PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG SẮT TRONG MỘT SỐ LOÀI NGAO VÀ HÀU THUỘC VÙNG BIỂN QUẢNG NINH BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG PHÂN TỬ UV VIS

PHÂN TÍCH HÀMLƯỢNG SẮT TRONG MỘT SỐ LOÀI NGAO VÀ HÀU THUỘC VÙNG BIỂN QUẢNG NINH BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG PHÂN TỬ UV-VIS Môn học: Phân tích thực phẩm... Vì thế, em gửi đến cô bài tiểu

PHÂN TÍCH HÀM

LƯỢNG SẮT TRONG

MỘT SỐ LOÀI NGAO VÀ

HÀU THUỘC VÙNG

BIỂN QUẢNG NINH

BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG PHÂN TỬ

UV-VIS

Môn học: Phân tích thực phẩm

LỜI MỞ ĐẦU

Sắt có vai trò thiết yếu trong quá trình trao đổi chất của cơ thể, bao gồm vận chuyện oxy trong máu, tổng hợp DNA, thở, chức năng miễn dịch và sản xuất năng lượng Thiếu sắt có thể có tác động nghiêm trọng đến sức khỏe và năng suất lao động, ảnh hưởng đến sự phát triển trí não

Thiếu sắt, thiếu máu ở giai đoạn vị thành niên có thể có tác động tiêu cực và lâu dài đến chức năng não bộ Thiếu máu ở phụ nữ mang thai có thể dẫn đến sinh non

Thiếu sắt là nguyên nhân phổ biến nhất dẫn đến thiếu máu – làm tăng nguy cơ suy tim Theo chuyên gia dinh dưỡng Natalie Parletta, của Đại học Nam Australia, thiếu hụt chất sắt có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe

Những loại động vật thân mềm như ngao, hàu, trai, sò, điệp, ốc… không chỉ giúp chúng ta tạo ra những món ăn lạ miệng, hấp dẫn mà còn chứa lượng lớn chất sắt, cung cấp đủ chất dinh dưỡng trong cơ thể

Sinh ra và lớn lên ở vùng biển Quảng Ninh, em hiểu rõ tầm quan trọng và giá trị dinh dưỡng của những loài động vật thân mềm vùng biển Vì thế, em gửi đến cô bài tiểu luận phân tích hàm lượng sắt trong ngao và hàu ở vùng biển Quảng Ninh quê em bằng phương pháp trắc quang phân tử UV-VIS (xác định hàm lượng sắt bằng thuốc thử axit sunfosalixilic)

TÌM HIỂU VỀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

1 Tìm hiểu chung về loài thân mềm hai mảnh vỏ

Chúng không có đầu, cũng như dải răng kitin Lớp này gồm các loài ngao, hàu, sò nứa, trai, điệp, và một số khác; một phần sống ở nước

mặn, phần còn lại ở nước ngọt Đa số là động vật ăn lọc Mang tiến hóa thành một bộ phận gọi là ctenidium, một cơ quan dùng để ăn và thở Chúng thường chôn mình trong trầm tích, nơi chúng tương đối an toàn trước kẻ thù Một số, như điệp, có thể bơi

Vỏ được cấu tạo từ canxi cacbonat và gồm hai mảnh được dính với nhau Hai mảnh vỏ thường đối xứng hai bên, kích thước vỏ biến thiên từ dưới một milimet tới hơn một mét, dù đa số không vượt quá 10 cm

2 Một số loài ngao biển tiêu biểu

- Ngao dầu: Vỏ có dạng hình tam giác, da vỏ màu nâu, trơn bóng Mặt trong của vỏ màu trắng, mép sau có màu tím đậm Ngao dầu được dùng làm thực phẩm cho tiêu thụ nội địa và có giá trị xuất khẩu Thịt

có mùi vị thơm ngon và nhiều đạm

- Ngao trắng: Hình dạng rất giống ngao dầu, nhưng kích thước nhỏ hơn Mặt ngoài vỏ màu vàng nhạt hoặc màu trắng sữa, một số cá thể có vân màu nâu Mặt trong vỏ có màu trắng Thịt ngao trắng thơm ngon, được chế biến các món ăn đặc sản Ngao có giá trị xuất khẩu quan trọng

- Ngao lụa: Vỏ cỡ trung bình, tương đối mỏng, có hình bầu dục dài Da

vỏ láng, có vòng sinh trưởng min sắp xếp khít nhau, mặt vỏ có nhiều vân phóng xạ màu tím gấp khúc dạng hình mạng lưới Thịt ngao thơm ngon, được chế biến thành các món ăn đặc sản Ngao lụa là loài xuất khẩu có giá trị

3 Loài hàu biển

Hàu hay hào hay hầu là loài động vật nhuyễn thể thuộc nhóm giáp xác hai mảnh vỏ trong họ hàng ngao, sò nhỏ sống ở bờ biển, ở các ghềnh đá ven

bờ biển hay các cửa sông, sống bám vào một giá thể như bám vào đá thành tảng, các rạn đá, móng cầu, ăn sinh vật phù du và các sinh vật trong bùn, cát, nước biển Hàu cũng được coi là một loại hải sản sống dưới nước Thịt hàu ngon và ngọt, rất giàu chất dinh dưỡng, có chứa protein, glucid, chất béo, kẽm, magiê, canxi,…

Hàu có kích thước tương đối lớn so với các loài ngao, đặc biệt là mảnh vỏ của hàu lớn hơn nhiều so với cơ thể của chúng Vỏ của hàu màu đen, xù xì

Các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ lọc nước lấy thực vật và động vật nổi làm thức

ăn nên chúng là thành viên quan trọng tham gia vào quá trình làm sạch nước

Ví dụ một con hàu làm lắng 1.0875 g bùn/ngày Thịt nhuyễn thể có mùi vị thơm ngon và nhiều đạm, chúng là thức ăn quan trọng, cần thiết và phổ biến đối với con người và có giá trị xuất khẩu cao Các vỏ trai có lớp xà cừ đẹp dùng cho đồ

gỗ khảm trai và cho hàng mỹ nghệ Ngoài ra, các phần cơ thể của nhuyễn thể được dùng làm nguyên liệu sản xuất các đồ dùng rất độc đáo như sản xuất khuy

áo bằng vỏ trai, ở một số vùng biển dùng vỏ sò để nung vôi

THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1 Dụng cụ, thiết bị, hóa chất

1.1 Dụng cụ

- Chén sứ

- Bát sứ

- Bếp điện

- Giấy lọc

- Cốc có mỏ

- Đũa thủy tinh

- Gía đụng cuvet

- Cốc thủy tinh: 100ml

- Bình định mức 50ml, 100ml

- Pipet 2ml, 5ml, 10ml, 20ml

1.2 Thiết bị

Máy đo quang phổ UV-VIS UVD-3200

- Lò nung

- Cân phân tích

1.3 Hóa chất

Các dung dịch gốc: Fe3 +¿¿ 1000ppm trong HNO3 2% (ppm=10−6) Axit: HNO3 đặc, HCl đặc, H2SO4 đặc, HClO4 đặc

Muối: KNO3, axit sunfosalixilic

Dung dịch: H2O2 30%, NH3 đặc

Nước cất

2 Cách pha các loại hóa chất

- Pha dung dịch chuẩn Fe3 +¿¿0.1mg/ml trong HNO3 2% : lấy 10ml dung dịch gốc Fe3 +¿¿ có nồng độ 1000ppm hay 1mg/ml cho vào bình định mức 100ml rồi định mức bằng HNO3 2% đến vạch

- Dung dịch axit sunfosalixilic 10%: hòa tan 30g axit sunfosalixilic tinh khiết vào 270ml nước cất

- Dung dịch NH3 10%: pha loãng dung dịch NH3 đặc 2,5 lần

- Dung dịch HCl 10%: pha loãng dung dịch HCl đặc lên 3,6 lần

3 Các bước phân tích

- Khảo sát điều kiện vô cơ hóa mẫu

- Xây dựng đường chuẩn

- Xác định hiệu suất thu hồi

- Đánh giá sai số thống kê của phương pháp

- Đề xuất quy trình phân tích hàm lượng sắt trong nhuyễn thể

- Phân tích hàm lượng sắt trong một số loài nghêu và hàu theo hai đợt: trong tháng 9, tháng 10 và tháng 4, tháng 5

3.1 Khảo sát điều kiện vô cơ hóa mẫu

Khảo sát thể tích H2SO4 đặc để vô cơ hóa mẫu: Để khảo sát thể tích H2SO4 đặc, chuẩn bị 6 mẫu hoàn toàn giống nhau cho vào 6 bát sứ, mỗi bát sứ 20g mẫu đã được xay nhuyễn, thêm vào mỗi mẫu 10ml HNO3 đặc, 1ml HClO4 đặc, 5ml KNO3 10% và thêm vào lần lượt 2ml, 3ml, 4ml, 5ml, 6ml, 7ml dung dịch H2SO4 đặc Tiến hành đun trên bếp điện cho đến khô rồi cho từ từ 10ml H2O2 30% vào mẫu rồi tiếp tục đun trên bếp điện cho đến than đen, sau

đó cho vào lò nung ở 4600C trong thời gian 3 giờ Hòa tan mẫu bằng dung dịch HCl 10% rồi lọc, hứng dịch lọc vào bình định mức 50ml, định mức bằng nước cất hai lần lên 50ml Dùng pipet hút chính xác 10ml dung dịch cho vào bình định mức 50ml khác, thêm vào 5ml axit sunfoxalixilic và 6ml dung dịch NH4OH 10% Lắc đều và định mức bằng nước cất đến 50ml, để 10 phút Sau đó đem

đo quang trên máy UV – VIS tại λmax= 418,5nm

Khảo sát nhiệt độ và thời gian nung tối ưu: cân chính xác 20 gam mẫu nhuyễn thể đã xay nhuyễn cho vào bát sứ, cho lượng dung môi đã chọn vào, đem đun trên bếp điện cho mẫu sôi nhẹ và đun sôi từ từ cho đến khô để trở thành tro đen, sau đó chuyển mẫu vào

lò nung, nung cho đến tro trắng thì dừng lại Sau khi chọn được nhiệt độ nung tối ưu, cố định nhiệt độ và thay đổi thời gian từ 1 giờ đến 2,5 giờ để chọn thời gian nung tối ưu

3.2 Xây dựng đường chuẩn

Chuẩn bị bình định mức dung tích 50ml, tiến hành chuẩn bị dãy dung dịch đo với thể tích dung dịch Fe3 +¿¿0,1mg/ml tăng dần: 0,5ml; 1ml; 1,5ml; 2 ml; 2,5 ml Thêm vào mỗi bình lần lượt 5ml dung dịch axit sunfosalixilic 10% và 6ml dung dịch NH4OH 10% Lắc đều và định mức bằng nước cất đến 50ml Trong một bình định mức 50ml khác chuẩn bị dung dịch trống với các lượng

NH4OH và axit sunfosalixilic như ở trên nhưng không có dung dịch

Fe3 +¿¿ Đo mật độ quang của dãy dung dịch trên máy UV – VIS, tiến hành lập đường chuẩn xác định sắt

3.3 Xác định hiệu suất thu hồi

Để xác định hiệu suất thu hồi của phương pháp, ta tiến hành phân tích trên một số mẫu giả với nồng độ ban đầu của Fe3 +¿¿ đã biết chính xác, lượng dung môi, nhiệt độ nung mẫu và thời gian nung mẫu đã chọn từ trước Từ đó đánh giá hiệu suất thu hồi của phương pháp

3.4 Đánh giá sai số thống kê của phương pháp

Trong quá trình phân tích ta luôn mắc phải các sai số trong quá trình cân, đo thể tích,… cũng như trong các giai đoạn phân tích Điều đó sẽ quyết định độ chính xác của phép phân tích Thông thường, khi tiến hành thí nghiệm chúng ta thường tiến hành một số thí nghiệm độc lập trong cùng điều kiện giống nhau, và từ các kết

quả riêng lẻ thu được, ta tiến hành xử lý thống kê để đánh giá độ chính xác của phép đo Các đại lượng đặc trưng thống kê quan trọng nhất là giá trị trung bình cộng và phương sai

Giá trị trung bình cộng: Giả sử ta tiến hành n phép đo độc lập đại

lượng X với các kết quả: X1, X2, X3, … , Xn Giá trị trung bình cộng X = n X n i  i 1 là giá trị gần với giá trị thực của đại lượng cần đo với xác suất cao nhất trong số các giá trị đo được

Phương sai: Phương sai của phép đo phản ánh độ phân tán của kết

quả đo, được đánh giá bằng:

S2= ∑i=1

n

(X i− ´X )2

k

k = số bậc tự do Nếu chỉ có một đại lượng cần đo X thì k = n – 1 Giá trị S = √S2 thường được gọi là độ lệch chuẩn của phép đo

Độ lệch chuẩn của đại lượng trung bình cộng S ´X được tính theo:

S ´X= √S2

n = √ ∑(X i− ´X )2

n(n−1)

Độ lệch tiêu chuẩn tương đối (% RSD) tức là hệ số biến động Cv: đặc trưng cho độ lặp lại hay độ phân tán của các kết quả thí nghiệm

và được xác định bằng hệ thức:

Cv = X S´ x 100% (RSD hay Cv càng nhỏ thì độ lặp lại càng tốt)

Sai số tương đối Δ%: Δ%= X−μ´μ x 100%

3.5 Quy trình phân tích hàm lượng sắt trong nhuyễn thể

Trên cơ sở tiến hành khảo sát chọn lượng dung môi, nhiệt độ nung, thời gian nung mẫu thích hợp, cùng các điều kiện tối ưu khác chúng tôi tiến hành xây dựng qui trình phân tích hàm lượng sắt trong một số mẫu nhuyễn thể hai mảnh vỏ thực tế bằng phương pháp đo quang

3.6 Phân tích hàm lượng sắt trong một số loài nghêu và hàu theo hai

đợt: tháng 9, tháng 10 và tháng 4, tháng 5

3.6.1 Lấy mẫu

Ta tiến hành thu nhập mẫu theo kiểu ngẫu nhiên ngay sau khi đánh bắt dọc bờ biển khu vực Đà Nẵng Mẫu được mua từ nhiều điểm bán với nhiều kích thước gần giống nhau, sau đó đồng nhất thành mẫu ban đầu

3.6.2 Chuẩn bị mẫu

Việc thu thập mẫu phải đảm bảo mẫu được tươi nên sau khi lấy nếu ở gần thì chuyển ngay về phòng thí nghiệm và tiến

hành xử lý sơ bộ ngay Nếu ở xa phòng thí nghiệm thì phủ bùn và bảo quản chỗ mát (theo kinh nghiệm của ngư dân bằng cách này có thể giữ cho nhuyễn thể tươi trong một tuần)

Mẫu được chuyển về phòng thí nghiệm, tại đây các chất bẩn bám ngoài vỏ phải được rửa sạch rồi cạo sạch phần bẩn bằng một con dao inốc sạch Rửa sạch vỏ ngoài bằng nước cất hoặc nước biển rồi để ráo Tiếp theo dùng lưỡi dao ấn vào phía ngoài của cơ khép vỏ rồi chuyển lưỡi dao Sau đó lách một đường thẳng, tách hai vỏ ra, không cố gắng mở hai

vỏ bằng cách đập vỡ vỏ Nếu hai cơ khép được cắt ra thì hai

vỏ được mở ra dễ dàng Dùng con dao nhựa lấy phần mềm

ra, chú ý không chạm vào vỏ Sau đó để ráo nước và đem xay nhỏ và tiến hành phân tích Nếu chưa phân tích được ngay thì bảo quản trong tủ lạnh ở -4 oC hoặc cho lượng dung môi đã khảo sát vào để ngâm ngày hôm sau tiến hành quá trình vô cơ hóa mẫu

3.6.3 Địa điểm lấy mẫu

Dọc bờ biển Cửa Ông, Quảng Ninh

3.6.4 Phân tích hàm lượng kim loại nặng trong nhuyễn thể

Quy trình phân tích hàm lượng sắt trong nhuyễn thể hai mảnh vỏ theo quy trình sau: Chuẩn bị mẫu => Xử lý sơ bộ

=> Vô cơ hóa mẫu => Định mức => Phân tích

QUY TRÌNH PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG SẮT

TRONG NHUYỄN THỂ HAI MẢNH VỎ VÙNG BIỂN

Cân chính xác 20 gam mẫu đã được xay nhuyễn cho vào bát

sứ, thêm vào hỗn hợp 4ml H2SO4 đặc, 10ml HNO3 đặc, 1ml

HClO4 đặc, 5ml HNO3 10% đun trên bếp điện cho đến khô, cho từ từ 10ml H2O2đặc vào mẫu rồi tiếp tục đun trên bếp điện cho đến than đen Sau đó cho chén nung vào lò nung ở

4600 C trong vòng 1,5 giờ thu được tro trắng Lấy mẫu ra cho vào cốc thủy tinh, thêm 10ml HCl 10%, khuấy đều, gạn lọc dung dịch và hứng dịch lọc vào bình định mức 50ml, định mức bằng nước cất hai lần lên 50ml Dùng pipet lấy chính xác 10ml dung dịch cho vào bình định mức 50ml khác, rồi thêm 5ml axit sunfosalixilic 10% với 6ml NH4OH

10%, định mức bằng nước cất đến vạch, lắc đều, để 10 phút Sau đó đo mật độ quang của dung dịch màu tại λmax = 418,5nm

Công thức tính hàm lượng sắt (µg/g khối lượng tươi):

C x V1x V3

m x V2 x 1000

Trong đó: C là nồng độ của sắt suy ra từ phương trình đường chuẩn (mg/ml)

m là khối lượng mẫu đem vô cơ hóa mẫu (g)

V1 là thể tích dung dịch phân tích (ml)

V2 là thể tích dung dịch phân tích để tạo màu (ml)

V3 là thể tích dung dịch màu (ml)

Quy trình phân tích hàm lượng sắt trong nghêu và hàu

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Bài tiểu luận có sự tham khảo tài liệu từ nhiều nguồn:

2 Phương pháp trắc quang phân tử UV-VIS

Cân chính

xác 20 gam

mẫu

1ml 10ml đặc 5ml 10%

4ml đặc 10ml 30%

Rồi đun trên bếp điện Than

đen Nhiệt độ nung 460℃CThời gian nung 1,5h

Tro trắng

Hòa tan trong 10ml HCl 10%

Gạn lọc bỏ cặn, định mức dung dịch bằng nước cất lên 50ml

Dung dịch phân tích

Hút 10ml dd cho vào bình định mức 50ml khác, rồi thêm vào 5ml dd axit sunfosalixilic và 6ml dd 10%

Định mức đến bình 50ml Dung

dịch màu

Đo trên máy UV-VIS

Phương pháp đo quang dựa vào tính chất hấp thụ chọn lọc ánh sáng trong

vùng nhìn thấy của chất màu Để xác định sắt người ta dùng một số thuốc

thử sau để tạo phức màu: axit sunfosalixilic trong môi trường đệm amoni

(pH = 8 – 11), amoni thioxianat trong môi trường HNO3 1:1,

o-phenantrolin trong môi trường pH = 3 – 9 hay 2,2-bipyridyl trong môi

trường axit axetic,…

Xác định hàm lượng sắt bằng thuốc thử axit sunfosalixilic:

Axit sunfosalixilic tạo với sắt các ion phức có màu khác nhau: tại pH = 2

– 2,5 [Fe (Sal)]+1 có màu đỏ, tại pH = 4 – 8 [Fe (Sal)2]−1 có màu nâu và tại

pH = 8 – 11,5 [Fe (Sal)3 ]−3 có màu vàng Trong môi trường axit những ion

phức nêu trên chỉ được tạo thành với oxit sắt (III) còn trong môi trường

kiềm thì cả với oxit sắt (II) và oxit sắt (III) vì trong những điều kiện như

vậy Fe2+¿¿ dễ dàng được oxi hóa thành Fe3 +¿¿ Phương pháp dùng thuốc

thử axit sunfosalixilic trong môi trường amoniac cho phép xác định tổng

lượng các ion Fe2+ ¿¿và Fe3 + ¿¿nghĩa là xác định hàm lượng tổng số của sắt

Phương pháp dựa trên sự tạo thành ion nội phức sắt sunfosalixilat:

Fe3 +¿¿

+

Màu vàng của ion phức này rất bền Phương

pháp này có thể xác định cường độ màu bằng

mắt hoặc bằng máy so màu quang điện Hệ số

hấp thụ phân tử của dung dịch màu tại λ = 430 nm là ε = 6000 Lượng lớn

nhôm, đồng có trong mẫu phân tích có thể gây cản trở phép xác định vì chúng

tạo phức với axit sunfosalixilic

Dụng cụ, thiết bị, hóa chất

Dụng cụ

- Chén sứ

- Bát sứ

- Bếp điện

- Giấy lọc

- Cốc có mỏ

- Đũa thủy tinh

- Gía đụng cuvet

- Cốc thủy tinh: 100ml

O OOC

O

OOC O

COO

Fe

SO3H

COOH OH

SO3H

HO3S

SO3H

- Pipet 2ml, 5ml, 10ml, 20ml

Thiết bị

- Lò nung

- Cân phân tích

Hóa chất

- Các dung dịch gốc: Fe3 +¿¿ 1000ppm trong HNO3 2%

- Axit: HNO3 đặc, HCl đặc, H2SO4 đặc, HClO4 đặc

- Muối: KNO3, axit sunfosalixilic

- Dung dịch: H2O2 30%, NH3 đặc

- Nước cất