Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu xác định nitrit và nitrat bằng phương pháp trắc quang - động học xúc tác
B GIÁO DC VÀ ÀO TO I HC HU TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC LÊ TH ÁNH NGUYT NGHIÊN CU XÁC NH NITRIT VÀ NITRAT BNG PHNG PHÁP TRC QUANG - NG HC XÚC TÁC CHUYÊN NGÀNH: HÓA PHÂN TÍCH MÃ S: 60.44.29 LUN VN THC S KHOA HC HÓA HC NGI HNG DN KHOA HC TS. NGUYN VN LY Hu, 2012 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam oan ây là công trình nghiên cu ca riêng tôi. Các s liu và kt qu nghiên cu nêu trong lun vn là trung thc, ch a t!ng "c công b trong b#t kì công trình nào khác. Tác gi Lê Th$ Ánh Nguyt Tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn Văn Ly, người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận này, đồng thời bổ sung cho tôi nhiều kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm quý báu trong nghiên cứu khoa học. Xin cảm ơn thầy Nguyễn Hải Phong, cô Võ Thò Bích Vân và quý thầy cô trong bộ môn hóa phân tích, Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Huế, đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Trung tâm Y tế Dự Phòng Thừa Thiên Huế, chò Trần Thò Hồng, chò Nguyễn Thò Thanh Hương, cùng tất cả quý anh chò trong Khoa Xét nghiệm đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho việc học tập, nghiên cứu và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã quan tâm, động viên và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Huế, tháng 11 năm 2012 Tác giả Lê Thị Ánh Nguyệt MỤC LỤC Trang ph% bìa L&i cam oan L&i cm 'n M%c l%c Danh m%c các ch( vit t)t Danh m%c các bng Danh m%c các hình MỞ ĐẦU 1 Chương 1. TỔNG QUAN 3 1.1. T*ng quan v+ nitrit và nitrat 3 1.1.1. Tính ch#t ca nitrat 3 1.1.2. Tính ch#t ca nitrit 4 1.1.3. Tác h,i ca nitrit và nitrat 5 1.1.4. Tác -ng có l"i t! nitrit và nitrat 7 1.2. Thc ph.m và ph% gia thc ph.m 8 1.2.1. Khái nim ph% gia thc ph.m 8 1.2.2. Vai trò ph% gia thc ph.m 9 1.2.3. D l "ng nitrit và nitrat trong thc ph.m 11 1.2.4. /nh h 0ng ca ph% gia thc ph.m n con ng &i 14 1.3. Các ph 'ng pháp xác $nh nitrit và nitrat 17 1.3.1. Ph 'ng pháp xác $nh nitrit 17 1.3.2. Ph 'ng pháp xác $nh nitrat 29 1.3.3. Ph 'ng pháp xác $nh 1ng th&i nitrit và nitrat 30 1.4. Các ph 'ng pháp x2 lý m3u thc ph.m 33 1.4.1. Các ph 'ng pháp x2 lý m3u 4 phân tích kim lo,i trong thc ph.m 33 1.4.2. Các ph 'ng pháp x2 lý m3u 4 phân tích anion trong thc ph.m 34 Chương 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36 2.1. N-i dung nghiên cu 36 2.1.1. Kho sát i+u xác $nh NO 2 - 36 2.1.2. Kho sát i+u kin kh2 t! nitrat qua nitrit 36 2.1.3. S ph% thu-c n1ng - NO 2 - vào tc - phn ng (5A) và ánh giá - tin cy ca ph 'ng pháp phân tích 37 2.1.4. ng d%ng m3u thc t 37 2.2. Ph 'ng pháp nghiên cu 37 2.2.1. Ph 'ng pháp kho sát các i+u kin phn ng 37 2.2.2. X2 lý các s liu thc nghim ca ph 'ng pháp 37 2.2.3. Ph 'ng pháp $nh l "ng NO 2 - và NO 3 - trong m3u thc 38 2.2.4. ánh giá - tin cy ca ph 'ng pháp 38 2.3. Thit b$, d%ng c% và hóa ch#t 42 2.3.1. Thit b$ và d%ng c% 42 2.3.2. Hóa ch#t 42 Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 45 3.1. Kho sát các i+u kin ca h phn ng 45 3.1.1. Kho sát ph* h#p th% - xác $nh b 6c sóng h#p th% cc ,i 45 3.1.2. Kho sát th&i gian phn ng 46 3.1.3. Kho sát nh h 0ng các lo,i axit và n1ng - axit 47 3.1.4. Kho sát nh h 0ng n1ng - KBrO 3 50 3.1.5. Kho sát nh h 0ng n1ng - TB 51 3.1.6. Kho sát nh h 0ng ca nhit - 52 3.1.7. Kho sát nh h 0ng th t thêm ch#t phn ng 53 3.2. Kho sát nh h 0ng cn tr0 ca m-t s ion 54 3.2.1. /nh h 0ng ca Cl - 54 3.2.2. /nh h 0ng ca NO 3 - 55 3.3. Kho sát i+u kin kh2 t! nitrat qua nitrit 56 3.3.1. Ch7n pH dung d$ch cho quá trình kh2 56 3.3.2. Tc - chy qua c-t kh2 56 3.4. S ph% thu-c tc - phn ng (5A) vào n1ng - NO 2 - và ánh giá - tin cy ca ph 'ng pháp 57 3.4.1. Khong tuyn tính i v6i NO 2 - 57 3.4.2. Khong tuyn tính i v6i NO 3 - 58 3.4.3. Gi6i h,n phát hin (LOD), gi6i h,n $nh l "ng (LOQ) 59 3.4.4. - l8p l,i 59 3.4.5. - úng 60 3.5. Kho sát nh h 0ng ca n+n d$ch chit (rau) và cách lo,i tr! nh h 0ng 60 3.6. Quy trình xác $nh nitrit, nitrat trong m3u thc ph.m và m3u rau qu 61 3.6.1. Quy trình xác $nh nitrit, nitrat 61 3.6.2. ánh giá - tin cy ca ph 'ng pháp 64 3.6.3. Xác $nh nitrit, nitrat trong m-t s m3u tht 64 3.6.4. Nhn xét kt qu phân tích trên các i t "ng xúc xích, l,p x 0ng, th$t ngu-i, ci xanh và rau mung 66 KẾT LUẬN 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiu Tên ting Anh Tên ting Vit CD Conductivity detector Detector o - d3n CE Electron capture C-ng kt in t2 CP Chlorpromazine Clorpromazin KTN i+u kin thí nghim FIA Flow injection analysis Phân tích dòng chy FAO Food and Agriculture Organization of the United Nations T* chc nông nghip và l 'ng thc th gi6i HPLC High Performance Liquid Chromatography S)c ký l9ng hiu nng cao IC Ion Chromatography S)c ký ion IEC Ion - exchange Chromatography S)c ký trao *i ion LOD Limit of detection Gi6i h,n phát hin LOQ Limit of quantitation Gi6i h,n $nh l "ng MSAB Molybdoxylicic acid blue MTB Methylthymol blue Metylthylmol xanh NaNO 3 Sodium nitrate Natri nitrat NaNO 2 Sodiun nitrite Natri nitrit NO 3 - Ion nitrate Iôn nitrat NO 2 - Ion nitrite Iôn nitrit NFR Nuclear fast red Rev Recovery - thu h1i RSD Relative standard deviation - lch chu.n t 'ng i S Standard deviation - lch chu.n TB Toluidine blue Toluidin xanh TCVN Tiêu chu.n Vit Nam TQ - HXT Catalytic kinetic spectrophotometric Tr)c quang -ng h7c xúc tác UV-Vis Ultraviolet Visible spectrophotometry Quang ph* h#p th% phân t2 UV-Vis UVD Ultraviolet detector :u dò quang ph* t2 ngo,i WHO World Health Organization T* chc Y t Th gi6i DANH MỤC CÁC BẢNG Bng 1.1. Ng ;ng hàm l "ng nitrat cho phép trong m-t s rau qu 12 Bng 1.2. Ng ;ng hàm l "ng nitrit cho phép trong m-t s sn ph.m ch bin t! th$t 14 Bng 1.3. Ng ;ng hàm l "ng nitrat cho phép trong m-t s sn ph.m ch bin t! th$t 14 Bng 1.4. T*ng h"p các công trình nghiên cu xác $nh nitrit b<ng ph 'ng pháp TQ - HXT 27 Bng 1.5. T*ng h"p các công trình nghiên cu xác $nh 1ng th&i nitrit và nitrat 32 Bng 2.1. Danh m%c các hóa ch#t "c s2 d%ng 42 Bng 3.1. Kt qu kho sát nh h 0ng ca axit trên 3 lo,i axit H 2 SO 4 , HCl và H 3 PO 4 n h phn ng TB - KBrO 3 47 Bng 3.2. Kt qu kho sát nh h 0ng n1ng - H 2 SO 4 n h phn ng TB - KBrO 3 49 Bng 3.3. /nh h 0ng ca n1ng - KBrO 3 n h phn ng TB - KBrO 3 50 Bng 3.4. /nh h 0ng n1ng - TB n h phn ng TB - KBrO 3 51 Bng 3.5. /nh h 0ng nhit - n h phn ng TB - KBrO 3 52 Bng 3.6. Kt qu kho sát nh h 0ng th t thêm ch#t phn ng n - h#p th% ca dung d$ch 53 Bng 3.7. /nh h 0ng ca Cl - n h phn ng TB - KBrO 3 - NO 2 - 54 Bng 3.8. /nh h 0ng ca NO 3 - n h phn ng TB - KBrO 3 - NO 2 - 55 Bng 3.9. S ph% thu-c - h#p th% vào tc - chy ca dung d$ch nitrat qua c-t kh2 56 Bng 3.10. - h#p th% ca h dung d$ch phn ng 0 các n1ng - NaNO 2 khác nhau 57 Bng 3.11. - h#p th% ca h dung d$ch phn ng 0 các n1ng - NaNO 3 khác nhau 58 Bng 3.12. Gi6i h,n phát hin và gi6i h,n $nh l "ng ca nitrit và nitrat 59 Bng 3.13. Kt qu ánh giá - l8p l,i ca ph 'ng pháp 59 Bng 3.14. Kt qu ánh giá - úng ca ph 'ng pháp 60 Bng 3.15. N1ng - NaNO 2 thu "c t! m3u xúc xích bò 64 Bng 3.16. Hàm l "ng nitrit, nitrat trên các i t "ng m3u 65 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. S thay *i n1ng - sn ph.m phn ng (a) n1ng - ch#t xúc tác (b) khi c $nh th&i gian 20 Hình 1.2. S thay *i n1ng - sn ph.m phn ng (a) và n1ng - ch#t xúc tác (b) khi bin *i th&i gian 20 Hình 1.3. S thay *i n1ng - sn ph.m phn ng ca các dung d$ch có n1ng - xúc tác khác nhau 21 Hình 1.4. S ph% thu-c ca t= s 1/>t vào n1ng - xúc tác. 21 Hình 3.1. Ph* ca các dung d$ch h phn ng 46 Hình 3.2. S ph% thu-c giá tr$ - h#p th% theo th&i gian: 47 Hình 3.3. - lch giá tr$ - h#p th% các lo,i axit ca phn ng n+n và phn ng xúc tác 48 Hình 3.4. - lch giá tr$ - h#p th% theo n1ng - axit H 2 SO 4 ca phn ng n+n và phn ng xúc tác 49 Hình 3.5. - lch giá tr$ - h#p th% theo n1ng - ca BrO 3 - ca phn ng n+n và phn ng xúc tác 50 Hình 3.6. - lch giá tr$ - h#p th% theo n1ng - TB ca phn ng n+n và phn ng xúc tác 51 Hình 3.7. - lch giá tr$ - h#p th% theo nhit - ca phn ng n+n và phn ng xúc tác 52 Hình 3.8. - lch giá tr$ - h#p th% theo th t thêm ch#t phn ng ca phn ng n+n và phn ng xúc tác 53 Hình 3.9. S ph% thu-c - h#p th% vào tc - chy ca dung d$ch nitrat qua c-t kh2 56 Hình 3.10. &ng h1i quy tuyn tính bi4u di?n s ph% thu-c ca >A vào C NaNO2 . 57 Hình 3.11. &ng h1i quy tuyn tính bi4u di?n s ph% thu-c ca >A vào C NaNO3 . 58 Hình 3.12. Ph* h#p th% ca d$ch chit t! m3u rau mung 61 Hình 3.13. Quy trình x2 lý m3u xác $nh nitrit, nitrat trên m3u thc ph.m ch bin và rau 62 Hình 3.14. Quy trình phân tích nitrit, nitrat trong m3u thc ph.m và rau 63 1 MỞ ĐẦU Thc ph.m là ngu1n dinh d ;ng không th4 thiu i v6i s sng con ng &i. Xã h-i ngày càng phát tri4n, nhu c:u ca con ng &i ngày càng cao, s tng tr 0ng m,nh m@ ca ca n+n kinh t ã a con ng &i t! mong mun “n no, m8c ” lên “n ngon, m8c Ap”. Vì th thc ph.m s,ch, m bo sc kh9e ã tr0 thành nhu c:u thit yu, c#p bách i v6i toàn th4 nhân lo,i. B n 6c ta, bên c,nh s bùng n* dân s, quá trình ô th$ hóa thì quá trình công nghip hóa và hin ,i hóa cCng ã nh h 0ng r#t nhi+u n &i sng và môi tr &ng sng ca chúng ta. Thay vì chúng ta bo v nó thì gi& ây chúng ta l,i vì nhu c:u và l"i ích tr 6c m)t, chúng ta ã a vào thc ph.m m-t s ch#t (ph% gia) v6i m%c ích làm tng màu s)c, mùi v$ và tng - b+n ca sn ph.m… Mà không nghD n nh(ng tác h,i t,i chE hay tác -ng lâu dài mà nó nh h 0ng n sc kh9e con ng &i. Chính vì vy, an toàn v sinh thc ph.m ang là v#n + nóng b9ng trên toàn th gi6i nói chung và i v6i n 6c ta nói riêng [8]. M8c khác, nh chúng ta ã bit nitrit và nitrat "c cho vào thc ph.m làm c ch ch7n l7c m-t s lo,i vi sinh vt, làm cho thc ph.m có màu s)c Ap h'n, kích thích ng &i tiêu dùng… mà không bit r<ng ây cCng là m-t trong nh(ng nguy c' gây nh h 0ng n sc kh9e con ng &i [58]. Nitrat và nitrit i vào c' th4 theo nhi+u con &ng khác nhau, trong ó 2 con &ng ch yu là n 6c ung và thc ph.m. Khi i vào c' th4 nitrat tham gia phn ng kh2 0 d, dày và &ng ru-t sinh ra nitrit. Nitrit -c h,i h'n so v6i các ch#t cha nit' khác nh ammoniac, nitrat và amoni. Khi vào c' th4, nitrit kt h"p v6i Hemoglobin hình thành methemoglobin, kt qu hàm l "ng Hemoglobin gim s@ làm gim quá trình vn chuy4n oxi trong máu. Khi nitrit vào d, dày (t,i ây pH th#p) nitrit s@ "c chuy4n thành axit nitr' có kh nng phn ng "c v6i amin ho8c amit sinh ra nitro amin ây là h"p ch#t d3n n ung th [24], [34]. Vì vy nh(ng thc ph.m và ngu1n n 6c có cha nitrat, nitrit cao c:n phi lo,i b9 và vic xác $nh hàm l "ng ca chúng có ý nghDa quan tr7ng 4 ánh giá ch#t l "ng thc ph.m. [...]... Các phương pháp xác định nitrit và nitrat 1.3.1 Phương pháp xác định nitrit 1.3.1.1 Phương pháp trắc quang [35] Cơ sở của phương pháp này là khi cho nitrit cần xác định tác dụng với hỗn hợp thuốc thử axit sunfanilic và α-naphtylamin để hình thành hợp chất diazo màu đỏ Sau đó đo độ hấp thụ quang A của dung dịch ở bước sóng λ = 540 nm, dựa vào các phương pháp định lượng (đường chuẩn, thêm chuẩn, ) để xác. .. được nhiều người quan tâm Vì thế, việc xác định hàm lượng nitrat và nitrit là cần thiết, và đây là cơ sở để đánh giá chất lượng nguồn nước và thực phẩm,… Một số phương pháp xác định nitrit và nitrat trong thực phẩm, nước đã được nghiên cứu như: phương pháp trắc quang [18], [30], phương pháp trắc quang kết hợp với phương pháp dòng chảy (UV-VIS & FIA) [31], phương pháp sắc ký ion (IC) [40], [46], sắc ký... chúng tôi Nghiên cứu xác định nitrit và nitrat bằng phương pháp Trắc quang – Động học xúc tác dựa trên khả năng xúc tác của nitrit lên hệ phản ứng Toluidin blue và kali bromat trong môi trường axit sunfuaric 3 Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về nitrit và nitrat 1.1.1 Tính chất của nitrat [3], [10] 1.1.1.1 Tính chất vật lý Nitrat là muối của axit nitric Trong muối nitrat, ion NO 3- O có cấu tạo hình... của phương pháp trắc quang động học xúc tác xác định Nitrit Theo tác giả Zenovia Moldovan [52], trong môi trường axit, kali bromat sẽ oxy hóa toluidin blue thành dạng oxy hóa làm giảm màu của thuốc thử Khi có mặt nitrit như một chất xúc, sự giảm màu diễn ra nhanh hơn và tỷ lệ với hàm lượng nitrit Do đó dựa vào sự giảm độ hấp thụ quang có thể định lượng đươc nitrit theo phương pháp thời gian ấn định. .. nồng độ NO 2- trong dung dịch 1.3.1.3.4 Một số phương pháp TQ - ĐHXT xác định nitrit - Sử dụng thuốc thử Molybdoxylicic acid blue (MSAB), phương pháp này nhanh, đơn giản và có độ chọn lọc và độ nhạy cao cho việc xác định nitrit Đo quang tại bước sóng λmax = 810 nm, giới hạn phát hiện của phương pháp 0,004 µg/ml, được dùng để xác định nitrit trong các đối tượng mẫu nước tự nhiên và nước thải.[29] - Sử dụng... ăn uống [51] - Có thể xác định nitrit dựa trên tác dụng xúc tác của nitrit trong phản ứng oxy hóa Bromopyrogallol đỏ bằng bromat trong môi trường axit H2SO4 Đo biến thiên độ hấp thụ quang của dung dịch ở λ max = 467 nm và ở 300C theo phương pháp ấn định thời gian 5 phút, đối tượng áp dụng của phương pháp này là nước [16] - Có thể xác định nitrit dựa trên tác dụng xúc tác của nitrit trong phản ứng oxy... dụng của phương pháp này là nước và đất [31] 26 - Có thể xác định nitrit dựa trên tác dụng xúc tác của nitrit trong phản ứng oxy hóa Tropaeolin 00 bằng bromat trong môi trường axit H2SO4 Đo biến thiên độ hấp thụ quang của dung dịch ở λ max = 530 nm, bởi phương pháp ấn định thời gian 30 giây Giới hạn phát hiện 2 ng/ml, đối tượng áp dụng của phương pháp này là nước uống [54] - Có thể xác định nitrit dựa... Đo quang tại bước sóng λmax = 437 nm theo phương pháp cố định thời gian (t = 4 phút) ở 300C Áp dụng cho các đối tượng mẫu nước.[36] - Xác định nitrit dựa trên xúc tác của nó sử dụng hệ phản ứng Cresy brilliant xanh với kali bromat Đo quang ở λ max = 595 nm và ở nhiệt độ 300C, giới hạn phát hiện của phương pháp 0,03 ng/ml Phương pháp này áp dụng trên đối tượng nước và rau [32] - Có thể xác định nitrit. .. của phương pháp này là nước ngầm và thực phẩm [10] 25 - Có thể xác định nitrit dựa trên tác dụng xúc tác của nitrit trong phản ứng oxy hóa Toluidin xanh bằng bromat trong môi trường axit H2SO4 Tốc độ phản ứng được theo dõi màu bằng đo quang ở λ max = 631 nm và ở 250C theo phương pháp ấn định thời gian 30 giây Giới hạn phát hiện 0,006 µg/ml, đối tượng áp dụng của phương pháp này là nước ăn uống [51] -. .. vào nồng độ xúc tác có nồng độ xúc tác khác nhau Vẽ đồ thị lg([Ao] - [D]) theo t ta được đường thẳng với độ dốc tỉ lệ tuyến tính với nồng độ chất xúc tác C (Hình 1.3, 1.4) - Phương pháp cố định thời gian: Từ biểu thức (1.8), nếu ∆t không đổi thì: ln [A0 ] = ∆(ln[A]) = k ′.[C ] [A] (1.10) Từ (1.10), giữa ln[A0]/[A] và [C] có sự tỉ lệ tuyến tính 1.3.1.3.2 Độ nhạy của phương pháp trắc quang động học xúc . v+ nitrit và nitrat 3 1.1.1. Tính ch#t ca nitrat 3 1.1.2. Tính ch#t ca nitrit 4 1.1.3. Tác h,i ca nitrit và nitrat 5 1.1.4. Tác -ng có l"i t! nitrit và nitrat 7 1.2. Thc ph.m và. có m-t s tác gi ã áp d%ng ph 'ng pháp này 4 xác $nh nitrit trên i t "ng n 6c ng:m và thc ph.m. Trong ph,m vi + tài này, chúng tôi Nghiên cứu xác định nitrit và nitrat bằng. ng n+n và phn ng xúc tác 49 Hình 3.5. - lch giá tr$ - h#p th% theo n1ng - ca BrO 3 - ca phn ng n+n và phn ng xúc tác 50 Hình 3.6. - lch giá tr$ - h#p th% theo n1ng - TB ca