Phương pháp phân tích tiêu môi trường - ThS Đinh Hải Hà CHƯƠNG PHÂN TÍCH CÁC THÔNG SỐ THỂ TÍCH BÀI 7: CHLORIDE Giới thiệu chung 1.1 Ý nghóa môi trường Chloride (CT) ion nước thiên nhiên nước thải Vị mặn chloride thay đổi tuỳ theo hàm lượng thành phần hoá học nước Với mẫu chứa 250 mg Cl-/l người ta nhận vị mặn nước có chứa ion Na+ Tuy nhiên, mẫu nước có độ cứng cao, vị mặn lại khó nhận biết dù nước có chứa đến 1000 mg Cl-/l Hàm lượng chloride cao gây ăn mòn kết cấu ống kim loại Về mặt nông nghiệp, chloride gây ảnh hưởng xấu đến tăng trưởng trồng 1.2 Nguyên tắc Trong môi trường trung hoà hay kiềm nhẹ, potassium chromate (K2CrO4) dùng làm chất thị màu điểm kết thúc phướng pháp định phân chloride dung dịch silver nitrate (AgNO3) Ag+ + Cl→ AgCl (Ksp = 10-10) (1) 2Ag+ + CrO42→ Ag2CrO4 (Ksp = 10-12) (2) đỏ nâu Dựa vào khác biệt tích số tan, thêm dung dịch AgNO3 vào mẫu có hỗn hợp Cl- CrO42-, Ag+ phản ứng với ion Cl- dạng kết tủa trắng đến hoàn toàn, sau phản ứng (2) xảy cho kết tủa đỏ gạch dễ nhận thấy 1.3 Các trở ngại Những chất thường có nước uống không ảnh hưởng đến việc định phân Các ion bromide, iodide, cyanide xem tương đương với chloride Riêng sulfide, thiosulfate, sulfit can thiệp vào phản ứng (1) Tuy nhiên sulfit dễ dàng bị oxy hoá nước oxy già (H2O2) môi trường trung hoà Thiosulfate sulfide bị ảnh hưởng môi trường kiềm Orthophosphat với hàm lượng cao > 25 mg/l tác dụng với silver nitrate điều xảy Hàm lượng sắt 10 mg/l che lấp đổi màu điểm kết thúc Dụng cụ, thiết bị hoá chất 2.1 Dụng cụ thiết bị - 02 Becher 100 ml - 03 Erlen 100ml - 02 Pipet 10ml - 01 Buret 10ml 2.2 Hóa chất Dung dịch AgNO3 0,0141N: cân 2,395g AgNO3 hoà tan với nước cất định mức thành lít -28- Phương pháp phân tích tiêu môi trường - ThS Đinh Hải Hà Chỉ thị màu K2CrO4: hoà tan 2,5 g K2CrO4 30 ml nước cất, thêm giọt AgNO3 đến xuất màu đỏ rõ Để yên 12 giờ, lọc, pha loãng dung dịch qua lọc thành 50 ml với nước cất Dung dịch huyền treo Al(OH)3: hoà tan 125 g KAl(SO4).12H2O hay Al(NH4)(SO4)2.12H2O lít nước cất, làm ấm 600C, thêm từ từ 55 ml NH4OH đậm đặc, lắc Đợi rửa huyền trọc nhiều lần với nước cất đến nước rửa không Cl- (thử AgNO3) sau thêm nước cất cho đủ lít Chỉ thị màu phenolphthalein Dung dịch NaOH 0,1 N(hoặc H2SO4 0,1N) tuỳ pH mẫu ban đầu Nước oxy già H2O2 30% Thực hành Lấy 50 ml mẫu cho vào Erlen, dùng NaOH loãng H2SO4 loãng để chỉnh pH Định phân mẫu khoảng pH = – 10 (tốt - 8) Nếu pH khoảng này, tốt nên trung hoà trước thêm giọt thị K2CrO4 Dùng dung dịch AgNO3 0.0141N định phân đến dung dịch từ màu vàng chuyển sang màu đỏ gạch (có thể so với mẫu trắng gồm nước cất + thị K2CrO4) Ghi nhận thể tích V1 ml AgNO3 sử dụng Làm mẫu trắng tích đồng với thể tích mẫu Ghi nhận thể tích Vo ml AgNO3 sử dụng Lưu ý: Nếu mẫu có nồng độ Cl- cao phải tiến hành pha loãng mẫu Nếu mẫu có độ màu cao, thêm ml huyền treo khuấy kỹ, lắng, lọc, rửa giấy lọc, nước rửa nhập chung vào nước qua lọc Nếu có sulfide, sulfit thiosulfate, thêm giọt NaOH 0,1N đổi màu phenolphthalein Thêm H2O2 quậy đều, sau trung hòa với H2SO4 0,1N Cách tính (V1 - Vo) 500 Chloride (mg/l) = ml mẫu NaCl (mg/l) = Chloride (mg/l) 1,65 Trong : V1 : Thể tích dd AgNO3 dùng định phân mẫu thật Vo : Thể tích dd AgNO3 dùng định phân mẫu trắng Câu hỏi Tại phải thực mẫu trắng phương pháp định phân chloride? Định phân chloride phương pháp Morh thực môi trường trung hoà Giải thích sao? Kết định phân chloride thêm lượng thừa chromate? -29- Phương pháp phân tích tiêu môi trường - ThS Đinh Hải Hà BÀI 8: ĐỘ ACID Giới thiệu chung 1.1 Ý nghóa môi trường Độ acid biểu thị khả phóng thích proton H+ nước Độ acid mẫu nước phần lớn diện loại acid yếu acid carbonic, acid tanic, acid humic bắt nguồn từ phản ứng phân huỷ chất hữu cơ… gây ra, phần khác thủy phân muối acid mạnh sulfate nhôm, sắt tạo thành Đặc biệt bị acid vô thâm nhập, nước có pH thấp Nước thiên nhiên sử dụng cho cấp nước trì cân ion bicarbonate, carbonate khí carbon dioxide hoà tan, nước thiên nhiên thường đồng thời mang hai tính chất đối nhau: tính acid tính kiềm Khi bị ô nhiễm acid vô muối acid từ khu vực hầm mỏ, đất phèn nguồn nước thải công nghiệp, pH thấp nhiều Trong thực nghiệm hai khoảng pH chẩn sử dụng để biểu thị khác biệt Khoảng pH thứ ứng với điểm đổi màu chất thị methyl cam (từ 4,2 – 4,5) đánh dấu chuyển biến ảnh hưởng acid vô mạnh sang vùng ảnh hưởng carbonic acid Khoảng pH thứ hai ứng với điểm đổi màu chất thị phenolphtalein (từ 8,2 – 8,4) chuyển sang vùng ảnh hưởng nhóm carbonate dung dịch 1.2 Nguyên tắc Dùng dung dịch kiềm mạnh để định phân độ acid acid vô mạnh acid hữu acid yếu Độ acid ảnh hưởng acid vô xác định cách định phân đến điểm đổi màu thị methyl cam nên gọi ĐỘ ACID METHYL (dung dịch từ màu đỏ chuyển sang da cam) Quá trình tiếp tục định phân sau để xác định độ acid toàn phần thực đến điểm đổi màu thị phenolphthalein, gọi ĐỘ ACID TỔNG CỘNG (dung dịch không màu chuyển sang tím nhạt) 1.3 Các trở ngại Các chất khí hoà tan làm ảnh hưởng đến độ acid CO2, H2S, NH3 bị hòa tan vào mẫu trình lưu trữ định phân mẫu Có thể giảm ảnh hưởng cách định phân nhanh chóng, tránh lắc mạnh tránh để mẫu nơi có nhiệt độ cao nhiệt độ ban đầu mẫu Khi định phân mẫu nước cấp, kết thường bị ảnh hưởng hàm lượng chlorine khử trùng nước có tính tẩy màu Muốn tránh sai số này, cần thêm vài giọt Na2S2O3 0,1N vào mẫu để loại bỏ ảnh hưởng chlorine Nếu mẫu có độ màu độ đục cao, phải xác định độ acid phương pháp chuẩn độ điện -30- Phương pháp phân tích tiêu môi trường - ThS Đinh Hải Hà Dụng cụ- thiết bị – hoá chất 2.1 Dụng cụ 02 Erlen 150 ml 01 Ống đong 100 ml 01 Buret 25 50 ml 2.2 Hoá chất Dung dịch sodium hydroxide (NaOH) 0,02N: pha dung dịch NaOH 1N(cân 40g NaOH viên + nước cất = lít) lấy 20 ml dung dịch NaOH 1N + nước cất = lít Định phân lại dung dịch potassium biphthlate 0,02N (hoà tan 4,085g KHC8H4O4 sấy khô 1200C làm nguội bình hút ẩm + nước cất = lít) Chỉ thị phenolphthalein: 500 mg phenolphthalein + 50 ml methanol + nước cất = 100 ml Chỉ thị methyl cam : 50 mg methyl cam + nước cất = 100 ml Thực hành Nếu mẫu nước uống, trước định phân thêm giọt Na2S2O3 0,1 N để loại ảnh hưởng chlorine Dùng pH kế đo pH mẫu Nếu mẫu có giá trị pH < 4,5: lấy 10 ml mẫu vào erlen, thêm giọt methyl cam Dùng dung dịch NaOH 0,02 N định phân đến dung dịch có màu da cam Ghi nhận thể tích V1 ml dung dịch NaOH dùng để tính độ acid methyl Nếu mẫu có giá trị pH > 4,5: lấy 10 ml mẫu vào erlen thêm giọt phenolphthalein Dùng dung dịch NaOH 0,02 N định phân đến dung dịch vừa có màu tím nhạt Ghi nhận thể tích V2 ml dung dịch NaOH dùng, tính độ acid tổng cộng Làm hai Erlen đối chứng dùng thị Metylcam, cho vào hai Erlen Erlen 20 ml nước cất, Erlen thứ thêm ml H2SO4 1N + giọt methyl cam Erlen thứ hai thêm ml NaOH 1N + giọt methyl cam Cách tính V 1000 Độ acid (mg CaCO3/ l) = -ml maãu Với V : thể tích dung dịch NaOH dùng định phân : V1, V2 Câu hỏi 1.Mẫu nước có pH = 7,3 hàm lượng HCO3- 30 mg/ l Giả sử ảnh hưởng chất rắn hòa tan hoạt tính ion không đáng kể, nhiệt độ nước 250C Tính hàm lượng CO2 mẫu nước -31- Phương pháp phân tích tiêu môi trường - ThS Đinh Hải Hà 2.Nước cấp có hàm lượng HCO3- 30 mg/ l hàm lượng CO2 30 mg/l Tính pH nước nhiệt độ 250C Nếu hàm lượng CO2 mẫu giảm mg/ l sục khí, pH nước lúc bao nhiêu? BÀI 9: ĐỘ KIỀM Giới thiệu chung 1.1 Ý nghóa môi trường Độ kiềm biểu thị khả thu nhận proton H+ nước Nước thiên nhiên hay nước từ hệ thống cấp nước, độ kiềm ion tạo ra: hydroxide, carbonate bicarbonate Trong thực tế muối acid yếu borate, silicate gây ảnh hưởng lớn đến độ kiềm Một vài acid hữu bền với oxy hóa sinh học acid humic, dạng muối chúng có khả làm tăng độ kiềm Trong điều kiện thiên nhiên thích hợp, tảo dễ dàng xuất tồn vài nguồn nước mặt, trình phát triển tăng trưởng tảo giải phóng lượng đáng kể carbonate bicarbonate làm cho pH nước tăng dần lên đến – 10 nguồn nước xử lý với hoá chất có chứa nhóm carbonate làm gia tăng pH 1.2 Nguyên tắc Tiến hành định phân độ kiềm với thị phenolphtalein methyl cam (hoặc thị hỗn hợp bromoresol lục + methyl đỏ) giai đoạn tùy trường hợp: Chỉ thị phenolphtalein có màu tím nhạt môi trường có ion hydroxide ion carbonate, màu tiùm trở nên không màu pH < 8,3 Chỉ thị methyl cam cho màu vàng với ion kiềm trở thành màu đỏ dung dịch trở thành acid Việc định phân xem hoàn tất dung dịch có màu da cam (pH = 4,5), nằm màu vàng (môi trường baz) màu đỏ (môi trường acid) Do màu điểm kết thúc thường so sánh với hai ống chuẩn Vì đổi màu methyl cam khó nhận thấy, nên thị hỗn hợp bromocresol lục + methyl đỏ có khoảng đổi màu rõ ràng trị số pH nên thường sử dụng rộng rãi 1.3 Các trở ngại Lượng chlorine dư nước uống ảnh hưởng đến kết định phân làm nhạt màu chất thị Để tránh sai lệch, ta cho thêm vào mẫu vài giọt Na2S2O3 0,1 N Khi mẫu nước có độ màu độ đục cao phải dùng phương pháp chuẩn độ điện Những chất kết tủa, xà bông, chất dầu, chất rắn lơ lửng phủ điện cực thuỷ tinh làm cho điểm cuối đến chậm Để khắc phục tượng cần phải chùi điện cực tiến hành thí nghiệm Không lọc, pha loãng hay cô đặc mẫu Dụng cụ thiết bị hoá chất 2.1 Dụng cụ thiết bị 02 Erlen 150 ml -32- Phương pháp phân tích tiêu môi trường - ThS Đinh Hải Hà 01 Ống đong 100 ml 01 Buret 25 50 ml 2.2 Hoá chất Dung dịch sulfuric acid (H2SO4) 0,02 N: pha dung dịch H2SO4 1N (28 ml H2SO4 đậm đặc + nước cất = lít), lấy 20 ml dung dịch H2SO4 1N + nước cất = lít Định phân lại acid Na2CO3 0,02N (hoà tan 1,06g Na2CO3 sấy 1050C làm nguội bình hút ẩm + nước cất = lít) Chỉ thị màu phenolphthalein 0,5 % Chỉ thị màu methyl cam 0,5 % Chỉ thị màu hỗn hợp bromocresol lục + methyl đỏ: 20 mg methyl đỏ + 200mg bromocresol + 100 ml ethanol 95% Thực hành Nếu mẫu có pH > 8,3: lấy 10ml mẫu vào erlen, thêm giọt thị màu phenolphthalein Định phân dung dịch H2SO4 0,02N màu Ghi thể tích V1 ml H2SO4 0,02N dùng để tính ĐỘ KIỀM PHENOL(P) Nếu mẫu có pH < 8,3: lấy 10 ml mẫu vào bình tam giác, thêm giọt thị màu methyl cam (hay giọt thị màu hỗn hợp) Định phân mẫu dung dịch H2SO4 dung dịch có màu da cam (màu hai Erlen đối chứng) Nếu dùng thị hỗn hợp, điểm kết thúc dung dịch có màu đỏ xám Ghi thể tích V2ml H2SO4 0,02N dùng để tính ĐỘ KIỀM METHYL CAM hay ĐỘ KIỀM TỔNG CỘNG Làm hai Erlen đối chứng dùng thị Metylcam, cho vào hai Erlen Erlen 20 ml nước cất, Erlen thứ thêm ml H2SO4 1N + giọt methyl cam Erlen thứ hai thêm ml NaOH 1N + giọt methyl cam Cách tính V1 Độ kiềm PHENOL (mg CaCO3/l) = Độ kiềm tổng cộng T (mg CaCO3/l) = 1000 ml mẫu V2 1000 ml mẫu Dựa kết tính độ kiềm ion khác gây theo bảng sau: Kết phân định Độ kiềm các ion (mg/lCaCO3) OHCO32HCO3P=0 0 T P < T/2 2P T – 2P P = T/2 T-2P P > T/2 2P - T 2(T – P) P=T T 0 -33- Phương pháp phân tích tiêu môi trường - ThS Đinh Hải Hà P độ kiềm phenol T độ kiềm tổng cộng OH- (mg/l) = độ kiềm OH- (mgCaCO3/l) 0,34 CO3 2-(mg/l) = độ kiềm CO32 (mgCaCO3/l) 0,6 HCO3 -(mg/l) = độ kiềm HCO32 (mgCaCO3/l) 1,22 Câu hỏi Giả sử ảnh hưởng muối hoà tan hoạt tính ion không đáng kể Một phần nước 250C có pH = 10,3 hàm lượng carbonate 120 mg/l - Hãy tính hàm lượng ion bicarbonate (mg/l) - Tính độ kiềm OH, CO32, HCO3 độ kiềm tổng cộng mẫu (mg/lCaCO3) BÀI 10: ĐỘ CỨNG TỔNG CỘNG Giới thiệu chung 1.1 Ý nghóa môi trường Độ cứng hiểu khả tạo bọt nước với xà Ion calci magnes nước kết tủa với xà bông, làm giảm sức bề mặt phá hủy đặc tính tạo bọt Những ion dương đa hoá trị khác kết tủa với xà bông, thường ion dạng phức chất, chất hữu cơ, ảnh hưởng chúng nước không đáng kể khó xác định Trên thực tế, độ cứng tổng cộng xác định tổng hàm lượng calci, magnes biểu thị mg CaCO3/l 1.2 Nguyên tắc (phương pháp định phân EDTA) Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) muối natri dẫn xuất (Na-EDTA) thêm vào dung dịch chứa ion kim loại đa hóa trị dương, pH 10,0 0,1 tạo thành phức chất Đối với hai ion calci magnes chủ yếu gây độ cứng nước, có lượng nhỏ thị màu hữu Eriochrome Black T (EBT) hay calmagite cho vào, dung dịch trở nên màu đỏ rượu vang Định phân EDTA, phản ứng tạo phức EDTA với ion calci, magnes làm chuyển màu dung dịch từ đỏ rượu vang sang xanh dương điểm kết thúc 1.3 Các ảnh hưởng Một vài ion kim loại nặng gây trở ngại cho việc định phân, làm thị màu nhạt dần hay không rõ ràng điểm kết thúc Có thể khắc phục trở ngại cách thêm chất che lúc định phân Muối Mg-EDTA có tác dụng chất phản ứng kép vừa tạo phức với kim loại nặng, vừa giải phóng Mg vào mẫu, dùng thay cho chất che có mùi khó chịu độc tính Muối Mg-EDTA có tác dụng tích cực thay cho kim loại nặng song không làm biến đổi độ cứng tổng cộng mẫu nước Bảng hướng dẫn cách sử dụng chất che tùy thuộc hàm lượng kim loại nặng hay lượng polyphosphate có mẫu, giúp việc xác định Ca Mg phương pháp EDTA; độ cứng tổng cộng có qua phương pháp tính -34- Phương pháp phân tích tiêu môi trường - ThS Đinh Hải Hà Hàm lượng tối đa chất gây nhiễu cần loại bỏ chất che Chất gây trở ngại Hàm lượng tối đa chất gây trở ngại(mg/l) Chất che Chất che Nhôm 20 20 Basium + + Cadmium + + Cobalt Treân 20 0,3 Đồng Trên 30 20 Sắt Trên 30 Chì + 20 2+ Mangness (Mn ) + Niekel Treân 20 0,3 Strontium + + Keõm + 200 Polyphosphate 10 Liều lượng thích hợp với 25 ml mẫu pha loãng thành 50 ml Những lưu ý định phân Việc định phân thực nhiệt độ phòng hay gần với nhiệt độ phòng, tránh cách biệt nhiệt lớn so với nhiệt độ môi trường xung quanh Sự đổi màu trở nên chậm kết xác trường hợp mẫu định phân gần khoảng nhiệt độ đông đặc Chất thị màu bị phân huỷ nước nóng Đặc biệt pH tạo môi trường dẫn đến tủa CaCO3, nhiên định phân có lâu hòa tan lại kết tủa Sự thay đổi chậm điểm kết thúc thường cho kết thấp Nhằm giảm thiểu kết tủa CaCO3 tạo thành Việc định phân cần hoàn tất vòng phút Ba phương pháp sau làm giảm kết tủa CaCO3 Pha loãng mẫu nước cất để tối giảm lượng CaCO3 Dùng lượng mẫu nhỏ dễ dẫn đến sai lệch đọc kết thân ống nhỏ giọt Nếu độ cứng biết hay xác định phương pháp định phân sơ Thêm nhanh EDTA với khoảng 90% lượng cần dùng hay tỉ lệ thích nghi tuỳ vào thể tích mẫu cần định phân trước chỉnh pH dung dịch đệm Acid hóa mẫu khuấy vòng phút để đuổi CO2 trước chỉnh pH xác định độ kiềm sau lần thêm axit Dụng cụ, thiết bị hoá chất 2.1 Dụng cụ thiết bị 02 Cốc 250 ml 01 Buret 10 ml 01 Erlen 100 ml 01 Ống đong -35- Phương pháp phân tích tiêu môi trường - ThS Đinh Hải Hà 2.2 Hoá chất 2.2.1.Dung dịch đệm a Hòa tan 16,9g NH4CL 143 ml NH4OH đậm đặc + 1,25g muối Mg- EDTA + nước cất = 250 ml b Nếu muối Mg- EDTA, hoà tan 1,179g muối Na-EDTA(PA) + 780 mg MgSO4.7H2O 644 mg MgCl2 6H2O 50 ml nước cất Hoà tan 16,9g NH4Cl 143 ml NH4OH đặm đặc Trộn hai dung dịch pha loãng thành 250 ml với nước cất Để đạt độ xác cao cần giữ tỉ lệ phân lượng giữ hóa chất Đựng dung dịch chai nhựa dẻo hay chai thủy tinh trung tính Thời hạn sử dụng không tháng Đậy nắp kín để ngăn NH3 bay CO2 không khí không xâm nhập vào dung dịch Thêm vào mẫu 1- ml dung dịch đệm, dung dịch mẫu định phân chưa đạt tới pH 10,0 0,1 điểm kết thúc chuẩn độ 2.2.2.Những tác nhân che Phần lớn loại nước không cần thêm tác nhân che Tuy nhiên vài mẫu nước chứa ion gây nhiễu, cần thêm tác nhân che để làm đổi màu dứt điểm rõ ràng Sau chất che thích hợp Chất che I Mẫu có tính acid phải trung hòa tới pH = dung dịch đệm hay NaOH 0,1N trước thêm 200 mg sodium cyanide (NaCN) dạng tinh thể Thêm đủ dung dịch đệm để có pH 10 0,1 (Chú ý: NaCN độc Cẩn thận sử dụng Xả thật nhiều nước trước đổ bỏ dung dịch để tránh phản ứng toả độc hydroxyanide (HCN) Chất che II Hoà tan 5g NaS 9H2O hay 3,7g Na2S 5H2O 100 ml nước cất Dung dịch Na2S dễ bị oxy hóa khí trời tạo kết tủa sulfide ảnh hưởng đến việc xác định điểm chuyển màu chất thị Phải bảo quản dung dịch chai đậy kín nút cao su Khi biết rõ có diện kim loại nặng, sử dụng chất che xử lý mẫu trước định phân (xem phần lưu ý định phân) 2.2.3 Chất thị màu a Eriochrome Black T : muối natri dẫn xuất từ – (1 hyroxy – naphthylazo – nitro – naphthol – sulfonic acid), hòa tan 0,5 g thị 100 g 2, , nitrilotriethanol Thêm hai giọt cho 50 ml mẫu Chỉnh thể tích mẫu nước cần thiết b Calmagite: – (1 hydroxy – methyl – phenylazo) – napthol – sulfonic acid Calmagite thích hợp cho dung dịch lỏng tạo thay đổi màu tương tự Eryochrome Black T với điểm kết thúc rõ ràng Hoà tan 0,10 g Calmagite 100ml nước cất Dùng 1ml cho 50 ml mẫu định phân Chỉnh thể tích cần thiết c Chất thị I II dùng dạng tinh thể khô Không nên dùng chất thị nhiều Chẩn bị hỗn hợp khô chất thị muối tinh thiết -36- Phương pháp phân tích tiêu môi trường - ThS Đinh Hải Hà d Nếu điểm kết thúc chuẩn độ, thay đổi màu thị không rõ ràng trường hợp cần phải thêm tác nhân che Nếu cho chất che NaCN vào mẫu mà điểm đổi màu không rõ ràng, nguyên nhân chất thị mầu bị hư 2.2.4 Dung dịch chuẩn EDTA 0,01 M Cân 3,723g EDTA Hoà tan nước cất pha thành 1000 ml, chuẩn độ lại dung dịch Calcium Dung dịch chuẩn EDTA phải đựng chai thủy tinh trung tính hay bình nhựa polyethylen 2.2.5 Dung dịch chuẩn Calcium Cân 1g CaCO3 (dùng chất chuẩn tốt hay hoá chất đặt biệt có hàm lượng kim loại nặng, độ kiềm magnesium thấp) vào erlen 500 ml Đặt phễu miệng bình, lần thêm HCl tất CaCO3 tan hoàn toàn Thêm 200 ml nước cất đun sôi vài phút để đổi CO2 làm lạnh thêm vài giọt thị methyl đỏ, chỉnh lại pH đến có màu cam NH4OH 3N hay HCl chuyển qua bình định mức pha thành lít với nước cất: ml = mg CaCO3 2.2.6 Dung dòch sodium hydroxide: NaOH 0,1 N Trình tự thí nghiệm Lấy thể tích mẫu cho lượng EDTA chuẩn độ không 15 ml, hoàn thành việc định phân vòng phút tính từ thời điểm cho dung dịch đệm Nếu lượng EDTA lớn 15ml phải pha loãng mẫu Lấy 25ml mẫu, thêm tới ml dung dịch đệm, thường dùng ml đủ để đạt pH 10 0,1, thêm chất che thay đổi màu điểm kết thúc chuẩn độ không rõ ràng Sau thêm chất che màu thể không rõ ràng Chất thị bị hỏng Thêm chất thị màu (lượng nhỏ 1/5 hạt gạo) Chuẩn độ từ từ dung dịch EDTA lúc có màu xanh da trời lại điểm kết thúc Nếu thể tích mẫu có đủ chất gây cản trở trị số định phân tăng sử dụng lượng mẫu nhiều miêu tả phần c Mẫu có độ cứng thấp: nước sau qua trao đổi ion, loại nước mềm khác loại nước thiên nhiên có độ cứng thấp ( 50 mg/l) cần lấy thể tích lớn (100 – 1000 ml) để định phân thêm vào lượng dung dịch đệm Chất che Chất thị màu theo tỉ lệ tương đương Chuẩn độ ống nhỏ giọt định phân nhỏ nhất, làm thêm mẫu thử không: dùng nước cất lần nước qua cột trao đổi ion thể tích mẫu Lượng dung dịch đệm, chất che, chất thị màu tương tự mẫu Lấy thể tích EDTA định phân mẫu trừ thể tích dùng định phân cho mẫu thử không Cách tính ( A B 1000) Độ cứng (EDTA) mg CaCO3/l = …………… -37- Phương pháp phân tích tiêu môi trường - ThS Đinh Hải Hà ml mẫu Trong đó: A ml EDTA tham gia phản ứng mẫu B mg CaCO3 tương đương ml EDTA định phân Câu hỏi Nguyên nhân gây độ cứng nước? 2.Mẫu nước phân tích có kết sau: Na+ = 20mg/l Cl- = 40 mg/l K+ = 30 mg/l HCO3- = 40 mg/l Ca2+ = 15 mg/l CO32- = 67 mg/l Mg2+ = 10 mg/l SO42 = mg/l Sr2+ = mg/l NO3- = 10 mg/l Tính độ cứng tổng cộng, độ cứng carbonate, bicarbonate mẫu nước; (đơn vị mgCaCO3/l) BÀI 11: ĐỘ CỨNG CALCI Giới thiệu chung Calci nguyên tố thường gặp nước thiên nhiên chảy qua vùng có nhiều đá vôi, thạch cao, dolomit… Tuỳ theo nguồn gốc cách xử lý mà hàm lượng calci nước có từ đến vài trăm mg/l Chỉ với lượng nhỏ calcicacbonate tạo nên màng cứng bám vào mặt ống dẫn theo thời gian tích tụ, bảo vệ kim loại chống lại ăn mòn Mặt khác, lớp màng lại tai hại lớn cho thiết bị sử dụng nhiệt độ cao nồi hơi… Phương pháp làm mềm nước hóa chất nhựa trao đổi ion thường áp dụng để khử bớt calci tới giới hạn chấp nhận Nguyên tắc Trong dung dịch có chứa calci magnes, pH=12-13, magne bị kết tủa dạng hydroxy Chất thị màu kết hợp với calci cho màu hồng Khi EDTA thêm vào dung dịch kết hợp với calci phản ứng xảy hoàn toàn Ở điểm kết thúc dung dịch chuyển màu hồng sang tím CÁC ẢNH HƯỞNG (XEM PHẦN ĐỘ CỨNG) Dụng cụ, thiết bị, hóa chất 3.1 Dụng cụ Erlen Pipet Buret Ống đong -38- Phương pháp phân tích tiêu môi trường - ThS Đinh Hải Hà 3.2 Hóa chất Dung dịch NaOH 1N Chỉ thị màu Murexider: Cân 200g murexider + 100g NaCl nghiền nhỏ, trộn Dung dịch EDTA 0.01M: Xem phần độ cứng Thực hành Để tránh kết tủa, việc định phân cần thực nhanh chóng sau nâng pH a Lấy 25ml (hay thể tích mẫu pha loãng đến 25ml) cho thể tích EDTA dùng định phân không vượt 15ml Nếu mẫu nước có hàm lượng calci vượt 300mg/l nên pha loãng trung hòa với acid đun sôi phút, làm nguội trước định phân b Thêm 2ml dung dịch NaOH 1N thể tích lớn để nâng pH lên 12-13, lắc c Thêm 0,1-0,2g thị màu murexider (lượng nhỏ 1/5 hạt gạo), dung dịch có màu hồng nhạt d Định phân dung dịch EDTA 0,01M, điểm kết thúc dung dịch có màu tím Để kiểm soát điểm kết thúc chuẩn độ, cần ghi nhận thể tích EDTA dùng, sau thêm hai giọt EDTA để đảm bảo màu dung dịch không đổi Cách tính VMlEDTA 400,8 mlmau V 1000 Độ cứng calci (mgCaCO3/l) = mlEDTA mlmau Calci (mg/l) = BAØI 12: NITROGEN – ORGANIC Giới thiệu chung 1.1 Đại cương Việc xác định Nitrogen hữu phương pháp Kjeldahl không tính đến nitơ dạng khác như: azide, azo, hydrazone, nitrate, nitrite, nitro, nitroso, oxime vaø semi carbazone Nếu nitrogen ammonia không khử trước phương pháp cho kết lượng nitrogen tổng cộng Vì thế, muốn xác định lượng nitrogen hữu cần xác định riêng nitrogen ammonia trước sau tiến hành chưng cất 1.2 Nguyên tắc Với diện acid sulfuric, potassium sulfate mercuric sulfate làm chất xúc tác, amino-nitrogen chất hữu biến đổi thành ammonium sulfate Ammonia tự ammonium-nitrogen chuyển thành ammonium sulfate Trong thời gian phân hủy mẫu, hỗn hợp mercury ammonium hình thành bị phân tích Na2S2O3 Sau trung hòa mẫu dung dịch kiềm chưng cất Hàm lượng ammonia hữu hấp thu acid boric xác định -39- Phương pháp phân tích tiêu môi trường - ThS Đinh Hải Hà phương pháp so màu hay chuẩn độ với acid chuẩn thể tích chưng cất phẩm thu Phương pháp so màu xác định hàm lượng N-Organic thấp khoảng 5mg/l Phương pháp chuẩn độ xác định hàm lượng N-Organic lớn 5mg/l Dụng cụ, thiết bị hoá chất 2.1 Dụng cụ thiết bị - Thiết bị phân hủy bình Kjeldahl 800 ml dùng phân hủy mẫu tác dụng dung dịch phân hủy (acid mạnh) đun nhiệt độ 370oC - Thiết bị chưng cất :hệ thống chưng cất gồm dàn Kjeldahl với bình Kjeldahl 800 ml nối với hệ thống làm lạnh ngưng tụ Hơi ammonia bay hấp thu dung dịch acid boric - Buret 25ml - Erlen 500 ml - Ống đong 250 ml 2.2 Hóa chất 2.2.1 Chỉ thị hỗn hợp Hòa tan 200 mg methyl red vào 100 ml ethyl alcohol (hoặc isopropyl alcohol) + dung dịch 100 mg methylene blue 50 ml ethyl acohol Hoøa hai hỗn hợp lại, dung dịch sử dụng tháng 2.2.2 Dung dòch acid boric (H3BO3) 20 g acid boric +nước cất = lít + thêm 10 ml thị màu để dung dịch có màu tím 2.2.3 Dung dòch acid sulfuric (H2SO4) 0,02 N 2.2.4 Dung dòch mercuric sulfate Hòa tan g oxit thủy ngân đỏ HgO 100 ml H2SO4 6N 2.2.5 Dung dịch phân hủy (acid mạnh ) Hòa tan 134g K2SO4 650 ml nước cất + 200 ml H2SO4 đậm đặc Thêm vào dung dịch Mercuric sulfat điều chế sẵn gồm 2g HgO (mercuric oxid red) 25 ml ,quậy + Thêm nước cất cho đủ lít Giữ nhiệt độ thấp gần 20oC 2.2.6 Dung dịch borate Thêm 88 ml NaOH 0,1N vào 500 ml dung dịch tetraborate Na2B4O7 0,25 M (9,5g Na2B4O7 10H2O/ lít ) pha loãng thành lít 2.2.7 Dung dịch sodium hidroxide (NaOH) 6N Hòa tan 240g NaOH viên lít nước cất 2.2.8 Dung dịch sodium hidroxide – sodium thiosulfate Hoà tan 500g NaOH Na2S2O3.5 H2O nước cất pha thành 1lít Thực hành 3.1 Chuẩn bị chọn thể tích mẫu thích hợp theo bảng hướng dẫn sau Lượng Nitrogen mẫu (mg/l) Thể tích mẫu (ml) -1 -10 500 250 -40- Phương pháp phân tích tiêu môi trường - ThS Đinh Hải Hà 10 – 20 100 20 - 50 50 50 – 100 25 Nếu cần pha loãng mẫu thành 300 ml trung hòa đến pH = 3.2 Thêm 25ml borate buffer NaOH 6N đến pH = 9,5 Chưng cất xác định lượng ammonia-nitrogen thể tích chưng cất phẩm thu (hấp thu với 25ml acid boric + vài giọt thị màu hỗn hợp) Dùng cặn lại bình Kjeldahl để xác định lượng Nitrogen hữu 3.3 Phân hủy: Cẩn thận thêm 50ml dung dịch phân hủy vào bình kjeldahl có chứa cặn lại + vài viên bi thủy tinh đun nóng tủ hút hay thiết bị loại bỏ khói acid bay Tiếp tục đun thấy khói trắng bay ra, dung dịch có màu vàng rơm Để nguội, pha loãng thành 300ml với nước cất rồøi trung hòa dung dịch sodium hiđroxie – thiosulfate (khoảng 30 – 40ml dùng phenolphtalein làm thị màu) lắc đều, thấy xuất trầm đen HgS pH mẫu lúc khoảng 11,0 3.4 Chưng cất: nối bình Kjeldahl vào hệ thống chưng cất, đầu nhúng chìm 25ml acid boric, chưng cất đến chưng cất phẩm thu khoảng 200ml Sau định phân HCl 0,1N hay H2SO4 0,1N Làm mẫu thử không với nước cất Cách tính (mg) N-hữu = (Vt Vo ) 140 mlmẫu Vt : thể tích HCl 0,1N dùng cho thử thật Vo : thể tích HCl 0,1N dùng cho thử không Câu hỏi 5.1 Ý nghóa môi trường việc xác định nitrogen – organic 5.2 Tại muốn xác định nitrogen – organic phải sử dụng phương pháp chưng cất phải nâng pH = 9,5 -41- ... (mg/lCaCO3) OHCO32HCO3P=0 0 T P < T/2 2P T – 2P P = T/2 T-2P P > T/2 2P - T 2(T – P) P=T T 0 -3 3- Phương pháp phân tích tiêu môi trường - ThS Đinh Hải Hà P độ kiềm phenol T độ kiềm tổng cộng OH- (mg/l)... trắng phương pháp định phân chloride? Định phân chloride phương pháp Morh thực môi trường trung hoà Giải thích sao? Kết định phân chloride thêm lượng thừa chromate? -2 9- Phương pháp phân tích tiêu. .. nước 250C Tính hàm lượng CO2 mẫu nước -3 1- Phương pháp phân tích tiêu môi trường - ThS Đinh Hải Hà 2.Nước cấp có hàm lượng HCO 3- 30 mg/ l hàm lượng CO2 30 mg/l Tính pH nước nhiệt độ 250C Nếu