Phân tích chất lượng nước 139 CHƯƠNG 7 PHÂN TÍCH CHẤT LƯỢNG NƯỚC 1 ỨNG DỤNG THUYẾT PHÂN TỬ UV–VIS TRONG PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC 1.1 Sơ lược lịch sử nghiên cứu về quang phổ Quang phổ học là một môn học chính yếu trong thiên văn học, nó đã được ứng dụng thành công để nghiên cứu về khí quyển trong hành tinh chúng ta. Cách đây 200 năm, Joseph von Fraunhofer (1787-1826) lần đầu tiên sản xuất loại máy đo quang phổ mà tính năng không có gì sánh kịp lúc bấy giờ. Ông ấy đã khám phá ra rất nhiều các đường tối trong quang phổ của ánh sáng mặt trời. Ông ấy có thể xác định chính xác độ dài bước sóng của nhiều “Fraunhofer lines” (vạch) và thuật ngữ này ngày nay vẫn được dùng. Tuy nhiên, trong thời gian này ông ấy không hiểu được những cơ sở vật lý và ý nghĩa về những vấn đề mà ông ấy khám phá ra. Hình 7-1. Thiết bị Spektralapparat thiết kế bởi Gustav R. Kirchhoff và Robert W. Bunsen (1823) Thành tựu quan trọng kế tiếp về “Fraunhofer lines” là quá trình tìm ra nguyên lý vật lý của sự hấp thu và phát xạ vào năm 1859 với sự cộng tác của nhiều nhà vật lý nổi tiếng như Gustav R. Kirchhoff (1824-1887), Robert W. Bunsen (1811-1899) tại Heidelberg. Thiết bị mà họ sử dụng là ‘Spektralapparat’, họ ghi nhận được quá trình phát xạ rất đặc biệt của nhiều nguyên tố khác nhau. Với phương pháp này họ đã tiếp tục khám phá ra 2 nguyên tố mới là Cäsium và Rubidium, họ chiết được một lượng rất Quản lý chất lượng nước nuôi trồng thủy sản 140 nhỏ (7g) từ 44.000 lít nước khoáng gần núi Bad Nauheim, Germany. Sự khám phá này là nền tảng cho sự khám phá tiếp theo về sự hấp thu và phát xạ của hấp thu phân tử. Năm 1879 Marie Alfred Cornu thấy rằng, những tia có bước sóng ngắn của bức xạ mặt trời trên bề mặt trái đất bị hấp thụ bởi khí quyển. Một năm sau đó, Walther Noel Hartley mô tả rất tỉ mỉ về sự hấp thụ UV của O 3 với độ dài bước sóng 200 và 300 nm và nó trở nên rõ ràng hơn khi họ phát hiện ra rằng O 3 chứa đầy trong bầu khí quyển. In 1880, J. Chappuis khám phá ra sự hấp thu trong vùng khả kiến (400–840nm). Năm 1925 Dobson phát triển một máy quang phổ mới rất ổn định sử dụng lăng kính bằng thạch anh. 1.2 Đại cương về quang phổ Trong quang phổ học, ánh sáng nhìn thấy (ánh sáng khả kiến), tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia Rơnghen, sóng radio đều được gọi chung một thuật ngữ là bức xạ. Theo thuyết sóng, các dạng bức xạ này là dao động sóng của cường độ điện trường và cường độ từ trường, nên bức xạ còn được gọi là bức xạ điện từ. Sau thuyết sóng, thuyết hạt cho thấy bức xạ gồm các “hạt năng lượng” gọi là photon chuyển động với tốc độ ánh sáng (c = 3.10 8 m/s). Các dạng bức xạ khác nhau thì khác nhau về năng lượng ν h của các photon. Ở đây, năng lượng của bức xạ đã được lượng tử hóa, nghĩa là năng lượng của bức xạ không phải liên tục mà các lượng tử năng lượng tỉ lệ với tần số ν của dao động điện từ theo hệ thức Planck. ν ε h= h = 6,625.10 – 34 J.s : hằng số Planck. Louis de Broglie đã đưa ra thuyết thống nhất cả khái niệm sóng và khái niệm hạt của sóng ánh sáng. Ánh sáng vừa có tính chất sóng vừa có tính chất hạt. Tổng quát hơn là bức xạ có bản chất sóng hạt. Nội dung như sau: Hạt có khối lượng m chuyển động với vận tốc v có bước sóng đi đôi với nó là λ cho bởi hệ thức: p h mv h == λ Trong đó : p = mv là động lượng của hạt λ là bước sóng (de Broglie) h = 6,625.10 -34 J.s là hằng số Planck. Phân tích chất lượng nước 141 1.2.1 Các đại lượng đo bức xạ điện từ Bước sóng λ : Là quảng đường mà bức xạ đi được sau mỗi dao động đầy đủ. Đơn vị: m, cm, m µ , nm, o A . (1cm = 10 8 o A = 10 7 ηm =10 4 µm) Tần số ν : Là số dao động trong một đơn vị thời gian (giây) Trong 1 giây bức xạ đi được c cm và bức sóng λ cm, vậy: λ ν c = Lưu ý: Bức xạ truyền trong chân không với vận tốc c = 2,9979.10 8 m/s (thường lấy tròn 3.10 8 m/s) Đơn vị: CPS ( VÒNG DÂY), Hz, KHz, MHz. (1CPS=1Hz; 1MHz=10 3 KHz=10 6 Hz) Năng lượng bức xạ: Các dao động tử (phân tử chẳng hạn) chỉ có thể phát ra hoặc hấp thụ năng lượng từng đơn vị gián đoạn, từng lượng nhỏ nguyên vẹn gọi là lượng tử năng lượng: ν λ νε hc hc h === Đơn vị: Jun (J), Calo (Cal), electron von (eV). 1.2.2 Các dạng bức xạ Bức xạ điện từ bao gồm 1 dãy các sóng điện từ có bước sóng biến đổi trong khoảng rất rộng: từ cỡ mét ở sóng rađio đến cỡ o A (10 –10 m) ở tia Rơnghen hoặc nhỏ hơn nữa. Toàn bộ dãy sóng đó được chia thành các vùng phổ khác nhau. Hình 7-2. Các phổ của sóng điện từ Quản lý chất lượng nước nuôi trồng thủy sản 142 Mắt người chỉ cảm nhận được một vùng phổ điện từ rất nhỏ gọi là vùng nhìn thấy (khả kiến) bao gồm các bức xạ có bước sóng từ 396–760 nm. Hai vùng tiếp giáp với vùng nhìn thấy là vùng hồng ngoại và vùng tử ngoại. 1.2.3 Sự tương tác giữa vật chất và bức xạ điện từ Ở điều kiện bình thường, điện tử của phân tử nằm ở trạng thái liên kết, nên phân tử có mức năng lượng thấp, gọi là trạng thái cơ bản Khi chiếu một bức xạ điện từ vào một môi trường vật chất, sẽ xảy ra hiện tượng các phân tử vật chất hấp thụ hoặc phát xạ năng lượng, hay được gọi là trạng thái kích thích . Năng lượng mà phân tử phát ra hay hấp thụ vào là: ∆ E = E 2 - E 1 = ν h Trong đó, E 1 và E 2 là mức năng lượng của phân tử ở trạng thái đầu và trạng thái cuối ν (hay còn gọi là trạng thái kích thích) là tần số của bức xạ điện từ bị hấp thụ hay phát xạ ra. Nếu ∆ E > 0 thì xảy ra sự hấp thụ bức xạ điện từ. Nếu ∆ E < 0 thì xảy ra sự phát xạ năng lượng. Theo thuyết lượng tử, các phân tử và các bức xạ điện từ trao đổi năng lượng với nhau không phải bất kỳ và liên tục mà có tính chất gián đoạn. Phân tử chỉ hấp thụ hoặc phát xạ 0, 1, 2, 3,…n lần lượng tử ν h mà thôi. Khi phân tử hấp thụ hoặc phát xạ sẽ làm thay đổi cường độ của bức xạ nhưng không làm thay đổi năng lượng của nó, bởi vì cường độ bức xạ điện từ xác định bằng mật độ các hạt phôton có trong chùm tia, còn năng lượng bức xạ điện từ lại phụ thuộc tần số ν của bức xạ. Vì thế khi chiếu một chùm bức xạ điện từ với một tần số duy nhất đi qua môi trường vật chất thì sau khi đi qua năng lượng của bức xạ không hề thay đổi mà chỉ có cường độ bức xạ thay đổi. Các phân tử khi hấp thụ năng lượng của bức xạ sẽ dẫn đến thay đổi các quá trình trong phân tử (quay, dao động, kích thích electron…) hoặc trong nguyên tử (cộng hưởng spin electron, cộng hưởng từ hạt nhân) Mỗi một quá trình như vậy đòi hỏi một năng lượng đặc trưng cho nó, nghĩa là đòi hỏi bức xạ điện từ có tần số hay chiều dài sóng nhất định để kích thích. Do sự hấp thụ chọn lọc này mà khi chiếu chùm bức xạ điện từ với một dãi tần số khác nhau đi qua môi trường vật chất thì sau khi đi qua chùm bức xạ này sẽ bị mất đi một số bức xạ có tần số xác định, nghĩa là các tia này đã bị phân tử hấp thụ. Phân tích chất lượng nước 143 1.2.4 Sự hấp thụ bức xạ và màu sắc của các chất Ánh sáng nhìn thấy bao gồm tất cả dải bức xạ có bước sóng từ 396-760 nm có màu trắng (ánh sáng tổng hợp). Khi cho ánh sáng trắng (ánh sáng mặt trời) chiếu qua một lăng kính, nó sẽ bị phân tích thành một số tia màu (đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím). Mỗi tia màu đó ứng với một khoảng bước sóng hẹp hơn (xem Bảng 7-1). Cảm giác các màu sắc là một chuỗi các quá trình sinh lý và tâm lý phức tạp khi bức xạ trong vùng khả kiến chiếu vào võng mạc của mắt. Một tia màu với một khoảng bước sóng xác định. Chẳng hạn bức xạ với bước sóng 400–430 nm gây cho ta cảm giác màu tím, tia sáng với bước sóng 560 nm cho ta cảm giác màu lục vàng. Ánh sáng chiếu vào một chất nào đó nó đi qua hoàn toàn thì đối với mắt ta chất đó không màu. Thí dụ, thủy tinh thường hấp thụ các bức xạ với bước sóng nhỏ hơn 360 nm nên nó trong suốt với các bức xạ khả kiến. Thủy tinh thạch anh hấp thụ bức xạ với bước sóng nhỏ hơn 160 nm, nó trong suốt đối với bức xạ khả kiến và cả bức xạ tử ngoại gần. Một chất hấp thụ hoàn toàn tất cả các tia ánh sáng thì ta thấy chất đó có màu đen. Nếu sự hấp thụ chỉ xảy ra ở một khoảng nào đó của vùng khả kiến thì các bức xạ ở khoảng còn lại khi đến mắt ta sẽ gây cho ta cảm giác về một màu nào đó. Chẳng hạn một chất hấp thụ tia màu đỏ ( λ = 610–730 ηm) thì ánh sáng còn lại gây cho ta cảm giác màu lục (ta thấy chất đó có màu lục). Ngược lại, nếu chất đó hấp thụ tia màu lục thì đối với mắt ta nó sẽ có màu đỏ. Người ta gọi màu đỏ và màu lục là hai màu phụ nhau. Trộn hai màu phụ nhau lại ta sẽ có màu trắng. Nói cách khác, hai tia phụ nhau khi trộn vào nhau sẽ tạo ra ánh sáng trắng. Quan hệ giữa màu của tia bị hấp thụ và màu của chất hấp thụ (các màu phụ nhau) được ghi ở bảng sau: Bảng 7-1. Quan hệ giữa màu của tia bị hấp thụ và màu chất hấp thụ Tia bị hấp thụ λ (nm) Màu Màu của chất hấp thụ (màu của tia còn lại) 400 – 430 430 – 490 490 – 510 510 – 530 530 – 560 560 – 590 590 – 610 610 – 750 Tím Xanh Lục xanh Lục Lục vàng Vàng Da cam Đỏ Vàng lục Vàng da cam Đỏ Đỏ tía Tím Xanh Xanh lục Lục Lưu ý: Giữa các tia màu cạnh nhau không có một ranh giới thật rõ rệt. Việc phân chia ánh sáng trắng thành 7, 8 hay 9 tia màu… còn tùy thuộc vào lăng kính và sự tinh tế của mắt người quan sát. Quản lý chất lượng nước nuôi trồng thủy sản 144 Một chất có màu, thí dụ như màu đỏ chẳng hạn là do nó đã hấp thụ chọn lọc trong vùng khả kiến theo một trong các kiểu sau: - Chất đó hấp thụ tia phụ của tia đỏ (tức là hấp thụ tia màu lục) - Chất đó hấp thụ các tia trừ tia màu đỏ. - Chất đó hấp thụ ở hai vùng khác nhau của ánh sáng trắng sao cho các tia còn lại cho mắt ta cảm giác màu đỏ. Để một hợp chất có màu, không nhất thiết max λ của nó phải nằm ở vùng khả kiến mà chỉ cần cường độ hấp thụ ở vùng khả kiến đủ lớn. Nói một cách khác tuy giá trị cực đại của vân hấp thụ nằm ngoài vùng khả kiến nhưng do vân hấp thụ trải rộng sang vùng khả kiến nên hợp chất vẫn có màu. Tất nhiên để có được sự hấp thụ thấy được ở vùng khả kiến thì max λ của chất cũng phải gần với ranh giới của vùng khả kiến. Tương ứng với một bước chuyển điện tử, ta thu được phổ hấp thu có dạng: Hai đại lượng đặc trưng của phổ hấp thu là vị trí và cường độ - Vị trí cực đại hấp thu, giá trị λ max tùy thuộc vào E ∆ mà hợp chất này hấp thu ở các vùng phổ khác nhau. Bán chiều rộng của vân phổ điện tử dao động khá rộng khoảng 50–60ηm. - Cường độ thể hiện qua diện tích hoặc chiều cao của đỉnh biểu đồ (peak). Cường độ vân phổ phụ thuộc vào xác xuất chuyển mức năng lượng của điện tử. Xác suất lớn cho cường độ vân phổ lớn. Một hợp chất màu có phổ hấp thu tốt khi đỉnh biểu đồ (peak) cao và bán chiều rộng vân phổ hẹp. A ( ε ) Peak λ max Bán chiều rộng vân p h ổ Hình 7-3. Đỉnh và bán chiều rộng vân phổ Khi bán chiều rộng vân phổ hẹp, thì khi λ thay đổi nhỏ thì độ hấp thu A thay đổi lớn. Điều này rất có ý nghĩa trong phân tích định lượng. Giả sử hợp chất X có A max ở 500nm. Khi chúng ta đo ở bước sóng 510nm thì độ hấp thu đo được sẽ khác rất xa đối với ở bước sóng 500nm. Từ đó ta thấy rằng ở mỗi hợp chất màu có một giá trị max λ nhất định và nó phản ánh độ nhạy của phương pháp. Phân tích chất lượng nước 145 Mặt khác, một hợp chất đòi hỏi đỉnh biểu đồ cao nghĩa là khi ta đo ở bước sóng max λ thì ta được độ hấp thụ quang cực đại, khoảng làm việc rộng. 1.2.5 Định luật Lambert – Beer Khi chiếu một chùm tia sáng đơn sắc đi qua một môi trường vật chất thì cường độ của tia sáng ban đầu ( I o ) sẽ bị giảm đi chỉ còn là I Tỉ số T I I = 0 0 0 100 được gọi là độ truyền qua. Tỉ số A I II = − 0 0 0 100 được gọi là độ hấp thụ. Nguyên tắc của phương pháp biểu diễn theo sơ đồ : Hình 7-4. Sơ đồ mô tả sự hấp thụ ánh sáng của một dung dịch Trong đó: Io: Cường độ ban đầu của nguồn sáng I A : Cường độ ánh sáng bị hấp thu bởi dung dịch I: Cường độ ánh sáng sau khi qua dung dịch. I R : Cường độ ánh sáng phản xạ bởi thành cuvette và dung dịch, giá trị này được loại bỏ bằng cách lặp lại 2 lần đo. Giữa I A , I, độ dày truyền ánh sáng (l) và nồng độ (C) liên hệ qua quy luật Lambert – Beer là định luật hợp nhất của Bouguer: Lambert (1766) lK I Io 1 lg = Beer (1852) : CK I Io 1 lg = Quản lý chất lượng nước nuôi trồng thủy sản 146 Độ truyền quang (T) hay độ hấp thụ (A) phụ thuộc vào bản chất của vật chất, độ dày truyền ánh sáng l và nồng độ C của dung dịch. Có thể viết: Định luật Lambert – Beer : lC I I A **)lg( 0 λ λ ε == Trong đó: ε là hệ số hấp thu phân tử, C nồng độ dung dịch (mol/L), l độ dày truyền ánh sáng (cm), A là độ hấp thụ quang. (Lưu ý phương trình trên chỉ đúng đối với tia sáng đơn sắc). Trong phân tích định lượng bằng phương pháp trắc quang người ta chọn một bước sóng λ nhất định, chiều dày cuvet l nhất định và lập phương trình phụ thuộc của độ hấp thụ quang A vào nồng độ C. Khảo sát khoảng tuân theo định luật Lambert – Beer: Khi biểu diễn định luật Lambert – Beer trên đồ thị tùy theo cách thực hiện phép đo, ta thường gặp đường biểu diễn sự phụ thuộc độ hấp thu A vào cường độ C của dung dịch có dạng: y = ax + b Hệ số góc a cho biết độ nhạy của phương pháp, trong phương pháp trắc quang người ta chỉ đo dung dịch trong khoảng tuân theo định luật Lambert – Beer tức là khoảng nồng độ mà ở đó giá trị ε không thay đổi. Hệ số góc a càng lớn và khoảng tuân theo định luật Beer càng rộng là điều kiện thuận lợi cho phép xác định. Sự lệch khỏi định luật Beer: Sự lệch khỏi định luật Beer được biểu diễn bằng sơ đồ sau: Hình 7-5. Giới hạn của định luật Beer về sự hấp thụ quang Khoảng tuyến tính LOL (Limit of Linear Response) là khoảng nồng độ tuân theo định luật Beer )**( ClA ε = nghĩa là khi nồng độ tăng thì độ hấp thụ quang A tăng. Ngoài giới hạn LOL là sự lệch khỏi định luật Beer, nghĩa là khi nồng độ tăng thì độ hấp thụ LOL A C Phân tích chất lượng nước 147 quang A hầu như không tăng nữa. Nguyên nhân của quá trình này là do nồng độ dung dịch quá lớn. Ngoài ra, khoảng tuyến tính LOL còn bị ảnh hưởng của mức độ đơn sắc của ánh sáng sử dụng, pH của dung dịch, lực ion, sự pha loãng Ý nghĩa của các đại lượng: - Hệ số hấp thu mol ε: phụ thuộc bản chất mỗi chất, bước sóng λ, nhiệt độ, chiết suất (theo nồng độ). Giá trị tính lý thuyết của một bước chuyển được phép cho 1 electron là ε = 10 5 mol -1 .cm -1 . l C A = ε (l.mol -1 cm -1 ) ε cao cho ta biết được độ nhạy của phản ứng, là thước đo độ nhạy của phương pháp. Trong phân tích trắc quang, ε = 10 3 –10 5 mol -1 . cm -1 là đủ nhạy để dùng cho phương pháp trắc quang, ε phụ thuộc vào chiết suất mà chiết suất lại phụ thuộc vào nồng độ. Khi chiết suất tăng lên thì ε giảm và để ε không thay đổi thì phải thực hiện C ≤ 10 -2 mol/L. - Độ hấp thụ quang A: Là đại lượng không có đơn vị, có tính chất quan trọng là tính cộng độ hấp thụ quang. Giả sử 2 chất A và B có nồng độ C A và C B , độ hấp thu tại bước sóng λ là: A = A A + A B = l *(ε A C A + ε B C B ) Nếu một chất tan X nào đó có độ hấp thụ quang là A X , dung môi có độ hấp thụ quang là A dm , ta có: A = A x + A dm Để đo được chính xác A x thì A dm = 0, có nghĩa là phải chọn λ max của dung môi khác xa với λ max chất tan. Những chất được chọn làm dung môi thường có λ hấp thu ở miền ranh giới tử ngoại chân không. Bảng7-2. Các dung môi thường sử dụng trong vùng UV–VIS Dung môi Bước sóng giới hạn sử dụng (nm) Dung môi Bước sóng giới hạn sử dụng (nm) Nước cất 190 Benzen 280 HCl 190 Cloroform 245 Etanol, Metanol 210 Tetra Clorocarbon 265 n- Butanol 210 Dietyl Eter 218 n- Hexan 210 Aceton 330 Cyclohexan 210 1,4 Dioxan 215 Quản lý chất lượng nước nuôi trồng thủy sản 148 Trong hỗn hợp có nhiều cấu tử không làm thay đổi tương tác, không phản ứng hóa học, không dịch chuyển cân bằng, thì có thể xác định hỗn hợp các cấu tử theo hệ thức sau: nnii lClClClCA λλλλ εεεε +++++= 2211 - Độ truyền quang T: o I I T = mà )lg( 0 I I A = do đó TA lg−= Vì T tính theo % nên: TA lg2 −= Nếu T = 100% thì A = 0 (nghĩa là không hấp thụ ánh sáng (I = I o ) Nếu T = 1% thì A = 2 Nếu T = 0 % thì ∞=A (hấp thu hoàn toàn ánh sáng) 1.2.6 Nguyên lý cấu tạo của máy quang phổ Nguồn sáng Nguồn sáng cho máy quang phổ là chùm bức xạ phát ra rừ đèn. Máy quang phổ dùng đèn hydro hay đèn Deuterium cho phổ phát xạ liên tục trong vùng UV tử 200–380ηm (nhưng thường sử dụng 200-340 ηm) và đèn tungsten halogen đo vùng 380-1000 ηm. Để làm việc cho cả hai vùng thì phải có đủ 2 loại đèn trên. Một yêu cầu đối với nguồn sáng là phải ổn định, tuổi thọ cao và phát bức xạ liên tục trong vùng phổ cần đo. Đèn Deuterium: cấu tạo sồm một sợi đốt phủ ôxit và một cực kim loại đặt trong một bóng thuỷ tinh chứa khí Deuteri hoặc hydro có cửa sổ bằng thạch anh để bức xạ tử ngoại đi ra vì nó không truyền qua được thủy tinh. Khi sợi đốt được đốt nóng, electron sinh ra kích thích các phân tử khí Deuteri (hoặc hidro) biến thành nguyên tử và phát ra phôton theo phản ứng: D 2 + E e ⇒ * 2 D → D’ + D ′′ + ν h E e = * 2 D E = E D’ + E D’’ + ν h Ở đây là năng lượng electron kích thích, bức xạ phát ra là một phổ có bước sóng từ 160 nm đến vùng khả kiến. Bộ đơn sắc Bộ đơn sức có chức năng tách bức xạ đa sắc thành bức xạ đơn sắc, bao gồm kính lọc, lăng kính hay cách tử. Cách tử là một bảng nhôm hay các kim loại Cu, Ag. Au được vạch thành những rãnh hình tam giác song song. Khi chiếu ánh sáng qua cách tử, phần còn lại có tác [...]... (TDS) và tổng chất rắn lơ lửng (TSS) Chất rắn hiện diện trong nước bao gồm vật chất hòa tan và không hoà tan Để đo được tổng lượng chất rắn hoà tan (TDS) Mẫu cần được lọc để loại bỏ vật chất không hoà tan, và nước đã được lọc cho bốc hơi và phần còn lại được cân để tính hàm lượng chất 159 Quản lý chất lượng nước nuôi trồng thủy sản rắn hòa tan Tổng lượng chất rắn hòa tan bao gồm vật chất hữu cơ và... mẫu nước cần phân tích V2: thể tích dung dịch Na2S2O3 chuẩn độ mẫu nước cất VM: thể tích mẫu nước đem phân tích Phương pháp Dichromate Nguyên tắc Trong phương pháp này các hợp chất hữu cơ trong nước bị oxy hóa thành CO2 và H2O bởi chất oxy hóa mạnh (K2Cr2O7) trong môi trường acid Một lượng biết trước K2Cr2O7 được thêm vào mẫu nước sẽ bị acid hóa với H2SO4 Mẫu nước này sau đó được đun nóng và các chất. .. hữu cơ và vô cơ hoà tan, biểu thị bằng mg/L Tổng lượng chất rắn lơ lửng (TSS) được tính bằng cách cân trọng lượng những chất còn lại trên giấy lọc được sử dụng khi lọc nước phân tích chất rắn hoà tan TSS biểu thị lượng vật chất không hòa tan lơ lửng trong nước và được biểu thị là mg/L Vật liệu và dụng cụ dùng phân tích tổng chất rắn hòa tan và tổng chất rắn lơ lửng gồm: Giấy lọc sợi thủy tinh, tủ nung... giấy lọc ở 105oC trong 2-3 giờ Cân và ghi khối lượng giấy lọc (Wo) Lắc đều mẫu nước trước khi lọc 160 Phân tích chất lượng nước Lọc mẫu nước, ghi thể tích mẫu nước đã lọc (V mL) Sấy ở 105oC trong 2-3 giờ, hút ẩm 30 phút trong bình hút ẩm, cân khối lượng (W1) Nung ở 550oC trong 2-3 giờ, hút ẩm 30 phút trong bình hút ẩm, cân khối lượng (W2) Các chỉ tiêu về vật chất lơ lửng được tính theo công thức sau: TSS... các chất có hàm lượng vi lượng hoặc siêu vi lượng, loại bỏ ảnh hưởng của chất lạ Có 2 phương pháp là phương pháp sử dụng công thức và phương pháp đồ thị - Phương pháp sử dụng công thức C x = Ca Trong đó: Ax Ax + a − Ax Ax: độ hấp thu của dung dịch xác định tương ứng với thể tích Vx Ax+ a: Độ hấp thu của dung dịch có thêm chuẩn Ca: Nồng độ chất chuẩn thêm vào 150 Phân tích chất lượng nước Cx: Nồng độ chất. .. 0,869 Hằng số phân ly của HIn: HIn ⇔ H+ + In- ; K= Ka [ H + ][ In − ] In − α ⇒ pK = pH − lg = pH − lg − HIn HIn 1−α pK = 4,34 - lg 0,869 = 7.34 – 0,82 = 3,52 ⇒ K = 3,02.10-4 1 − 0,689 Vậy hằng số phân ly của methyl da cam là K = 3,02.10-4 155 Quản lý chất lượng nước nuôi trồng thủy sản 2 PHƯƠNG PHÁP THU VÀ BẢO QUẢN MẪU 2.1 Chuẩn bị thu mẫu 2.1.1 Nhận định sự thay đổi chất lượng nước Chất lượng nước tại... chuẩn giống như phương pháp xác định Oxy hòa tan trong nước theo phương pháp Winkler Từ lượng I2 được tạo thành trong mẫu thật và mẫu trắng ta tính được lượng oxy cần thiết để oxy hóa hoàn toàn các hợp chất hữu cơ trong mẫu nước thành CO2 và H2O Thuốc thử 166 Phân tích chất lượng nước - Dung dịch KMnO4 0,1N: Hòa tan 1 ống KMnO4 0,1N trong một ít nước cất, sau đó pha loãng thành 1.000mL Điều chỉnh nồng... cho vào chai nhựa 200mL để mang về phòng phân tích 157 Quản lý chất lượng nước nuôi trồng thủy sản 3 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MỘT SỐ CHỈ TIÊU MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.1 Nhiệt độ Để xác định nhiệt độ của nước, người ta thường dùng nhiệt kế thủy ngân có chia độ từ 0-50oC (tối đa là 100oC) Muốn xác định nhiệt độ của nước ở tầng mặt, ta đặc bầu thủy ngân của nhiệt kế vào trong nước ở độ sâu 15-20 cm, cho đến khi nhiệt... thể tích V0 Na2S2O3 0,01N đã sử dụng Làm tương tự như trên cho bình còn lại để lấy thể tích V0 trung bình Tính kết quả H 2 S (mg / L) = (V0 − VTB ) x N x17 x1000 125 - VTB: Thể tích trung bình dung dịch Na2S2O3 đã sử dụng trong 2 lần phân tích mẫu nước - V0: thể tích trung bình của dung dịch Na2S2O3 trong 2 lần phân tích mẫu trắng - N: Nồng độ đương lượng của dung dịch Na2S2O3 đã sử dụng - 17: Đương lượng. .. Dichromate bị khử theo phương trình sau: Chất hữu cơ + Cr2O72- + H+ → 2Cr3+ + CO2 + H2O 168 Phân tích chất lượng nước Lượng thừa dichromate có thể xác định được bằng cách chuẩn độ với ferrous ammonium sulfate - Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O 6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ → 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O Lượng dichromate tiêu thụ cho việc oxy hóa các chất hữu cơ có thể được tính toán từ mN (mili đương lượng) của K2Cr2O7 đã thêm vào mẫu . Phân tích chất lượng nước 139 CHƯƠNG 7 PHÂN TÍCH CHẤT LƯỢNG NƯỚC 1 ỨNG DỤNG THUYẾT PHÂN TỬ UV–VIS TRONG PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC 1.1 Sơ lược lịch. đã sẵn sàng để phân tích. Phân tích chất lượng nước 157 Bảng 7-4: Dụng cụ thu mẫu và cách bảo quản mẫu theo chỉ tiêu phân tích STT Chỉ tiêu Dụng cụ bảo quản Thể tích (mL) Bảo. với thể tích V x . A x+ a : Độ hấp thu của dung dịch có thêm chuẩn. C a : Nồng độ chất chuẩn thêm vào. Phân tích chất lượng nước 151 C x : Nồng độ chất cần xác định trong thể tích V x