Xác định đồng thời cu2 và co2 bằng phương pháp trắc quang sử dụng các thuật toán hồi quy đa biến

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA HÓA HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
CỬ NHÂN HÓA HỌC
Chuyên ngành Hóa phân tích
ĐỀ TÀI
Hướng dẫn khoa học : Th.S Lê Ngọc Tứ
Người thực hiện :Huỳnh Thị Mộng Tuyền
Niên khóa : 2008 – 2012
TP. Hồ Chí Minh – tháng 5 năm 2012
XÁC ĐỊNH ĐỒNG THỜI Cu2+
VÀ Co2+
BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG
SỬ DỤNG CÁC THUẬT TOÁN
HỒI QUY ĐA BIẾN

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT...................................................................... 4
DANH MỤC BẢNG.............................................................................................. 5
DANH MỤC HÌNH VẼ ........................................................................................ 7
LỜI MỞ ĐẦU........................................................................................................ 8
PHẦN TỔNG QUAN............................................................................................ 10
CHƯƠNG 1. ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG.............. 11
1.1. Giới thiệu về phương pháp trắc quang ...................................................................11
1.2. Các mức năng lượng trong phân tử ......................................................................11
1.3. Các định luật cơ bản về sự hấp thụ ánh sáng ........................................................12
CHƯƠNG 2. ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐỒNG, COBAN VÀ 5 – BSAT ................... 13
2.1. Vai trò của đồng, coban đối với sự phát triển của sinh vật ....................................13
2.2. Một số tính chất của nguyên tố đồng......................................................................15
2.3. Một số tính chất của nguyên tố coban....................................................................17
2.4. Thuốc thử 5-bromosalicylaldehyde thiosemicarbazone (5 – BSAT).....................20
CHƯƠNG 3. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG ĐỒNG VÀ
COBAN ................................................................................................................. 24
3.1. Một số phương pháp xác định đồng .......................................................................24
3.2. Một số phương pháp xác định coban......................................................................26
3.3. Một số phương pháp xác định đồng thời đồng và coban .......................................28
CHƯƠNG 4. MỘT SỐ THUẬT TOÁN HỒI QUY ĐA BIẾN TUYẾN
TÍNH PHÂN TÍCH ĐỒNG THỜI HỖN HỢP ĐA CẤU TỬ ........................... 31
4.1. Sơ lược về phương pháp trắc quang kết hợp với thuật toán hồi quy đa biến.........31
4.2. Cơ sở lý thuyết của phương pháp hồi quy tuyến tính đa biến ...............................32
4.3. Phương pháp bình phương tối thiểu thông thường (classical least square - CLS).34

4.4. Phương pháp bình phương tối thiểu riêng phần (partial least square – PLS) ........35
4.5. Phương pháp hồi quy cấu tử chính (principal component regression – PCR) ......36
4.6. Phần mềm Matlab ..................................................................................................40
PHẦN THỰC NGHIỆM....................................................................................... 43
CHƯƠNG 5. HÓA CHẤT, DỤNG CỤ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU....................................................................................................... 44
5.1. Hóa chất và dụng cụ thí nghiệm.............................................................................44
5.2. Chuẩn bị các dung dịch gốc....................................................................................44
5.3. Nội dung thực nghiệm............................................................................................45
5.4. Khảo sát các điều kiện tối ưu của quá trình tạo phức màu giữa ion Cu2+
và Co2+
với thuốc thử 5 – BSAT.................................................................................................46
5.5. Nghiên cứu xác định đồng thời Cu2+
và Co2+
kết hợp với các thuật toán hồi quy
đa biến ..........................................................................................................................53
CHƯƠNG 6. KẾT QUẢ..................................................................................... 58
6.1. Các điều kiện tối ưu................................................................................................58
6.2. Xác định nồng độ Cu2+
và Co2+
trong các hỗn hợp phân tích bằng phương pháp
trắc quang kết hợp với các thuật toán hồi quy đa biến tuyến tính.................................65
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ................................................................................. 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 73
PHỤ LỤC............................................................................................................... 77

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
STT Kí hiệu viết tắt Tên đầy đủ
1 AAS
Atomic absorption spectroscopy
(Quang phổ hấp thụ nguyên tử)
2 CLS
Classical least squares
(Phương pháp bình phương tối thiểu thông thường)
3 DMF N,N-dimethylformamide
4 ILS
Inverse least squares
(Phương pháp bình phương tối thiểu nghịch đảo)
5 LOD
Limit of detection
(Giới hạn phát hiện)
6 LOQ
Limit of quantification
(Giới hạn định lượng)
7 PC
Principal component
(Cấu tử chính)
8 PCR
Principal component regression
(Phương pháp hồi quy cấu tử chính)
9 PLS
Partial least squares
(Phương pháp bình phương tối thiểu riêng phần)
10 UV – Vis
Ultraviolet – visible spectrophotometry
(Quang phổ tử ngoại khả kiến)
11 5 – BSAT 5-bromosalicylaldehyde thiosemicarbazone

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Sự hình thành phức Cu(II) trong một số thuốc thử hữu cơ .................... 25
Bảng 2: Dãy các dung dịch phức Cu (II) – 5-BSAT để khảo sát pH tối ưu......... 47
Bảng 3: Dãy các dung dịch phức Co (II) – 5-BSAT để khảo sát pH tối ưu......... 47
Bảng 4: Dãy dung dịch phức Cu(II) – 5-BSAT khảo sát lượng dung môi
DMF cần dùng......................................................................................................... 48
Bảng 5: Dãy dung dịch phức Co(II) – 5-BSAT khảo sát lượng dung môi
DMF cần dùng......................................................................................................... 48
Bảng 6: Dãy dung dịch phức Cu(II) – 5-BSAT khảo sát lượng dư thuốc thử
để chuyển hoàn toàn ion Cu2+
thành phức .............................................................. 49
Bảng 7: Dãy dung dịch phức Co(II) – 5-BSAT khảo sát lượng dư thuốc thử
để chuyển hoàn toàn ion Co2+
thành phức .............................................................. 49
Bảng 8: Dãy dung dịch phức Cu(II) – 5-BSAT để xác định thành phần phức.... 50
Bảng 9: Dãy dung dịch phức Co(II) – 5-BSAT để xác định thành phần phức.... 51
Bảng 10: Dãy dung dịch phức Cu(II) – 5-BSAT để khảo sát khoảng nồng độ
tuân theo định luật Beer .......................................................................................... 52
Bảng 11: Dãy dung dịch phức Cu(II) – 5-BSAT để khảo sát khoảng nồng độ
tuân theo định luật Beer .......................................................................................... 52
Bảng 12: Dãy nồng độ ion Cu2+
và Co2+
trong 8 mẫu chuẩn................................. 53
và Co2+
trong 3 mẫu kiểm tra ............................. 53
và Co2+
trong 3 mẫu tự pha................................. 53
Bảng 15: Ma trận nồng độ hai cấu tử Cu2+
và Co2+
trong 8 mẫu chuẩn................. 65
Bảng 16: Hàm lượng của Cu2+
tìm thấy trong 8 mẫu chuẩn.................................. 66
Bảng 17: Hàm lượng của Co2+
tìm thấy trong 8 mẫu chuẩn.................................. 66

Bảng 18: Ma trận nồng độ hai cấu tử Cu2+
và Co2+
trong 3 mẫu kiểm tra............. 67
Bảng 19: Hàm lượng của Cu2+
tìm thấy trong 3 mẫu kiểm tra .............................. 67
Bảng 20: Hàm lượng của Co2+
tìm thấy trong 3 mẫu kiểm tra .............................. 68
Bảng 21: Hàm lượng Cu2+
tìm thấy trong 3 mẫu tự pha ........................................ 68
Bảng 22: Hàm lượng Co2+
tìm thấy trong 3 mẫu tự pha ........................................ 68

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1: Phổ hấp thụ của dung dịch 5 – BSAT 2.10-5
M....................................... 58
Hình 2: Phổ hấp thụ của dung dịch Cu(II) – 5-BSAT 2.10-5
M ........................... 58
Hình 3: Phổ hấp thụ của dung dịch Co(II) – 5-BSAT 2.10-5
M ........................... 59
Hình 4: Phổ hấp thụ của các chất......................................................................... 59
Hình 5: Sự phụ thuộc của mật độ quang theo pH................................................ 60
Hình 6: Ảnh hưởng của lượng dung môi DMF đến mật độ quang...................... 61
Hình 7: Sự phụ thuộc của mật độ quang theo thời gian....................................... 61
Hình 8: Đồ thị xác định lượng dư thuốc thử để chuyển hoàn toàn ion kim loại
thành phức............................................................................................................... 62
Hình 9: Đồ thị xác định thành phần của phức Cu(II) – 5-BSAT......................... 63
Hình 10: Đồ thị xác định thành phần của phức Co(II) – 5-BSAT......................... 63
Hình 11: Sự phụ thuộc tuyến tính của mật độ quang vào nồng độ ion Cu2+
......... 64
Hình 12: Sự phụ thuộc tuyến tính của mật độ quang vào nồng độ ion Co2+
......... 64

LỜI MỞ ĐẦU
Các nguyên tố đồng, coban có vai trò quan trọng trong đời sống con người, các
ngành công nghiệp và sự sinh tồn của động thực vật nói chung. Chúng giúp cơ thể
chúng ta sử dụng chất đạm, lipit và đường, điều hòa các hoạt động, hỗ trợ các phản
ứng hóa học trong cơ thể đồng thời còn làm vững chắc xương, điều khiển thần kinh và
cơ, cụ thể như: đồng tổng hợp nhiều sắc tố, chuyển hóa sắt và lipit, biến năng
cholesterol thành vô hại…; coban tham gia chuyển hóa gluxit, kích thích tạo máu ở tủy
xương, có tác dụng với các triệu chứng đau nửa đầu khi kết hợp với mangan.
Đối với cây trồng, không những chúng giúp năng suất, chất lượng nông sản
được nâng lên mà còn làm giảm chi phí bảo vệ thực vật. Nhưng sự vượt quá ngưỡng
cho phép của hàm lượng các nguyên tố này sẽ gây ra những tác hại không nhỏ đối với
con người, động thực vật và cả môi trường sống của chúng ta. Ví dụ như đồng, coban
khi có nồng độ cao có thể tác động đến gốc sunfat trong enzim, làm vô hiệu hóa các
enzim hoặc phong tỏa màng tế bào; nhưng khi hàm lượng đồng trong cơ thể thiếu sẽ
dẫn đến mạch máu bị giãn, xương không nảy nở bình thường, thiếu máu đối với trẻ
nhỏ… Vì vậy, việc xác định các nguyên tố trên là rất cần thiết.
Để phân tích, xác định hàm lượng các nguyên tố nhất là khi chúng cùng có mặt
trong mẫu phân tích và hàm lượng thấp là một vấn đề khó khăn. Có nhiều phương
pháp xác định các nguyên tố như phương pháp điện hóa – xác định đồng trong muối
đồng sunfat bằng phương pháp điện phân; phương pháp quang phổ phát xạ (AES) –
tác giả Phạm Luận phân tích một số kim loại trong nước, đối với Na cho giới hạn phát
hiện là 0,05ppm, K và Li là 0,5ppm và với Pb là 0,1ppm; phương pháp quang phổ
phát xạ - cao tần cảm ứng plasma (ICP – AES) – Mustafa Turkmen và cộng sự đã
phân tích hàm lượng của các kim loại nặng trong hải sản vùng biển Marmara, Aegean
và Mediterranean thì cho kết quả hàm lượng của Fe, Zn rất cao ở tất cả các phần của
hải sản; phương pháp khối phổ - cao tần cảm ứng plasma ( ICP – MS) – nhóm các tác
giả Trần Tứ Hiếu, Lê Hồng Minh, Nguyễn Viết Thức xác định lượng vết của 6 kim
loại nặng: Cu, Zn, As, Ag, Cd và Pb trong các loài trai, ốc ở Hồ Tây – Hà Nội; phương
pháp kích hoạt nơtron (NAA) – xác định hàm lượng thủy ngân trong nước; phương

pháp huỳnh quang – Dong Yan-Jie và Ke Gai xác định lượng vết Pb trên cơ sở cho
Pb2+
tạo phức với axit gibberellic theo tỉ lệ Pb2+
: axit là 1:2; phương pháp phổ hấp thụ
nguyên tử (AAS) – xác định vi lượng Cu và Zn trong dầu và mỡ ăn… có độ chọn lọc,
độ nhạy cao, cho kết quả phân tích tốt nhưng đòi hỏi trang thiết bị giá thành lớn và kĩ
thuật phân tích cao.
Phương pháp trắc quang với trang thiết bị phổ biến, giá thành không quá cao, dễ
sử dụng, độ chọn lọc thích hợp là kĩ thuật được sử dụng rộng rãi trong các phòng thí
nghiệm. Tuy nhiên, việc phân tích các nguyên tố đòi hỏi phải có những thuốc thử phù
hợp, đặc trưng, sử dụng dung môi độc hại, không những thế trong dung dịch phân tích
thường có thành phần nền phức tạp, có nhiều yếu tố tạo phức, phổ hấp thụ của các cấu
tử xen phủ nhau làm ảnh hưởng đến kết quả phân tích. Do đó, để phân tích các dung
dịch hỗn hợp này thường tách riêng từng cấu tử hoặc dùng chất che loại trừ ảnh hưởng
rồi xác định chúng nên quy trình phân tích rất phức tạp, tốn rất nhiều thời gian. Với sự
phát triển mạnh mẽ của ngành toán học thống kê, đồ thị và tin học ứng dụng, việc xác
định đồng thời nhiều cấu tử trong cùng hỗn hợp đã có những bước tiến mới. Rất nhiều
công trình nghiên cứu đã áp dụng các phương pháp phổ đạo hàm, phương pháp bình
phương tối thiểu thông thường (CLS), phương pháp bình phương tối thiểu nghịch đảo
(ILS), phương pháp bình phương tối thiểu riêng phần (PLS), phương pháp lọc Kalman,
phương pháp hồi quy cấu tử chính (PCR), phương pháp hồi quy đa biến phi tuyến
tính…để xác định đồng thời các chất trong cùng hỗn hợp, làm cho quy trình phân tích
đơn giản, phân tích nhanh, ít tốn thuốc thử và hóa chất, tăng độ chính xác. Chính vì
những lý do đó, chúng tôi chọn đề tài:
“XÁC ĐỊNH ĐỒNG THỜI Cu2+
VÀ Co2+
BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC
QUANG SỬ DỤNG CÁC THUẬT TOÁN HỒI QUY ĐA BIẾN”

Khóa luận tốt nghiệp 2008 – 2012 GVHD: ThS. Lê Ngọc Tứ
CHƯƠNG 1. ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP
TRẮC QUANG
1.1. Giới thiệu về phương pháp trắc quang [2], [6]
Phương pháp trắc quang là tên gọi chung của các phương pháp phân tích quang
học dựa trên sự tương tác chọn lọc giữa chất cần xác định với năng lượng bức xạ thuộc
vùng tử ngoại, khả kiến hoặc hồng ngoại. Tương tác này xảy ra ở mức phân tử.
Tùy thuộc vào loại hiệu ứng tương tác giữa phân tử và năng lượng bức xạ mà ta
có những phương pháp phân tích trắc quang khác nhau: phương pháp hấp thụ quang,
phương pháp phát quang, phương pháp đo độ đục.
Phương pháp trắc quang là phương pháp phổ biến, thường được sử dụng,
tuy nó chưa là một phương pháp hoàn toàn ưu việt nhưng nó có nhiều ưu điểm: độ
chính xác, độ chọn lọc cao, thực hiện nhanh, thiết bị đơn giản và tự động hoá.
Nguyên tắc chung của phương pháp phân tích trắc quang là chuyển cấu tử X
cần định lượng thành hợp chất hấp thụ ánh sáng rồi đo sự hấp thụ ánh sáng của nó, từ
đó suy ra hàm lượng cấu tử X cần xác định.
1.2. Các mức năng lượng trong phân tử [2]
Nội năng trong phân tử bao gồm ba thành phần chính là:
- Năng lượng chuyển động của electron (electron hoá trị), kí hiệu Ee.
- Năng lượng dao động của các nguyên tử trong phân tử, kí hiệu Ev.
- Năng lượng chuyển động quay của toàn phân tử, kí hiệu Ej.
Ngoài ra, còn năng lượng chuyển động tịnh tiến của phân tử mà người ta
thường không xét tới vì năng lượng này liên tục. Do đó, ta có thể biểu diễn nội năng E
của phân tử dưới dạng biểu thức gần đúng như sau:
E = Ee +Ev +Ej (trong đó Ee >> Ev >> Ej)
Các năng lượng này đều được lượng tử hóa và các mức năng lượng trong phân
tử hợp thành phổ năng lượng phân tử. Mỗi phân tử có nhiều mức của electron (gọi là
có nhiều mức e), có nhiều mức dao động của nguyên tử (gọi là mức v) và nhiều mức

chuyển động quay (gọi là mức j). Do đó, mỗi phân tử có vô số mức năng lượng có thể
có. Tuy vậy, ở trạng thái cơ bản của phân tử chỉ có một mức năng lượng xác định.
1.3. Các định luật cơ bản về sự hấp thụ ánh sáng [2], [6], [7]
1.3.1. Định luật Bougher – Lambert – Beer
"Khi chiếu một chùm ánh sáng đơn sắc đi qua dung dịch màu thì mức độ hấp
thụ của dung dịch màu tỉ lệ thuận với cường độ dòng sáng và nồng độ các chất hấp
thụ".
Biểu thức của định luật:
A = ε.l.C hay I = I0.10- εlC
Trong đó
- ε: Hệ số hấp thụ mol phân tử (l.mol-1
.cm-1
)
- C: Nồng độ mol của chất hấp thụ (mol/l)
- l : Chiều dày của lớp hấp thụ (cm)
1.3.2. Định luật cộng tính
“Ở bước sóng λ nhất định mật độ quang của hỗn hợp các cấu tử không tương tác
hoá học với nhau bằng tổng mật độ quang của các cấu tử riêng biệt.”
Biểu thức định luật cộng tính:
A = ∑=
n
i
nn Cl
1
..ε
A = ε1.l.C1 + ε2.l.C2 +... + εn.l.Cn
Định luật cộng tính là cơ sở toán học để áp dụng phân tích tìm nồng độ của các
cấu tử trong hệ đa cấu tử. Tuy nhiên, để có độ đúng thỏa mãn cho các phép xác định
nồng độ, định luật này thường được áp dụng cho hệ chứa hai hoặc ba cấu tử hấp thụ
ánh sáng không tương tác hóa học với nhau.

CHƯƠNG 2. ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐỒNG, COBAN VÀ 5 – BSAT
2.1. Vai trò của đồng, coban đối với sự phát triển của sinh vật [21], [22], [23]
Các nguyên tố vi lượng, tuy có không nhiều trong cơ thể nhưng lại đóng một
vai trò hết sức quan trọng đối với sự sống, chẳng hạn như hỗ trợ các phản ứng hóa học
trong cơ thể; giúp cơ thể sử dụng chất đạm, mỡ và đường; giúp làm vững chắc xương
và điều khiển thần kinh, cơ; điều hòa hoạt động của cơ thể, tương tác với các chất khác
như các vitamin; một số nguyên tố vi lượng như sắt, mangan, kẽm có tác dụng chống
stress rất hiệu quả. Hầu hết trong số chúng được đưa vào cơ thể đều đặn cùng với thức
ăn. Hàng ngày, người trưởng thành đưa vào cơ thể từ vài trăm µg (niken, bo,….) đến
vài mg (sắt, iôt, coban,….). Khi thiếu hụt nguyên tố vi lượng có thể dẫn đến các biểu
hiện bệnh lý, hay các sự bất ổn cho cơ thể chúng ta. Việc bổ sung định kỳ có kiểm soát
các nguyên tố vi lượng là rất có ích cho sức khỏe và giúp ngăn ngừa một số bệnh tật.
Đối với thực vật, có khoảng 74 nguyên tố trong đó có 14 nguyên tố đa lượng
(chiếm 99,95%) và 60 nguyên tố vi lượng, siêu vi lượng (0,05%) nhưng vẫn có vai trò
quan trọng. Vi lượng không phải là những nguyên tố có trong cấu tạo thực vật nhưng
chúng lại là cơ sở của sự sống vì hầu hết các quá trình tổng hợp và chuyển hóa là nhờ
enzym mà thành phần của enzym chủ yếu là các nguyên tố vi lượng. Cây cần một
lượng ít phân vi lượng nhưng đó là những vi chất thiết yếu, nếu thiếu sẽ ảnh hưởng
đến năng suất cây trồng.
Với mọi sinh vật, không thể phủ nhận vai trò của các nguyên tố vi lượng nói
chung và các nguyên tố đồng, coban nói riêng.
Đồng là một loại vi khoáng chất chiếm số lượng nhiều thứ ba trong cơ thể sau
sắt và kẽm; nó có trong tất cả các cơ quan trong cơ thể, nhưng nhiều nhất là ở gan.
Đồng có nhiều chức năng sinh lý quan trọng chủ yếu cho sự phát triển của cơ thể như
thúc đẩy sự hấp thu và sử dụng sắt để tạo thành hemoglobin của hồng cầu; tham gia
vào thành phần cấu tạo của nhiều loại enzym có liên quan đến quá trình hô hấp của cơ
thể; tổng hợp nhiều hoormon (catecholamin, tuyến giáp, corticoid...), tổng hợp nhiều
sắc tố, chuyển hóa sắt và lipit, biến năng cholesterol thành vô hại … Do vậy, đồng là
một chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể con người với một hàm lượng rất nhỏ (80 –

99,4 mg trong cơ thể người trưởng thành). Tiêu chuẩn RDA của Mỹ về đồng đối với
người lớn khỏe mạnh là 0.9mg/ngày. Đồng với hàm lượng không thích hợp sẽ gây ra
ảnh hưởng tiêu cực đối với con người – sự thiếu hụt đồng thường dẫn đến thiếu máu
đối với trẻ nhỏ, mất sắc tố ở lông tóc, mạch máu bị giãn, xương không nảy nở bình
thường... Khi hàm lượng đồng vượt có thể gây ra rối loạn dạ dày, những bệnh về gan,
thận và phổi, bệnh Wilson – là một bệnh lý sinh ra bởi các cơ thể khi đồng bị giữ lại
mà không tiết ra bởi gan vào trong mật. Mức cao nhất có thể chịu được về đồng theo
DRI trong chế độ ăn uống đối với người lớn theo mọi nguồn đều là 10 mg/ngày.
Đối với thực vật thì đồng (hàm lượng 5 – 20 ppm) - nguyên tố rất đặc biệt về
mặt sinh vật học ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình sinh trưởng và phát triển sản lượng
của cây. Nó tham gia vào thành phần của hệ enzym oxydase, tác dụng lớn đến quá
trình tổng hợp protein, tham gia vào giai đoạn đầu của quá trình đồng hóa nitrat, ảnh
hưởng đến quá trình chuyển hóa gluxit, photphat, vitamin; ngoài ra, nó còn có tác
dụng chống hạn, chống rét và tăng khả năng giữ nước của mô.
Coban có nhiều vai trò quan trọng trong cơ thể như kích thích tạo máu ở tủy
xương, kích thích tổng hợp protein cơ, tham gia chuyển hoá gluxit, tăng hiệu quả vận
chuyển glucozơ từ máu vào các tế bào của cơ thể, tăng sự đồng hóa sắt của cơ thể và
chuyển hoá các chất vô cơ. Coban có tác dụng hoạt hoá một số enzim và ức chế một số
enzim khác. Coban tham gia vào quá trình tạo vitamin cobalamin - B12
(C36H88O24N14PCo). Coban kết hợp với mangan có tác dụng rất tốt đối với các triệu
chứng đau nửa đầu. Cơ thể thiếu coban sẽ dẫn đến việc thiếu vitamin B12 xuất hiện
biểu hiện đầu tiên là cảm giác mệt mỏi, thiếu tập trung, chán ăn suy nhược cơ thể và
có thể dẫn đến việc thiếu máu ác tính. Tuy nhiên, với hàm lượng lớn coban sẽ gây tác
động xấu đến cơ thể người và động vật. Triệu trứng nhiễm độc coban ở người là nôn
mửa, tiêu chảy… Cũng như ở động vật, trong thực vật, coban là thành phần trung tâm
của vitamin cobalamin (vitamin B12). Hoạt tính xúc tác của carbonxylase được gia
tăng khi có mặt Mg hoặc Mn, Co. Sự có mặt của coban rất cần thiết trong quá trình lên
men, trao đổi chất và có ý nghĩa đối với cố định nitơ phân tử bằng con đường sinh học.
Coban chứa trong thành phần của nhiều alumosilicat.

Như vậy, việc hiểu rõ vai trò của các nguyên tố vi lượng sẽ giúp chúng ta điều
chỉnh và cân đối hàm lượng của chúng sao cho phù hợp với cơ thể của động và thực
vật.
2.2. Một số tính chất của nguyên tố đồng [11], [25]
Đồng là một kim loại nặng, ở trạng thái đơn chất Cu tấm có màu đỏ, Cu vụn có
màu đỏ gạch, dẻo dễ kéo sợi và dát mỏng (có thể dát mỏng đến 0,0025mm, mỏng hơn
giấy viết 5-6 lần). Đồng có độ dẫn điện và dẫn nhiệt rất cao (chỉ kém bạc). Tên latinh
cuprum xuất phát từ chữ cuprus là tên latinh của hòn đảo Kipr, nơi ngày xưa người Cổ
La Mã đã khai thác quặng đồng và chế tác đồ đồng.
Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, đồng là một kim loại chuyển tiếp
thuộc nhóm IB, chu kỳ 4, ô thứ 29 và có cấu hình electron 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d10
4s1
nên đồng có tính khử, có ba mức oxi hóa Cu; Cu (I); Cu (II).
2.2.1. Đồng kim loại
Đồng bền với oxi, chủ yếu tác dụng với lưu huỳnh, chỉ tan được trong môi
trường axit có tính oxi hóa hoặc có thể tan trong dung dịch amoniac khi có mặt của O2
không khí.
2Cu + 8NH3 +O2 +H2O → 2[Cu(NH3)4](OH)2
Đối với các halogen, đồng phản ứng rất dễ dàng tạo thành các halogenua. Ngoài
ra, đồng dễ tạo nên hợp kim với các kim loại khác, dễ tạo hỗn hống với thuỷ ngân và
tạo nên nhiều phức chất.
2.2.2. Hợp chất của Cu(I)
Hợp chất của Cu(I) có cả tính oxi hóa và tính khử. Tuy có cấu hình d10
nhưng ở
trong nước muối Cu(I) tự phân huỷ:
2Cu+ →← Cu + Cu2+
E0 = + 0,38 V
Các hợp chất Cu(I) dễ bị oxy hóa (ngay cả bởi oxy không khí) chuyển thành
dẫn xuất bền của Cu(II):
2Cu2Cl2 + O2 + 4HCl  4CuCl2 + 2H2O

Vậy, hợp chất Cu(I) không bền, chỉ tồn tại trong dung dịch nước dưới điều kiện
nhất định, ví dụ CuCl tan ít trong nước lạnh nhưng phân huỷ trong nước nóng. Tuy
nhiên, ở trong nước, Cu(I) được làm bền khi tạo thành kết tủa ít tan như CuI, CuCN
hoặc ion phức tương đối bền như [Cu(NH3)2]+
, [CuX2]-
(trong đó X = Cl-
, Br-
, I-
, CN-
). Một nguyên nhân quan trọng của sự làm bền đó là khả năng nhận π của những anion
I-
và CN-
. Khi có mặt những anion này ở trong dung dịch, những cân bằng trên sẽ
chuyển dịch sang phía tạo thành Cu(I).
Các halogen Cu2X2 không tan trong nước và axit nhưng lại tan khá nhiều (đặc
biệt khi đun nóng) trong dung dịch đậm đặc của các axit hiđrohalogenua và dung dịch
NH3 nhờ tạo thành phức chất:
Cu2Cl2 + 2HCl  2H[CuCl2]
Cu2Cl2 + 4NH3  2[Cu(NH3)2]Cl
2.2.3. Hợp chất của Cu(II)
Trạng thái oxy hóa +2 là rất đặc trưng đối với đồng. Các hợp chất Cu(II) nói
chung đều bền hơn các dẫn xuất cùng kiểu của Cu(I). Hợp chất Cu(OH)2 dễ tạo thành
khi ion Cu2+
tác dụng với OH-
vừa đủ, nếu dư OH-
, tạo thành CuO 2-
(Cuprit). Khi
nung nóng, Cu(OH)2 chuyển thành CuO:
Cu(OH)2
0
50 80 C−
→ CuO + H2O
Cu(OH)2 còn thể hiện tính chất axit yếu. Cu(II) hiđroxit Cu(OH)2 là kết tủa
bông màu lam, dễ mất nước biến thành oxit khi đun nóng. Cu(OH)2 không tan trong
nước nhưng tan dễ dàng trong dung dịch axit, và chỉ tan trong dung dịch kiềm 40% khi
đun nóng:
Cu(OH)2 + 2NaOH  Na2[Cu(OH)4]
Cu(OH)2 + 4NH3  [Cu(NH3)4](OH)2
Ngoài ra, Cu(OH)2 tan dễ dàng trong dung dịch NH3 đặc:
Cu(OH)2 + 4NH3  [Cu(NH3)4](OH)2

Cu(II) oxit (CuO) là chất bột màu đen nóng chảy ở 1026o
C và trên nhiệt độ đó
mất bớt oxy biến thành Cu2O. CuO không tan trong nước nhưng tan dễ dàng trong
dung dịch axit tạo thành muối Cu(II):
CuO + 2HCl  CuCl2 + 2H2O
Khi đun nóng với dung dịch SnCl2, FeCl2, CuO bị khử thành muối Cu(I):
2CuO + SnCl2  2CuCl + SnO2
3CuO + 2FeCl2  2CuCl + CuCl2 + Fe2O3
CuO tan dễ dàng trong dung dịch NH3 tạo thành phức chất amoniacat:
CuO + 4NH3 + 2H2O  [Cu(NH3)4](OH)2
Đa số muối Cu(II) dễ tan trong nước, bị thủy phân và khi kết tinh từ dung dịch
thường ở dạng hiđrat. Muối tan tốt nhất là muối Cu(II) với các anion NO3
-
, SO4
2-
, Cl-
.
Cu(II) có ái lực đối mạnh với sunfua. Khi gặp các chất khử, muối Cu(II) có thể chuyển
thành muối Cu(I) hoặc thành Cu kim loại. Do tính chất oxi hoá mà Cu có thể được
tách bằng phương pháp điện hoá qua quá trình điện phân làm giàu.
Do cấu hình electron như trên nên Cu(II) có nhiều khả năng tạo phức với các
phối tử vô cơ và hữu cơ với số phối trí bằng 4. Các phức chất của Cu2+
với các phối tử
khác nhau thường có màu đặc trưng (xanh, vàng, nâu). Các phức chất tương đối bền
của Cu2+
: phức với CN-
(lgβ4 = 25), SCN-
(lgβ4 = 6,5), EDTA (lgβ = 18,8). Các phức
với Cl-
, Br-
, F-
, CH3COO-
… ít bền.
Ngoài ra Cu2+
còn tạo hợp chất nội phức có màu với nhiều thuốc thử hữu cơ
như 1-(2-pyridylazo)-2-naphtol, 8-hiđroxylquynolin, α-benzoin oxim
(C6H5CH(OH)C(NOH)C6H5), natriđietyldithiocacbamat, đithizon, methylthymol
blue, etylendiamintetraacetic (EDTA), zincon, biacetyl bis(4-phenyl-3-
thiosemicarbazone) (BBPT),… Những phức này cho phép xác định đồng bằng phương
pháp khối lượng, thể tích hay trắc quang.
2.3. Một số tính chất của nguyên tố coban [11], [24]
Coban là kim loại nặng có màu trắng bạc, có từ tính mạnh, nhiệt độ Curie vào
khoảng 1388°K. Coban và niken là hai thành phần đặc trưng trong thép thiên

thạch. Độ thấm từ của coban bằng 2/3 của sắt. Coban kim loại thông thường biểu hiện
ở dạng hỗn hợp của hai cấu trúc trục tinh thể là xếp chặt sáu cạnh (hcp) và lập phương
tâm mặt (fcc) với nhiệt độ chuyển tiếp từ hcp→fcc vào khoảng 722°K.
Trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học, coban là nguyên tố kim
loại chuyển tiếp thuộc nhóm VIIIB, chu kỳ 4, ô thứ 27 và có cấu hình electron 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d7
4s2
nên coban có tính khử, có ba mức oxi hóa Co; Co(II); Co(III).
2.3.1. Coban kim loại
Ở nhiệt độ thường, coban tương đối bền không bị tấn công bởi oxi và nước do
có màng oxit bảo vệ. Coban không phản ứng trực tiếp với hiđro, nhưng ở trạng thái bột
nhỏ và ở nhiệt độ cao thì hấp thụ hiđro với lượng khá lớn ở nhiệt độ cao, nó tác dụng
với hầu hết các á kim. Coban rất đặc trưng với mức oxi hoá +2 trong các hợp chất.
Trong môi trường kiềm, muối coban tạo kết tủa màu xanh lam
CoCl2 + OH -
 CoOHCl-
+ Cl-
Kết tủa này sau đó chuyển thành Co(OH)2 màu hồng.
Coban tan rất nhanh trong axit HCl, HNO3, H2SO4 hoặc axit pecloric nhưng
chỉ tan rất chậm trong axit HF giải phóng ra khí H2. Coban kim loại có tính khử, kết
hợp với halogen (X) hoặc dung dịch HX tạo ra các đihalogenua:
Co + Br2  CoBr2
Coban tạo phức chất với NH3 trong dung dịch NH3. Phức chất tạo thành có
màu vàng nhạt [Co(NH3)6]2+
Co2+
+ 6NH3 [Co(NH3)6]2+
Sau đó phức chất bị oxi hoá trong không khí tạo thành phức chất màu nâu đỏ.
[Co(NH3)6]2+
+ O2 + 2H2O  4[Co(NH3)6]3+
+4OH-
Co(II) cũng tạo phức chất với CN-
, nhưng phức chất có độ bền kém hơn. Ngoài
ra, coban còn tạo phức chất với nhiều thuốc thử hữu cơ như dimetylglyoxim,
diphenylglyoxi, 1-nitrozo-2-naphol....Các phức chất này được sử dụng để phân tích
coban cho độ nhạy cao.

2.3.2. Hợp chất của coban (II)
Coban (II) oxit- CoO và coban (II) hidroxit- Co(OH)2 đều có tính lưỡng tính
yếu, không tan trong nước, dễ tan trong axit tạo muối tương ứng, tan trong dung dịch
kiềm mạnh, đặc nóng tạo nên dung dịch màu xanh lam chứa ion [Co(OH)4]2-
.
Co(OH)2 là kết tủa không nhầy, không tan trong nước nhưng tan được trong dung dịch
kiềm mạnh, đặc nóng, có kiến trúc lớp. Co(OH)2 màu hồng, trong không khí chuyển
chậm thành Co(OH)3 màu nâu.
4Co(OH)2 + O2 + 2H2O  4Co(OH)3
Co(OH)2 tan trong dung dịch NH3 tạo thành phức chất :
Co(OH)2 + 6NH3 → [Co(NH3)6] (OH)2
Các muối coban như: clorua, nitrat, sunfat đều dễ tan trong nước. Muối hidrat
coban là những tinh thể màu hồng, muối khan có màu xanh. Dung dịch muối coban
trong nước có màu hồng vì phức [Co(H2O)6]2+
, nhưng khi cô cạn hay thêm chất hidrat
hoá (HCl đặc, rượu...) thì chuyển sang màu xanh. Muối đơn giản của coban đều không
bền, nó chỉ tồn tại ở dạng muối phức: K3[Co(NO2)6], K3[Co(CN)6]… Các muối coban
trong dung dịch đều bị thuỷ phân nên dung dịch nước các muối đều có phản ứng axit
yếu.
Muối coban(II) ở dạng khan có màu khác với muối ở dạng tinh thể hidrat, ví dụ
CoBr2 màu lục, CoBr2.6H2O có màu đỏ. Muối của axit mạnh như clorua, nitrat, sunfat
tan dễ trong nước còn muối của axit yếu như sunfua, cacbonat, oxatat khó tan. Khi tan
trong nước, các muối đều cho ion bát diện [Co(H2O)6]2+
màu lục.
Các ion Co2+
tạo nhiều phức chất với số phối trí 6 như Co(II) tạo phức clorua
[CoCl4]2-
trong môi trường HCl 4 – 9M. Phức của coban có hình dạng bát diện (như
[Co(H2O)6]2+
, [Co(NH3)6]2+
, [CoF6]4-
, [Co(CN)6]4-
), tứ diện (như [CoCl4]2-
, [CoBr4]2-
, [CoI4]2-
, [Co(H2O)4]2-
, [Co(SCN)4]2-
). Đa số phức tứ diện của Co(II) đều có dạng
muối kép, chúng phân huỷ khi pha loãng nước nên màu của dung dịch biến đổi:
[Co(SCN)4]2-
+ 6H2O → [Co(H2O)6]2+
+ 4SCN-
Do vậy, nhận biết Co(II) trong dung dịch bằng cách cho Co(II) kết hợp với SCN-
tạo nên [Co(SCN)4]2-
màu xanh lam và khi pha loãng nước, dung dịch màu xanh lam

trở lại màu đỏ hồng. Ngoài ra, Co2+
còn có khả năng tạo phức màu với nhiều thuốc thử
hữu cơ như: PAN, PAR, 2 – pyridyl hydrazone, 2 – benzoylpyricdine.
Các hợp chất ít tan của coban có giá trị trong phân tích là Co(OH)2, CoS,
Co3(PO4)2…đa số các muối này đều tan trong amoniac để tạo thành amoniacat. CoS
chỉ hình thành trong môi trường kiềm dù bền.
2.3.3. Hợp chất của coban (III)
Khi đun nóng trong dung dịch kiềm mạnh và đặc, Co(OH)3 mới điều chế có thể
tan tạo thành hiđroxocobantat.
Co(OH)3 + 3KOH → K3[Co(OH)6]
Co(III) có tính oxi hoá. Khi đun nóng, Co2O3 có thể bị H2, Co, Al, Co...khử
đến Co3O4, CoO, hay Co.
3Co2O3 + H2
0
125 C
→2Co3O4 + H2O
Co2O3 là chất oxi hoá mạnh, không tan trong nước, tác dụng với axit clohiđric
giải phóng khí clo và tác dụng với axit sufuric giải phóng khí oxi.
Co2O3 + 6HCl → 2CoCl2 + Cl2 + 3H2O
Co(OH)3 là kết tủa màu nâu, bền trong không khí, không tan trong nước. Khi
đun nóng nhẹ, biến thành Co3O4 và CoO.
Co(OH)3
0
150 C
→ CoOOH
0
250 C
→ Co3O4
0
940 C
→CoO
Co(III) tạo được rất nhiều phức chất và hầu hết chúng có cấu hình bát diện.
Phức chất Co(III) bền hơn phức chất Co(II).
2.4. Thuốc thử 5-bromosalicylaldehyde thiosemicarbazone (5 – BSAT)
OH
Br C N N C
S
NH2
H H

5-bromosalicylaldehyde thiosemicarbarzone (5 – BSAT) là tên gọi gộp từ hai
chất tạo nên nó là 5-bromosalicylaldehyde (5-bromo-2-hydroxybenzaldehyde) và
thiosemicarbazide.
2.4.1. Điều chế [30], [32]
2.4.1.1. Hóa chất và dụng cụ
- Thiosemicarbazide
- 5-bromosalicylaldehyde
- Etanol
- 1,4 – dioxan
- Bình cầu 100ml
- Cốc thủy tinh 100ml
- Sinh hàn
- Bộ lọc chân không
2.4.1.2. Tiến hành
Cho 4,02g 5–bromosalicylaldehyde vào bình cầu 100ml, thêm etanol và vai
viên đá bọt, lắp sinh hàn đun đến khi tan hoàn toàn. Sau đó, cho 1,82g
thiosemicarbazide vào cốc thủy tinh 100ml, thêm etanol đun nóng trên bếp điện đến
khi tan hoàn toàn. Cho từ từ dung dịch trong cốc thủy tinh vào bình cầu, tiếp tục đun
sinh hàn,vừa đun vừa lắc trong vòng 6 tiếng. Dung dịch thu được để nguội đem lọc thu
lấy sản phẩm. Để sản phẩm khô, tiến hành kết tinh lại (lần 1) bằng dioxan và etanol
với tỉ lệ 1:1 trong vòng 3 ngày. Sau đó, kết tinh lại lần 2 trong vòng 2 ngày để thu sản
phẩm.
Phương trình phản ứng xảy ra:
H2N
N
H
S
NH2
O
HO
Br
+
HO
Br
N
N
H
S
H2N
+ H2O

Khối lượng sản phẩm thực tế: 1,476g
Khối lượng sản phẩm lý thuyết: 2,73g
Hiệu suất của phản ứng: 54,07 %
2.4.2. Tính chất của thuốc thử
5 –BSAT là chất rắn màu vàng nhạt, tan ít trong nước và etanol, dễ hòa tan
trong dioxan và DMF tạo dung dịch có màu vàng chanh, và nó không hòa tan trong
các chất hữu cơ thông thường và nhanh chóng phân hủy trong dung dịch axit.
5 – BSAT tạo được phức chất với nhiều ion kim loại nặng như Cu2+
, Co2+
, Fe2+
…với tỷ lệ phức là 1:1 hoặc 1:2 tùy thuộc vào kim loại. Tỷ lệ tạo phức giữa Co2+
và 5-
BSAT là 1:2 [33], tỷ lệ tạo phức giữa Cu2+
và 5-BSAT là 1:1 [31].
2.4.3. Ứng dụng
Thuốc thử 5-BSAT tạo được phức chất với nhiều ion kim loại nặng như Co2+
,
Cu2+
, Fe2+
,… tan ít trong nước và là một thuốc thử được sử dụng nhiều trong phân tích
trắc quang.
Vào năm 2002, nhóm các nhà nghiên cứu G.Ramanjaneyulu, P.Raveendra
Reddy, V.Krishna Reddy and T.Sreenivasulu Reddy, khoa hóa trường đại học Sri
Krishnadevaraya, Ấn độ đã sử dụng phản ứng tạo phức của Fe2+
với 5-BSAT kết hợp
phương pháp quang phổ và phổ đạo hàm để xác định lượng vết Fe2+
trong lá nho, máu
người và viên nén vitamin tổng hợp. Trong dung môi DMF, thuốc thử 5 – BSAT đã
phản ứng với ion Fe2+
tạo thành phức có màu xanh lá cây ở giá trị pH khoảng 5,0 –
6,0. Phức tạo thành có bước sóng hấp thụ cực đại là 385 nm, hệ số hấp thụ mol phân tử
là 1,72.104
l.cm-1
.mol-1
, khoảng nồng độ tuyến tính tuân theo định luật Beer là 0,28 –
5,60 𝜇gml-1
.[32]
Tiếp đó năm 2003, nhóm các nhà nghiên cứu này tiếp tục sử dụng phản ứng tạo
phức của Co2+
với 5-BSAT kết hợp phương pháp quang phổ và phổ đạo hàm để xác
định lượng vết Co2+
trong hợp kim thép siêu bền. Phản ứng tạo phức cũng diễn ra
trong dung môi DMF. Trong môi trường axit, phức tạo thành có màu nâu, hấp thụ cực
đại ở bước sóng 410 nm. Khoảng nồng độ tuân theo định luật Beer của coban là 0,29 –
5,89 𝜇gml-1
. [33]

Đến năm 2008, nhóm các nhà nghiên cứu trên, khoa hóa trường đại học Sri
Krishnadevaraya, Ấn độ đã sử dụng phản ứng tạo phức của ion Cu2+
với 5-BSAT kết
hợp phương pháp quang phổ và phổ đạo hàm để xác định lượng vết Cu2+
trong lá nho
và hợp kim nhôm. Trong dung môi DMF, thuốc thử 5 – BSAT kết hợp với ion Cu2+
tạo thành phức có màu xanh lục nhạt ở môi trường axit có giá trị pH khoảng 5,0 – 6,0
bước sóng hấp thụ cực đại là 390nm. Phức tạo thành có hệ số hấp thụ mol phân tử là
1,08.104
l.cm-1
.mol-1
, khoảng nồng độ đồng tuân theo định luật Beer là 0,31 –
6,35𝜇gml-1
. [31]
Năm 2010, nhóm các tác giả Jisha Joseph, N.L.Mary, and Raja Sidambaram,
khoa hóa học trường cao đẳng Stella Maris, Ấn Độ đã tổng hợp và nghiên cứu hoạt
tính sinh học của phức giữa Cu2+
, Ni2+
. Nhóm tác giả đã tổng hợp phức của 5 –BSAT,
salicyaldehyde thiosemicacbazone với Cu2+
, Ni2+
. Các phức tạo thành được kiểm tra
hoạt tính với tụ cầu khuẩn vàng và vi khuẩn E.coli theo phương pháp đĩa khuếch tán.
Trong số các phức được tạo thành, phức Cu(II) – 5-BSAT và Ni(II) – 5-BSAT được
đánh gá cao trong việc chống lại tụ cầu khuẩn vàng ở nồng độ 100𝜇g/disc (đối với
phức Cu(II) – 5-BSAT) và vi khuẩn E.coli ở nồng độ 150 𝜇g/disc đối với cả hai phức.
[34]

CHƯƠNG 3. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG
ĐỒNG VÀ COBAN
Để xác định Cu(II), Zn(II), Co(II), có không ít những phương pháp phân tích:
Các phương pháp hoá học như phương pháp phân tích thể tích, phương pháp
oxi hoá - khử, phương pháp chuẩn độ complexon.
Các phương pháp phân tích công cụ như các phương pháp phân tích điện hóa
(phương pháp cực phổ, phương pháp Von – ampe hoà tan, phương pháp Von – ampe
hoà tan hấp phụ) và các phương pháp quang (phương pháp quang phổ phát xạ nguyên
tử AES, phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS, phương pháp ICP – AES, phương
pháp trắc quang).
Các phương pháp xác định các nguyên tố vi lượng như điện hoá, phương pháp
quang phổ phổ phát xạ AES, ICP, AES, phương pháp huỳnh quang...có độ chọn lọc,
độ nhạy cao, cho kết quả phân tích tốt nhưng đòi hỏi trang thiết bị giá thành lớn và kỹ
thuật phân tích cao. Bên cạnh đó, phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS và trắc
quang dễ tiến hành hơn với những trang thiết bị thông thường và cho kết quả có độ
chính xác khá cao, đó là các phương pháp phổ biến để xác định lượng vết.
3.1. Một số phương pháp xác định đồng [5], [8], [12], [18]
Người ta sử dụng phương pháp hấp thụ nguyên tử (AAS) để xác định đồng
trong nước sau khi đã làm giàu đồng bằng cách chiết hoặc dùng nhựa trao đổi ion. Có
thể chiết đồng bằng 5 – cloxalixyl – aldoxim. Xác định đồng trong ngọn lửa không khí
– axetilen ở bước sóng hấp thụ là 324,7nm. Không những thế, phương pháp AAS kết
hợp với phương pháp chiết có thể xác định vi lượng Cu và Zn trong dầu và mỡ ăn. Vết
kim loại trong dầu mỡ với nồng độ thấp cũng có thể làm hỏng hương vị và màu sắc.
Công trình nghiên cứu thu hồi được tiến hành với dầu đậu nành có hàm lượng kim loại
thấp. Mẫu xử lý với dịch chiết (HCl 18% và EDTA 0,01%) axit HNO3 đậm đặc. Qua
các bước xử lý có thể thu hồi tới 96% Cu.
Phương pháp trắc quang dùng thuốc thử dithizon: Dithizon phản ứng với Cu(II)
trong dung dịch axit vô cơ tạo thành phức màu đỏ tím. Trong axit HCl 1N hoặc
H2SO4, dithizon phản ứng với Cu2+
, Au2+
, Hg2+
, Pd2+
, Ag+
. Bạc có thể bị loại trừ bởi

kết tủa với HCl. Bi3+
phản ứng với dithizon ở pH = 2, còn Te(III) phản ứng khoảng pH
= 3 - 4, ion gây cản sẽ không gây cản trở trong axit đặc trừ khi chúng có lượng lớn.
Phương pháp này rất nhạy, có thể xác định khoảng 5μg Cu với dung môi chiết là CCl4.
Đo mật độ quang của dung dịch ở bước sóng λ = 535nm.
Narinder Kumar Agnihotri, Vinay Kumar Singh, Har Bhajan Singh đã nghiên
cứu và tổng hợp tư liệu về sự hình thành phức của Cu(II) trong các loại thuốc thử hữu
cơ khác nhau và kết quả được tổng kết như sau:
Bảng 1: Sự hình thành phức Cu(II) trong một số thuốc thử hữu cơ
STT Thuốc thử
Môi trường/dung
môi
λmax
(nm)
ε(l/mol.cm)
Khoảng
tuyến tính
µg/ml
1 Dithizone CCl4 550 4,52 0,4 – 2,0
2
Natri đietyl đithio
cacbamat
Axit axetic 430 1,89 --
3 Cuproine H2O - DMF 546 0,64 <10
4 Cuprizone 600 1,6 < 0,4
5 Bathocuperione n – hexanol 479 1,42 0,1 – 40
6 Neocuproine
Isoamyl alcol/
n – hexanol
454 0,79 0,1 - 10
7 Zincon Zephiramine/CHCl3 625 - 0,2 – 1,6
8 Đithiocacbamat CCl4 436 1,49
9
4-(2-pyridylazo)-
resorcinol (PAR)
535 1,18 0,5 – 3,0
10
1-(2-pyridylazo )-
2- naphtol (PAN)
Etanol – nước 595 - 0,5 – 3,0
11
1-(2-pyridylazo )-
2- naphtol (PAN)
Triton X-100 555 5,21 0,08 –4,00
Một số nghiên cứu khác cũng xác định Cu(II) bằng các loại thuốc thử hữu cơ
như dithizon natridiethyl dithiocacbamat, Alizarin đỏ S, dithizon, axit rubeanic,
natridiethyldithiocacbomat, 2,2’-biquynoline, cupferon... Với thuốc thử Natridiethyl

dithiocacbamat (NaDDC), phản ứng tạo phức trong môi trường axit loãng pH= 4 ÷ 11,
phức Cu (II) với NaDDC, khó tan trong nước, tan nhiều trong một số dung môi hữu cơ
như tetrecloruacacbon, rượu amylic, clorofom. Để xác định Cu bằng thuốc thử này,
người ta tiến hành chiết trắc quang. Đo mật độ quang của phức CuDDC tại bước sóng
430nm. Trong phép đo này, Cu có thể bị ảnh hưởng bởi Fe3+
, Ni2+
, Mn2+
, Co2+
,…. Do
cũng tạo phức màu với thuốc thử NaDDC. Có thể loại trừ ảnh hưởng của các ion này
bằng cách thêm vào một lượng chất che như amonixitrat, axit xitric, EDTA, kali natri
tactrat…Dùng dimethylglyoxim để khắc phục ảnh hưởng của Ni2+
và Co2+
. Loại trừ
ảnh hưởng gây nên bởi lượng lớn Fe3+
và Mn2+
bằng cách xử lý phần chiết tetraclorua
cacbon với amoni loãng, cupfferon, 2,2 - biquynolin phản ứng với Cu(I) tạo thành một
phức dễ chiết bằng rượu amylic. Đo mật độ quang ở bước sóng λ = 545nm. Thuốc thử
này để phân tích Cu trong khoáng vật hoặc quặng có chứa 0,001 đến 10% đã thu được
kết quả tốt và không bị ảnh hưởng.
Một phương pháp khác có độ nhạy cao để xác định đồng (II) trong mẫu nước
dựa trên phản ứng ức chế enzyme giữa đồng (II) và nitrat reductase. Trong phương
pháp này, nồng độ của đồng (II) được xác định gián tiếp nhờ các sản phẩm phản ứng
nitrit với một máy phản ánh cảm biến quang học nhỏ theo các điều kiện tối ưu, các đồ
thị hiệu chuẩn đã được tuyến tính trong khoảng 5,0 – 50 ng.ml-1
. Các giới hạn phát
hiện được 0,5ng.ml-1
. Phương pháp này đã được sử dụng cho các lĩnh vực kiểm tra
đồng (II) với những kết quả đạt yêu cầu.
Tác giả [8] đã nghiên cứu và xây dựng quy trình xác định hàm lượng đồng
trong rau muống ở khu vực thuộc thành phố Đà Nẵng bằng phương pháp phân tích cực
phổ xung vi phân sử dụng điện cực màng rắn thủy ngân CPA-HH3 (Việt Nam), với
thời gian nung 1,5 giờ, ở khoảng nhiệt độ 4500
C – 4600
C. Trong phương pháp này, sự
có mặt của các kim loại nặng như kẽm, cadimi, chì không ảnh hưởng đến việc xác
định đồng. Do đó, tác giả đã không cần che chắn cũng như tách loại trước khi phân
tích.
3.2. Một số phương pháp xác định coban [5], [11], [12], [18]
Người ta xác định coban bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử trong ngọn lửa
không khí – axetilen ở bước sóng hấp thụ là 240,7nm. Bên cạnh đó, người ta còn xác

định coban bằng một số phương pháp khác nhau.Trong phương pháp phân tích thể
tích, coban được xác định dựa vào phản ứng tạo phức với thuốc thử EDTA theo
phương trình:
Kết quả chuẩn độ sẽ chính xác khi dung dịch chuẩn độ không chứa các ion kim
loại tạo phức bền với EDTA như Cu2+
, Ni2+
, Pb2+
, Fe2+
,... Đồng thời, trong quá trình
chuẩn độ, không nên cho nhiều NH4OH vì sẽ tạo phức với Co2+
rất bền sẽ phá hủy
phức của Co2+
với chỉ thị. Tại điểm tương đương, chỉ thị Murexit sẽ làm dung dịch
chuyển từ màu vàng sang màu tím.
Phương pháp trắc quang dựa vào sự tạo phức của coban với một số thuốc thử
hữu cơ để xác đinh coban đã được nhiều tác giả nghiên cứu.
Shigeya Sato, Toshie Sato và Sumio Uchikaoa đã tổng hợp 2-(3,5 diclo-2
pyridylazo)-5-dimetylaminophenol (3,5-diCl-DMPAP) để xác định coban. Thuốc thử
3,5-diCl-DMPAP phản ứng với coban trong môi trường pH= 2,2 → 6,0, ở nhiệt độ
phòng tạo thành phức ML2 tan trong nước, mật độ quang đạt cực đại ở bước sóng
λmax = 590 nm, hệ số hấp thụ mol phân tử của phức ε = 8,4.104
(l/mol.cm). Ảnh hưởng
của các ion kim loại chuyển tiếp khác được loại trừ bằng phương pháp chiết với dung
môi 8- hidroxylquynolin. Phương pháp này được ứng dụng thành công xác định coban
trong các mẫu thép.
Một số nghiên cứu khác cũng xác định Cu(II) bằng các loại thuốc thử hữu cơ
như axit 2-(2’-imidazolylazo)phenol-4-sulfonic (IAP-4S), axit salicylhydroxamic, 2-
(2-(5-metylbenzothiazolyl)azo)-5-dietylaminobenzoic…. Với thuốc thử axit
salicylhydroxamic, vết của Co2+
bằng phương pháp trắc quang khi có mặt pyridin và
3-picolin. Trong cả hai phương pháp đo trực tiếp và chiết trắc quang, các phức
hydroxamat có màu vàng và chỉ bền trong môi trường kiềm vừa phải. Ở pH tối ưu, các
phức hydroxamat có mật độ quang cực đại lần lượt ở 361,5nm và 356,0nm (đối với
pyridin); 366,5nm và 373,5nm (đối với pyperidin); 365,0nm và 352,5nm (đối với 3-
picolin) tương ứng cho phương pháp đo trực tiếp và phương pháp chiết bằng ancol
isoamylic. Khi chiết bằng ancol isoamylic thì hệ Co-SHx-pyridin có độ nhạy cao nhất
và hệ số hấp thụ mol phân tử lần lượt là 0,0131926μg Co2+
/cm2
và 4467,12 (l.mol-
Co2+
+ H2Y2-
CoY2-
+ 2H+

1
.cm-1
), còn đối với hệ Co-SHx-3-picolin cho độ nhạy là 0,018382μg Co2+
/cm2
và hệ
số hấp thụ mol phân tử là 3205,95( l.mol-1
.cm-1
). Với axit 2-(2’-imidazolylazo)phenol-
4-sulfonic (IAP-4S) với các điều kiện tối ưu: khoảng pH cho sự phản ứng tạo phức là
6-12, phản ứng xảy ra hoàn toàn trong vòng 2 phút ở nhiệt độ phòng, hệ số hấp thụ
mol phân tử là 2,3.104
l.mol-1
.cm-1
, khoảng nồng độ tuân theo định luật Bougher-
Lambert-Beer 0-80μg/ml (đối với Co2+
). Sau khi phản ứng kết thúc, người ta thêm axit
HCl để đưa pH về 1,0. Khi đó, bước sóng hấp thụ cực đại chuyển từ 578nm đến
590nm và hệ số hấp thụ mol phân tử là 1,8.104
( l.mol-1
.cm-1
). Do đó làm tăng độ nhạy
định lượng Co2+
.
Một phương pháp khác xác định coban trong hợp kim sau khi làm giàu bằng
phương pháp phổ đã hàm được nghiên cứu. Coban trong các mẫu kim loại và mẫu sinh
học được giữ lại trên vi tinh thể naphtalen nhờ muối natri 1-nitroso-2naphtol-3,6-
disulfonat (nitroso-R-salt) và tetradecyldimetylbenzylamoniclorua (TDBA+
Cl-
) ở pH
3,6-8,2. Sau khi lọc người ta hòa tan khối chất rắn chứa phức coban và naphtalen bằng
5ml DMF và kim loại coban được định lượng nhờ phổ đạo hàm bậc 3. Giới hạn phát
hiện 30ppm (tỉ số giữa tín hiệu và nhiễu bằng 2), đường chuẩn tuyến tính trong khoảng
0,1-11ppm trong dung môi DMF, hệ số tương quan được xác định là 0,9996 bằng cách
đo khoảng cách d3
A/dλ3
giữa hai bước sóng λ1 = 612nm và λ2= 579nm. Khi xác định
lượng coban (2ppm) trong 8 mẫu trong dung môi DMF, các tác giả thu được cường độ
trung bình (giữa các peak ở λ1 = 612nm và λ2= 579nm) là 0,436, có độ lệch chuẩn là
0,91%.
3.3. Một số phương pháp xác định đồng thời đồng và coban
Định lượng đồng thời đồng, coban, kẽm và niken dùng zincon bằng phương
pháp PLS. Trong phần này, tác giả đã khảo sát phổ hấp thụ của các phức kim loại và
thuốc thử trong khoảng 515 đến 750nm, pH tối ưu trong khoảng 3 – 10 cho kết quả pH
tối ưu là 8,0, khoảng nồng độ tuân theo định luật Beer đối với Cu2+
, Ni2+
, Co2+
và Zn2+
lần lượt là 0 – 2,6; 0 – 4,6; 0 – 3,0; 0 – 4,92 ppm, các ion gây ảnh hưởng mạnh là
Mn(II), Fe(III), Al(III), Hg(II), Ag(I), Pb(II) …

Định lượng đồng thời Cu(II), Co(II), Ni(II), Zn(II), Pb(II) bằng phương pháp
trắc quang theo phương pháp lọc Kalman [12]. Trong đề tài này, tác giả đã sử dụng
thuốc thử PAR tạo phức màu với các ion cần định lượng và tiến hành:
- Khảo sát pH tối ưu cho kết quả pH tối ưu cho quá trình tạo phức của hỗn
hợp kim loại là 10
- Xây dựng thuật toán và viết chương trình xử lý kết quả theo phương pháp
lọc Kalman dùng để xử lý kết quả xác định đồng thời các kim loại trong hỗn hợp
bằng phương pháp trắc quang.
- Bước đầu kiểm nghiệm phương pháp lọc Kalman trong phân tích các ion
kim loại bằng phương pháp trắc quang.
Định lượng đồng thời Fe(III), Co(II), Ni(II) và Cu(II) bằng phương pháp trắc
quang dựa vào sự tạo phức với 1,5-bis(di-2-pyridylmetylen) thiocarbohydrazide. Việc
sử dụng phương pháp trắc quang kết hợp với các thuật toán thích hợp để phân giải hỗn
hợp các cấu tử trong cùng một mẫu đã được nhiều tác giả sử dụng trong phân tích hóa
lý. Trong đề tài này, các tác giả sử dụng phương pháp PCR và PLS để so sánh kết quả
thu được với phổ đạo hàm bậc 1, bậc 2 và phổ hấp thụ.
Định lượng đồng thời Co(II), Zn(II) và Cu(II) bằng phương pháp trắc quang
dựa vào sự với 1- (2-pyridilazo )- 2- naphtol trong môi trường mixen. Trong phần này,
tác giả [5] đã tiến hành khảo sát sự tạo phức của Cu(II), Co(II) và Zn(II) trong mẫu
phân vi lượng với thuốc thử PAR trong môi trường mixen (Tween 80 hoặc Triton X-
100) trong khoảng 500 – 700 nm. Do phổ hấp thụ của các phức kim loại với thuốc thử
PAR có sự cộng tính nên tác giả đã tiến hành định lượng riêng rẻ các ion kim loại theo
hai phương pháp: xác định riêng từng nguyên tố bằng phương pháp tách sắc kí trao đổi
ion với cột tách Dowex 1, pha động để tách Cu(II), Co(II), Zn(II) lần lượt là 9M, 4M
và 0,5M; xác định đồng thời Cu(II), Zn(II) và Co(II) trong cùng hỗn hợp với sự kết
hợp thuật toán hồi quy đa biến tuyến tính thực hiện trên phần mềm Matlab 7.0
Ở phương pháp nghiên cứu xác định Cu, Zn và Co trong các mẫu phân vi lượng
bằng phương pháp trắc quang kết hợp với các thuật toán CLS, ILS, PLS, PCR xây
dựng trên phần mềm Matlab 7.0 cho kết quả phù hợp với phương pháp tách và phép đo
AAS.

Định lượng đồng thời Co(II), Cu(II), Cd(II), Pb(II) và Ni(II) bằng phương pháp
trắc quang sử dụng thuật toán mạng nơron nhân tạo kết hợp với hồi quy cấu tử chính
(PCR-ANN). Tác giả [19] đã sử dụng thuốc thử PAR tạo phức màu với các ion kim
loại cần định lượng và tiến hành:
- Khảo sát các điều kiện tối ưu của quá trình tạo phức: pH tối ưu là 10, nồng
độ tối ưu của PAR là 1,5.10-4
M.
- Xây dựng thuật toán và viết chương trình cho mô hình thuật toán mạng
noron nhân tạo. Sau đó, kết hợp với hồi quy cấu tử chính để giảm kích thước tập dữ
liệu đầu vào.
- Bước đầu kiểm nghiệm thuật toán mạng nơron nhân tạo kết hợp với hồi
quy cấu tử chính trong phân tích các ion kim loại bằng phương pháp trắc quang.

CHƯƠNG 4. MỘT SỐ THUẬT TOÁN HỒI QUY ĐA BIẾN
TUYẾN TÍNH PHÂN TÍCH ĐỒNG THỜI HỖN HỢP
ĐA CẤU TỬ
4.1. Sơ lược về phương pháp trắc quang kết hợp với thuật toán hồi quy đa
biến [13], [17], [18]
Việc xác định đồng thời nhiều cấu tử trong hỗn hợp mà phổ hấp thụ của chúng
xen phủ nhau đã được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu.
Chemometrics – là việc ứng dụng các phương pháp toán học, thống kê, đồ
họa…để quy hoạch thực nghiệm, tối ưu hóa các thông tin hóa học trích ra từ tập số
liệu phân tích và đưa ra tối đa những thông tin hữu ích từ tập số liệu ban đầu, ra đời từ
những năm đầu của thập kỉ 70 đã hỗ trợ đắc lực cho các nhà hóa học phân tích hiện đại
trong công việc nghiên cứu của mình. Một mảng lớn trong Chemometrics phát triển
nhanh và hỗ trợ hiệu quả cho các nhà hóa học đó là hồi quy đa biến – kỹ thuật đa biến
được sử dụng rộng rãi trong phòng thí nghiệm hóa học giúp giải quyết các bài toán xác
định đồng thời nhiều cấu tử cùng có mặt trong hỗn hợp. Về nguyên tắc, chỉ cần xây
dựng dãy dung dịch chuẩn có mặt tất cả cấu tử cần xác định với nồng độ biết trước
trong hỗn hợp (các biến độc lập x), đo tín hiệu phân tích của các dung dịch này dưới
dạng một hay nhiều biến phụ thuộc y và thiết lập mô hình hóa học mô tả quan hệ giữa
hàm y (tín hiệu đo) và các biến độc lập x (nồng độ các chất trong hỗn hợp). Dựa trên
mô hình này có thể tìm được nồng độ của các cấu tử trong cùng dung dịch định phân
khi có tín hiệu phân tích của dung dịch đó.
Nếu các cấu tử có mặt trong hỗn hợp cho tín hiệu đo có tính chất cộng tính thì
có thể sử dụng phương pháp hồi quy đa biến tuyến tính thông thường (multiple linear
regression – MLR) như phương pháp bình phương tối thiểu thông thường hoặc hiệu
quả hơn như bình phương tối thiểu riêng phần, phương pháp hồi quy cấu tử chính…
Nhưng nếu trong hỗn hợp, các cấu tử có sự tương tác lẫn nhau làm mất tính chất cộng
tính ở tín hiệu đo thì phải sử dụng mô hình hồi quy phi tuyến tính mà phổ biến là các
phương pháp kết hợp với mạng nơron nhân tạo.

Jahanbakhsh và các cộng sự đã tiến hành xác định đồng thời cả 3 nguyên tố
coban, đồng và niken trong các mẫu hợp kim bằng thuốc thử nitrosol-R-salt kết hợp
với phương pháp bình phương tối thiểu riêng phần, một công cụ toán học ứng dụng
trong phân tích hồi quy đa biến. Các thí nghiệm được tiến hành trên ma trận thực
nghiệm cho hệ 3 cấu tử. Khoảng tuyến tính xác định Co, Cu, Ni tương ứng là 0,4 – 2,6
ppm; 0,6 – 3,4 ppm; 0,5 – 5,5 ppm. Ảnh hưởng của pH đến độ nhạy, độ chọn lọc của
phép phân tích đã được nghiên cứu. Khảo sát ảnh hưởng của rất nhiều cation, anion
đến phương pháp. Áp dụng phương pháp này xác định đồng thời coban, đồng và niken
trong các mẫu hợp kim Cunicol (chứa coban, đồng, niken) và hợp kim conife (chứa
coban, niken, sắt) thu được kết quả tốt.
Tác giả [5] đã xác định đồng thời Ni, Co, Pd trong bản mạch điện tử bằng
phương pháp trắc quang với thuốc thử PAN sử dụng thuật toán hồi quy đa biến, nồng
độ tối ưu PAN là 0,01% nồng độ Tween 80 là 0,3%. Cũng sử dụng các thuật toán trên
tác giả [13] đã xác định đồng thời Cu, Co, Zn trong phân vi lượng với nồng độ tối ưu
của PAN là 1,6.10-4
M, nồng độ triton X – 100 là 2%. Cả hai tác giả đã lập được ma
trận tính các hệ số hồi quy từ các dung dịch chuẩn, được trên các mẫu giả đã tìm được
mô hình PLS, CLS, ILS, PCR thích hợp với sai số tương đối khi phân tích mẫu tự tạo
nhỏ hơn 15%, thỏa mãn sai số cho phép.
4.2. Cơ sở lý thuyết của phương pháp hồi quy tuyến tính đa biến [18]
Giả sử trong dung dịch cần phân tích có k cấu tử (X1, X2… Xk), tín hiệu phân
tích của hỗn hợp là y thì phương trình hồi quy đa biến mô tả quan hệ giữa y và các
biến Xi (i= 1,2,…k) có dạng:
y = a + b1X1 + b2X2 + … + bkXk
Với a là tín hiệu nền gây ra sai số khi phân tích
Về mặt lý thuyết, để tìm nồng độ của k cấu tử cần có ít nhất k phương trình hồi
quy. Vì vậy, thực tế sẽ cần phải tiến hành m thí nghiệm (m × k) với m dung dịch
chuẩn hỗn hợp thì sẽ lập được m phương trình hồi quy đa biến. Dạng tổng quát của hệ
phương trình này như sau:
y = a + bX

Trong đó:
- b: là các vectơ chứa các hệ số của phương trình hồi quy
- y: là vectơ cột chứa m giá trị y1, y2,…ym
- X: là ma trận có m hàng (ứng với m thí nghiệm) và k cột (ứng với k cấu
tử)
Nếu tín hiệu đo ứng với mỗi thí nghiệm có nhiều hơn một giá trị (ví dụ đo độ
hấp thụ quang một dung dịch chuẩn hỗn hợp tại p bước sóng thay vì một bước sóng)
thì số liệu của y sẽ là ma trận có m hàng và p cột (𝑦 𝑚×𝑝) như sau:














=
mpmm
p
p
xxx
xxx
xxy
y
...
...........
...
...
21
22221
11211
Để giải bài toán theo phương pháp hồi quy đa biến tuyến tính thì tín hiệu phân
tích của những cấu tử trong hỗn hợp phải thỏa mãn tính chất cộng tính.
Các phương trình hồi quy tuyến tính thu được sẽ cho biết:
- Những biến (cấu tử) nào có ảnh hưởng lớn (nếu giá trị tuyệt đối của hệ số
hồi quy lớn) đến kết quả thí nghiệm (tín hiệu đo).
- Biết được chiều hướng các ảnh hưởng khi thay đổi nồng độ của cấu tử cần
phân tích đến tín hiệu phân tích (hệ số hồi quy mang dấu dương sẽ ảnh hưởng cùng
chiều đến kết quả thí nghiệm và ngược lại).
- Tìm được nồng độ các cấu tử trong dung dịch cần định phân khi có tín
hiệu phân tích y của mẫu chưa biết.
Một số thuật toán hồi quy đa biến tuyến tính phổ biến như: phương pháp bình
phương tối thiểu thông thường (CLS), phương pháp bình phương tối thiểu nghịch đảo
(ILS), phương pháp bình phương tối thiểu riêng phần (PLS), phương pháp hồi quy cấu
tử chính (PCR)…

4.3. Phương pháp bình phương tối thiểu thông thường (classical least
square - CLS) [13], [18]
Phương pháp này còn gọi là ma trận K (K – matrix)
Từ dạng tổng quát y = KX + e (1)
K là vectơ hệ số của phương trình hồi quy. K là ma trận (k×1) nếu y là vectơ
cột biểu diễn tín hiệu đo của một dung dịch chuẩn với y là vectơ (m×1), X là ma trận
(m×k) và e là vectơ số dư (m×1). K là ma trận (k×p) nếu y là số liệu dạng ma trận
(m×p) biểu diễn tín hiệu của dung dịch chuẩn được đo tại nhiều thời điểm (ví dụ đo độ
hấp thụ quang tại p bước sóng).
Nếu có giá trị nhập vào là biến độc lập X và biến phụ thuộc y sẽ tính được giá
trị hệ số b. Theo phương pháp bình phương tối thiểu, ma trận hệ số K sẽ được tính như
sau:
K = (XT
X)-1
XT
y (2)
với XT
là ma trận chuyển vị của X (transpose to matrix).
Khi đã có giá trị hệ số phương trình hồi quy, với mẫu chưa biết cần tìm giá trị
X0 từ giá trị y0 ta sẽ có:
X0 = y0 KT
(KKT
)-1
(3)
Phương trình (1) cho thấy có thể xem CLS như là phân tích nhân tố vì ma trận
tín hiệu y là tích của hai ma trận nhỏ X và K.
4.3.1. Ưu điểm
Tín hiệu phân tích y là một ma trận phổ toàn phần, do vậy phương pháp CLS
đạt được độ chính xác cao so với các phương pháp chỉ sử dụng một số bước sóng và
cho phép tính toán đúng với tất cả các phổ trong hỗn hợp.
4.3.2. Nhược điểm
Phương pháp CLS đòi hỏi những cấu tử trong hỗn hợp phải cho tín hiệu có tính
chất cộng tính. Vì vậy, cần phải biết tất cả các phổ của những chất gây ảnh hưởng đến
vùng phổ được đo vì chúng đều đóng góp vào đường chuẩn. Điều này có thể được loại

trừ đáng kể bằng cách phân tích dải phổ tại một thời điểm sau khi gộp kết quả vào
phép phân tích thống kê. Nó cho phép loại bỏ dải phổ không tuân theo đinh luật
Lambert – Beer hoặc phổ có chứa tín hiệu của ion cản. Do đó, cần thiết phải xác định
xem trong hỗn hợp có những chất nào đóng góp vào tín hiệu phổ để định lượng chính
xác theo phương pháp CLS.
4.4. Phương pháp bình phương tối thiểu riêng phần (partial least square –
PLS) [13], [18]
Phương pháp bình phương tối thiểu riêng phần (PLS) là phương pháp đa biến
dùng để mô hình hóa mối quan hệ giữa biến độc lập X và biến phụ thuộc Y, từ đó có
thể đoán được thông tin trong Y khi đã biết các thông tin của X và ngược lại. Mục đích
của PLS là giảm số biến và tạo ra các phần tử không liên quan, sau đó biểu diễn
phương trình bình phương tối thiểu với những phần tử này.
Thuật toán PLS được giải bằng cách tối ưu hóa giá trị đồng phương sai
(covariance) giữa ma trận X và Y. Hai ma trận X và Y được phân tích thành hai ma
trận trị số (score matrices) T và U, và ma trận trọng số (loading matrices) P và Q. Có
hai dạng khác nhau của trọng số trong PLS, trọng số bình phương tối thiểu riêng phần
w là một trong số hai dạng đó và được tính theo công thức :
w = (Y’*X)*inv(X’*X)
t = Y*w
Mỗi ma trận X và Y sẽ được chuyển thành hai ma trận nhỏ
P = (Y’*t)*inv(t’*t)
Q = (X’*t)*inv(t’*t)
Từ phương trình hồi quy tuyến tính tổng quát dạng x= a+by, hệ số hồi quy b và
a được tính theo công thức :
b = w*inv(P’*w)*Q
a = mean(X) – mean(Y)*b
Với mẫu chưa biết nồng độ, từ ma trận tín hiệu đo y0 của mẫu sẽ xác định được
nồng độ của các chất dựa vào hệ số hồi quy b đã tính:

X0 = a + y0*b
4.4.1. Ưu điểm của phương pháp PLS
- Phương pháp PLS khác với các phương pháp hồi quy khác ở chỗ nó thích
hợp cho những tập số liệu có số thí nghiệm ít hơn số biến và sự tương quan giữa các
biến độc lập và có tính chất cộng tính cao.
- Giảm số biến và tạo ra các cấu tử không liên quan sau đó biểu diễn
phương trình bình phương tối thiểu với những cấu tử này.
- Phương pháp PLS cho kết quả có độ chính xác cao và tiện lợi, từ nội dung
của thuật toán ta có thể lập trình theo nhiều ngôn ngữ khác nhau như ngôn ngữ
Pascal, ngôn ngữ C+, C++…
- So với phương pháp lọc Kalman thì phương pháp PLS có điểm trội hơn là
ở khả năng tính toán được nhiều cấu tử. Ưu thế của phương pháp PLS so với
phương pháp mạng nơron là thời gian tính toán ít và khả năng hội tụ nhanh.
4.4.2. Nhược điểm của phương pháp PLS
Phương pháp PLS đòi hỏi khá phức tạp về mặt toán học trong khi đó lại không
đơn giản được nhiều số biến phân tích như phương pháp hồi quy cấu tử chính (PCR).
4.5. Phương pháp hồi quy cấu tử chính (principal component regression –
PCR) [13], [18]
PCR – phương pháp hồi quy cấu tử chính gồm 2 quá trình: Phân tích cấu tử
chính chuyển sang tập dữ liệu mới, chứa một số ít các yếu tố quan trọng, cần thiết; sau
đó sử dụng phương pháp bình phương tối thiểu nghịch đảo để phân tích tập dữ liệu
mới này.
Trước tiên, chiếu tập số liệu tín hiệu phân tích lên không gian có ít chiều hơn
theo PCA mà không làm mất đi các thông tin quan trọng và tiến hành phân tích hồi
quy đa biến trên không gian mới này.
Cần lưu ý, do phương pháp này phát triển trên cơ sở của phương pháp ILS nên
để sử dụng được các phương pháp này trong phân tích trắc quang chúng ta cần số mẫu
chuẩn tối thiểu phải bằng số thời điểm sử dụng trong đường chuẩn mã hóa, tức là số
mẫu không nhỏ hơn số cấu tử chính (PC) lựa chọn. Thông thường, với một tập số liệu

có mức độ tập trung tốt thì chỉ có một số ít các PC đầu tiên là có nghĩa (có tổng
phương sai tích lũy đủ lớn để coi rằng chúng đã chứa toàn bộ thông tin hữu ích đặc
trưng của tập số liệu). Như vậy, sử dụng mô hình PCR có thể làm giảm kích thước của
tập số liệu mà không làm mất thông tin, đồng thời có thể loại bỏ được tín hiệu nhiễu
của dữ liệu gốc.
4.5.1. Các bước chính của PCR
4.5.1.1. Xử lý ban đầu (không bắt buộc)
Nội dung chính của bước này là chuẩn hóa tập số liệu.
4.5.1.2. Các xử lý cần thiết
Với một tập số liệu đã chuẩn hóa hoặc chưa chuẩn hóa, trước khi sử dụng đều
cần bước bình phương toàn tập dữ liệu – đây là yêu cầu bắt buộc đối với hầu hết các
hàm vectơ riêng.
D = AT
.A
Trong đó:
- A là ma trận số liệu biểu diễn độ hấp thụ quang theo các thời điểm đo của
các dung dịch chuẩn.
- AT
là ma trận chuyển vị của ma trận A.
4.5.1.3. Xác định các vectơ riêng hay các PC
Có thể tính toán các vectơ riêng của tập số liệu bằng nhiều hàm toán học khác
nhau. Có 3 hàm chính, thường sử dụng là hàm NIPALS (hàm phi tuyến lặp sử dụng kĩ
thuật bình phương tối thiểu riêng phần), hàm SVD (hàm phân tách các giá trị riêng) và
hàm Princomp (hàm tính các cấu tử chính). Cần lưu ý rằng, tất cả các hàm này đều
tính toán và đưa ra tất cả các cấu tử nhưng thường không sử dụng tất cả mà chỉ sử
dụng N cấu tử đầu đủ để xác định không gian mới.
Các hàm toán học trên đều đưa ra một ma trận cột chứa các vectơ riêng – Vc –
la ma trận trong đó mỗi cột là một vectơ hay nhân tố mới – PC – của ma trận dữ liệu
và số hàng ma trận là số thời điểm đo. Mỗi nhân tố hay vectơ này lại là tổ hợp bậc nhất
của các điểm phổ ban đầu, phần đóng góp của các điểm này vào mỗi vectơ là khác

nhau tùy thuộc vào giá trị hàm phụ thuộc tại điểm đó. Những điểm có giá trị đóng góp
lớn vào các PC chứa phương sai lớn sẽ là những điểm đo có ảnh hưởng quyết định tới
kết quả tính ma trận hệ số hồi quy và kết quả hồi quy sau đó. Ma trận kết quả thứ hai
cũng rất quan trọng là ma trận phương sai của các PC: đó là dạng ma trận chéo đối với
hàm SVD, là một vectơ cột đối với hàm NIPALS và hàm Princomp.
4.5.1.4. Lựa chọn các vectơ có nghĩa
Đây là bước có ảnh hưởng đặc biệt quan trọng đến bước xử lý tiếp theo. Nếu
giữ lại nhiều vectơ hơn số cần thiết thì những vectơ đó sẽ chứa cả tín hiệu nhiễu và
như vậy kết quả hồi quy sẽ mắc sai số. Nếu giữ lại không đủ số vectơ cần thiết sẽ làm
mất thông tin có ích từ tập dữ liệu, điều này cũng sẽ gây nên sai lệch giữa mô hình hồi
quy thu được và mô hình thực. Vì vậy, việc đánh giá và lựa chọn các vectơ có nghĩa là
rất quan trọng. Một số phương pháp phổ biến để xác định số PC có nghĩa: 1. Dùng các
hàm chỉ thị như CPV (tính phần trăm phương sai tích lũy), hàm IEF…; 2. Tính toán
PRESS (tổng bình phương sai số dự đoán) để đánh giá thông tin từ dữ liệu; 3. Phương
pháp đánh giá chéo; 4. Phương pháp đánh giá Xu – Kailath; 5. Đánh giá theo tiêu
chuẩn Akaike; 6. Tính phương sai của sai số tái lập VRE.
4.5.1.5. Tính toán lại
Sau khi loại bỏ các vectơ riêng không có nghĩa, chúng ta cũng loại được tín
hiệu nhiễu của dữ liệu gốc và cần tính lại dữ liệu sau khi loại bỏ sai số. Như vậy, khi
tính toán ở hệ tọa độ mới ta đã loại bỏ được tín hiệu nhiễu trong tập dữ liệu ban đầu.
4.5.1.6. Xây dựng đường chuẩn
Khi xây dựng đường chuẩn PCR theo phương pháp ILS, điểm khác biệt duy
nhất là tập dữ liệu sử dụng.
Các bước tiến hành bao gồm:
- Xác định phép chiếu trong hệ tọa độ mới:
Aj = A . Vc
Trong đó:
Aj: là ma trận số liệu ở hệ tọa độ mới

A: là ma trận gốc.
Vc: là ma trận các vectơ riêng có nghĩa.
- Thay thế A bằng Aj trong phương trình hồi quy
C = Aj . F
Trong đó F được tính theo công thức
F = (Aj
T
. Aj)-1
. Aj
T
. C
- Nồng độ chất phân tích trong mẫu chưa biết được tính theo công thức:
Cx = Ax . Vc . F
= Ax . Fcal
Với Fcal = Vc .F đóng vai trò tương tự ma trận P trong phương trình của ILS.
4.5.2. Ưu điểm của phương pháp PCR
- Hội tụ đầy đủ các ưu điểm của phương pháp ILS đồng thời khắc phục
được các nhược điểm của phương pháp ILS do tiến hành tính toán trên toàn phổ.
- Phương pháp này cho phép loại bỏ sai số nhiễu phổ và sai số ngẫu nhiên
trong quá trình đo khi lựa chọn được số PC phù hợp.
- Đối với trường hợp sử dụng phổ toàn phần, khi dùng các phương pháp
khác như CLS, kết quả tính cuối cùng là kết quả tính trung bình trên toàn phổ nên
kém chính xác hơn trường hợp dùng phổ chọn lọc. Khi sử dụng mô hình PCR, tuy
kết quả vẫn tính trên tất cả các điểm nhưng đóng góp của các điểm đo sẽ khác nhau
tùy theo lượng đóng góp của từng điểm này vào các PC được chọn mà lượng đóng
góp này lại được phân tích dựa trên tín hiệu đo tại từng thời điểm của các mẫu
chuẩn. Do có sự phân biệt và chọn lọc trong đánh giá mỗi điểm đo nên kết quả thu
được sẽ chính xác hơn phương pháp tính trung bình trên toàn phổ ở các phương
pháp phổ toàn phần khác.
4.5.3. Hạn chế của phương pháp PCR
Vì PCR là một phương pháp hoạch định nên đôi khi những quan sát có thể dẫn
đến những giải nghĩa sai lệch. Khi đó, sẽ gây ra hiện tượng, trong những cấu tử bị loại
bỏ khi phân tích cấu tử chính, có những thông tin hữu ích sẽ “vô tình” bị mất đi cùng
với những cấu tử đó, và lúc này chắc chắn rằng các giá trị nhiễu vẫn tồn tại ít nhiều

trong các cấu tử chính được lưu giữ lại dùng trong sự hồi quy. Như vậy, tính hiệu lực
của phương pháp PCR không còn giá trị cao.
4.6. Phần mềm Matlab [4]
Matlab là 1 phần mềm nổi tiếng của công ty MathWorks, là một ngôn ngữ hiệu
năng cao cho tính toán kỹ thuật. Nó tích hợp tính toán, hiển thị và lập trình trong một
môi trường dễ sử dụng. Matlab đầu tiên được viết bằng Fortran để cung cấp truy nhập
dễ dàng tới phần mềm ma trận được phát triển bởi các dự án Linpack và Eispack. Sau
đó, nó được viết bằng ngôn ngữ C trên cơ sở các thư viện nêu trên và phát triển thêm
nhiều lĩnh vực của tính toán khoa học và các ứng dụng kỹ thuật.
Matlab là chương trình phần mềm hỗ trợ đắc lực cho tính toán với ma trận và
hiển thị. Nó có thể chạy trên hầu hết các hệ máy tính, từ máy tính cá nhân đến các hệ
super computer. Matlab được điều khiển bằng tập các lệnh, tác động qua bàn phím
trên cửa sổ điều khiển. Nó cũng cung cấp khả năng lập trình với cú pháp dịch lệnh còn
gọi là scrip file.
Các lệnh của Matlab rất hiệu quả, nó cho phép giải các loại bài toán khác nhau
và đặc biệt hữu dụng cho các hệ phương trình tuyến tính hoặc tính toán với hàm toán
học phức tạp.
Ngoài ra, Matlab còn có thể xử lý dữ liệu, biểu diễn đồ hoạ một cách linh hoạt,
đơn giản và chính xác trong không gian 2 chiều cũng như 3 chiều, kể cả khả năng tạo
hoạt cảnh, bởi những công cụ như các tệp lệnh ngày càng được mở rộng với 25 thư
viện trợ giúp (Toolboxs – các gói chương trình (thư viện) cho các lĩnh vực ứng dụng
rất đa dạng như xử lý tín hiệu, nhận dạng hệ thống, xử lý ảnh, mạng nơron, logic mờ,
tài chính, tối ưu hóa, phương trình đạo hàm riêng, tin sinh học) và bản thân các hàm
ứng dụng được tạo lập bởi người sử dụng. Không cần nhiều đến kiến thức về máy tính
cũng như các kĩ thuật lập trình phức tạp, mà chỉ cần đến những hiểu biết cơ bản về lý
thuyết số, toán ứng dụng, phương pháp tính và khả năng lập trình thông dụng, người
sử dụng có thể dùng Matlab như công cụ hữu hiệu cho lĩnh vực chuyên ngành của
mình.

Đối với hoá học phân tích, việc ứng dụng tiện ích của hàm M- file giúp tính
toán dễ dàng và thuận tiện, do chỉ cần nhập đúng hàm và Matlab sẽ cho ra kết quả của
hàm.
• Các quy luật và thuộc tính của hàm M- file
- Tên hàm và tên file phải là một ví dụ hàm flipud, file lưu là flipud.m
- Lần đầu tiên Matlab thực hiện hàm M- file nó sẽ mở file văn bản tương
ứng và dịch lệnh của file đó ra một dạng mã lưu trong bộ nhớ nhằm mục đích tăng
tốc độ thực hiện các lời gọi.
- Việc thi hành hàm M- file sẽ kết thúc khi gặp dòng cuối cùng của file đó
hoặc gặp dòng lệnh return. Lệnh return giúp ta kết thúc một hàm mà không cần phải
thi hành hết các lệnh của hàm đó.
- Hàm Error của Matlab sẽ hiển thị một chuỗi lên cửa sổ lệnh và dừng thực
hiện hàm, trả điều khiển về cho cửa sổ lệnh và bàn phím.
- Một M- file có thể chứa nhiều hàm. Hàm chính trong M- file này phải đặt
trùng với tên của M- file như đề cập đến ở trên. Các hàm khác được khai báo thông
qua câu lệnh function được viết sau hàm đầu tiên.
- Các dòng ghi lời chú thích cho tới dòng đầu tiên không phải là chú thích
trong hàm M- file là những dòng văn bản nó sẽ hiện ra khi sử dụng lệnh help.
Mỗi hàm có một không gian làm việc riêng tách biệt so với môi trường
MATLAB, mối quan hệ giữa biến và hàm với môi trường MATLAB là các biến vào
và ra của hàm đó. Nếu trong thân hàm giá trị bị thay đổi thì sự thay đổi này chỉ tác
động bên trong của hàm đó mà không làm ảnh hưởng đến các biến của môi trường
MATLAB. Các biến được tạo ra bên trong hàm thì chỉ nằm trong không gian làm việc
của hàm đó và được giải phóng khi hàm kết thúc. Vì vậy, không thể sử dụng thông tin
của lần trước gọi cho lần sau.
Số các tham số vào và ra khi một hàm được gọi thì chỉ có tác dụng bên trong
hàm đó, biến nargin chứa tham số đa vào, biến narout chứa các tham số đưa ra.
Thường dùng biến narin hơn biến narout.
Các hàm có thể dùng chung các biến với các hàm khác với môi trường Matlab
là có thể đệ quy nếu như các biến được khai báo là toàn cục.

Đặc biệt, phần mềm này có cả một Toolbox với các hàm toán học dành riêng để
thiết lập các mô hình tính toán, người sử dụng có thể tạo ra vô số các mô hình sao cho
phù hợp với mục đích sử dụng. Với những ưu điểm nổi trội như vậy, Matlab có thể
giải quyết mọi vấn đề tính toán phức tạp trong hoá phân tích.

PHẦN
THỰC
NGHIỆM

CHƯƠNG 5. HÓA CHẤT, DỤNG CỤ VÀ
CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
5.1. Hóa chất và dụng cụ thí nghiệm
5.1.1. Hóa chất
• Muối đồng nitrat Cu(NO3)2.6H2O (Merck)
• Muối coban nitrat Co(NO3)2.6H2O (Merck)
• Thuốc thử 5 – bromosalicylaldehyde thiosemicarbazone (5 – BSAT)
• Muối kali nitrat KNO3
• Axit axetic CH3COOH
• Muối natri axetat CH3COONa
• Muối amoni clorua NH4Cl
• Amoniac NH3
• Dung môi dimethylformamide (CH3)2NCHO (DMF)
• Nước cất hai lần
5.1.2. Dụng cụ
• Pipet loại 1ml, 2ml, 5ml, 10ml, 25ml.
• Bình định mức loại 25ml, 50ml, 100ml, 250ml, 500ml, 1000ml.
• Cốc thủy tinh, phễu.
• Cân điện tử Satorius Basic.
• Máy quang phổ tử ngoại khả kiến (UV/VIS Spectrophotometer)
5.2. Chuẩn bị các dung dịch gốc
5.2.1. Các dung dịch gốc
• Dung dịch Cu2+
10-2
M: Cân chính xác 0,2963g Cu(NO3)2.6H2O cho vào bình
định mức 100 ml, định mức đến vạch bằng nước cất.
• Dung dịch Cu2+
5.10-4
M: Hút chính xác 5ml dung dịch Cu2+
10-2
M cho vào
bình định mức 100 ml, định mức đến vạch bằng nước cất.
• Dung dịch Co2+
10-2
M: Cân chính xác 0,2915g Co(NO3)2.6H2O cho vào bình

• Dung dịch Co2+
5.10-4
M: Hút chính xác 5ml dung dịch Co2+
10-2
M cho vào
• Dung dịch 5-BSAT 10-2
M: Cân chính xác 0,2743g 5-BSAT cho vào bình định
mức 100 ml, định mức đến vạch bằng dung môi DMF.
• Dung dịch 5-BSAT 5.10-4
M: Hút chính xác 2,5ml dung dịch 5-BSAT 10-2
M
cho vào bình định mức 50 ml, định mức đến vạch bằng dung môi DMF.
• Dung dịch KNO3 1M: Cân chính xác 101,1004g KNO3 cho vào bình định mức
1000 ml, định mức đến vạch bằng nước cất.
• Dung dịch CH3COONa 0,2M: Cân chính xác 8,2005g CH3COONa cho vào
• Dung dịch CH3COOH 0,2M: Hút chính xác 5,8 ml CH3COOH cho vào bình
5.3. Nội dung thực nghiệm
Để xây dựng quy trình xác định đồng thời Cu2+
và Co2+
bằng phương pháp trắc
quang kết hợp với các thuật toán hồi quy đa biến như: bình phương tối thiểu thông
thường (CLS), bình phương tối thiểu riêng phần (PLS) và hồi quy cấu tử chính (PCR),
trong khóa luận này chúng tôi tiến hành khảo sát:
• Khảo sát các điều kiện tối ưu của phản ứng tạo phức màu giữa ion Cu2+
và Co2+
với thuốc thử 5 – BSAT (bước sóng tối ưu, pH tối ưu, thể tích dung môi, độ
bền phức màu theo thời gian, lượng dư thuốc thử …)
• Khảo sát tính cộng tính và khoảng tuyến tính xác định nồng độ của từng
cấu tử trên với thuốc thử 5 – BSAT, từ đó xây dựng nồng độ ma trận có mặt đồng
thời hai cấu tử.
• Xây dựng các thuật toán CLS, PLS, PCR và kiểm tra độ chính xác của
các thuật toán đó.
• Đánh giá, so sánh kết quả thu được từ các thuật toán với nhau áp dụng
đối với mẫu chuẩn, mẫu kiểm tra và mẫu tự pha.

5.4. Khảo sát các điều kiện tối ưu của quá trình tạo phức màu giữa ion Cu2+
và Co2+
với thuốc thử 5 – BSAT
5.4.1. Khảo sát bước sóng tối ưu cho quá trình tạo phức
Tiến hành khảo sát sự phụ thuộc của mật độ quang các phức màu và thuốc thử
trong khoảng bước sóng 385 – 500 nm, từ đó xác định bước sóng tối ưu cho quá trình
tạo phức của ion Cu2+
và Co2+
Tiến hành thí nghiệm: pha các dung dịch để khảo sát phổ
• Dung dịch 5 – BSAT 2.10-5
M: Hút chính xác 1 ml dung dịch 5-BSAT
5.10-4
M, 5ml dung dịch đệm, 2,5ml DMF, 5ml dung dịch KNO3 cho vào bình định
mức 25 ml, định mức đến vạch bằng nước cất. Dung dịch so sánh là nước cất.
• Dung dịch Cu (II) – 5-BSAT 2.10-5
M: Hút chính xác 1 ml dung dịch
Cu2+
5.10-4
M, 1ml dung dịch 5 – BSAT 10-2
M, 5ml dung dịch đệm, 2,5ml DMF,
5ml dung dịch KNO3 cho vào bình định mức 25 ml, định mức đến vạch bằng nước
cất.
• Dung dịch Co (II) – 5-BSAT 2.10-5
M: Hút chính xác 1 ml dung dịch
Co2+
5.10-4
M, 1ml dung dịch 5 – BSAT 10-2
M, 5ml dung dịch đệm, 2,5ml DMF,
5ml dung dịch KNO3 cho vào bình định mức 25 ml, định mức đến vạch bằng nước
cất.
• Dung dịch so sánh: Hút chính xác 1 ml dung dịch 5 – BSAT 10-2
M, 5ml
dung dịch đệm, 2,5ml DMF, 5ml dung dịch KNO3 cho vào bình định mức 25 ml,
định mức đến vạch bằng nước cất.
5.4.2. Khảo sát khoảng pH tối ưu cho quá trình tạo phức
Pha dãy dung dịch màu của 2 phức Cu(II) – 5-BSAT và Co(II) – 5-BSAT có
nồng độ xác định (trong đó thuốc thử dư) nhưng pH thay đổi từ 4,6 đến 7,0 bằng cách
sử dụng dung dịch đệm (chú ý sao cho thành phần của đệm phải trơ với phản ứng
màu).
Tiến hành thí nghiệm: chuẩn bị các dung dịch có pH trong khoảng tử 4,6 – 7,0,
sau đó pha các dung dịch để khảo sát khoảng pH tối ưu.

Bảng 2: Dãy các dung dịch phức Cu (II) – 5-BSAT để khảo sát pH tối ưu
pH 4,6 4,8 5,0 5,2 5,5 5,8 6,0 6,2 6,5 6,8 7,0
V 𝑪𝒖+𝟐
𝟓. 𝟏𝟎−𝟒
𝑴(ml) 1
V 5-BSAT 10 M2− 1
V đệm (ml) 5
V DMF (ml) 2,5
V 3KNO (ml) 5
Định mức đến vạch bằng nước cất
Bảng 3: Dãy các dung dịch phức Co (II) – 5-BSAT để khảo sát pH tối ưu
pH 4,6 4,8 5,0 5,2 5,5 5,8 6,0 6,2 6,5 6,8 7,0
V 𝑪𝒐+𝟐
𝟓. 𝟏𝟎−𝟒
𝑴(ml) 1
V 5-BSAT 10 M2− 1
V đệm (ml) 5
V DMF (ml) 2,5
V 3KNO (ml) 5
Đo mật độ quang của các dung dịch đó tại λmax của chúng với dung dịch so sánh
là thuốc thử 5 – BSAT có cùng điều kiện nhưng không có ion kim loại.
Dựng đồ thị A – pH từ những giá trị mật độ quang thu được, từ đó chọn giá trị
pH thích hợp cho cả 2 phản ứng tạo phức.
5.4.3. Khảo sát lượng dung môi DMF cần dùng
Pha hai dãy dung dịch phức Cu(II) – 5-BSAT và Co(II) – 5-BSAT có cùng
nồng độ 2.10-5
M trong đó có dư thuốc thử, ở pH tối ưu nhưng thể tích dung môi DMF
thay đổi từ 0,5ml đến 5,0ml.

Tiến hành thí nghiệm: chuẩn bị các dung dịch để khảo sát lượng dung môi DMF
cần dùng
Bảng 4: Dãy dung dịch phức Cu(II) – 5-BSAT khảo sát lượng dung môi DMF
cần dùng
V DMF (ml) 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0
V 𝑪𝒖+𝟐
𝟓. 𝟏𝟎−𝟒
𝑴(ml) 1
V 5-BSAT 10 M2− 1
V đệm (ml) 5
V 3KNO (ml) 5
Bảng 5: Dãy dung dịch phức Co(II) – 5-BSAT khảo sát lượng dung môi DMF
cần dùng
V DMF (ml) 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0
V 𝑪𝒐+𝟐
𝟓. 𝟏𝟎−𝟒
𝑴(ml) 1
V 5-BSAT 10 M2− 1
V đệm (ml) 5
V 3KNO (ml) 5
Đo mật độ quang của các dung dịch đó ở λmax của chúng với dung dịch so sánh
là thuốc thử 5 – BSAT ở cùng điều kiện.
Dựng đồ thị A – VDMF từ những giá trị mật độ quang thu được, từ đó chọn giá
trị VDMF cần dùng cho quá trình tạo phức nhưng cũng vừa tiết kiệm.
5.4.4. Khảo sát độ bền của phức theo thời gian
Pha hai dung dịch phức màu của phức Cu(II) – 5-BSAT và Co(II) – 5-BSAT ở
các điều kiện tối ưu và đo mạt độ quang A ở λmax sau 5 phút một lần.
Tiến hành thí nghiệm: lấy 2 bình đinh mức 25ml, cho vào mỗi bình 1 ml dung
dịch 5 – BSAT 10-2
M, 5 ml đệm, 2,5 ml DMF, 5 ml KNO3. Sau đó, cho vào bình thứ

nhất 1 ml dung dịch Cu2+
5.10-4
M, bình thứ hai 1 ml dung dịch Co2+
5.10-4
M, rồi định
mức đến vạch bằng nước cất.
Từ kết giá trị mật độ quang thu được, lập đồ thị A – t, từ đó chọn khoảng thời
gian thích hợp để đo mật độ quang. Khoảng thời gian thích hợp để đo mật độ quang là
khoảng thời gian tại đó mật độ quang A ổn định nhất.
5.4.5. Khảo sát lượng dư thuốc thử cần thiết để chuyển hoàn toàn ion Cu2+
và Co2+
thành phức
Pha hai dãy dung dịch phức màu Cu(II) – 5-BSAT và Co(II) – 5-BSAT có nồng
độ xác định ở các điều kiện tối ưu nhưng nồng độ của thuốc thử tăng dần.
Tiến hành thí nghiệm : pha các dãy dung dịch để khảo sát lượng dư thuốc thử
để chuyển hoàn toàn ion kim loại thành phức
Bảng 6: Dãy dung dịch phức Cu(II) – 5-BSAT khảo sát lượng dư thuốc thử để
chuyển hoàn toàn ion Cu2+
thành phức
𝐕𝐂𝐮 𝟐+ 𝟓.𝟏𝟎−𝟒 𝐌 (ml) 1
𝐕𝟓−𝐁𝐒𝐀𝐓 𝟓.𝟏𝟎−𝟒 𝐌 (ml) 1 2 3 4 5 6 7 8
𝐂 𝟓−𝐁𝐒𝐀𝐓 .106
M 20 40 60 80 100 120 140 160
Vđệm (ml) 5
VDMF (ml) 2,5
V 3KNO (ml) 5
Bảng 7: Dãy dung dịch phức Co(II) – 5-BSAT khảo sát lượng dư thuốc thử để
chuyển hoàn toàn ion Co2+
thành phức
𝐕𝐂𝐨 𝟐+ 𝟓.𝟏𝟎−𝟒 𝐌 (ml) 1
𝐕𝟓−𝐁𝐒𝐀𝐓 𝟓.𝟏𝟎−𝟒 𝐌 (ml) 1 2 3 4 5 6 7 8
𝐂 𝟓−𝐁𝐒𝐀𝐓 .106
M 20 40 60 80 100 120 140 160
Vđệm (ml) 5
VDMF (ml) 2,5
V 3KNO (ml) 5

Đo mật độ quang của các dung dịch đó tại λmax của chúng với dung dịch so
sánh là dung dịch thuốc thử có cùng nồng độ nhưng không có ion kim loại.
Dựng đồ thị A – C thuốc thử, từ đó chọn lượng dư thuốc thử cần thiết để chuyển
hoàn toàn ion Cu2+
và Co2+
thành phức.
5.4.6. Khảo sát thành phần của phức Cu(II) – 5-BSAT và Co(II) – 5-BSAT
Pha hai dãy dung dịch phức Cu(II) – 5-BSAT và Co(II) – 5-BSAT trong đó 5 –
BSAT có nồng độ là 2.10-5
M, ion đồng và coban có nồng độ tăng dần.
Tiến hành thí nghiệm : pha các dãy dung dịch để khảo sát thành phần của phức
Cu(II) – 5-BSAT và Co(II) – 5-BSAT
Bảng 8: Dãy dung dịch phức Cu(II) – 5-BSAT để xác định thành phần phức
𝐕𝐂𝐮 𝟐+ 𝟓.𝟏𝟎−𝟒 𝐌 (ml) 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6
𝐕𝟓−𝐁𝐒𝐀𝐓 𝟓.𝟏𝟎−𝟒 𝐌 (ml) 1
C Cu/C 5 - BSAT 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6
Vđệm (ml) 5
VDMF (ml) 2,5
V 3KNO (ml) 5
𝐕𝐂𝐮 𝟐+ 𝟓.𝟏𝟎−𝟒 𝐌 (ml) 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 4,0 5,0
𝐕𝟓−𝐁𝐒𝐀𝐓 𝟓.𝟏𝟎−𝟒 𝐌 (ml) 1
C Cu/C 5 - BSAT 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 4,0 5,0
Vđệm (ml) 5
VDMF (ml) 2,5
V 3KNO (ml) 5

Xác định đồng thời cu2 và co2 bằng phương pháp trắc quang sử dụng các thuật toán hồi quy đa biến

Xác định đồng thời cu2 và co2 bằng phương pháp trắc quang sử dụng các thuật toán hồi quy đa biến

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Xác định đồng thời cu2 và co2 bằng phương pháp trắc quang sử dụng các thuật toán hồi quy đa biến

Similar to Xác định đồng thời cu2 và co2 bằng phương pháp trắc quang sử dụng các thuật toán hồi quy đa biến (20)

More from https://www.facebook.com/garmentspace

More from https://www.facebook.com/garmentspace (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Xác định đồng thời cu2 và co2 bằng phương pháp trắc quang sử dụng các thuật toán hồi quy đa biến