NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN Trương Thu Hằng Nguyễn Trung Hiếu Trần Thị Hoa Vũ Thị Hoa MỤC LỤC A.Mở đầu………………………………………………………2 B.Tổng quan………………………………………………… I.Trạng thái tồn nitơ nước……………………… II.Nguyên nhân gây ô nhiễm………………………………… III.Tác hại ô nhiễm nitơ………………………………… IV.Các phương pháp xử lý nitơ nươc thải nay…….9 C.Các phương pháp xác định nitơ tổng……………………….12 I Lấy mẫu và bảo quản mẫu……… .12 II.Phương pháp sắc ký………………………………………….12 III.Phương pháp cực phổ……………………………………….13 VI.Phương pháp trắc quang……………………………………14 V.Xác định nitơ tổng theo phương pháp kendan…………… 18 D.Kết luận…………………………………………………… 22 A.MỞ ĐẦU Hiện môi trường trở thành vấn đề chung toàn nhân loại và giới quan tâm.Nằm khung cảnh chung toàn giới, đặc biệt là khu vực Châu Á-Thái Bình Dương, Châu Phi, môi trường Việt Nam xuống cấp ngày,nguy mất cân sinh thái.Có rất nhiều vấn đề rất quan tâm là cạn kiệt nguồn tài nguyên, phá rừng làm ảnh hưởng tới chất lượng sống và phát triển bền vững đất nước Hiện vấn đề ô nhiễm nước rất quan tâm.Trong trình sinh hoạt hàng ngày, tốc độ phát triển người vô tình làm ô nhiễm nguồn nước hóa chất, chất thải từ nhà máy, xí nghiệp Các đơn vị cá nhân sử dụng nước ngầm hình thức khoan giếng sau ngưng không sử dụng không bịt kín lỗ khoan lại làm cho nước bẩn chảy lẫn vào làm ô nhiễm nguồn nước ngầm Các nhà máy xí nghiệp xả khói bụi công nghiệp vào không khí làm ô nhiễm không khí, trời mưa, chất ô nhiễm này lẫn vào nước mưa góp phần làm ô nhiễm nguồn nước Hàm lượng Nitơ tổng nước là nguyên nhân gây ô nhiễm nước Việc nghiên cứu, tìm hiểu nitơ tổng đóng vai trò quan trọng từ ta tìm biện pháp xử lý để làm môi trường nước Xuất phát từ thực tế đó, nội dung bài tiểu luận chúng em là: “Xác định tổng lượng Nitơ nước ” Hy vọng với thông tin bài tiểu luận giúp người hiểu rõ thực trạng ô nhiễm Nitơ và từ đề biện pháp xử lý B.TỔNG QUAN I.Trạng thái tồn Nitơ nước Trong nước thải, hợp chất nitơ tồn dạng: hợp chất hữu cơ, amoni và hợp chất dạng ôxy hoá (nitrit và nitrat) Các hợp chất nitơ là chất dinh dưỡng, chúng vận động tự nhiên, chủ yếu nhờ trình sinh hoá Hợp chất hữu chứa nitơ là phần cấu thành phân tử protein là thành phần phân huỷ protein là peptid, axit amin, urê Hàm lượng amoniac (NH3) là lượng nitơ amôn (NH+4) nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp thực phẩm và số loại nước thải khác rất cao Trong nước thải sinh hoạt nitơ tồn dạng vô (65%) và hữu (35%) Nguồn nitơ chủ yếu là từ nước tiểu Mỗi người ngày xả vào hệ thống thoát nước 1,2 lít nước tiểu, tương đương với 12 g nitơ tổng số Trong số nitơ urê (N-CO(NH 2)2) là 0,7g, lại là loại nitơ khác Urê thường amoni hoá theo phương trình sau Trong mạng lưới thoát nước urê bị thuỷ phân: CO(NH2)2 + 2H2O = (NH4)2CO3 (1.2) Sau bị thối rữa: (NH4)2CO3 = 2NH3 + CO2 + H2O (1.3) Như NH3 là lượng nitơ amôn nước thải Trong điều kiện yếm khí amoniac hình thành từ nitrat trình khử nitrat vi khuẩn Denitrificans Lượng chất bẩn Nitơ amôn (N-NH4) người ngày xả vào hệ thống thoát nước: g/ng.ngày Trong thành phần nước thải sinh hoạt khu dân cư: Bảng Các tiêu trung bình hợp chất Nitơ nước thải sinh hoạt Chỉ tiêu Trung bình Tổng Nitơ, mg/l 40 - Nitơ hữu cơ, mg/l 15 - Nitơ Amoni, mg/l 25 - Nitơ Nitrit, mg/l 0,05 - Nitơ Nitrat, mg/l 0,2 Tổng Phốt pho, mg/l Nitrit (NO2-) là sản phẩm trung gian trình ôxy hoá amoniac nitơ amoni điều kiện hiếu khí nhờ loại vi khuẩn Nitrosomonas Sau nitrit hình thành tiếp tục vi khuẩn Nitrobacter ôxy hoá thành nitrat Các trình nitrit và nitrat hoá diễn theo phản ứng bậc I: • NH4+ kn NO2- km NO3- Trong đó: kn km số tốc độ nitrit nitrat hoá Các phương trình phản ứng trình nitrit và nitrat hoá biểu diễn sau: • NH4+ + 1,5O2 Nitrosomonas • NO2- + 0,5O2 Nitrobacter • NH4+ + 2O2 NO2- + H2O + 2H+ NO3- NO3- + H2O + 2H+ Quá trình nitrat hoá cần 4,57g ôxy cho 1g nitơ amôn Các loại vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter là loại vi khuẩn hiếu khí thích hợp với điều kiện nhiệt độ từ 2030oC Nitrit là hợp chất không bền, là sản phẩm trình khử nitrat điều kiện yếm khí Ngoài ra, nitrit có nguồn gốc từ nước thải trình công nghiệp điện hoá Trong trạng thái cân môi trường nước, nồng độ nitrit, nitrat thường rất thấp, thường nhỏ 0,02 mg/l Nếu nồng độ amoni, giá trị pH và nhiệt độ nước cao, trình nitrit hoá diễn thuận lợi, và nồng độ đạt đến giá trị lớn Trong trình xử lý nước, nitrit nước tăng lên đột ngột Nitrat (NO3-) là dạng hợp chất vô nitơ có hoá trị cao nhất và có nguồn gốc từ nước thải sinh hoạt nước thải số ngành công nghiệp thực phẩm, hoá chất, chứa lượng lớn hợp chất nitơ Khi vào sông hồ, chúng tiếp tục bị nitrat hoá, tạo thành nitrat Nitrat hoá là giai đoạn cuối trình khoáng hoá chất hữu chứa nitơ Nitrat nước thải chứng tỏ hoàn thiện công trình xử lý nước thải phương pháp sinh học Mặt khác, trình nitrat hoá tạo nên tích luỹ ôxy hợp chất nitơ trình ôxy hoá sinh hoá chất hữu tiếp theo, lượng ôxy hoà tan nước rất bị hết Khi thiếu ôxy và tồn nitrat hoá xảy trình ngược lại: tách ôxy khỏi nitrat và nitrit để sử dụng lại trình ôxy hoá chất hữu khác Quá trình này thực nhờ vi khuẩn phản nitrat hoá (vi khuẩn yếm khí tuỳ tiện) Trong điều kiện ôxy tự mà môi trường vẫn chất hữu cácbon, số loại vi khuẩn khử nitrat nitrit để lấy oxy cho trình ôxy hoá chất hữu Quá trình khử nitrat biểu diễn theo phương trình phản ứng sau đây: • 4NO3- + 4H+ + 5Chữu 5CO2 + 2N2 + 2H2O Trong trình phản nitrat hoá, 1g nitơ giải phóng 1,71g O (khử nitrit) và 2,85g O2 (khử nitrat) II.Nguyên nhân gây ô nhiễm Hợp chất Nitơ tìm thấy nước thải hay thải trực tiếp vào nguồn nước mặt phát sinh từ: • Thất thoát từ phân bón có đất • Nước thải sinh hoạt, chất thải từ người và động vật • Các hóa chất tẩy rửa và làm • Nước thải công nghiệp thực phẩm: Chế biến sữa, rau quả, đồ hộp, chế biến thịt, sản xuất bia, rượu, thuộc da Việc sử dụng nitơ toàn giới, loại phân bón quan trọng nông nghiệp đại – phân đạm, nhóm nhà nghiên cứu cảnh báo việc sử dụng mức nitơ giới công nghiệp hóa là nguyên nhân hàng đầu ô nhiễm hồ, sông, suối III.Tác hại ô nhiễm Nitơ 1) Tác hại Nitơ sức khỏe cộng đồng Trên bình diện sức khoẻ Nitơ tồn nước thải gây nên hiệu ứng môi trường Sự có mặt Nitơ nước thải gây nhiều ảnh hưởng xấu đến hệ sinh thái và sức khoẻ cộng đồng Khi nước thải có nhiều Amôniăc gây độc cho cá và hệ động vật thuỷ sinh, làm giảm lượng ôxy hoà tan nước Khi hàm lượng nitơ nước cao cộng thêm hàm lượng phôtpho gây phú dưỡng nguồn tiếp nhận làm nước có màu và mùi khó chịu đặc biệt là lượng ôxy hoà tan nước giảm mạnh gây ngạt cho cá và hệ sinh vật hồ Khi xử lý nitơ nước thải không tốt, để hợp chất nitơ vào chuỗi thức ăn hay nước cấp gây nên số bệnh nguy hiểm Nitrat tạo chứng thiếu Vitamin và kết hợp với amin để tạo thành nitrosamin là nguyên nhân gây ung thư người cao tuổi Trẻ sơ sinh đặc biệt nhạy cảm với nitrat lọt vào sữa mẹ, qua nước dùng để pha sữa Khi lọt vào thể, nitrat chuyển hóa thành nitrit nhờ vi khuẩn đường ruột Ion nitrit nguy hiểm nitrat sức khỏe người Khi tác dụng với amin hay alkyl cacbonat thể người chúng tạo thành hợp chất chứa nitơ gây ung thư Trong thể Nitrit ôxy hoá sắt II ngăn cản trình hình thành Hb làm giảm lượng ôxy máu gây ngạt, nôn, nồng độ cao dẫn đến tử vong 2) Tác hại ô nhiễm Nitơ môi trường Nitơ nước thải cao, chảy vào sông, hồ làm tăng hàm lượng chất dinh dưỡng Do gây phát triển mạnh mẽ loại thực vật phù du rêu, tảo gây tình trạng thiếu oxy nước, phá vỡ chuỗi thức ăn, giảm chất lượng nước, phá hoại môi trường thủy vực, sản sinh nhiều chất độc nước NH 4+, H2S, CO2, CH4 tiêu diệt nhiều loại sinh vật có ích nước Hiện tượng gọi là phú dưỡng nguồn nước Hiện nay, phú dưỡng thường gặp hồ đô thị, sông và kênh dẫn nước thải Đặc biệt là khu vực Hà Nội, sông Sét, sông Lừ, sông Tô Lịch có màu xanh đen đen, có mùi hôi thối thoát khí H 2S Hiện tượng này tác động tiêu cực tới hoạt động sống dân cư đô thị, làm biến đổi hệ sinh thái nước hồ, tăng thêm mức độ ô nhiễm không khí khu dân cư Hình Qúa trình phú dưỡng thủy vực nước mặt 3) Tác hại Nitơ trình xử lý nước Sự có mặt Nitơ gây cản trở cho trình xử lý làm giảm hiệu làm việc công trình Mặt khác kết hợp với loại hoá chất xử lý để tạo phức hữu gây độc cho người Một nghiên cứu cho thấy tác động ô nhiễm nitơ sức khỏe người và môi trường khiến châu Âu tổn thất từ 70 đến 320 tỉ euro năm Theo nghiên cứu tiến hành 200 chuyên gia thuộc 21 nước và 89 tổ chức, mức thiệt hại nói nhiều gấp đôi lợi ích mà hợp chất nitơ mang lại cho ngành nông nghiệp châu lục này Ông Mark Sutton, chuyên gia Viện Sinh thái học và Thủy học Anh và là người đứng đầu nghiên cứu, cho hãng tin AP biết: “Gần phân nửa dân số giới phụ thuộc vào loại phân bón nitơ tổng hợp để có lương thực cần có biện pháp để giảm tác hại ô nhiễm nitơ” IV.Các phương pháp xử lý Nitơ nước thải Đã có nhiều phương pháp nhiều công trình xử lý nitơ nước thải nghiên cứu và đưa vào vận hành có phương pháp hoá học, sinh học, vật lý v v Nhưng phần lớn chúng chưa đưa mô hình xử lý nitơ chuẩn để áp dụng phạm vi rộng Dưới là bảng phân tích cách tổng quan nhất dạng và hiệu suất làm việc phương pháp xử lý nitơ nước thải nghiên cứu và ứng dụng Bảng Các phương pháp xử lý nitơ nước thải Các phương pháp xử lý Hiệu suất xử lý nitơ ( % ) Nitơ dạng NH3 - hữu Xử lý thông thường Bậc I 10-20% NH4+ Bậc II < 10% 15-50% Hiệu suất NO3- xử lý % Hiệu 5-10% suất thấp 10-30% Xử lý phương pháp sinh học Vi khuẩn hấp thụ Nitơ Quá trình khử nitrat Thu hoạch tảo 40-70% 0 Hiệu thấp 80-90% Chủ yếu chuyển hoá Thu hoạch Thu thành NH3- sinh khối NH4+ Quá trình nitrat Xử lý có giói Chuyển hoá hoá Hồ ôxyhóa hạn Chủ yếu chuyển hoá thành thành nitrat NH3- NH4+ Xử lý suất trình làm thoáng 70-95% hoạch sinh khối Tách 30-70% 50-80% 5-20% trình nitrat và khử 20-90% nitrat Các phương pháp hoá học Châm clo Kém ổn định Đông tụ hoá học 50-70% Cacbon dính bám 30-50% Trao đổi iôn có Hiệu 90-100% Hiệu suất Hiệu suất thấp Hiệu suất thấp suất 80-97% 10 thấp suất Hiệu thấp 80-95% 20-30% 10-20% 70-95% chọn lọc với thấp,kém ổn Amôni định Trao đổi iôn có Hiệu chọn lọc với thấp Nitrat Các phương pháp vật lý 30-95% Lọc suất Hiệu thấp N dạng cặn hữu 60-90% 75-90% Hiệu suất Hiệu thấp thấp Làm thoáng 60-95% Kết tủa đện 100% N dạng 30-50% cực cặn hữu Thẩm thấu ngược suất 60-90% 70-90% suất 20-40% 50-90% 30-50% 40-50% 60-90% 80-90% Qua bảng phân tích và đánh giá hiệu xử lý nitơ, ta thấy việc xử lý nitơ phương pháp sinh học cho hiệu rất cao Cùng với việc ứng dụng phương pháp sinh học để khử nitơ nước thải, ta lưu ý đến phương pháp khác như: hóa học (châm clo), vật lý (thổi khí), trao đổi ion Theo thống kê nhà máy ứng dụng công nghệ để xử lý nitơ chi có 6/1200 nhà máy là sử dụng biện pháp thổi khí, 8/1200 nhà máy sử dụng biện pháp châm clo và nhất có nhà máy là sử dụng biện pháp trao đổi ion Sở dĩ biện pháp này dùng là chi phí đầu tư lớn, thêm vào là phức tạp trình vận hành và bảo dưỡng C.CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NITƠ TỔNG Có nhiều phương pháp xác định tổng nitơ như: Phương pháp thể tích, phân tích khối lượng, sắc ký ion, sắc ký lỏng, cực phổ, trắc quang Tuy nhiên, phương pháp thể tích, phân tích khối lượng áp dụng cho đối tượng có hàm lượng nitơ lớn, độ nhạy thấp Ở xin đề cập đến phương pháp xác định nitơ với hàm lượng nhỏ I Lấy mẫu mẫu 11 Lấy mẫu vào bình polyetylen thuỷ tinh Mẫu lấy xong cần phân tích càng sớm càng tốt, lưu giữ cần để - 50C Axit hoá mẫu axit sunfuric đến pH < giúp cho lưu giữ mẫu tốt, phải tránh để mẫu axít hoá hấp thụ amoniac từ không khí II.Phương pháp sắc ký 1.Phương pháp sắc ký lỏng Trong môi trường axit, nitrite kết hợp với 2,3-diaminonaphthalene (DAN) thành 2,3-naphthotriazole (NAT) có khả huỳnh quang Chất này tách cột pha đảo C8 5µm, dung dịch rửa giải là hỗn hợp đệm natri photphat 15mM (pH 7,5) và methanol 50:50, tốc độ dòng 13 ml/phút Hợp chất NAT phát xạ huỳnh quang bước sóng 375nm và hấp thụ huỳnh quang bước sóng 415nm Thời gian lưu là 4,4 phút Khoảng tuyến tính nồng độ nitrite là 12,5 – 2000 nM, giới hạn phát nito là 0,46 ppm Việc xác định nitrite phương pháp sắc ký lỏng ngoài việc đùng đầu dò huỳnh quang dùng đầu dò UV – VIS đầu dò độ dẫn Tuy nhiên, phương pháp này gặp nhiều cản nhiễu nhất là clo và amin mà nước nuôi tôm hàm lượng yếu tố này nhiều 2.Phương pháp sắc ký ion Mẫu sau xử lý xong cho thêm vào dung dịch kali hexaxyanoferat (II) K4[Fe(CN)6] và dung dịch kẽm axetat Lọc dung dịch mẫu này, sau bơm vào máy sắc ký Pha động là dung dịch natri cacbonat/ natri hidrocacbonat Để định tính nitrite, so sánh thời gian lưu mẫu với thời gian lưu chuẩn Diện tích ( chiều cao) pic tỷ lệ với nồng độ nitrite Vì vậy, để xác định hàm lượng nitrite mẫu, lập đường chuẩn nitrite theo thời gian lưu chuẩn hoá Dựa vào đường chuẩn tính hàm lượng nitrite tong mẫu 12 c.Ưu điểm và nhược điểm *Ưu điểm: - Có độ nhạy tương đối cao - Thể tích mẫu bơm vào cột *Nhược điểm: - Phương pháp này gặp nhiều cản nhiễu nhất là ion Cl - nên dùng cho mẫu nước III Phương pháp cực phổ Nitrite là anion có hoạt tính cực phổ Khi xác định nitrite phương pháp cực phổ dùng LaCl3 2% và BaCl2 2% nitrite cho sóng cực phổ 1,2 V so với anot thủy ngân Nếu dùng là hỗn hợp đệm citrate 2M có pH = 2,5 giới hạn phát là 0,225 ppm NO2Nếu dùng là hỗn hợp KCl 0,2M + SCN- 0,04M + Co2+ 2.10-4M pH = 1-2 cho pic cực phổ xung vi phân rất rõ có mặt ion NO 2- Pic xuất -0,5V (so với điện cực calomen bão hòa) và chiều cao pic tỉ lệ với nồng độ ion NO2- Có thể xác định NO2- cách chuyển thành diphenyl nitrosamin Phản ứng tiến hành môi trường axit Khi xác định NO 2- mẫu người ta thêm 5ml dung dịch (gồm 4,86g KSCN và 17,2ml HClO 70% lít nước cất), 1,25ml diphenylamin và 20ml mẫu Điều chỉnh pH từ 1-2 axit HClO4 cần Đuổi không khí dòng khí nitơ, sau ghi phổ xung vi phân từ -0,2 – 0,8V Thế đỉnh pic xuất -0,52V Tuy nhiên, phương pháp này sử dụng anot thủy ngân – là kim loại có độc tính rất cao VI Phương pháp trắc quang 13 Nitrite xác định phương pháp trắc quang dựa sở hình thành hợp chất màu azo Nitrite phản ứng với amin thơm bậc môi trường axit tạo thành muối diazo giai đoạn trung gian, muối này tác dụng với hợp chất amin hay hydroxyl tạo thành hợp chất màu azo tương ứng, thích hợp cho phương pháp trắc quang *Với thuốc thử Griess - Nguyên tắc : Trong môi trường axit yếu (pH = 2-2,5) ion nitrite NO2- phản ứng với thuốc thử Griess A (axit sulfanilic) sinh hợp chất diazo và sau kết hợp với thuốc thử Griess B (α-naphthylamin) sinh hợp chất màu diazo naphthyl- amino azobenzene sulfonic hấp thụ quang cực đại λ= 520 nm Phương pháp này có độ chọn lọc cao, bị cản trở chất Tuy nhiên, việc xác định nitrite bị ảnh hưởng bởi: cloramin, clo, thiosulfate, natri polyphosphate và sắt(III) *Với thuốc thử disunfophenic axit - Nguyên tắc : Trong môi trường axit yếu ta oxy hóa ion NO 2- thành NO3và sau cho phản ứng với thuốc thử axit disulfophenic để tạo thành hợp 14 chất nitrophenol, sau kiềm hóa dung dịch NH tạo thành hợp chất màu vàng hấp thu bước sóng λ= 410 nm C6H3(HSO3)2OH + HNO3 = C6H2(OH)(NO2)3 + 2H2SO4 + 2H2O C6H2(OH)(NO3)3 + NH3 = C6H2(NO2)2ONH4 (Phức màu vàng) Đo mật độ quang dãy mẫu chuẩn và mẫu bước sóng λ từ xác định hàm lượng nitrite mẫu *Với thuốc thử sulfuanilamide N-(1-naphthyl)-1,2-diamonietan dihidroclorua - Nguyên tắc: Phản ứng nitrite mẫu với thuốc thử sulfanilamide với có mặt axit photphoric pH = 1,9 để tạo muối diazo mà muối này tạo thuốc nhuộm màu hồng với N-(1-naphthyl)-1,2-diamonietan dihidroclorua Đo mật độ quang bước sóng λ = 540nm 15 *Với thuốc thử dapsone α – naphthol 4-[(4-aminobenzene) sulfonyl] aniline (dapsone, viết tắt là DAP) là amin thơm.Trong môi trường axit clohydric, DAP phản ứng với nitrite tạo ion diazo DAP có nhóm –NH2, ion điazoni hình thành có nhóm N ≡ N+ Ion diazo này ghép cặp với α- naphthol tạo hợp chất màu hấp thụ cực đại bước sóng λ=538 nm Đo độ hấp thu dung dịch mẫu thử bước sóng này để xác định nồng độ nitrite Hợp chất màu hấp thụ cực đại λ=538 nm 16 Trong phương pháp xác định nitrite trắc quang là phương pháp có độ nhạy tương đối cao, dễ thực và phù hợp với phòng phân tích môi trường Hơn nữa, dapsone và α – naphthol là hóa chất có giá thành tương đối rẻ Vì vậy, đề tài này trọng đến việc xác định nitrite phương pháp trắc quang sử dụng thuốc thử dapsone và α – naphthol Việc nghiên cứu xác định nitrite phương pháp trắc quang sử dụng thuốc thử dapsone và α – naphthol tiến hành theo trình tự sau để tìm diều kiện tối ưu: -Khảo sát bước sóng tối ưu -Khảo sát thể tích HCl 2M tối ưu -Khảo sát thời gian diazo hóa -Thời gian ghép cặp ion điazoni và α – naphthol -Khảo sát độ bền hợp chất màu -Khảo sát thể tích DAP tối ưu -Khảo sát thể tích α – naphthol tối ưu -Khoảng nồng độ nitrite tuân theo định luật Lambert – Beer -Giới hạn phát (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) -Khảo sát định lượng chất cản nhiễu Nhằm kiểm chứng lại điều kiện tối ưu theo quy trình trên, sử dụng phần mềm Statgraphics Centurion để quy hoạch thực nghiệm và tối ưu yếu tố thực nghiệm Từ điều kiện tối ưu khảo sát được, tiến hành phân tích hàm lượng nitrite mẫu nước nuôi trồng thủy sản Kết phân tích này so sánh với kết qua phân tích theo TCVN 6178: 1996 [12] để đánh 17 giá tính đồng nhất thống kê phương pháp V: Xác định nitơ tổng số theo phương pháp Kenđan(Kjeldahl) 5.1 Nguyên tắc + Điều chỉnh môi trường pH khoảng 6-7 +Mẫu vô hoá H2SO4 (đđ) nhiệt độ cao và có chất xúc tác Các phản ứng trình vô hoá mẫu xảy sau: 2H2SO4 = H2O + 2SO2 + O2 Oxy tạo thành phản ứng lại oxy hoá nguyên tố khác Các phân tử chứa nitơ tác dụng H2SO4 tạo thành NH3 và sau NH3 kết hợp với axit H2SO4 dư tạo thành (NH4)2SO4 tan dung dịch 2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 Đuổi amoniac khỏi dung dịch NaOH (NH4)2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + H2O + 2NH3 NH3 bay với nước sang bình hứng Bình hứng có chứa H 2SO4 NH3 bay tác dụng với H2SO4 theo phản ứng: 2NH3 + H2SO4= (NH4)2 SO4 Lượng H2SO4 xác định thông qua việc chuẩn độ NaOH 0.1N dung dịch chuyển sang màu hồng nhạt bền 30 giây số mg/l N = 0.014((NV)H+-(NV)OH-) -6 Vmẫu 10 %Nitơ tổng số tính theo công thức sau: Trong đó: 18 ( mg/l) 0.014 : mili đương lượng gam nitơ VH+ : là thể tích acid 0.1N cho vào, ml V(OH)- : là thể tích NaOH 0.1N tiêu tốn, ml NH+ : nồng độ đương lượng acid H2SO4 tiêu chuẩn cho vào N (OH)- : nồng độ đương lượng dung địch NaOH tiêu chuẩn chuẩn độ lượng H2SO4 dư sau hấp thụ NH3 Vmẫu : thể tích mẫu xác định,ml 5.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến kết phân tích +Nồng độ NaOH 0.1N không đảm bảo xác + Lấy mẫu không đại diện 5.3 Hoá chất dụng cụ 5.3.1 Thiết bị: - Hệ thống chưng cất dạm Kjeldahl - Các thiết bị phòng thí nghiệm 5.3.2 Hoá chất: - Hỗn hợp K2SO4 và CuSO4 theo tỷ (1 : 4), (50g CuSO4 với 200g K2SO4 nghiền trộn cối sứ cho vào lọ dùng dần) - NaOH 40% ( cân 40g NaOH khan pha với 1lít nước cất) - H2SO4 đậm đặc - H2SO4 0.1N, hút xác 2.775ml acid H 2SO4 (đậm đặc) ( 95 - 98)% pha 19 với nước cất để nguội định mức lít - NaOH 0.1N, cân xác 4.1666g NaOH khan tinh khiết hoá học hoà tan nước cất để nguội định mức lít Thiết lập lại nồng độ NaOH acid oxalic 0.1N pha ống chuẩn theo thị PP - Chất thị màu PP, 25mg pha với 100ml cồn 900 5.4 Quy Trình +Bước -Hút V ml mẫu cho vào ống Kjeldahl -Cho 0.5g hỗn hợp xúc tác K2SO4 và CuSO4 theo tỉ lệ (4 : 1) -Dùng pipet hút 10ml H2SO4 đậm đặc (d = 1.84) cho vào ống vô hoá mẫu có chứa hỗn hợp -Lắp ống vào hệ thống vô hoá mẫu -Việc vô hoá mẫu hoàn toàn toàn dung dịch ống vô hoá mẫu ngừng thoát khói trắng dung dịch có màu xanh suốt +Bước 2: Chưng cất mẫu -Lắp ống vô hoá mẫu vào chưng cất, lắp bình hứng chứa 10ml H2SO4 0.1N và giọt dung dịch thị PP -Quá trình chưng cất tiến hành khoảng 30 phút toàn khí NH chuyển sang bình hứng 20 -Khi NH3 cất hoàn toàn, hạ bình hứng xuống, dùng tia nước cất nhỏ tráng axit dính đầu ống làm lạnh +Bước 3: chuẩn độ và áp dụng công thức tính suy % N tổng Vậy ta đã xác định hàm lượng Nitơ tổng nước D.KẾT LUẬN Qua việc nghiên cứu đề tài: xác định hàm lượng Nitơ tổng nước, giúp em có hiểu biết cách phân tích tiêu biết cách sử dụng hệ thống chưng cất đạm phương pháp kejldahl, đồng thời đánh giá mức độ ô nhiễm nitơ nước Từ có đưa biện pháp để xử lý, cải tạo giảm thiếu ô nhiễm nitơ nước Trong trình nghiên cứu, hướng dẫn giáo viên hướng dẫn chúng em hoàn thành đề tài Do thời gian có hạn kiến thức hạn hẹp nên báo cáo em nhiều thiếu sót, mong cô thông cảm Em xin chân thành cảm ơn! 21 [...]... và áp dụng công thức tính suy ra % N tổng Vậy ta đã xác định được hàm lượng Nitơ tổng trong nước D.KẾT LUẬN Qua việc nghiên cứu đề tài: xác định hàm lượng Nitơ tổng trong nước, đã giúp em có những hiểu biết về cách phân tích chỉ tiêu này và biết cách sử dụng hệ thống chưng cất đạm bằng phương pháp kejldahl, đồng thời đánh giá được mức độ ô nhiễm của nitơ trong nước Từ đó có đưa ra những biện pháp... tạp trong quá trình vận hành và bảo dưỡng C.CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NITƠ TỔNG Có nhiều phương pháp xác định tổng nitơ như: Phương pháp thể tích, phân tích khối lượng, sắc ký ion, sắc ký lỏng, cực phổ, trắc quang Tuy nhiên, phương pháp thể tích, phân tích khối lượng chỉ áp dụng cho những đối tượng có hàm lượng nitơ lớn, độ nhạy thấp Ở đây chúng tôi xin đề cập đến những phương pháp xác định nitơ. .. Vmẫu 10 %Nitơ tổng số tính theo công thức sau: Trong đó: 18 ( mg/l) 0.014 : là mili đương lượng gam của nitơ VH+ : là thể tích acid 0.1N cho vào, ml V(OH)- : là thể tích NaOH 0.1N tiêu tốn, ml NH+ : nồng độ đương lượng của acid H2SO4 tiêu chuẩn cho vào N (OH)- : nồng độ đương lượng của dung địch NaOH tiêu chuẩn chuẩn độ lượng H2SO4 dư sau khi hấp thụ NH3 Vmẫu : là thể tích mẫu xác định, ml 5.2... với nồng độ của ion NO2- Có thể xác định NO2- bằng cách chuyển nó thành diphenyl nitrosamin Phản ứng được tiến hành trong môi trường axit Khi xác định NO 2- trong mẫu người ta thêm 5ml dung dịch nền (gồm 4,86g KSCN và 17,2ml HClO 4 70% trong một lít nước cất), 1,25ml diphenylamin và 20ml mẫu Điều chỉnh pH từ 1-2 bằng axit HClO4 nếu cần Đuổi không khí bằng dòng khí nitơ, sau đó ghi phổ xung vi phân... theo định luật Lambert – Beer -Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) -Khảo sát định lượng của các chất cản nhiễu Nhằm kiểm chứng lại các điều kiện tối ưu theo quy trình trên, chúng tôi sử dụng phần mềm Statgraphics Centurion để quy hoạch thực nghiệm và tối ưu các yếu tố thực nghiệm Từ điều kiện tối ưu khảo sát được, chúng tôi tiến hành phân tích hàm lượng nitrite trong mẫu nước. .. thống kê giữa 2 phương pháp V: Xác định nitơ tổng số theo phương pháp Kenđan(Kjeldahl) 5.1 Nguyên tắc + Điều chỉnh môi trường pH khoảng 6-7 +Mẫu được vô cơ hoá bằng H2SO4 (đđ) ở nhiệt độ cao và có chất xúc tác Các phản ứng của quá trình vô cơ hoá mẫu xảy ra như sau: 2H2SO4 = 2 H2O + 2SO2 + O2 Oxy tạo thành trong phản ứng lại oxy hoá các nguyên tố khác Các phân tử chứa nitơ dưới tác dụng của H2SO4... (NH4)2SO4 tan trong dung dịch 2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 Đuổi amoniac ra khỏi dung dịch bằng NaOH (NH4)2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + H2O + 2NH3 NH3 bay ra cùng với nước sang bình hứng Bình hứng có chứa H 2SO4 do đó NH3 bay ra sẽ tác dụng ngay với H2SO4 theo phản ứng: 2NH3 + H2SO4= (NH4)2 SO4 Lượng H2SO4 được xác định thông qua việc chuẩn độ bằng NaOH 0.1N cho đến khi dung dịch chuyển sang màu hồng nhạt bền trong. .. phương pháp xác định nitrite thì trắc quang là phương pháp có độ nhạy tương đối cao, dễ thực hiện và phù hợp với các phòng phân tích môi trường Hơn nữa, dapsone và α – naphthol là những hóa chất có giá thành tương đối rẻ Vì vậy, trong đề tài này chúng tôi chú trọng đến việc xác định nitrite bằng phương pháp trắc quang sử dụng thuốc thử dapsone và α – naphthol Việc nghiên cứu xác định nitrite... cất) - H2SO4 đậm đặc - H2SO4 0.1N, hút chính xác 2.775ml acid H 2SO4 (đậm đặc) ( 95 - 98)% pha 19 với nước cất để nguội định mức 1 lít - NaOH 0.1N, cân chính xác 4.1666g NaOH khan tinh khiết hoá học hoà tan bằng nước cất để nguội định mức 1 lít Thiết lập lại nồng độ NaOH bằng acid oxalic 0.1N pha trong ống chuẩn theo chỉ thị PP - Chất chỉ thị màu PP, 25mg pha với 100ml cồn 900 5.4 Quy Trình +Bước... động là dung dịch natri cacbonat/ natri hidrocacbonat Để định tính nitrite, so sánh thời gian lưu của mẫu với thời gian lưu chuẩn Diện tích ( hoặc chiều cao) pic tỷ lệ với nồng độ nitrite Vì vậy, để xác định hàm lượng nitrite trong mẫu, chúng ta lập đường chuẩn nitrite theo đúng thời gian lưu đã chuẩn hoá Dựa vào đường chuẩn tính được hàm lượng nitrite tong mẫu 12 c.Ưu điểm và nhược điểm *Ưu