Đang tải... (xem toàn văn)
Nước là chất lỏng không màu, không mùi và trong suốt khi là nguyên chất, tồn tại trong tự nhiên ở sông hồ, ở biển Nước khoáng thiên nhiên được khai thác từ nguồn nước khoáng ngầm hoặc nguồn nước khoáng chảy từ những mạch trong núi. Trong nước khoáng tự nhiên này chứa rất nhiều các khoáng chất rất cần thiết đối với sức khỏe con người. Nước khoáng tự nhiên có một ưu điểm đặc biệt là các khoáng chất có chứa trong nước rất dễ được cơ thể hấp thụ. Nước là nguồn tài nguyên thiên nhiên quan trọng và là nhu cầu thiết yếu cho sự sống của con người và mọi sinh vật sống trên trái đất. Các dạng nguồn nước trên trái đất rất phong phú bao gồm nước đại dương, biển, sông, hồ và nước ngầm. Trong tất cả các nguồn nước, nước biển, đại dương chiếm khoảng 97% tổng lượng nước, 2% là băng đá ở hai cực, còn lại là nước tự nhiên (nước mặt và nước ngầm). Photpho tìm thấy trong đất, đá, môi trường nước và trong cơ thể sinh vật. Qua quá trình phong hóa đá và khoáng hóa các hợp chất hữu cơ ,photpho được giải phóng tạo thành muối axit photphoric và được rễ cây hấp thụ. Phần lớn photpho đi theo chu trình nước vào đại dương và làm giàu cho nước mặn, làm thức ăn cho động vật phù du, phân tán vào các chuỗi thức ăn. Photpho tồn tại trong nước chủ yếu dưới dạng photphat và có thể chia làm 3 loại Xác định Photpho bằng phương pháp trắc quang sử dụng tác nhân khử thiếc clorua Xác định Photpho bằng phương pháp trắc quang sử dụng tác nhân khử acid ascorbic Phương pháp phân tích trắc quang là phương pháp phân tích hóa lý được sử dụng phổ biến nhất trong các phương pháp phân tích hóa lý. Phương pháp có nhiều ưu điểm như đơn giản, hóa chất tương đối rẻ tiền, dễ tìm kiếm và có thể áp dụng đối với các phòng thí nghiệm loại vừa và nhỏ. Nguyên nhân dẫn đến sự sai lệch định luật Lambert – Beer
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1. Tổng quan về nƣớc 1.1.1. Nước là gì? Nước là chất lỏng không màu, không mùi và trong suốt khi là nguyên chất, tồn tại trong tự nhiên ở sông hồ, ở biển. 1.1.2. Nước trong thiên nhiên Nước khoáng thiên nhiên được khai thác từ nguồn nước khoáng ngầm hoặc nguồn nước khoáng chảy từ những mạch trong núi. Trong nước khoáng tự nhiên này chứa rất nhiều các khoáng chất rất cần thiết đối với sức khỏe con người. Nước khoáng tự nhiên có một ưu điểm đặc biệt là các khoáng chất có chứa trong nước rất dễ được cơ thể hấp thụ. Nước là nguồn tài nguyên thiên nhiên quan trọng và là nhu cầu thiết yếu cho sự sống của con người và mọi sinh vật sống trên trái đất. Các dạng nguồn nước trên trái đất rất phong phú bao gồm nước đại dương, biển, sông, hồ và nước ngầm. Trong tất cả các nguồn nước, nước biển, đại dương chiếm khoảng 97% tổng lượng nước, 2% là băng đá ở hai cực, còn lại là nước tự nhiên (nước mặt và nước ngầm). Nước tự nhiên có ý nghĩa sử dụng đối với cuộc sống của con người, sau quá trình sử dụng của con người, nước được thải ra và có tính chất thay đổi so với ban đầu được gọi là nước thải. Các nguồn nước tự nhiên trên trái đất bao gồm nước sông, suối, nước ao hồ và nước ngầm được xếp vào nhóm chung gọi là nước lục địa. Thành phần và tính chất của nước lục địa phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Các nguồn nước tự nhiên có chất lượng phụ thuộc vào địa hình và điều kiện môi trường xung quanh. Trong khi nước thải (nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất) có tính chất và thành phần khác nhau phụ thuộc vào mục đích sử dụng và đặc điểm quy trình sản xuất. 1.1.2.1. Nước bề mặt Nước mặt là nước trong sông, hồ hoặc nước ngọt trong vùng đất ngập nước. Nước mặt có nguồn gốc từ nguồn nước chảy tràn các lưu vực do mưa đến các nguồn nước hay do mưa trực tiếp xuống nguồn. Nước mặt có nguồn gốc từ nước ngầm do nguồn dư thừa độ ẩm trong đất hoặc do sự thải nước ngầm từ các tầng nước có áp suất cao hơn sức chứa của nó. Chất lượng nước sông còn phụ thuộc vào điều kiện thủy văn, tốc độ dòng chảy, thời gian lưu và thời tiết trong khu vực. 1.1.2.2. Nước ao hồ. Bên cạnh nước sông, nguồn nước mặt đáng kể đến là nước ao hồ. Chất lượng nguồn nước này phụ thuộc vào thời gian và chất lượng các nguồn nước chảy vào hồ. Chất lượng nước hồ cũng phụ thuộc vào thời tiết khu vực và điều kiện sinh thái môi trường. Nước hồ ở nơi có nhiều ánh sáng, điều kiện lưu thông tốt sẽ có chất lượng khác với nước hồ nơi thiếu ánh sáng mặt trời và điều kiện lưu thông kém. 1.1.2.3. Nước ngầm. Khác với nước bề mặt, nước ngầm ít chịu ảnh hưởng bởi những tác động của con người. Chất lượng nước ngầm thường tốt hơn chất lượng nước bề mặt. Trong nước ngầm hầu như không có các hạt cặn lơ lửng, không có rong, tảo, và các chỉ tiêu vi sinh cũng tốt hơn so với nước mặt. Yếu tố ảnh hưởng chủ yếu đến đặc tính nước ngầm là điều kiện địa tầng, điều kiện thời tiết, các quá trình phong hóa và sinh hóa trong khu vực. Ngoài ra, tác động của con người cũng gây ô nhiễm nước ngầm. 1.1.2.4. Nước biển Nước biển tương đối đồng đều về thành phần, đặc biệt giàu NaCl. Vì vậy nước biển được gọi là nước mặn. Khoảng ba phần tư bề mặt trái đất được bao phủ bởi nước biển. Thành phần nước biển chủ yếu là: Cl2- , , , Si , Na+, Ca2+, Mg2+. Trong nước biển ngoài nước tinh khiết còn có các muối hòa tan, các chất khí khí quyển hòa tan, các hợp chất hữu cơ và các hạt lơ lửng không hòa tan. Thành phần hóa học nước biển khác với nước ngọt, nước sông là ở chỗ trong nước biển tương quan trọng lượng giữa các ion chủ yếu nhất trái ngược với tương quan đó trong nước sông. Trong nước biển: Cl- > > + Na++ K+> Mg2+ > Ca2+ Ngược lại ở sông : Cl- < < + Na+ + K+ < Mg2+< Ca2+ Nước biển có độ khoáng hoá rất cao, thường vào khoảng 35 g/l. Nồng độ muối trong nước biển lớn hơn trong nước ngọt 2000 lần. Vì biển và các đại dương thông nhau nên thành phần các chất trong chúng tương đối đồng nhất. Hàm lượng muối có thể có khác biệt trong các đại dương nhưng tỉ lệ về những thành phần chính thì hầu như không đổi. 1.1.3. Nước dùng trong công nghiệp và sinh hoạt 1.1.3.1. Nước dùng trong công nghiệp Nước dùng trong công nghiệp bao gồm nước cung cấp cho lò hơi, nước dùng trong chế biến sản phẩm như thực phẩm, đồ uống..., có nhiều ngành công nghiệp dùng nước với yêu cầu về lưu lượng và chất lượng nước rất khác nhau, nhiều ngành yêu cầu chất lượng nước không cao nhưng số lượng lớn, ngược lại có những ngành yêu cầu số lượng nước không nhiều nhưng chất lượng nước rất cao. Nước cấp cho các ngành công nghiệp luyện kim, hóa chất yêu cầu lượng nước lớn nhưng yêu cầu chất lượng thường không cao. Lượng nước cấp cho sản xuất của một nhà máy có thể tương đương với nhu cầu dùng nước của một đô thị hàng ngàn dân. 1.1.3.2. Nước dùng trong sinh hoạt Nước dùng trong sinh hoạt là loại nước phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của con người như nước sử dụng trong khu dân cư, hộ gia đình, trường học, khu vui chơi giải trí…Loại nước này chiếm đa số trong các khu dân cư. Nước dùng cho sinh hoạt phải đảm bảo các tiêu chuẩn về hóa học, lý học và vi sinh theo các yêu cầu của quy phạm đề ra, không chứa các thành phần lý, hóa học và vi sinh ảnh hưởng đến sức khỏe của con người. 1.1.4. Nước thải 1.1.4.1. Nước thải công nghiệp Nước thải công nghiệp là nước thải ra các xí nghiệp sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, giao thông vận tải… Nước thải công nghiệp rất đa dạng, khác nhau về thành phần cũng như lượng phát thải và phụ thuộc vào nhiều yếu tố: loại hình công nghiệp, loại hình công nghệ sử dụng, tính hiện đại của công nghệ, tuổi thọ của thiết bị, trình độ quản lý của cơ sở và ý thức cán bộ công nhân viên. Nước thải của các ngành công nghiệp hoặc các xí nghiệp khác nhau có thành phần hoá học và sinh học rất khác nhau. 1.1.4.2. Nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt hay nước thải từ khu dân cư bao gồm nước sau khi sử dụng từ các hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, trường học, cơ quan, khu vui chơi giải trí… Đặc điểm của nước thải sinh hoạt là có hàm lượng lớn các chất hữu cơ dễ bị phân huỷ (hidratcacbon, protein, chất béo), các chất vô cơ dinh dưỡng (P, N) cùng với vi khuẩn kể cả vi sinh vật gây bệnh như trứng giun, sán… Thành phần và tính chất nhiễm bẩn của nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào tập quán sinh hoạt, mức sống của người dân, mức độ hoàn thiện của thiết bị, trạng thái làm việc của thiết bị thu gom nước thải…Số lượng nước thải thay đổi tuỳ theo điều kiện tiện nghi cuộc sống, tập quán dùng nước của từng dân tộc. Tương ứng với nhu cầu dùng nước, số lượng nước thải các khu dân cư lao động trong khoảng từ 130 đến 150 lít/người/ngày. Nước thải sinh hoạt có chứa cặn bã, các chất rắn gồm chất rắn vô cơ như đất cát, muối vô cơ, chất rắn hữu cơ như vi khuẩn, động vật nguyên sinh, tảo, phân rác; chất hữu cơ như thực phẩm, dầu mỡ…(thể hiện qua các chỉ tiêu BOD hay COD), các chất dinh dưỡng (thể hiện qua các chỉ tiêu N và P) và vi sinh. Thành phần nước thải sinh hoạt thay đổi theo thời gian. Trong nước thải sinh hoạt còn có một số hoá chất độc hại như chất tẩy rửa (xà phòng, chất tẩy rửa tổng hợp), thuốc tẩy (chất oxi hoá), thuốc nhuộm, thuốc uốn tóc (chất hữu cơ có vòng). Cùng với quá trình công nghiệp hóa và đô thị hóa đang diễn ra mạnh mẽ trên thế giới và Việt Nam, nước được sử dụng với số lượng ngày càng lớn, các hoạt động sử dụng nước và cả các quá trình không sử dụng với số lượng ngày càng lớn. Các hoạt động sử dụng nước và cả các quá trình không sử dụng nước của con người đã và đang gây ô nhiễm, suy thoái môi trường nước nghiêm trọng. Một trong những biện pháp nhằm kiểm soát, quản lý môi trường có hiệu quả là phải theo dõi thường xuyên những biến động, nhằm phát hiện kịp thời và đưa ra phương án phòng ngừa các sự cố ô nhiễm môi trường có thể xảy ra. 1.1.5. Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng nước 1.1.5.1. Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng nước thải công nghiệp Nước thải công nghiệp có các thông số và nồng độ các chất thành phần bằng hoặc nhỏ hơn quy định trong cột A có thể đổ vào các vực nước dùng làm nước cấp sinh hoạt. Nước thải công nghiệp có các thông số và nồng độ các chất thành phần bằng hoặc nhỏ hơn quy định trong cột B chỉ được đổ vào vực nước dùng cho các mục đích giao thông thủy lợi, tưới tiêu, bơi lội, nuôi trồng thủy sản… Nước thải công nghiệp có các thông số và nồng độ các chất thành phần lớn hơn quy định trong cột B nhưng không vượt quá giá trị trong cột C có thể đổ vào các vực nước được quy định cụ thể. Bảng 1.1. Giá trị giới hạn cho phép các thông số và nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải công nghiệp TT Thông số Giá trị giới hạn Đơn vị A B C C 40 40 45 o 1 Nhiệt độ 2 pH mg/L 6–9 5.5 – 9 5–9 3 BOD5 (20oC) mg/L 20 50 100 TT Thông số Giá trị giới hạn Đơn vị A B C 4 COD mg/L 50 100 400 5 SS mg/L 50 100 200 6 Asen mg/L 0.05 0.1 0.5 7 Cadmi mg/L 0.01 0.02 0.5 8 Chì mg/L 0.1 0.5 1 9 Clo dư mg/L 1 2 2 10 Crom (VI) mg/L 0.05 0.1 0.5 11 Crom (III) mg/L 0.2 1 2 12 Dầu mở khoáng mg/L 0 1 5 13 Dầu động thực vật mg/L 5 10 30 14 Đồng mg/L 0.2 1 5 15 Kẽm mg/L 1 2 5 16 Mangan mg/L 0.2 1 5 17 Niken mg/L 0.2 1 5 18 Photpho hữu cơ mg/L 0.2 0.5 1 19 Photpho tổng số mg/L 4 6 8 20 Sắt mg/L 1 5 10 1.1.5.2. Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng nước cấp sinh hoạt Bảng 1.2. Giá trị giới hạn cho phép của các thông số và nồng độ các chất ô nhiễm nước cấp sinh hoạt Giá trị giới hạn TT Thông số Đơn vị 1 Màu sắc Pt mg/L 2 Mùi vị 3 Độ đục 4 pH 5 Độ cứng ( tính theo CaCO3) mg/L 300 6 Asen mg/L 0.01 7 Amoni mg/L 3 8 Clorua mg/L 250 9 Chì mg/L 0.01 10 Crom mg/Ll 0.05 11 Đồng mg/L 0.1 12 Florua mg/L 0.7 – 1.5 13 Kẽm mg/L 3 14 Hydrosunfua mg/L 0.05 15 Mangan mg/L 0.5 16 Nhôm mg/L 0.5 17 Nitrat mg/L 10 18 Nitrit mg/L 1 19 Sắt tổng mg/L 0.5 20 Thủy ngân mg/L 0.001 Không vượt quá 15 Không mùi,vị lạ NTU 5 6 đến 8.5 Giá trị giới hạn TT Thông số Đơn vị 21 Xyanua mg/L 0.07 22 Coliform MPN/100 mL 2.2 Không vượt quá 1.1.5.3. Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng nước ăn uống Bảng 1.3. Giá trị giới hạn cho phép của các thông số và nồng độ các chất trong nước ăn uống Tên chỉ tiêu Đơn vị Giới hạn tối đa cho phép Mức độ giám sát Màu sắc(*) TCU 15 A 1 Mùi vị(*) - Không có mùi, vị lạ A 2 Độ đục(*) NTU 2 A 3 Độ cứng, tính theo CaCO3(*) mg/L 300 A (*) mg/L 1000 B 5 Hàm lượng Nhôm(*) mg/L 0,2 B 6 Hàm lượng Amoni(*) mg/L 3 B 7 Hàm lượng Antimon mg/L 0,005 C 8 Hàm lượng Asen tổng số mg/L 0,01 B 9 Hàm lượng Bari mg/L 0,7 C 10 Hàm lượng Bo tính chung cho cả Borat và Axit boric mg/L 0,3 C 11 Hàm lượng Cadimi mg/L 0,003 C TT 4 Tổng chất rắn hoà tan (TDS) TT Tên chỉ tiêu Đơn vị Giới hạn tối đa cho phép Mức độ giám sát 12 Hàm lượng Clorua mg/L 250 A 13 Hàm lượng Crom tổng số mg/L 0,05 C 14 Hàm lượng Đồng tổng số mg/L 1 C 15 Hàm lượng Xianua mg/L 0,07 C 16 Hàm lượng Florua mg/L 1,5 B 17 Hàm lượng Hydro sunfur mg/L 0,05 B 18 Hàm lượng Sắt tổng số (Fe2+ + Fe3+) mg/L 0,3 A 19 Hàm lượng Chì mg/L 0,01 B 20 Hàm lượng Mangan tổng số mg/L 0,3 A 1.1.6. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu nước 1.1.6.1. Phương pháp lấy mẫu Đối với từng loại mẫu khác nhau thì có các tiêu chuẩn lấy mẫu khác nhau như: - Lấy mẫu nước thải theo TCVN 5999:1995 (ISO 5667-10:1992): “Chất lượng nước - Lấy mẫu - Hướng dẫn lấy mẫu nước thải”. - Lấy mẫu nước sông – suối theo TCVN 5996:1995 (ISO 5667-641990): “Chất lượng nước - Lấy mẫu - Hướng dẫn lấy mẫu ở sông và suối” - Lấy mẫu nước ngẩm theo TCVN 6000:1995 (ISO 5667-11:1992): “Chất lượng nước - Lấy mẫu - Hướng dẫn lấy mẫu nước ngầm”. - Lấy mẫu nước mưa theo TCVN 5997:1995 (ISO 5667-8:1993): “Chất lượng nước - Lấy mẫu - Hướng dẫn lấy mẫu nước mưa”. - Lấy mẫu nước uống và nước dùng để chế biến thực phẩm theo TCVN 5995:1995: “Chất lượng nước - Lấy mẫu - Hướng dẫn lấy mẫu nước uống và nước dùng để chế biến thực phẩm”. Tùy thuộc vào các thông số cần phân tích mà có cách lấy mẫu riêng.Các chai dùng để đi lấy mẫu được rửa sạch, cần được dán nhãn. Vị trí lấy mẫu được ghi đầy đủ các chi tiết như: địa điểm, ngày giờ, khoảng cách bờ, độ sâu, tên người lấy mẫu, điều kiện thời tiết, hóa chất bảo quản (nếu có)…Trước khi lấy mẫu, chai cần được sục kỹ ít nhất 2-3 lần với nước cần lấy mẫu 1.2. Tổng quan về photpho 1.2.1. Lịch sử về photpho Tên Hy lạp là photphorus, có nghĩa là vật mang ánh sáng , đã được nhà giả kim thuật người Đức là Herring Brand phát hiện năm 1669 thông qua việc điều chế nước tiểu. Ông đã thu được một khoáng chất màu trắng phát sáng trong bóng đêm và cháy sáng rực rỡ đó là Photpho. Photpho là nguyên tố quan trọng trong mọi dạng hình sự sống. 1.2.2. Sự tồn tại của photpho Photpho tìm thấy trong đất, đá, môi trường nước và trong cơ thể sinh vật. Qua quá trình phong hóa đá và khoáng hóa các hợp chất hữu cơ ,photpho được giải phóng tạo thành muối axit photphoric và được rễ cây hấp thụ. Phần lớn photpho đi theo chu trình nước vào đại dương và làm giàu cho nước mặn, làm thức ăn cho động vật phù du, phân tán vào các chuỗi thức ăn. Photpho tồn tại trong nước chủ yếu dưới dạng photphat và có thể chia làm 3 loại: - Photphat hữu cơ: là dẫn xuất hữu cơ của axit photphoric như AND, ARN( vật chất di truyền), photpholipid ( cấu tạo lên màng tế bào). Trong tự nhiên, nó thường tồn tại trong các hợp chất lơ lửng, xác phiêu sinh vật chưa bị phân hủy hoàn toàn. Tuy nhiên, chúng dần dần bị các vi khuẩn phân hủy chuyển về dạng vô cơ. - Polyphotphat: là dạng tụ hợp của octophotphat không bền và dễ dàng bị thủy phân để chuyển về dạng ortophotphat. Polyphotphat tạo được phức với nhiều kim loại,… - Octophotphat: là dạng bền nhất của photphat trong tự nhiên, nó tạo thành từ quá trình phong hóa, bào mòn đất đá và được phóng thích dưới dạng ion photphat đi vào trong môi trường nước. Octophotphat trong đất thường bị các keo giữ chặt, nhờ quá trình trao đổi ion xảy ra ở bộ rế, Octophotpha được cây hấp thụ như một dưỡng chất. Nước thải sinh hoạt thường chứa một lượng lớn các chất tẩy rửa có nguồn gốc từ polyphotphate. - Rác thải hữu cơ từ hộ gia đình - Nước thải từ các hoạt động chăn nuôi gia súc. - Rửa trôi từ phân 2 bón trong sản xuất nông nghiệp vào nguồn nước - Từ các chất xử lý nước có chứa các hợp chất polyphotphat dùng để loại bỏ sắt, khử độ cứng của nước. Trong phân tích môi trường nước, mỗi dạng photphat có một ý nghĩa riêng trong quy trình đánh giá chất lượng nước. Sau đây là giản đồ phân tách các dạng photphat: Mẫu nước không lọc qua giấy 0.45μm. Phá mẫu bằng axit và xác định tổng photpho (TP) Phá mẫu bằng axit và xác định tổng photpho hòa tan (TDS) Xác định trực tiếp photpho “hoạt động” hòa tan (SRP) Hình 1.1. Giản đồ phân tách các dạng của photphat Nồng độ photpho trong nguồn nước ô nhiễm thường nhỏ hơn 0.01mg /L và photphat tổng thường nhỏ hơn 0.025mg P_ /L. Nồng độ photphat và photpho tổng thường cao ở những môi trường nhận nước thải từ các trung tâm đô thị và khu công nghiệp. 1.2.3. Tính chất hóa học Trong phản ứng hóa học, photpho thể hiện cả hai tính chất: tính oxy hóa và tính khử. Khi phản ứng với phi kim loại và các hợp chất có tính oxy hóa như HNO3, KClO3, H2O2 thì photpho sẽ thể hiện tính khử. Tùy theo điều kiện mà photpho sẽ bị khử đến (+3) hoặc (+5). Hoạt tính của photpho trắng luôn cao hơn photpho đỏ và đen. 3P + 5HNO3 + 2H2O P + O2 thiếu P2 O H3PO4 + 5NO dư oxygen P2O5 Khi phản ứng với các kim loại, photpho thể hiện tính oxy hóa, tạo thành các photphua kim loại. Photpho bị dị phân khi đun nóng trong dung dịch kiềm. 4P + 3KOH + 3H2O PH3 + 3KH2PO2 1.2.4. Vòng tuần hoàn của Photpho trong tự nhiên Hình 1.2. Vòng tuần hoàn của Photpho trong tự nhiên Vòng tuần hoàn của photpho bao gồm các quá trình trao đổi photpho giữa các photphat vô cơ và hữu cơ trong quá trình sống của sinh vật. Nước biển với pH = 8.1 là điều kiện tốt để kết tủa PO43-. Nồng độ photpho tính toán theo lý thuyết cân bằng pha vào khoảng 1.1μg/l. Nhưng thực tế thì nồng độ photpho trong nước biển lớn hơn nhiều, đó là do quá trình hòa tan trở lại của các keo photpho ở dwới lớp nwớc sâu của biển so với bề mặt. Điều này có thể giải thích rằng các sản phẩm sinh học chứa photpho dưới lớp nước sâu của biển sẽ bị hạn chế do các tia mặt trời không tới được để tham gia quá trình tổng hợp. 1.2.5. Các hợp chất photpho 1.2.5.1. Photpho đỏ Photpho đỏ là một dạng thù hình quan trọng của Photpho. Photpho đỏ là chất bột màu đỏ có cấu trúc polime nên khó nóng chảy và khó bay hơi hơn Photpho trắng. Photpho đỏ tồn tại dưới dạng chất rắn vô định hình. Nó được tạo ra bằng cách đun nóng Photpho trắng đến 250°C (482°F) hoặc để Photpho trắng dưới ánh sáng mặt trời, ở nhiệt độ cao hơn, Photpho đỏ kết tinh lại. Photpho đỏ không bốc cháy ở nhiệt độ dưới 2500C trong khi Photpho trắng bốc cháy ở 30oC. Trong phòng thí nghiệm, người ta thường dùng Photpho đỏ chứ không phải Photpho trắng. Photpho đỏ không tan trong các dung môi thông thường, dễ hút ẩm và chảy rữa, không phát quang trong bóng tối (Photpho trắng phát quang màu lục trong bóng tối ở nhiệt độ thường). Khi đun nóng không có không khí, Photpho đỏ chuyển thành hơi, khi làm lạnh thì hơi đó ngưng tụ thành Photpho trắng. Photpho đỏ chủ yếu được dùng trong công nghiệp diêm, chế tạo pháo hoa, pháo lệnh. 1.2.5.2. Phosphin( PH3) Phosphine là một hợp chất hóa học giữa photpho và hyđro, công thức hóa học là PH3 Đây là chất khí không màu, tinh khiết không mùi (mùi tỏi khi tạo thành từ photsphua), độc, cháy trong không khí ở 1500C, khi có mặt điphotphin (P2H4) nó tự cháy trong không khí ở nhiệt độ thường tạo khối cầu lửa bay lơ lửng. PH3 sinh ra trong quá trình phân hủy xác động thực vật, nhất là ở xương. Nó thường xuất hiện ở bãi tha ma trong thời tiết mưa phùn, gió bấc nên gọi là ma trơi. Rất độc, tác dụng lên hệ thần kinh trung ương gây hôn mê. Gây kích ứng phần da hở, niêm mạc mắt, đường hô hấp, gây xuất huyết ở phổi. 1.2.5.3. Acid photphoric( H3PO4) Acid photphoric( H3PO4) còn gọi là acid orthophotphoric, là một chất lỏng, trong sánh, tan trong nước và cồn. Acid photphoric( H3PO4) là một acid trung bình, được dùng nhiều trong công nghiệp phân bón superphosphate. Nó được dùng để làm sạch bề mặt kim loại trước khi sơn, nếu nó có lẫn tạp chất có thể sinh ra khí hidro, từ đó có thể tạo ra một khí cực độc là PH3. Nếu bị acid bắn vào da hoặc mắt thì ngay tức khắc phải rửa với nhiều nước tại nguồn gần nhất trước khi đưa nạn nhân đi cấp cứu. 1.2.5.4. Photpho triclorua( PCl3) Photpho triclorua là chất khí không màu, bốc khói, tan trong dung môi hữu cơ. Nó phân hủy trong nước, giải phóng nhiều nhiệt được dùng để sản xuất photpho pentaclorua (PCl5) là tác nhân ion hóa. Photpho triclorua là một chất cực kì ăn mòn khi ẩm. nếu đun nóng sẽ tạo thành PH3. Phản ứng mạnh với kiềm. Photpho triclorua là một chất gây cháy, nổ. tính nguy hiểm như PCl5 nên khi tiếp xúc phải cẩn trọng trong dự phòng. 1.2.5.5. Photpho pentaoxit( P2O5) Còn gọi là anhiđrit photphoric, photphoric pentaoxit, là một bột trắng, chảy ra trong không khí, tan trong H2SO4, phân hủy mạnh mẽ trong nước. Phân tử lượng : 142; tỷ trọng 2,39; điểm nóng chảy 5690C. Được dùng trong tổng hợp hữu cơ làm tác nhân khử nước. Nó có tác dụng ăn mòn đối với mắt, niêm mạc, da. Hít phải hơi photpho pentaoxit có thể bị phù phổi. 1.2.5.6. Photpho pentaclorua( PCl5) Là một khối kết tinh, bốc khói, mù hăng cay, khó ngửi. Phân hủy trong nước, tan trong CS2, CCl4. Phân tử lượng : 208,2; tỷ trọng 4,64 Được dùng trong tổng hợp hữu cơ. Photpho pentaclorua phân hủy tạo thành axit clohiđrit và axit photphoric. Photpho pentaclorua tiếp xúc với không khí tạo ra khói ăn mòn, rất nguy hiểm với mắt, niêm mạc và da. Hít thở phải khói có thể gây phù phổi. Khói tiếp xúc với da cũng làm bỏng da. 1.2.5.7. Photpho oxiclorua( POCl3) Còn gọi là phôtphoryl clorua, là chất lỏng màu vàng nhạt, mùi khó ngửi. Phân tử lượng : 153,4; tỷ trọng 1,67; điểm nóng chảy : 20C; điểm sôi : 105,30C Được dùng làm tác nhân clo hóa cho hợp chất hữu cơ. Tính chất của nó nguy hiểm như phôtpho pentaclorua. 1.2.6. Vai trò của photpho và hợp chất của nó Phốt pho là một yếu tố cần thiết cho cuộc sống. Sinh vật sống, bao gồm cả con người, sở hữu một số lượng nhỏ và yếu tố này rất quan trọng trong quá trình sản sinh năng lượng của tế bào. Trong nông nghiệp, phốt pho khai thác từ các mỏ được sử dụng rộng rãi để chế biến làm phân bón giúp tăng năng suất cây trồng. Phốt pho cũng đã sử dụng công nghiệp. Phốtpho là nguyên tố quan trọng trong mọi dạng hình sự sống đã biết. Phốtpho vô cơ trong dạng phốtphat PO43- đóng một vai trò quan trọng trong các phân tử sinh học như ADN và ARN trong đó nó tạo thành một phần của phần cấu trúc cốt tủy của các phân tử này. Các tế bào sống cũng sử dụng phốtphat để vận chuyển năng lượng tế bào thông qua adenosin triphotphat (ATP). Gần như mọi tiến trình trong tế bào có sử dụng năng lượng đều có nó trong dạng ATP. ATP cũng là quan trọng trong phốtphat hóa, một dạng điều chỉnh quan trọng trong các tế bào. Các phốtpholipit là thành phần cấu trúc chủ yếu của mọi màng tế bào. Các muối phốtphat canxi được các động vật dùng để làm cứng xương của chúng. Trung bình trong cơ thể người chứa khoảng gần 1 kg phốtpho, và khoảng ba phần tư số đó nằm trong xương và răng dưới dạng apatit. Một người lớn ăn uống đầy đủ tiêu thụ và bài tiết ra khoảng 1-3 g phốtpho trong ngày trong dạng phốtphat Theo thuật ngữ sinh thái học, phốtpho thường được coi là chất dinh dưỡng giới hạn trong nhiều môi trường, tức là khả năng có sẵn của phốtpho điều chỉnh tốc độ tăng trưởng của nhiều sinh vật. Trong các hệ sinh thái sự dư thừa phốtpho có thể là một vấn đề, đặc biệt là trong các hệ thủy sinh thái, xem thêm sự dinh dưỡng tốt và bùng nổ tảo. Đối với cơ thể sống, trong cấu thành xương và răng, tỷ lệ Canxi :Photpho là 2:1. Photpho vô cơ trong dạng phosphat (PO4)3-đóng vai trò quan trọng trong các phân tử sinh học như AND, ARN là chất quan trọng trong thông tin di truyền và khống chế tế bào cơ thể hoạt động trao đổi chất bình thường, đồng thời tham gia vào trao đổi năng lượng bên trong cơ thể, trao đổi axit amin, hình thành protein, và lipit photpho. Trong đó nó tạo thành một phần của phần cấu trúc cốt tủy của các phân tử này. Trong nông nghiệp, axít phốtphoric đậm đặc, có thể chứa tới 70% - 75% P2O5 là rất quan trọng đối với ngành nông nghiệp do nó được dùng để sản xuất phân bón. Nhu cầu toàn cầu về phân bón đã dẫn tới sự tăng trưởng đáng kể trong sản xuất phốtphat ( ) trong nửa sau của thế kỷ 20. Trong công nghiệp, Photpho được dùng trong sản xuất các loại thủy tinh đặc biệt được sử dụng trong các loại đèn hơi natri. Tro xương, phosphate canxi, được sử dụng trong sản xuất đồ sứ. Natri tripolyphosphate được sản xuất từ axít phốphoric được sử dụng trong bột giặt ở một số quốc gia, nhưng lại bị cấm ở một số quốc gia khác. Axít phốtphoric được sản xuất từ phốtpho được sử dụng trong các ứng dụng như các đồ uống chứa sôđa. Axít này cũng là điểm khởi đầu để chế tạo các phốtphat cấp thực phẩm. Các hóa chất này bao gồm phôtphate monocanxi được dùng trong bột nở và các phốtphat khác của natri. Trong số các ứng dụng khác, các hóa chất này được dùng để cải thiện các đặc trưng của thịt hay phó mát đã chế biến. Người ta còn dùng photpho trong thuốc đánh răng. Trinatri phôtphate được dùng trong các chất làm sạch để làm mềm nước và chống ăn mòn cho các đường ống/ nồi hơi. Photpho được sử dụng rộng rãi để sản xuất các hợp chất hữu cơ chứa phôtpho, thông qua các chất trung gian như clorua photpho và sulfua photpho. Các chất này có nhiều ứng dụng, bao gồm các chất làm dẻo, các chất làm chậm cháy, thuốc trừ sâu, các chất chiết và các chất xử lý nước. Nguyên tố này cũng là thành phần quan trọng trong sản xuất thép, trong sản xuất đồng thau và trong nhiều sản phẩm liên quan khác. Photpho trắng được sử dụng trong các ứng dụng quân sự như bom lửa, tạo ra các màn khói như trong các bình khói và bom khói, và trong đạn lửa. Photpho đỏ được sử dụng để sản xuất các vỏ bao diêm an toàn, pháo hoa . Với một lượng nhỏ, photpho được dùng như là chất thêm vào cho các loại bán dẫn loại n. Photpho P32và photpho P33 được dùng như là các chất phát hiện dấu vết phóng xạ trong các phòng thí nghiệm hóa sinh học. Hàm lượng photpho trong thức ăn tự nhiên của gia súc (lúa, ngô, đậu tương...) tương đối thấp chỉ khoảng 0,2 - 0,5% (trong khi tỷ lệ photpho cần thiết cho thức ăn chăn nuôi phải cỡ 0,3 - 0,7%). Vì vậy, người ta phải bổ sung photpho từ các phụ gia khác.Thức ăn gia súc được sản xuất từ các phụ phẩm giết mổ và bột cá có hàm lượng P khoảng 3,0 - 3,4%. Tuy nhiên loại này luôn tiềm ẩn nguy cơ nhiễm độc và truyền bệnh. Ngược lại, so với các dạng thức ăn gia súc trên các phosphate khoáng chất có ưu điểm là có hàm lượng phosphate dinh dưỡng cao hơn nhiều, nguồn nguyên liệu quặng phosphate không hạn chế, ngoài ra hàm lượng canxi trong loại sản phẩm này cũng cao. 1.2.7. Thực trạng ô nhiễm photpho hiện nay: Dư thừa phốt pho từ các cánh đồng và bãi cỏ ở ngoại ô các thành phố xuống các ao, hồ, sông, suối là nguyên nhân chính để tảo phát triển, sau đó chúng đi vào các nguồn nước và làm giảm chất lượng nước. Ô nhiễm phốt pho gây nguy hiểm cho cá và các loại thủy sinh khác cũng như các loài động vật và con người, những sinh vật sống phụ thuộc vào nguồn nước sạch. Trong một số trường hợp, dư thừa phốt pho còn giúp tảo độc phát triển, gây ra mối đe dọa trực tiếp đến sinh mạng con người và động vật. Dư thừa phốt pho trong môi trường là một vấn đề chủ yếu ở các nước công nghiệp, phần lớn ở Châu Âu, Bắc Mỹ và một số khu vực Châu Á. Ở các khu vực khác, đặc biệt là châu Phi và Australia, đất rất nghèo phốt pho, gây ra một sự mất cân bằng dinh dưỡng. 1.2.7.1. Nguyên nhân gây ô nhiễm: Hợp chất photphat được tìm thấy trong nước thải hay được thải trực tiếp vào nguồn nước mặt phát sinh từ: - Thất thoát từ phân bón có trong đất - Chất thải từ người và động vật - Các hóa chất tẩy rửa và làm sạch Việc sử dụng phốt pho trên toàn thế giới, một loại phân bón quan trọng trong nông nghiệp hiện đại – phân lân, một nhóm nhà nghiên cứu cảnh báo rằng kho dự trữ phốt pho thế giới sẽ sớm khan hiếm và việc sử dụng quá mức trong một thế giới công nghiệp hóa là nguyên nhân hàng đầu sự ô nhiễm của các hồ, sông, suối như hiện nay 1.2.8. Ảnh hưởng của photpho tổng 1.2.8.1. Ảnh hưởng đối với đất: Hiện nay, nông nghiệp nước ta phải sử dụng phân hóa học và thuốc trừ sâu, cỏ dại với khối lượng ngày càng lớn. Đây là xu thế tất yếu bởi lẽ phân hóa học và thuốc trừ sâu, trừ cỏ dại có tác dụng quyết định đến 40- 50% mức tăng sản lượng cây trồng hàng năm. Vấn đề đặt ra ở đây là cần có các biện pháp hữu hiệu nhằm hạn chế mặt độc hại của những hóa chất ấy đối với môi trường sống và sức khỏe con người. Có hàng trăm loại hóa chất trừ dịch hại và phân hóa học được đưa vào nước ta. Theo nhiều nhà nghiên cứu, trong khoảng hơn 120 hóa chất trừ sâu bệnh thông dụng thì có tới 90 chất độc hại, 33 chất gây đột biến di truyền, 22 chất gây dị dạng khuyết tật, 14 chất gây u độc và ung thư cho các loài động vật máu nóng. Nói chung, hầu hết các loại phân hóa học và hóa chất trừ dịch bệnh, cỏ dại ít nhiều đều gây độc cho người và gia súc. Mỗi loại hóa chất có tính chất hóa lý khác nhau nên cơ chế gây độc cũng khác nhau. Có thể chia làm hai loại: Loại độc mạnh, cấp tính nguy hiểm và loại gây độc từ từ, tích lũy dần, gây tác hại mạn tính cho người. Nhóm cơ phốt-pho phân hủy tương đối nhanh trong đất, cây, trong cơ thể người và động vật Khi bị nhiễm độc nặng, sẽ ảnh hưởng rõ rệt đến hệ huyết áp, hô hấp, làm thay đổi chức năng của hệ thần kinh, làm tổn thương chức năng bài tiết của thận và quá trình trao đổi chất trong cơ thể. Nếu nhiễm độc nhóm Clo hữu cơ, sẽ tác động mạnh đến hệ thần kinh, gây co giật cơ, làm nhịp tim và hệ tiêu hóa rối loạn. 1.2.8.2. Ảnh hưởng đối với môi trường nước: Khả năng tồn tại của phosphat sinh học hoàn toàn phụ thuộc vào pH. Ở pH thấp (môi trường axit): phospho gắn chặt với các hạt sét và tạo thành các chất tổng hợp không tan với ion sắt (ví dụ Fe(OH)2H2PO4) và nhôm (Al(OH)2H2PO4). Do sự xuất hiện của ion Fe3+ và nhôm trong đất, của cặn lắng và nước, nên lượng phospho hòa tan rất thấp trong điều kiện axit. Khi môi trường không có oxy, phospho được cố định là các phức hợp sắt không tan, có thể giải phóng Fe3+, giảm thành Fe2+ và tạo thành sunfit sắt. Trong điều kiện pH cao (môi trường kiềm): phospho hình thành các hợp chất không hoà tan khác nhất là canxi (ví dụ hydroxyapatite Ca10(PO4)6(OH)2). Trong điều kiện hiếu khí có Ca, Al và ion Fe thì phosphat tan nhiều nhất ở pH = 6-7. Photpho là nguồn dinh dưỡng quan trọng cho thực vật và tảo. Trong nước, các hợp chất photpho tồn tại ở 4 dạng: Hợp chất vô cơ không tan, hợp chất vô cơ có tan, hợp chất hữu cơ tan và hợp chất hữu cơ không tan. Nồng độ cao của photpho trong nước gây ra sự phát triển mạnh của tảo, khi tảo chết đi quá trình phân hủy kỵ khí làm giảm lượng ôxi hòa tan trong nước và điều này gây ảnh hưởng độc hại với đời sống thủy sinh. Nitơ và photpho là hai nguyên tố cơ bản của sự sống, chúng có mặt hầu hết trong mọi hoạt động liên quan đến sự sống vào trong nhiều ngành công nghiệp, nông nghiệp. Khi thải 1 kg nitơ dưới dạng hợp chất hóa học và môi trường nước sẽ sinh ra 20 kg COD; cũng như vậy, khi thải 1 kg P sẽ sinh ra 138 kg COD. Trong nguồn nước giàu chất dinh dưỡng (N,P) thường xảy ra các hiện tượng: tảo và thủy sinh phát triển mạnh tạo nên mật độ lớn vào ban ngày hoặc khi nhiều nắng tảo quang hợp mạnh. Để quang hợp, tảo hấp thụ khí CO2 hoặc bicacbonat (HCO3-) trong nước và nhả ôxi. pH của nước tăng nhanh, nhất là khi nguồn nước có pH thấp (tính đệm thấp do cân bằng H2CO3, HCO3-, CO32-) vào cuối buổi chiều; pH của một số ao, hồ giàu dinh dưỡng có thể đạt giá trị trên 10. Nồng độ ôxi tan trong nước thường siêu bão hòa, tới 20mg/l. Song song với quá trình quang hợp là quá trình hô hấp (phân hủy chất hữu cơ để tạo năng lượng, ngược với quá trình quang hợp) xảy ra. Trong khi hô hấp, tảo và thực vật thủy sinh tiêu thụ ôxy thải ra CO2, là tác nhân làm giảm pH của nước Trong các nguồn nước, nếu hàm lượng N > 30 - 60 mg/l, P > 4-8 mg/l sẽ xảy ra hiện tượng phú dưỡng. Vào ban đêm hoặc những ngày ít nắng, quá trình hô hấp diễn ra mạnh mẽ gây hiện tượng thiếu ôxi và làm giảm pH của nước. Do vậy, vào buổi sáng thường ôxi trong nước cạn kiệt và pH rất thấp. Hiện tượng phú dưỡng cũng xảy ra ở hệ sinh thái biển, đặc biệt vùng cửa sông hay các vịnh kín hoặc các vùng biển kín. Tảo nở hoa gây ra hiện tượng thủy triều đỏ và phân hủy hệ sinh thái thủy sinh. Ví dụ, trong suốt mùa du lịch trên thế giới có khoảng 200 triệu người du lịch cùng với 85% nước thải không được xử lý từ các thành phố lớn thải ra biển sẽ gây ô nhiễm biển ở nhiều nơi. Cá chết và gây ô nhiễm trầm tích. 1.2.8.3. Ảnh hưởng đối với con người: Đây là nguyên tố có độc tính với 50 mg là liều trung bình gây chết người (phốtpho trắng nói chung được coi là dạng độc hại của phốtpho trong khi phốtphat và orthophốtphat lại là các chất dinh dưỡng thiết yếu). Thù hình phốtpho trắng cần được bảo quản dưới dạng ngâm nước do nó có độ hoạt động hóa học rất cao với ôxy trong khí quyển và gây ra nguy hiểm cháy và thao tác với nó cần được thực hiện bằng kẹp chuyên dụng do việc tiếp xúc trực tiếp với da có thể sinh ra các vết bỏng nghiêm trọng. Ngộ độc mãn tính phốtpho trắng đối với các công nhân không được trang bị bảo hộ lao động tốt dẫn đến chứng chết hoại xương hàm. Nuốt phải phốtpho trắng có thể sinh ra tình trạng mà trong y tế gọi là "hội chứng tiêu chảy khói". Các hợp chất hữu cơ của phốtpho tạo ra một lớp lớn các chất, một số trong đó là cực kỳ độc. Các este floro photphat thuộc về số các chất độc thần kinh có hiệu lực mạnh nhất mà người ta đã biết. Một loạt các hợp chất hữu cơ chứa phốtpho được sử dụng bằng độc tính của chúng để làm các thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, thuốc diệt nấm v.v. Phần lớn các photphat vô cơ là tương đối không độc và là các chất dinh dưỡng thiết yếu. Khi photpho trắng bị đưa ra ánh sáng mặt trời hay bị đốt nóng thành dạng hơi ở 250 °C thì nó chuyển thành dạng photpho đỏ, và nó không tự cháy trong không khí, do vậy nó không nguy hiểm như photpho trắng. Tuy nhiên, việc tiếp xúc với nó vẫn cần sự thận trọng do nó cũng có thể chuyển thành dạng photpho trắng trong một khoảng nhiệt độ nhất định và nó cũng tỏa ra khói có độc tính cao chứa các oxit photpho khi bị đốt nóng. 1.3. Các phƣơng pháp xác định Photpho 1.3.1. Phương pháp chuẩn độ trung hòa (hàm lượng lớn) Nguyên tắc: Trong môi trường axit HNO3 6 M, ion PO43- phản ứng với thuốc thử Nitro - Molipdic sinh ra phức màu vàng Photpho – Molipdat H7[P(Mo2O7)6]. Làm muồi kết tủa này trong 60 phút. Sau đó lọc kết tủa qua giấy băng xanh và rửa kết tủa bằng dung dịch NH4NO3 1% cho sạch hết axit. Rồi rửa kết tủa bằng một lượng dư chính xác (30-40 ml) dung dịch NaOH 0,1M, có thêm 10 ml formalin (đã trung hòa đến pH = 7) và chỉ thị phenolphtalein. Khuấy cho tan hết. Sau đó chuẩn độ lượng dư NaOH bằng dung dịch HCl 0,02M. Rồi từ lượng NaOH đã tiêu tốn để hòa tan kết tủa chúng ta sẽ tính được hàm lượng ion PO43- trong mẫu 1.3.2. Xác định Photpho bằng phương pháp khối lượng Kết tủa thu được từ phản ứng giữa H3PO4 và amonimolipdat dưới dạng acid dị đa heteropolyphotphoromolipdico có màu vàng +3 + 12 (NH4)3H4[P(Mo2O7)6]+ 10H2O Kết tủa màu vàng được sấy và cân trực tiếp, hoặc nung chuyển thành dạng cân P2O5.24MoO3 (NH4)3H4[P(Mo2O7)6 P2O5.24MoO3 Cũng có thể hòa tan kết tủa trong NH3 rồi kết tủa dưới dạng muối MgNH4PO4, nung chuyển về dạng cân Mg2P2O7 (NH4)3H4[P(Mo2O7)6]+ 2NH3 +10H2O (NH4)3PO4 + MgCl2 2MgNH4PO4 (NH4)3PO4 + 12(NH4)2MoO4 MgNH4PO4 + NH4Cl MgNH4PO4 + NH3 + H2O 1.3.3. Xác định Photpho bằng phương pháp thể tích với thuốc thử molypdat Trong môi trường acid HNO3, acid photphoric tạo thành với amonimolypdat kết tủa dạng muối phức đa dị amoni photpho molypdat. +3 + 12 (NH4)3H4[P(Mo2O7)6]+ 12H2O Kết tủa không tan trong môi trường HNO3, tan một phần trong môi trường HCl và H2SO4, tan hoàn toàn trong kiềm. Sau khi kết tủa hoàn toàn H3PO4, lọc và rửa tủa, sau đó hòa tan kết tủa với một thể tích dung dịch chuẩn NaOH dư và chuẩn độ ngược lượng dư NaOH bằng dung dịch acid chuẩn. 1.3.4. Xác định Photpho bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử molypdat. Ở môi trường axit, photphat tác dụng với amonimolypdat tạo thành dạng hetoro polymolypdophotphoric axit. Khi có mặt ion vanadat sẽ tạo thành vanadomolypdophotphoric một hợp chất phức màu vàng, hấp thu ở bước sóng 400 – 420 nm. +2 +10 + 29H+ H5[P(Mo10V2O40)] + 12H2O 1.3.5. Xác định Photpho bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử molypdat Trong môi trường acid, PO43- tạo thành với molypdat hợp chất phức hetoro polymolypdophotphoric màu vàng. + 12 + 27H+ H3[P(Mo12O40)] + 12H2O Trong hợp chất chứa tỉ lệ P:M có thể là 1:3, 1:6, 1:9 hoặc 1:12. Trong đó tỉ lệ 1:12 là bề nhất và thường dùng trong định lượng. Hợp chất phức này ở hàm lượng nhỏ, là hợp chất phức màu vàng, hấp thu ở 380 nm. Khi hàm lượng photpho lớn, sẽ tạo thành kết tủa màu vàng và có thể định lượng bằng phương pháp thể tích. Lượng dư thuốc thử ảnh hưởng đến phép đo đo hấp thu ở bước sóng tương tự. Thông thường để giảm ảnh hưởng đo ở bước sóng 400- 420 nm. 1.3.6. Xác định Photpho bằng phương pháp trắc quang sử dụng tác nhân khử thiếc clorua Thiếc clorua khử acid molypdophotphoric và tạo màu xanh molypden một cách mãnh liệt. Giới hạn đo xuống đến 7μgP/L bằng cách tăng độ dài đường đi ánh sáng. Nếu nồng độ dưới 100μgP/L thì độ tin cậy tăng và sự cản trở giảm. Giới hạn phát hiện khoảng 3μgP/L. Độ nhạy có hệ số hấp thụ là 0.3010 ở khoảng nồng độ10μgP/L có sự thay đổi hệ số hấp thụ là 0.009. 1.3.7. Xác định Photpho bằng phương pháp trắc quang sử dụng tác nhân khử acid ascorbic Amoni molypdat và kali antimonyl tartrate phản ứng trong môi trường acid vừa với orthophotsphate để hình thành acid heteropoly – acid photphomolypdic bị khử mạnh bởi ascorbic acid tạo màu xanh molypden. Asen phản ứng với thuốc thử molypdat để có màu xanh tương tự như phosphat. Nồng độ Asen thấp 0.1mg/L gây cản trở xác định photsphat. Crom hóa trị sáu và NO2 ở nồng độ 1mg/L làm giảm kết quả khoảng 3 và 10 đến 15% ở nồng độ 10mg/L. Sunlfit (Na2S) và silicat không gây cản trở ở nồng độ 1.0 và 10mg/L. Giới hạn phát hiện: xấp xỉ 10μgP/L. 1.3.8. Xác định photpho bằng phương pháp sắc kí ion Mẫu nước được tiêm vào dòng của dung môi rửa giải cacbonat – bicarbonate và chạy qua một bộ trao đổi ion. Các ion quan tâm được tách riêng do ái lực tương đối của chúng ở lưu lượng thấp, bộ trao đổi anion mạnh (cột bảo vệ và cột tách). Các anion được tách trực tiếp qua màng rỗng trao đổi cation (suppressor màng sợi) hoặc suppressor màng chắn nhỏ được rửa trong dòng chảy liên tục của dung dịch axit mạnh (dung dịch phục hồi). Trong suppressor, các anion tách chuyền sang dạng axit có độ dẫn cao và dung môi rửa giải cacbonat – bicaconat được chuyển thành acid cacbonit có độ dẫn thấp. Các anion tách trong dạng axit được đo bởi độ dẫn. Chúng được nhận biết trên cơ sở thời gian lưu so với chuẩn. Định lượng bằng cách đo chiều rộng và chiều cao của peak. Tốc độ dòng 2 đến 5mL/ phút ở áp suất 1400 đến 6900kPa. 1.3.9. So sánh đánh giá các phương pháp Bảng 1.4. Bảng so sánh, đánh giá các phương pháp Phương pháp Ưu điểm Nhược điểm Phương pháp khối lượng Đơn giản, có tính chọn Độ nhạy thấp, chỉ xác lọc cao định ở hàm lượng lớn Hàm lượng vết khó xác Phương pháp thể tích với thuốc thử molypdat Có tính chọn lọc cao, định, quá trình xác định điểm tương đương dễ phức tạp đòi hỏi người nhận biết. phân tích phải có kinh nghiệm. Phương pháp trắc quang với thuốc thử molypdovanadat có tính chọn lọc cao, phức màu bền Chịu ảnh hưởng bởi ion cản trở, điều kiện tạo phứckhá phức tạp. Chịu ảnh hưởng bởi ion Phương pháp trắc quang Độ nhạy, có tính chọn với thuốc thử molypdat lọc cao Phương pháp trắc quang Độ nhạy, có tính chọn với thuốc thử molypdat sử lọc cao, màu của phức Màu của phức không bền dụng tác nhân khử thiếc hạn chế được ảnh hưởng theo thời gian clorua của ion lạ Phương pháp trắc quang với thuốc thử molypdat sử Tính chọn lọc cao, màu dụng tác nhân khử acid phức bền ascorbic Độ nhạy cao thích hợp Phương pháp sắc kí ion xác định hàm lượng vết, thời gian phân tích nhanh, kết quả chính xá cản trở, điều kiện tạo phức khá phức tạp Độ nhạy tương đối thấp, phản ứng chậm, cần phải có nhiệt độ Chi phí đầu tư tốn kém, nhiều phòng thí nghiệm không thể đáp ứng. 1.4. Tổng quan về phƣơng pháp trắc quang 1.4.1. Khái niệm Phương pháp phân tích trắc quang là phương pháp phân tích hóa lý được sử dụng phổ biến nhất trong các phương pháp phân tích hóa lý. Phương pháp có nhiều ưu điểm như đơn giản, hóa chất tương đối rẻ tiền, dễ tìm kiếm và có thể áp dụng đối với các phòng thí nghiệm loại vừa và nhỏ. Phân tích trắc quang là tên gọi chung của các phương pháp phân tích quang học dựa trên sự tương tác chọn lọc giữa chất cần xác định với năng lượng bức xạ thuộc các vùng tử ngoại (UV), khả kiến (Vis) hoặc hồng ngoại (IR). Nguyên tắc của phương pháp phân tích trắc quang là dựa vào độ hấp thu của dung dịch phân tích trước và sau khi được chiếu nguồn bức xạ, tương ứng với hàm lượng chất phân tích có trong dung dịch. Nếu cấu tử không có khả năng hấp thụ ánh sáng thì phải chuyển thành hợp chất có khả năng hấp thu ánh sáng trong vùng khảo sát. 1.4.2. Các định luật hấp thu cơ bản trong phương pháp trắc quang 1.4.2.1. Định luật Bouguear- Lambert Khi chiếu một chùm bức xạ đơn sắc có cường độ Io qua một lớp vật chất có bề dày l thì cường độ bức xạ ló ra I bao giờ cũng nhỏ hơn Io. Biểu diễn bằng biểu thức: Io = I + I A + I R Trong đó: - IA: cường độ bị hấp thụ. - IR: cường độ bị phản xạ. - I : cường độ ló ra. Dựa vào các thực nghiệm, nhà bác học đã đưa ra định luật hấp thụ ánh sáng biểu diễn bằng biểu thức: I = Io.ekl Trong đó k là hệ số hấp thụ, giá trị của k phụ thuộc vào bản chất của vật chất và vào bước sóng λ của bức xạ đơn sắc. 1.4.2.2. Định luật lambert – Beer Định luật: Nếu chiếu 1 chùm sáng đơn sắc có cường độ là Io qua 1 dung dịch có bề dày là l (cm) và nồng độ là C (mol/l) thì sau khi ra khỏi dung dịch nó bị hấp thụ 1 phần nên cường độ chỉ còn lại là It ( It < Io ). Phương trình định luật: Trong đó: - C: nồng độ ban đầu - I0: cường độ ánh sáng tới dung dịch - It : cường độ ánh sáng đi qua dung dịch - L: chiều dày của lớp dung dịch hấp thụ ánh sáng (chiều dày của cuvet) - ε: hệ số hấp thụ ánh sáng, là đại lượng không đổi, đặc trưng cho mỗi chất màu, phụ thuộc vào bản chất của nó 1.4.2.3. Nguyên nhân dẫn đến sự sai lệch định luật Lambert – Beer Mức độ đơn sắc của ánh sáng tới : ánh sáng không đơn sắc thường gây ra các sai số âm. Dung dịch chứa cấu tử cần phân tích chỉ hấp thu cực đại ở một bước sóng λmax nhất định và chỉ ở λmax mới có sự tuyến tính giữa độ hấp thu A và nồng độ dung dịch C, khi đó đồ thị giữa A và C sẽ là một đường thẳng. Mật độ đơn sắc của ánh sáng tới càng lớn, khả năng tuân theo định luật Lambert – Beer càng cao. Nồng độ của dung dịch phân tích : khi nồng độ của dung dịch quá lớn sẽ gây ra tương tác điện từ, đại lượng ε sẽ giảm, dẫn đến sự sai lệch khỏi định luật Lambert – Beer, gây ra sai số âm. Sự trùng hợp hoặc khử trùng hợp phân tử, sự solvat hóa hoặc hydrat hóa khi nồng độ dung dịch hấp thu thay đổi, sự tạo thành các hợp chất trung gian, phức phụ, các hợp chất đồng phân, hệ keo hay sự có mặt của các chất điện ly mạnh, sự thay đổi pH đều ảnh hưởng đến độ hấp thu của dung dịch, dẫn đến sai lệch khỏi định luật Lambert – Beer. 1.4.3. Phân loại các phương pháp trắc quang Có thể phân phương pháp trắc quang thành các nhóm chính như sau: - Phương pháp hấp thu quang: Đo cường độ dòng ánh sáng bị chất màu hấp thu chọn lọc. - Phương pháp phát quang: Đo cường độ dòng ánh sáng phát ra bởi chất phát quang khi ta chiếu một dòng ánh sáng vào chất phát quang. - Phương pháp đo độ đục: Đo cường độ dòng ánh sáng bị hấp thu hoặc bị khuyết tán bởi hệ keo được điều chế từ chất cần phân tích. 1.4.4. Các đại lượng thường dùng trong phương pháp trắc quang 1.4.4.1. Mật độ quang (độ hấp thụ quang A) Mật độ truyền quang (độ hấp thụ quang A) là đại lượng lg A= lg = εlC A phụ thuộc tuyến tính vào C của chất phân tích. A là đại lượng không có thứ nguyên. A có giá trị từ 0 - ∞. 1.4.4.2. Độ truyền qua (T – Transmittance) Độ truyền qua: T= Độ truyền qua (T – Transmittance) hay gọi là độ truyền quang, độ truyền suốt là tỷ số giữa hai cường độ tia chiếu ló ra It và tia đến I0, ký hiệu là T. Độ truyền qua T phụ thuộc vào . 1.4.4.3. Hệ số tắt phân tử gam Hệ số tắt phân tử gam được biểu diễn : Trong đó : - C: nồng độ (mol/L) - ε: hệ số hấp thụ phân tử (L.mol-1.cm-1) Hệ số tắt phân tử gam hay hệ số hấp phụ phân tử ε thể hiện bản chất của khả năng hấp thụ của dung dịch nên ε không phụ thuộc vào nồng độ C, bề dày lớp dung dịch I và thể tích của dung dịch mà chỉ phụ thuộc vào bản chất của chất màu, bản chất dung môi, độ dài sóng của bước sóng ánh sáng chiếu tới, chiết suất của dung dịch hay chỉ số khúc xạ và nhiệt độ của dung dịch. Người ta thường dùng ε là đại lượng khách quan để đánh giá độ nhạy của phản ứng màu, vì ε và C tỷ lệ nghịch với nhau nghĩa là hợp chất màu có ε càng lớn ta sẽ đo được đến giá trị Cmin càng nhỏ, phản ứng càng nhạy. Đồng thời ε còn dùng để so sánh giữa các chất màu với nhau. 1.4.4.4. Phổ hấp thu Ánh sáng là một chùm bức xạ có độ dài sóng khác nhau, có vùng sử dụng từ 2000 Ao – 11000 Ao. Sự hấp thu mang tính chất chọn lọc, mỗi một chất có khả năng hấp thu cực đại ở một bước sóng nhất định. Những hợp chất có màu có nghĩa là những hợp chất đó hấp thu ánh sáng trong vùng nhìn thấy được từ 350 – 800 nm, chất không nhìn thấy màu nghĩa là hợp chất đó hấp thu ngoài vùng thấy được. 1.4.5. Nguyên tắc và cơ sở định lượng của phương pháp trắc quang 1.4.5.1. Nguyên tắc chung Hòa tan chất phân tích vào trong một dung môi thích hợp, tác dụng định lượng với một thuốc thử chọn lọc với chất cần xác định trong một dung môi và điều kiện thích hợp để tạo ra một hợp chất có phổ hấp thu phổ có độ nhạy và độ chọn lọc cao. Nếu là mẫu khí thì thu trực tiếp khí vào trong cuvet đóng kín thích hợp hoặc hấp thụ khí đó vào một dung dịch hấp thụ thích hợp rồi tiến hành đo phổ. Chiếu vào dung dịch mẫu chứa hợp chất cần xác định một chùm tia photon đơn sắc, có bước sóng phù hợp, có cường độ đủ dư và ổn định để cho chất phân tích hay sản phẩm của nó hấp thu bức xạ, thực hiện các bước chuyển để tạo ra phổ. Thu, phân ly phổ đó và chọn vùng sóng hấp thu cực đại của chất phân tích và đo độ hấp thu A của chất đó. 1.4.5.2. Cơ sở định lượng Cơ sở định lượng trong phương pháp trắc quang là dựa vào định luật Bougher - Lampere - Beer: Khi chiếu một chùm photon đơn sắc qua dung dịch thì mức độ hấp thụ của dung dịch tỉ lệ thuận với công suất chùm photon và nồng độ các phân tử hấp thụ. Công thức: A = .l.C Các phương pháp phân tích định lượng dùng trong trắc quang 1.4.5.3. Phương pháp đường chuẩn Dùng một đường chuẩn so sánh không có chất cần xác định, cùng với một dãy các dung dịch chứa các chất cần xác định có nồng độ khác nhau được biết chính xác (gọi là dãy dung dịch chuẩn). Tiến hành đo mật độ quang dãy dung dịch này. Dựa vào C và A để dùng phương pháp bình phương cực tiểu để xây dựng đường chuẩn theo dạng y = ax + b là C = a + b.A hay A = a + b.C Ưu điểm: Với một đường chuẩn cho phép phân tích hàng loạt mẫu. Dung dịch cũng không đòi hỏi phải tuân theo định luật Beer một cách nghiêm ngặt Nhược điểm: Độ chính xác của phương pháp không cao. Không loại được ảnh hưởng của nền mẫu. 1.4.5.4. Phương pháp thêm chuẩn Theo phương pháp này thì mật độ quang của dung dịch mẫu chứa chất cần xác định được so sánh với chính dung dịch đó có thêm những lượng xác định của chất cần xác định. Trong phương pháp thêm chuẩn, ta thêm vào dung dịch xác định một lượng dung dịch tiêu chuẩn. Ứng dụng cho trường hợp chất cần xác định có nồng độ nhỏ. Thực hiện một bình dung dịch so sánh và hai dung dịch xác định với một thể tích chính xác chất cần xác định đã biết rõ nồng độ. Cũng tiến hành đo mật độ quang cho cả ba bình này. Có hai cách thực hiện: - Dùng công thức tính: Pha một dung dịch có thể V chứa ion cần xác định có hàm lượng rất nhỏ. Sau đó tiến hành pha 3 dung dịch như sau: Công thức tính Trong đó: A(x+a): độ hấp thụ của các dung dịch thêm Ax: Độ hấp thu của các dung dịch xác định Ca: Nồng độ dung dịch chuẩn thêm vào bình định mức 50mL Cx: Nồng độ của Titan trong dung dịch kiểm tra sau khi xác định lại Dùng đồ thị: Pha một dãy chuẩn cũng chính là dung dịch nghiên cứu có cho thêm những lượng chính xác ai của chất cần xác định để nồng độ của dãy chuẩn là Cx + Ca1, Cx + Ca2… ít nhất là 3 dung dịch và một dung dịch so sánh. Đo mật độ quang A tương ứng. Dựng đồ thị Ax + ai – Ci Kết quả càng chính xác nếu Cai càng bé để Ax + ai càng gần nhau và gần Ax 1.4.5.5. Phương pháp vi sai Nguyên tắc: phương pháp vi sai là một biến dạng của phương pháp so sánh. Trong phương pháp, dung dịch so sánh chính là 1 trong các dung dịch : - Nếu lấy dung dịch tiêu chuẩn có nồng độ thấp nhất là dung dịch so sánh thì C0 < Cx, gọi là phương pháp vi sai nồng độ lớn. - Nếu lấy dung dịch tiêu chuẩn có nồng độ cao nhất là dung dịch so sánh thì C0 > Cx, gọi là phương pháp vi sai nồng độ nhỏ. 1.4.5.6. Phương pháp vi sai nồng độ lớn Pha ba dung dịch gồm: dung dịch chuẩn có nồng độ Ca, dung dịch chứa chất cần xác định Cx, dung dịch so sánh có nồng độ C0. Đo mật độ quang của dung dịch chuẩn và dung dịch nghiên cứu so với dung dịch so sánh(dung dịch có nồng độ C0), ta có: Công thức tính: 1.4.5.7. Phương pháp vi sai nồng độ nhỏ Pha ba dung dịch gồm: dung dịch chuẩn có nồng độ Ca, dung dịch chứa chất cần xác định Cx, dung dịch so sánh có nồng độ C0. Đo mật độ quang của dung dịch chuẩn Ca so với dung dịch so sánh (dung dịch có nồng độ C0) và dung dịch chuẩn C0 so sánh với dung dịch so sánh (dung dịch có nồng độ Cx), ta có: 1.4.5.8. Phương pháp thêm vi sai Pha ba dung dịch gồm: dung dịch chứa chất cần xác định Cx, dung dịch nghiên cứu như trên nhưng có một lượng chính xác chất chuẩn để có nồng độ Cx +a = Cx + Ca; dung dịch nghiên cứu có được pha loãng n lần để có nồng độ Cx/n Đo mật độ quang của dung dịch Cx so với dung dịch so sánh (dung dịch có nồng độ Cx/n) và dung dịch chuẩn Cx +a so với dung dịch so sánh (dung dịch có nồng độ Cx), ta có: 1.4.5.9. Phương pháp chuẩn độ trắc quang Chuẩn độ trắc quang là phương pháp xác định nồng độ của chất thuộc vào phương pháp định lượng thể tích, trong đó điểm tương đương được xác định bởi sự thay đổi của mật độ quang phụ thuộc vào thể tích của thuốc thử VR khi chuẩn độ chất cần xác định bằng thuốc thử ở điều kiện tối ưu của phản ứng tạo chất màu ở bước sóng nhất định. Để khảo sát quá trình chuẩn độ trắc quang, người ta dựng đường cong phụ thuộc giữa A và lượng thuốc thử thêm vào. 1.4.6. Phương pháp so sánh So sánh một chuẩn Pha một dung dịch chuẩn có Ctc. Tiến hành đo A hoặc T của dung dịch chuẩn so với dung dịch so sánh (Atc). Theo định luật Lambert – Beer : Atc = εlCtc Pha dung dịch mẫu với nồng độ cần xác định Cx (chưa biết). Tiến hành đo A hoặc T của dung dịch chuẩn so với dung dịch so sánh (Ax). Theo định luật Lambert – Beer : Atc = εlCx Khi dung dịch xác định và dung dịch chuẩn có cùng bản chất, ε có thể xem như nhau, và l = const. So sánh hai chuẩn Thực hiện khá đơn giản, hàm lượng mẫu tuân theo định luật Beer. Chọn các dung dịch chuẩn sao cho C1 < CX 3.36×10-3 thì giá trị mật độ quang A tương đối ổn định và hầu như không tăng. Như vậy, chúng tôi có thể kết luận rằng hàm lượng axit ascobic dư không ảnh hưởng đến độ hấp thụ A của dung dịch. Theo khảo sát thì thể tích ascobic đủ cho quá trình khử là 4mL. 3.6. Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian đến sự bền màu của phức chất Bảng 3.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến sự bền màu của phức chất Mật độ quang A Thời gian (phút ) CP_0.4ppm 0 0.257 CP_1ppm 0.688 5 0.271 0.716 10 0.289 0.725 15 0.292 0.725 20 0.301 0.723 25 0.301 0.725 30 0.294 0.713 45 0.292 0.712 60 0.289 0.692 Đô thị: A 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 2 4 6 0.4ppm 8 1ppm 10 12 T ( thời gian) Hình 3.8. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến sự bền màu của phức chất Nhận xét: Phức xanh molypden có cường độ màu ổn định cao theo thời gian, từ 5 phút trở đi thì cường độ màu có sự ổn định, sau 20 phút vẫn chưa thấy hiện tượng suy giảm. Chính vì vậy, chúng tôi có thể đo độ hấp thu của phức sau khi lên màu trong khoảng thời gian từ 10 đến phút đến 30 phút để đảm bảo sự ổn định của phức chất 3.7. Khảo sát ảnh hƣởng của ion cản trở Silic Bảng 3.2. Bảng 3.10. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của ion cản trở Silic qua quét phổ Bảng 3.11. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của ion cản trở Silic VSi 50mg/L Mật độ quang A CP_0.4ppm CP_1ppm 0 0.284 0.712 1 0.290 0.723 2 0.308 0.735 3 0.323 0.738 4 0.327 0.742 5 0.330 0.752 6 0.341 0.757 7 0.335 0.765 8 0.336 0.772 10 0.341 0.862 15 0.448 1.103 Bảng 3.3. Đồ hì kết quả khảo sát ảnh hưởng cản trở của ion Si ở nồng độ 0.4ppm 0.5 0.45 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 0 Bảng 3.4. 1 2 3 4 P_0.4ppm 5 6 P_0.4ppm+Si 7 8 10 mgSi/L 15 Bảng 3.5. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của ion cản trở Silic qua quét phổ ở P_1ppm Bảng 3.6. 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 10 15 mgSi/L P_1ppm Bảng 3.7. P_1ppm+Si Khi hàm lượng Si < 5 ppm gây ảnh hưởng không đáng kể đến quy trình xác định. Khi hàm lương Si > 5 ppm thì có sự ảnh hưởng đáng kể, phức của Si với thuốc thử có sự hấp thu một phần ở 890nm của phức photpho với thuốc thử, làm tăng độ hấp thu. Như vậy có thể kết luận rằng, nếu hàm lượng Si > 5ppm thì sẽ gây ảnh hưởng đến quy trình xác định photpho. Kết quả xây dựng đƣờng chuẩn Bảng 3.8. Kết quả xây dựng đường chuẩn xác định photpho Cp A 0.02 0.024 0.04 0.040 0.08 0.080 0.12 0.110 0.16 0.145 0.20 0.175 0.40 0.330 0.80 0.622 1.00 0.754 A 0.9 0.8 y = 0.7455x + 0.0197 R² = 0.999 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 C (mg/l) Kết quả khảo sát LOD, LOQ, khoảng tuyến tính Bảng 3.7. Kết quả khảo sát ảnh hưởng LOD,LOQ STT Ablank 1 0.005 2 0.007 3 0.006 4 0.008 5 0.006 6 0.007 7 0.007 8 0.006 9 0.006 10 0.006 11 0.007 12 0.007 13 0.007 14 0.006 15 0.007 16 0.006 17 0.006 18 0.006 19 0.008 20 0.007 21 0.007 Dựa vào kết quả bảng 3.7, tính được giá trị LOD, LOQ cho quy trình như sau Bảng 3.8. Kết quả khảo sát xây dựng khoảng tuyến tính STT VP_10ppm(mL) CP A 1 0.1 0.02 0.020 2 0.2 0.04 0.032 3 0.4 0.08 0.072 4 0.6 0.12 0.103 5 0.8 0.16 0.148 6 1 0.20 0.171 7 2 0.40 0.322 8 4 0.80 0.612 9 5 1.00 0.762 10 6 1.20 0.892 11 7 1.40 1.044 12 8 1.60 1.162 13 10 1.80 1.211 Bảng 3.9. Kết quả hệ số tương quan Đồ thị: Khoảng tuyến tính của phương pháp 1.4 y = 0.7022x + 0.0275 R² = 0.9956 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 Bảng 3.9. Kết quả hệ số tương quan Khoảng nồng độ N R2 0.02 – 1.8 13 0.9956 0.02 – 1.6 12 0.9992 0.02 – 1.4 11 0.9994 0.02 – 1.2 10 0.9991 (mg/L) N: số điểm trong khoảng nồng độ dung dịch đo được Nhận xét: qua bảng trên, ta thấy có 4 khoảng nồng độ có R > 0.999 tuân theo định luật Lambert – beer. Vậy chọn khoảng tuyến tính cho phương trình hồi quy là 0.02 – 1.6mg/L. Hiệu suất thu hồi của phƣơng pháp Phương trình hồi quy có dạng: y = bx + a Trong đó: y: mật độ quang x: nồng độ b: hệ số Phương trình hồi quy có dạng: y = 0.7022x+0.0275 Với y là độ hấp thu ở 890nm x là nồng độ mg/L) Bảng 3.11. Kết quả hiệu suất thu hồi STT Nồng độ A890nm (mg/L) Hiệu suất (%) Kết quả (%) Htrung bình Lần 1 0.348 0.399 99.8 Lần 2 0.346 0.395 99.2 Lần 3 0.343 0.393 98.3 99.1 Phân tích mẫu STT Tên Địa điểm lấy mẫu Mẫu 1 N1 2 N2 3 N3 Ngày lấy mẫu Đinh Điền, P2, Quận Tân Bình. Xã Xuân Bắc, Huyện Xuân Lộc, Tỉnh Đồng Nai Suối Muồn, Thái Bình, Châu Thành , Tây Ninh Độ sâu (m) 20/5/2015 30 13/5/2015 50 25/5/2015 30 Thử mẫu trắng: Tiến hành thử mẫu trắng song song với phân tích mẫu, theo đúng quy trình, cùng một lượng thuốc thử nhưng dùng thể tích nước tương ứng thay cho mẫu thử. Kết quả phần tích mẫu: Mật độ Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 0.277 0.346 0.237 quang A Nồng độ Photpho 0.279 0.344 0.236 0.277 0.341 0.248 0.356 0.452 0.303 V mẫu (ml) Hàm lượng photphat (mg/l) 250 0.0712 0.0904 0.0606 [...]... chuẩn, chờ các dung dịch này lên màu ổn định thì tiến hành quét bước sóng của dung dịch từ 200 – 1000nm nhằm xác định vai trò của antimon trong quy trình xác định photpho 2.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng H2SO4 Xác định hàm lượng photpho bằng phương pháp trắc quang, hàm lượng H2SO4 là yếu tố rất quan trọng, nó ảnh hưởng đến quá trình tạo màu xanh molypden Chúng tôi cần xác định khoảng nồng độ nào mà... dẫn đến sai lệch khỏi định luật Lambert – Beer 1.4.3 Phân loại các phương pháp trắc quang Có thể phân phương pháp trắc quang thành các nhóm chính như sau: - Phương pháp hấp thu quang: Đo cường độ dòng ánh sáng bị chất màu hấp thu chọn lọc - Phương pháp phát quang: Đo cường độ dòng ánh sáng phát ra bởi chất phát quang khi ta chiếu một dòng ánh sáng vào chất phát quang - Phương pháp đo độ đục: Đo cường... phải tuân theo định luật Beer một cách nghiêm ngặt Nhược điểm: Độ chính xác của phương pháp không cao Không loại được ảnh hưởng của nền mẫu 1.4.5.4 Phương pháp thêm chuẩn Theo phương pháp này thì mật độ quang của dung dịch mẫu chứa chất cần xác định được so sánh với chính dung dịch đó có thêm những lượng xác định của chất cần xác định Trong phương pháp thêm chuẩn, ta thêm vào dung dịch xác định một lượng... NaOH bằng dung dịch acid chuẩn 1.3.4 Xác định Photpho bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử molypdat Ở môi trường axit, photphat tác dụng với amonimolypdat tạo thành dạng hetoro polymolypdophotphoric axit Khi có mặt ion vanadat sẽ tạo thành vanadomolypdophotphoric một hợp chất phức màu vàng, hấp thu ở bước sóng 400 – 420 nm +2 +10 + 29H+ H5[P(Mo10V2O40)] + 12H2O 1.3.5 Xác định Photpho bằng phương pháp. .. kết tủa màu vàng và có thể định lượng bằng phương pháp thể tích Lượng dư thuốc thử ảnh hưởng đến phép đo đo hấp thu ở bước sóng tương tự Thông thường để giảm ảnh hưởng đo ở bước sóng 400- 420 nm 1.3.6 Xác định Photpho bằng phương pháp trắc quang sử dụng tác nhân khử thiếc clorua Thiếc clorua khử acid molypdophotphoric và tạo màu xanh molypden một cách mãnh liệt Giới hạn đo xuống đến 7μgP/L bằng cách... quan về phƣơng pháp trắc quang 1.4.1 Khái niệm Phương pháp phân tích trắc quang là phương pháp phân tích hóa lý được sử dụng phổ biến nhất trong các phương pháp phân tích hóa lý Phương pháp có nhiều ưu điểm như đơn giản, hóa chất tương đối rẻ tiền, dễ tìm kiếm và có thể áp dụng đối với các phòng thí nghiệm loại vừa và nhỏ Phân tích trắc quang là tên gọi chung của các phương pháp phân tích quang học dựa... Cx/n Đo mật độ quang của dung dịch Cx so với dung dịch so sánh (dung dịch có nồng độ Cx/n) và dung dịch chuẩn Cx +a so với dung dịch so sánh (dung dịch có nồng độ Cx), ta có: 1.4.5.9 Phương pháp chuẩn độ trắc quang Chuẩn độ trắc quang là phương pháp xác định nồng độ của chất thuộc vào phương pháp định lượng thể tích, trong đó điểm tương đương được xác định bởi sự thay đổi của mật độ quang phụ thuộc... chọn lọc cao, định, quá trình xác định điểm tương đương dễ phức tạp đòi hỏi người nhận biết phân tích phải có kinh nghiệm Phương pháp trắc quang với thuốc thử molypdovanadat có tính chọn lọc cao, phức màu bền Chịu ảnh hưởng bởi ion cản trở, điều kiện tạo phứckhá phức tạp Chịu ảnh hưởng bởi ion Phương pháp trắc quang Độ nhạy, có tính chọn với thuốc thử molypdat lọc cao Phương pháp trắc quang Độ nhạy,... 1.3.7 Xác định Photpho bằng phương pháp trắc quang sử dụng tác nhân khử acid ascorbic Amoni molypdat và kali antimonyl tartrate phản ứng trong môi trường acid vừa với orthophotsphate để hình thành acid heteropoly – acid photphomolypdic bị khử mạnh bởi ascorbic acid tạo màu xanh molypden Asen phản ứng với thuốc thử molypdat để có màu xanh tương tự như phosphat Nồng độ Asen thấp 0.1mg/L gây cản trở xác định. .. gian lưu so với chuẩn Định lượng bằng cách đo chiều rộng và chiều cao của peak Tốc độ dòng 2 đến 5mL/ phút ở áp suất 1400 đến 6900kPa 1.3.9 So sánh đánh giá các phương pháp Bảng 1.4 Bảng so sánh, đánh giá các phương pháp Phương pháp Ưu điểm Nhược điểm Phương pháp khối lượng Đơn giản, có tính chọn Độ nhạy thấp, chỉ xác lọc cao định ở hàm lượng lớn Hàm lượng vết khó xác Phương pháp thể tích với thuốc ... Cx), ta có: 1.4.5.9 Phương pháp chuẩn độ trắc quang Chuẩn độ trắc quang phương pháp xác định nồng độ chất thuộc vào phương pháp định lượng thể tích, điểm tương đương xác định thay đổi mật độ... Các phương pháp phân tích định lượng dùng trắc quang 1.4.5.3 Phương pháp đường chuẩn Dùng đường chuẩn so sánh chất cần xác định, với dãy dung dịch chứa chất cần xác định có nồng độ khác biết xác. .. ứng 1.4 Tổng quan phƣơng pháp trắc quang 1.4.1 Khái niệm Phương pháp phân tích trắc quang phương pháp phân tích hóa lý sử dụng phổ biến phương pháp phân tích hóa lý Phương pháp có nhiều ưu điểm