I Khái niệm mẫu hữu 1.1 Khái niệm mẫu hữu cơ: - Mẫu hữu loại mẫu mà chất (matrix) mẫu chất hữu Trạng thái mẫu tơn trạng thái rắn, lỏng hay huyền phù Các mẫu hữu có chứa chất vơ , ngun tố kim loại, chúng tồn mẫu dạng hợp chất kim hay hữu - Ví dụ thực phẩm, gạo, bột … 1.2 Phân loại: - Mẫu hữu gồm: • Các loại mẫu thực phẩm rau quả, thịt cá tươi sống đồ hộp • Các loại ngũ cốc, gạo, ngơ, khoai, sắn, đậu,… • Các loại nước giải giải khát, bia, rượu, nước ép,… • Các loại thảo mộc, cây, lá, dược liệu,… • Các loại mỡ, dầu, nhiên liệu, • Các mẫu ý học sinh học, • Các chất tự nhiên, hydrocacbon, than đá, dầu mỏ, • Các loại chất thải hưu (thành phố, bệnh viện, nhà máy thực phẩm, loại công nghiệp hữu cơ,…) 1.3 Mục đích xử lí mẫu: - Xác định số kim loại, đặc biết kim loại có hại - Xác định số phi kim hay anion Xác định chất - hữu cơ, chất hữu độc hại - Các chất bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu, phòng dịch bệnh  Vì tùy thuộc vào mục đích phân tích, có cách xử lí mẫu khác thích hợp cho Việc chọn cách phải vào: + Đối tượng mẫu phân tích maxtrix + Các chất cần phân tích + Các điều kiện phòng thí nghiệm Trang II Các cách xử lý mẫu hữu để phân tích kim loại: 2.1 Kĩ thuật xử lý khô: a Nguyên tắc chung: - Trước hết xây hay nghiền thành bột nhão, vừa, hay huyền phù - Dùng nhiệt độ tro hóa mẫu, đốt cháy hữu đưa kim loại dạng oxit hay muối chúng b Quy trình làm xử lý mẫu khô: Lấy lượng mẫu định (5 -10 g) Nung nhiệt độ o 500 – 550 C Thu bã Thêm axit HCl , HNO3 Thu kim loại dạng ion dung dich Phân tích Trang 2.1.1 Tro hố khơng có chất bảo vệ phụ gia: - Cân lấy lượng mẫu định cho vào chén nung , bát, hay cốc đem nung nhiệt độ thích hợp , để đốt cháy , phân huỷ hết chất hữu mẫu, chuyển nguyên tố kim loại dạng bã( tro) muối vơ coe hay oxit chúng Hồ tan tro HCL1/1, hay HNO3, dung dịch mẫu phân tích - Ví dụ 1: xác định Al, Ca, Mg mẫu rau quả, thực phẩm, tro hố khơ mẫu mà không cần chát bảo vệ nhiệt độ 550oC Vì ngun tố khơng bị nung - Ví dụ : phân tích số kim loại: Al, Ca, Mg mẫu rau Lấy 5gam mẫu nghiền nhỏ vào chén nung , sấy bếp điện khơ dòn Rồi nung đầu 450o C , sau 530o C đến tro khơng đen Sau hồ tan tron lại 15mL HCl 1/1 mL HNO3 65% , đung nhẹ cho tan hết , đuổi hết axit dư đến muối ẩm , để nguội định mức thành 25mL dung dịch HCl 2% , lắc Đó dung dịch mẫu để phân tích ngun tố nói 2.1.2 Tro hố khơ có chất phụ gia bảo vệ chất chảy a.Nguyên tắc: - Đối với số nguyên tố bị nung , Cd , Pd, Zn nên nung bị tí (7-20%) mà khơng thể biết , ví dụ Vì phải thêm chất bảo bệ , tro hố Ví dụ để xác định Cd, Cu, Pd,Zn mẫu rau thực phẩm ,trong phương pháp tro hố khơ ngun tố thường bị từ 10-15% Sự mát lại khơng khống chế dược q trình tro hố Vì người ta phải thêm chất bảo vệ là: H2SO4, HNO3,KNO3, hay Mg(NO3)2 hay hỗn hợp ( Mg(NO3)2 + LiBO2) ngun tố khơng bị Sau ví dụ ứng dụng xử lý b Ví dụ: - Ví dụ 1: phân tích Cd, Co, Cr,Cu .trong mẫu chất thải thành phố Lấy 5g mẫu xay nhỏ trộn vào chén nung,thêm chất bảo vệ 5mL LiBO2 10% , 4mL Mg(NO3)2 5% 5mL H2SO4 98% trộn , sấy hay đun nhẹ , rối cho đên khơ dòn Rồi nung đầu 450o C , sau 550oC đến tro khơng đen Sau hồ tan tron lại 15mL HCl 1/1 mL HNO3 65% , đung nhẹ cho tan hết , đuổi hết axit dư đến muối âmr , để nguội định mức thành 25mL dung dịch HCl 2% , lắc Nếu dung dịch có cặn ly tâm hay lọc bỏ cặn Trang Ví dụ 2: Phân tích Cd, Cu, Co, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn, mẫu rau ( rau cải, rau muống ) Lấy 5g mẫu xây nhỏ Cho vào chén nung Thêm 5ml Mg(NO3)2 , 10mL H2SO4 98% Sấy hay đun sôi đến khơ dần Nung nhiệt độ 450oC vòng đầu Nung nhiệt độ 550oC đến tro hết đen Thêm 25mL HCl 2%(,lắc đều, lọc bỏ cặn (nếu có) Đun nhẹ chon tan hết, đuổi axit dư đển muối ẩm Thêm 15mL dung dịch HCl 1/1 1mL HNO3 65% 2.2 Kỹ thuật vô hóa ước: a Nguyên tắc chung: Dùng axit đặc có tính oxyl hóa mạnh, hay hỗn hợp axit đặc để phân hủy hết chất hữu mẫu bình Kendan, để chuyển kim loại dạng hữu dạng ion dung dịch muối b Chất hòa tan mẫu: số hỗn hợp axit đùng để phân hủy mẫu nguyên tố kim loại vào dung dịch, dạng mối dễ tan - Một axit mạnh : HCl, HNO3, H2SO4 - Hỗn hợp nước cường thủy HCl:HNO3 = 1:3 - Hỗn hợp axit có tính oxyl hóa mạnh HCl + HClO4 - Hỗn hợp ba axit mạnh H2SO4 + HNO3 +HClO4 - Hỗn hợp HClO4 + H2SO4+ HF : mẫu nhiều silicat - Dung dịch axit mạnh với chất tạo phức (HCl + Tartric)…… Trang C Ví dụ: xử lý mẫu để xác định Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn Ni, Pb Zn,….trong bột ngũ cốc (bột gạo,ngô,sắn,đậu,khoai,…) Thêm 65mL HNO3, lắc Lấy 5g mẫu xay thành bột cho vào bình Kendan Đun nhẹ vòng 8-10 Chuyển sang cốc làm bat hết axit, lại muối ẩm Để nguội, thêm 25ml dung dịch HCl 2% Thu mẫu phân tích Thêm HNO3, đun nhẹ 2.3 Kĩ thuật vơ hóa khơ ướt kết hợp: - Chúng ta thực xử lý sơ mẫu hỗn hợp sau: + Bằng axit HNO3 đặc + Bằng hỗn hợp axit ( HNO3 + H2SO4) đặc + Bằng axit HNO3 đặc có chất bảo vệ KNO3 , LiBO2 , Mg(NO3)2 + Bằng axit (H2SO4 + HNO3 )45% có chất bảo vệ Mg(NO3)2 + Bằng axit (H2SO4 + H3pO4 )45% đặc có chất bảo Cân 5,000 g mẫu vào chén nung Thu mẫu Phân tích mẫu Thêm chất bảo vệ mL Mg(NO3)2 10mL HNO3 35% Đun nhẹ đến to tàn tan hết, đuổi axit dư, thêm 25ml dung dịch HCl 2% lắc Nung 3h nhiệt độ 450o 550 C Thu tan tro, them 15mL HCl 1mL HNO3 65% Trang 2.4 Kỹ thuật xử lý ướt lo vi sóng: a.Nguyên tắc: - Kỹ thuật lò vi sóng kỹ thuật xử lý ướt Nên dung axit đặc có tính chất oxyl hóa mạnh, hay hỗn hợp axit có tính oxyl hóa mạnh để phân hủy hết chất hữu bình kín, lò vi song, để chuyển kim loại dạng ion dung dịch muối ion dễ tan b Một tác nhân làm mẫu phân hủy: - Có tác nhân xảy đồng thời: + Năng lượng nhiệt(nhiệt độ) + Năng lượng vi sóng ( cao tần) + Tác dụng axit đặc nóng + Chuyển động nhiệt  va chạm hạt mẫu *Trong hệ mở: Mẫu để binh kendan hay ống nghiệm, thêm axit đặc có tính oxyl hóa mạnh, để xử lý cho mẫu phân hủy ( oxyl hóa) hết chất hữu cơ, giải phóng kim loại vào dung dịch Các khơng có áp suất cao - Ví dụ 1: xử lý mẫu để xác định Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn,… mẫu sữa đặc có đường Lấy g mẫu vào hộp xử lí Thêm 35mL cường thủy, mL H2SO4 98% trộn Cho vào lò vi sóng xử lý 5570 phút Đêm phân tích Thu muối ẩm, thêm 25mL dung dịch HCl 2% Lấy để nguội, chuyển mẫu sang cốc, làm bay Trang - Ví dụ 2: xử lý mẫu để xác định Cd, Co, Cr, Cu, Fe,… Trong mẫu rác thải thành phố Lấy 5g mẫu cho vào bình xử lý Thêm 30mL dung dịch nước cường thủy 5mL H2O2 Bỏ vào lò vi sóng 55-70 phút Thu dung dịch Mang phân tích Thu muối âm, thêm 25 mL dung dịch HCl 2% Lấy để nguội, làm bay đuổi axit dư *Trong hệ kín (có áp suất cao):Đây kỹ thuật vơ hóa ướt Chỉ có khác dùng thêm lượng lò vi sóng để xử lý mẫu, thay cho cách đun nóng bình thường Mẫu để bình xử lý mẫu Teflon, có vỏ thép bảo vệ, thêm axit vơ hóa ướt, đậy kín, văn chặt nắp đặt lò vi sóng mẫu phân hủy( oxyl hóa) hết chất hữu - Ví dụ : xử lí mẫu để xác định Cd, Co , Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn nguyên tố đất mẫu quặng Lấy g mẫu vào hộp xử lí Thêm 20ml cường thủy , trộn đậy nắp chặt Cho vào lo vi sóng xử lý từ 35-40 phút Để phân tích Thu muối ẩm, thêm 25mL dung dịch HCl 2% Để nguội, chuyển sang cốc, làm bay để đuổi axit Trang 2.5 Kỹ thuật lên men mẫu phân tích: - Các bước tiến hành lên men mẫu: Cho mẫu vào nước tạo thành dung dịch hay huyền phù( Cmẫu ≈5-10%) Thêm 10-15mg men xúc tác, chỉnh môi trường axit, kiềm hay muối acetat phù hợp.Đưa mẫu vào buồng ủ nhiệt độ 37-400C đến mẫu hồn tồn( từ 7-10 ngày).Kiểu thích hợp cho phân tích xác định kim loại đường mía, nước giải khát, nước hoa ép,… Ví dụ 1: Xử lý mẫu để xác định hàm lượng vết kim loại nặng đường đen, đường vàng hoa mơ, 10g đường hoà tan 100mL nước cất đun 40oC 5mg men xúc tác đậy kính, ủ 37-40oC, ngày Bay muối ẩm 10mL HCl 36% đun sơi, ly tâm Dung dịch Định mức axit thích hợp Ví dụ 2: Xử lý mẫu để xác định hàm lượng vết kim loại nặng mật ong: 5g mật ong hoà tan 100mL nước cất ↓ đun 40oC 5mg men xúc tác ↓ đậy kính, ủ 37-40oC, ngày 10mL HCl 35% ↓ đun sôi kỹ, lm bay muối ẩm 5ml HCL 10%, định mức thành 25ml ↓ ly tâm Dung dịch suốt Trang - Ví dụ 3: Xử lý mẫu để xác định hàm lượng vết kim loại nặng nước ép 5g mẫu hoà tan 100mL nước cất ấm ↓ đun 400C 10mg men xúc tác ↓ đậy kính, ủ 37-40oC, 10 ngày 10mL HCl 35% ↓ đun sôi, làm bay muối ẩm 5ml HCl 10%, định mức thành 25mL ↓ ly tâm Dung dịch 2.6 Kỹ thuật ngâm chiết mẫu dung dịch axit loãng: - Các bước tiến hành:  Hồ tan mẫu dung mơi thích hợp hay hoá mẫu thành huyền phù, thêm chất đệm, chất tạo phức, tạo môi trường  Ngâm mẫu qua đêm, chiết chất phân tích hay hợp chất phức dung mơi hữu thích hợp o Cách xử lý đơn giản, khơng chất phân tích hay cần máy móc, dụng cụ, trang thiết bị nhiều, o Chỉ phù hợp với mẫu tan nước, tốn thời gian - Ví dụ 1: Xử lý mẫu để xác định kim loại kiềm kiềm thổ mẫu đường 5g mật ong hoà tan 100mL nước cất ↓ đun 40oC 5mg men xúc tác ↓ đậy kính, ủ 37-40oC, ngày 10mL HCl 35% ↓ đun sôi kỹ, lm bay muối ẩm 5ml HCl 10%, định mức thành 25ml ↓ ly tâm Dung dịch suốt Trang  Ví dụ 2: Xử lý mẫu để xác định kim loai kiềm kiềm thổ loại mẫu bột gạo, bột mỳ, bột khoai Cho 5g mẫu vào bình nón ↓ hồ tan 85mL nước cất ↓ lắc, hoá huyền phù 15mL HCl 36% lắc đều, kỹ, đậy kính, ngâm qua đêm lọc hay li tâm Dung dịch đun sơi, bay muối ẩm, định mức HCl 2% 25mL dung dịch 2.7 Kỹ thuật pha lỗng mẫu dung mơi thích hợp:  Kỹ thuật phù hợp cho xác định chất có nồng độ khơng nhỏ, loại mẫu hoà tan tốt nước cất, dung dịch axit lỗng hay loại dung mơi tạo thành dung dịch mẫu đồng thể  Kỹ thuật đơn giản, khơng chất, khơng cần nhiều máy móc dụng cụ trang thiết bị -Ví dụ 1: Xử lý mẫu để xác định Cu, Zn, Fe huyết thanh(Serum)  Lấy 0,5ml mẫu 1,5mL nước cất lần, lắc → mẫu pha loãng lần  Xác định kim loại phương pháp AAS -Ví dụ 2: Xử lý mẫu để xác định Na, K huyết  Lấy 0,1ml mẫu them 4,9mL nước cất lần, lắc → mẫu pha loãng 50 lần  Dùng phương pháp phổ AES để xác định Na K -Ví dụ 3: Xử lý mẫu để xác định Ca Mg huyết  Lấy 0,2ml mẫu thêm 4,9mL nước cất lần, lắc → mẫu pha loãng 25 lần  Dùng phương pháp phổ AAS để xác định Ca Mg Trang 10  ... hợp axit đặc để phân hủy hết chất hữu mẫu bình Kendan, để chuyển kim loại dạng hữu dạng ion dung dịch muối b Chất hòa tan mẫu: số hỗn hợp axit đùng để phân hủy mẫu nguyên tố kim loại vào dung dịch,... động nhiệt  va chạm hạt mẫu *Trong hệ mở: Mẫu để binh kendan hay ống nghiệm, thêm axit đặc có tính oxyl hóa mạnh, để xử lý cho mẫu phân hủy ( oxyl hóa) hết chất hữu cơ, giải phóng kim loại vào... xử lý mẫu, thay cho cách đun nóng bình thường Mẫu để bình xử lý mẫu Teflon, có vỏ thép bảo vệ, thêm axit vơ hóa ướt, đậy kín, văn chặt nắp đặt lò vi sóng mẫu phân hủy( oxyl hóa) hết chất hữu -