Kẽm và lysine là hai chất quan trọng đối với cơ thể người và động vật. Tuy nhiên, kim loại vi lượng như kẽm thường được hấp thu kém hơn so với các amino acid như lysine. Một nghiêm cứu cho thấy, kẽm dưới dạng hợp chất kẽm–amino acid (như kẽm–lysine) có khả năng hấp thu và chuyển hóa cao hơn so với kẽm oxide và kẽm sulfate. Nó có thể được tổng hợp từ kẽm acetate và lysine theo phản ứng hóa học. Phản ứng tổng hợp kẽm-lysine:
Zn(CH3COO)2 + 2Lys ZnLys2 + 2CH3COOH
Một học sinh đã nghiên cứu để tìm điều kiện tối ưu tổng hợp kẽm-lysine, khảo sát ảnh hưởng của độ pH, thời gian và nhiệt độ phản ứng:
Nghiên cứu 1: Khảo sát ảnh hưởng của độ pH. Các thí nghiệm được thực hiện ở các giá trị pH khác nhau, kết quả được trình bày trong bảng 1.
pH
< 4,5
4,5 – 8,8
> 8,8
Kết quả
Chưa thấy tạo thành kẽm–lysine
Có tạo thành kẽm–lysine
Kẽm–lysine bị giảm dần do tạo kết tủa Zn(OH)2 và muối Na2ZnO2 tan
Nghiên cứu 2: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian phản ứng. Các phản ứng được thực hiện với cùng lượng các chất tham gia, ở pH bằng 7,0 nhiệt độ 80 oC trong các khoảng thời gian khác nhau, kết quả được trình bày trong bảng 2
Số thứ tự thí nghiệm
1
2
3
4
5
6
7
8
Thời gian phản ứng (giờ)
1
2
3
4
5
6
7
8
Khối lượng kẽm–lysine (gam)
0,92
1,13
2,33
2,76
3,05
3,18
3,19
3,20
Nghiên cứu 3: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng. Các phản ứng được thực hiện với cùng lượng các chất tham gia, ở pH bằng 7,0 thời gian 6 giờ ở các nhiệt độ khác nhau, kết quả trong bảng 3.
Số thứ tự thí nghiệm
1
2
3
4
5
6
7
8
Nhiệt độ (oC)
30
40
50
60
70
80
90
100
Khối lượng kẽm–lysine (gam)
2,06
2,57
2,69
2,92
3,06
3,18
3,18
3,19
a) Theo kết quả nghiên cứu ở bảng 1, kẽm–lysine bắt đầu được tạo thành ở giá trị pH thấp nhất là 4,5.
b) Theo kết quả nghiên cứu, khoảng nhiệt độ cho hiệu suất phản ứng lớn nhất là 80 đến 100o
c) Trong số các thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của thời gian và ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng, thí nghiệm 7 của bảng 2 và thí nghiệm 8 của bảng 3 lặp lại giống nhau.
d) Từ các kết quả nghiên cứu, để tối ưu trong sản xuất kẽm–lysine, điều kiện phản ứng tối ưu học sinh nên chọn là pH khoảng 4,5 đến 8,8; nhiệt độ 80oC; thời gian phản ứng 6 giờ