71 PHẦN II PHÂN TÍCH CHUYÊN ĐỀ CHƯƠNG 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 phức có màu đỏ nâu ánh vàng. Do đó để định lượng đồng bằng thuốc thử này, người ta thường tiến hành chiết trắc quang. Cường độ màu của pha hữu cơ sau khi chiết tỉ lệ thuận với nồng độ đồng trong khoảng khá rộng. Để tăng tính chọn lọc của phương pháp, người ta thường chiết phức CuDDC bằng CHCl 3 từ môi trường chứa amoniac, amonicitrat và complexon III là những chất dùng để "che" các ion cản trở việc xác định đồng. Để xác định đồng dưới dạng CuDDC có thể dùng NaDDC làm thuốc thử hoặc có thể dùng phức PbDDC chiết trao đổi để xác định đồng bằng cách lắc dung dịch phân tích chứa Cu 2+ , có pH nằm trong khoảng 1 ÷ 1,5 với dung dịch PbDDC không màu trong CHCl 3 . Phức đồng bền hơn phức chì nên đồng đẩy chì ra khỏi phức của nó và đồng được chiết hoàn toàn từ pha nước sang pha hữu cơ. Quá trình xác định đồng được tiến hành ở bước sóng 430 nm. 5.1.1.2. Xác định đồng bằng phương pháp trắc quang chì đimetyl đithio cacbamat (PbDDC) Như trên đã nói phản ứng trao đổi giữa Cu(II) và PbDDC xảy ra định lượng trong dung dịch nước có pH = 1 – 1,5. Trong trường hợp này cùng với đồng còn có bimut, thuỷ ngân và bạc tham gia phản ứng trao đổi và cũng chuyển vào tướng hữu cơ. Tuy vậy các nguyên tố khác không tham gia được phản ứng trao đổi, nên phương pháp này có độ chọn lọc cao. Thuỷ ngân và bạc không cản trở việc xác định vì phức của chúng không màu. Bimut chỉ gây cản trở khi nồng độ của nó vượt quá 30µg/l. Nếu nồng độ bimut vượt quá giới hạn trên thì lắc dung dịch hữu cơ chứa DDC của các kim loại đã được chiết trao đổi với 25 ml HCl 5–6 M trong 5 phút, khi đó phức BiDDC bị 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 người ta dùng dung dịch gelatin. 5.1.1.4. Phương pháp von – ampe hòa tan xung vi phân Quá trình xác định bằng phương pháp von-ampe hòa tan xung vi phân gồm hai giai đoạn: Giai đoạn 1 : Điện phân làm giàu đồng kim loại trên bề mặt vi điện cực màng thủy ngân (catôt): Cu +2 + 2e → Cu . Quá trình này được tiến hành tại thế -1,4V và khuấy dung dịch. Sản phẩm điện phân là kim loại đồng. Giai đoạn 2 : Hòa tan kim loại kết tủa trên bề mặt điện cực và ghi dòng hòa tan bằng phương pháp von-ampe kết hợp xung vi phân dưới dạng pic. Trong những điều kiện thích hợp cường độ dòng hòa tan tỷ lệ thuận với lượng đồng đã kết tủa trên bề mặt điện cực tức là nồng độ chất cần xác định trong dung dịch. Đây là phương pháp có độ nhạy, độ chọn lọc và độ lặp lại cao, thực hiện nhanh và khá đơn giản. 5.1.1.5. Phương pháp hấp thụ nguyên tử Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) dựa vào khả năng hấp thụ chọn lọc các bức xạ cộng hưởng của nguyên tử ở trạng thái tự do. Đối với mỗi nguyên tố, vạch cộng hưởng thường là vạch quang phổ phát xạ nguyên tử của chính nguyên tử đó. Thông thường khi hấp thụ bức xạ cộng hưởng nguyên tử sẽ chuyển từ trạng thái ứng với mức năng lượng cơ bản sang mức năng lượng cao hơn gần với mức năng lượng cơ bản nhất, người ta gọi là bước chuyển cộng hưởng. Trong phương pháp này quá trình nguyên tử hóa có thể thực hiện bằng phương pháp ngọn lửa hoặc bằng phương pháp không ngọn lửa. Trong điều kiện nhiệt độ không quá cao (1500 – 3000 0 C) đa số hơi nguyên tử tạo thành các trạng thái cơ bản. Khi người ta chiếu vào đám hơi nguyên tử một chùm bức xạ điện từ có tần số bằng tần 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 µ g/ml và giới hạn phát hiện là1,5.10 -3 µ g/ml 5.1.2. Phương pháp xác định kẽm 5.1.2.1. Phương pháp trọng lượng Kẽm kết tủa với 8-hydroxyquinaldinate (2-methyloxin) trong môi trường đệm axetat. Phản ứng này có thể tách kẽm ra khỏi nhôm và magie. Kết tủa thu được đem sấy ở nhiệt độ 130-140 0 C, dạng cân là Zn(C 10 H 8 ON) 2 5.1.2.2. Phương pháp trắc quang. Phương pháp trắc quang dùng dithizon là một phương pháp tiêu chuẩn để xác định kẽm, phức của kẽm với dithizon có màu đỏ, có thể chiết ion kẽm ra khỏi dung dịch dithizon trong CCl 4 , phản ứng tạo phức tại pH = 4-7, tại pH này các ion của các nguyên tố Cu, Cd, Pb, Co, Bi, Hg, Ag…cũng phản ứng với dithizon. Để loại trừ ảnh hưởng của các nguyên tố này người ta chiết kẽm từ dung dịch nước ở pH = 5 chứa lượng dư SCN - và CN - . 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 g/ml, giới hạn phát hiện 0,004 µ g/ml.Nếu dùng kỹ thuật không ngọn lửa thì đạt độ nhạy 0,007 µ g/ml, giới hạn phát hiện 0,003 µ g/ml. 5.1.2.4. Phương pháp cực phổ Kẽm có hoạt tính cực phổ, trong nhiều nền cho sóng cực phổ định lượng. Nguyên tắc của phương pháp là khử ion Zn 2+ trên catot là cực giọt thuỷ ngân tạo ra sóng cực phổ, phản ứng xảy ra ở catot Zn 2+ + 2e = Zn 0 E = -0,7628V Độ nhạy của phương pháp cực phổ chưa cao, chỉ xác định nồng độ các nguyên tố trong khoảng 10 -6 – 10 -3 M 5.1.2.5. Phương pháp von – ampe hòa tan xung vi phân Thường người ta điện phân làm giàu dung dịch chứa Zn 2+ ở điện thế -1,4V, sản 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 nhiều kim loại khác có thể cùng bị chiết với chì. Trong môi trường kể trên, cùng bị chiết với chì có cả tali, bitmut và thiếc (II). Tali không cản trở việc xác định chì nhưng thiếc và bitmut ngăn cản nên cần được tách trước bằng cách chiết chúng từ môi trường axit. Trong môi trường axit chì không bị chiết, còn lại trong pha nước. Thiếc và bitmut được tách trước như sau: thêm hidrazin vào dung dịch mẫu nước, đun nóng để khử Sn 4+ xuống Sn 2+ và khử các chất khác. Sau khi để nguội, thêm dung dịch natri tactrat vào, đưa pH của dung dịch đến 2,5 ÷ 3 (Bằng dung dịch axit tactric). Tiến hành chiết nhiều lần, mỗi lần bằng 5ml dung dịch dithizon 0,1% trong CHCl 3 . Tiến hành chiết cho đến khi pha hữu cơ vẫn giữ nguyên màu xanh của dithizon. Cuối cùng, lắc pha nước vài lần với CHCl 3 (mỗi lần dùng 5ml) đến khi pha đó không còn màu xanh. Tiến hành chiết như vậy không những tách được thiếc mà còn tách được cả thủy ngân, bạc và đồng. Nếu trong mẫu nước chứa lượng đáng kể các chất hữu cơ cần phải vô cơ hóa chúng bằng cách cho vào vài ml HNO 3 đặc và HClO 4 đặc rồi cô mẫu đến khô, sau đó tẩm ướt bã khô bằng axit nitric và hòa tan bằng nước cất. Các chất oxi hóa cần được 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. 75 Nếu mẫu nước chứa lượng đáng kể chất hữu cơ, cần phá hủy chúng như trong phương pháp dithizon đã trình bày ở trên. Để loại trừ oxi không được dùng Na 2 SO 3 vì ion chì sẽ kết tủa dưới dạng PbSO 4 , đặc biệt trong trường hợp nồng độ chì lớn. Cần dùng luồng khí trơ như N 2 hoặc H 2 tinh khiết cho chạy qua dung dịch trước khi ghi cực phổ để loại oxi. Dùng dung dịch gelatin để loại trừ cực đại trên sóng cực phổ của chì. 5.1.3.4. Phương pháp Von-Ampe hoà tan xung vi phân Hiện nay người ta sử dụng phương pháp Von-Ampe hòa tan kết hợp với xung vi phân (DPP) có thể xác định 10 -9 M Pb 2+ với thời gian không quá 3 phút. Có thể nói, hiện nay DPP là phương pháp cực phổ hoàn chỉnh nhất để xác định hàm lượng KLN vì phương pháp có độ nhạy, độ chọn lọc cao và có tính vạn năng đối với hầu hết các đối tượng phân tích. 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 dung dịch kiềm với chỉ thị eriocrom T đen hoặc chỉ thị xylen da cam. Trong phép chuẩn độ complexon dùng dung dịch chuẩn là EDTA 0.01M, chỉ thị eriocrom T đen ở pH = 10 (đệm NH 4 Cl + NH 3 ). Cadimi có thể xác định với lượng 25mg/100ml dung dịch. Trong phép chuẩn độ complexon thì dung dịch EDTA có nồng độ từ 0,1 đến 0,01M với chỉ thị xylen da cam ở pH = 6 cadimi có thể định lượng tới 100mg/100ml dung dịch. 5.1.4.3. Phương pháp trắc quang dithizon Để xác định cadimi bằng phương pháp chiết trắc quang dùng dithizon, người ta chiết bằng CCl 4 từ môi trường kiềm mạnh chứa tactrat, dung dịch dithizonnat của cadimi trong dung môi hữu cơ có màu đỏ, hấp thụ cực đại ở bước sóng 515nm. Trong môi trường kiềm có một số kim loại cũng bị chiết cùng cadimi như bạc, niken, coban, đồng, để loại trừ các nguyên tố này người ta chiết chúng trong môi trường axit trước khi xác định cadimi. 5.1.4.4. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử Phương pháp AAS được ứng dụng để xác định cadimi trong nhiều đối tượng khác nhau. Ở bước sóng 228,8nm thì đạt độ nhạy 0,01 µ g/ml, giới hạn phát hiện 76 0,004 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 [ (CN) 6 ] 4- hoặc với triphenyl metyl arsoni iodua. Độ nhạy của phương pháp đến 2,3 µ g/ml. - Phương pháp kích hoạt notron: sử dụng cadimi-114 (giới hạn phát hiện là 30 µ g) và cadimi-116( giới hạn phát hiện là 0,7 µ g). Các phương pháp xác định hàm lượng KLN rất đa dạng, tuy nhiên, trong điều kiện phòng thí nghiệm hiện nay, chúng tôi chọn phương pháp Von-Ampe hòa tan xung vi phân dùng điện cực màng Hg điều chế tại chỗ trên điện cực rắn đĩa quay glassy carbon. Tuy nhiên, cho dù sử dụng phương pháp nào đi chăng nữa thì con người và kỹ thuật, kinh nghiệm phân tích vẫn là yếu tố quyết định độ chính xác của phép đo. Sau đây là một số ví dụ xác định hàm lượng kim loại nặng. 5.2. Xác định các kim loại: đồng, chì, kẽm bằng phương pháp Dithizon 5.2.1. Bản chất của phương pháp Dithizon Dithizon (Diphenyl thiocacbazon) có công thức: Dithizon: tan trong Cacbon tetraclorua và Cloroform: có màu xanh lá cây. Trong môi trường nước: Dithizon tồn tại cân bằng: HDz H + + 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 5 77 * pH ≤ 7: chúng tồn tại dưới dạng cetol: * pH > 7: chúng tồn tại dưới dạng enol: Dạng enol ít tan trong Cacbon tetraclorua và Cloroform 5.2.2. Nguyên tắc của phương pháp Dithizon - Dùng phưong pháp chiết. - Dùng dung môi Cacbon tetraclorua hay Cloroform. - Cho Dithizon tác dụng với kim loại cần xác định tạo thành Dithizonat. - Điều chỉnh pH để Dithizon được thu hoàn toàn, nghĩa là tách ra khỏi dung môi (Bảng 5.1). Bảng 5.1. Điều kiện chiết tách Pb, Cu và Zn. Nguyên tố Điều kiện chiết, màu Của Dithizonat pH chiết hoàn toàn Dung môi Chiết Chì (Pb 2+ ) Đồng (Cu 2+ ) Kẽm (Zn 2+ ) Môi trường kiềm: đỏ Môi trường acid: đỏ tím Đỏ 7 - 10 2 – 5 6 - 9 CCl 4 CCl 4 CCl 4 5.2.3. 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 - Bình định mức dung tích 250ml - Cân kỹ thuật - Phễu - Giấy lọc - Bếp cách cát - Bếp điện - Lò nung - MgO 3 - (CH 3 COO) 2 Ca - HNO 3 đậm đặc (d=1,4) * Tiến hành Lấy mẫu: S C N NH N C 6 H 5 N C 6 H 5 M S C N N N C 6 H 5 N C 6 H 5 M 78 - 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 nung, nung ở t= 600÷700 0 C đến khi mẫu biến hoàn toàn thành tro xám khoảng 3 giờ. - Lấy capxun ra khỏi lò nung, để nguội. Cho vào capxun 20ml HNO 3 đđ (tuyệt đối không chứa Cu, Pb) và 50ml nước cất hai lần. Đặt capxun lên bếp điện đun cho tan hết muối bám ở capxun, đun sôi thêm 10 phút nữa (làm trong tủ hút). Định mức dung dịch mẫu: Chuyển toàn bộ dung dịch từ capxun vào bình định mức dung tích 250ml. Tráng rửa capxun nhiều lần bằng nước cất hai lần, nước tráng cũng được cho vào bình định mức. Thêm nước cất đến vạch định mức, lắc kỹ. 5.2.3.2. Vô cơ hóa mẫu bằng phương pháp ướt * Nguyên tắc Đốt cháy hoàn toàn các hợp chất hữu cơ trên bếp điện với sự xúc tác của H 2 SO 4 đđ, là những chất oxy hóa mạnh làm tăng tốc độ của quá trình đót cháy. * Dụng cụ, hóa chất - Dụng cụ như phương pháp khô - Hóa chất: H 2 SO 4 đậm đặc (d=1,84) HNO 3 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 HNO 3 đđ. - Lấy capxun ra khỏi bếp điện, cho vào capxun 0,2g NH 4 CH 3 COO, khuấy cho tan hết. - Định mức: chuyển toàn bộ dung dịch từ capxun vào bình định mức 250ml, thêm nước cất đến vạch, lắc kỹ. Nếu dung dịch trong capxun bị đục thì phải lọc trước khi chuyển vào bình định mức. 5.2.4. Xác định chì Dùng phương pháp chiết chuẩn độ 79 5.2.4.1. Nguyên tắc - Trong môi trường trung tính hay kiềm, ion chì (Pb 2+ ) tạo với Dithizon thành chì Dithizonat màu tím đỏ tan trong dung môi hữu cơ. Pb 2+ + 2H 2 Dz = Pb(HDz) 2 + 2H + - 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+ , Cu 2+ , Zn 2+ , Fe 2+ …Các ion này có thể bị che giấu bởi KCN, tuy nhiên Sn 2+ không bị che bởi KCN do đó phải tách Sn 2+ ra khỏi dung dịch trước khi xác định chì. 5.2.4.2. Dụng cụ, hóa chất - Cần phân tích - Cốc thủy tinh dung tích 250ml - Bình định mức dung tích 1000ml - Phễu chiết dung tích 100ml - Giấy thử pH - Buret 10ml - Dung dịch tiêu chuẩn 25µM: hòa tan 8,28mg Pb(NO 3 ) 2 tinh khiết loại I trong nước cất hai lần, đến thành 1000ml, 1ml dung dịch này chứa 5,175g chì. - Dung dịch amoniac 2N - KCN tinh thể - Dung dịch Dithizon tiêu chuẩn (dung dịch Dithizon trong cloruafrom 50µM): Cân chính xác 12,81 mg Dithizon tinh khiết cho vào cốc, thêm 200 ml CHCl 3 vào cốc, khuấy nhẹ cho tan Dithizon, định mức trong 1000ml, lắc kỹ. - Hydroxylamin hydroclorua (NH 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 2+ …: - Chuyển dung dịch đã loại Sn 2+ vào phễu chiết. Cho vào phễu vài tinh thể NH 2 OH, HCl, lắc cho tan hết. Cho vào phễu 1 lượng (bằng hạt ngô) tinh thể KCN, lắc cho tan hết. Điều chỉnh pH dung dịch đến pH≥7,5 (theo giấy đo pH) bằng NH 4 OH 2N hoặc HNO 3 2N. Chiết chuẩn độ: - Cho Dithizon 50µM vào buret. Nhỏ 1ml Dithizon vào phễu chiết chứa dung dịch mẫu, lắc 30 giây. Nếu có Pb 2+ thì trong thành phần dung môi cloroform sẽ có màu đỏ tím của chì Dithizonat. Chiết bỏ phần màu đỏ tím (phải chiết thật cẩn thận để dung dịch mẫu không chảy ra). 80 - Lại cho thêm 1ml dung dịch Dithizon vào phễu chiết, lắc 30 giây và tách bỏ màu đỏ tím. - Cứ tiếp tục như trên cho đến khi nào màu của phần dung môi trong phễu chiết kém đỏ, lúc đó lượng Pb 2+ trong dung dịch đã giảm đi rất nhiều. Lúc đó nhỏ 0,2ml Dithizon vào phễu chiết, lắc và tách như trên cho đén khi nhỏ Dithizon vào phễu chiết Dithizon vẫn giữ được màu xanh sau khi lắc 30 giây thì thôi. Ghi tổng số ml dung dịch Dithizon đã dùng để chiết chuẩn độ ion chì. Xác định độ chuẩn của Dithizon: - Lấy chính xác 10ml dung dịch chì tiêu chuẩn vào phễu chiết sạch.Nạp dung dịch Dithizon 50µM vào buret. Tiến hành chuẩn độ như trên chẳng hạn hết 15ml dd Dithizon. - Căn cứ vào độ chuẩn của Dithizon này, tính kết quả hàm lượng chì. 5.2.4.4. Tính kết quả Tính: 1ml dd Dithizon ứng với bao nhiêu g chì 1ml Pb(NO 3 ) 2 25µM chứa 5,175 γ chì Vậy: 1ml dd Dithizon ứng với số γ chì Hàm lượng chì tính bằng γ có trong 1 lít (hoặc 1 kg) thực phẩm là: )lit/( V.V 1000.V.a.45,3 X 01 γ= Trong đó: 3,45 : Số γ chì ứng với 1ml dd Dithizon a : Thể tích dung dịch Dithizon đã dùng để chuẩn độ (ml) V : Dung tích bình định mức (ml) V 1 : Thể tích dung dịch hút từ bình đem phân tích (ml) V 0 : Thể tích thực phẩm lỏng lấy để phân tích ( nếu là sản phẩm đặc thì G : là lượng cân mẫu -> lượng chì tính toán theo γ/kg). 5.2.5. Xác định nồng độ (Cu) Phương pháp chiết chuẩn độ 5.2.5.1. Nguyên lý Dithizon tác dụng với ion Cu 2+ xảy ra các phản ứng sau: Cu 2+ + 2H 2 Dz = Cu(HDz) 2 + 2H + Cu 2+ + Cu(HDz) 2 = 2CuDz + 2H + Cu 2+ + H 2 Dz = CuDz + 2H + Cu(HDz) 2 : màu đỏ tím CuDz : màu vàng nâu Cu(HDz) 2 và CuDz đều tan trong dung môi hữu cơ và không tan trong nước - Trong môi trường acid yếu và có dư Dithizon: việc tạo thành Cu(HDz) 2 xảy ra thuận lợi - Trong môi trường trung tính: cả ba phản ứng trên đều xảy ra. - Ở nồng độ đồng cao và pH=2: việc tạo thành CuDz xảy ra thuận lợi. Trong thành phần dung môi hữu cơ, Cu(HDz) 2 dễ bị phân ly tạo thành CuDz: [...]... 2+ = Trong ó: V2 D0 D1 V0 V1 10 × V2 × D0 × V0 1000 × (γ/lít) D1 × V V1 10 × V2 × D0 × V0 1000 × (γ/lít) D1 × V V1 : S ml dd k m tiêu chu n (V2 = 10ml) : Tr s m t quang i v i m u chu n : Tr s m t quang i v i m u phân tích : Th tích bình nh m c ( ph n vô cơ hóa) : Th tích dung d ch m u l y ( ph n vô cơ hóa) 82 chi t (ml) V : Th tích m u s n ph m l ng l y phân tích (ml) G : Lư ng cân m u l y phân tích. .. Tính k t qu Hàm lư ng Flo tính theo công th c: - S n ph m l ng: Flo = Trong a b V G (mg/l) Flo = - S n ph m 0,019 × (a − b) × 1000 V 0,019 × (a − b) × 1000 G (mg/l) c: ó: : S ml Th(NO3)4 0,001 ã dùng chu n m u th : S ml Th(NO3)4 0,001 ã dùng chu n m u tr ng : Th tích m u l y phân tích (ml) : Lư ng cân m u phân tích (g) 89 5.2.10 Phân tích c t Aflatoxin Aflatoxin là nh ng c t do n m m c Aspergillus flavus... 25ml methanol 60% cho vào bình nh m c, l c u trong vòng 30 phút l ng trong vòng 10 – 15 phút - L c qua gi y l c, l y kho ng 10ml d ch l c em phân tích Phân tích m u: - Cho vào nh ng gi ng i ch ng âm: 50ml methanol 60%, 50µl Aflatoxin B1 chu n - Cho vào nh ng gi ng m u: 50ml methanol 60%, 50µl d ch chi t ã pha loãng (làm l p l i t i thi u m i m u 2 gi ng) 91 yên trong 10 phút - Sau th i gian , m nh h n... ch = 1 − 1  × 100  A0  :M t quang c a gi ng chu n ho c m u Trong ó: A1 :M t quang c a gi ng i ch ng âm A0 D a vào % c ch màu c a m u, so sánh trên th Aflatoxin B1 chu n s tính ư c n ng Aflatoxin B1 có trong gi ng T ó tính ra ư c n ng Aflatoxin B1 có trong m u N ng Aflatoxin B1 trong m u = 5 x N ng Aflatoxin B1 trong gi ng 5.2.10.2 Phân tích Aflatoxin b ng s c ký b n m ng (TCL) * Nguyên t c Trên nh... n và ch m m u, ch n m t th tích là Xµl m u có phát sáng b ng S µl chu n - Tính toán n ng Aflatoxin B1 có trong m u * c k t qu và tính toán N ng Aflatoxin B1 có trong m u: Aflatoxin B1 = S × Y ×V X ×W (µg/kg ho c ppb) Trong ó: S : Th tích c a Aflatoxin chu n có sáng b ng Xµl m u (µl) Y : N ng Aflatoxin B1 chu n (0,5µg/ml ho c 0,5ppm) V : Th tích hòa tan c n (200µl) X : Th tích c a m u có sáng b ng Sµl... Sn2+ trong môi trư ng acid - Xác nh I2 th a b ng ch t chu n Na2S2O3 T ó tính ư c hàm lư ng Sn có trong m u * Các ph n ng x y ra trong quá trình xác nh thi c: Khi t m u HNO3 và H2SO4 tác d ng v i nhau t o thành acid nitrozynsunfuric, ch t này có tác d ng oxy hóa m nh các ch t h u cơ và c Sn2+ Ch t này trong dung d ch nư c d phân gi i NO và NO2 bay i khi un m nh Khi un nóng và có m t ch t h u cơ, HNO3 phân. .. i ng 22cm, ng ư c c m qua l c a nút cao su 3cm Gi y t m HgCl2 ư c t vào trong ng kho ng gi a nút và l Gi y l c t m Pb(CH3COO)2 ư c cu n tròn l i và t phía trên l - HNO3 m c (d=1,4) - HCl m c (d=1,19) - MgO b t - K m h t (không ch a Arsen) - Arsen trioxyt tinh khi t phân tích - HgBr2 tinh khi t phân tích: hòa tan 3-6 gam HgBr2 trong 100ml rư u etylic 95% - Pb(CH3COO)2 3% - Gi y t m Pb(CH3COO)2, nhúng... i l n n a, l y 15ml d ch l c (tương ương 1g m u) Phân tích m u: Qua c t s c ký ái l c mi n d ch: - G n xiranh 20-30ml lên giá M n p c t s c ký ái l c mi n d ch cho y nư c vào trong ng ( tránh t o b t khí trong c t) và g n vào xiranh - Cho 20ml PBS qua c t r a c t - Khi l p nư c v a t i u c t cho 15ml d ch chi t m u ã l c vào xiranh (tránh có b t khí trong c t) - Cho d ch l c ch y qua c t v i t c kho... a : s ml Na2S2O3 0,01N dùng chu n m u tr ng b : s ml Na2S2O3 0,01N dùng chu n m u phân tích V : th tích l y m u phân tích (ml) G : lư ng cân m u 5.2.8 Xác nh Arsen (As) Phương pháp o màu gi y t m th y ngân bromua v i b d ng c Gutzcit (Hình 5.2) 1 Bình nón 5.2.8.1 Nguyên t c 2 Nút cao su có l - H p ch t arsen có trong m u ư c kh b i hydro t o 3 Gi y t m Pb(CH3COO)2 thành arsen hydrua (AsH3) hay 4 Gi... o ph c ch t màu s xác nh n ng c a Zn2+ trong m u - Ph i lo i b ion Cu2+, Pb2+ trư c khi xác nh Zn2+ 5.2.6.2 D ng c , hóa ch t D ng c : Như ph n xác nh chì Hóa ch t: - Amoniac 2N - Kali-Natri tactrat dung d ch 20% - Dung d ch Natri sunfua Na2S bão hòa - Dung d ch Dithizon trong cloruaform 50µM - Dung d ch k m tiêu chu n: Cân 43,97mn ZnSO4.7H2O tinh khi t phân tích cho 81 vào bình nh m c dung d ch 100ml, . 71 PHẦN II PHÂN TÍCH CHUYÊN ĐỀ CHƯƠNG 5 PHÂN TÍCH CHẤT ĐỘC TRONG THỰC PHẨM Các hợp chất gây độc với cơ thể người trong thực phẩm thuờng là: các. Dung tích bình định mức (ml) V 1 : Thể tích dung dịch hút từ bình đem phân tích (ml) V 0 : Thể tích thực phẩm lỏng lấy để phân tích ( nếu là sản phẩm đặc