Thiết kế các bài thí nghiệm cho chương trình thực tập hóa sinh

Thiết kế các bài thí nghiệm cho chương trình thực tập hóa sinh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

Trong thực tế nhìn chung các trường Đại Học ở Việt Nam cho thấy, nhiều sinh viên sau khi ra trường đã gặp rất nhiều khó khăn khi giải quyết các vấn đề liên quan đến thực tiễn Bởi đa số họ chỉ tích lũy kiến thức suông, kỹ năng thực hành kém, năng lực hoạt động thực tiễn bị hạn chế, không đáp ứng đựơc những nhu cầu thực tế của xã hội.

Chính vì thế mà theo em thì luận văn tốt nghiệp là một học phần rất cần thiết và có ý nghĩa thiết thực đối với tất cả sinh viên Bởi vì nó là một nghiên cứu khoa học đầu tiên, giúp sinh viên bước đầu làm quen với phương pháp nghiên cứu khoa học, khả năng tư duy sáng tạo, có khả năng nghiên cứu, ứng dụng các thành tựu khoa học về hoá học, cách khám phá, phát hiện và trình bày một vấn đề hoá học phục vụ đúng chuyên ngành của mình Thông qua đó đã rèn luyện cho chúng em khả năng tư duy độc lập, kích thích tính chủ động sáng tạo cũng như cách thức làm việc khoa học, giúp chúng em tự khám phá vấn đề và tích lũy cho mình vốn kiến thức chuyên môn sâu sắc Đồng thời, để hoàn thành được đề tài này

em đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình, và học tập được rất nhiều kiến thức chuyên môn, kinh nghiệm quý báu từ các thầy cô hướng dẫn

Em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến: Cô THÁI THỊ TUYẾT NHUNG – giáo viên hướng dẫn đã theo sát, tận tình chỉ bảo, giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn

Thầy NGUYỄN VĂN HÙNG- tổ trưởng tổ hữu cơ đã đóng góp ý kiến và tận tình chỉ bảo em trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Thầy NGÔ QUỐC LUÂN, thầy NGUYỄN MỘNG HOÀNG đã đóng góp ý kiến và giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài

Cô LÊ THỊ LỘC cán bộ phụ trách phòng thí nghiệm hữu cơ đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Thầy BÙI PHƯƠNG THANH HUẤN- cố vấn học tập, cùng tất cả quý thầy cô Bộ Môn Hóa đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt luận văn này

Ngoài ra em xin chân thành cảm ơn đến tất cả các bạn sinh viên lớp sư phạm hóa 31

đã nhiệt tình giúp đỡ, khuyến khích và động viên em trong suốt quá trình thực hiện đề tài

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

 Cô Thái Thị Tuyết Nhung

-

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN CHẤM LUẬN VĂN

 Thầy Phan Thành Chung

- Luận văn gồm 121 trang ( từ trang 9-130), trình bày khá công phu Các công thức hóa học, hình vẽ rõ ràng, đẹp

- Tác giả đã hoàn thành tốt mục tiêu của đề tài đã đề ra là lựa chọn được 44 thí nghiệm cho 5 loại bài thực hành Cơ sở lý thuyết của các bài thực hành và các kỹ thuật thí nghiệm cùng an toàn lao động trong phòng thí nghiệm đã được tác giả trình bày công phu, phong phú Các thí nghiệm được trình bày chi tiết từ nguyên tắc đến thực nghiệm, kèm theo phần giải thích kết quả thí nghiệm sẽ giúp cho người thực hành hiểu rõ hơn bản chất của thí nghiệm

- Tuy nhiên, có một số phần lý thuyết được trích dẫn không cần sử dụng cho các bài thí nghiệm như: phần xác định nồng độ chính xác các dung dịch vì các thí nghiệm thiết kế là thí nghiệm định tính Có thể bỏ qua phần xác định các chỉ số của chất béo vì đây là phần định lượng Phần rút kinh nghiệm về sự thành công hay thất bại đã đề ra trong mục tiêu chưa thể hiện rõ trong phần nội dung của từng thí nghiệm được đề nghị

- Nhìn chung, tác giả đã hoàn thành tốt mục tiêu của đề tài đã đề ra Các thí nghiệm đã được trình bày trong luận văn có thể là tư liệu tham khảo để lựa chọn Các thí nghiệm phù hợp với điều kiện thực tế phòng thí nghiệm để xây dựng một chương trình thực hành Hóa Sinh có tính khả thi

 Thầy Nguyễn Văn Hùng

- Luận văn được thực hiện khá công phu, phần lý thuyết và phần thực hành gồm 130 trang A4 Tác giả đã trình bài khá kỹ phần lý thuyết và thực hành của môn hóa sinh học

- Đề tài có tính khả thi, có thể áp dụng cho chương trình thực tập hóa sinh

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN 1

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ 2

MỤC LỤC 4

TÓM TẮT NỘI DUNG 8

PHẦN MỞ ĐẦU 9

1.LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 9

2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI 9

3 GIẢ THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 9

4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 10

5 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 10

5.1 Phương pháp 10

5.1.1 Phương pháp nghiên cứu lí luận 10

5.1.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn 10

5.2 Phương pháp thực hiện đề tài 10

6 CÁC BƯỚC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 10

7 THUẬN LỢI VÀ KHÓ KHĂN TRONG QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 11

7.1 Thuận lợi 11

7.2 Khó khăn 11

PHẦN NỘI DUNG 11

1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI 11

1.1 Một số yêu cầu chung trong thực tập hóa sinh 11

1.1.1 An toàn trong phòng thí nghiệm 11

1.1.1.1 Mục tiêu 11

1.1.1.2 Mở đầu 11

1.1.1.3 Nhận thức về an toàn đối với những người làm thí nghiệm 12

1.1.1.4 An toàn về sử dụng thiết bị 12

1.1.1.5 An toàn về sinh học(Tránh nhiễm khuẩn trong phòng thí nghiệm) 13

1.1.1.6 An toàn về sử dụng hóa chất 14

1.1.1.7 An toàn về phòng chống cháy nổ 16

1.1.1.8 Kết luận 17

1.1.2 Cách sử dụng và bảo quản dụng cụ trong phòng thí nghiệm 18

1.1.2.1 Mục tiêu 18

1.1.2.2 Nội dung 18

1.1.2.3 Dụng cụ đo lường 18

1.1.2.4 Dụng cụ không thể đo lường 19

1.1.2.5 Bảo quản dụng cụ thủy tinh 20

1.1.3 Các đơn vị và hệ thống đo lường trong hóa sinh 20

1.1.3.1 Các đơn vị thường dùng 21

1.1.3.2 Chuyển đổi giữa các đơn vị cũ sang đơn vị SI và ngược lại 22

1.1.3.3 Lý do sử dụng đơn vị SI 22

1.1.4 Phương pháp cân 22

1.1.4.1 Tiêu chuẩn cân tốt và một số loại cân thông thường 22

1.1.4.2 Các phương pháp cân 22

1.1.4.3 Bảo quản cân 23

1.2 Thuốc thử trong phòng thí nghiệm 23

1.2.1 Hóa chất và đơn vị đo lường 23

1.2.2 Dung dịch và cách biểu thị nồng độ dung dịch 23

1.2.2.1 Dung dịch phần trăm 23

1.2.2.2 Nồng độ phân tử g/l 24

1.2.2.3 Nồng độ phân tử gam/Kg dung môi 24

1.2.2.4 Nồng độ đương lượng 24

1.2.3 Cách pha dung dịch phần trăm 24

1.2.4 Cách chuyển đổi dung dịch phần trăm sang dung dịch có nồng độ phân tử gam hay nồng độ đương lượng 27

1.2.5 Một số dung dịch chuẩn độ 28

1.2.5.1 Những điểm cần chú ý 28

1.2.5.2 Dung dịch acid sulfuric nguyên chuẩn(49 gam H2SO4 trong một lít) 28

1.2.5.3 Dung dịch acid sulfuric 0,1N 30

1.2.5.4 Dung dịch acid clohiđric nguyên chuẩn 30

1.2.5.5 Dung dịch NaOH nguyên chuẩn(40 gam NaOH trong một lít) 30

1.2.5.6 Dung dịch kali pemanganat 0,1N(3,16 gam Kali pemanganat trong một lít) 31

1.2.5.7 Dung dịch natri hyposulfite 0,1N(24,8 gam Na2S2O3.5H2O trong một lít) 33

1.2.5.8 Dung dịch Iod(12,7 gam trong 1 lít) 34

1.2.5.9 Dung dịch hydroperoxide(H2O2) 34

1.2.5.10 Dung dịch đệm 35

1.2.5.11 Dung dịch đệm kalidihydrophosphat và natrihydrophosphat(4,94<PH<9,18) 35

1.2.5.12 Dung dịch đệm acid acetic và natri acetat(3,6<PH<5,6) 36

1.2.5.13 Một số chỉ thị màu thông thường 36

1.3 Lý thuyết sắc ký bản mỏng 37

1.3.1 Kiến thức tổng quát 37

1.3.1.1 Các chất hấp thu dùng trong sắc ký lớp mỏng 38

1.3.1.2 Dung môi giải ly 38

1.3.2 Các bước chuẩn bị sắc ký lớp mỏng 39

1.3.2.1 Chuẩn bị vi quản 39

1.3.2.2 Chấm mẫu lên tấm bản mỏng 39

1.3.2.3 Giải ly bản mỏng 41

1.3.3 Hiện hình các vết sau khi giải ly bằng phương pháp hóa học 41

1.3.4 Phun xịt dung dịch thuốc thử lên bản mỏng và xử lý kết quả 42

2 CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 43

2.1 Điều kiện phòng thí nghiệm và thực trạng sinh viên 43

2.2 Mục tiêu của các bài thí nghiệm định tính hóa sinh 43

2.3 Chuẩn bị thí nghiệm 44

2.4 Tiến hành thí nghiệm 44

2.5 Theo dõi tiến trình thí nghiệm 44

2.5.1 Theo dõi tiến trình thí nghiệm 44

2.5.2 Rút ra kết luận và giải thích 44

3 CÁC ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU TRONG ĐỀ TÀI 44

3.1 Bài 1: Glucid 44

3.1.1 Tính chất của glucid 44

3.1.1.1 Định nghĩa 44

3.1.1.2 Monosaccharides 45

3.1.1.3 Oligosaccharides 51

3.1.1.4 Polisaccharides 52

3.1.2 Thực hành thí nghiệm 60

3.1.2.1 Phản ứng oxi hóa khử 60

3.1.2.2 Phản ứng màu 62

3.1.2.3 Phản ứng thủy phân 64

3.2 Bài 2: Amino acid và Protein 65

3.2.1 Tính chất 65

3.2.1.1 Định nghĩa 65

3.2.1.2 Cấu tạo của phân tử protein 66

3.2.2 Thực hành thí nghiệm 70

3.2.2.1 Phản ứng Ninhidrine 70

3.2.2.2 Phản ứng Xantoproteid 71

3.2.2.3 Phản ứng Pholia 72

3.2.2.4 Phản ứng Pauli 73

3.2.2.5 Phản ứng với thuốc thử Isatine 73

3.2.2.6 Phản ứng Sacaguchi 74

3.2.2.7 Phản ứng Biurea 74

3.2.2.8 Sắc ký lớp mỏng định tính hỗn hợp amino acid 75

3.3 Bài 3: Lipid 77

3.3.1 Tính chất 77

3.3.1.1 Định nghĩa 77

3.3.1.2 Phân loại 77

3.3.1.3 Lipid đơn giản 79

3.3.1.4 Lipid phức tạp 84

3.3.1.5 Vai trò sinh học của lipid đối với cơ thể 86

3.3.2 Thực hành thí nghiệm 86

3.3.2.1 Tính hòa tan của lipid 86

3.3.2.2 Ly trích Lecithine 87

3.3.2.3 Phản ứng tạo thành nhũ tương 87

3.3.2.4 Thủy phân lipid 88

3.3.2.5 Phản ứng màu của dầu mỡ 88

3.3.2.6 Xác định các chỉ số của dầu mỡ 89

3.4 Bài 4: Vitamine 92

3.4.1 Tính chất 92

3.4.1.1 Khái niệm chung 92

3.4.1.2 Cấu tạo hóa học, vai trò, chức năng sinh học, nhu cầu và nguồn cung cấp của các vitamine hòa tan trong chất béo 92

3.4.1.3 Cấu tạo hóa học, vai trò, chức năng sinh học, nhu cầu và nguồn cung cấp của các vitamine hòa tan trong nước 97

3.4.1.4 Vitamine trong lĩnh vực công nghệ sinh học 101

3.4.2 Thực hành thí nghiệm 101

3.4.2.1 Định tính vitamine B1 101

3.4.2.2 Định tính vitamine B1 với thuốc thử diazo 102

3.4.2.3 Phản ứng khử của vitamine B2(riboflavine) 102

3.4.2.4 Phản ứng của vitamine PP(B5-Acid Nicotinic nicotinamide) 103

3.4.2.5 Phản ứng định tính của vitamine B6(Piridoxine) 104

3.4.2.6 Phản ứng của vitamine C(Acid Ascorbic) 104

3.4.2.7 Phản ứng định tính vitamine A(Retinol) 105

3.4.2.8 Phản ứng của vitamine D(Calcipherol) 105

3.4.2.9 Phản ứng của vitamine E(Tocopherol) 105

3.5 Bài 5: Enzyme 106

3.5.1 Tính chất 106

3.5.1.1 Khái niệm về enzyme 106

3.5.1.2 Tên gọi và phân loại enzyme 106

3.5.1.3 Bản chất và đặc điểm của enzyme 107

3.5.1.4 Cấu tạo hóa học của enzyme 107

3.5.1.5 Tính đặc hiệu của enzyme 108

3.5.1.6 Cơ chế xúc tác của enzyme 109

3.5.1.7 Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng của enzyme 110

3.5.1.8 Ứng dụng của enzyme 112

3.5.2 Thực hành thí nghiệm 113

3.5.2.1 Định tính succinat hidrogenase 113

3.5.2.2 Định tính Lipa 114

3.5.2.3 So sánh xúc tác vô cơ và xúc tác enzyme trong phản ứng thủy phân tinh bột 115

3.5.2.4 Tính đặc hiệu của enzyme 116

3.5.2.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt tính của amylase 116

3.5.2.6 Ảnh hưởng của PH đến hoạt tính của enzyme 117

3.6 Bài 6: Acid Nucleic 117

3.6.1 Tính chất 117

3.6.1.1 Cấu tạo hóa học của acid Nucleic 118

3.6.1.2 Cấu trúc, tính chất hóa học của acid nucleic 120

3.6.1.3 Acid Nucleic với công nghệ sinh học 124

3.6.2 Thực hành thí nghiệm 124

3.6.2.1 Tính hòa tan 124

3.6.2.2 Các phản ứng màu 126

3.6.2.3 Phản ứng thủy phân 127

KẾT LUẬN 129

1 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA ĐỀ TÀI 129

2 Ý NGHĨA THỰC TIỄN 129

3 NHỮNG HẠN CHẾ VÀ KHÓ KHĂN CỦA ĐỀ TÀI 129

TÀI LIỆU THAM KHẢO 130

TÓM TẮT NỘI DUNG

Thực tập Hoá Sinh là một học phần không thể thiếu trong khung chương trình đào tạo dành cho sinh viên sư phạm hóa Đây là một học phần tương đối khó đối với sinh viên Cho nên nó đòi hỏi sinh viên phải nắm vững tính chất, đặc điểm và các phản ứng đặc trưng của từng chất Ngoài ra cùng với sự thay đổi phương pháp dạy học thì việc hoàn chỉnh nội dung bài giảng, bổ sung những kiến thức mới có ý nghĩa thiết thực là một yêu cầu tất yếu Sinh viên phải nắm được các nguyên tắc trong phòng thí nghiệm, độ an toàn với các chất độc hại, kỹ năng thực hành, cách pha chế hóa chất, kỹ thuật tiến hành phản ứng hóa học Ngoài ra, sinh viên cần phải rèn luyện tác phong và phương pháp tiến hành thực nghiệm,

để thông qua các thí nghiệm mà hiểu kỹ hơn tính chất của các chất Vì vậy để giúp sinh viên có được những kỹ năng thực hành nhất định và hiểu rõ lý thuyết của các hợp chất hóa

sinh đã được học, đề tài “Thiết kế các bài thí nghiệm cho chương trình thực tập hoá

sinh” qua 6 bài thí nghiệm định tính với nội dung phong phú hơn nhằm đáp ứng các mục

Bài 6: Acid Nucleic

Đề tài đã được nghiên cứu, tìm hiểu, tổng hợp các vấn đề lý thuyết có liên quan như sau:

- Một số lý thuyết liên quan về sắc ký bản mỏng

- Lý thuyết phân tích định tính

-Thuốc thử hữu cơ

- Lý thuyết hóa sinh

- Cách pha chế hóa chất

Đề tài thiết kế 6 bài thí nghiệm định tính với bốn phần nội dung chính:

- Trình bày cách pha chế các hóa chất, thuốc thử có trong từng bài thí nghiệm

- Tính chất và các phản ứng đặc trưng của mỗi loại hợp chất

- Các thí nghiệm định tính

- Nhận xét và giải thích kết quả

Mỗi bài thí nghiệm được nghiên cứu trên nhiều phản ứng Mỗi phản ứng đựơc tiến hành nhiều lần và chọn ra những thí nghiệm có hiện tượng rõ nhất Kết quả của quá trình thực nghiệm cho thấy có nhiều thí nghiệm cho hiện tượng rất tốt, đáp ứng được yêu cầu về thời gian, hóa chất và dụng cụ sẵn có trong phòng thí nghiệm Vì thế những thí nghiệm này

có thể được lựa chọn để áp dụng vào chương trình thực tập hóa sinh

Tuy nhiên do hóa chất và các dụng cụ chưa đủ để đáp ứng trong việc thiết kế bài thực hành số 6 Nên đề tài chỉ hoàn thành 5 bài, còn bài 6 thì thiết kế trên lý thuyết, chưa

có điều kiện để làm thực nghiệm

PHẦN MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Hiện nay với xu thế quốc tế hóa nền kinh tế thế giới thì giáo dục được xem là một mũi nhọn mà mỗi quốc gia cần phải đặc biệt quan tâm.Trong đó đổi mới phương pháp giáo dục là một vấn đề then chốt Ở Việt Nam, các trường đại học cũng đã và đang khắc phục tình trạng học tập nặng nề, căng thẳng, quá nhấn mạnh đến hệ thống, yêu cầu quá cao về mặt lý thuyết suông mà coi nhẹ những kiến thức kỹ năng thực hành Để khắc phục được vấn đề trên thì việc thiết kế lại khung chương trình và hoàn chỉnh các giáo trình bài giảng

là một yêu cầu cấp thiết Đặc biệt đối với môn hóa học, việc tăng cường các giờ thực hành tại phòng thí nghiệm là một vấn đề có ý nghĩa thiết thực Bởi đặc thù của môn hóa là một môn khoa học thực nghiệm Từ thực nghiệm mà hóa học đã làm nên những điều hết sức kỳ diệu Chính những thí nghiệm là nguồn gốc dẫn đến lý thuyết đặc thù của ngành hóa Thông qua các tiết thực hành giúp người học biết tổng hợp củng cố những kiến thức lý thuyết một cách sâu sắc và vững chắc hơn Đồng thời có tác dụng phát triển tư duy năng động, sáng tạo, củng cố niềm tin khoa học, rèn luyện phẩm chất tốt của người lao động như thận trọng, ngăn nắp, trật tự, gọn gàng, phát triển năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề trong học tập và trong cuộc sống, đáp ứng được yêu cầu phát triển nguồn nhân lực, phục vụ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, phù hợp với nhu cầu thực tiễn của Việt Nam hiện nay

Trường đại học Cần Thơ được xem là trung tâm văn hóa của khu vực đồng bằng sông Cửu Long Do đó việc đổi mới giáo dục và thiết kế hoàn chỉnh lại các giáo trình bài giảng cho phù hợp với phương pháp dạy và học là một vấn đề cần thiết Đó là lý do, chúng

tôi chọn đề tài: “Thiết kế các bài thí nghiệm cho chương trình thực tập hóa sinh”.

2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI

Hiện nay giáo trình thực tập hóa sinh còn đơn điệu, chưa hoàn chỉnh, số lượng bài

và thí nghiệm còn ít Do đó việc kiểm tra kỹ năng thực hành của sinh viên còn hạn chế, nhiều vấn đề chưa được giải thích rõ Vì vậy giáo trình này cần được thiết kế lại cho hoàn chỉnh, tạo thêm sự phong phú cho các bài thực tâp nhưng vẫn đáp ứng được yêu cầu về hóa chất và dụng cụ sẵn có trong phòng thí nghiệm Nội dung đề tài thiết kế bao gồm sáu bài thí nghiệm định tính:

Bài 6: Acid Nucleic

Với mục đích để phòng thí nghiệm có thể lựa chọn bổ sung cho giáo trình thực tập hóa sinh

3 GIẢ THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Đề tài thiết kế các bài thí nghiệm hóa sinh tuy không còn là một đề tài mới lạ Nhưng với sự đa dạng, phong phú của các chất hữu cơ (trong lĩnh vực hóa sinh), mỗi chất có rất nhiều phản ứng với các thuốc thử và các chất khác Vì vậy người nghiên cứu phải biết lựa chọn các phản ứng đặc trưng có ý nghĩa thiết thực và phù hợp với điều kiện thực tế của phòng thí nghiệm Khi thực hiện các phản ứng phải giải thích và trình bài các hiện tượng quan sát được Đặc biệt là nêu được cách tiến hành thí nghiệm và pha chế hóa chất, thuốc thử

Ngoài ra, để đề tài có giá trị thực tiễn đáp ứng nhu cầu cho việc thực tập của sinh viên

sư phạm hóa Mỗi thí nghiệm được tiến hành rất nhiều lần, cùng với kỹ năng thực hành để hiểu rõ nguyên nhân thành công và thất bại của thí nghiệm Sau đó chọn ra những thí nghiệm có hiện tượng rõ nhất

4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Hóa sinh là một học phần khó, phức tạp, các hợp chất của nó rất phong phú và liên quan đến nhiều môn học khác Do thời gian thực hiện đề tài tương đối hẹp từ tháng 10/2008 đến tháng 05/2009, nên chỉ có thể nghiên cứu trên một số chất điển hình nhất định,

cụ thể là sáu bài thực hành nêu trên Ngoài ra do điều kiện nghiên cứu còn hạn chế, nên đề tài chỉ đề cập đến những phần có liên quan thiết thực dành cho sinh viên chuyên ngành sư phạm hóa Mặt khác, đây là đề tài hoàn chỉnh cho các bài thực tập hóa sinh nên chủ yếu đề cập đến các thao tác, kỹ năng trong phòng thí nghiệm Cung cấp những kiến thức về tính chất và các phản ứng định tính của một số hợp chất hóa sinh, giúp sinh viên hiểu kỹ lý thuyết hơn thông qua các phản ứng đó

5 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

5.1 Phương pháp

5.1.1 Phương pháp nghiên cứu lí luận

Công trình nghiên cứu khoa học đầu tiên của sinh viên là luận văn tốt nghiệp Vì thế đề tài được thực hiện chủ yếu dựa trên trên cơ sở vận dụng vốn kiến thức hạn hẹp mà

em đã tích lũy được qua bốn năm đại học cùng với sự hướng dẫn nhiệt tình của quý thầy

cô Trong đó phương pháp chủ yếu là sưu tầm và tham khảo các tài liệu có liên quan về lý thuyết và thực hành hóa sinh

5.1.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

Đây là một đề tài có tính chất thực nghiệm, để hoàn thành đề tài này em đã vận dụng hai phương pháp chủ yếu sau:

 Phương pháp tổng kết kinh nghiệm:

+ Chọn đề tài

+ Sưu tầm tài liệu có liên quan

+ Xây dựng mô hình lý thuyết

+ Phân tích hệ thống rút ra bài học kinh nghiệm

+ Viết bài

 Phương pháp thực nghiệm

 Chuẩn bị thí nghiệm

+ Tổng hợp lý thuyết và chuẩn bị phương tiện dụng cụ thí nghiệm

+ Tra cứu số liệu cần thiết

+ Dự đoán các vấn đề có thể xảy ra trong quá trình thí nghiệm

 Tiến hành thí nghiệm

+ Theo dõi tiến trình thí nghiệm

+ Ghi nhận kết quả

+ Giải thích kết quả

+ Nhận xét, đánh giá kết quả thực nghiệm và viết bài

5.2 Phương tiện thực hiện đề tài

Đề tài được thực hiện tại phòng thí nghiệm hóa hữu cơ- Bộ Môn Hóa-Khoa Sư Phạm-Trường Đại Học Cần Thơ

Phương tiện thực hiện đề tài là các dụng cụ và hóa chất sẵn có của phòng thí nghiệm hóa hữu cơ

6 CÁC BƯỚC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

Đề tài được thực hiện từ tháng 9/2008 đến tháng 05/2009 qua các giai đoạn:

- Giai đoạn chuẩn bị và tìm tài liệu:

+ Nhận đề tài - lập đề cương tổng quát: tháng 9/2008

+ Viết đề cương chi tiết: tháng 10/2008

+ Tìm và thu thập tài liệu có liên quan: tháng 10 và 11/2008

- Giai đoạn thực nghiệm:

+ Tiến hành các thí nghiệm trên cơ sở tổng kết kinh nghiệm từ các lý thuyết có sẵn

Bổ sung và hoàn chỉnh những phần còn thiếu Ghi nhận kết quả và giải thích các hiện tượng quan sát được: từ tháng 11/2008 đến tháng 2/2009

+ Nhận xét, so sánh các thí nghiệm để chọn ra kết quả tốt nhất: tháng 2/2009

- Giai đoạn viết nội dung đề tài:

+ Kết luận và tiến hành viết báo cáo: từ cuối tháng 2/2009 đến tháng 4/2009

- Giai đoạn hoàn thành đề tài:

+ Giáo viên hướng dẫn góp ý: tháng 4/2009

+ Điều chỉnh và hoàn tất bài luận văn: cuối tháng 4/2009

7 THUẬN LỢI VÀ KHÓ KHĂN TRONG QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN

7.1 Thuận lợi

Đề tài được thực hiện với những thuận lợi sau:

- Sự quan tâm chỉ bảo của giáo viên hướng dẫn, sự giúp đỡ của Cô Lê Thị Lộc cán bộ nhân viên phòng hữu cơ

- Sự chỉ bảo nhiệt tình của quý thầy cô trong bộ môn

- Sự nỗ lực, chịu khó, ham học hỏi của chính bản thân

7.2 Khó khăn

Bên cạnh những mặt thuận lợi thì khó khăn mà em gặp phải là thời gian thực hiện

đề tài còn hạn chế, hóa chất và dụng cụ chưa đủ Nên việc nghiên cứu chưa thật sự phong phú chỉ giới hạn ở một số hợp chất điển hình

PHẦN NỘI DUNG

1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI.

1.1 Một số yêu cầu chung trong thực tập hóa sinh

1.1.1 An toàn trong phòng thí nghiệm

Các sự cố xảy ra trong phòng thí nghiệm thường do hai nguyên nhân sau:

- Môi trường làm việc không an toàn

- Các nhân viên có thao tác làm việc không đúng quy định về an toàn

Hiện nay những người làm việc trong phòng thí nghiệm còn chưa được đầy đủ Những hiểu biết về an toàn trong phòng thí nghiệm sẽ biết được những người làm thí nghiệm các yếu tố nguy hại trong phòng thí nghiệm, từ đó có ý thức phòng tránh và biết

cách xử lý các sự cố xảy ra, cũng như biết cách tổ chức, quản lý và sắp xếp phòng thí nghiệm bảo đảm an toàn.

1.1.1.3 Nhận thức về an toàn đối với những người làm thí nghiệm

Người phụ trách và người làm thí nghiệm đều phải chịu trách nhiệm về sự an toàn của phòng thí nghiệm Người phụ trách có trách nhiệm chủ yếu về sự an toàn Sự quản lý an toàn phòng thí nghiệm được bắt đầu với việc viết bản nội qui an toàn phòng thí nghiệm

 Trách nhiệm của người phụ trách

- Thiết lập các phương pháp làm việc và các biện pháp an toàn trong phòng thí nghiệm

- Giám sát và hướng dẫn những người làm thí nghiệm thực hiện công việc

- Đưa ra thông tin về an toàn thí nghiệm, huấn luyện, trang bị bảo hiểm cá nhân và giám sát về mặt về y tế đối với các kỹ thuật viên

- Cung cấp đầy đủ các trang thiết bị và tạo điều kiện thuận lợi để các kỹ thuật viên thực thi nhiệm vụ

- Người phụ trách cũng có trách nhiệm bảo đảm an toàn cho bản thân và an toàn cho các cộng sự

- Sự làm việc hiệu quả, chuẩn xác và an toàn của kỹ thuật viên là yếu tố quyết định để đạt được một nơi làm việc không có sự cố và tai nạn

 Trách nhiệm của người làm thí nghiệm

- Hiểu biết và tuân theo các phương pháp làm việc trong phòng thí nghiệm đã được thiết lập

- Có trách nhiệm phục tùng giáo viên hướng dẫn, thân thiện với đồng sự, nghiêm túc

và chuẩn xác trong công việc

- Nhanh chóng thông báo các tình trạng không an toàn cho giáo viên hướng dẫn

- Cam kết thực hiện công việc một cách an toàn và sử dụng các thiết bị bảo vệ cá nhân

1.1.1.4 An toàn về sử dụng thiết bị

Các thiết bị phải được chú ý đặc biệt về an toàn khi sử dụng trong phòng thí nghiệm Người phụ trách phải đề ra các nội quy cho việc sử dụng an toàn các thiết bị, đồng thời yêu cầu người sử dụng phải tuân thủ các nội quy để sử dụng một cách an toàn các thiết bị đó.Tất cả các phòng thí nghiệm phải có các bản chỉ dẫn nơi có vòi nước cứu hỏa, nơi để những dụng cụ chống cháy, các nhân viên phòng thí nghiệm phải tập luyện định kỳ và kiểm tra thao tác chính xác đối với thiết bị cứu hỏa

 Thiết bị bảo quản hóa chất

- Thiết bị an toàn: Dùng để bảo quản các chất hóa học và các khí nén

- Các bình an toàn: Dùng để vận chuyển các acid, kiềm hoặc các dung môi khác là các bình có 500 ml và các can dùng để bảo quản, phân phối hoặc sắp xếp các chất có khả năng cháy là các can có thể tích lớn hơn 12,7 lít

- Các buồng an toàn: Sử dụng để bảo quản các chất lỏng dễ cháy

- Tủ lạnh: Sử dụng để bảo quản các hóa chất dễ cháy.

- Chỉ một số hóa chất sử dụng cần thiết hằng ngày mới được để ngoài thiết bị bảo quản

- Phải sử dụng các giá đỡ hoặc các bàn kẹp để vận chuyển các bình khí nén và xe đẩy

để vận chuyển các thùng lớn

 Các trang thiết bị bảo vệ cá nhân

Các phần cơ thể hay bị tổn thương khi làm việc trong phòng thí nghiệm là mắt, da, đường hô hấp và đường tiêu hóa Vì vậy, việc sử dụng các trang thiết bị bảo vệ cá nhân là rất cần thiết Các trang thiết bị gồm các vật dụng sau:

- Kính mắt, kính bảo hộ, tấm che mặt hoặc các tạp dề là những trang thiết bị giúp bảo

vệ mắt và mặt người làm thí nghiệm khỏi bị các hóa chất bắn ra Các kính áp tròng không

có tác dụng bảo vệ mắt nên không nên đeo khi làm việc ở phòng thí nghiệm Bất kỳ dung dịch nào bắn vào mắt đều phải rửa mắt ngay

- Găng tay và ống tay bằng cao su cần được khi thao tác với các hóa chất ăn da Các găng tay nhựa latex cần được sử dụng hằng ngày trong phòng thí nghiệm, tuy nhiên, các găng tay bằng polyvinyl có thể được sử dụng thay thế đối với những người bị dị ứng với nhựa latex

- Các áo choàng trong phòng thí nghiệm (áo blouse) phải có đủ độ dài, đủ khuy và được chế tạo từ các vật liệu không thấm chất lỏng

- Đi ủng đúng tiêu chuẩn, các giầy rọ, mũi giầy hở hoặc dép sAADNl đều có thể bị tác hại của chất độc trong phòng thí nghiệm

- Khẩu trang được sử dụng trong một số quá trình làm việc trong phòng thí nghiệm Khi sử dụng các chất độc hóa học hoặc các chất độc đặc biệt phải sử dụng khẩu trang đặc chủng phù hợp

- Người phụ trách phải cung cấp các áo choàng, găng tay hoặc các trang bị bảo vệ khác cho tất cả mọi người làm việc bảo vệ trong phòng thí nghiệm có thể bị phơi nhiễm với các chất độc hóa học Trách nhiệm của người phụ trách là bảo đảm phòng thí nghiệm sạch

và duy trì việc sử dụng các trang thiết bị cá nhân của các nhân viên

Tất cả các trang thiết bị của cá nhân phải được cởi bỏ và sắp xếp ngăn nắp trước khi

ra khỏi phòng thí nghiệm

1.1.1.5 An toàn về sinh học (Tránh nhiễm khuẩn trong phòng thí nghiệm)

- Phải luôn đeo găng tay, mặc áo blouse trong phòng thí nghiệm Không mặc áo blouse vào phòng ăn, phòng họp, ra đường hoặc về nhà

- Không ăn, uống, hút thuốc lá trong phòng thí nghiệm

- Không để bất kỳ thức ăn, đồ uống nào trong tử lạnh để hóa chất của phòng thí nghiệm

- Luôn rửa tay bằng xà phòng sau khi làm thí nghiệm

1.1.1.6 An toàn về sử dụng hóa chất

 Nhận biết các quy ước về nhãn mác

Các dấu hiệu để phân biệt các chất độc hại là điều quan trọng không chỉ để cảnh báo người làm thí nghiệm về các chất độc có hiệu lực mà còn để phân biệt các chất đặc biệt có thể gây nên tình trạng khẩn cấp như các chất cháy hoặc nổ Người ta đã quy định các ký

hiệu màu sắc ở phía trên của nhãn để dễ phân biệt các loại chất độc hại, để chỉ có thể nhìn thoáng qua cũng có thể được chất đó thuộc loại gì.

Màu xanh da trời là ký hiệu của loại chất có hại cho sức khỏe: độc với hô hấp, tiêu

hóa, có thể hấp thụ qua da, cần phải bảo quản ở chỗ chắc chắn

Màu đỏ là ký hiệu của loại chất dễ cháy, cần phải bảo quản cách xa các chất có thể

cháy

Màu vàng là ký hiệu của chất dễ phản ứng và dễ oxy hóa: có thể phản ứng mạnh với

không khí, nước hoặc hóa chất khác, cần bảo quản cách xa các chất dễ cháy hoặc có thể cháy Niêm mạc phải bảo quản cách xa các loại chất được ký hiệu màu xanh, đỏ hay vàng nêu trên

Màu xám là ký hiệu của các loại hóa chất ít độc: bảo quản như các chất hóa học thông thường

 Lưu trữ và sử dụng hóa chất

- Để tránh nhầm lẫn và các sự cố khi sử dụng hóa chất độc hại Phải có hiểu biết về đặc tính hóa chất sẽ sử dụng Điều này đặc biệt quan trọng đối với việc vận chuyển, pha chế các hóa chất vì một số có thể tạo ra các hóa chất độc hại, dễ cháy, dễ nổ Ví dụ:

+ Acid acetic không pha với acid chromic, acid nitric (HNO3)

+ Carbon tetrachlorid không pha với Natri (Na)

+ Chất lỏng dễ cháy không pha với nước oxy già (H2O2), acid nitric (HNO3)

- Cần sắp xếp, bảo quản hóa chất theo số lượng và đặc tính hóa chất để tránh các sự cố

- Các hóa chất thường dùng cần được sắp xếp riêng

- Việc sắp xếp không nên chỉ dựa vào vần A, B, C, mà còn cần được xếp theo đặc tính của chất Các loại hóa chất sau cần được sắp xếp riêng rẽ

+ Chất lỏng dễ cháy + Chất rắn dễ cháy

+ Chất có thể cháy + Chất oxy hóa

+ Acid perchloric + Chất phản ứng với nước

+ Chất phản ứng với không khí

+ Chất phản ứng nhiệt cần phải bảo quản lạnh

+ Chất không ổn định (chất dễ nổ)

 Các chất dễ cháy và các chất có khả năng cháy

Các chất dễ cháy được sử dụng rất nhiều hằng ngày trong các phòng nghiên cứu hóa sinh là những chất rất nguy hiểm vì chúng dễ cháy và dễ gây nổ Chúng được xếp đặc theo điểm bốc cháy (là nhiệt độ mà ở đó hơi của chúng có khả năng bốc lên để tạo thành một hỗn hợp dễ cháy với không khí)

- Chất lỏng dễ cháy có nhiệt độ bốc cháy < 37,8oC (100oF)

- Chất lỏng có khả năng cháy có điểm bốc cháy ở nhiệt độ ≥ 37,8oC (100oF)

Một số chất lỏng dễ cháy và có khả năng cháy thường được sử dụng là:

Aceton Isopropanol

Chú ý các chất dễ cháy còn gồm các loại chất khí và chất rắn như parafine

Trước khi mở nút chai chứa các chất dễ cháy cần tránh xa ngọn lửa từ 2-3 m

Không được đun bình chứa các chất dễ cháy trực tiếp trên ngọn lửa mà không phải đun cách thủy hoặc đun trên bếp điện kín

 Các chất ăn mòn

Bao gồm: các acid như: Acid acetic, acid sulfuric (H2SO4), acid nitric (HNO3), acid clohyđric (HCl), acid tricloacetic (TCA), acid orthophosphoric, acid percloric

Các kiềm mạnh như: NaOH và KOH

- Không được dùng pipet hút trực tiếp bằng miệng các chất ăn mòn (dùng pipet có quả bóp cao su hoặc pipet tự động)

- Việc đổ rót các dung dịch ăn mòn phải cẩn thận trọng, từ từ, làm thấp dưới tầm mắt

và luôn đeo kính bảo vệ

- Việc hòa tan các chất ăn mòn ở thể rắn, thể đặc, (ví dụ: Hòa tan NaOH vào nước hoặc hòa loãng các acid đặc) phải hết sức thận trọng vì đây là phản ứng tỏa nhiệt, có thể gây bỏng

Chú ý: khi hòa loãng acid phải cho acid từ từ vào nước để lượng acid bao giờ cũng ít hơn nước Không được đổ nước vào acid vì điều này sẽ gây tỏa nhiệt lớn, vỡ bình, bắn acid

ra xung quanh và gây nguy hiểm

Xử lý khi hút phải acid: Dùng NaHCO3 3% xúc miệng, sau đó xúc miệng bằng nước sạch nhiều lần

Xử lý khi hút phải kiềm hoặc kiềm dính vào da: Xúc miệng hoặc rửa bằng acid acetic 1%, sau đó xúc miệng hoặc rửa bằng nước nhiều lần

 Các hóa chất độc

Những hóa chất độc là những hóa chất gây chết người hoặc gây bệnh nếu ăn phải, uống phải, ngửi phải hoặc tiếp xúc trực tiếp qua da, mắt, Những chất độc phổ biến trong phòng thí nghiệm là:

Kali cyanur (KCN) Thiosemicarbazid

Natri nitroprusiat,

Phải hết sức thận trọng khi thao tác hoặc tiếp xúc với các hóa chất độc

Phải thực hiện nghiêm chỉnh việc sử dụng các trang thiết bị cá nhân phù hợp khi thao tác với các hóa chất độc

1.1.1.7 An toàn về phòng chống cháy, nổ

 Phân loại chất cháy, nổ

Dựa theo tính chất tự nhiên của sự cháy và các thiết bị chữa cháy, người ta chia nguyên liệu cháy ra thành 4 loại:

- Loại A: Chất liệu rắn thông thường là: Giấy, gỗ, nhựa, cao su, vải,…

- Loại B: Chất lỏng và khí dễ cháy như: Xăng, dầu, mỡ, sơn,

- Loại C: Các thiết bị điện, động cơ, bộ phận ngắt điện,…

- Loại D: Kim loại dễ cháy, dễ phản ứng: Magnesi (Mg), Natri (Na), Kali (K),…

- Loại C: Đối với các thiết bị điện, động cơ, bộ phận ngắt điện,… khi các vật liệu này

bị cháy có thể dập lửa bằng CO2 hoặc hóa chất khô

- Loại D: Đối với các kim loại dễ cháy như: Mg, Na, K,…, khi các vật liệu này bị cháy có thể dập lửa bằng cách phủ lên kim loại cháy bằng hóa chất dập lửa khô

 Đối với các thiết bị điện

Phòng thí nghiệm nào cũng sử dụng rất nhiều thiết bị điện, máy móc Điện giật có thể trực tiếp gây chết người, sốc, bỏng điện có thể gây cháy, nổ Vì vậy:

- Không đặt các thiết bị ở nơi ẩm thấp, ướt át

- Phải hết sức cẩn thận khi sử dụng các thiết bị có điện thế cao

- Các thiết bị điện phải có đường dây nối với đất

- Không bao giờ vận hành thiết bị điện với bàn tay ướt

- Phải kiểm tra các dây điện sờn, rách Không làm việc với dây điện bị hở lõi đồng

- Phải kiểm tra ngay khi thiết bị có tiếng kêu lạ

- Phải biết chính xác chổ đặt cầu dao trong phòng thí nghiệm

- Khi bị điện giật phải lập tức cắt cầu dao điện, cấp cứu người bị giật kịp thời và gửi ngay đến cơ sở cấp cứu gần nhất

Phòng thí nghiệm phải được thiết kế có đủ các vòi nước chữa cháy sao cho tất cả các

vị trí đều có thể có nước cứu hỏa, mỗi phòng thí nghiệm dều phải có bình chữa cháy CO2

 Đối với các khí nén

Các khí nén thường được sử dụng trong phòng thí nghiệm như: O2, CO2, N2, acetylen, propan, butan… để làm thí nghiệm hoặc để đun nấu, có thể gây cháy, nổ, gây ngạt hoặc tổn thương cơ nặng Một số yêu cầu đối với việc sử dụng khí nén này là:

- Phải biết rõ loại khí ta sẽ sử dụng

- Các bình khí nén phải được đặt thẳng đứng.

- Các bình khí nén phải luôn được đóng kín

- Không bao giờ được đặt các chất lỏng dễ cháy và các bình khí nén cùng một chỗ

- Phải sử dụng bộ phận điều chỉnh (các van) đúng với loại khí được sử dụng

- Không được tùy tiện thử điều chỉnh hoặc đóng, mở khí bằng bộ phận điều chỉnh khi không sử dụng khí đó

- Không được tháo bỏ nắp bảo vệ của bình khí nén khí chưa sử dụng bình khí

- Không được để đóng băng hoặc gắn chặt van bình khí

- Phải sử dụng xe đẩy để vận chuyển các bình khí lớn

- Phải luôn kiểm tra tình trạng an toàn của bình khí và phải định kỳ phải xem có sự rò rỉ khí hay không

- Phải kiểm tra nhãn mác bình khí để biết về loại khí chứa trong bình

- Bình hết khí phải được ghi chữ “bình rỗng” trên vỏ bình

1.1.1.8 Kết luận

Để có thể bảo đảm an toàn trong phòng thí nghiệm, người làm thí nghiệm phải thực hiện những điều sau đây:

 Tạo thói quen làm việc khoa học

Mặc áo blouse, đeo găng tay, đội mũ blouse (nữ nên quấn tóc gọn gàng)

- Không ăn, uống, hút thuốc trong phòng thí nghiệm

- Không bao giờ dùng pipet hút trực tiếp bằng miệng mà phải dùng pipet tự động hoặc quả bóp cao su

- Rửa tay thường xuyên khi xong thí nghiệm

 Giữ gìn ngăn nắp, sạch sẽ nơi làm việc

- Giữ nơi làm việc luôn sạch sẽ, ngăn nắp, không được để bừa bãi các dụng cụ đã sử dụng

- Các hóa chất để đúng chỗ, dùng xong phải xếp lại gọn gàng ngay

- Ghi nhãn thuốc thử, hóa chất và dung dịch rõ ràng

- Ghi nhãn báo hiệu nguy hiểm khi sử dụng các hóa chất độc hại và có khu vực sử dụng riêng

 Thực hiện các thao tác kỹ thuật đúng

- Không được vận hành máy khi: không quen dùng, chưa hiểu biết và chưa được phép dùng

- Đọc kỹ nhãn hiệu và bản hướng dẫn sử dụng kỹ trước khi sử dụng hóa chất, thiết bị Phải hiểu rõ đặc điểm, tính năng các loại hóa chất, thiết bị trước khi sử dụng

- Phải sử dụng các trang thiết bị an toàn cá nhân thích hợp khi làm việc với các hóa chất độc

- Pha chế, rót, vận chuyển hóa chất hết sức cẩn thận

- Hiểu quá trình cấp cứu và biết cách xử lý chuẩn xác khi có sự cố xảy ra

1.1.2 Cách sử dụng và bảo quản dụng cụ trong phòng thí nghiệm

1.1.2.3 Dụng cụ đo lường

Để hạn chế sai số do những dụng cụ này gây ra khi dùng cần phải lưu ý:

- Những dụng cụ để đo lường phải thật sạch sẽ

- Sử dụng ở điều kiện nhiệt độ nhất định, thường là ở nhiệt độ phòng

- Không được đem đun nóng những dụng cụ này

 Pipet

Có 2 loại pipet: pipet thủy tinh và pipet tự động

Pipet thủy tinh: Có 2 loại: pipet định mức và pipet chia độ

Pipet định mức (pipet có bầu): trên thân có bầu và có ngấn dùng để lấy những thể tích cần độ chính xác cao Dung tích của pipet ghi trên bầu, có nhiều loại: 2ml, 5ml, 10ml

- Loại 1 ngấn: dung tích của pipet tính từ ngấn đến phía dưới của pipet

- Loại 2 ngấn: dung tích của pipet tính từ ngấn trên đến ngấn dưới

Pipet chia độ: có nhiều vạch trên thân để chia dung tích trong ống Loại pipet này dùng để lấy thể tích nhỏ 1/5 ml, 1/10 ml Độ chính xác không cao

Pipet tự động

Có 2 loại: pipet cố định và pipet bán cố định

Pipet cố định: dung tích của pipet ghi trên thân Có nhiều loại: 20μL, 50μL, 100μL, 500μL, 1000μL

Pipet bán cố định: là loại pipet có thể điều chỉnh thể tích dịch cần lấy theo ý muốn Trên pipet có ghi dung tích tối thiểu và tối đa Có nhiều loại pipet bán cố định

 Buret

Buret thường dùng có dung tích 10mL Trên thân buret có vạch chia độ tới 1/10mL và

có khóa Buret dùng để chuẩn độ Khi dùng để tránh sai số về thể tích nên cho chảy với tốc

độ chậm Sau khi dùng xong phải rửa sạch ngay, tránh bằng nước cất, lau khô và bôi mỡ vào khóa để tránh bị kẹt

 Ống đong

Ống đong có nhiều cỡ: 5mL, 10mL, 25mL, 50mL, 100mL, 200mL, dùng để đong những chất lỏng Độ chính xác không cao Thân ống có vạch chia độ Thân ống đong càng lớn độ chính xác càng kém.

 Cốc chia độ

Dùng để hòa tan các chất và đong các dung dịch với dung tích lớn và không cần độ chính xác cao Cốc thường có chân, thân cốc có vạch chia độ Phần miệng cốc rộng hơn phần đáy cốc Cốc chia độ có nhiều loại: 100mL, 250mL, 500mL, 1000mL

 Bình định mức

Bình có cổ dài và nhỏ Trên cổ có ngấn đánh dấu dung tích của bình Phần đáy hình cầu có ghi dung tích của bình Bình để pha dung dịch cần độ chính xác cao và các dung dịch bay hơi Bình định mức có nhiều cỡ: 10mL, 50mL, 200mL, 500mL,1000mL

1.1.2.4 Dụng cụ không thể đo lường

 Dụng cụ bằng thủy tinh

Những bình thủy tinh với kích cỡ khác nhau được sản xuất để sử dụng trong phòng thí nghiệm Những bình này có thể được định cỡ, có thể không Sự định cỡ chỉ là ước lượng nên không dùng để xác định thể tích chính xác Những bình này chủ yếu để đựng hoặc chuyển dung dịch từ bình chứa này sang bình chứa khác, gồm các dụng cụ sau:

Cốc có mỏ: Có hình trụ miệng rộng, trên đỉnh có mỏ Thường dùng để chuyển chất lỏng sang bình khác

Bình cầu: Đáy bình rộng, cổ hẹp Loại bình này có dung tích lớn: 1 lít, 5 lít Thường dùng để đun dung dịch

Bình nón: có hình thon, cổ hẹp Thường dùng để thực hiện phản ứng có lắc trộn

Bộ chưng cất dùng để cất nước, cất khi thu hồi dung môi đã dùng hoặc để tinh chế dung môi cần độ tinh khiết

Cấu tạo bộ chưng cất: bộ chưng cất gồm: một bình chưng cất có ống ngang, một ống sinh hàn, một bình hứng Các bộ phận này được nối với nhau bằng nút lie tốt

Bình chưng cất có dung tích 1 lít hoặc 5 lít Bình có cổ dài để cất dung môi có độ sôi cao

Ống sinh hàn: Độ dài ống phụ thuộc dung môi cất Dung môi có độ sôi thấp như ete, ete dầu hỏa, cồn methylic dùng ống sinh hàn 500-600mm Dung môi có độ sôi cao dùng ống sinh hàn ngắn hơn, khoảng 200mm

Phương pháp chưng cất

- Chưng cất dưới áp suất thường: cất nước và tinh chế dung môi

- Chưng cất phân đoạn dưới áp suất bình thường: để tách hỗn hợp nhiều dung môi

- Chưng cất dưới áp suất thấp: thường dùng chiết suất một số chất

 Dụng cụ bằng plastic

Những dụng cụ bằng plastic dùng trong phòng thí nghiệm có ưu điểm so với dụng cụ thủy tinh: ít bị vỡ, không cắt và an toàn hơn vì có thể dùng một lần Nhưng chúng cũng có một số nhược điểm như: dễ thấm với khí, dễ bị oxy hóa, bị thay đổi bởi pH và không khử trùng được Vì vậy khi sử dụng cụ bằng plastic cần chú ý:

- Không sử dụng dụng cụ bằng plastic đối với những chất oxy hóa mạnh.

- Những dụng cụ này không để tiếp xúc trực tiếp với lửa hoặc kim loại nóng

1.1.2.5 Bảo quản dụng cụ thủy tinh

 Rửa dụng cụ thủy tinh

Những dụng cụ thủy tinh sau khi làm xong đều phải rửa sạch ngay Dung dịch rửa

có thể chuẩn bị: 47g natri phosphat (Na3PO4), 28g natri oleat Hoàn thành 500ml với nước cất

Những dụng cụ bị bẩn phải ngâm trong dung dịch hỗn hợp: natri hoặc kali dicromat

và acid sulfuric trong 24 giờ Sau khi ngâm với dung dịch sulfocromic dụng cụ phải được rửa với nước thường, tráng bằng nước cất và để khô trên bàn, trên giá hoặc tủ sấy Chú ý với những dụng cụ đo lường bằng thủy tinh phải làm khô bằng không khí tránh làm biến dạng thủy tinh làm thay đổi độ chính xác Dụng cụ chia độ chính xác cần rửa cẩn thận đảm bảo thật sạch và khô trước khi dùng Nếu dùng dụng cụ thủy tinh còn ướt phải tráng từ 2 đến 3 lần bằng dung dịch sẽ được dùng

Riêng dụng cụ thủy tinh đựng bạc nitrat (AgNO3) rửa hoàn toàn bằng nước thường rồi tráng bằng nước cất

Cách pha dung dịch sulfocromic:

- Dung dịch đặc gồm: Kali dicromat 50g nghiền nhỏ

- Acid sulfuric công nghiệp 500mL

- Gạn lấy dịch rồi thêm vào 1 thể tích acid mới

- Dung dịch loãng gồm:

+ Dung dịch Kali dicromat 10% trong 1 thể tích

+Acid sulfuric công nghiệp ½ thể tích

Đổ acid vào dung dịch dicromat rồi lắc đều

 Mỡ bôi khóa thủy tinh

Mỡ bôi khóa buret: Lanoline, Vaseline

Hai mỡ này lấy lượng bằng nhau Đun cách thủy cho tan hết, trộn đều Nếu buret dùng kalipermanganat thì dùng vaseline tinh khiết để bôi

Mỡ bôi khóa chân không: Parafine, cao su sống

Hai chất này lấy bằng nhau, đun chảy rồi trộn đều

1.1.3 Các đơn vị và hệ thống đo lường trong hóa sinh

Ngay từ năm 1984, hội nghị toàn thể về trọng lượng và đo lường Quốc tế đã quyết định định nghĩa các đơn vị dùng cho các lĩnh vực khoa học khác nhau Đến năm 1960, danh mục đó gọi là hệ thống đơn vị quốc tế và được gọi tắt là hệ thống SI (Systemes international unites) đã được thiết lập Hệ thống đơn vị quốc tế đó đã được áp dụng rộng rãi trên thế giới, trong đó có nước ta

Hệ thông SI đánh dấu sự phát triển của hệ thống đo lường; có 3 loại đơn vị:

Đơn vị cơ sở (độ dài, khối lượng, thời gian, cường độ dòng điện, nhiệt độ động học, cường độ ánh sáng và lượng chất)

Đơn vị dẫn xuất (m2, m3, m/s, mol/L)

Đơn vị phụ (Radian, Steradian).

Khi sử dụng đơn vị cơ sở và những đơn vị dẫn xuất biễu thị các thông số sinh học của con người, người ta thường dùng những bội số và ước số thập phân của chúng

Milimol (mmol) = 0,001 mol = 10-3mol

Micromol(µmol) = 0.000 001 mol = 10-6mol

Nanomol (nmol) = 0,000 000 001 mol = 10-9mol

Picromol (pmol) = 0,000 000 000 001 mol = 10-12mol

Equivalan (Eq)=mol x hoá trị

Mili Equivalan (mEq)= mmol x hoá trị

1.1.3.2 Chuyển đổi giữa các đơn vị cũ sang đơn vị SI và ngược lại

Chuyển đổi từ đơn vị nồng độ lượng chất sang nồng độ khối lượng và ngược lại

Chuyển đổi từ đơn vị nồng độ lượng chất sang nồng độ đương lượng và ngược lại1mmol/L x hóa trị = 1mEq/L

mEq/L x = 1mmol/L

1.1.3.3 Lý Do Sử Dụng Đơn Vị SI

Về pháp lý: Cần thống nhất các loại đơn vị trên toàn thế giới

Về khoa học: biểu thị theo đơn vị mới giúp ta hiểu rõ hơn mối liên quan sinh lý giữa các chất

1.1.4 Phương pháp cân

1.1.4.1 Tiêu chuẩn cân tốt và một số loại cân thông thường

Cân được dùng để xác định khối lượng của vật Cân là dụng cụ không thể thiếu trong mỗi phòng thí nghiệm Cân dùng trong mỗi phòng thí nghiệm phải là cân tốt

Tiêu chuẩn cân tốt:

Một cân tốt phải có 3 tiêu chuẩn sau: Cân đúng, cân tin và cân nhạy

Cân đúng: khi cân trọng lượng của vật phải đúng bằng trọng lượng của các quả cân

và được thăng bằng

Cân tin: Khi cân nhiều lần bằng cách đặt vật ở những vị trí khác nhau trên đĩa cân kết quả vẫn không thay đổi

Cân nhạy: Khi để một lượng chất rất nhỏ lên đĩa cân cân mất thăng bằng

Một số loại cân thường dung trong phòng thí nghiệm:

Cân đĩa: Dùng để cân những vật có trọng lượng từ 20g đến 10kg Có thể cân hơn hoặc kém 0.5g

Cân quang: Cân được những vật có trọng lượng từ 0.05g đến 20g

Cân chính xác: Dùng để cân những vật có trọng lượng từ 1mg đến vài gam Độ chính xác từ 1/10mg đến 1/100mg Cân chính xác có nhiều loại:

Cân dao động tự do còn gọi là cân phân tích

Cân không dao động

1.1.4.3 Bảo quản cân

Cân phải để nơi vững chắc, cao ráo, không có ánh nắng chiếu vào, cân chính xác cần phải đặt nơi cố định, tốt nhất nên có buồng riêng

Khi di chuyển phải nhẹ nhàng, phải tháo quang và đòn cân

Không cân quá sức, sức cân là trọng lượng tối đa có thể đặt lên đĩa cân và được ghi trên cán cân.

Không đổ trực tiếp hóa chất lên đĩa cân

Đối với cân phân tích, phải luôn kiểm tra đĩa cân

1.2 Thuốc thử trong phòng thí nghiệm

Ngày nay, trong phòng thí nghiệm tự động hóa cao, dường như việc chuẩn bị các loại thuốc thử do những cán bộ kỹ thuật của phòng thực hiện là ít cần thiết Hầu hết những vật liệu phục vụ các thí nghiệm được bán bởi các hãng sản xuất và dưới dạng “kít” dùng được ngay Tuy nhiên, ở những phòng thí nghiệm có liên quan đến việc nghiên cứu khoa học hoặc các phân tích đặc biệt, một số thuốc thử cần phải tự pha chế tại phòng Bởi vậy, những hiểu biết về hóa chất và dung dịch, dung dịch chuẩn, dung dịch đệm, nước cất… là rất cần thiết

1.2.1 Hóa chất và đơn vị đo lường

Các hóa chất tồn tại với khoảng rộng về chất lượng tinh khiết: loại hóa chất tinh khiết hóa học (chemically pure-CP); loại hóa chất tinh khiết cao (ultrapure) Những loại hóa chất này đảm bảo độ tinh khiết để dùng cho phòng thí nghiệm Loại hóa chất tinh khiết cao được dùng trong các bước tinh chế những sản phẩm đặc biệt như sắc ký lớp mỏng, hấp thụ nguyên tử, phép đo huỳnh quang hoặc những kĩ thuật khác có yêu cầu nghiêm ngặt về độ tinh khiết của hóa chất

1.2.2 Dung dịch và cách biểu thị nồng độ dung dịch

Dung dịch có thể được định nghĩa như là một hỗn hợp đồng nhất của hai hay nhiều chất Chất được gọi là chất tan khi nó được hòa tan trong một dung dịch, khuôn chất lỏng (matrix) dùng để hòa tan chất tan gọi là dung môi nồng độ của dung dịch là lượng hóa chất (chất tan) có trong một trọng lượng hay một thể tích nhất định của dung dịch và có nhiều cách biểu thị khác nhau Thông thường, nồng độ của các dung dịch được biểu thị bằng: nồng độ % (percent solution), nồng độ phân tử gam/lit (mol/L= molarity), nồng độ phần tử gam/kg dung môi (mol/L= molality), nồng độ đương lượng (normality)

1.2.2.1 Dung dịch phần trăm

Các dung dịch này có nồng độ biểu thị bằng phần trăm (%) tức là số lượng chất tan trong một trăm đơn vị dung dịch Ba cách biểu thị nồng độ %: trọng lượng/trọng lượng (% w/w) thể tích/thể tích (% v/v)và thông thường nhất là trọng lượng/ thể tích (% w/v)

Trọng lượng/thể tích (%w/v): được dùng làm đơn vị đo lường khi chất tan là chất rắn

và dung môi ở thể lỏng Nồng độ %w/v thí dụ như 5% w/v được hiểu rằng đơn vị đo lường của dung dịch là gam/100ml Như vậy, dung dịch 5% là tương đương với 5g chất tan trong 100ml dung dịch Khi tính toán dung dịch % này người ta muốn xác định có bao nhiêu gam chất tan cần cho 100ml dung dịch

Trọng lượng/trọng lượng (%w/w) là nồng độ % được tính với trọng lượng của dung dịch và đơn vị đo lường trọng lượng là gam

Thể tích/thể tích (%v/v) là nồng độ % của dung dịch được dùng khi chất tan và dung môi đều là chất lỏng Đơn vị đo lường đặc trưng là ml chất tan trong 100ml dung dịch

1.2.2.2 Nồng độ phân tử g/l

Là nồng độ của một dung dịch của dung dịch được xác định bằng số phân tử của chất tan trong một lít dung dịch và đơn vị đo lường là mol/L hay M Một phân tử (mol) chất tan bằng trọng lượng phân tử gam của nó Biểu thị của hệ thống đơn vị quốc tế (SI) cho nồng

độ phân tử truyền thống là số phân tử chất tan trong thể tích dung dịch được giới hạn là lít Biểu thị hệ thống đơn vị quốc tế của nồng độ mol/l, mmol/l, µmol / l, nmol/l.

1.2.2.3 Nồng độ phân tử gam/kg dung môi

Là nồng độ của dung dịch được xác định bằng số lượng chất tan trong một kg dung môi Nồng độ này đôi khi bị nhầm lẫn với nồng độ phân tử g/l, nhưng thực ra việc phân biệt giữa hai cách biểu thị nồng độ dung dịch này cũng dễ dàng bởi vì nồng độ mol/kg luôn được biểu thị bằng trọng lương/trọng lượng hay phân tử gam/kg và được xác định bằng số phân tử gam (mol)/1000g(1kg) dung môi.

1.2.2.4 Nồng độ đương lượng

Được định nghĩa là số đương lương gam trọng lượng chất tan trong một lít dung dịch (Equivalent weight/lit =Eq/L) một đương lượng gam của một chất tương đương với trọng lượng phân tử của chất chia cho hóa trị của chất đó Nồng độ đương lượng gọi là nồng độ nguyên chuẩn (ký hiệu là N)

Đương lượng của một muối bằng trọng lượng phân tử của chất chia cho tổng số hóa

Đương lượng của một acid hoặc một bazơ là lượng chất đó ứng với một ion H+

hay OH- tham gia phản ứng

2Fe3+ +2e  2Fe2+

Vậy: Fe2(SO4)3 có Eq=M/2

1.2.3 Cách pha dung dịch phần trăm

Các dung dịch phần trăm được chia gần đúng bằng cách cân hoặc đong một lượng chất cần thiết để hòa trong một trọng lượng hay một thể tích dung dịch

- Pha 300g dung dịch NaCl 20% w/w như thế nào ?

Trọng lượng của chất tan NaCl cần thiết là:

mNaCl = 300

100

20

x =60g NaClTrọng lượng của dung môi hòa tan (nước cất) là:

300g dung dịch cần có =

Hòa tan 60g NaCl với 240g H2O

- Cần bao nhiêu gam glucose để pha 100 ml dung dịch 10% w/v

100 ml dung dịch pha =10g glucose

Cho 10g glucose vào bình định mức 100ml, thêm nước cất cho đến khi đạt thể tích toàn phần của dung dịch hòa tan là 100ml

- Cần bao nhiêu ethanol để pha được 150 ml dung dịch 15% v/v ?

5 = natri carbonat khan

Trọng lương muối Na2CO3, 10H2O cần để pha dung dịch (phân tử của Na2CO3 khan

- Với 300 g NaClpha được bao nhiêu dung dịch NaCl 10% có tỷ trọng 1.071 ?

Gọi x là thể tích của dung dịch NaCl 10% pha được

Ta có: 1,071* x =1.071x g trong lượng dung dịch NaCl 10%

x

x

2861071

.110

300100

100 – 4 →x = 540

040.14

23100

=

x

x

ml1.040x – 23

- Cần bao nhiêu ml dung dịch HCl 34%(có tỷ trọng là 1,169) để pha 2000ml dung dịch HCl 10% có tỷ trọng 1.047 ?

Trọng lượng của thể tích dung dịch HCl 10% cần pha:

8,107

Vậy: Thể tích của dung dịch H2SO4 5% có tỷ trọng 1.032 pha được là 2089 ml

- Với dung dịch HCl 10% có tỷ trọng 1.047 và dung dịch HCl 34% có tỷ trọng 1.169 pha như thế nào để có dung dịch HCl 20%?

1000 ml dung dịch NaCl 20% cần có trọng lượng:

L mL mol

g L

mol

1000

1500

1

40

=

- Có bao nhiêu mmol HCl trong dung dịch HCl 0,35% (w/v)?

Dung dịch HCl 0,35 w/v có nghĩa 1L dung dịch có 3,5g HCl

L

mmol mol

mol g

mol L

g L

mmol

9,951

10005,36

11

5,

=

Dung dịch HCl 0,35 w/v hay dung dịch HCl 95,9 mM

- Có bao nhiêu phân tử gam NaCl trong dung dịch NaCl chứa 127 g NaCl trong 1000g nước cất (phân tử lượng NaCl = 58,5)

= x = gH mol O

21000

eq g

mol x mol

eq x L L

eq

56,256,25,58

11

11

mol x l

ml x

ml

g L

eq

1

2171

11

1000850

75

=

03,103,

mol

eq x g

mol x eq

mEq x

l

g L

meq

/120

1

2208

11

10002

eq

l

eq x l

mol L

eq

1010

1

215

v w

mL

g mL

L x mol

g x L

mol mL

g

/

%6,1

100

6,1100

1,01

401

4,0100

mol

x L

mL x mL

x g

mol L

mol

4,124

,12

101

11

19,1.385.361

V1,V2 là những thể tích tương ứng với các dung dịch có nồng độ nguyên chuẩn N1 và N2

Một dung dịch nguyên chuẩn chứa lượng P được tính theo công thức

1000

V n

M

P=

1.2.5.2 Dung dịch acid sulfuric nguyên chuẩn (49g H 2 SO 4 trong 1 lit)

Đong vào một ống đong chia độ 33mL acid H2SO4 nguyên chất có tỷ trọng 1.83 đổ từng ít một lượng acid trên vào 500mL lớn nước cất đựng trong bình cầu Lắc đều, làm lạnh bình cầu bằng một vòi nước lạnh khi dung dịch đã nguội, đổ dung dịch sang bình định mức 1000mL, thêm nước cất để tráng bình cầu và nước cất vào bình tới ngấn 1000mL Đậy nút, lắc đều Kiểm tra độ chuẩn của dung dịch H2SO4 vừa pha bằng các phương pháp sau:

 Phương pháp cân

Nguyên tắc: Cho BaCl2 tác dụng H2SO4 ion SO42- tủa dưới dạng BaSO4 theo phương trình

HCl BaSO

BaCl SO

Gạn nước trong còn nóng bằng phễu có giấy lọc loại không tro Rửa tủa còn lại trong bình nón với nước sôi, lắc và để lắng 5 phút Gạn và lọc như trên Rửa lại như trên vài lần Cuối cùng, đổ tủa lên giấy lọc, dùng đủa thủy tinh có đầu đủa bọc cao su để khóe tủa khỏi thành của bình nón Rửa tủa ở trên giấy lọc bằng nước cất đun sôi cho đến khi nước rửa không còn tủa với dung dịch AgNO3 nhằm loại BaCl2 thừa, rửa tủa lần cuối cùng bằng alcol rồi bằng ete đặt cả phễu và giấy lọc vào tủ sấy 110oC, sấy tới khô hoàn toàn

Nhấc cẩn thận tờ giấy lọc từ phễu rồi đặt giấy vào chén nung bằng bạch kim hay thạch anh

đã cân trước ( chén này được đốt nóng đỏ rồi để nguội) cầm chén nung bằng kiềm kim loại

và đốt cho đến khi cận tủa thành than Để nguội thêm vào 2-3 giọt HNO3, nung chén lại một lần nữa cho tới khi có tàn tro trắng Để nguội chén trong bình hút ẩm Cân chén

Thuốc thử: Na2CO3 khan, tinh khiết

Heliantin 2% trong nước

Tiến hành

Sau khi kiểm tra hóa chất Na2CO3 không lẫn muối Chlor và Sulfat, sấy khô ở 2500C

để nguội Na2CO3 trong bình hút ẩm rồi cân chính xác 1,06g Cho Na2CO3 vào bình nón, hòa với 100mL nước cất và thêm 1 giọt heliantin 2% nhỏ dung dịch H2SO4 cần kiểm tra bằng buret cho đến khi dung dich trong bình nón chuyển màu từ vàng sang đỏ da cam

Phương pháp này nhanh hơn phương pháp cân và độ chính xác đảm bảo

Có thể dùng KHCO3 tinh khiết và khan thay cho Na2CO3

Dung dịch H2SO4 giữ được lâu với đều kiện được bảo quản trong lọ nút kính không bị bốc hơi

1.2.5.3 Dung dịch acid sulfucric 0.1N

Cho 100mL dung dịch H2SO4 nguyên chuẩn N vào một bình định mức 1000mL Hòa thêm nước cất vừa đủ tới mức 1000mL rồi lắc đều kiểm tra lại bằng những phương pháp trên

1.2.5.4 Dung dịch acid clohidric nguyên chuẩn

Acid HCl thường chứa 30-40g HCl trong 100mL Đong 120mL acid này vào ống đong chia độ rồi thêm nước cất vừa đủ 1000mL

Chuẩn độ dung dịch HCl từ dung dịch NaOH N

Định lượng dung dịch HCl dựa trên một trong hai phản ứng trung hòa sau:

→+NaOH

HCl NaCl +H2O

→+ 2 3

2HCl Na CO 2NaCl +CO2 +H2O

Thuốc thử

Dung dịch NaOH N hoặc dung dịch Na2CO3 N

Helinantine 2% trong nước hoặc phenol phtalein 1% trong alcol

Tiến hành

Với helinantin trong một bình nón 10mL dung dịch NaOH N, 10mL nước cất đã đun sôi và một giọt helinantin 2% Nhỏ dung dịch acid cần chuẩn độ bằng buret vào bình nón cho đến khi dung dịch trong bình nón chuyển từ vàng sang hồng

Gọi V là thể tích acid cần chuẩn độ đã dùng để trung hòa 10mL dung dịch NaOH N

Độ chuẩn của dung dịch acid là 10/V *[N]

Nồng độ dụng dịch HCl là V/10*36.5g/L

1.2.5.5 Dung dịch NaOH nguyên chuẩn (40g NaOH trong 1 lít)

NaOH dù rất tinh khiết nhưng vẫn luôn ngậm một ít nước và ít nhiều đều bị Carbonat hóa Bởi vậy, pha dung dịch NaOH không có Carbonat phải tiến hành như sau:

Cân khoảng 70g NaOH rồi hòa tan với 100-150 mL nước cất đun sôi để nguội Sau khi NaOH tan hết, đổ dung dịch sang một bình thủy tinh có đậy nút Để 3-4 ngày, Na2CO3

ít tan trong dung dịch NaOH đậm đặc và tủa lắng xuống đáy bình Gạn nước trong vào bình định mức 1000mL, thêm nước cất đã loại bỏ CO2 vừa đủ tới vạch định mức Dung dịch NaOH này có nồng độ xấp xỉ bằng 1N

 Định lượng NaOH bằng dung dịch H 2 SO 4 1N

Nguyên tắc: NaOH được trung hòa bởi H2SO4 theo phương trình:

→+ NaOH SO

H2 4 2 Na2SO4 +2 H2O

Thuốc thử

Dung dịch H2SO4 1N

Heliantine 2% trong nước

Phtalein phenol 1% trong cồn

Tiến hành

Trong một bình nón cho 10mL dung dịch NaOH cần chuẩn độ và một giọt heliantine 2% Nhỏ dung dịch H2SO4 1N bằng buret vào bình nón cho đến khi dung dịch chuẩn chuyển sang màu hồng

Có thể định lượng ngược lại như sau:

Trong bình nón cho 10mL dung dịch H2SO4 1N, thêm 20mL nước cất đã đun sôi và 1-2 giọt phtalein phenol Nhỏ dung dịch NaOH cần định lượng bằng buret vào bình nón cho đến khi dung dịch chuẩn trong bình xuất hiện màu hồng bền vững

Cách tính

Gọi V là thể tích dung dịch H2SO4 1N dùng để trung hòa 10ml dung dịch NaOH cần chuẩn Nồng độ NaOH là: V/10*40g(NaOH trong 1 lít)

 Dung dịch AgNO 3 0,1N (17g AgNO 3 trong 1lít)

Cân 17g AgNO3 hòa tan với 100mL nước cất hai lần và thêm nước cất vừa đủ 1000ml

Định lượng bạc nitrat bằng dung dịch HCl 0.1N

Nguyên tắc: Bạc bị tủa bởi một lượng acid HCl nhất định thành AgCl Lượng

AgNO3 thừa sẽ được phát hiện bởi K2CrO4 trong môi trường trung tính

3 3

4 2 7

2 2 3

3 4

2 4

2 3

3 3

32

KNO CrO

Ag CrO

K AgNO

HNO AgCl

HCl AgNO

++

→+

+

+

→+

+

→+

Thuốc thử

Dung dịch HCl 0,1 N

và môi trường trung tính ) Ở môi trường bazơ mạnh bạc tủa dưới dạng AgOH nên phải trung hòa acid bằng CaCO3, không được trung hòa bằng NaOH.

Cách tính

Gọi V là thể tích của dung dịch AgNO3 cần chuẩn độ để định lượng 10mL dung dịch HCl 0.1N Độ chuẩn của dung dịch AgNO3 là:

10

.10

V N

Chú ý dung dịch AgNO3 phải pha bằng nước cất tốt, bảo quản trong lọ màu, kín và sạch, dung dịch sẽ giữ được lâu Tuy nhiên sau một thời gian bạc sẽ bị khử và bám ở thành chai đựng và ít nhiều độ chuẩn của dung dịch bị thay đổi

1.2.5.6 Dung dịch kali pemanganat 0.1N(3.16g kali pemanganat trong 1lít)

Dung dịch KMnO4 N chứa: P = =

5

158

= 31,6g kali pemanganat trong 1 lítDung dịch KMnO4 chứa 3.16 g kali pemanganat trong 1 lít KMnO4 không bao giờ tinh khiết Cần 3,3 g KMnO4, cho vào một bình tráng men có mỏ Hòa tan dần với một ít nước cất nóng, gạn sang bình định mức 1000ml, khi pemanganat tan hết thì thêm nước cất tới vạch 1000ml Lắc đều, để vài ngày tránh ánh sáng (đựng trong lọ màu) Định lượng bằng một trong các phương pháp sau:

 Định lượng pemanganat bằng dung dịch acid oxalic 0.1N

Nguyên tắc: trong môi trường acid sulfuric, acid oxlalic bị oxi hóa bởi

kalipemanganat theo phương trình sau:

Cách tính

Gọi V là thể tích KMnO4 cần dùng để định lượng 10 ml dung dịch acid oxalic 0,1N

Độ chuẩn của pemanganat

10

10 N

V ×

=

 Định lượng kali pemanganat bằng dung dịch sắt (II) sunfat 0,1N.

Nguyên tắc: Trong môi trường acid sunfuric, pemanganat kali oxi hóa sắt (II) sunfat

thành sắt (III) sunfat theo phản ứng:

10FeSO4 + 8H2SO4 + 2KMnO4 5Fe2(SO4)3 +K2SO4 + 2MnSO4 +8H2O

Thuốc thử

- Acid sunfuric đậm đặc

- Natri hydro carbonat (NaHCO3)

- Dung dịch sunfat kép sắt và amino 0,1N (muối Mohr)

Muối Mohr { FeSO4-(NH4)2SO4.6H2O} vững bền, dễ tinh khiết

Cho 50 ml nước cất đun sôi để nguội vào bình định mức 100 ml Thêm 4 ml acid sunfuric tinh khiết, một ít NaHCO3 để đẩy không khí ra khỏi bình Khi hết hiện tượng sủi bọt, cho thêm 3,92g muối Mohr (3,92g FeSO4-(NH4)2SO4.6H2O – cân chính xác) Thêm nước cất đun sôi để nguội vừa đủ 100 ml Đậy nút, lắc đều

Dung dịch muối Mohr 10 ml

Nhỏ dung dịch KMnO4 bằng buret vào bình nón cho đến khi dung dịch trong bình nón xuất hiện màu hồng bền vững

Chú ý: bảo quản dung dịch KMnO4 trong lọ màu

1.2.5.7 Dung dịch natri hyposulfite 0,1N (24,8g Na 2 S 2 O 3 5H 2 O trong 1 lít).

Cân 25 – 26 hyposulfite, cho vào bình định mức 100 ml Thêm khoảng 20 ml nước cất đun sôi, để nguội Lắc tới tan, cho nước cất vừa đủ 100 ml

 Định lượng dung dịch natri hyposulfite bằng acid sunfuric 0,1N

Nguyên tắc: Hỗn hợp kali iodid và kali iodat ở môi trường acid sunfuric sẽ phản

ứng theo phương trình:

5KI + KIO3 + 3H2SO4 3K2SO4 +3H2O +3I2

Iod giải phóng sẽ bị khử bởi natri hyposulfite:

Tiến hành.

Cho vào bình nón:

Dung dịch KI 10% 10 ml

Nước cất đã loại CO2 100 ml

Lắc tan, dung dịch không màu Thêm 10 ml dung dịch H2SO4 0,1N

Nhỏ dung dịch natri hyposulfite bằng buret tới khi dung dịch trong bình nón xuất hiện màu vàng nhạt Thêm vài giọt hồ tinh bột 0,2%, tiếp tục nhỏ dung dịch natri hyposulfite vào bình nón cho đến khi dung dịch trong bình nón hoàn toàn mất màu xanh

 Định lượng natri hyposulfite bằng kali pemanganat 0,1N

Nguyên tắc: Trong môi trường acid sunfuric, iodur bị oxi hóa bởi pemanganat theo

Dung dịch kali iodur 10%

Iodur có lẫn iodat, muối iodat ở môi trường acid sẽ tác dụng với iodur để giải phóng iod Kiểm tra iodur không có iodat bằng cách lấy một ít dung dịch kali iodur và thêm vào vài giọt acid sunfuric 50% và phản ứng phải không có màu

Dung dịch kali pemanganat 0,1 10 ml

Nhỏ dung dịch hyposulfite bằng buret vào bình nón cho tới khi dung dịch trong bình nón có màu vàng nhạt Thêm vài giọt hồ tinh bột, tiếp tục định lượng tới khi màu xanh của dung dịch trong bình nón mất màu hoàn toàn

Chú ý: dung dịch natri hyposulfite không giữ được lâu Khi dùng phải kiểm tra lại Có thể

ổn định dung dịch này để giữ được lâu hơn bằng 0,1g % natri borat

1.2.5.8 Dung dịch iod (12,7g trong 1 lít)

Dung dịch iod 0,1N có thể pha thẳng từ iod tinh khiết bằng cách cân chính xác 12,7g iod trong 1 lít Dung dịch này có thể làm dung dịch chuẩn để định lượng hyposulfite

Tuy nhiên, iod là chất oxi hóa mạnh, dễ bay hơi, vì vậy, tốt hơn là pha iod với lượng 12,7g càng chính xác càng tốt và sau đó định lượng lại dung dịch này bằng dung dịch natri hyposulfite 0,1N đã được chuẩn độ

Iod không tan trong nước, tan nhiều trong dung dịch đậm đặc kali iodur Cho 25g KI không có chứa KIO3 vào bình định mức 1000 ml, thêm 30-40 ml nước cất Khi trong bình tan hết, cho 12,7g iod và lắc tới tan hết, thêm nước cất vừa đủ 1000 ml.

Định lượng iod bằng natri hyposulfite 0,1N

Cho vào bình nón: 10 ml dung dịch iod cần chuẩn độ và 20 m nước cất Nhỏ dung dịch natri hyposulfite 0,1N bằng buret vào bình nón cho đến khi dung dịch trong bình nón

có màu vàng nhạt, thêm vài giọt hồ tinh bột 0,2% và tiếp tục định lượng tới khi dung dịch trong bình nón mất màu xanh hoàn toàn

Gọi V là thể tích natri hyposulfite dùng để định lượng 10 ml dung dịch iod

Độ chuẩn của iod

Định lượng hydroperoxide bằng kali pemanganat 0,1N

Nguyên tắc: Định lượng hydroperoxide bằng kali pemanganat dựa trên tính khử của

H2O2 theo phương trình:

5 H2O2 + 2KMnO4 +3H2SO4 K2SO4 +2MnSO4 + 8H2O + 10O2

Dung dịch H2O2 nguyên chất chứa: g

Thí dụ: Dung dịch H2O2 đậm đặc có chứa 27,5-31% H2O2, dung dịch H2O2 chứa 2,7-3,3%

H2O2

Ngoài ra, dung dịch H2O2 có thể biểu thị bằng nồng độ “thể tích”, tức là số lít oxygen

mà 1 lít dung dịch H2O2 có thể giải phóng khi bị phân hủy (người ta không gọi là số lít mà gọi là thể tích) Thí dụ: H2O2 dược dụng có 10 thể tích (10V) nghĩa là 1 lít H2O2 (10V) khi phân hủy sẽ giải phóng 10 lít oxygen (5 H2O2 5H2O + 5O2)

1 H2O2 tương ứng với 1 oxy

6,54

12)

Chú ý: Dung dịch H2O2 để lâu dễ hỏng, cần bảo quản trong lọ có nút thủy tinh, ở tủ lạnh và tránh những chất hữu cơ.

Những điểm cần chú ý khi sử dụng dung dịch chuẩn độ

Các dung dịch chuẩn độ phải bảo quản trong lọ thủy tinh trung tính, tránh ánh sáng, đậy bằng nút thủy tinh ( trừ một số dung dịch đặc biệt)

- Không cho ống hút vào lọ đựng dung dịch chuẩn độ Phải cho dung dịch chuẩn độ vào một cốc với lượng xấp xỉ thể tích cần dùng, sau đó dùng ống hút để lấy dung dịch trong cốc Dung dịch thừa trong cốc không được đổ lại lọ đang đựng dung dịch chuẩn độ

Trường hợp trời nóng, trước khi dùng cần lắc lọ đựng dung dịch chuẩn độ để hòa những giọt nước bốc hơi của dung dịch đọng ở thành lọ, tránh làm sai độ chuẩn của dung dịch

1.2.5.10 Dung dịch đệm

Dung dịch đệm là những dung dịch có khả năng giảm sự thay đổi nồng độ ion H+ và

OH- tức là pH của dung dịch, khi thêm vào dung dịch đó một acid mạnh hay một base mạnh Dung dịch đệm thường có hai loại sau:

Hỗn hợp của một acid yếu và muối của acid đó với base mạnh Thí dụ: acid acetic và natri acetate, kali dihydrophosphat và natri hydrophosphat

Hỗn hợp của một base yếu và muối của base đó với một acid mạnh Thí dụ: amino acid và amino clorua

1.2.5.11 Dung dịch đệm kali dihydrophosphat và natri hydrophosphat (4,94 < pH < 9,18)

Để có dung dịch với pH cần thiết, trộn lẫn hai dung dịch kali dihydrophosphat và natri hydrophosphat theo chỉ dẫn sau:

4,945,295,595,916,246,476,646,81

4,003,002,001,000,500,250,100,00

6,007,008,009,009,509,759,9010,00

6,987,177,387,738,048,348,679,18

Dung dịch kali dihydrophosphat: KH2PO4 M/5 (ml): 9,078g/lít

Dung dịch natri hydrophosphat : Na2HPO4 M/5 (ml): 11,876g/lít

1.2.5.12 Dung dịch đệm acid acetic và natri acetat (3,6<pH<5,6)

Acid

acetic M/5

(ml)

Natri acetat M/5

Acid acetic M/5 (ml)

Natri acetat M/5

8,05,94,22,91,9

12,014,115,817,118,1

4,85,05,25,45,6Dung dịch acid acetic M/5 (ml): 12,005g CH3COOH trong 1 lít

Dung dịch Natri acetat M/5 (ml): 27,217g NaCH3COO.3H2O trong 1 lít

1.2.5.13 Một số chỉ thị màu thông thường

Chỉ thị màu chuyển pH

màu

Số giọt trong

3-81-411-21-211111111111-51111-511-51-51-5111

0,50,50,10,10,10,10,10,10,10,10,10,20,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,1

Nước Alcol 200

Alcol 500

Alcol 900

Alcol 200

Nước Alcol 200

Alcol 500

Alcol 900

Alcol 200

Nước Alcol 200-900

Alcol 200-900

Alcol 200

NướcAlcol 200-900

Alcol 200-700

NướcAlcol 700

-VàngXanhĐỏĐỏK.màuĐỏVàngXanhĐỏVàngVàngĐỏVàngVàngVàngK.màuVàngVàngVàngHồngVàngK.màuVàngVàngK.màuVàngVàng

XanhTímVàngVàngVàngVàngTím xanhĐỏ

D camTímXanhVàng

Đỏ simĐỏXanhVàngĐỏĐỏĐỏLục

Đỏ hồngĐỏXanhXanhXanhTím hoa càNâu vàng

1.3 Lý thuyết sắc ký bản mỏng

1.3.1 Kiến thức tổng quát

Kỹ thuật sắc ký đã được sử dụng nhiều từ thế kỷ trước để tách các chất màu từ cây

cỏ Đến thập kỷ 1930-1940, phương pháp này được phát triển nhanh chóng với nhiều kỹ

thuật khác nhau Có các loại sắc ký: sắc ký giấy, sắc ký lớp mỏng, sắc ký trao đổi ion, sắc

ký lọc gel, sắc ký ái lực, sắc ký lỏng hiệu năng cao, sắc ký điện di

Sắc ký lớp mỏng còn gọi là sắc ký phẳng (planar chromatography), dựa chủ yếu vào hiện tượng hấp thu trong đó pha động là một dung môi hoặc hỗn hợp các dung môi, di chuyển ngang qua một pha tĩnh là một chất hấp thu trơ, thí dụ như silicagel hoặc oxid alumine Pha tĩnh này được tráng thành một lớp mỏng, đều, phủ trên một nền phẳng như tấm kiếng, tấm nhôm hoặc tấm plastic Do chất hấp thu được tráng thành một lớp mỏng nên phương pháp này được gọi là sắc ký lớp mỏng

* Bình sắc ký: Một chậu, hũ, lọ,…bằng thủy tinh, hình dạng đa dạng, có nắp đậy

* Pha tĩnh: Một lớp mỏng khoảng 0,25 mm của một loại chất hấp thu, thí dụ như silicagel, alumine, được tráng thành một lớp mỏng, đều, phủ lên một nền phẳng như tấm kiếng, tấm nhôm hoặc tấm plastic Chất hấp thu trên tấm giá đỡ nhờ sulfat calci khan, hoặc tinh bột, hoặc một loại polymer hữu cơ

* Mẫu cần phân tích: Mẫu chất cần phân tích thường là hỗn hợp gồm nhiều hợp chất với độ phân cực khác nhau Sử dụng khoảng 1 microlit (1 µl) dung dịch mẫu với nồng độ loãng 2-5%, nhờ một vi quản để chấm mẫu thành một điểm gọn trên pha tĩnh, ở vị trí phía trên cao hơn một chút so với mặt thoáng của chất lỏng đang chứa trong bình Pha động: Là dung môi hoặc hỗn hợp hai dung môi, di chuyển chầm chậm dọc theo tấm lớp mỏng và lôi kéo mẫu chất đi theo nó Dung môi di chuyển đi lên cao nhờ vào tính mao quản Mỗi thành phần của chất mẫu sẽ di chuyển với mỗi vận tốc khác nhau, đi phía sau mực của dung môi Vận tốc di chuyển này tùy thuộc vào các lực tương tác tĩnh điện mà pha tĩnh muốn níu giữ các mẫu chất ở lại pha tĩnh (hiện tượng hấp thu của pha tĩnh) và tùy vào độ hòa tan của mẫu chất trong dung môi Với chất hấp thu là silicagel và alumine, các hợp chất kém phân cực sẽ di chuyển nhanh và các hợp chất rất phân cực sẽ di chuyển chậm

1.3.1.1 Các chất hấp thu dùng trong sắc ký lớp mỏng

Các chất hấp thu dùng trong sắc ký lớp mỏng cần lưu ý về kích cỡ của hạt và độ đồng nhất của các hạt hấp thu, vì điều này rất quan trọng nó quyết định đến độ bám dính của chất hấp thu lên bề mặt tấm bản mỏng Các hạt phải đồng đều và có đường kính trong khoảng 10-25μm Một số chất hấp thu dùng trong sắc ký lớp mỏng như: Silicagel, kieselguhr (celite), alumina, bột giấy, polyamide, sephadex(R)

Các chất hấp thu thương mại đều có trộn hoặc không trộn thêm chất kết dính hoặc chất chỉ thị phát huỳnh quang Chất kết dính giúp cho chất hấp thu bám tốt vào tấm kiếng hoặ tấm plastic, hoặc giúp cho lớp mỏng thêm bền, không bị trầy sước Tuy vậy, đôi khi cũng có một vài nhược điểm, thí dụ chất bám dính là tinh bột hoặc là một vài nguyên liệu

có nguồn gốc polymer: ở giai đoạn làm hiện hình các vết trên tấm bản bằng những dung dịch tác chất có tính ăn mòn, tấm bản mỏng sẽ bị hư hại Tấm bản mỏng có trộn thêm chất

bám dính sulfat calci sẽ không phù hợp khi giải ly với dung môi là nước lý do sulfat calci hòa tan nhẹ trong nước.

1.3.1.2 Dung môi giải ly

Nguyên tắc chọn dung môi là nên chọn loại dung môi rẻ tiền, vì phải cần một lượng lớn, có độ tinh khiết cao, tránh có chứa các vết kim loại Dung môi không được quá dễ bay hơi(ví dụ như etyl ete), nhiệt độ sôi khoảng 350C gần bằng nhiệt độ của phòng thí nghiệm vào mùa nóng(miền nam Việt Nam) Dung môi dễ bay hơi sẽ dễ dàng đi khỏi tấm lớp mỏng sau khi giải ly

Mỗi mẫu chất cần phân tích có chứa nhiều cấu tử khác nhau Khả năng tách riêng các hợp chất này bằng sắc ký lớp mỏng tùy thuộc vào tỷ lệ phân phối của các hợp chất này giữa chất hấp thu và dung môi giải ly Muốn thay đổi khả năng tách, người ta thay đổi thành phàn các dung môi sử dụng để giải ly Thường người ta giải ly với hỗn hợp hai dung môi, khả năng giải ly tăng tùy thuộc vào độ phân cực của dung môi được trình bày trong bảng sau:

BenzenBenzen:cloroform 1:1Cloroform

Cyclohexanol:etyl acetat 8:2Cloroform:aceton 95:5

Benzen:etyl acetat 8:2Cloroform:dietyl eter 9:1

Benzen:dietyl eter 6:4Cyclohexanol:etyl acetat 1:1Cloroform:dietyl eter 8:2

Cloroform:metanol 99:1

Cloroform:aceton 85:15Benzen:dietyl eter 4:6Benzen:etyl acetat 1:1Cloroform:dietyl eter 6:4Cyclohexanol:etyl acetat 2:8Butyl acetat

Cloroform:metanol 95:5Cloroform:aceton 7:3Benzen:etyl acetat 3:7Butyl acetat:metanol 99:1Benzen:dietyl eter 1:9

Về nguyên tắc tổng quát, nếu có thể, nên tránh sử dụng hỗn hợp dung môi có nhiều hơn 2 cấu tử, vì hỗn hợp phức tạp như thế dễ dàng dẫn đến việc thay đổi pha khi có sự thay đổi nhiệt độ Sự lựa chọn dung môi để tách tốt các chất khác nhau vẫn tùy vào kinh nghiệm

cá nhân, nhưng những hiểu biết về đặc tính của hợp chất cần phân tích sẽ giúp ích cho người nghiên cứu

1.3.2 Các bước chuẩn bị sắc ký lớp mỏng

1.3.2.1 Chuẩn bị mao quản

Mao quản là một ống thủy tinh có đường kính trong của ống phải nhỏ, khoảng 1-2mm, một đầu được vuốt nhọn Các nhà sản xuất có bán sẵn các mao quản có khắc độ trên thành ống để tiện biết dung dịch sử dụng

Trong phòng thí nghiệm sinh viên có thể tự kéo mao quản cho mình Lấy một ống thủy tinh có đường kính từ 1-2 mm, dài 10-20 cm(loại dùng để đo điểm nóng chảy) Hai tay cầm hai đầu ống, hơ đoạn giữa ống trên ngọn đèn cồn, vừa hơ vừa xoay vòng vòngđể khoảng vùng chính giữa của ống được nóng đều Khi nhận thấy thủy tinh mềm dẻo có vẻ như muốn nóng chảy, dùng hai ngón tay năm hai đầu ống kéo dang ra xa(về hai phía), thủy tinh của ống sẽ giãn dài ra Nhớ hai tay vẫn giữ hai đầu ống , chờ đến khi thủy tinh nguội, đông cứng lại mới thôi, nếu không ống còn nóng sẽ chảy cong queo

Mỗi sinh viên chỉ chuẩn bị một vài cây mao quản có chiều dài chỉ vừa lòng bàn tay Một ống mao quản có thể sử dụng để chấm nhiều loại mẫu dung dịch khác nhau, chỉ cần sau mỗi lần sử dụng, rửa sạch mao quản bằng dung môi hữu cơ như aceton

Dùng một lọ thủy tinh nhỏ chứa một ít aceton để dành rửa mao quản Khi aceton trong lọ hết, thì châm mới thêm một ít Lọ này có nắp bằng nhựa Soi thủng nắp nhựa một

lỗ sao cho vừa đủ lọt ống mao quản Khi cần chấm mẫu, rút mao quản ra khỏi lọ aceton, dí nhẹ đầu mao quản lên một tờ giấy thấm để hút bỏ aceton đang có trong ống, nhúng đầu mao quản vào dung dịch mẫu cần sắc ký để chấm lên bản sắc ký Tiếp theo, muốn dùng mao quản đó để chấm vào dung dịch mẫu thứ nhì thì rửa ống mao quản vài lần với aceton: nhúng mao quản vào lọ aceton, rút ra và dí mao quản lên tờ giấy thấm, rồi lại rửa với aceton…thực hiện vài ba lần là mao quản sạch để tiếp tục làm việc với mẫu dung dịch khác Không nên kéo vô số ống mao quản để mỗi cây cho một loại dung dịch: rất phí thời gian, mà các ống dùng rồi nếu vô ý vứt bừa bãi dễ gây tai nạn cho người khác, vừa mất công đổ bỏ

13.2.2 Chấm mẫu lên tấm bản mỏng

* Chuẩn bị tấm bản mỏng: Với các bản dùng để theo dõi sắc ký cột có thể tiết kiệm với bản có chiều dài 5cm Với bản dùng để đo Rf, để sau này công bố kết quả, nên có chiều dài 10cm

Từ tấm bản mỏng thương mại 20x20cm, dùng kéo cắt các bản có kích thước cần thiết Lưu ý sao cho tấm bản lọt vào được trong bình giải ly

Dùng bút chì để vạch nhẹ nét xuất phát và mức tiền tuyến dung môi