văn Dũng

MSSV:

K38.201.019

Giảng viên hướng dẫn:

ThS. Nguyễn Ngọc Hưng

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2016


LỜI CẢM ƠN
Trước hết, em muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến thầy ThS.
Nguyễn Ngọc Hưng, người đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá
trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp.

AAS

Quang phổ hấp thụ nguyên tử

LOD

Giới hạn phát hiện

LOQ

Giới hạn định lượng

TB

Trung bình

S

Độ lệch chuẩn

STT

Số thứ tự

GF

Kỹ thuật hóa hơi bằng lò Graphic

ETA


Các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử Pb của máy F-AAS ....................... 22

Bảng 3.4:

Nồng độ các dung dịch chuẩn xác định khoảng tuyến tính Pb ...................... 23

Bảng 3.5:

Khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính ............................................................. 24

Bảng 3.6:

Nồng độ các dung dịch chuẩn xác định đường chuẩn tính Pb ....................... 25

Bảng 3.7:

Khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính ............................................................. 26

Bảng 3.8:

Phương trình hồi quy của chì ......................................................................... 28

Bảng 3.9:

Kết quả đo độ lặp lại của phép đo Pb ............................................................ 29

Bảng 3.10: Khảo sát ảnh hưởng axit HClO 4 trong quá trình phá mẫu ............................ 30
Bảng 3.11: Khảo sát ảnh hưởng thể tích axit HNO 3 trong quá trình phá mẫu ................ 31
Bảng 3.12: Khảo sát ảnh hưởng thể tích axit HClO 4 đặc trong quá trình phá mẫu ......... 32
Bảng 3.13: Khảo sát ảnh hưởng thể tích H 2 O 2 30 % trong quá trình phá mẫu .............. 34


Thể tích HClO 4 ảnh hưởng đến quá trình phá mẫu ................................... 33

Hình 3.6:

Thể tích H 2 O 2 30 % ảnh hưởng đến quá trình phá mẫu ............................ 34

Hình 3.7:

Mức nhiệt độ ảnh hưởng đến quá trình phá mẫu ....................................... 36

Hình 3.8:

Thời gian ảnh hưởng đến quá trình phá mẫu ............................................. 37

iii


Huỳnh Văn Dũng

Khóa luận tốt nghiệp

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ............................................................................................... 3
1.1 Đại cương về các tính chất của chì (Pb).................................................................... 3
1.1.1 Đặc tính nguyên tử và tính chất hóa lí ................................................................ 3
1.1.2 Chì trong tự nhiên, sản xuất và đời sống ............................................................. 4
1.2 Độc Tính..................................................................................................................... 4
1.2.1 Đường xâm nhập ................................................................................................. 4

3.1 Khảo sát điều kiện tối ưu ......................................................................................... 20
3.1.1 Khảo sát chiều cao đèn nguyên tử hóa và lưu lượng khí đốt C 2 H 2 ................... 20
3.1.2 Tổng kết các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử Pb của máy F-AAS............. 22
3.2 Xây dựng phương pháp định lượng Pb đối với phép đo F-AAS ............................. 23
3.2.1 Khảo sát xác định khoảng tuyến tính của Pb ..................................................... 23
3.3.2 Xây dựng đường chuẩn Pb ................................................................................ 25
3.2.2 Xác định giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) của Pb.......... 27
3.2.3 Khảo sát độ lặp lại của phép đo ......................................................................... 28
3.3 Tối ưu hóa quy trình xử lý mẫu kem dưỡng da ....................................................... 30
3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng của HClO 4 trong quá trình xử lý mẫu .............................. 30
3.3.2 Khảo sát thể tích HNO 3 đặc cho quy trình xử lý mẫu ....................................... 30
3.3.3 Khảo sát thể tích HClO 4 đặc cho quy trình xử lý mẫu ...................................... 32
3.3.4 Khảo sát thể tích H 2 O 2 30% cho quy trình xử lý mẫu ...................................... 33
3.3.5 Khảo sát mức nhiệt độ cho quy trình xử lý mẫu................................................ 35
3.3.6 Khảo sát thời gian cho quy trình xử lý mẫu ...................................................... 36


Khóa luận tốt nghiệp

Huỳnh Văn Dũng

3.3.7 Tổng kết điều kiện xử lí mẫu ............................................................................. 38
3.4 Khảo sát hệ số thu hồi của quy trình xử lí mẫu........................................................ 39
3.5 Kết quả phân tích các mẫu kem dưỡng da ............................................................... 41
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ ........................................................................... 42
4.1 Kết luận .................................................................................................................... 42
4.2 Đề nghị ................................................................................................................... 443
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 444




Trang 1


Huỳnh Văn Dũng

Khóa luận tốt nghiệp

Đặc biệt với nhiễm độc chì thường làm rối loại trí óc, nhẹ thì nhức đầu, co giật, có
thể dẫn đến động kinh, hôn mê, thậm chí tử vong. Độc chất chì còn làm viêm thận, thấp
khớp do chì. Cơn đau bụng chì là biểu hiện của sự nhiễm độc nghiêm trọng. Chì còn tích
lũy dần dần trong các xương và làm tổn hại nghiêm trọng các cơ quan này. Nhiễm độc
chì mãn tính là một trong những tác nhân gây ung thư.[1]
Có rất nhiều phương pháp để xác định chì nhưng việc chọn ra một phương pháp
có độ nhạy cao, dễ thực hiện, chi phí hợp lí, phù hợp với điều kiện thực tế là hết sức khó
khăn. Quang phổ hấp thụ nguyên tử là một phương pháp phổ biến để xác định các kim
loại nặng hàm lượng thấp cỡ ppb với độ chính xác cao. Việc xác định hàm lượng chì
trong các loại kem dưỡng da tuy cần thiết nhưng hiện nay tại Việt Nam còn ít đề tài
nghiên cứu. Xuất phát từ yêu cầu thực tế và cấp bách đó, nhằm góp phần vào công tác
kiểm định chất lượng mỹ phẩm, chúng tôi đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu quy trình xác
định hàm lượng chì trong một số kem dưỡng da bằng phương pháp quang phổ hấp thụ
nguyên tử”.

Trang 2


Huỳnh Văn Dũng

Khóa luận tốt nghiệp


Nhiệt độ sôi

1737 oC

Bán kính nguyên tử

146 pm

Chì là một kim loại nặng có màu trắng xanh khi mới cắt nhưng nhanh chóng
chuyển thành màu xám xỉn khi tiếp xúc với không khí do phản ứng với oxi tạo oxit.
Chì có khả năng phản ứng với các axit mạnh như axit nitric đặc, axit sunfuric đặc
nóng, axit clohidric đặc nóng… và bị ăn mòn bởi nước tinh khiết, các axit hữu cơ yếu
trong môi trường có oxi.

Trang 3


Huỳnh Văn Dũng

Khóa luận tốt nghiệp

Chì dạng nguyên tử hấp thụ những bức xạ có bước sóng 217,00 nm và 283,30 nm
cho phổ hấp thụ đặc trưng, có độ nhạy cao. Đặc tính này đã được ứng dụng để phân tích
lượng nhỏ chì trong mẫu bằng phương pháp AAS.
1.1.2 Chì trong tự nhiên, sản xuất và đời sống
Chì là một trong những kim loại được biết đến từ thời thượng cổ, chì chiếm
khoảng 0,002% khối lượng vỏ trái đất (độ sâu vỏ 16km). Trong tự nhiên chì tồn tại chủ
yếu trong quặng galena (PbS), anglesite (PbSO 4 ), cerussite (PbCO 3 ). Chì cũng tồn tại
dưới dạng các hợp chất: oxit chì vàng (PbO), oxit chì đỏ (Pb 3 O 4 ), oxit chì nâu (PbO 2 ),
hợp chất với các kim loại khác như chì cromat, chì silicat….. Chì có nhiều đồng vị: 208

1.2.2 Tác hại đối với con người
Chì và các hợp chất của chì tích lũy và gia tăng trong cơ thể đến một mức nào đó
sẽ gây ảnh hưởng đến các quá trình trong sinh học và các cơ quan trong cơ thể con người.
Tính nguy hiểm đặc biệt của nó là ở chỗ khó có phương tiện cứu chữa nếu bị nhiễm độc
lâu dài. Những tác hại chì gây ra cho cơ thể là:[1]
Trên hệ tiêu hóa: Biểu hiện bằng cơn đau bụng chì và hội chứng viêm dạ dày, ruột
mãn tính. Khoảng 71-90% bệnh nhân có biểu hiện viêm loét dạ dày tá tràng.
Trên tim mạch: Viêm nội mạc động mạch, tăng huyết áp ngoại tâm thu. Biểu hiện
khi nhiễm độc thể lâm sàng đã rõ ràng.
Những ảnh hưởng khác:[13]
- Gia tăng các gốc tự do độc hại, xúc tác cho sự hình thành các gốc tự do O 2 .,
OH....
- Cường giáp trạng, suy giảm chức năng tuyến thượng thận.
- Thoái hóa buồng trứng, tổn thương tinh hoàn, vô sinh, liệt dương.
- Tổn thương thần kinh thị giác, xuất hiện những chấm đen trong võng mạc từ
sớm.
- Đau khớp, vôi hóa loang lỗ trên hình ảnh chụp cắt lớp xương ở người lớn.
1.3 Vài nét về kem dưỡng da
Theo phân loại của cục quản lí Dược Việt Nam, kem dưỡng da được xếp vào
nhóm mỹ phẩm dành cho da. Chúng được dùng trên da mặt hoặc da toàn thân với mục

Trang 5


Huỳnh Văn Dũng

Khóa luận tốt nghiệp

đích làm trắng, mịn, vừa dưỡng da nhưng chúng rất đa dạng như dạng sữa, dạng kem…,
cấu trúc là hỗn hợp, nhũ tương (dầu/nước hoặc nước/dầu) hoặc hỗn hợp nhũ tương.


Năm 2011, Yanyan han và công sự đã ứng dụng phương pháp UV-Vis để xác định
đồng thời các ion kim loại Cu2+, Zn2+, Cd2+, Hg2+, Pb2+ trong một số loại thực phẩm. Phản
ứng được tiến hành trong môi trường đệm pH = 10,35 sử dụng mesotetra (3-methoxyl-4hydroxylphenyl) porphyrin ([T-(3-MO-4-HP)P]) tạo phức với các kim loại. Hệ số hấp thụ
của phức này ứng với các kim loại trên lần lượt là 1,38 × 105; 1,01 × 105; 3,24 × 105;
1,07 × 105 và 1,29 × 105 L mol−1 cm−1 . Phương pháp này xác định được hàm lượng chì
trong mẫu thực phẩm là 22,64 ± 1,08 µg.g-1, trong mẫu đất là 21,12 ± 1,09 µg.g-1.[26]
Nalin Ratnarathorn cùng đồng nghiệp vào năm 2014 đã sử dụng phương pháp
quang phổ UV-Vis kết hợp kính hiển vi điện tử TEM xác định hàm lượng chì bằng
phương pháp đo màu giữa chì với axit maleic cho khoảng tuyến tính trong khoảng 0,0 –
10 µg.L-1 (R2 = 0,990). Giới hạn phát hiện được tìm thấy tại 0,5 μg.L-1 bằng mắt
thường.[19]
Phương pháp quang phổ UV-Vis cũng được Wendy Chu và cộng sự dùng để xác
định hàm lượng chì trong nước vào năm 2015, kết quả nhận được giới hạn phát hiện
LOD là 47,6 nM (9.9 ppb) cho thấy phương pháp này có tính chọn lóc khá cao đối với
các kim loại nặng khác.[25]
Tavakol Heidari Shayesteh vào năm 2015 đã áp dụng phương pháp quang phổ đơn
giản để xác định hàm lượng chì trong huyết thanh người. Giá trị pH được điều chỉnh đến
8,2 bằng đệm phosphate, thuốc thử hữu cơ là dithizone để hình thành phức dithizone-Pb
(II) cho phổ nhìn thấy ở bước sóng 538 nm. Phương pháp này có khoảng tuyến tính 0,011,5 mg.mL-1 và giới hạn phát hiện (LOD) là 0,002 mg.ml-1[23]
1.4.2 Phương pháp cực phổ
Cở sở của phương pháp là theo dõi sự biến thiên của dòng khuếch tán giới hạn khi
biến thiên điện áp một chiều theo một hàm tuyến tính với thời gian. Giá trị của dòng
khuếch tán giới hạn phụ thuộc vào nồng độ của chất hoạt động điện. Nhờ đó ta có thể
định lượng được chất phân tích. Phương pháp này định lượng được những kim loại có
các mức oxy hóa khác nhau với kim loại có nhiều số oxy hóa, nhưng không phân tích
được những đối tượng phức tạp về hàm lượng vết.
Trang 7




Trang 8


Huỳnh Văn Dũng

Khóa luận tốt nghiệp

vào nồng độ của nguyên tử trong môi trường hấp thụ. Trong một vùng nồng độ nhỏ, sự
phụ thuộc này tuân theo định luật Lambert-Beer. [6] [16]
Gọi I 0 là cường độ chùm bức xạ chiếu vào đám hơi nguyên tử ở trạng thái cơ bản.
I là cường độ chùm bức xạ sau khi đi qua môi trường hấp thụ.
Sự giảm cường độ của bức xạ chiếu vào tuân theo định luật Lambert-Beer:
A = lg

I0
= Kν .L.C
I

Trong đó:
A: Độ hấp thụ.
I 0 : Cường độ chùm sáng tới
I: Cường độ chùm sáng sau khi đi qua mội trường hấp thụ.
Kν : Hệ số hấp thụ, phụ thuộc vào bản chất nguyên tố

L: Bề dày của môi trường hấp thụ chứa nguyên tố cần phân tích.
C: Nồng độ chất cần phân tích.
Trong điều kiện nhất định Kn .L = const . Dựa vào mối quan hệ phụ thuộc tuyến
tính của A và C ta có thể tính được nồng độ chất cần phân tích bằng phương pháp đường
chuẩn hoặc thêm chuẩn.

Tác giả Lê Thị Hường Thoa vào năm 2013 đã thực hiện luận văn “ Nghiên cứu xây
dựng quy trình phát triển và xác định hàm lượng một số chất bị cấm sử dụng trong mỹ
phẩm” đã xác định chì bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử kết quả thu được
phương trình hồi qui là: y = 0,0059 x + 0,0121 với hệ số tương quan đường hồi quy R2 =
0,9995 và LOD = 0,8 ng/mL và LOQ = 2,6 ng/mL.[3]
Năm 2013, Aline Rodrigues Soares, Cle´sia Cristina Nascentes áp dụng phương
pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa và xử lí mẫu bằng dung dịch kiềm để xác
định chì trong son môi, giá trị LOD và LOQ lần lượt là 1,01 µg.L-1 và 1,73 µg.L-1. [11]

Trang 10


Huỳnh Văn Dũng

Khóa luận tốt nghiệp

Phương pháp chiết pha rắn vào năm 2014 đã được Teslima Daşbaşı cùng cộng sự
kết hợp với định lượng bởi phổ hấp thụ nguyên tử hóa mẫu bằng ngọn lửa xác định đồng
thời chì và cadimi trong mẫu thực phẩm và nước đã xác định được các giới hạn phát hiện
cho Cd (II) và Pb (II) là 0,13 và 0,18 mg. L-1. Độ lệch chuẩn tương đối là 4% ở 5 mg.L-1
Cd (II) và 10 mg.L-1 Pb (II). Kết quả của quá trình nghiên cứu là không có Cd trong hầu
hết các mẫu thực phẩm và hàm lượng chì ở mức thấp khoảng 0,13-1,12 mg.g-1.[14]
Năm 2015 Mari Ataee và các cộng sự đã áp dụng phương pháp GF–AAS xác định
đồng thời chì và cadimi trong ngũ cốc và các sản phẩm nông nghiệp đã xác định được
khoảng tuyến tính của Pb 0,1 – 50 µg.kg-1 với giá trị R2 = 0,992, độ lệch chuẩn tương đối
4,7 – 5,3 % và Cd là 0,1 – 50 µg.kg-1 với giá trị R2 = 0,995, giá trị độ lệch chuẩn tương
đối 6,0 – 6,8 %. [17]
Năm 2015 Álvaro T. Duarte cùng các cộng sự tiến hành xác định hàm lượng chì
trong các sản phẩm nhiệt phân của dầu bằng phương pháp GC-AAS với nhiệt độ nhiệt
phân là 8000C và nhiệt độ tạo sương là 22000C Các giới hạn phát hiện và định lượng

Giống như vô cơ hóa ướt nhưng dùng năng lượng vi sóng có tần số cao tấn công
vào các phân tử để đốt nóng tử bên trong. Quá trình xử lí nhanh hơn hẳn nhưng thiết bị
đắt tiền, phức tạp, không phải cơ sở nào cũng có khả năng áp dụng.

Trang 12


Huỳnh Văn Dũng

Khóa luận tốt nghiệp

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
2.1 Hóa chất – Dụng Cụ:
2.1.1 Hóa chất:
2.1.1.1 Chất chuẩn:
Tên chất chuẩn: Pb(NO 3 ) 2 1000 ppm
Xuất xứ: Merck KGaA, Đức
2.1.1.2 Hóa chất khác:
Bảng 2.1 Danh mục các loại hóa chất khác dùng trong đề tài nghiên cứu
STT

Tên hóa chất

Nguyên trạng (%)

Xuất xứ

1

Axit nitric (HNO 3 )

+ Pipet 1 mL, 2 mL, 5 mL, 10 mL (Đức).
+ Cốc thủy tinh 100 mL, 200 mL, 500 mL (Đức).
Trang 13


Huỳnh Văn Dũng

Khóa luận tốt nghiệp

+ Ống đong 50 mL, 100 mL (Đức)
+ Đũa thủy tinh, đĩa thủy tinh …
2.2 Thực nghiệm
2.2.1 Khảo sát tối ưu các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử Pb của máy F-AAS
2.2.1.1 Khảo sát chiều cao đèn
Khảo sát và chọn chiều cao phù hợp của đèn nguyên tử hóa để thu tín hiệu AAS
của mỗi nguyên tố là một điều kiện quan trọng giúp loại trừ các yếu tố ảnh hưởng, nhằm
thu được các tín hiệu có độ ổn định và độ nhạy cao.
Nhiệt độ là một thông số đặc trưng của ngọn lửa đèn khí là yếu tố quyết định hệ số
nguyên tử hóa mẫu. Nhiệt độ ngọn lửa lại thay đổi theo từng vùng, vùng trung tâm ngọn
lửa có nhiệt độ cao, thường không màu hoặc có màu xanh nhạt, tại đó mật độ các nguyên
tử hóa cao và ảnh hưởng của các nguyên tố khác thấp. Do đó trong phép đo F-AAS, ta
chọn vùng này để thu chùm sáng hấp thụ của nguyên tố phân tích. [6]
Để khảo sát yếu tố này ta tiến hành đo độ hấp thụ dung dịch chì chuẩn 7 ppm với
các điều kiện sau:
Bước sóng: 217,0 nm.
Cường độ dòng đèn cathode rỗng: 75%.
Độ rộng khe đo: 0,5 nm.
Chiều cao cột đèn: 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm.
2.2.1.2. Khảo sát lưu lượng khí đốt C 2 H 2
Trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử, ngọn lửa là nơi tạo ra đám hơi nguyên tử tự

Do khoảng tuyến tính của chì là một khoảng nồng độ rất rộng còn hàm lượng chì
trong mẫu của ta là một lượng rất nhỏ vì vậy để tiết kiện hóa chất và tránh sai số ta sẽ xây
dựng đường chuẩn của chì trong khoảng nồng độ nhỏ gần với nồng độ chì có trong mẫu.
Để xây dựng đường chuẩn ta tiến hành pha các dung dịch chì chuẩn có nồng độ
0,2 đến 20 ppm sau đó đem đo mật độ quang của các dung dịch chì ở các nồng độ đã pha
như trên và dùng phần mền phần mềm Origin 6.0 xây dựng phương trình hồi quy mối
quan hệ giữa nồng độ C và mật độ quang A.
Trang 15


Huỳnh Văn Dũng

Khóa luận tốt nghiệp

2.2.2.3 Xác định giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) của Pb.
Trong một quy trình phân tích bất kỳ, giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định
lượng (LOQ) là 2 thông số quan trọng.
Giới hạn phát hiện là giá trị nồng độ của chất phân tích mà hệ thống phân tích còn
cho tín hiệu phân tích có nghĩa so với tín hiệu mẫu trắng hay tín hiệu của đường nền.
Giới hạn định lượng được xem như nồng độ thấp nhất của chất phân tích mà hệ
thống phân tích định lượng được với tín hiệu phân tích có nghĩa định lượng so với tín
hiệu mẫu trắng hay tín hiệu nền
Thực tế có nhiều cách xác định LOD và LOQ ở đây chúng tôi xác định LOD và
LOQ bằng phương trình đường chuẩn đã xây dựng ở trên.
LOD =

3.S D
10.S D
LOQ =
b ,

+ Khảo sát thể tích axit HClO 4 đặc phá mẫu:
Chúng tôi tiến hành thay đổi lần lượt thể tích lượng HClO 4 đặc phá mẫu từ 3 mL, 4
mL, 5 mL, 6 mL, 7 mL, 8 mL.
+ Khảo sát thể tích dung dịch H 2 O 2 30% phá mẫu:
Chúng tôi tiến hành thay đổi lần lượt thể tích lượng H 2 O 2 30 % phá mẫu từ 1 mL, 2
mL, 3 mL, 4 mL, 5 mL, 6 mL.
+ Khảo sát mức nhiệt độ phá mẫu:
Chúng tôi tiến hành thay đổi lần lượt mức nhiệt độ của hệ thống bình phá mẫu kjeldahl
từ 2, 3, 4, 5, 6, 7.
+ Khảo sát thời gian phá mẫu:
Chúng tôi tiến hành thay đổi lần lượt thời gian tiến hành phá mẫu từ 60 phút, 70 phút,
80 phút, 90 phút, 100 phút, 110 phút.
2.3.4 Khảo sát hệ số thu hồi quy trình phá mẫu
Một phép phân tích tốt cần phải có độ thu hồi tốt. Độ thu hồi phản ánh độ đúng
của phương pháp. Để đánh giá độ thu hồi, chúng tôi tiến hành thêm chính xác một lượng
dung dịch chì chuẩn đã biết trước nồng độ vào mẫu ban đầu. Tiếp theo tiến hành xử lí
Trang 17