71

PHẦN II

PHÂN TÍCH CHUYÊN ĐỀCHƯƠNG 5
PHÂN TÍCH CHẤT ĐỘC TRONG THỰC PHẨM
Các hợp chất gây độc với cơ thể người trong thực phẩm thuờng là: các kim loại
nặng như đồng, chì, kẽm, thiếc…, các hợp chất chứa arsen, flo…, các độc tố do vi sinh
vật gây ra như độc tố Aflatoxin…, thuốc trừ sâu, phẩm màu…
5.1. Các phương pháp xác định Cu, Zn, Pb và Cd
5.1.1. Phương pháp xác định đồng
5.1.1.1 Xác định đồng bằng phương pháp trắc quang natriđietylđithiocacbamat
(NaDDC)
Ion Cu
2+
tạo được phức vòng càng với DDC tạo thành phức có màu đỏ nâu,
khó tan trong nước nhưng tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như CHCl
3
, CCl
4
.
Trong CHCl
3

72

phá huỷ và bimut lại bị chuyển về tướng nước, trong khi đó CuDDC vẫn còn lại trong
tướng hữu cơ.
5.1.1.3. Xác định đồng bằng phương pháp cực phổ
Cu (II) có hoạt tính cực phổ, trong nhiều loại nền cho các sóng cực phổ định
lượng. Trong đa số các nền cực phổ, sóng của đồng nằm trong khoảng thế khá dương
so với các kim loại khác, từ 0 ÷ 0,6V. Vì vậy xác định đồng bằng phương pháp này rất
thuận lợi và khá chọn lọc.
Nếu trong mẫu phân tích chứa lượng đáng kể chất hữu cơ thì phải vô cơ hoá
chúng bằng H
2
SO
4
đặc, HNO
3
đặc, và H
2
O
2
làm bay hơi trong tủ hút đến khi xuất hiện
hơi SO
3
. Nếu dung dịch còn có màu thì lại thêm HNO
3
đặc và làm bay hơi lần nữa
giống như trên động tác này được lặp lại cho tới khi thu được dung dịch không màu.
Sau đó làm bay hơi dung dịch đến cạn khô. Phần bã sau khi để nguội được hoà tan
trong nước cất 2 lần, đun nóng để hoà tan hết các muối tan, lọc qua phểu lọc khô bằng
thuỷ tinh xốp và giữ lấy dung dịch để xác định đồng. Để loại trừ cực đại trên sóng phổ

số cộng hưởng thì các nguyên tử tự do sẽ hấp thụ các bức xạ cộng hưởng này và làm
giảm cường độ của chùm bức xạ điện từ. Sự hấp thụ bức xạ của đám hơi tuân theo
định luật Lambe – Bia.
Thông thường số nguyên tử kích thích trong đám hơi không quá 1 – 2% nên 73

phương pháp này có độ nhạy và độ chính xác cao, thực hiên nhanh và khá đơn giản.
Gần 60 nguyên tố hóa học (chủ yếu là kim loại) có thể xác định bằng phương
pháp này với độ nhạy từ 10
-3

÷
4,10
-1
µ
g/ml. Đặc biệt nếu dùng kỹ thuật nguyên tử hóa
không ngọn lửa thì có thể đạt đến độ nhạy 5,10
-4
µ
g/ml với sai số khoảng 15%.
Người ta đo đồng ở bước sóng 324,7nm, nếu dùng kỹ thuật nguyên tử hóa bằng
ngọn lửa thì đạt độ nhạy 0,03
µ
g/ml, giới hạn phát hiện là 0,02
µ
g/ml. Nếu sử dụng kỹ
thuật không ngọn lửa thì đạt độ nhạy 8.10
-3

. Các hợp chất oxi hoá dithizon như Cl
2
, Br
2
, I
2
, H
2
O
2
được loại
trừ bằng cách đun sôi dung dịch. Một số chất vô cơ cản trở quá trình chiết và gây đục
CCl
4
, do vậy phải vô cơ hoá bằng H
2
SO
4
, HNO
3
, H
2
O
2
. Đo mật độ quang của phức
kẽm- dithizon trong pha hữu cơ ở bước sóng 530 nm.
5.1.2.3. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử
Người ta thực hiện phép đo AAS đối với kẽm ở bước sóng 213,9nm, nếu dùng
kỹ thuật ngọn lửa thì đạt độ nhạy 0,008
µ

phẩm điện phân là kẽm kim loại. Sau đó hòa tan kẽm trên bề mặt của điện cực làm
việc, tín hiệu phân tích thu được dưới dạng pic. Điện thế ứng với đỉnh pic là cơ sở của
phép phân tích định tính còn chiều cao (cường độ dòng hòa tan) hay diện tích pic là cơ
sở của phép phân tích định lượng. 74

5.1.3. Các phương pháp xác định chì
5.1.3.1. Phương pháp trọng lượng
Đối với chì người ta người ta thường kết tủa dưới dạng muối khó tan như
PbSO
4
, PbS… hay dưới dạng hợp chất phức chelat. Cản trở của phương pháp này là có
nhiều ion kim loại khác cùng kết tủa theo nên phương pháp này hiện nay ít sử dụng.
5.1.3.2. Phương pháp trắc quang
Dithizon - diphenylthiocacbazon là thuốc thử hữu cơ có khả năng tạo phức càng
cua với hàng loạt ion kim loại, trong đó có chì. Phức chì dithizonat khó tan trong nước
nhưng dễ tan và tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như CHCl
3
hoặc CCl
4
. Vì vậy,
người ta thường dùng phương pháp chiết trắc quang để xác định chì. Trong CCl
4
chì
dithizonat có màu đỏ, cực đại hấp thụ ở 520nm. Chì dithizonat được chiết chọn lọc và
định lượng từ dung dịch nước có pH = 8
÷
9 chứa lượng dư xianua là chất dùng để che

khử trước bằng hidrazin.
5.1.3.3. Xác định chì bằng phương pháp cực phổ
Ion Pb
2+
là một ion có hoạt tính cực phổ, bị khử trên catôt thủy ngân thành chì
kim loại. Trong nền NaOH phức Pb(OH)
3
-
bị khử thuận nghịch và cho sóng cực phổ
với thế nửa sóng -0,76V so với cực calomen bão hòa. Nếu trong dung dịch có chứa
Fe
3+
nhưng hàm lượng không lớn lắm, sắt sẽ bị kết tủa trong nền NaOH và không gây
trở ngại đến việc xác định chì. Nếu hàm lượng Fe
3+
lớn, kết tủa Fe(OH)
3
sẽ hấp phụ
chì, trong trường hợp này nên xác định chì theo phương pháp thêm. Nếu trong nước có
lượng tương đối lớn Cu
2+
, trong môi trường kiềm dư nó cũng bị tan một phần dưới
dạng CuO
2
2-
và sóng của đồng cũng ảnh hưởng đến sự xác định chì. Trong trường hợp
này, sau khi đã thêm NaOH vào dung dịch phân tích, để lắng kết tủa, dùng pipet khéo
léo lấy ra 10ml dung dịch trong, thêm vào 0,5ml dung dịch KCN 1M để che đồng.
Lượng xianua không được dư nhiều vì sự dư nhiều ion này sẽ làm giảm sóng của chì.
Khi tính toán cần kể đến sự pha loãng do tăng thể tích dung dịch khi thêm xianua.


5.1.3.5. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử
Đối với chì, người ta thực hiện phép đo AAS tại bước sóng 217nm. Với kỹ
thuật ngọn lửa đạt độ nhạy 0,1
µ
g/ml, giới hạn phát hiện 0,02
µ
g/ml. Nếu dùng kỹ thuật
không ngọn lửa thì đạt độ nhạy 0,05
µ
g/ml, giới hạn phát hiện 0,01
µ
g/ml.
5.1.4. Một số phương pháp xác định cadimi
5.1.4.1. Phương pháp phân tích trọng lượng
Thường dùng là điện phân kết tủa cadimi dưới dạng kim loại, kết tủa cadimi
dưới dạng muối khó tan (dạng cân tốt nhất là CdSO
4
, CdNH
4
PO
4
.H
2
O...), dưới dạng
hợp chất phức chelat. Cản trở của phương pháp này là các kim loại đi kèm với cadimi
khi kết tủa chúng dưới dạng sunfat từ các dung dịch axit. Hiện nay phương pháp này ít
dùng.
5.1.4.2. Phương pháp thể tích
Người ta có thể chuẩn độ cadimi bằng phương pháp chuẩn độ complexon trong

µ
g/ml đối với kỹ thuật ngọn lửa. Đối với kỹ thuật không ngọn lửa thì đạt độ nhạy
0,008
µ
g/ml, giới hạn phát hiện 0,002
µ
g/ml.
5.1.4.5. Các phương pháp điện hoá
Cadimi có thể xác định bằng phương pháp cực phổ. Nguyên tắc của phương
pháp này dựa trên sự khử ion Cd
2+
trong môi trường axit, trung tính hoặc kiềm. Trong
một khoảng nồng độ nhất định của Cd
2+
thì cường độ dòng khuyếch tán (hay chiều cao
sóng cực phổ) tỷ lệ với nồng độ Cd
2+
theo phương trình Incovich: I = k.C.
Phương pháp điện hoá được sử dụng phổ biến hiện nay là phương pháp von-
ampe hòa tan anot là một phương pháp xác định cadimi có độ nhạy cao. Đây là
phương pháp vừa xác định vừa làm giàu chất phân tích. Trước tiên cadimi được điện
phân làm giàu lên điện cực làm việc ở thế không đổi. Sau đó hòa tan Cd bằng cách
phân cực ngược anốt rồi ghi lại đường cong von-ampe hòa tan của cadimi.
Khi xác định cadimi theo phương pháp cực phổ nếu trong mẫu nước hàm
lượng Cu không cao thì có thể xác định đồng thời hai nguyên tố, nếu hàm lượng đồng
lớn thì cần che bằng xianua.
5.1.4.6. Các phương pháp khác
-
Phương pháp đo độ đục: dùng phản ứng của cadimi với Fe
[

+ Dz
-

Do đó, ở trong môi trường trung tính hay acid, Dithizon ở dạng phân tử nhiều
hơn nên chúng ít tan.
Ở môi trường kiềm, độ tan của Dithizon tăng do ở dạng ion nhiều hơn.
Dithizon tạo với các ion kim loại thành các Dithizonnat có màu, ít tan trong nước
nhưng tan nhiều trong Cacbon tetraclorua và Cloroform.
Các Dithizonnat tồn tại dưới hai dạng tùy thuộc vào pH của môi trường:
S C
N
NH NH C
6
H
5
N C
6
H
577

* pH ≤ 7: chúng tồn tại dưới dạng cetol:

* pH > 7: chúng tồn tại dưới dạng enol:


7 - 10
2 – 5
6 - 9
CCl
4

CCl
4
CCl
45.2.3. Chuẩn bị dung dịch để xác định: chì, đồng, kẽm
Các kim loại chì, đồng, kẽm có trong thực phẩm với lượng nhỏ, do đó muốn xác
định chúng cần phải vô cơ hóa thực phẩm.
5.2.3.1. Vô cơ hóa bằng phương pháp khô
* Nguyên tắc
Đốt cháy hoàn toàn các hợp chất hữu cơ có trong mẫu trong lò nung.
Trong quá trình đốt cháy cho thêm chất Mg(NO
3
)
2
và ( CH
3
COO)
2
Ca để tăng tốc
độ đốt cháy và chống việc tạo thành các hợp chất bay hơi của kim loại nặng khi đốt.
* Dụng cụ, hóa chất
- Capxun dung tích 250ml - Pipet 100ml

6
H
5
N C
6
H
5
M78

-

Nếu sản phẩm lỏng: dùng pipet lấy 100ml mẫu cho vào capxun.
-

Nếu sản phẩm đặc: cân 100g mẫu cho vào capxun.
Vô cơ hóa mẫu bằng phương pháp khô:
- Thêm vào capxun 0,5g Mg(NO
3
)
2
và 0,5g (CH
3
COO)
2
Ca, các chất này nhất
thiết không được chứa Pb, Cu, Zn.
- Đặt capxun lên bếp cách cát, đốt cho mẫu cháy thành than. Đặt capxun vào lò

đậm đặc (d=1,4)
NH
4
CH
3
COO : Amoni acetat
* Tiến hành
- Lấy mẫu: giống phương pháp khô.
- Thêm vào capxun đựng mẫu: 3ml HNO
3
đđ, 50ml H
2
SO
4
đđ. Đặt capxun lên
bếp điện, đun sôi dung dịch trong capxun. Tiếp tục đun và cứ mỗi phút lại nhỏ thêm
5÷20 giọt HNO
3
đđ, khí NO
2
màu nâu sẽ thoát ra (làm trong tủ hút).
Nếu thấy màu dung dịch trong capxun thẫm lại thì phải tăng tốc độ nhỏ HNO
3

đđ. Khi dung dịch trở nên nhạt màu thì giảm tốc độ nhỏ HNO
3
đđ đến khi dung dịch
không màu thì ngừng.
- Tiếp tục đun cho khói trắng bốc hơi hết, tiếp tục đun sôi 10 phút nữa. Nếu
dung dịch không màu thì việc vô cơ hóa đã xong. Nếu dung dịch đen trở lại thì lại nhỏ

+

- Vì Pb(HDz)
2
tan rất ít trong dung môi hữu cơ, do đó khi dùng môi trường trung
tính thì tốt nhất nên dùng nồng độ của Dithizon trong CCl
4
50µM (micro phân tử
gram: 12,81 mg/l). Trong CHCl
3
, Pb(HDz)
2
tan gấp 17 lần trong CCl
4
. Do đó để xác
định Pb người ta thường dung CHCl
3
để hòa tan Dithizon.
- Ở pH > 7 việc thu Pb
2+
vào dạng Pb(HDz)
2
là hoàn toàn. Tuy nhiên pH>9,5 thì
Pb(HDz)
2
trong CHCl
3
bị phân hủy.
- Trong dung dịch sau khi bị vô cơ hóa có thể có mặt của ion Sn
2+

2
OH.HCL) tinh thể.
- HNO
3
2N
5.2.4.3. Tiến hành
Loại Sn
2+
ra khỏi dung dịch mẫu:
- Lấy 25ml dung dịch từ bình đựng mức ( đã vô cơ hóa) cho vào cốc dung tích
250ml. Cho vào cốc 10ml Br
2
lỏng và đun trên bếp điện để đuổi hết hơi SnBr
4
. Tiếp
tục đun, thêm nước cất vào, rồi lại tiếp tục đun cho tới khi dung dịch không còn màu
đỏ của Brôm. Lúc này dung dịch chỉ còn chứa các ion Pb
2+
, Cu
2+
, Zn
2+
, Fe
2+
…
Che dấu các ion Cu
2+
, Zn
2+
, Fe