MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa i
Lời cam đoan ii
Lời cảm ơn iii
Mục lục 1
Danh mục các bảng 3
Danh mục các hình vẽ 4
Danh mục các từ viết tắt trong luận văn 5
DANH M C CÁC T VI T T T TRONG LU N V NỤ Ừ Ế Ắ Ậ Ă 6
NT H : Nguyên t đ t hi mĐ ố ấ ế 6
Glu-Nd : Ph c Glutamat neodymứ 6
M UỞ ĐẦ 7
Ch ng 1ươ 9
T NG QUAN LÝ THUY TỔ Ế 9
1.1. MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CỦA NEODYM VÀ CÁC NTĐH 9
1.1.1. Đặc điểm của các NTĐH 9
Các NTĐH chiếm vị trí 57 đến 71 trong bảng hệ thống tuần hoàn bao gồm
các nguyên tố Lantan (La), Xeri (Ce), Praseodim (Pr), Neodym (Nd), Prometi (Tb),
Dysprosi (Dy), Holmi (Ho), Erbi (Er), Thuli (Tm), Yterbi (Yb), Lutexi (Lu). Hai
nguyên tố Ytri (Y) - vị trí 39 và Scandi (Sc) - vị trí 21 có tính chất tương tự nên
cũng được xếp vào họ NTĐH 9
1.1.2. M t s h p ch t c a các nguyên t đ t hi mộ ố ợ ấ ủ ố ấ ế 10
1.1.2.1. Oxit 10
1.1.2.2. Hiđroxit đất hiếm 11
1.1.3. Ph c ch t c a NT Hứ ấ ủ Đ 11
1.1.4. S ph i tríố ố 11
1.1.5. Gi i thi u v Neodymớ ệ ề 12
1.1.5.1. Trạng thái tự nhiên – đồng vị 13
1.1.5.2. Tính chất hóa học 13
1.1.5.3. Khả năng tạo phức của Nd 14

1.1.6. Ứng dụng của các NTĐH 14
1.1.6.1. Trong nông nghi pệ 14
1.1.6.2. Trong công nghi pệ 15
1.2. AXIT GLUTAMIC 16
1.2.1. Gi i thi u v axit Glutamic ớ ệ ề 16
1.2.2. ng d ng c a axit Glutamic và h p ch tỨ ụ ủ ợ ấ 16
1.3. GIỚI THIỆU VỀ CÂY CÀ CHUA 18
1
Cà chua la cây trồng thuộc họ cà (Solannaceae),có tên khoa học là
Lycopersicon, esculentum Mill, cà chua con có nhiều tên gọi khác nhaunhư:
Lycopersicum, S.lycopersicon, L.kort… Có nguồn gốc từ Nam Mỹ, là loại rau ăn
quả. Cà chua là cây dài ngày, tự thụ phấn. Quả cà chua mọng có chứa nhiều vitamin
C nên có vị chua, khi chín có màu vàng hoặc đỏ, có nhiều hình dạng: tròn, dẹt, có
cạnh, có múi… 18
1.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT 23
1.4.1. Ph ng pháp ph h ng ngo iươ ổ ồ ạ 23
1.4.3. Ph ng pháp phân tích nhi tươ ệ 26
Ch ng 2ươ 28
K THU T TH C NGHI MỸ Ậ Ự Ệ 28
2.1. THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ 28
2.2. HÓA CHẤT 28
2.3. THỰC NGHIỆM 28
Để ứng dụng phức Glutamat neodym đã điều chế được vào lĩnh vực
Nông nghiệp, chúng tôi đã tiến hành thực nghiệm tác động của phức Glutamat
neodym đối với quá trình sinh trưởng, phát triển và năng suất cây cà chua. Thí
nghiệm được tiến hành theo phương pháp trồng cà chua trên đồng ruộng. Sau khi
thăm dò ảnh hưởng ứng với các khoảng nồng độ của các dung dịch: Neodym
clorua, axit Glutamic và phức Glutamat neodym thông qua việc theo dõi tỷ lệ (%)
nảy mầm của hạt cà chua thực hiện trong cốc và gieo trong chậu thí nghiệm để tìm
ra được nồng độ thích hợp của các loại chất nghiên cứu. Tiếp tục dùng dung dịch

chất nghiên cứu được với các điều kiện thích hợp để phun lên lá cà chua trồng ngoài
ruộng thí nghiệm, ở các giai đoạn cây được ba lá, năm lá và khi cây bắt đầu ra hoa.
29
Ch ng 3ươ 33
K T QU VÀ TH O LU NẾ Ả Ả Ậ 33
3.1. TỔNG HỢP GLUTAMAT NEODYM 33
3.1.1. nh h ng c a th i gian ph n ng đ n hi u su t t o ph cẢ ưở ủ ờ ả ứ ế ệ ấ ạ ứ 33
3.1.2. nh h ng c a nhi t đ ph n ng đ n hi u su t t o ph cẢ ưở ủ ệ ộ ả ứ ế ệ ấ ạ ứ 34
3.1.3. nh h ng c a t l H2Glu / Nd3+ đ n hi u su t t o ph cẢ ưở ủ ỉ ệ ế ệ ấ ạ ứ 35
3.1.4. nh h ng c a pH đ n hi u su t t o ph cẢ ưở ủ ế ệ ấ ạ ứ 36
3.2. XÁC ĐỊNH SỰ HÌNH THÀNH PHỨC GLUTAMAT NEODYM 37
3.2.1. Ph h ng ngo i c a ph c ch t Glutamat neodymổ ồ ạ ủ ứ ấ 37
3.2.3. Phân tích nhi tệ 41
2
3.3. THỬ NGHIỆM ẢNH HƯỞNG CỦA GLUTAMAT NEODYM LÊN
CÂY CÀ CHUA 42
K T LU NẾ Ậ 52
TÀI LI U THAM KH OỆ Ả 53
3
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Hằng số vật lý của các nguyên tố đất hiếm 8
Bảng 1.2. Giá trị pH bắt đầu kết tủa của Ln(OH)
3
9
Bảng 1.3. Một số giá trị hằng số vật lý của axit Glutamic 14
Bảng 1.4. Tần số đặc trưng của một số nhóm nguyên tử 21
Bảng 1.5. Tần số hấp thụ của một số liên kết thường gặp 22
Bảng 2.1. Bố trí thí nghiệm theo ANOVA một chiều 29
Bảng 2.2. Bảng phân tích phương sai 29
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất tạo phức 31

Bảng 3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất tạo phức 32
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của tỉ lệ H
2
Glu/Nd
3+
phản ứng đến hiệu suất tạo phức 33
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất tạo phức 34
Bảng 3.5. Số sóng hấp thụ chính của các hợp chất trong phổ hồng ngoại 37
Bảng 3.6. Ảnh hưởng nồng độ các dung dịch Nd
3+
, H
2
Glu, Glu-Nd lên tỷ lệ nảy
mầm của hạt cà chua 40
Bảng 3.7. Bảng ANOVA 40
Bảng 3.8. Ảnh hưởng của dung dịch Nd
3+
, H
2
Glu, Glu-Nd ở các nồng độ
khác nhau đến tỷ lệ nảy mầm của hạt cà chua 43
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của vi lượng Glu-Nd đến trọng lượng tươi và khô của 15
mầm (g) cà chua sau 10 ngày 44
Bảng 3.10. Ảnh hưởng của vi lượng Glu-Nd đến chiều cao (cm) 44
Bảng 3.11. Ảnh hưởng của vi lượng Glu-Nd đến kích thước của lá (cm) 45
Bảng 3.12. Ảnh hưởng của vi lượng Glu-Nd đến thời điểm ra hoa và số hoa/cây
46
Bảng 3.13. Ảnh hưởng của vi lượng Glu-Nd đến số quả/cây, trọng lượng quả/cây
48
Bảng 3.14. Ảnh hưởng của vi lượng Glu-Nd đến trọng lượng 100 quả (kg) 48

Bảng 3.15. Năng suất cà chua sau khi thu hoạch (tấn/ sào) 48
4
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Ảnh của Neodym 11
Hình 3.1. Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất tạo phức 31
Hình 3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất tạo phức 32
Hình 3.3. Ảnh hưởng của tỉ lệ H
2
Glu/Nd
3+
phản ứng đến hiệu suất tạo phức 33
Hình 3.4. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất tạo phức 34
Hình 3.5. Ảnh của tinh thể Glutamat Neodym trên kính hiển vi 35
Hình 3.6. Phổ hồng ngoại của axit Glutamic 36
Hình 3.7. Phổ hồng ngoại của phức Glutamat neodym 37
Hình 3.8. Phổ khối lượng của phức Glutamat neodym 38
Hình 3.9. Sơ đồ phân mảnh của phức Glutamat neodym 38
Hình 3.10. Giản đồ phân tích nhiệt DSC và TG của Glutamat neodym 39
Hình 3.11. Đồ thị ảnh hưởng của dung dịch Nd
3+
, H
2
Glu, Glu-Nd đến tỷ lệ (%)
nảy mầm của hạt cà chua 41
Hình 3.12. Ảnh chụp hạt cà chua nảy mầm có xử lý dung dịch Nd
3+
, H
2
Glu,
H[Nd(Glu)

2
] 42
Hình 3.13. Ảnh cây cà chua ở giai đoạn năm lá 45
Hình 3.14. Ảnh cây cà chua ở giai đoạn bắt đầu ra hoa 46
Hình 3.15. Ảnh chụp cà chua thời điểm ra hoa 47
Hình 3.16. Ảnh ruộng cà chua bắt đầu thu hoạch 47
5
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN
NTĐH : Nguyên tố đất hiếm
Glu-Nd : Phức Glutamat neodym
6
MỞ ĐẦU
Trong lịch sử ngành hóa học, việc nghiên cứu các nguyên tố đất hiếm (NTĐH)
không phải là một vấn đề mới. Thế nhưng những ứng dụng mạnh mẽ của các NTĐH
và hợp chất của chúng thì thật sự phát triển trong những thập niên gần đây. Đặc biệt
trong thời gian này, với những giá trị và lợi ích về khoa học kỹ thuật, kinh tế, môi
trường mà các NTĐH và hợp chất của chúng mang lại, nền khoa học công nghệ đất
hiếm đã trở thành một trong những ngành khoa học mũi nhọn của tương lai.
Với những tính chất đặc biệt, các NTĐH được ứng dụng trong hầu hết các lĩnh
vực khoa học kỹ thuật như làm xúc tác trong công nghiệp hóa dầu, tổng hợp hữu cơ,
làm nguyên liệu, phụ gia trong công nghệ hạt nhân, luyện kim, vật liệu từ, công nghiệp
thủy tinh màu và thủy tinh quang học, chế tạo gốm, vật liệu composit, thiết bị laze…
Đối với ngành nông nghiệp, phân bón vi lượng đất hiếm đang là một đề tài thu
hút sự chú ý của các nhà khoa học nói chung và các nhà nông học nói riêng vì
chúng có tác dụng làm tăng hàm lượng diệp lục, tăng quá trình quang hóa, tăng sự
hấp thu các chất dinh dưỡng đa lượng và vi lượng, tăng khả năng chống chịu thời
tiết của cây, không làm ảnh hưởng đến môi trường, cho năng suất cây trồng cao…
Nhưng trên thực tế, hàm lượng các NTĐH trong đất rất ít, thậm chí một số nơi
không có NTĐH. Hơn thế nữa, các NTĐH trong đất trồng lại bị rửa trôi bởi nước
mưa, lũ lụt và hao hụt dần qua quá trình sử dụng của thực vật. Do đó, việc cung cấp

và bổ sung các NTĐH cho cây trồng là một yêu cầu bức thiết đang được đặt ra.
Trong thời gian gần đây, hóa học phức chất các NTĐH thông qua các ứng
dụng rộng rãi của nó đã ngày càng phát triển và khẳng định vai trò quan trọng trong
khoa học và đời sống. Các NTĐH có khả năng tạo phức với nhiều phối tử vô cơ lẫn
hữu cơ. Nhiều phối tử hữu cơ có khả năng tạo phức tốt với các NTĐH đã được
nghiên cứu như hợp chất màu azo, các hợp chất hữu cơ chứa photpho, các hợp chất
hữu cơ đa chức,… Một trong những phối tử hữu cơ đáng chú ý là các amino axit.
Các công trình khoa học mới đây về phức chất của NTĐH với các amino axit đã chỉ
ra những hoạt tính sinh học đặc biệt của chúng như khả năng ức chế sự phát triển
của các loại vi trùng của Aspartat đất hiếm, ảnh hưởng của các Glutamat Europi đến
sinh tổng hợp Protein và enzim ở chủng nấm mốc, khả năng kích thích tăng trưởng
của các NTĐH với cây trồng [25]. Hiện nay, số công trình nghiên cứu sự tạo phức
của các NTĐH với axit L-Glutamic còn ít và chưa đầy đủ với tất cả các nguyên tố.
7
Đây là một loại amino axit tự nhiên có khả năng ức chế hoạt động thần kinh, ảnh
hưởng đến sự phát triển trí tuệ của con người. Vì vậy, nghiên cứu sâu hơn về phức
chất này thực sự là một vấn đề thú vị và đáng được quan tâm.
Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài luận văn là: “Điều chế
Glutamat Neodym và thử nghiệm ảnh hưởng năng suất cây cà chua”
Nội dung đề tài tập trung vào các phần sau:
Khảo sát ảnh hưởng của các điều kiện nhiệt độ, pH, thời gian, tỉ lệ axit
Glutamic/ Neodym đến hiệu suất phản ứng tạo Glutamat Neodym. Từ đó, tìm ra
những điều kiện tối ưu cho phản ứng.
Sử dụng phương pháp: phổ hồng ngoại, phổ khối lượng, phân tích nhiệt để
đánh giá sự tạo thành phức.
Tiến hành thử nghiệm ảnh hưởng của Glutamat neodym đến năng suất cây
cà chua.
8
Chương 1
TỔNG QUAN LÝ THUYẾT

1.1. MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CỦA NEODYM VÀ CÁC NTĐH
1.1.1. Đặc điểm của các NTĐH
Các NTĐH chiếm vị trí 57 đến 71 trong bảng hệ thống tuần hoàn bao gồm các
nguyên tố Lantan (La), Xeri (Ce), Praseodim (Pr), Neodym (Nd), Prometi (Tb),
Dysprosi (Dy), Holmi (Ho), Erbi (Er), Thuli (Tm), Yterbi (Yb), Lutexi (Lu). Hai
nguyên tố Ytri (Y) - vị trí 39 và Scandi (Sc) - vị trí 21 có tính chất tương tự nên
cũng được xếp vào họ NTĐH.
- Cấu tạo điện tử
Các nguyên tử của NTĐH có cấu hình electron hóa trị là 4f
0-12
5d
0-2
6s
2
, lớp 4f là
lớp thứ ba từ ngoài vào. Năng lượng tương đối của các obitan 4f và 5d rất giống nhau
và nhạy cảm nên electron dễ chiếm cả 2 obitan này. Cấu hình electron của các cation
Re
+
: [Xe] 4f
n
5d
0
6s
0
rất đều đặn. Do tính chất hóa học của các nguyên tố hóa học được
quyết định bởi các electron phân lớp ngoài nên các NTĐH có tính chất rất giống nhau
và giống tính chất các nguyên tố nhóm IIIB (Sc, Y, La, Ac) [7], [31].
- Tính chất chung
Do sự “co lantanoit” và cấu hình lớp ngoài cùng của các NTĐH giống nhau

nên các NTĐH cũng có khác nhau và biến đổi tuần hoàn hoặc tuần tự trong dãy các
NTĐH. Các tính chất biển đổi tuần hoàn trong dãy các NTĐH là do qui luật tuần
hoàn trong quá trình sắp xếp điện tử vào các obitan 4f, đầu tiên là 1 và sau đó là 2.
Các tính chất biến đổi tuần hoàn trong dãy các NTĐH là mức oxi hóa, tính chất từ,
màu sắc của các ion Ln
3+
và một số thông số vật lý như: khối lượng riêng, nhiệt độ
sôi, nhiệt độ nóng chảy…
- Mức oxi hóa
Mức oxi hóa đặc trưng của nhóm III
B
là +3.
Mức oxi hóa +3 cũng phổ biến và nói chung bền ở các NTĐH. Ngoài ra, một
số NTĐH có các mức oxi hóa thông thường là +2 hoặc +4.
Ở nhóm nhẹ, khả năng tồn tại mức oxi hóa thường là +2 hoặc +4 là dễ hơn với
các NTĐH nhóm nặng do sự kích thích electron độc thân đòi hỏi ít năng lượng hơn
so với kích thích electron đã ghép đôi. Trong dung dịch nước, thực tế chỉ có các ion
Eu
2+
, Ce
4+
là bền, các ion Yb
2+
, Sm
2+
, Tb
4+
, Pr
4+
kém bền.

9
- Tính chất từ
Các NTĐH đều có từ tính và sự biến đổi do có electron độc thân ở lớp vỏ
ngoài cùng, đặc biệt là electron 4f. Nguyên tố có từ tính nhỏ nhất là 4f
0
và 4f
14
, có từ
tính yếu là các nguyên tố mà phân lớp 4f điền gần đầy electron.
- Màu sắc
Màu sắc các phức chất aqua của các NTĐH biến đổi một cách có qui luật theo
độ bền tương đối của trạng thái 4f. Nguyên nhân của sự biến đổi màu là sự lấp đầy
electron vào obitan 4f.
- Tính chất vật lý của các NTĐH
Bảng 1.1. Bảng hằng số vật lý của các NTĐH
Sc Y La Ce Pr Nd Pm Sm
D(g/cm
3
) 3 4,47 6,12 6,77 6,77 7,01 - 7,54
T
nc
;
o
C 1539 1525 920 804 936 1024 1080 1072
T
s
;
o
C 2700 3025 3470 3470 3017 3210 - 1670
Các đơn chất đất hiếm là các kim loại khó nóng chảy, màu xám trắng (trừ Pr và

Nd hơi vàng nhạt). Các NTĐH dễ rèn, có độ cứng tương đối không cao, dẫn điện
gần như thủy ngân. Khi chuyển từ Ce đến Lu, khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy,
nhiệt độ sôi thể hiện tính tuần hoàn nội (sự bất thường thể hiện rõ ở Eu và Yb).
- Tính chất hóa học
Chỉ kém kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ
Các kim loại đất hiếm ở dạng khối rắn bền với không khí khô nhưng trong
không khí ẩm thì bị mờ dần đi. Ở nhiệt độ 200-400
o
C các kim loại đất hiếm bị
bốc cháy ngoài không khí tạo hỗn hợp oxit và nitrua. Các nguyên tố đất hiếm tác
dụng với các halogen ở nhiệt độ thường và khi đốt nóng thì chúng tác dụng với
N
2
, C, S, P, H
2
,… Chúng tạo được hợp kim với đa số các kim loại như Al, Cu,
Mg, Co, Fe,… [7].
Trong dãy điện thế, các NTĐH đứng xa trước Hiđro. Giá trị thế E
o
= -2,4 đến
-2,1 nên các kim loại đất hiếm bị nước, đặc biệt là nước nóng oxi hóa, chúng tác
dụng mãnh liệt với các axit. Các NTĐH bền trong HF và H
3
PO
4
do tạo thành màng
muối không tan bao bọc bảo vệ. Các NTĐH không tan trong kiềm [7].
1.1.2. Một số hợp chất của các nguyên tố đất hiếm
1.1.2.1. Oxit
Các oxit đất hiếm Ln

2
O
3
được điều chế bằng cách nung đỏ các hiđroxit đất
hiếm Ln(OH)
3
, cacbonat đất hiếm Ln
2
(CO
3
)
3
hoặc oxalat Ln
2
(C
2
O
4
)
3
ở 800-1200
o
C.
10
Các oxit tan nhiều trong dung dịch HNO
3
hay HCl nhưng khi nung đỏ thì mất
hoạt tính hóa học, là hợp chất bền ,khó nóng chảy như La
2
O

3
nóng chảy ở trên
2000
o
C [7].
1.1.2.2. Hiđroxit đất hiếm
Là kết tủa vô định hình, được tạo ra khi cho Ln
3+
tác dụng với dung dịch NH
3
hoặc kiềm. Giá trị bắt đầu kết tủa Ln(OH)
3
từ 6 - 8,5.
Bảng 1.2. Giá trị pH bắt đầu kết tủa Ln(OH)
3
NTĐH La Ce Pr & Nd Sm Gd Dy Yb Lu
pH
(kết tủa )
7,3-8,4 7,1-7,4 7,0-7,4 6,8 6,2 7 6,2-7,1 6
Các ion Ln
3+
không bị dung dịch NH
3
làm kết tủa từ các dung dịch chứa các
hiđroxit axit hữu cơ (như axit tactric, xitric…). Các Ln(OH)
3
hấp thụ CO
2
trong
không khí, chúng đều là bazơ và về lực thì nằm giữa Al(OH)

3
và Mg(OH)
2
[7].
1.1.3. Phức chất của NTĐH
Các ion NTĐH có bán kính nhỏ, điện tích lớn, các obitan d và f còn trống nên
khả năng tạo phức mạnh với phối tử vô cơ và hữu cơ. Các phối tử vô cơ tạo phức
mạnh với các ion NTĐH là halogenua, cacbonat, sunfat,… Các ion NTĐH tạo phức
bền với nhiều phối tử hữu cơ khác như các axit: axetic, citric, tactric,
etylenđiamintetra axetic(EDTA),… Độ bền của phức nói chung tăng lên khi số thứ
tự NTĐH tăng.
Các ion Ln
3+
và Ln
4+
có khả năng tạo phức mạnh với các phối tử là các hợp
chất hữu cơ photpho trung tính và axit. Các hợp chất điển hình cho loại này là TBP
và HDEHP. Đối với TBP, phức chất được tạo thành là các hợp chất solvate trong đó
phân tử TBP thay thế cho các phân tử nước trong cầu phối trí hoặc ở lớp vỏ hiđrat
hóa thứ cấp. Ở vùng nồng độ axit thấp, phức chất tạo thành đối với các NTĐH(III)
có dạng LnX
3
.3TBP. Ở vùng nồng độ axit cao là H
x
LnX
3+3
.nTBP(n từ 1-3). Trong
môi trường anion là ClO
-
,

SCN
-
thì phức chất có dạng Ln(ClO)
3
.6TBP,
Ln(ClO)
3
.4TBP và Ln(SCN)
3
.4TBP [7].
1.1.4. Số phối trí
Trong các hợp chất thì số phối trí thường là 6-12.
Trước đây, người ta cho rằng trong dung dịch, số phối trí 6 là đặc trưng
nhất nhưng sau này thì người ta đã chứng minh được các NTĐH có thể có số
phối trí lớn hơn 6. Trong các tinh thể hợp chất NTĐH, người ta quan sát số phối
trí 7 (trong các Ln(đixet)
2
.H
2
O. Các phức chất hiđrat của một số NTĐH chứa 8-9
11
phân tử nước. Trong các tinh thể các NTĐH thì số phối trí 9 là đặc trưng nhất.
Số phối trí 9 tồn tại trong phức Bromua, sunfat, etylsunfat và trong các
halogenua khan của các NTĐH [7].
1.1.5. Giới thiệu về Neodym
Neodym được nam tước Carl Auer von Welsbach, một nhà hóa học người Áo,
phát hiện tại Viên năm 1885. Ông tách neodym cũng như nguyên tố praseodym từ
vật liệu được gọi là didym bằng cách kết tinh phân đoạn của nitrat amoni
tetrahydrat kép từ HNO
3

, trong khi tuân theo việc chia tách bằng phân tích quang
phổ. Tuy nhiên, nó đã không được cô lập ở dạng tương đối tinh khiết cho tới tận
năm 1925. Tên gọi neodym có nguồn gốc từ tiếng Hy lạp “neos” nghĩa là mới và
“didymos” nghĩa là kép, đôi.
Kết tinh nitrat kép từng là phương thức tinh chế neodym thương mại cho tới
tận thập niên 1950. Lindsay Chemical Division của American Potash và Chemical
Corporation, một thời từng là nhà sản xuất các kim loại đất hiếm lớn nhất trên thế
giới, cung cấp ôxít neodym tinh chế theo kiểu này ở phẩm cấp 65%, 85% và 95%
độ tinh khiết, với mức giá trong khoảng từ 2 tới 20 USD mỗi pao (USD năm 1960).
Lindsay cũng là cơ sở đầu tiên thương mại hóa quá trình tinh chế bằng trao đổi ion
ở quy mô lớn để sản xuất neodym, sử dụng công nghệ do Frank Spedding tại Đại
học bang Iowa và Phòng thí nghiệm Ames phát triển; một pao oxit độ tinh khiết
99% có giá 35 USD vào năm 1960; còn phẩm cấp 99,9% chỉ tăng thêm 5 USD nữa.
Bắt đầu từ thập niên 1950, neodym độ tinh khiết cao (như 99%) chủ yếu thu
được bằng công nghệ trao đổi ion từ các monazit ((Ce,La,Th,Nd,Y)PO
4
), một vật
liệu giàu các nguyên tố đất hiếm. Bản thân kim loại này thu được bằng điện phân
các muối halogenua của nó. Hiện tại, phần lớn neodym được chiết ra từ bastnaesit,
(Ce,La,Nd,Pr)CO
3
F, và được tinh chế bằng chiết dung môi. Tinh chế trao đổi ion
được dùng để điều chế neodym với các độ tinh khiết cao hơn (thông thường >4N,
do khi Molycorp lần đầu tiên đưa ra oxit neodym của họ có phẩm cấp 98% vào năm
1965, điều chế bằng chiết dung môi từ bastnaesit thu được tại mỏ Mountain Pass-
California, nó chỉ có giá ở mức 5 USD mỗi pao đối với các lượng nhỏ, do vậy
Lindsay nhanh chóng ngừng không sản xuất nữa). Công nghệ phát triển và độ tinh
khiết được nâng cao của ôxít neodym có sẵn ở quy mô công nghiệp được phản ánh
bằng sự xuất hiện của thủy tinh neodym được làm từ đó vẫn tồn tại trong các bộ sưu
tập ngày nay. Các miếng kính thời kỳ đầu của Moser và các loại thủy tinh neodym

khác sản xuất trong thập niên 1930 bị pha màu cam hay hơi đỏ nhiều hơn so với các
12
loại thủy tinh neodym ngày nay (có màu tía thuần khiết hơn), do các khó khăn trong
việc loại bỏ các dấu vết cuối cùng của praseodym khi người ta còn phải dựa vào
công nghệ kết tinh phân đoạn.
1.1.5.1. Trạng thái tự nhiên – đồng vị

Hình 1.1. Ảnh của Neodym
Neodym không được tìm thấy trong tự nhiên ở dạng nguyên tố tự do mà nó
thường xuất hiện trong các loại quặng như cát monazite (Ce,La,Th,Nd,Y)PO
4
và
bastnasit (Ce,La,Th,Nd,Y)(CO
3
)F. Trong đó chứa các lượng nhỏ của mọi nguyên tố
đất hiếm. Neodym cũng có thể tìm thấy trong hỗn hợp kim loại; nó rất khó tách ra
từ các nguyên tố đất hiếm khác.
Neodym phổ biến trong tự nhiên là hợp thành của 5 đồng vị ổn định, bao gồm
Nd
142
(chiếm 27,2%), Nd
143
(12,2%), Nd
145
(8,3%), Nd
146
(17,2%), Nd
148
(5,7%) và 2
đồng vị phóng xạ là Nd

144
(23,8%), Nd
150
(5,6%). Tổng cộng 31 đồng vị phóng xạ
của neodym đã được nêu đặc trưng cho tới nay, với ổn định nhất là các đồng vị có
trong tự nhiên Nd
144
(phân rã alpha với chu kỳ bán rã (T
½
) bằng 2,29×10
15
năm) và
Nd
150
(phân rã beta kép, T
½
bằng 7×10
18
năm). Tất cả các đồng vị phóng xạ còn lại
có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 11 ngày và phần lớn trong số đó có chu kỳ bán rã nhỏ hơn
70 giây. Nguyên tố này cũng có 13 trạng thái giả ổn định đã biết với ổn định nhất là
Nd
139m
(T
½
bằng 5,5 giờ), Nd
135m
(T
½
bằng 5,5 phút) và Nd

133m1
(T
½
~70 giây).
Phương thức phân rã chủ yếu trước đồng vị phổ biến nhất (Nd
142
) là bắt điện tử
và phân rã positron còn phương thức chủ yếu sau đồng vị ổn định phổ biến nhất là
phân rã beta. Sản phẩm phân rã chủ yếu trước Nd
142
là các đồng vị của nguyên tố Pr
còn sản phẩm phân rã chủ yếu sau Nd
142
là các đồng vị của nguyên tố Pm.
1.1.5.2. Tính chất hóa học
- Phản ứng với oxi: Nd kim loại bị mờ chậm trong không khí và cháy dễ dàng
để hình thành Nd
2
O
3
→+
2
3O4Nd
2 Nd
2
O
3
13
32
2NdX3X2Nd

→+
- Phản ứng với H
2
O: Nd phản ứng chậm với nước lạnh nhưng phản ứng nhanh
chóng với nước nóng để hình thành Nd(OH)
3
và H
2

232
3H2Nd(OH)O6HNd +→+
- Phản ứng với tất cả các Halogen.
Với: NdCl
3
có màu tím hoa cà, NdF
3
có màu tím, NdI
3
có màu xanh
- Phản ứng với axit: Nd kim loại tan nhanh chóng trong dung dịch axit H
2
SO
4
.
1.1.5.3. Khả năng tạo phức của Nd
Cũng như các NTĐH khác, Nd có khả năng tạo một số phức đơn hoặc đa phối
tử với Asenazo(III), axit salixilic,… và các bazơ hữu cơ như piridil, phenantrolin
theo một số qui định nhất định. Ở đây, chúng tôi khảo sát khả năng tạo phức đơn
phối tử giữa Nd(III) và axit Glutamic.
1.1.6. Ứng dụng của các NTĐH

1.1.6.1. Trong nông nghiệp
Việc ứng dụng NTĐH trong nông nghiệp được tiến hành từ năm 1972 ở Trung
Quốc. Kết quả thu được cho thấy đất hiếm có ảnh hưởng tới hơn 20 loại cây trồng.
Trong quá trình khảo sát đã xác định hàm lượng đất hiếm phù hợp dùng cho các
loại cây khác nhau. Trung bình 1g đất hiếm đủ để pha dung dịch ngâm 10kg hạt
giống, tăng năng suất 10%.
Kết quả nghiên cứu về vai trò sinh lý của đất hiếm cho thấy đất hiếm có khả
năng làm tăng hàm lượng chlorophyl, thúc đẩy quá trình quang hợp và làm tăng khả
năng kháng bệnh của cây trồng, bảo vệ được môi trường (không làm cho các loài vật
sống chung bị tiêu diệt, không thái hóa chất độc như các loại thuốc trừ sâu). Phân bón
loại này rất nhỏ (cỡ phần nghìn, phần triệu) có tác dụng làm tăng hàm lượng diệp lục
của cây, tăng sự hấp thụ các chất dinh dưỡng đa lượng và vi lượng, tăng khả năng
chống chịu điều kiện thời tiết hết sức khắc nghiệt. Đó là một trong những nguyên
nhân chính làm tăng năng suất và chất lượng sản phẩm thu hoạch [10].
Song song với việc nghiên cứu ứng dụng các nguyên tố vi lượng và các
NTĐH trong nông nghiệp, các nhà khoa học đã khảo sát ảnh hưởng của đất hiếm
đối với cơ thể sống bằng cách trộn đất hiếm vào thức ăn của khỉ. Kết quả nghiên
cứu cho thấy, ở một giới hạn nhất định, đất hiếm hoàn toàn không độc đối với cơ
thể sống.
Về mặt sinh thái, đất hiếm có tác dụng rõ rệt tới sự phát triển của lá và rễ, đặc
biệt rõ nhất đối với cây họ đậu.
14
Phương pháp sử dụng đất hiếm trong nông nghiệp thay đổi tùy theo từng loại
cây, loại đất và điều kiện thời tiết. Đối với cây thời vụ, nồng độ 0,01 - 0,03% là
thích hợp nhất. Ngược lại cây ăn quả đòi hỏi nồng độ cao hơn: 0,05 - 0,1%.
Hiệu quả kinh tế của việc sử dụng đất hiếm trong nông nghiệp: Hơn 90% cây
trồng trong đó có ngũ cốc, rau, cây ăn quả được xử lý bằng đất hiếm cho năng suất
tăng từ 5 - 10% hoặc cao hơn.
Ở nước ta, Viện Thổ nhưỡng và Nông hóa (Bộ Nông nghiệp và Lương thực
Thực phẩm) đã phối hợp với Viện Vật lý (Viện Khoa học Việt Nam) nghiên cứu

ảnh hưởng của đất hiếm tới tốc độ sinh trưởng của cây đậu tương và cây lạc. Kết
quả sơ bộ cho thấy: dung dịch đất hiếm làm tăng sinh khối khoảng 15%. Hiện nay,
các thí nghiệm sử dụng đất hiếm trong nông nghiệp còn đang được tiến hành [4],
[5], [10], [21], [31].
1.1.6.2. Trong công nghiệp
Các NTĐH có rất nhiều ứng dụng trong hầu hết các lĩnh vực KHKT và vai trò
của nó trong công nghệ chế tạo vật liệu là không thể thay thế được.
Các NTĐH được dùng làm xúc tác crackinh dầu mỏ, xúc tác trong quá trình
tổng hợp amoniac, xilen và nhiều hợp chất hữu cơ khác. NTĐH còn dùng làm xúc
tác để làm sạch khí thải ô tô, xúc tác trong lò đốt rác y tế. So với các xúc tác cùng
loại chứa nguyên tố quý (Pt), xúc tác chứa NTĐH bền nhiệt, bền hóa học, có hoạt
tính cao hơn và điều quan trọng là giá thành rẻ hơn. Sau khi sử dụng một thời gian,
xúc tác đất hiếm được phục hồi lại bằng cách rửa bằng HCl loãng.
Trong công nghiệp luyện kim, các NTĐH được dùng để cho thêm vào một số
hợp kim, Chẳng hạn: để sản xuất gang biến tính người ta cho thêm các NTĐH, do
tác dụng của các NTĐH, không những một số tạp chất có hại trong gang bị loại ra
mà cấu trúc của cacbon trong gang cũng biến đổi làm giảm tính giòn của gang và
gang biến tính đó có thể thay thế thép.
Trong lĩnh vực vật liệu từ, các NTĐH cũng đóng vai trò quan trọng. Các vật
liệu từ chứa đất hiếm có độ phản từ và mật độ năng lượng từ cao, giá thành rẻ và
được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực chế tạo động cơ điện, máy gia tốc proton,
máy tính. Đó là các hợp kim NdFeB, SmCo
6
, SmFeCu có từ tính mạnh gấp nhiều
lần so với nam châm làm bằng sắt và như vậy, các hợp kim trên cho phép thu nhỏ
động cơ điện. Chẳng hạn một nam châm bằng sắt nặng 40kg có thể thay thế bằng
một nam châm làm bằng hợp kim của Samari và Coban chỉ nặng 2,45kg với giá
thành giảm 50%.
15
Trong công nghiệp thủy tinh, các NTĐH được sử dụng khá nhiều để khử màu

và tạo màu cho thủy tinh như: Nd
2
O
3
(tím hồng), CeO
2
(vàng chanh), Pr
6
O
11
(xanh
lá cây), Er
2
O
3
(hồng nhạt). Nd
2
O
3
còn được dùng trong quang học laze và dùng làm
tụ điện gốm.
Các NTĐH còn được sử dụng để chế tạo vật liệu phát quang có hiệu suất cao,
tốn ít năng lượng, được sử dụng làm bột cho bóng đèn huỳnh quang, đèn compax
màu, đèn hình tivi [10], [31].
1.2. AXIT GLUTAMIC
1.2.1. Giới thiệu về axit Glutamic
Axit Glutamic còn được gọi là Axit-aminoglutaric hay theo danh pháp quốc tế
là axit 2-aminopentađioic, là một trong 20 loại axit amin cơ bản dùng để tổng hợp
protein trong cơ thể sinh vật. Do axit Glutamic và các dẫn xuất có đặc tính riêng
nên chúng được dùng rộng rãi trong trị bệnh, bổ sung sinh trưởng cho thực vật.

Axit Glutamic có công thức phân tử C
5
H
9
NO
4
. Trong phân tử có 2 nhóm
cacboxylic và 1 nhóm amin. HOOC - CH
2
- CH
2
– CH(NH
2
) - COOH
Đây là một hợp chất lưỡng tính, mang cả tính axit và kiềm, có thể làm nguyên
liệu cho các loại mỹ phẩm, thực phẩm và hóa phẩm.
Là tinh thể, tan trong nước (0,84g trong 100g H
2
O), không tan trong dung môi
không phân cực (ete, dầu hỏa, benzen) [31].
Một số giá trị hằng số vật lý của axit glutamic được trình bày ở bảng 1.3
Bảng 1.3. Một số giá trị hằng số vật lý của axit Glutamic
Ký hiệu E, Glu, Glx
Phân tử khối (g/mol) 147,13
Điểm sôi (
0
C) 247 - 249
Tỉ trọng (g/cm
3
) 1,538

Điểm đẳng điện 3,22
pK
a
2,16; 4,15; 9,58
1.2.2. Ứng dụng của axit Glutamic và hợp chất
Axit Glutamic do ông Ritthansen tìm ra năm 1866, là chất độc nhất được tiết
chế ra rất nhiều tại não chiếm tới 37% (so với gan, chỉ có 5,2%), đồng thời có trong
động vật và thảo mộc. Khi cơ thể tích lũy quá nhiều axit Glutamic có thể đưa tới
quá nhiều amoniac trong máu làm cho bất tỉnh và chết.
Một muối của axit Glutamic được sử dụng rộng rãi trong đời sống hằng ngày
là mì chính (monosodium glutamate). Mì chính có dạng tinh thể trắng, không màu
hoặc dạng bột kết tinh, hình thoi lăng trụ. Đây là một phụ gia thực phẩm có tác
16
dụng điều vị, giúp cho thực phẩm thơm ngon và hấp dẫn hơn. Glutamat của mì
chính tương tự như glutamat trong cơ thể người, được tiêu hóa, hấp thu trong ruột
như glutamat có trong thực phẩm khác.
Tính an toàn của mì chính đã được nghiên cứu từ lâu và trong thời gian dài bởi
các tổ chức y tế, sức khỏe hàng đầu thế giới, trên cả thực nghiệm động vật lẫn con
người. Tại Mỹ, từ năm 1959, FDA (cơ quan quản lý thuốc và thực phẩm) xem mì
chính là loại điều vị an toàn xếp vào loại “An toàn trong sử dụng” tương tự như
muối, tiêu, dấm Kể cả sử dụng lâu dài. Năm 1992, Hội đồng các vấn đề khoa học
của Hội Y học Mỹ đã khẳng định lại tính vô hại của mì chính và axit Glutamic,
Năm 1998, Hội nghị quốc tế lần thứ 2 về mì chính đã được tổ chức tại Bergamo (Ý)
với sự tham dự của hơn 30 nhà khoa học về chuyển hóa, thần kinh, dinh dưỡng,
thực phẩm để trao đổi về những tiến bộ trong nghiên cứu về mì chính. Hội nghị đã
khẳng định lại tính an toàn của mì chính. Tuy thế, nếu ăn đồ ăn có nhiều mì chính
sẽ dẫn đến thần kinh bấn loạn, mặt nóng bừng, đau ngực, nhức đầu
Trong y học, nhu cầu sử dụng axit Glutamic cho chữa bệnh sẽ không ngừng
tăng trưởng trong tương lai. Trong các sản phẩm này, rất quan trọng là dịch bổ sung
dinh dưỡng đường ruột cho các bệnh nhân đã trong tình trạng trầm trọng và thuốc

thần kinh. Ngoài ra còn có nhiều ứng dụng khác như các loại thực phẩm đồ uống
cho người bệnh khả năng trao đổi chất thất thường và thuốc tan đờm trong phổi
Ir Cervotonic (thực chất kết hợp axit Glutamic với vitamin B
1
) được coi là
thuốc “bổ óc”, kích thích sự phát triển trí tuệ con người. Axit Glutamic
decarboxylase đóng vai trò quan trọng trong chuyển hóa các neurotransmitters dẫn
đến rối loạn về tính khí, tình cảm và trí nhớ.
Axit Glutamic kết hợp với glycine và alanin là 3 loại amino axit này giúp làm
giảm chứng tiểu đêm, tiểu vội, giảm số lần đi tiểu và làm tăng thời gian nín tiểu
được lâu hơn.
Trong lĩnh vực sinh học, dung dịch gluco-axit glutamic với nồng độ 0,1% là
dung dịch chuẩn để xác định nhu cầu oxi sinh hóa của nước bằng nuôi cấy.
Ngoài ra, trên thế giới người ta đã tổng hợp phức axit Glutamic với 3-hiđroxy-
4-formylpyridine, Với geparin phức của Er-Y với axit Glutamic
[ErY(Glu)
2
(H
2
O)
8
(ClO
4
).2,75H
2
O] với các thông số mạng đo được như sau:
a=1,10390nm; b = 1,6493nm: c = 1,9986(3)nm;
β
= 103,600(10), v = 3,5367(8)nm
3

;
z = 4; D
c
= 2,141g/cm
3
; R = 0,0311. Mỗi nguyên tử kim loại cũng liên kết phối trí với
4 phân tử nước. Vì vậy số phối trí của ion trung tâm là 9.
17
Phức Eu(HGlu)
3
.3H
2
O được tác giả Nguyễn Trọng Uyển, Đào Văn Chung
dùng để thăm dò ảnh hưởng đến sinh tổng hợp protein và enzym ở chủng nấm mốc
Aspergillus - Niger. Kết quả cho thấy phức này kích thích tổng hợp protein rõ rệt ở
nồng độ 60-120ppm, đối với enzym cũng thể hiện sự kích thích và rõ rệt ngay ở
nồng độ thấp. Với cả 2 chỉ tiêu, ở nồng độ có chiều hướng giảm, ảnh hưởng của
phức đến các enzym khác nhau là không như nhau [28].
1.3. GIỚI THIỆU VỀ CÂY CÀ CHUA
Cà chua la cây trồng thuộc họ cà (Solannaceae),có tên khoa học là
Lycopersicon, esculentum Mill, cà chua con có nhiều tên gọi khác nhaunhư:
Lycopersicum, S.lycopersicon, L.kort… Có nguồn gốc từ Nam Mỹ, là loại rau ăn
quả. Cà chua là cây dài ngày, tự thụ phấn. Quả cà chua mọng có chứa nhiều vitamin
C nên có vị chua, khi chín có màu vàng hoặc đỏ, có nhiều hình dạng: tròn, dẹt, có
cạnh, có múi…
Cà chua được dùng trong chế biến thực phẩm, tạo vị ngon và màu sắc hấp dẫn.
Ngoài ra cà chua còn có tác dụng khá tốt trong việc chăm sóc và bảo vệ sức khỏe.
Lá cà chua có nơi dùng chữa bệnh về huyết áp và các bệnh ngoài da [3].
1.3.1. Đặc điểm thực vật học
1.3.1.1. Hệ rễ

Rễ cây cà chua thuộc loại rễ chùm, có khả năng ăn sâu trong đất. Rễ phụ cấp 2
phân bố dày đặc trong đất ở thời kỳ cây sinh trưởng mạnh. Khi gieo thẳng rễ cà
chua có thể ăn sâu tới 1,5m, nhưng ở độ sâu dưới 1m rễ ít, khả năng hút nước và
chất dinh dưỡng ở tầng đất 0,5m yếu. Hệ rễ phân bố chủ yếu ở tầng đất 0-30cm.
Khả năng tái sinh của hệ rễ cà chua mạnh, khi rễ chính bị đứt, rễ phụ phát triển
mạnh. Trong quá trình sinh trưởng hệ rễ chịu ảnh hưởng lớn của điều kiện môi
trường như nhiệt độ đất và ẩm độ đất v.v… [3]
1.3.1.2. Thân
Đặc tính của cây cà chua là bò lan ra xung quanh hoặc mọc thành bụi. Căn cứ
vào đặc điểm sinh trưởng chiều cao cây có thể phân thành 3 loại:
+ Loại lùn: Cây thấp, chiều cao cây dưới 65cm, cây lùn mập, khoảng cách
giữa các lóng ngắn, loại này trong sản xuất ít phải tạo hình, hạn chế việc tỉa cành, số
cành từ 3-4, tùy theo tình hình sinh trưởng của cây, không phải làm giàn, tăng mật
độ hợp lý để tăng năng suất trên đơn vị diện tích. Loại này thích hợp cho thu hoạch
bằng máy [3].
18
+ Loại cao: Cây cao trên 120cm đến 200cm như Múi Hà Nội, cà chua Phổ
Yên(Thái Nguyên), P375, Red Grow 250, thân lá sinh trưởng mạnh [3].
+ Loại cao trung bình: Một số tác giả D.H.Van Sloten (1975), Tạ Thu Cúc
(1985) v.v… thấy rằng giữa 2 loại thấp cây và cao cây còn có loại trung gian.
Loại này có chiều cao 65cm đến dưới 120cm, thân lá sinh trưởng mạnh. Loại
này thích hợp cho nhiều vùng sinh thái, đặc biệt là cà chua xuân hè và cà chua thời
vụ (trồng sau mùa sớm ở vùng đồng bằng sông Hồng). Sự phân loại này cũng chỉ là
tương đối vì chiều cao cây còn phụ thuộc vào kỹ thuật trồng trọt [3].
1.3.1.3. Lá
Lá cà chua là đặc trưng hình thái để phân biệt giống này với giống khác. Lá cà
chua thuộc lá kép lông chim lẻ, mỗi lá hoàn chỉnh gồm 3-4 đôi lá chét tùy theo
giống ngọn lá có một phiến lá riêng biệt gọi là lá đỉnh. Ở giữa các đôi lá chét còn có
lá giữa, trên gốc lá chét có những phiến lá nhỏ gọi là lá bên. Bộ lá có ý nghĩa quan
trọng đối với năng suất, số lá trên cây ít, khi lá bị bệnh hại sẽ ảnh hưởng lớn đến

năng suất quả [3].
1.3.1.4. Hoa
Hoa cà chua thuộc loại hoa hoàn chỉnh (gồm lá đài, cánh hoa, nhị và nhụy). Cà
chua tự thụ phấn là chủ yếu, do đặc điểm cấu tạo của hoa. Các bao phấn bao quanh
nhụy, thông thường vị trí của nhụy thấp hơn nhị. Núm nhụy thường thành thục sớm
hơn phấn hoa. Hoa cà chua nhỏ, màu sác không sặc sỡ, không có mùi thơm, nên
không hấp dẫn côn trùng. Tỷ lệ thụ phấn chéo cao hay thấp phụ thuộc vào cấu tạo
của hoa, giống và thời vụ gieo trồng [3].
Màu sắc của cánh hoa thay đổi theo quá trình phát triển từ vàng xanh, vàng tươi
rồi đến vàng úa. Căn cứ vào đặc điểm ra hoa của cà chua có thể phân thành 3 loại:
- Loại hình sinh trưởng hữu hạn: Cây thấp, chiều cao cây dưới 65cm, thân cây
mập,chồi nách phát triển mạnh, cây có dạng bụi. Vị trí chùm hoa thứ nhất thấp. khi
trên thân chính có từ 7-8 lá thì xuất hiện chùm hoa thứ nhất.
- Loại hình sinh trưởng bán hữu hạn: Cây cao trung bình trên 65cm đến dưới
120cm, thân lá sinh trưởng tốt. Vị trí chùm hoa thứ nhất thấp, khi trên thân chính có
7-8 lá (có trường hợp 9-10 lá) thì xuất hiện chùm hoa thứ nhất, sau đó cách 1-2 lá
(có trường hợp 2-3 lá) thì có chùm hoa tiếp theo, khi trên thân chính có 7-8 chùm,
cây ngừng sinh trưởng chiều cao. Loại hình sinh trưởng này thích hợp cho nhiều
mùa vụ và nhiều vùng sinh thái, năng suất cao, chất lượng tốt.
19
- Loại hình sinh trưởng vô hạn: Cây cao trên 120cm, thân lá sinh trưởng tốt,
xum xuê, có những giống cao trên 200cm (P375, Múi Hà Nội), chồi nách phát triển
mạnh, đặc biệt trong điều kiện nhiệt độ cao và độ ẩm không khí cao. Vị trí chùm
hoa thứ nhất cao, khoảng cách giữa các lóng dài. Khi trên thân chính có từ 9-10 lá
(có trường hợp 10-12 lá) thì xuất hiện chùm hoa thứ nhất, sau đó cách 2-3 lá có
chùm hoa tiếp theo cho đến khi cây già và chết. Loại hình này cho năng suất cao,
chất lượng quả tốt. Nhược điểm của chúng là thời gian sinh trưởng dài 135-140
ngày nên ảnh hưởng đến bố trí thời vụ cây trồng tiếp theo.
1.3.1.5. Quả
Quả cà chua chín thuộc loại quả mọng bao gồm: vỏ, thịt quả,vách ngăn, giá

noãn. Quả cà chua cấu tạo từ 2 ngăn đến nhiều ngăn. Hầu hết các giống trồng trọt,
loại quả trung bình trở lên có trên 3 ngăn.
Số quả trên cây của loài cà chua trồng trọt thay đổi rất lớn từ 4-5 quả đến vài
chục quả, những giống có tỷ lệ đậu cao có thể đạt tới hàng 100 quả. Cà chua trồng
lưu niên có tới hàng vạn quả.
Khối lượng quả có sự chênh lệch đáng kể giữa loài và trong loài cà chua trồng
trọt từ 2-3g đến 200-300g.Căn cứ vào khối lượng quả có thể phân loại thành 3 cấp: quả
nhỏ có khối lượng dưới 50g, quả trung bình có khối lượng 50-100g, quả to có khối
lượng 100g.
Số lượng trên cây tương quan rất chặt với năng suất, khối lượng quả cũng là
tính trạng quan trọng ảnh hưởng đến năng suất cá thể. Khi chọn tạo giống các nhà
chọn tạo giống thường quan tâm nhiều đến những tính trạng trên cây. Nếu số quả trên
cây trên 25 quả, khối lượng quả trên 80g thì năng suất trên đơn vị diện tích sẽ cao [3].
1.3.2. Giá trị dinh dưỡng và ý nghĩa kinh tế
Cà chua là loại rau ăn quả có giá trị dinh dưỡng cao, trong quả chín có nhiều
đường, chủ yếu là đường glucoza, có nhiều vitamin: caroten, B1, B2, C; axít amin
và các chất khoáng quan trọng: Ca, P, Fe.v.v
Trong 100g cà chua chín, phần ăn được có thành phần hóa học như sau:
Muối khoáng và Vitamin(mg%)
Nước : 94,0(g%) Ca : 12 B1 : 0,06
Protein : 0,6 P : 26 B2 : 0,04
Gluxit : 4,2 Fe : 1.4 C : 10,0
Xenluloz : 0,8 Caritet : 2,0
Tro : 0,4 PP : 0,5
20
(Nguồn: Bảng thành phần hóa học thức ăn Việt Nam, 1972)
Theo Edawrd C.Tegchelaar(1989) thì thành phần hóa học của cà chua như sau:
Nước : 94-95%
Chất khô : 5-6%
Trong chất khô gồm có các chất chủ yếu sau:

- Đường (glucaza, fructoza, sucroza): 55%
- Chất không hòa tan trong rượu (Protein, Xenlulo, pectin, polysacarit); 12%
- Chất vô cơ: 7%
- Các chất khác (cartenoit, ascorbic, chất dễ bay hơi, amino axit, v.v ): 5%
- Chất khô: 4,3-6,4%
- Đường tổng số: 2,6-3,5%
- Hàm lượng các chất tan: 3,4-6,2%
- Axit tổng số: 0,22-0,72%.
- Vitamin C: 17,1-38,81 mg% (Tạ Thu Cúc, 1985).
Do có thành phần dinh dưỡng phong phú nên cà chua đã trở thành món ăn
thông dụng của nhiều nước trên 150 năm nay và là cây rau ăn quả được trồng rộng
rãi khắp các châu lục. Cà chua cũng là loại rau có nhiều cách sử dụng: có thể dùng
để ăn như quả tươi, trộn salat, nấu canh, sào, nấu sốt vang và chế biến thành các sản
phẩm như: cà chua cô đặc, tương cà chua, nước sốt nấm, cà chua nguyên quả và
nước quả.v.v
Theo FAO (1999), hiện nay có tới 158 nước trồng cà chua. Diện tích, năng
suất và sản lượng cà chua trên thế giới như sau:
Diện tích (1000 ha): 3.254
Năng suất (tấn/ha): 27,77
Sản lượng (1000 tấn): 90.360
Diện tích, năng suất và sản lượng cà chua của các châu:
Tên châu
Diện tích
(1000 ha)
Năng suất
(tấn/ha)
Sản lượng
(1000 tấn)
Châu Phi 558 19,21 10,728
Châu Mỹ 300 44,66 13,419

Châu Á 1,565 25,27 40,001
Châu Âu 461 66,40 19,538
Châu Đại Dương 10 41,18 411
Những nước có diện tích cà chua trên 100.000 ha :
Trung Quốc 539 (1000 ha)
21
Ấn Độ 350
Ai Cập 170
Mỹ 168
Thổ Nhĩ Kỳ 158
Nga 138
Italia 114
Những nước có năng suất cà chua cao (tấn/ha):
Hà Lan 425,00
Thụy Sỹ 383,33
Thụy Điển 327,86
Na Uy 291,00
Ailen 201,00
Đức 150,57
Israel 102,88
Áo 101,43
Pháp 100,48
(Nguồn: FAO OBS.Vol.12,N
o
3, 4/1999)
Cà chua là loại rau cho hiệu quả kinh tế cao và là mặt hàng xuất khẩu quan
trọng của nhiều nước.
Ở Đài Loan hàng năm xuất khẩu cà chua tươi với tổng giá trị là 925.000 USD
và 40.800 USD cà chua chế biến. Lượng cà chua trao đổi trên thị trường thế giới
năm 1999 là 36.7 triệu tấn, trong đó cà chua được dùng ở dạng quả tươi chỉ từ

5-7%. Qua đó cho thấy, trên thế giới cà chua được sử dụng chủ yếu là các loại sản
phẩm đã qua chế biến. Ở Mỹ (1997) tổng giá trị sản xuất 1 ha cà chua cao hơn 4 lần
so với lúa nước, 20 lần so với lúa mì.
Ở Việt Nam, cà chua được trồng khoảng trên 100 năm nay, diện tích trồng
hàng năm biến động từ 12-13 ngàn ha. Cà chua là cây rau quan trọng của nhiều
vùng chuyên canh, là cây trồng sau lúa mùa sớm cho hiệu quả kinh tế cao. Tùy theo
đặc điểm của từng vùng sinh thái, thời vụ và kinh nghiệm sản xuất của nhà vườn mà
có thể thu trên 1 đến 2-3 triệu đồng/sào Bắc bộ.
Ở vùng Gia Lâm (Hà Nội) tổng giá trị sản xuất thu từ cà chua là 27.409.000
đ/ha, lãi 15.087.000 đ/ha (Bùi Thị Gia, 2000). Cà chua được trồng chủ yếu ở vùng
đồng bằng sông Hồng và trung du Bắc bộ. Ở miền Nam có Đà Lạt (Lâm Đồng) nơi
sản xuất cà chua cho năng suất cao v.v song trong cả nước chưa có vùng sản xuất
lớn. Cà chua đang được trồng rải rác ở nhiều nơi, đây cũng là khó khăn trong việc
quy hoạch vùng sản xuất cà chua cho mục đích xuất khẩu và chế biến.
Nước ta đã xây dựng và đưa vào khai thác một nhà máy chế biến cà chua cô đặc
theo dây chuyền sản xuất hiện đại tại Hải Phòng với công suất 10 tấn nguyên liệu/giờ.
22
Vì vậy việc quy vùng sản xuất cà chua để cung cấp nguyên liệu cho nhà máy đang trở
nên cấp thiết. Nhiều tỉnh và thành phố như: Hà Nội, Hưng Yên, Hải Dương, Hải Phòng
và Thái Bình sẽ là những vùng sản xuất cà chua quan trọng cho nhà máy chế biến[3].
1.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT
Có nhiều phương pháp nghiên cứu phức chất NTĐH. Ở đây, chúng tôi chỉ nêu
ba phương pháp mà chúng tôi sẽ sử dụng trong luận văn này là phương pháp phổ
hồng ngoại, phương pháp phổ khối lượng và phương pháp phân tích nhiệt.
1.4.1. Phương pháp phổ hồng ngoại
Phổ hồng ngoại là một phương pháp vật lý hiện đại có thể cho nhiều thông tin
quan trọng về thành phần và cấu tạo của phức chất. Dưới tác dụng của điện trường
của ion trung tâm và sự tạo thành liên kết phối trí khi tạo phức, cấu hình hình học
của phối tử và lớp vỏ electron của ion trung tâm bị biến đổi, gây ra sự thay đổi mật
độ electron trên các mối liên kết, thay đổi độ phân cực của liên kết, kiểu lai hóa của

các nguyên tử trong phối tử Những biến đổi đó có thể được phản ánh trực tiếp
trong phổ hấp thụ hồng ngoại của phức chất.
Theo quan niệm dao động nhóm, những nhóm nguyên tử giống nhau trong các
phân tử có cấu tạo khác nhau sẽ có những dao động định vị thể hiện ở những tần số
giống nhau. Những số sóng ứng với các dao động nhóm rất có ích trong việc nhận ra các
nhóm nguyên tử giống nhau trong phân tử vì vậy được gọi là số sóng đặc trưng nhóm.
Bảng 1.4 trích ra số sóng đặc trưng nhóm của một số nhóm nguyên tử, ở đó cường độ
vân phổ được viết tắt như sau: m (mạnh), tb (trung bình), y (yếu), bđ (biến đổi).
Bảng 1.4. Số sóng đặc trưng nhóm của một số nhóm nguyên tử
Nhóm Tần số (cm
-1
) Nhóm Tần số (cm
-1
)
O – H 3650 - 3200 (bđ) C = O 1850 - 1650 (m)
N – H 3500 - 2900 (tb) C = C 1650 (tb - y)
C – H 3300 - 2700 (m-tb) NO
2
1550 (m) và 1350 (m)
S – H 2550 (tb - y) SO
2
1330 (m) và 1150 (m)
Vùng phổ từ 1500 - 4000cm
-1
chứa các vân hấp thụ của hầu hết các nhóm chức
như: OH, NH, C = H, C = C nên được gọi là vùng nhóm chức. Vùng phổ dưới
1500cm
-1
phức tạp hơn và thường dùng để nhận dạng toàn phân tử. Ở vùng này có
các dao động biến dạng của các liên kết C -H, C - C và các dao động hóa trị của

các liên kết đơn C - C, C - N, C - O, Tương tác mạnh giữa các dao động dẫn đến
kết quả là rất nhiều dao động “khung” là đặc trưng cho chuyển động của cả đoạn
phân tử chứ không phải riêng một nhóm nguyên tử nào.
23
Số sóng đặc trưng nhóm phụ thuộc vào mối liên kết giữa các nguyên tử trong
nhóm tức phụ thuộc vào độ bền vững của liên kết và khối lượng của các nguyên tử
tham gia liên kết, phần còn lại của phân tử gây ảnh hưởng đến tần số đặc trưng
nhóm thông qua các hiệu ứng electron, hiệu ứng không gian và liên kết hiđro nội
phân tử. Số sóng tỉ lệ nghịch với khối lượng rút gọn tức là cũng tỉ lệ nghịch với khối
lượng của các nguyên tử tham gia liên kết. Khi thay một nguyên tử bằng một
nguyên tử đồng vị khác, bản chất của liên kết hóa học không thay đổi nhưng số
sóng sẽ biến đổi. Do đó, việc thế đồng vị có thể dùng để kiểm tra dự quy kết các
vân phổ hồng ngoại. Bảng 1.5 dẫn ra chi tiết số sóng hấp thụ của một số liên kết
thường gặp.
Bảng 1.5. Số sóng hấp thụ của một số liên kết thường gặp
Nhóm Số sóng (cm
-1
) Ký hiệu Ghi chú
- CH
3
> CH
2
2960 - 2850 (m) V
CH
Thường 2 hoặc 3 vân
- CH 2890 - 2880 (y) V
CH
- CH
3
> CH

2
1470 - 1430 V
CH
Dao động biến dạng
- OH tự do 3650 - 3590 (bđ) V
OH
Thường nhọn
- OH liên kết hidro 3600 - 3200 (m) V
OH
Thường tù
- OH liên hết hiđro phân tử 3200 - 2500 (bđ) V
OH
V
OH
của axit cũng ở vùng này
H
2
O kết tinh (mẫu rắn)
H
2
O ẩm
1640 - 1615 (y)
3500 - 3450
δ
OH
V
OH
Vết nước trong KBr gây một
vân rộng ở 3450cm
-1

- NH
2
≈
3490 (tb)
V
NHkđx
Thường có 2 vân
NH 3450 - 3300 V
NH
Ở amin thơm cao hơn ở amin béo
- NH
2
, NH liên kết hiđro 3300 - 3000 V
NH
Khi liên kết hiđro liên phân tử
vân hấp thụ mạnh và phức tạp
- NH
+
(aminoaxit)
- NH
3
+
(muối của amin)
3130-3030 (tb
≈
3000
V
NH
+
Đo ở thể rắn (có thể có vài vân

rộng ở 2500-2000)
NH
2
+
, - NH
+
, = NH
+
2700-2250 (tb) V
NH
+
Đo ở thể rắn
- COOH 3300 - 2500
Vân V
OH

liên kết hiđro thể hiện
ở 3300-2500cm
-1
thường có cực
đại ở vùng
≈
3000cm
-1
và xem
phủ vào vùng V
C
= 0 tự do ở
≈
1780cm

-1
nhưng không quan sát
thấy.
Sự tạo thành mối liên hệ kim loại - phối tử làm xuất hiện trong phổ những dải
hấp thụ ứng với dao động hóa trị của chúng. Do khối lượng nguyên tử của kim loại
tương đối lớn và độ bền phối trí của các NTĐH khá nhỏ nên nói chung dải hấp thụ
của dao động hóa trị kim loại - phối tử phải xuất hiện ở vùng tần số thấp, thường
nằm trong khoảng 300-600cm
-1
đối với các liên kết Ln-O, Ln-N. Khi có mặt đồng
thời các mối liên kết Ln-N và Ln -O trong một phức chất, việc quy gán các dải hấp
24
thụ cho các dao động hóa trị của chúng trở nên phức tạp bởi vì với mỗi phối tử có
cấu trúc khác nhau, số sóng dao động của các liên kết đó bị thay đổi khá nhiều [6],
[10], [24], [26].
1.4.2. Phương pháp phổ khối lượng
Trong việc nhận dạng một hợp chất, có thể nói thông tin quan trọng nhất là
trọng lượng phân tử. Phổ khối lượng là phương pháp phân tích duy nhất cung cấp
thông tin này một cách chính xác tới 4 số sau dấu phẩy (với máy phân giải cao) ở
thế ion hóa 9-14eV thì không có một ion nào có số khối lớn hơn ion phân tử được
tạo thành. Vì vậy, khối lượng của ion nặng nhất, không kể đến sự đóng góp của
đồng vị sẽ cho ta khối lượng phân tử quy tròn với máy khối phổ phân giải thấp và
khối lượng phân tử chính xác với máy khối phổ phân giải cao.
Nếu trong các phương pháp phổ hồng ngoại, phổ tử ngoại người ta giữ
nguyên phân tử để nghiên cứu thì ở phương pháp này người ta lại “phá hủy” phân
tử để nghiên cứu chúng. Thoạt tiên mẫu được làm bay hơi, sau đó các phân tử ở thể
khí bị bắn phá bởi chùm electron với năng lượng cao. Giả sử phân tử M va chạm
với các electron có năng lượng cao thì quá trình đầu tiên xảy ra là sự ion hóa:
a) M + e  [M]
+

+ 2e; b) M + e  [M]
z+
+ (z + 1)e; c) M + e  [M]
-

Quá trình a là quan trọng nhất đối với phương pháp phổ khối lượng, nó đòi
hỏi năng lượng của electron bắn phá phải bằng hoặc cao hơn năng lượng ion hóa
phân tử (7 - 15eV). Nếu năng lượng của electron bắn phá vừa bằng thế ion hóa thì
nó phải truyền hoàn toàn cho phân tử để bứt electron ra khỏi phân tử. Xác suất quá
trình đó rất nhỏ. Khi tăng năng lượng của chùm electron thì xác suất tạo ra ion
phân tử M
+
tăng lên (cường độ của pic M
+
tăng). Nếu tiếp tục tăng năng lượng chùm
electron thì năng lượng dư mà ion phân tử nhận sẽ gây ra sự đứt các liên kết làm
cho phân tử vỡ thành các mảnh. Một trong các mảnh đó sẽ mang điện dương còn
mảnh kia sẽ là trung hòa.
Một số đặc điểm trong phổ khối lượng của các hợp chất có thể dự đoán từ
các quy luật sau đây:
- Xác suất cắt mạch tại nguyên tử cacbon mạch nhánh: bậc 3 > bậc 2 > bậc 1.
Điện tích dương có xu hướng bị giữ tại mạch nhánh (ion carbonnium).
- Nếu phân tử chứa liên kết đôi thì sự cắt mạch thường xảy ra ở vị trí
β
- Hợp chất vòng thường chứa các pic có số khối đặc trưng cho vòng
- Một chất có pic mẹ mạnh thì phân tử thường chứa vòng. Vòng càng bền thì
cường độ pic càng lớn. Thường dùng để tìm vòng benzen.
25