Phân tích hàm lượng nitrat trong một số loại rau ở gia ninh, quảng ninh, quảng bình bằng phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV VIS

DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Quy định hàm lượng Nitrit và Nitrat trong nước uống của một số Quốc gia và Tổ chức………..... Nitrat vốn tồn tại tự nhiên trong mọi thực phẩm và 1 phần của chế đ

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG iii

DANH MỤC CÁC HÌNH iv

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v

A MỞ ĐẦU 1

B NỘI DUNG 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 3

1.1 VAI TRÒ CỦA RAU TƯƠI TRONG DINH DƯỠNG 3

1.1.1 Vai trò của rau tươi nói chung 3

1.1.2 Công dụng của một số loại rau nghiên cứu trong đề tài 4

1.2 PHÂN BÓN ĐỐI VỚI CÂY TRỒNG 5

1.2.1 Vai trò của phân bón 5

1.2.2 Phân đạm 6

1.3 NITRAT 7

1.3.1 Trạng thái tự nhiên và tính chất hóa học 7

1.3.2 Độc tính của nitrat 9

1.3.3 Độc tính của nitrit 9

1.4 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NITRAT BẰNG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV - VIS 11

1.4.1 Cơ sở lý thuyết 11

1.4.2 Định luật Lambe – beer 12

1.4.3 Xác định NO3− 14

1.4.4 Ưu điểm củ a phương pháp 14

1.5 MÁY ĐO QUANG PHỔ 15

CHƯƠNG II THỰC NGHIỆM 16

2.1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16

2.2 HÓA CHẤT VÀ THUỐC THỬ 16

2.2.1 Hóa chất 16

2.2.2 Thuốc thử 16

2.3 THIẾT BỊ, DỤNG CỤ 17

2.4 CÁCH TIẾN HÀNH 18

2.4.1 Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu 18

2.4.2 Phương pháp chiết nitrat và nitrit bằng lò vi sóng 18

2.4.3 Xác định nitrat 19

CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 22

3.1 XÂY DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN, KHẢO SÁT GIỚI HẠN PHÁT HIỆN, GIỚI HẠN ĐỊNH LƯỢNG 22

3.1.1 Xây dựng đường chuẩn 22

3.1.2 Khảo sát giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng 23

3.2 HÀM LƯỢNG NITRAT TRONG MẪU PHÂN TÍCH 24

C KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 27

TÀI LIỆU THAM KHẢO 28

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Quy định hàm lượng Nitrit và Nitrat trong nước uống của một số Quốc

gia và Tổ chức……… 10

Bảng 1.2 Sự hấp thụ của dung dịch theo màu……… 11

Bảng 2.1 Các mẫu phân tích……… 18

Bảng 3.1 Kết quả đo độ hấp thụ ứng với hàm lượng nitrat……… 22

Bảng 3.2: Các hệ số tương quan, LOD, LOQ……… 24

Bảng 3.3: Hàm lượng nitrat trong mẫu phân tích và giới hạn cho phép của Bộ nông nghiệp……… 24

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Muối Nitrat 7

Hình 1.2 : Nitrit đi vào cơ thể gây xanh da, thiếu máu và nguy cơ 9

Hình 1.3: Đồ thị A = f(C) và T = f (C) 13

Hình 1.4: Giới hạn của định luật Beer về sự hấp thụ quang 13

Hình 2.1: Máy đo quang phổ DR5000 17

Hình 2.2: Thiết bị phá mẫu AURORA 17

Hình 2.3: Nồi cách thủy 17

Hình 2.4: Giá đựng dụng cụ thủy tinh 18

Hình 2.5: Hóa chất sử dụng: NaOH, NH4OH, axit phenoldisunfunic 19

Hình 2.6: Đun cách thủy 19

Hình 2.7: Dung dịch mang đi đo phổ 20

Hình 3.1: Đường tương quan tuyến tính của hàm lượng nitrat 23

Hình 3.2 Kết quả xác định nitrat trong mẫu phân tích 25

Hình 3.3: Hàm lượng nitrat trung bình trong các loại rau 26

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

MRLs (Maximum residue Limits) Giới hạn tồn dư tối đa

LOD ( Limit of Detection ) Giới hạn phát hiện

LOQ ( Limit of Quantification) Giới hạn định lượng

ISO ( Internationnal Standard Organization) Tổ chức tiêu chuẩn Quốc tế IEC (International Electrotechnical Commission) Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế

A MỞ ĐẦU

Thực phẩm luôn có một ý nghĩa quan trọng đối với sức khỏe con người, sử dụng thực phẩm không hợp vệ sinh, không an toàn đều có thể bị ngộ độc Hiểu rõ được nguyên nhân gây ngộ độc thức ăn và các biện pháp phòng tránh là vấn đề cần thiết để bảo vệ sức khỏe của bản thân, gia đình và mọi người trong xã hội

Rau quả chứa chất xơ, nhiều loại vitamin nhóm A, B, C,… là một phần không thể thiếu trong thành phần dinh dưỡng của chúng ta Ngày nay, nhu cầu sử dụng rau quả ngày càng cao, đặc biệt với các chị em muốn giảm cân hay duy trì vóc dáng của mình Tuy nhiên gần đây các phương tiện thông tin đại chúng đưa rất nhiều thông tin nói về mất an toàn thực phẩm, điều này làm dấy nên một mối lo ngại lớn khi sử dụng thực phẩm nói chung, rau củ nói riêng

Trong thời kỳ Công nghiệp hóa – Hiện đại hóa, việc sản xuất và canh tác cây trồng phần lớn được áp dụng các phương tiện khoa học kỹ thuật hiện đại Sử dụng phân bón bổ sung trở nên phổ biến và ngày càng khẳng định vai trò quan trọng của nguồn dinh dưỡng hỗ trợ Sử dụng phân bón hợp lý giúp tăng năng suất cây trồng, nâng cao chất lượng nông sản rõ rệt Nhưng nếu thiếu hiểu biết về cách thức sử dụng phân bón dẫn đến lạm dụng phân bón lại gây hậu quả khôn lường Đặc biệt phổ biến nhất là việc sử dụng phân đạm vô tội vạ dẫn đến các loại rau củ có dư lượng nitrat vượt quá ngưỡng cho phép

Nitrat vốn tồn tại tự nhiên trong mọi thực phẩm và 1 phần của chế độ ăn nhưng khi hàm lượng nitrat trong rau củ quả vượt quá ngưỡng an toàn được xem như một độc chất và sẽ ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của người sử dụng Một số tác động xấu của dư lượng nitrat lên sức khỏe con người như:

- Sự tạo thành methemoglobinemia làm mất khả năng vận chuyển oxi của hemoglobin Trẻ em mắc chứng bệnh này thường xanh xao và dễ bị đe dọa đến cuộc sống, đặc biệt là trẻ em dưới sáu tháng tuổi (chứng blue baby) [17]

- Ảnh hưởng đến hoạt động của tuy ến giáp, gây đột biến và phát triển khối u dẫn đến bệnh ung thư [17]

Trong khi thực phẩm tồn dư thuốc trừ sâu, bảo vệ thực vật chỉ có thể hạn chế nhờ rửa dưới vòi nước mạnh, gọt vỏ sâu; hay thực phẩm nhiễm vi sinh vật, ký sinh trùng có thể khắc phục được bằng rửa sạch dưới vòi nước mạnh, nấu chín… thì tồn

dư nitrat là một sát thủ vô hình ẩn nấp trong rau quả, không có cách nào loại bỏ Bởi chất này có mặt chủ yếu trong thịt củ quả, trong thân, lá nên không có cách gì giảm bớt hàm lượng nitrat dư thừa này Do đó, cơ quan chức năng đã từng khuyến cáo không nên sử dụng các sản phẩm rau quả có nitrat vượt ngưỡng [9]

Xã Gia Ninh, huyện Quảng Ninh, tỉnh Quảng Bình là khu vực trồng rau lớn, là nguồn cung cấp rau quả chủ yếu cho thành phố Đồng Hới- Quảng Bình và các vùng

lân cận Vì vậy việc xác định hàm lượng nitrat trong rau quả ở địa phương này là hết sức cần thiết nhằm đánh giá chất lượng rau quả trên thị trường, đồng thời có thể giúp các cơ quan chức năng trong việc kiểm tra, giám sát chất lượng lương thực thực phẩm nhằm bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng [17]

Hiện nay, phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis được ứng dụng rộng rãi trong phân tích thực phẩm nên các nhà khoa học quan tâm, điển hình như:

luận văn thạc sỹ khoa học của Nguyễn Thị Hoàn "Nghiên cứu phương pháp động

học trắc quang xác định hàm lượng nitrit trong mẫu nước ngầm và thực phẩm"

Một số bài báo đã được công bố như : "Đánh giá thực trạng tồn dư nitrat trên một

số loại rau sản xuất tại Quảng Bình" của Mai Văn Minh-Chi cục Quản lý Chất

lượng Nông lâm sản và Thuỷ sản Quảng Bình (2013) hay " Phân tích và đánh giá

hàm lượng nitrat, nitrit trong một số thực phẩm chế biến lưu hành ở thành phố Huế" Lê Thị Kim Tiến, Nguyễn Văn Ly, Tạp chí khoa học, Đại Học Huế, Tập 74B,

số 5, (2012) ; Dựa trên điều kiện tự nhiên và điều kiện xã hội mà mỗi đề tài có một đặc thù, ứng dụng riêng đối với từng địa phương, địa bàn

Dựa trên những thực tế đó, em chọn đề tài " Phân tích hàm lượng nitrat

trong một số loại rau ở Gia Ninh, Quảng Ninh, Quảng Bình bằng phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV - VIS" làm khóa luận tốt nghiệp của mình

B NỘI DUNG CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 VAI TRÒ CỦA RAU TƯƠI TRONG DINH DƯỠNG

1.1.1 Vai trò của rau tươi nói chung [20]

Các loại rau tươi của nước ta rất phong phú Nhìn chung ta có thẻ chia rau tươi thành nhiều nhóm: nhóm rau xanh như rau cải, rau muống, rau xà lách, rau cần ; nhóm rễ củ như cà rốt, củ cải, su hào, củ đậu ; nhóm cho quả như cà chua, cà bát,

cà pháo, dưa chuột ; nhóm hành gồm các loại hành, tỏi,…

Trong ăn uống hàng ngày, rau tươi có vai trò đặc biệt quan trọng Tuy lượng protid và lipid trong rau tươi không đáng kể, nhưng chúng cung cấp cho cơ thể nhiều chất hoạt tính sinh học, đặc biệt là các muối khoáng có tính kiềm, các vitamin, các chất pectin và axit hữu cơ Ngoài ra trong rau tươi còn có loại đường tan trong nước và chất xenluloza

Một đặc tính sinh lý quan trọng của rau tươi là chúng có khả năng gây thèm ăn

và ảnh hưởng tới chức phận tiết của tuyến tiêu hoá Tác dụng này đặc biệt rõ rệt ở các loại rau có tính tinh dầu như rau mùi, rau thơm, hành, tỏi Ăn rau tươi phối hợp với những thức ăn nhiều protid, lipid, glucid làm tăng rõ rệt sự tiết dịch của dạ dày Thí dụ: trong chế độ ăn có cả rau và protid thì lượng dịch vị tiết ra tăng gấp hai lần

so với chế độ ăn chỉ có protid Cũng vì vậy, bữa ăn có rau tươi tạo điều kiện thuận lợi cho sự tiêu hoá và hấp thu các thành phần dinh dưỡng khác

Ngoài ra men trong rau tươi có ảnh hưởng tốt tới quá trình tiêu hoá, như các men trong củ hành có tác dụng tương tự men pepsin của dịch vị, các men của cải bắp và xà lách cũng có tác dụng tương tự trypsin của tuyến tuỵ

Về thành phần và giá trị dinh dưỡng của rau tươi có khác nhau tuỳ theo từng loại rau Lượng protid trong rau tươi nói chung thấp (dao động từ 0,5-1,5%) Tuy vậy có nhiều loại rau người ta thấy một hàm lượng protid đáng kể như nhóm đậu tươi, đậu đũa (4-6 %), rau muống (2,7%), rau sắng (3,9%), rau ngót (4,1 %), cần tây (3,1%), su hào, rau giền, rau đay (1,8-2,2%) Về glucid, trong rau tươi có các loại đường đơn dễ hấp thu , tinh bột, xenluloza và các chất pectin Hàm lượng trung bình của glucid trong rau tươi khoảng 3-4 %, có những loại có tới 6-8% Chất xenluloza của rau có vai trò sinh lý lớn vì cấu trúc của nó mịn màng hơn xenluloza của ngũ cốc Trong rau, xenluloza ở dưới dạng liên kết với các chất pectin tạo thành phức hợp pectin-xenluloza có tác dụng kích thích mạnh chức năng nhu động ruột và tiết dịch của ruột giúp tiêu hoá dễ dàng

Rau tươi là nguồn vitamin và muối khoáng quan trọng Nhu cầu về vitamin và muối khoáng của con người được cung cấp qua bữa ăn hàng ngày qua rau tươi Hầu hết các loại rau tươi thường dùng của nhân dân ta đều giàu vitamin nhất là vitamin

A và C là những vitamin hầu như không có hoặc có chỉ có rất ít trong thức ăn động vật Các chất khoáng trong rau tươi cũng rất quan trọng Trong rau có nhiều chất khoáng có tính kiềm như kali, canxi, magiê Chúng giữ vai trò quan trọng trong cơ thể và cần thiết để duy trì kiềm toan Trong cơ thể những chất này cho những gốc tự

do cần thiết để trung hoà các sản phẩm axít do thức ăn hoặc do quá trình chuyển hoá tạo thành Đặc biệt rau có nhiều kali ở dưới dạng kali cacbonat, muối kali của các axít hữu cơ và nhiều chất khác dễ tan trong nước và dịch tiêu hoá Các muối kali làm giảm khả năng tích chứa nước của protid ở tổ chức, do đó có tác dụng lợi tiểu Lượng magiê trong rau tươi cũng rất đáng chú ý, dao động từ 5-75 % Đặc biệt

là các loại rau thơm, rau dền, rau đậu có nhiều magiê

Rau còn là nguồn chất sắt quan trọng Sắt trong rau được cơ thể hấp thu tốt hơn sắt ở các hợp chất vô cơ Các loại rau đậu, sà lách là nguồn mangan tốt Tóm lại rau tươi có vai trò quan trọng trong dinh dưỡng; bữa ăn hàng ngày của chúng ta không thể thiếu rau Điều quan trọng là phải đảm bảo rau sạch, không có vi khuẩn gây bệnh và các hoá chất độc nguy hiểm

1.1.2 Công dụng của một số loại rau nghiên cứu trong đề tài

- Rau xà lách

Nước ép xà lách có tác dụng giải nhiệt Y học dân gian phương Tây cho rằng dùng dịch ép xà lách pha với tinh dầu hoa hồng thoa vào trán và thái dương sẽ giúp cắt những cơn đau đầu Giúp thoát khỏi tình trạng táo bón, tốt cho những người bị thiếu máu do thiếu sắt, ngăn ngừa các bệnh tim mạch, thấp khớp, đục thủy tinh thể Phụ nữ trong thời gian mang thai và cho con bú nếu ăn thường xuyên cải xà lách sẽ rất có lợi cho thai nhi và trẻ sơ sinh Có thể can thiệp, giảm “nỗi đau” của đàn ông

do có tác dụng ngăn chặn xuất tinh sớm, giảm cân, đẹp da [3] [11]

- Rau ngò (rau mùi)

Rau mùi chứa nhiều acid ascorbic và được xem là có tính năng lọc máu rất tốt.Thường xuyên uống nước rau mùi sẽ giúp làm hạ cholesterol trong máu

Uống nước ép từ rau mùi còn giúp bổ sung cho cơ thể một lượng lớn các vitamin như A, C, B1, B2 và chất sắt Một số công dụng như bổ tì vị, tác dụng cường dương, giúp tăng thêm lượng tích trữ, giải phóng nước tiểu và giảm đầy hơi, thường được dùng để trị đánh rắm, thuốc bổ, nhuận tràng, lợi tiểu.Rau mùi giúp tống các chất đờm nhớt ứ đọng trong đường hô hấp gây khó thở và gây rối loạn

đường hô hấp, chữa cảm cúm,trị sỏi thận, sỏi, nghẽn thận, bệnh vàng da và bệnh phù, chữa rong kinh, lợi sữa cho phụ nữ sau sinh, tác dụng làm đẹp da [3] [11]

- Rau diếp cá

Chữa bệnh trĩ, chữa táo bón, chữa sốt ở trẻ em, chữa kinh nguyệt không đều, chữa viêm âm đạo, chữa mụn nhọt sưng đỏ, chữa bệnh viêm tai giữa, chữa viêm phế quản Điều trị sỏi thận, trị chứng đái buốt, đái dắt, chữa sốt nóng trẻ em, chữa đau mắt đỏ do trực khuẩn mủ xanh [3] [11]

1.2 PHÂN BÓN ĐỐI VỚI CÂY TRỒNG

1.2.1 Vai trò của phân bón

Phân bón là yếu tố quan trọng trong sản xuất nông nghiệp hiện đại Nó chiếm

tỷ lệ lớn trong năng suất cây trồng Phân bón là sự bổ sung vật chất - năng lượng vào chu trình trao đổi vật chất - năng lượng của hệ Trong thực tiễn sản xuất như chúng ta đã biết, hàng năm chúng ta thu hoạch một khối lượng lớn nông sản, nên đã mang đi khỏi đất một lượng khá lớn dưỡng chất cần thiết cho cây trồng, vì vậy để tiếp tục thu được hiệu quả kinh tế cao trong những năm tiếp theo người sản xuất hàng năm cũng phải bổ sung cho đất một lượng lớn chất dinh dưỡng thông qua việc bón phân Ở Việt Nam phân bón đóng góp vào việc tăng tổng sản lượng từ 38 - 40%.Như vậy, muốn cải tạo độ phì nhiêu của đất không còn con đường nào khác là phải bón phân Tuy nhiên, tác dụng tích cực của phân bón đến năng suất và phẩm chất của cây trồng cũng như môi trường đất và nước chỉ thể hiện khi được sử dụng một cách cân đối và hợp lý [9]

Một vấn đề tồn tại phổ biến hiện nay trong sử dụng phân bón là người sản xuất phần lớn còn thiếu hiểu biết về đất, phân bón nên đã đầu tư mất cân đối Do đó, vấn

đề đặt ra là sử dụng phân bón phải dựa trên quan điểm sử dụng phân bón phối hợp cân đối mới đảm bảo được tính bền vững của hệ thống canh tác Nền tảng của quản

lý tổng hợp dinh dưỡng cây trồng là bón phân cân đối và hợp lý Khái niệm cân đối

là một khái niệm cụ thể và luôn biến động nên hệ thống sử dụng phân bón phối hợp cân đối luôn có bốn tính cơ bản là: tính cụ thể, tính mục tiêu, tính thời điểm và tính gần đúng [9]

Trong 20 năm qua việc sử dụng phân bón trong thâm canh cây trồng ở nước ta diễn ra sự mất cân đối nghiêm trọng giữa N, P và K Tỷ lệ sử dụng kali thấp hơn nhiều so với đạm và lân Ở những vùng mà người sản xuất có trình độ thâm canh thấp, khoảng 70% nông dân bón đạm vượt và vượt xa so với nhu cầu bón (theo khuyến cáo trong quy trình), vai trò của lân và kali trong khi đó lại hầu như chưa được chú ý đến một cách thoả đáng [9]

1.2.2 Phân đạm

Đạm là một nguyên tố quan trọng bậc nhất trong các nguyên tố cấu tạo nên sự sống Đạm có trong thành phần tất cả các protein đơn giản và phức tạp, mà nó là thành phần chính của màng tế bào thực vật, tham gia vào thành phần của axit Nucleic (tức ADN và ARN), có vai trò cực kỳ quan trọng trong trao đổi vật chất của các cơ quan thực vật Đạm còn có trong thành phần của diệp lục tố, mà thiếu nó cây xanh không có khả năng quang hợp, có trong các hợp chất Alcaloid, các phecmen

và trong nhiều vật chất quan trong khác của tế bào thực vật [16]

Biểu hiện Thiếu đạm (N) cây sinh trưởng còi cọc, lá toàn thân biến vàng Thiếu đạm có nghĩa là thiếu vật chất cơ bản để hình thành tế bào nên khả năng sinh trưởng bị đình trệ, hàng loạt các quá trình sinh lý - sinh hóa trong cây cũng bị ngưng trệ, diệp lục ít được hình thành nên làm lá chuyển vàng [16]

Phân đạm cung cấp nitơ hóa hợp cho cây dưới dạng ion nitrat (NO3− ) và ion amoni (NH4−) Phân đạm có tác dụng kích thích quá trình sinh trưởng của cây, làm tăng tỷ lệ của protein thực vật Có phân đạm cây trồng sẽ phát triển nhanh, cho nhiều hạt, củ hoặc quả Các loại phân đạm chính là phân đạm amoni, phân đạm nitrat, phân đạm ure [19]

Tuy nhiên nếu bón thừa đạm cũng không tốt Thừa đạm sẽ làm cho cây không chuyển hóa hết được sang dạng hữu cơ, làm tích lũy nhiều dạng đạm vô cơ gây độc cho cây Thừa đạm sẽ làm cho cây sinh trưởng thái quá, gây vóng Các hợp chất các bon phải huy động nhiều cho việc giải độc đạm nên không hình thành được các chất

“xơ” vì vậy làm cây yếu, các quá trình hình thành hoa quả bị đình trệ làm giảm hoặc không cho thu hoạch [2]

Độ dinh dưỡng của phân đạm được đánh giá bằng hàm lượng N% trong phân[19]

a Phân đạm amoni [19]

Phân đạm amoni là các muối amoni: NH4Cl, (NH4)2SO4, NH4NO3,… Các muối này được điều chế khi cho amoniac tác dụng với axit tương ứng Thí dụ:

2NH3+ H2SO4 → (NH4)2SO4Khi tan trong nước, muối amoni bị thủy phân tạo ra môi trường axit, nê chỉ bón phân này cho các loại đất ít chua, hoặc đất đã được khử chua trước bằng vôi (CaO)

b Phân đạm nitrat [19]

Phân đạm nitrat là các muối nitrat: NaNO3, Ca(NO3)2,… Các muối này được điều chế khi cho axit nitric tác dụng với muối cacbonat của các kim loại tương ứng

Thí dụ:

CaCO3+ 2HNO3 → Ca(NO3)2+ CO2+ H2O Phân đạm amoni và phân đạm nitrat khi bảo quản thường dễ hút nước trong

không khí và chảy rữa Chúng tan nhiều trong nước, nên có tác dụng nhanh đối với

cây trồng, nhưng cũng dễ bị nước mưa rửa trôi

c Ure [19]

Ure ((NH2)2CO) là chất rắn màu trắng, tan tốt trong nước, chứa khoảng 46%

N, được điều chế bằng cách cho amoniac tác dụng với CO2 ở nhiệt độ 180 – 200oC,

dưới áp suất ~200 atm:

CO2+ 2NH3 → (NH2)2CO + H2O Trong đất, dưới tác dụng của vi sinh vật ure bị phân hủy cho thoát ra amoniac,

hoặc chuyển dần thành muối amonicacbonat khi tác dụng với nước:

(NH2)2CO + 2H2O → (NH4)2CO3Hiện nay ở nước ta ure được sản xuất tại nhà máy phân đạm Bắc Giang và nhà

máy phân đạm Phú Mỹ

1.3 NITRAT

Hình 1.1: Muối Nitrat 1.3.1 Trạng thái tự nhiên và tính chất hóa học [15]

Công thức cấu tạo của ion Nitrat:

Nitrat là muối của axit nitric Người ta đã biết được tất cả muối nitrat của các

kim loại Trong muối nitrat ion NO- 3 có cấu tạo hình tam giác đều với góc ONO

bằng 120ᵒ và độ dài của liên kết NO bằng 1,218Ӑ Trong đó nguyên tử N ở trạng

thái lai hóa sp2, ba obitan lai hóa tham gia tạo thành ba liên kết σ với ba nguyên tử

O Obitan 2p còn lại ở N tạo nên một liên kết π không định chỗ với ba ngyên tử O Ion Nitrat không có màu nên các muối nitrat của các cation không màu đều không có màu Hầu hết các muối Nitrat đều dễ tan trong nước Một vài hút ẩm trong không khí như NaNO3 và NH4NO3 Muốinitrat của những kim loại hóa trị II và hóa trị III thường ở dạng Hidrat

Muối Nitrat của kim loại kiềm khá bền với nhiệt (chúng có thể thăng hoa trong chân không ở 380 - 500ᵒC) còn nitrat của các kim loại khác dễ phân hủy khi đun nóng Độ bền của muối nitrat phụ thuộc vào bản chất của cation kim loại Nitrat của những kim loại hoạt động đứng trước Magie ở trong dãy thế điện cực tăng dần, khi đun nóng bị phân hủy thành Nitrit và Oxi

Ví dụ :

2NaNO3 → 2NaNO2+ O2Nitrat của những kim loại từ Magie đến Đồng, khi đun nóng bị phân hủy thành oxit, Nito dioxit, và oxi

Ví dụ:

2Pb(NO3)2 → 2PbO + 4NO2+ O2Nitrat của những kim loại hoạt động kém hơn Đồng, khi đun nóng bị phân hủy đến kim loại

Ví dụ:

Hg(NO3)2 → Hg + 2NO2+ O2Cách phân hủy khác nhau của các muối nitrat kim loại là do độ bền khác nhau của nitrit và oxit của các kim loại quyết định Chẳng hạn NaNO2 và PbO bền trong khi Pb(NO2)2 và Hg(NO2)2 và HgO không bền

Do dễ mất oxi, các muối nitrat khan khi đun nóng là chất oxi hóa mạnh Ion

NO3−trong môi trường axit có khả năng oxi hóa như axit nitric, trong môi trường trung tính hầu như không có khả năng oxi hóa, nhưng trong môi trường kiềm có thể

bị Al, Zn khử đến NH3

Ví dụ:

NaNO3+ 4Zn + 7NaOH + 6H2O → 4Na2[Zn(OH)] + NH3

Muối Nitrat kim loại có thể điều chế bằng tác dụng của axit nitric với kim loại, oxit, hidroxit hay cacbonat kim loại

Muối nitrat có giá trị thực tế cao là KNO3 hay còn gọi là diêm tiêu kali Được ứng dụng trong công nghiệp làm thuốc súng đen, dùng làm phân bón, chất bảo quản thịt và dùng trong công nghiệp thủy tinh

1.3.2 Độc tính của nitrat [7]

Hợp chất quan trọng của nitơ là NO3− gây những tác hại không nhỏ cho sức khoẻ con người đặc biệt thông qua nguồn thực phẩm Hàm lượng NO3−liên quan chặt chẽ tới hàm lượng đạm sử dụng Nếu con người bón quá lượng đạm cần thiết cho cây trồng gây ra dư thừa nitrat Khi vào cơ thể con người NO3− tham gia phản ứng khử ở dạ dày và đường ruột sinh ra NO2− là chất độc hơn cả NO3−

Thật ra bản thân nitrat không độc, ngộ độc ở đây là ngộ độc nitrit, nhưng do nitrat, nitrit có thể chuyển hóa lẫn nhau nhờ phản ứng hóa học (phản ứng oxy hóa khử) và cả phản ứng sinh học (do vi khuẩn chuyển hóa) nên nitrat biến thành nitrit gây ngộ độc, vì thế gọi chung là ngộ độc nitrat, nitrit

Trong hoạt động thương mại quốc tế, các nước nhập khẩu rau tươi đều phải kiểm tra dư lượng Nitrat Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) và cộng đồng kinh tế châu

Âu (EC) giới hạn hàm lượng Nitrat trong nước uống là 50 mg/l, đối với rau không quá 300 mg/kg rau tươi

1.3.3 Độc tính của nitrit [7]

Hình 1.2 : Nitrit đi vào cơ thể gây xanh da, thiếu máu và nguy cơ gây ung thư

Hàng ngày thông qua thực phẩm thì nitrit gây ảnh hưởng lớn đến sức khỏe lớn của con người Nitrit đi vào cơ thể gây xanh da, thiếu máu và nguy cơ gây ung thư Khi vào cơ thể nitrit kết hợp với Hemoglobin hình thành methaemoglobin, kết quả hàm lượng Hemoglobin giảm sẽ làm giảm quá trình vận chuyển oxi trong máu Thông thường hemoglobin chứa Fe2+ ion này có khả năng liên kết với oxi Khi có mặt của NO2−nó sẽ chuyển hoá thành Fe3+ khiến hồng cầu không làm được nhiệm vụ chuyển tải oxi Nếu duy trì lâu sẽ dẫn tới ung thư

2HbFe2+(O2) + NO2−+ H2O → 2HbFe3++ 2OH−+ NO3−+ O2

Sự tạo thành methemoglobin đặc biệt thấy rõ rệt ở trẻ em Trẻ em mắc chứng bệnh này thường xanh xao và dễ bị đe doạ đến cuộc sống đặc biệt là trẻ em dưới 6 tháng tuổi

Ngoài ra khi nitrit vào dạ dày tại đây pH thấp nitrit được chuyển thành axit nitrơ có khả năng phản ứng được với amin hoặc amit sinh ra nitrosamine – đây là hợp chất gây ung thư Các hợp chất nitroso được tạo thành từ các amin bậc II và axit nitrơ có thể trở nên bền vững hơn nhờ tách lại proton trở thành nitrosamine

Các amin bậc III trong môi trường axit yếu ở pH = 3 – 6 với sự có mặt của ion nitrit chúng dễ dàng phân huỷ thành anđehit và amin bậc II Sau đó amin bậc II tiếp tục chuyên thành nitrosamine

Các amin bậc II thường xuất hiện trong quá trình nấu rán thực phẩm giàu protein hay quá trình lên men Nitrit có trong rau quả vào khoảng 0,05 – 2 mg/kg Khi dùng thực phẩm hay nguồn nước có nồng độ NO2−vượt quá giới hạn cho phép lâu ngày sẽ gây nên ngộ độc

Do nitơ và hợp chất của chúng có ảnh hưởng lớn tới sức khoẻ con người nên

tổ chức y tế thế giới và các quốc gia đều có những quy định về hàm lượng nitrit và nitrat trong nước uống và thực phẩm (Bảng 1.1)

Bảng 1.1: Quy định hàm lượng Nitrit và Nitrat trong nước uống của một

1.4 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NITRAT BẰNG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV - VIS

Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử hay còn gọi là phương pháp đo quang, phương pháp phân tích trắc quang phân tử là một trong những phương pháp phân tích công cụ thông dụng [5]

1.4.1 Cơ sở lý thuyết

Cơ sở của phương pháp là dựa vào phản ứng tạo chất màu của chất cần xác định với thuốc thử và dựa vào định luật Lambe - Beer để xác định hàm lượng chất

đó

- Sự hấp thụ ánh sáng của dung dịch màu [5]

Dung dịch có màu là do bản thân dung dịch đã hấp thụ một phần quang phổ (một vùng phổ) của ánh sáng trắng, phần còn lại ló ra cho ta màu của dung dịch, chính là màu phụ của phần ánh sáng trắng đã bị hấp thụ (vùng quang phổ còn lại)

Ví dụ: dung dịch Fe(SNC)3 ta nhìn thấy màu đỏ là do khi ánh sáng chiếu vào dung dịch, dung dịch này hấp thụ mạnh bức xạ đơn sắc màu xanh và xanh lá cây, vùng quang phổ còn lại ló ra cho ta màu đỏ

Sự hấp thụ của dung dịch theo màu được thể hiện ở bảng sau:

Bảng 1.2 Sự hấp thụ của dung dịch theo màu BƯỚC SÓNG λ (nm) VÙNG HẤP THỤ MÀU CỦA DUNG DỊCH

1.4.2 Định luật Lambe – beer [8]

Chiếu bức xa ̣ đơn sắc có bước sóng λ1 có cường đô ̣ I0 qua dung dịch chứ a cấu

tử khảo sát có nồng đô ̣ C Bề dày dung di ̣ch là 1 Ta ̣i bề mă ̣t cuvet đo, mô ̣t phần bức

xạ bi ̣ phản xa ̣ có cường đô ̣ IR, một phần bức xa ̣ bi ̣ hấp thu có cường đô ̣ IA bứ c xa ̣ ra khỏi dung di ̣ch có cường đô ̣ I

Hình 1.3: Chiếu bức xạ đơn sắc (I 0 ) qua dung dịch cấu tử khảo sát

Do đó Io = IR + IA + I

Chọn cuvet đo có bề mă ̣t nhẵn, truyền suốt để IR = 0  I0 = IA + I

logIo

I = A = ε.l.C Trong đó: ε là mô ̣t hằng số tỉ lê ̣ có tên đô ̣ hấp thu phân tử biểu thi ̣ đô ̣ hấp thu

củ a dung di ̣ch có nồng đô ̣ chất tan là 1 M được đựng trong bình cuvet dày 1cm và

có đơn vi ̣ là 1 mol-1cm-1

Bây giờ ta có thể áp du ̣ng dễ dàng đi ̣nh luâ ̣t Beer vào viê ̣c xác đi ̣nh nồng đô ̣

các chất tan bằng cách đo đô ̣ hấp thu A của chúng

- Cườ ng đô ̣ hấp thu bấc xa ̣ của cấu tử được xác đi ̣nh bằng 2 đa ̣i lượng:

- Độ truyền suốt T (Transmittance)

I 0 : Là cường độ bức xạ đơn sắc chiếu qua dung dịch cấu tử

I: Là cường độ bức xạ ra khỏi dung dịch

Nếu đo đô ̣ hấp thụ quang của mô ̣t loa ̣t dung di ̣ch bằng mô ̣t dòng sáng đơn sắc (tại mô ̣t giá tri ̣ λ) thì A = f(I,C) là hàm bâ ̣c nhất, đường biểu diễn là mô ̣t đường thẳng, còn đường T=f(C) là mô ̣t đường cong