Xem mẫu

  1. Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø CHÖÔNG 4 PHAÂN TÍCH CAÙC THOÂNG SOÁ TRAÉC QUANG BAØI 13: SAÉT 1.Giôùi thieäu chung 1.1. YÙ nghóa moâi tröôøng Töø laâu con ngöôøi ñaõ nhaän bieát, uoáng nöôùc coù chöùa saét seõ khoâng gaây haïi ñoái vôùi söùc khoûe. Nöôùc maët sau khi loaïi boû caën lô löûng thì haøm löôïng saét ít khi ñaït tôùi 1mg/l. Rieâng ñoái vôùi nöôùc ngaàm vaø nöôùc thaûi sinh hoaït, haøm löôïng saét coù theå cao hôn raát nhieàu. Nhöõng loaïi nöôùc nhö theá khi tieáp xuùc vôùi khoâng khí seõ trôû neân ñuïc vaø coù maøu vaøng, nguyeân nhaân laø do saét daïng Fe2+ bò oxy hoùa thaønh Fe3+ taïo ra nhöõng chaát keát tuûa döôùi daïng keo. ÔÛ nhöõng ñieàu kieän töï nhieân vaø pH thaáp, toác ñoä cuûa quaù trình oxy hoùa thöôøng xaûy ra chaäm vaø saét trong nöôùc thöôøng toàn taïi döôùi daïng Fe2+. Trong moâi tröôøng pH < 6 vaø coù suïc khí, Fe3+ coù theå toàn taïi moät thôøi gian. Toác ñoä oxy hoùa seõ taêng leân khi trong moâi tröôøng coù pH > 6, coù maët cuûa caùc chaát oxy hoùa hay do hoaït ñoäng cuûa vi sinh vaät. Saét coù trong nöôùc laø nguyeân nhaân laøm cho quaàn aùo bò vaøng sau khi giaët, laøm oá caùc ñoà vaät baèng söù vaø taïo ra caùc veát oá treân caùc ñoà vaät haøn chì. Khi haøm löôïng saét trong nöôùc lôùn hôùn 1mg/l gaây ra vò tanh trong nöôùc vaø veà maët caûm quan khoâng theå chaáp nhaän ñöôïc. Ngoaøi ra, caën saét baùm treân thaønh oáng daãn laâu ngaøy laøm thay ñoåi löu löôïng vaø taéc caùc oáng daãn cuûa heä thoáng phaân phoái nöôùc. Chính vì nhöõng lyù do treân neân tieâu chuaån ñaët ra cho nöôùc söû duïng trong sinh hoaït vaø aên uoáng phaûi coù haøm löôïng Fetc
  2. Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø Phöông phaùp phenanthroline coù theå xaùc ñònh haøm löôïng saét lôùn nhaát laø 1mg/l 1.3. Trôû ngaïi Nhöõng chaát oxy hoùa maïnh nhö cyanide, nitrite vaø phosphate (polyphosphate maïnh hôn orthophosphate), chromium, zine vôùi haøm löôïng lôùn hôn saét 10 laàn, cobalt, copper lôùn hôn 5mg/l vaø nicken lôùn hôn 2 mg/l ñeàu gaây aûnh höôûng ñeán keát quaû phaân tích. Bismuth, cadmium, mercury, molybdate vaø silver keát tuûa vôùi phenanthroline. Trong quaù trình thöïc hieän thí nghieäm, böôùc ñun soâi vôùi acid nhaèm chuyeån polyphosphate thaønh orthophosphate, loaïi boû aûnh höôûng cuûa nitrite vaø cyanide. Theâm moät löôïng thöøa phenanthroline ñeå loaïi boû nhöõng sai soá gaây ra bôûi caùc chaát oxy hoùa maïnh vaø taïo phöùc vôùi moät soá ion kim loaïi coù trong dung dòch. Neáu haøm löôïng caùc ion kim loaïi quaù cao, caàn phaûi söû duïng phöông phaùp trích ly. Neáu maãu coù maøu hay chaát höõu cô, xöû lyù maãu baèng caùch ñun soâi maãu nhieàu giôø vôùi acid HCl 1:1 trong coác coù quai baèng silica, söù hay platinum. Khi maãu caïn, ñoát nheï, phaàn tro coøn laïi ñöôïc hoøa tan baèng acid. Neáu haøm löôïng chaát höõu cô quaù cao, böôùc phaân huûy seõ ñöôïc thöïc hieän tröôùc giai ñoaïn trích ly. 2 . Duïng cuï, thieát bò vaø hoùa chaát 2.1. Duïng cuï vaø thieát bò 2.1.1. Duïng cuï Duïng cuï thuûy tinh: nhaèm loaïi boû saét baùm treân thaønh duïng cuï caàn phaûi röûa taát caû duïng cuï thuûy tinh baèng acid HCl ñaäm ñaëc, traùng laïi baèng nöôùc caát tröôùc khi söû duïng. + 02 Erlen 125ml + 01 OÁng ñong 50ml + 06 Bình ñònh möùc 100ml + 02 pipet 2ml, 5ml, 10ml + 01 pipet 25ml 2.1.2.Thieát bò: + Spectrophometer +Beáp ñieän 2.2. Hoùa chaát: Söû duïng nhöõng hoùa chaát coù haøm löôïng saét thaáp vaø nöôùc caát khoâng coù saét ñeå chuaån bò caùc dung dòch chuaån vaø taùc nhaân. 2.2.1.. Hydrochloric acid (HCl) ñaäm ñaëc. 2.2.2.Dung dòch hydroxylamine: hoøa tan 10g NH2OH.HCl trong 100ml nöôùc caát. 2.2.3. Dung dòch ñeäm ammonium acetate (NH4CH3COOH): hoøa tan 250g NH3C2H3O2 trong 150ml nöôùc caát, theâm 700ml acid acetic (CH3COOH) ñaäm ñaëc. Laéc ñeàu định phân bằng nước cất đến 1000ml. 2.2.4. Dung dòch phenanthroline: Caùch 1: hoøa tan 100mg 1,10 phenanthroline (C12H8N2.H2O) trong 100ml nöôùc caát, khuaáy vaø ñun tôùi 80oC. Khoâng ñöôïc ñun soâi. Caùch 2: cho 10ml nöôùc caát vaøo trong coác chöùa 100mg phenanthroline C12H8N2.H2O, theâm 2 gioït acid ñaäm ñaëc, khuaáy ñeàu ñeán khi tan hoaøn toaøn, pha loaõng thaønh 100ml. -43-
  3. Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø Khoâng söû duïng khi dung dòch coù maøu. 2.2.5. Dung dòch löu tröõ saét: (500ppm) Ñoå 20ml H2SO4 ñaäm ñaëc vaøo 50ml nöôùc caát vaø theâm vaøo 1,7594g Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O. Sau khi dung dòch ñoàng nhaát. Pha thaønh 500ml vôùi nöôùc caát (1,00ml = 500 g Fe). 2.2.6. Dung dòch chuaån: Laáy 20ml dung dòch löu tröõ saét cho vaøo bình ñònh möùc 1000ml, theâm nöôùc caát tôùi vaïch ñònh möùc (1,00ml = 10,00 g Fe). 3. Thöïc haønh 3.1. Saét toång coäng (Fe tc) Maãu phaûi ñöôïc laéc ñeàu tröôùc khi phaân tích, laáy 50ml maãu cho vaøo erlen. Neáu theå tích maãu coù haøm löôïng saét cao hôn 200 g, söû duïng moät löôïng maãu ít hôn vaø pha thaønh 50ml. Theâm 2ml HCl ñaäm ñaëc vaø 1ml NH2OH.HCl. Theâm vaøi vieân bi thuûy tinh vaøo erlen, ñun soâi ñeán khi theå tích coøn khoaûng 15 20ml (neáu maãu bò caïn, cho vaøo 2ml HCl ñaäm ñaëc vaø 5ml nöôùc caát). Laøm nguoäi maãu ôû nhieät ñoä phoøng, chuyeån dung dòch vaøo bình ñònh möùc 100ml, theâm 10ml dung dòch ñeäm NH4CH3COOH vaø 4ml dung dòch phenanthroline. Cho nöôùc caát tôùi vaïch ñònh möùc vaø laéc ñeàu, sau ñoù ñeå khoaûng 10 15 phuùt cho cöôøng ñoä maøu ñaït cöïc ñaïi vaø oån ñònh. Ño ñoä haáp thu treân maùy spectrophotometer ôû böôùc soùng 510nm. 3.2. Saét hoøa tan Ngay sau khi laáy maãu, loïc maãu baèng giaáy loïc coù ñöôøng kính 0,45 m, nöôùc sau loïc ñöôïc acid hoùa vôùi tæ leä 1ml HCl ñaäm ñaëc/100ml maãu. Toång haøm löôïng saét hoøa tan ñöôïc xaùc ñònh nhö trong phaàn 3.1. 3.3. Saét hai (Fe2+) Vieäc xaùc ñònh Fe2+ phaûi thöïc hieän taïi vò trí laáy maãu bôûi vì coù söï thay ñoåi tyû leä giöõa Fe2+ vaø Fe3+ theo thôøi gian trong moâi tröôøng acid. Ñeå xaùc ñònh Fe2+, acid hoùa maãu theo tæ leä 2ml HCl ñaäm ñaëc/100ml maãu taïi thôøi ñieåm laáy maãu. Laáy 50ml maãu ñaõ ñöôïc acid hoùa, theâm 20ml phenanthroline vaø 10ml dung dòch ñeäm NH4C2H3O2, laéc ñeàu. Pha thaønh 100ml vôùi nöôùc caát, ñôïi khoaûng 10 15 phuùt, sau ñoù ño ñoä haáp thu A ôû böôùc soùng 510nm. -44-
  4. Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø 4. Caùch thaønh laäp ñöôøng cong chuaån Söû duïng dung dòch chuaån coù noàng ñoä 1ml = 10 g Fe. Pha loaït dung dòch chuaån saét nhö sau : 0 1 2 3 4 5 STT V dd chuaån (ml) 0 2 4 6 8 10 V nöôùc caát (ml) 50 48 46 44 42 40 V dd ñeäm ammonium acetate 10 NH3C2H3O2 (ml) V dd phenanthroline (ml) 4 ** Ñònh möùc 100ml Haøm löôïng C g 0 20 40 60 80 100 Noàng ñoä C mg/l 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Ñoä haáp thu A (ño baèng maùy) zero ? ? ? ? ? böôùc soùng 510nm. Chuù thích ** Ñònh möùc thaønh 100ml baèng nöôùc caát. Laéc ñeàu vaø ño ñoä haáp thuï. Neáu maãu bò ñuïc vaø coù maøu, thay vì söû duïng nöôùc caát laøm maãu chuaån traéng, söû duïng chính maãu laøm maãu chuaån traéng vaø xöû lyù maãu qua taát caû caùc böôùc nhö trong quaù trình thöïc hieän nhöng khoâng cho phenanthroline. Daõy chuaån saét 5. Tính toaùn Sau khi coù ñoä haáp thuï cuûa moät loaït chuaån. Veõ giaûn ñoà A = f(C), söû duïng phöông phaùp bình phöông cöïc tieåu ñeå laäp phöông trình y= ax + b. Töø trò soá ñoä haáp thuï cuûa dung dòch maãu Am suy ra Cm töø phöông trình treân. Keát quaû bieåu dieãn baèng ñôn vò mg/l. 6. Caâu hoûi 6.1.Trình baøy nhöõng traïng thaùi khaùc nhau cuûa saét trong nguoàn nöôùc töï nhieân, neâu ñieàu kieän toàn taïi cuûa moãi traïng thaùi. 6.2.Neâu nhöõng nguyeân nhaân chính gaây oâ nhieãm saét trong nguoàn nöôùc ngaàm. -45-
  5. Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø BAØI 14: NITROGEN – NITRITE (N – NO2) 1. Giôùi thieäu chung 1. 1 YÙ nghóa moâi tröôøng Nitrite laø moät giai ñoaïn trung gian trong chu trình ñaïm hoùa do söï phaân huûy caùc chaát ñaïm höõu cô. Vì coù söï chuyeån hoùa giöõa noàng ñoä caùc daïng khaùc nhau cuûa nitrogen neân caùc veát nitrite ñöôïc söû duïng ñeå ñaùnh giaù söï oâ nhieãm höõu cô. Trong caùc heä thoáng xöû lyù hay heä thoáng phaân phoái cuõng coù nitrite do nhöõng hoïat ñoäng cuûa vi sinh vaät. Ngoaøi ra nitrite coøn ñöôïc duøng trong ngaønh caáp nöôùc nhö moät chaát choáng aên moøn. Tuy nhieân, trong nöôùc uoáng, nitrite khoâng ñöôïc vöôït quaù 0.1 mg/l. 1.2 Nguyeân taéc Nitrite ñöôïc xaùc ñònh baèng phöông phaùp so maøu. Maøu do phaûn öùng töø caùc dung dòch tham chieáu vaø maãu sau khi taùc duïng vôùi acid sulfanilic vaø naphthylamine ôû moâi tröôøng pH = 2 – 2.5 taïo thaønh hôïp chaát maøu ñoû tím cuûa acid azobelzol naphthylamine sulfonic nhö sau: -N=N+Cl- + NaCl + H2O HSO3- -NH3 + NaNO2 HSO3- Phöông phaùp DIAZO thích hôïp khi xaùc ñònh haøm löôïng N-NO2 töø 1 - 25 g / l 1.3 Caùc ảnh höôûng Chlorine vaø nitrogen trichloride toàn taïi trong maãu seõ gaây ra trôû ngaïi ñoái vôùi phöông phaùp naøy. AÛnh höôûng naøy seõ giaûm thaáp khi theâm naphthylamine hydrochloride tröôùc, sau ñoù ñeán acid sulfanilic. Nhöõng ion taïo keát tuûa laøm sai leäch keát quaû nhö: Sb, Fe3+, Pb2+, Hg2+, Ag+,… khoâng neân toàn taïi trong maãu. Moät löôïng nhoû chaát raén lô löûng cuõng gaây caûn trôûm coù theå loïc qua giaáy loïc kích thöôùc 0.45 m 2. Duïng cuï, thieát bò vaø hoùa chaát 2.1 Duïng cuï vaø thieát bò 2.1.1 Duïng cuï Pipet 1ml (1); oáng ñong 50ml (1); pipet 25ml (1) Erlen 125ml (9); quaû boùp cao su (1) Coác ñoát 100ml (1) Spectrophotometer OÁng ño ñoä truyeàn suoát 2.1.2 Hoùa Chaát a. Dung dòch chuaån Dung dòch löu tröõ N-NO2: (1ml = 250 g N-NO2): NaNO2 0.05: hoøa tan 1.232g NaNO2 trong nöôùc caát vaø ñònh möùc thaønh 1000ml. Dung dòch N-NO2 chuaån (1ml = 0.0005mg = 0.5 g N-NO2): Laáy 2ml dung dòch löu tröõ + nöôùc caát = 1 lít. Xaùc ñònh laïi noàng ñoä dung dòch NO2- môùi pha baèng caùch pha caùc dung dòch sau: KMnO4 0.05N: caân 1.6g KMnO4 + nöôùc caát = 1 lít. -46-
  6. Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø FAS 0.05N: caân 19.607g Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O + 20ml H2SO4 ñaäm ñaëc + nöôùc caát = 1 lít. Na2C2O4 0.05N: caân 3.350g Na2C2O4 the6m nöôùc caát cho ñuû 1 lít (neáu khoâng duøng FAS). Cho vaøo bình thuûy tinh coå maøi 50ml KMnO4 0.05N vaø 5ml H2SO4 ñaäm ñaëc, theâm 50ml dung dòch NaNO2 0.05N (hoaëc Na2C2O4 0.05N) vôùi dung dòch baèng caùch theâm moãi laàn 10ml dung dòch FAS (hoaëc Na2C2O4) vôùi dung dòch KMnO4 0.05N ñeán khi dung dòch chuyeån sang maøu hoàng nhaït. Tính noàng ñoä cuûa dung dòch löu tröõ N-NO2 baèng coâng thöùc: [( B * C ) ( D * E )] * 7 mg/ml N-NO2 A F B ml dung dòch KMnO4 ñaõ duøng C nguyeân chuaån ñoä cuûa dung dòch KMnO4 (0.05N) D ml FAS (hoaëc Na2C2O4) ñaõ duøng E nguyeân chuaån ñoä cuûa dung dòch chuaån (0.05N) F ml dung dòch NaNO2 duøng ñònh phaân b. Dung dòch EDTA: caân 0.5g muoái natri daãn xuaát töø EDTA + nöôùc caát = 100ml c. Acid sulfanilic + 70ml nöôùc noùng ñeå nguoäi + 20ml HCl ñaäm ñaëc pha loaõng thaønh 100ml vôùi nöôùc caát. d. Dung dòch Naphthylamine chlohydrate: caân 0.6g naphthylamine chlohydrate + 50ml nöôùc caát + 1ml HCl ñaäm ñaëc + nöôùc caát = 100ml. Pha duøng ngay hoaëc löu giöõ ôû nhieät ñoä thaáp. e. Dung dòch ñeäm axetat: caân 16.4g CH3COONa hay 27.2g CH3COONa.3H2O + nöôùc caát = 100ml. f. Dung dòch huyeàn treo Al(OH)3: caân 125g AlK(SO4)2.12H2O hay Al(NH4)(SO4)2.12H2O trong 1000ml nöôùc caát, ñun nheï ñeán 600C + 55ml NH4OH ñaäm ñaëc. Töø töø laéc ñeàu. Ñöôïc 1 giôø, röûa huyeàn troïc nhieàu laàn vôùi nöôùc caát ñeán khi nöôùc röûa khoâng coøn Cl- (thöû baèng AgNO3). Sau ñoù theâm nöôùc caát cho thaønh 1000ml. 2.2 Trình töï thí nghieäm Neáu maãu thöû nhieàu chaát lô löûng vaø maøu, theâm 2ml Al(OH)3 vaøo 100ml maãu, ñeå laéng vaøi phuùt, loïc boû lôùp nöôùc qua loïc ñaàu tieân. (Neáu maãu trong thì khoâng phaûi laøm böôùc naøy). Chuaån bò maãu vaø dung dòch tham chieáu (ñöôøng chuaån) theo baûng sau: STT 0 1 2 3 4 5 6 (mẫu) ml dd N-NO2 chuaån 0 2.5 5 7.5 10 12.5 0 (1ml = 0.5 g N-NO2) ml nöôùc caát 25 22.5 20 17.5 15 12.5 - ml maãu nöôùc - - - - - - 25 ml dd EDTA 0.5ml/oáng -47-
  7. Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø ml acid sulfanilic 0.5ml/oáng – ñôïi 10 phuùt ml naphthylamine 0.5ml/oáng ml dd ñeäm axetat 0.5ml/oáng – ñôïi 20 phuùt C( g) 0 1.25 2.5 3.75 5.0 6.25 - C (mg/l) 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 - Caùc dung dòch theo ñuùng thöù töï trong baûng, sau moãi laàn theâm dung dòch phaûn öùng chôø ñuùng thôøi gian qui ñònh. Ño ñoä haáp thuï A ôû böôùc soùng 520nm 2.3 Tính Toaùn Töø loaït chuaån ño ñoä haáp thuï. Veõ giaûn ñoà A = f(C), söû duïng phöông phaùp bình phöông cöïc tieåu ñeå laäp phöông trình y = ax + b. 3. Caâu Hoûi 1. Phaân tích moät maãu nöôùc ngaàm, keát quaû haøm löôïng nitrite cao, coù theå keát luaän gì? 2. Nitrogen thöôøng toàn taïi ôû daïng naøo trong nöôùc maët? Nöôùc ngầm? BAØI 15: NITROGEN-NITRATE (NO3-) 1. Giôùi thieäu chung 1.1. YÙ nghóa moâi tröôøng Nitrate laø saûn phaåm cuûa giai ñoaïn oxy hoùa cao nhaát trong chu trình cuûa nitrogen, cuõng laø giai ñoaïn quan troïng trong tieán trình oxy hoùa sinh hoïc. ÔÛ lôùp nöôùc maët thöôøng gaëp nitrate ôû daïng veát nhöng ñoâi khi rong nöôùc ngaàm maïch noùng laïi coù haøm löôïng cao. Neáu nöôùc uoáng coù quaù nhieàu nitrate thöôøng gaây beäânh huyeát saéc toá ôû treû em. Do ñoù, trong nguoàn nöôùc caáp cho sinh hoaït giôùi haïn nitrate khoâng vöôït quaù 6mg/l. 1.2. Nguyeân taéc Phaûn öùng giöõa nitrate vaø brucine cho saûn phaåm coù maøu vaøng ñöôïc aùp duïng ñeå xaùc ñònh haøm löôïng nitrate baèng phöông phaùp so maøu. Cöôøng ñoä maøu ñöôïc ño ôû böôùc soùng = 410nm. Toác ñoä phaûn öùng giöõa nitrate vaø brucine chòu aûnh höôûng roõ reät vaøo löôïng nhieät toûa ra trong quaù trình phaûn öùng. Vì theá, caùc chaát phaûn öùng ñöôïc theâm vaøo laàn löôït vaø uû ôû moät khoaûng thôøi gian chính xaùc taïi nhieät ñoä ñaõ bieát. Noàng ñoä acid vaø thôøi gian phaûn öùng ñöôïc löïa choïn ñeå taïo maøu toát nhaát vaø oån ñònh. Phöông phaùp naøy thích hôïp vôùi caû nöôùc ngoït vaø nöôùc bieån, vôùi haøm löôïng N-NO3 xaáp xæ 0,1-2 mg/l. 1.3. Caùc aûnh höôûng Söï hieän dieän cuûa taùc nhaân oxy hoùa coù theå ñöôïc loaïi tröø baèng caùch theâm chaát phaûn öùng orthotolidine. Trôû ngaïi bôûi clor dö coù theå bò loaïi baèng moät löôïng sodium arsenite khi chlor dö khoâng quaù 5 mg/l. Moät löôïng dö sodium arsenite nhoû khoâng aûnh höôûng ñeán vieäc xaùc ñònh nitrate. Ion Fe2+, Fe3+ vaø Mn4+ seõ gaây aûnh höôûng nheï, nhöng neáu haøm löôïng caùc ion naøy nhoû hôn 1mg/l thì aûnh höôûng khoâng ñaùng keå. Trôû ngaïi do nitrite gaây ra khi N-NO2 < 0,5 mg/l ñöôïc ngaên ngöøa baèng acid sulfanilic. -48-
  8. Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø Haøm löôïng chaát höõu cô cao trong nöôùc thaûi cuõng seõ gaây trôû ngaïi cho vieäc xaùc ñònh nitrate. 2. Duïng cuï, thieát bò vaø hoùa chaát 2.1. Duïng cuï vaø thieát bò OÁng nghieäm 25ml ñaõ ñaùnh soá töø 1-5 vaø 7 oáng khaùc; Pipet 1ml, 2ml, 10ml, 25ml; Hoäp giaáy kín hoaëc tuû kín; Spectrophotometer. 2.2. Hoùa chaát 2.2.1. Dung dòch N-NO3 chuaån: (1ml = 2 g N-NO3) Dung dòch N-NO3 löu tröõ: (1ml = 2 g N-NO3). Hoøa tan 0,7218g Anhydrous Potassium Nitrate KNO3 + nöôùc caát = 1 lít. Dung dòch N-NO3 chuaån: (1ml = 0,002mg = 2 g N-NO3). Pha loaõng 10ml dung dòch löu tröõ thaønh 500ml ñeå coù 1ml dung dòch chuaån = 2 g N-NO3. 2.2.2. Dung dòch Brucine-Sulfanilic: Caân 1g Brucine Sulfate + 0,1g Sulfanilic Acid trong 70ml nöôùc caát noùng, theâm 3 ml HCl ñaäm ñaëc, laøm laïnh, pha loaõng thaønh 100ml. Giöõ trong chai ñaäm maøu ôû 5oC. Dung dòch naøy coù maøu hoàng nhöng khoâng aûnh höôûng ñeán keát quaû phaân tích vaø coù theå duøng rong vaøi thaùng (chuù yù: raát ñoäc khoâng ñöôïc duøng mieäng ñeå huùt dung dòch vaøo pipet). 2.2.3. Dung dòch H2SO4 ñaäm ñaëc 2.2.4. Dung dòch Sodium Arsenite (NaAsO2) Hoøa tan 5,0g NaAsO2 vôùi 1 lít nöôùc caát (chuù yù: raát ñoäc khoâng ñöôïc duøng mieäng ñeå huùt dung dòch vaøo pipet). 2.2.5. Dung dòch Sodium Chloride Hoøa tan 300g NaCl vôùi 1 lít nöôùc caát. 3. Trình töï thí nghieäm Neáu maãu coù chlorine, khöû löôïng clor dö naøy baèng caùch theâm 1 gioït sodium arsenite cho moãi 0,1mg Cl2 treân 50ml maãu. Chuaån bò dung dòch tham chieáu nhö sau: STT 1 2 3 4 5 6 ml dd N-NO3 chuaån 1 2 3 4 5 6 (2ppm) ml nöôùc caát 9 8 7 6 5 4 C( g) 2 4 6 8 10 12 C(mg/l) 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 Trong loaït oáng nghieäm khaùc, caån thaän laáy 4ml H2SO4 ññ vaøo töøng oáng. Thaät chính xaùc, trích 1ml dung dòch tham chieáu cuõng nhö maãu vaøo töøng oáng nghieäm theo ñuùng soá thöù töï töøng oáng. -49-
  9. Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø STT 0 1 2 3 4 5 6 7(mẫu) ml dd tham chieáu 0 1 1 1 1 1 1 - ml nöôùc caát 2 1 1 1 1 1 1 1 ml maãu nöôùc - - - - - - - 1 Dung dòch brucine 0,5ml/oáng H2SO4 Roùt nhanh 4ml dung dòch acid ñaõ chuaån bò vaøo moãi oáng ñöïng dung dòch N-NO3 chuaån vaø maãu. Laéc ñeàu töøng oáng Laéc ñeàu. Ñaët taát caû vaøo tuû kín hoaëc hoäp giaáy trong boùng toái. Ñôïi 10 phuùt. Trong thôøi gian ñôïi phaûn öùng hoaøn taát, huùt saün 5ml nöôùc caát vaøo loaït oáng nghieäm ñaõ duøng H2SO4 tröôùc ñoù. Sau 10 phuùt roùt nhanh 4ml nöôùc caát vaøo töøng oáng nghieäm, laéc ñeàu. Tieáp tuïc ñeå trong boùng toái theâm 20 phuùt nöõa cho phaûn öùng hoaøn toaøn. Ño ñoä haáp thu A ôû = 410nm. 4. Caùch tính Töø loaït chuaån ño ñoä haáp thu. Veõ giaûn ñoà A = f(C), söû duïng phöông phaùp bình phöông cöïc tieåu ñeå laäp phöông trình y = ax + b. Töø trò soá ñoä haáp thu Am cuûa maãu tính noàng ñoä Cm. mgNO3/l = mg N-NO3 x 4,43 5. Caâu hoûi 1. Taïi sao phaûi phaân tích Nitrate trong kieåm tra oâ nhieãm? 2. Nitrate coù maët trong nguoàn nöôùc maët, nöôùc ngaàm, nöôùc caáp do nguyeân nhaân naøo? 3. Khi söû duïng nöôùc coù chöùa nhieàu Nitrate coù aûnh höôûng ñeán söùc khoûe nhö theá naøo? BAØI 16: NITROGEN – AMMONIA (NH3) 1. Giôùi thieäu chung 1.1. YÙ nghóa moâi tröôøng Söï hieän höõu cuûa ammonia trong nöôùc maët hay nöôùc ngaàm baét nguoàn töø hoaït ñoäng phaân huûy chaát höõu cô do caùc loaïi vi sinh vaät trong ñieàu kieän yeám khí. Ñoái vôùi nguoàn nöôùc caáp cho sinh hoaït, ammonia ñöôïc tìm thaáy khi bò nhieãm baån bôûi caùc doøng nöôùc thaûi. Trong maïng löôùi caáp nöôùc, ammoniac coøn ñöôïc söû duïng döôùi daïng hoùa chaát dieät khuaån chloramines nhaèm taïo löôïng chlor dö coù taùc duïng keùo daøithôøi gian dieät khuaån khi löu chuyeån trong ñöôøng oáng. Tuøy theo tyû leä phoái hôïp, ammonia coù theå keát hôïp vôùi chlor ñeå cho monochloramine, dichloramine, trichloramine. -50-
  10. Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø 1.2. Nguyeân taéc a. Phöông phaùp Nessler ñöôïc aùp duïng cho nöôùc uoáng tinh khieát, nöôùc thieân nhieân, nöôùc thaûi ñaõ ñược laøm saïch hoaëc chöng caát. Taát caû caùc loaïi naøy phaûi coù ñoä maøu thaáp vaø noàng ñoä N-NH3 lôùn hôn 20 g/l. AÙp duïng phöông phaùp Nessler hoùa tröïc tieáp ñoái vôùi nöôùc thaûi sinh hoaït, coù theå chaáp nhaän sai soá cuûa N-NH3 töø 1-2 mg/l. Ammonia taùc duïng vôùi thuoác thöû Nessler trong moâi tröôøng kieàm theo phaûn öùng sau ñeå cho saûn phaåm coù maøu vaøng: 2(2KI.HgI2) +NH3 + 3KOH (NH2)Hg-O-HgI + 7KI + 2 H2O (maøu vaøng) b. Ñoái vôùi nöôùc thaûi, ñeå traùnh nhöõng trôû ngaïi do caùc taïp chaát coù trong maãu gaây ra, maãu caàn ñöôïc chöng caát vaø dòch phaåm thu ñöôïc seõ duøng phöông phaùp Nessler ñeå xaùc ñònh. 1.3. Caùc trôû ngaïi Khi haøm löôïng calci vöôït quaù 250mg/l, ammonia ño ñöôïc thöôøng thaáp hôn thöïc teá. Ñeå traùnh ñieàu naøy phaûi ñieàu chænh pH tröôùc khi chöng caát maãu. Dung dich ñoän phosphate coøn ñöôïc dung vôùi muïc ñích phuï laøm keát tuûa löôïng calci treân döôùi daïng calci phosphate. Moät soá hôïp chaát amine day thaúng, hôïp chaát voøng, chloramines höõu cô, acetone, aldehyt, röôïu, vaø nhöõng chaát höõu cô khaùc cuõng gaây nhieàu trôû ngaïi. Nhöõng dung dòch naøy coù theå cho maøu vaøng hay maøu luïc hoaëc trôû neân ñuïc khi theâm thuoác thöû Nessler vaøo chöng caát phaåm. 2. Duïng cuï thieát bò vaø hoùa chaát 2.1. Duïng cuï vaø thieát bò - Bình vaø baàu Kjeldahl. - Erlen 500ml. - OÁng ñong 100ml. - Pipet 1;10;25 ml. - Buret ñònh phaân. - OÁng nghieäm 30ml. - Quang phoå keá vaø oáng ño ñoä truyeàn suoát ( =430nm) - Heä thoáng chöng caát Kjeldahl. 2.2. Hoùa chaát a. Dung dòch ZnSO4: hoøa tan 100g ZnSO4.7H2O trong nöôùc caát vaø ñònh möùc thaønh 1 lít. b. Dung dòch NaOH 6N: hoøa tan 240g NaOH trong nöôùc caát vaø ñònh möùc thaønh 1lít. c. Dung dòch EDTA : hoøa tan 50g EDTA –Na trong 60ml nöôùc caát coù chöùa 10g NaOH.Coù theå ñun nheï cho tan heát ,laøm nguoäi ñeán nhieät ñoä phoøng vaø ñònh möùc thaønh 100ml. d. Dung dòch chuaån N-NH3(1ml= 10 g N-NH3) * Dung dòch löu tröõ NH3 : ( 1ml=1mg N= 1000 g N-NH3).Hoøa tan 3,819g NH4Cl( ñaõ saáy khoâ ôû 100oC), theâm nöôùc caát cho ñuû moät lít (1ml =1mgN= 1,22 mg NH3) -51-
  11. Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø * Dung dòch chuaån N-NH3: (1ml = 10 g N-NH3).Pha loaõng 10ml dung dòch löu tröõ vôùi nöôùc caát cho ñuû moät lít e. Dung dòch boric acid: Hoøa tan 20gH3BO3 vôùi nöôùc caát cho ñuû 1 lít,theâm 10ml chæ thò maøu ñeå dung dòch coù maøu tím. f. Thuoác thöû Nessler: hoøa tan 100g HgI2 (mercuric iodide) vaø 70g KI vôùi moät ít nöôùc caát(dung dòch A). Hoøa tan 160g NaOH vaøo 500 ml nöôùc caát ,laøm nguoäi(dung dòch B). Roùt chaäm vaø khuaáy ñeàu dung dòch A vaøo dung dòch B ôû treân roài pha loaõng thaønh moät lít. Ñeå laéng moät ngaøy, söû duïng phaàn trong. Chuù yù: Raát ñoäc traùnh huùt vaøo mieäng. Dung dòch khöû Na2S2O3N/70: hoøa tan 500g NaOH vaø 25g Na2S2O3.5H2O theâm nöôùc cho ñuû moät lít. 3. Thöïc haønh 3.1. Phöông phaùp Nessler hoùa tröïc tieáp a. Khöû Clo dö (chæ aùp duïng cho nöôùc thaûi sinh hoaït hoaëc nöôùc thaûi nhieãm clo). Theâm 1 ml Na2S2O3 N/70 cho 1mg Cl2/l trong 50 ml maãu. b. Theâm 1 ml ZnSO4 vaø 0,5 ml NaOH 6N (pH = 10,5)trong 100 ml maãu, xaùo troän ñeàu, ly taâm loaïi keát tuûa,laáy phaàn nöôùc trong. c. Laáy 50ml maãu qua loïc theâm 1 gioït EDTA ñeå traùnh ion Ca2+,Mg2+ hoaëc caùc ion khaùc gaây keát tuûa vôùi Nessler. d. Chuaån bò tham chieáu nhö sau: STT 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 (mẫu) ml dd N- 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 0 NH3 chuaån 10ppm ml nöôùc caát 50 49,5 49 48,5 48 47,5 47 46,5 46 0 ml maãu - - - - - - - - - 50 nöùôc Thuoác thöû 2 ml/oáng Nessler C( g) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 ? C(mg/l) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 ? A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? e. So maøu caùc dung dòch ôû = 430 nm sau khi theâm Nessler ñöôïc 10 phuùt. Neáu maøu cuûa maãu vöôït quaù ñöôøng cong tham chieáu, laøm laïi vôùi moät theå tích maãu thích hôïp vaø pha loaõng thaønh 50ml. 3.2. Phöông phaùp chöng caát f. Trong bình Kjeldahl, moät bình söû duïng thöû khoâng vôùi nöôùc caát, bình kia ñöïng 140ml hoaëc 280 ml maãu. -52-
  12. Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø g. Neáu maãu ñöïôc baûo quaûn baèng acid sulfuric ñaäm ñaëc phaûi trung hoøa laïi ñeán pH =7.Theâm 5 ml dung dòch ñoän phosphate (hay 12ml cho nöôùc thaûi ) ñeå coù pH =7,4+0,2. h. Laép bình vaø baàu Kjeldahl vaøo heä thoáng chöng caát. Ñaàu oáng ngöng hôi phaûi nhuùng chìm trong dung dòch acid boric theo tæ leä 50ml/1mg N-NH3. i. Nhieät ñoä chöng caát ñöôïc ñieàu chænh sao cho ñöôïc 6-10 ml/phuùt. Taét maùy khi chöng caát phaåm thu ñöôïc khoaûng 150ml. j. Roùt dung dòch naøy vaøo oáng Nessler 50 ml vaø xaùc ñònh ñoä haáp thu nhö giai ñoaïn d,e ôû treân. Bộ chưng cất Kjeldahl 3.3. Phöông phaùp ñònh phaân theå tích k. Theâm vaøo dung dòch haáp thu acid boric baõo hoøa 10 gioït chit thò maøu toång hôïp tröôùc khi chöng caát nhö ñaõ thöïc hieän ôû giai ñoaïn f,g,h. l. vieäc phaân ñònh ñöïôc tieán haønh treân toaøn boä chöng caát phaåm thu ñöôïc vôùi HCl 0,01N. Döùt ñieåm xaûy ra khi maøu chuyeån töø luïc sang tím roõ. 4. Tính toaùn 4.1. Phöông phaùp Nessler tröïc tieáp Töø loaït chuaån ,ño ñoä haáp thu. Veõ giaûn ñoà A=f(C), söû duïng phöông phaùp bình phöông cöïc tieåu ñeå laäp phöông trình y = ax + b. Töø trò soá ñoä haáp thu cuûa maãu Am suy ra noàng ñoä Cm. 4.2. Phöông phaùp Nessler hoùa chöng caát phaåm Töông töï nhö phöông phaùp Nessler tröïc tieáp tính ñöôïc Cm. A mg N-NH3 = Cm x B A: theå tích chöng caát phaåm toång coäng keå caû acid boric. B: theå tích ñònh phaân hoãn hôïp duøng ñeå taùc duïng vôùi thuoác thöû Nessler. -53-
  13. Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø 4.3. Phöông phaùp ñònh phaân theå tích ( Vt – Vo) x140 mg N-NH3 = ---------------------- ml maãu Vt : theå tích HCl 0,01 N duøng ñònh phaân maãu thöû thaät . Vo: Theå tích HCl 0,01 N duøng ñònh phaân maãu thöû khoâng. Mg NH3/l = mg N-NH3/l x 1,21 Mg NH4+/l =mg N-NH3/l x 1,29 5. Caâu hoûi 1. Nhöõng nguyeân nhaân naøo gaây oâ nhieãm ammonia trong caùc nguoàn nöôùc ngaàm,nöôùc maët vaø nöôùc caáp. 2. Haøm löôïng ammonia cao trong caùc nguoàn nöôùc aûnh höôûng ñeán ssöùc khoûe cuûa con ngöôøi nhö theá naøo ? 3. Taïi sao khi ño ammonia baèng phöông phaùp Nessler hoùa tröïc tieáp phaûi laøm maãu thöû khoâng? BAØI 17: PHOSPHATE 1. Giôùi thieäu chung 1.1.YÙ nghóa moâi tröôøng Trong thieân nhieân phosphate ñöôïc xem laø saûn phaåm cuûa quaù trình laân hoùa, thöôøng gaëp ôû daïng veát ñoái vôùi nöôùc thieân nhieân. Khi haøm löôïng phosphate cao seõ laø moät yeáu toá giuùp rong reâu phaùt trieån maïnh . Ñaây coù theå coù nguoàn goác do oâ nhieãm bôûi nöôùc sinh hoaït, noâng nghieäp hoaëc töø nöôùc thaûi coâng nghieäp saûn xuaát boät giaët, chaát taåy röûa hay phaân boùn .Do ñoù, chæ tieâu phosphate ñöôïc öùng duïng trong vieäc kieåm soaùt möùc ñoä oâ nhieãm cuûa doøng nöôùc. Vieäc xaùc ñònh phosphate raát caàn thieát trong vaän haønhcaùc traïm xöû lyù nöôùc thaûi vaø trong nghieân cöùu oâ nhieãm doøng chaûy cuûa nhieàu vuøng vì haøm löôïng phosphate coù theå coi nhö laø moät löôïng chaát dinh döôõng trong xöû lyù nöôùc thaûi . 1.2. Nguyeân taéc Trong moâi tröôøng acid caùc daïng cuûa phosophate ñöôïc chuyeån veà daïng orthophosphate vaø seõ phaûn öùng vôùi ammonium molybdate ñeå phoùng thích acid molybdophosphoric, sau ñoù acid naøy seõ bò khöû bôûi SnCl2 cho molybdenum maøu xanh döông. PO43- +12(NH4)2MoO4+24 H+ (NH4)3PO4.12MoO3 + 21NH4+ +12 H2O (NH4)3PO4.12MoO3 + Sn2+ Molybdenum (xanh döông) + Sn4+ 1.3. Caùc aûnh höôûng Trong oáng maãu phaân tích, toát nhaát saét khoâng ñöôïc vöôït quaù 0,4 mg/l. Haøm löôïng silica hoøa tan phaûi döôùi 25mg/l. Ñoä ñuïc cuõng laø moät nguyeân nhaân taïo khoù khaên cho -54-
  14. Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø vieäc xaùc ñònh. Cromate vaø caùc taùc nhaân oxy hoùa maïnh nhö peroxide coù theå laøm nhaït maàu phaûn öùng. AÛnh höôûng caùc chaát treân coù theå loaïi boû baèng caùch theâm 0.1g acid sulfanilic vaøo maãu tröôùc khi theâm molybdate. 2. Duïng cuï ,thieát bò vaø hoùa chaát 2.1. Duïng cuï vaø thieát bò - OÁng ño ñoä truyeàn suoát. - Muoãng muùc hoùa chaát . - Beáp ñun. - Erlen. - Bi thuûy tinh . - Pipet. 2.2. Hoùa chaát a. Dung dòch chæ thò phenolphthalein. b. Dung dòch acid: caån thaän cho 300ml H2SO4 ñaäm ñaëc vaøo 600 ml nöôùc caát vaø ñònh möùc thaønh 1000ml. c.Hoãn hôïp acid maïnh: cho töø töø 300 ml H2SO4 ñaäm ñaëc vaøo 600 ml nöôùc caát , ñeå nguoäi.Theâm vaøo 4,0 ml HNO3 ñaäm ñaëc ñònh möùc thaønh 1000 ml. d.Ammonium persulfate (NH4)2S2O3 tinh theå hoaëc potassium persulfate K2S2O8 tinh theå. e. Hydroxiyt natri NaOH 1N f. Dung dòch ammonium molybdate: Hoøa tan 25g (NH4)6Mo7O24.4H2O trong 175 ml nöôùc caát .Caån thaän theâm 280 ml H2SO4 ñaäm ñaëc vaøo 400 ml nöôùc caát, ñeå nguoäi. Cho dung dòch molydate vaøo ñònh möùc thaønh 1000 ml. g. Dung dòch tin chloride: caân 2,5g SnCl2.2H2O trong 100 ml glycerol. Ñun caùch thuûy vaø khuaáy ñeán khi tan hoaøn toaøn. h. Dung dòch photphate chuaån: (1,00 ml=50,0 g P-PO4) Hoøa tan 219,5 mg KH2PO4 khan (sấy khoâ ôû 105o C moät giôø) trong nöôùc caát vaø ñònh möùc thaønh 1000 ml e. Dung dòch photphate söû duïng: (1ml=1 g P-PO4) Huùt 10ml dd photphate chuaån pha loaõng thaønh 500 ml 3. Trình töï thí nghieäm a. Maãu laéc ñeàu laáy 50 ml hoaëc theå tích phuø hôïp .Cho vaøo 0,05 ml (1 gioït) chaát chæ thò phenolphthalein. Neáu maãu coù maøu theâm vaøo töø töø dung dòch sulfuric acid ñeán khi maát maøu .Sau ñoù theâm 1 ml dung dòch sulfuric acid vaø 0,4 g (NH4)2S2O8 hoaëc 0,5g K2S2O8. Ñun khoaûng 30 ñeán 40 phuùt hoaëc theå tích coøn khoaûng 10 ml .Ñeå nguoäi theâm vaøo 1 gioït chaát chæ thò phenolphthalein vaø trung hoøa ñeán maøu hoàng nhaït baèng dung dòch NaOH, ñònh theå tích laïi thaønh 50 ml baèng nöôùc caát. -55-
  15. Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø b. Laáy 50 ml maãu, khoâng coù maøu vaø ñuïc, theâm moät gioït chaát chæ thò phenolphthalein. Neáu maãu chuyeån sang maøu hoàng ,theâm töø töø dung dòch strong acid ñeå maát maøu. c. Theâm vaøo 2,0 ml molybdate vaø 0,25 ml (5 gioït ) tin chloride vaø laéc ñeàu. Toác ñoä vaø cöôøng ñoä hieän maøu phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä. Do ñoù neân giöõ loaït dung dòch chuaån, maãu vaø hoùa chaát ôû cuøng nhieät ñoä (cheânh nhau khoâng quaù 2oC) trong khoaûng 20- 30oC. d. Ñeå yeân sau 10 phuùt( khoâng quaù 12 phuùt) do ñoä haáp thuï baèng maùy quang phoå keá ôû böôùc soùng 690 nm. e. Chuaån bò ñöôøng cong chuaån: STT 0 1 2 3 4 5 6 (maãu) ml dd P-PO4 chuaån 0 1 2 3 4 5 - 1ug/ml ml nöôùc caát 50 49 48 47 46 45 - ml maãu nöôùc - - - - - - 50 ml dd molybdate 2,0 ml ml SnCl2 0,25 ml= 5 gioït C ( g) 0 1 2 3 4 5 C (mg/l) 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 Ñoä haáp thu ño baèng ? ? ? ? ? ? ? maùy böôùc soùng 690nm 4. Tính toaùn Töø loaït dung dòch chuaån, ño ñoä haáp thuï, veõ giaûn ñoà A=f(C), söû duïng phöông phaùp bình phöông cöïc tieåu ñeå laäp phöông trình y = ax + b. Töø trò soá ñoä haáp thu A m cuûa maãu, tính noàng ñoä C m . Neáu trò soá A m cuûa maãu vöôït quaù caùc trò soá cuûa dung dòch chuaån, phaûi pha loaõng ñeán noàng ñoä thích hôïp. n n n n xi yi xi yi n n n n 2 x yi xi xi yi i1 i1 i1 a i n n i1 i1 i1 i1 b xi2 ( xi ) 2 n n n xi2 ( xi ) 2 n i1 i1 i1 i1 5. Caâu hoûi 1. YÙ nghóa cuûa phosphorus trong vieäc kieåm soaùt oâ nhieãm nguoàn nöôùc? 2. Söï khaùc nhau giöõa orthophosphate, pholyphosphate vaø organic phosphorus? 3. So saùnh keát quaû phaân tích cuûa maãu nöôùc thaûi sinh hoaït ngay sau khi laáy veà vaø maãu ñaõ ñöôïc baûo quaûn trong nhieàu ngaøy? -56-
  16. Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø BAØI 18: SUNFAT 1. Giôùi thieäu chung 1.1.YÙ nghóa moâi tröôøng Sulfat thöôøng gaëp trong nöôùc thieân nhieân vaø nöôùc thaûi vôùi haøm löôïng töø vaøi mg ñeán haøng ngaøn mg/l. Nhöõng vuøng ñaát sình laày, baõi boài laâu naêm, sulfur höõu cô hay döôùi daïng pyrit seõ bieán ñoåi thaønh sulfat. Nöôùc chaûy qua caùc vuøng ñaát moû mang nhieàu sulfat, haøm löôïng khaù cao trong quaëng thieác, quaëng saét… Sulfat laø moät trong nhöõng chæ tieâu tieâu bieåu cuûa nhöõng vuøng nöôùc nhieãm pheøn. Vì natri sulfat coù tính nhuaän traøng neân trong nöôùc uoáng, sulfat khoâng ñöôïc vöôït quaù 200mg/l. 1.2. Nguyeân taéc Trong moâi tröôøng ñaõ axit hoùa baèng axit HCl khi taùc duïng vôùi BaCl2, sulfat seõ taïo thaønh BaSO4 keát tuûa maøu traéng ñuïc. Ñoä ñuïc taïo thaønh bôûi BaSO4 ñöôïc ño baèng quang phoå keá haáp thuï vaø so saùnh vôùi dung dòch tham chieáu chuaån ñaõ bieát tröôùc haøm löôïng treân moät ñöôøng cong chuaån. 1.3. Caùc aûnh höôûng Maøu vaø caùc chaát huyeàn troïc trong nöôùc laø trôû ngaïi chính ñoái vôùi phöông phaùp naøy. Tuy nhieân, caùc vuøng nöôùc pheøn hay nöôùc ngaàm, nöôùc laïi raát trong neân trôû ngaïi naøy khoâng aûnh höôûng nhieàu. Phaàn lôùn caùc chaát huyeàn phuø neáu coù, coù theå loaïi boû qua loïc, silica vôùi haøm löôïng treân 200mg/l cuõng laøm trôû ngaïi cho vieäc taïo thaønh keát tuûa BaSO4. Ngoaøi ra trong nöôùc khoâng coøn moät ion naøo keát tuûa vôùi Bari trong moâi tröôøng axit maïnh neân vieäc ñònh phaân coù theå tieán haønh bình thöôøng taïi hieän tröôøng hay phoøng thí nghieäm. 1.4 Toàn tröõ maãu Tuy chaäm nhöng hoaït ñoäng cuûa vi sinh vaät trong maãu vaãn coù theå khöû sulfat thaønh sulfur. Do ñoù, caùc maãu nöôùc bò oâ nhieãm naëng neân ñöôïc giöõ ôû nhieät ñoä thaáp hay baèng caùch theâm formaldehit. Trong khi aáy, sulfit laïi coù theå bò oâxy hoùa thaønh sulfat do löôïng oxy hoøa tan neáu pH>8. Vì theá, vôùi caùc maãu coù chöùa sulfit caàn haï thaáp pH ñeå loaïi boû quaù trình treân. 2. Duïng cuï ,thieát bò vaø hoùa chaát 2.1. Duïng cuï vaø thieát bò 7 Erlen 1 Pipet 10ml 1 Pipet 2ml 7 OÁng nghieäm Spectrophotometer -57-
  17. Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø 2.2 Hoùa chaát a)Dung dòch taïo ñieàu kieän (dd ñeäm) : hoøa tan 30g MgCl2 + 5g CH3COONa + 1g KNO3 + 20ml axit axetic 99% trong 500ml nöôùc caát. Theâm nöôùc caát cho ñuû 1000ml. b)BaCl2 tinh theå c)Dung dòch SO42- chuaån (1ml = 100µg): laáy chính xaùc 10.41ml dung dòch H2SO4 0.02N + nöôùc caát = 100ml 3. Trình töï thí nghieäm -Neáu maãu ñuïc, loïc 100ml maãu qua giaáy loïc -Chuaån bò dung dòch tham chieáu theo baûng sau (cho vaøo erlen) Soá thöù töï 0 1 2 3 4 5 6 (mẫu) ml dung dòch SO42- 0 2 4 6 8 10 0 chuaån ml nöôùc caát 25 23 21 19 17 15 0 ml nöôùc maãu - - - - - - 25 C (mg/ml) 0 8 16 24 32 40 ? A(độ hấp thu) ? ? ? ? ? ? ? -Cho dung dòch ñeäm(1ml) vaøo 7 oáng nghieäm + 1 löôïng nhoû (baèng haït gaïo) BaCl2, laéc ñeàu -Nhanh, caån thaän roùt loaït dung dòch taïo ñieàu kieän (trong oáng nghieäm) vaøo dung dòch tham chieáu. Laéc ñeàu erlen ñeå hoøa tan hoaøn toaøn BaCl2 -Ño ñoä haáp thuï A cuûa dung dòch tham chieáu vaø cuûa maãu ôû böôùc soùng 420nm. Thôøi gian ño khoâng quaù 4 phuùt ñeå traùnh söï laéng cuûa BaSO4 Neáu ñoä ñuïc cuûa maãu vöôït quaù ñöôøng cong tham chieáu, laøm laïi vôùi moät theå tích vaø pha loaõng thaønh 25ml. 4. Tính toaùn Veõ giaûn ñoà A=f(C) ,söû duïng phöông phaùp bình phöông cöïc tieåu ñeå laäp phöông trình y = ax + b . Töø trò soá ñoä haáp thu A m cuûa maãu ,tính noàng ñoä C m .Neáu trò soá A m cuûa maãu vöôït quaù caùc trò soá cuûa dung dòch chuaån ,phaûi pha loaõng ñeán noàng ñoä thích hôïp. 5. Caâu hoûi Haøm löôïng sulfat cao coù yù nghóa gì ñoái vôùi vieäc caáp nöôùc vaø thoaùt nöôùc thaûi Taïi sao vieäc ñònh phaân sulfat baèng pheùp ño ñoä ñuïc, töøng giai ñoaïn phaûi tieán haønh moät caùch ñuùng ñaén -58-
  18. Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø BAØI 19: MANGAN 1. Giôùi thieäu chung 1.1. YÙ nghóa moâi tröôøng Mangan toàn taïi trong thieân nhieân döôùi daïng quaëng dioxid, tuy nhieân gaëp moâi tröôøng coù haøm löôïng dioxid carbon cao vaø thieáu oxy hoaø tan nhö nöôùc ngaàm, mangan trôû neân deã hoaø tan vaø trò oxy hoaù khöû thay ñoåi töø Mn2+ thaønh Mn4+. Coù nhieàu ñaëc ñieåm gioáng nhö saét, mangan khoâng phaûi laø nguyeân toá ñoäc haïi ñoái vôùi con ngöôøi, noù thöôøng ñi ñoâi vôùi saét trong maïch nöôùc ngaàm vaø deã bò oxy hoaù khi tieáp xuùc vôùi khí trôøi taïo thaønh keát tuûa Mn4+ coù maøu, vì theá gaây phieàn phöùc cho vieäc giaët giuõ nhaát laø ngaønh coâng nghieäp deät… 1.2. Nguyeân taéc Persulfate laø moät taùc chaát coù tính oxy hoaù maïnh ñuû ñeã oxy hoaù Mn2+ thaønh Mn7+ khi coù baïc laøm chaát xuùc taùc. Saûn phaåm sau cuøng mang maøu tím cuûa permanganate beàn trong khoaûng 24 giôø neáu söû duïng moät löôïng thöøa persulfate vaø khoâng coù maët chaát höõu cô. Phaûn öùng xaûy ra nhö sau: 2 Mn2+ + 5 S2O82 + H2O 2 MnO4 + 10 SO42 + 10 H+ 1.3. Caùc trôû ngaïi Cl- vôùi haøm löôïng 2g/l seõ gaây trôû ngaïi cho vieäc xaùc ñònh mangan, vì theá phaûi loaïi boû Cl- baèng caùch theâm 1 g HgSO4 ñeå taïo thaønh hôïp chaát beàn HgCl2. Bromide vaø Iodide duø haøm löôïng yeáu ñoái vôí phöông phaùp naøy cuõng gaây trôû ngaïi. Phöông phaùp persulfate coù theå söû duïng ñeå xaùc ñònh haøm löôïng mangan trong nöôùc thaûi coù haøm löôïng chaát höõu cô thaáp, neáu thôøi gian ñun ñöôïc keùo daøi sau khi theâm löôïng thöøa persulfate. Ñoái vôùi maãu coù haøm löôïng chaát höõu cô cao, caàn phaûi phaân huyû maãu baèng acid H2SO4 vaø HNO3. Neáu haøm löôïng Cl- trong maãu nöôùc quaù cao, ñun soâi vôùi HNO3 nhaèm loaïi boû aûnh höôûng do haøm löôïng Cl- gaây ra. Maãu tieáp xuùc vôùi khoâng khí coù theå cho keát quaû thaáp do keát tuûa MnO2. Theâm 1 gioït H2O2 30% vaøo maãu, nhaèm muïc ñích hoaø tan MnO2 keát tuûa, sau ñoù theâm caùc hoùa chaát khaùc. 2. Duïng cuï , thieát bò vaø hoaù chaát 2.1. Duïng cuï vaø thieát bò - Erlen 100 ml - OÁng ñong 100 ml - Beáp ñieän - Maùy spectrophotometer 2.2. Hoùa chaát Dung dòch xuùc taùc: hoaø tan 75 g HgSO4 trong 400 ml HNO3 ñaäm ñaëc vaø 200 ml nöôùc caát. Theâm 200 ml dung dòch H3PO4 85%, 35 mg AgNO3 khuaáy ñeàu, laøm nguoäi, ñònh möùc ñeán 1000 ml. Ammonium persulfate tinh theå ( NH4)2S2O8 Dung dòch löu tröõ -59-
  19. Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø Dung dòch KMnO4 0,1 N: hoaø tan 3,2 g KMnO4 baèng nöôùc caát vaø ñònh möùc ñeán 1000ml. Sau ñoù ñeã ngoaøi naéng trong nhieàu tuaàn hay ñun gaàn ñeán ñieåm soâi trong nhieàu giôø. Sau ñoù loïc loaïi boû caën. Caân 100 mg Na2C2O4 theâm 100ml nöôùc caát vaø khuaáy ñeán tan hoaøn toaøn. Theâm 10 ml H2SO4 1N vaø ñun nhanh ñeán 90 – 960C. Ñònh phaân baèng dung dòch KMnO4 cho tôùi khi xuaát hieän maøu hoàng nhaït, beà trong 1 phuùt. Khoâng ñöôïc ñeå nhieät ñoä giaûm xuoáng döôùi 850C. Neáu caàn laøm aám erlen chöùa maãu trong suoát thôøi gian ñònh phaân. Thoâng thöôøng, 100mg Na2C2O4 caàn 15 ml dung dòch KMnO4. Thöïc hieän moät maãu traéng goàm nöôùc caát vaø H2SO4. gam Na2C2O4 Noàng ñoä KMnO4 = -------------------------- ( A - B) * 0,06701 Vôùi A : ml dung dòch KMnO4 ñònh phaân cuûa maãu B : ml dung dòch KMnO4 ñònh phaân cuûa maãu traéng Ñeå traùnh sai soá trong quaù trình ñònh phaân, laäp laïi thí nghieäm treân 2 –3 laàn, laáy keát quaû trung bình. Tính theå tích cuûa dung dòch KMnO4 caàn ñeå chuaån bò dung dòch chuaån coù noàng ñoä 1 ml = 50 g Mn nhö sau: 4,55 ml KMnO4 = ------------------------ noàng ñoä KMnO4 Theâm vaøo dung dòch naøy 2 – 3 ml H2SO4 ñaäm ñaëc vaø töøng gioït dung dòch NaHSO3 khuaáy ñeàu cho ñeán khi maát maøu cuûa dung dòch KMnO4. Ñun soâi ñeå loaïi SO2 laøm ngoäi vaø ñònh möùc thaønh 100ml. Ñeå coù dung dòch chuaån (1 ml = 10 g Mn laáy 200 ml dung dòch chuaån vaø ñònh möùc thaønh 1000ml. Dung dòch H2O2 30% Dung dòch HNO3 ñaäm ñaëc Dung dòch H2SO4 ñaäm ñaëc Dung dòch sodium nitrite : hoaø tan 5 g NaNO2 vôùi 95 ml nöôùc caát Sodium oxalate tinh theå Dung dòch sodium bisulfite : hoaø tan 10 g NaHSO4 trong 100 ml nöôùc caát. 3.Thöïc haønh Laáy 100 ml maãu hay moät thể tích maãu thích hôïp sao cho haøm löôïng Mn khoaûng 0,05 – 1,2 mg/lit. Cho vaøo maãu 5 ml dung dòch xuùc taùc vaø 1 gioït H2O2, ñun soâi coøn khoaûng 90 ml. Theâm 1 g (NH4)2S2O8 ñun soâi trong 1 phuùt Ñeå nguoäi ñeán nhieät ñoä phoøng. Pha loaõng baèng nöôùc caát tôùi 100 ml. -60-
  20. Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø Laäp ñöôøng cong chuaån vôùi caùc dung dòch chuaån nhö sau: STT 0 1 2 3 4 5 6 ml dd chuaån 0 2 4 6 8 10 12 1 ml = 10 Mn ml nöôùc caát 100 98 96 94 92 90 88 (NH4)2S2O8 1g C 0 20 40 60 80 100 120 C(mg/l) 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 Ño ñoä haáp thu A treân maùy spectrophotometer. 4.Caùch tính Töø ñoä haáp thu cuûa loaït chuaån, veõ giaûn ñoà A = f (C), söû duïng phöông phaùp bình phöông cöïc tieåu ñeå laäp phöông trình y = ax + b. Töø trò soá ñoä haáp thu cuûa maãu Am suy ra noàng ñoä Cm cuûa maãu. 5.Caâu hoûi 1. Trình baøy nhöõng traïng thaùi khaùc nhau cuûa mangan trong nguoàn nöôùc töï nhieân. Neâu nhöõng ñieàu kieän toàn taïi cuûa moãi traïng thaùi. 2. Neâu nhöõng nguyeân nhaân chính gaây oâ nhieãm mangan trong nöôùc ngaàm. BAØI 20: CHLORINE – Cl2 1. Giôùi thieäu chung 1.1 YÙ nghóa moâi tröôøng Chlor hoùa nöôùc caáp vaø nöôùc thaûi sau xöû lyù nhaèm muïc ñích dieät nhöõng vi khuaån gaây beänh coøn laïi sau quaù trình xöû lyù, ñoàng thôøi chlor hoùa cuõng laøm thay ñoåi chaát löôïng nöôùc do phaûn öùng giöõa chlorine vôùi ammonia, manganese, sulfide vaø moät soá hôïp chaát höõu cô hieän dieän trong dung dòch. Beân caïnh nhöõng öu ñieåm treân chlor hoùa coøn gaây ra nhöõng aûnh höôûng coù haïi vaø laøm taêng muøi vaø vò cuûa phenol vaø nhöõng hôïp chaát höõu cô trong nöôùc. Nhöõng hôïp chaát höõu cô coù khaû naêng gaây ung thö coù khaû naêng gaây ung thö nhö chloroform cuõng coù theå hình thaønh trong quaù trình clor hoaù. 1.2 Nguyeân taéc Chlorine ôû daïng hypochlorous acid hay ion hypochloride seõ phaûn öùng vôùi DPD (N- N-diethyl-p-phenylene diamine) cho hôïp chaát ñoû tím. Cöôøng ñoä maøu tæ leä thuaän vôùi haøm löôïng chlorine trong maãu. 1.3 Caùc trôû ngaïi Maãu coù ñoä kieàm >250 mgCaCO3/L hay ñoä acid >150 mgCaCO3/L seõ laøm giaûm cöôøng ñoä maøu hay khoâng hieän maøu khi cho DPD vaøo dung dòch. Trung hoaø maãu tôùi pH 6-7 tröôùc khi cho DPD. Maãu chöùa monochloramin seõ laøm taêng haøm löôïng Cl2 töï do. Cöù 3 mg/l monochloramin laøm taêng haøm löôïng cuûa Cl2 leân 0,1mg/l. -61-
nguon tai.lieu . vn