Phương pháp phân tích các chỉ tiêu môi trường

BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ & QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG

PHÖÔNG PHAÙP PHAÂN TÍCH CAÙC CHÆ TIEÂU MOÂI TRÖÔØNG

ThS. ÑINH HAÛI HAØ

TP.HOÀ CHÍ MINH, thaùng 02 naêm 2009 (Cập nhật lần 3)

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

LÔØI NOÙI ÑAÀU

Kinh teá caøng phaùt trieån keùo theo oâ nhieãm moâi tröôøng ngaøy caøng nhieàu. Neáu nhö chuùng ta khoâng coù nhöõng chính saùch phaùt trieån beàn vöõng – phaùt trieån kinh teá ñi ñoâi vôùi baûo veä moâi tröôøng thì theá heä töông lai cuûa chuùng ta seõ phaûi gaùnh chòu nhöõng haäu quaû naëng neà nhö thieân tai, luõ luït do thay ñoåi khí haäu toaøn caàu, caùc caên beänh ung thö ngaøy caøng nhieàu do caùc chaát thaûi ñoäc haïi ñöôïc thaûi ra moâi tröôøng moät caùch tuøy tieän, söï suy giaûm taàng ozon... Hieän nay coù raát nhieàu nhaø maùy, khu coâng nghieäp haøng ngaøy thaûi ra moâi tröôøng haøng traêm khoái nöôùc thaûi gaây oâ nhieãm moâi tröôøng. Nhaèm ñaùnh giaù möùc ñoä oâ nhieãm do caùc hoaït ñoäng naøy gaây neân töø ñoù ñöa ra höôùng xöû lyù thích hôïp, saùch Phöông Phaùp Phaân Tích Caùc Chæ Tieâu Moâi Tröôøng cung caáp caùc kieán thöùc cho ngöôøi kyõ sö moâi tröôøng khaû naêng ñaùnh giaù chaát löôïng nguoàn nöôùc vaø ñaát taïi khu vöïc ñoù.

Ngoaøi ra saùch Phöông Phaùp Phaân Tích Caùc Chæ Tieâu Moâi Tröôøng coøn coù theå söû duïng cho moân hoïc Thöïc Haønh Hoùa Kyõ Thuaät Moâi Tröôøng vaø Thöïc Haønh Moâi Tröôøng Ñaát duøng cho sinh vieân thuoäc caùc chuyeân ngaønh nhö Coâng ngheä Moâi tröôøng, Quaûn lyù Moâi tröôøng, Khoa hoïc Moâi tröôøng trong caùc tröôøng Cao ñaúng vaø Ñaïi hoïc trong caû nöôùc cuõng nhö cho caùc caùn boä thuoäc caùc trung taâm nghieân cöùu, phaân tích chaát löôïng nöôùc vaø ñaát, caùc phoøng thí nghieäm cuûa caùc khu coâng nghieäp…

Sách này có thể tải tại www.ebook.edu.vn

Raát mong nhaän ñöôïc yù kieán ñoùng goùp ñeå laàn xuaát baûn sau ñöôïc hoaøn thieän hôn. Moïi yù kieán ñoùng goùp xin göûi veà ñòa chæ haihak6@yahoo.com

Xin chaân thaønh caûm ôn.

Taùc giaû

-2-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

MUÏC LUÏC

Chöông 1: Môû ñaàu......................................................................................................... 5 Baøi 1: Laáy maãu vaø baûo quaûn maãu ................................................................................ 5 Baøi 2: Dung dòch chuaån............................................................................................... 16

Chöông 2: Phaân tích caùc thoâng soá vaät lyù.................................................................... 22 Baøi 3: pH, EC, ñoä maën ................................................................................................ 22 Baøi 4: Chaát raén ............................................................................................................ 23 Baøi 5: Ñoä ñuïc............................................................................................................... 25 Baøi 6: Ñoä maøu ............................................................................................................. 26

Chöông 3: Phaân tích caùc thoâng soá theå tích ................................................................. 28 Baøi 7: Chloride ............................................................................................................ 28 Baøi 8: Ñoä acid.............................................................................................................. 30 Baøi 9: Ñoä kieàm ............................................................................................................ 32 Baøi 10: Ñoä cöùng toång coäng ......................................................................................... 34 Baøi 11: Ñoä cöùng calci.................................................................................................. 38 Baøi 12: Nitrogen – organic.......................................................................................... 39

Chöông 4: Phaân tích caùc thoâng soá traéc quang ............................................................ 42 Baøi 13: Saét ................................................................................................................... 42 -) ............................................................................ 45 Baøi 14: Nitrogen – nitrite (N-NO2 -) .................................................................................. 48 Baøi 15: Nitrogen-nitrate (NO3 Baøi 16: Nitrogen – ammonia (NH3) ............................................................................ 50 Baøi 17: Phosphate........................................................................................................ 54 Baøi 18: Sunfat .............................................................................................................. 57 Baøi 19: Mangan ........................................................................................................... 59 Baøi 20: Chlorine –Cl2 .................................................................................................. 61

Chöông 5: Phaân tích caùc thoâng soá sinh hoaù................................................................ 62 Baøi 21: Oxi hoøa tan (DO) ........................................................................................... 62 Baøi 22: Nhu caàu oxy sinh hoïc (biological oxygen demand – BOD) ......................... 65 Baøi 23: Nhu caàu oxi hoùa hoïc (chemical oxygen demand – COD) ............................ 68

Chöông 6: Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng ñaát ................................ 71 Baøi 24: Chuaån bò maãu ñaát ........................................................................................... 71 Baøi 25: Xaùc ñònh tæ troïng, dung troïng vaø ñoä xoáp ñaát ................................................. 72 Baøi 26: Phaân tích haït keát ñaát ...................................................................................... 74 Baøi 27: Độ chua của đất .............................................................................................. 78 Baøi 28: Phaân tích toång soá muoái tan, clo...................................................................... 81 Baøi 29: Phaân tích muøn trong ñaát ................................................................................. 82

-3-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

Baøi 30: Phaân tích N toång soá trong ñaát ........................................................................ 86 Baøi 31: Phaân tích Si, R2O3 trong ñaát ........................................................................... 89 Baøi 32: Phaân tích Al3+ trao ñoåi trong ñaát.................................................................... 95 Baøi 33: Xaùc ñònh caùc daïng toàn taïi cuûa saét trong ñaát.................................................. 97 Baøi 34: Xaùc ñònh pH ñaát.............................................................................................. 99 Baøi 35: Phaân tích CaO, MgO trong ñaát .................................................................... 102

Chöông 7: Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng khí .............................. 106 Baøi 36: Xaùc ñònh acid HCl - phöông phaùp haáp thuï baèng nöôùc caát ......................... 106 Baøi 37: Xaùc ñònh CO2 - phöông phaùp haáp thuï CO2 baèng Ba(OH)2.......................... 107 Baøi 38: Xaùc ñònh sunfur dioxit (SO2)........................................................................ 109 Baøi 39: Xaùc ñònh Dioxyt nitô (NO2) ......................................................................... 111 Baøi 40: Xaùc ñònh Ammoniac..................................................................................... 114 Baøi 41: Xaùc ñònh Hydrosunfua ................................................................................. 116

-4-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

CHÖÔNG 1: MÔÛ ÑAÀU BAØI 1: LAÁY MAÃU VAØ BAÛO QUAÛN MAÃU

1.1 Giôùi thieäu chung ÖÙng vôùi nhu caàu cuûa xaõ hoäi ngaøy caøng ñoøi hoûi chaát löôïng phaân tích caøng cao vaø yeâu caàu cuûa khaùch haøng cuõng ngaøy caøng ña daïng, kieåm soaùt vaø baûo ñaûm chaát löôïng cuûa pheùp phaân tích QAQC (Quanlity Assurance and Quanlity Control) laø nhaèm muïc ñích taêng ñoä tin caäy cuûa khaùch haøng ñoái vôùi keát quaû cuûa pheùp phaân tích. Chính vì vaäy maø yeâu caàu veà chaát löôïng cuûa pheùp phaân tích ñaët ra haøng ñaàu. Muïc ñích cuûa pheùp phaân tích laø tìm ra moät caùch ñònh tính vaø ñònh löôïng thaønh phaàn cuûa caùc chaát coù trong moâi tröôøng. Trong phaân tích moâi tröôøng coù moät soá muïc tieâu cuï theå:

 Để chuẩn bị một ngân hàng dữ liệu nhằm xác định xu hướng sự biến đổi một hợp chất nào đó trong môi trường

 Xác định chính xác thành phần và nồng độ của một mẫu môi trường nào đó nhằm đưa ra giải pháp công nghệ và xử lý nó

Với đà phát triển này thì hàng loạt các máy móc, thiết bị phân tích kỹ thuật cao ra đời góp phần tăng độ chính xác của một phép phân tích. Tuy nhiên sai số của một phép phân tích có thể đến từ nhiều nguồn: lấy mẫu, vận chuyển và bảo quản mẫu, chọn lựa phương pháp phân tích, bản thân người phân tích, không hiệu chỉnh thiết bị hợp lý, xử lý và báo cáo số liệu không chính xác.

1.2 Laáy maãu, vaän chuyeån vaø baûo quaûn maãu Chaát löôïng cuûa moät pheùp phaân tích phuï thuoäc raát nhieàu vaøo quy trình laáy maãu. Theo thoáng keâ coù tôùi 66% sai soá cuûa keát quaû phaân tích ñeán töø vieäc laáy maãu sai. Ñoä tin caäy cuûa moät keát quaû phaân tích phuï thuoäc vaøo chieán löôïc laáy maãu, keá hoaïch laáy maãu vaø sô ñoà laáy maãu. Trong phaân tích moâi tröôøng ngöôøi ta phaân bieät laøm 4 loaïi maãu, öùng vôùi moãi loaïi seõ coù sô ñoà laáy maãu töông öùng (cid:61692) Loaïi 1: maãu ñaïi dieän (Representative) laø loaïi maãu mang nhieàu tính chaát. Ñeå baûo ñaûm ñöôïc tính ñaïi dieän cuûa maãu moâi tröôøng ngöôøi ta phaûi xem xeùt traïng thaùi toàn taïi cuûa maãu ngoaøi moâi tröôøng ñoù Ví duï: maãu ñoàng theå (nöôùc soâng, hoà…) Maãu dò theå (chaát thaûi raén) Maãu tónh (nöôùc trong ao, hoà) Maãu ñoäng (nöôùc soâng, bieån)

(cid:61692) Loaïi 2: maãu choïn löïa (Selective) hoaøn toaøn phuïc thuoäc vaøo keá hoaïch laáy maãu. Chuùng ta choïn löïa maãu sao cho thoûa maõn moät tính chaát thích hôïp naøo ñoù maø chuùng ta döï ñònh vaø boû qua caùc chi tieát khaùc

(cid:61692) Loaïi 3: maãu baát kyø (Random) khi tính ñaïi dieän khoâng ñaûm baûo, laáy baát kyø nhöng

phaûi xem xeùt cho thoûa maõn moät soá tieâu chí, nhu caàu ñeà ra.

(cid:61692) Loaïi 4: maãu hoãn hôïp (Composite) hay coøn goïi laø maãu troän (mixed)

-5-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

1.2.1 Thôøi gian löu maãu Là khoảng thời gian cực đại từ thời điểm lấy mẫu đến lúc đo mẫu mà mẫu không có sự biến đổi đáng kể nào, về mặt nguyên tắc nên đo mẫu càng nhanh càng tốt sau khi lấy mẫu. Trong quá trình vận chuyển và lưu mẫu mọi thao tác đều phải được ghi nhận. 1.2.2 Moät soá tính chaát cuûa maãu phaân tích Khi xaây döïng chieán löôïc laáy maãu phaûi xem xeùt ñeán caùc yeáu toá nhö: ñoä bay hôi, tính nhaïy vôùi aùnh saùng maët trôøi, tính beàn vöõng veà nhieät, tính phaûn öùng hoùa hoïc… Moïi nguyeân nhaân veà söï nhieãm baån cuûa maãu phaûi ñöôïc xem xeùt caån thaän: söï hoøa tan cuûa moät soá chaát, cuûa vaät chöùa maãu vaøo maãu, thaønh phaàn moâi tröôøng beân ngoaøi (buïi, hoùa chaát khaùc), ñaëc bieät chaát deã bay hôi Moät vaøi nguyeân nhaân gaây bieán ñoåi maãu: - Vi khuaån, taûo vaø caùcvi sinh vaät khaùc coù theå tieâu thuï moät soá thaønh phaàn coù trong maãu, chuùng cuõng coù theå laøm bieán ñoåi baûn chaát cuûa caùc thaønh phaàn vaø taïo ra caùc thaønh phaàn môùi. Hoaït ñoäng sinh hoïc naøy gaây aûnh höôûng ñeán, thí duï haøm löôïng oxi hoøa tan, cacbondioxit, caùc hôïp chaát nitô, photpho vaø ñoâi khi coù caû silic.

- Moät soá hôïp chaát coù theå bò oxy hoaù bôûi oxy hoaø tan trong maãu hoaëc oxy khoâng

khí (thí duï nhö caùc hôïp chaát höõu cô, saét II, sunfua).

- Moät soá chaát keát tuûa ví duï nhö CaCO3, Al(OH)3, Mg(PO4)2, hoaëc bay hôi ví duï

-

nhö oxy, thuyû ngaân, xianua pH, ñoä daãn ñieän, haøm löôïng caùcbonñioxit coù theå bò thay ñoåi do haáp thuï cacbonñioxit töø khoâng khí.

- Caùc kim loaïi hoaø tan hoaëc ôû daïng keo cuõng nhö moät soá hôïp chaát höõu cô coù theå bò haáp phuï khoâng thuaän nghòch leân bình chöùa hoaëc leân caùc haït raén coù trong maãu - Caùc saûn phaåm polyme hoaù coù bò depolyme hoaù, ngöôïc laïi, caùc hôïp chaát ñôn giaûn

coù theå bò polyme hoaù.

1.2.3 Ñieàu kieän löu tröõ maãu, muïc ñích phaân tích Moãi moät maãu caàn phaûi coù cheá ñoä baûo quaûn thích hôïp, muïc ñích laø taïo ra moâi tröôøng löu tröõ toát laøm haïn cheá toái thieåu phaûn öùng hoùa hoïc, sinh hoïc ñoái vôùi maãu. Haàu heát caùc phaûn öùng enzyme xaûy ra ôû nhieät ñoä 20-30oC (nhieät ñoä phoøng) neân löu tröõ maãu trong ñieàu kieän laïnh vaø trong khoâng gian toái. Ñoâi khi ñeå löu maãu phaûi theâm vaøo nhöõng chaát trôï nhö chaát choáng oxy hoùa, choáng keo tuï.

1.2.4 Tieàn xöû lyù maãu Muïc ñích cuûa pheùp phaân tích laø maãu ta ño phaûi phuø hôïp vôùi tính ñaïi dieän cuûa maãu moâi tröôøng. Tröôùc khi ño thöôøng coù moät soá coâng ñoaïn phaûi thao taùc vôùi maãu ñeå phuø hôïp vôùi thieát bò ño vaø phöông phaùp ño nhö: laéc, pha loaõng, coâ ñaëc, nghieàn, caét, loïc, troän…

1.2.5 Löïa choïn phöông phaùp phaân tích Khi caân nhaéc löïa choïn phöông phaùp phaân tích thöôøng döïa vaøo moät soá gôïi yù sau ñaây: Nhöõng phöông phaùp phaân tích maø ta töï xaây döïng neân

-6-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

Nhöõng phöông phaùp ñöôïc coâng boá trong nhöõng taïp chí khoa hoïc chuyeân ngaønh Nhöõng phöông phaùp do caùc toå chöùc thöông maïi cung caáp Nhöõng phöông phaùp ñöôïc cung caáp trong saùch chuyeân ngaønh Nhöõng phöông phaùp do caùc toå chöùc tieâu chuaån hoùa coâng boá (ISO, TCVN…)

1.2.6 Caùc yeáu toá caàn caân nhaéc khi löïa choïn phöông phaùp phaân tích

(cid:61656) Giôùi haïn phaùt hieän (LOD – Limit of detection): laø löôïng nhoû nhaát cuûa moät chaát caàn phaân tích trong maãu moâi tröôøng maø phöông phaùp, thieát bò naøo ñoù coù theå phaùt hieän ñöôïc

y=ax+b

a=tgaù

aù

(cid:61656) Ñoä nhaïy cuûa phöông phaùp phaân tích (Sensitivity): bieåu thò söï thay ñoåi kí hieäu cuûa phöông phaùp hay cuûa maùy khi coù söï thay ñoåi veà noàng ñoä cuûa chaát caàn phaân tích trong maãu. Ñoä nhaïy cuûa phöông phaùp phaân tích chính laø ñoä doác cuûa ñöôøng chuaån

Hình 1. 1 Phöông trình ñöôøng chuaån

(cid:61656) Ñoä chính xaùc cuûa phöông phaùp phaân tích (Accuracy): laø ñoä leäch giöõa giaù trò ño ñöôïc vôùi giaù trò ñöôïc xaùc ñònh thoâng qua ñöôøng chuaån. Bieåu thò sai soá cuûa töøng pheùp ño trong töøng phöông phaùp hay thieát bò söû duïng.

(cid:61656) Ñoä ñuùng (Precision): laø ñoä leäch giöõa giaù trò ño ñöôïc vôùi giaù trò thöïc cuûa maãu (cid:61656) Ñoä laëp laïi (Reproducibility): laø giaù trò tuyeät ñoái cuûa ñoä leäch chuaån cuûa moät pheùp ño trong cuøng ñieàu kieän ño. Laäp laïi thí nghieäm nhieàu laàn ñeå tin töôûng hôn.

1.2.7 Caùc yeáu toá moâi tröôøng phoøng thí nghieäm caàn caân nhaéc - AÙnh saùng maët trôøi, nhieät ñoä, buïi, ñoä rung ñoäng, caùc tröôøng ñieän töø… -Phöông caùch thieát keá phoøng thí nghieäm: ñoä thong thoaùng, ñoä aåm… -Phöông caùch ñònh vò thieát bò ño: vieäc boá trí caùc thieát bò, hoùa chaát… -Phöông caùch löïa choïn caùc duïng cuï:

 Ñoái vôùi thieát bò phaûi ñöôïc kieåm tra xem vaän haønh coù toát khoâng, phaûi hieäu

chænh thieát bò thöôøng xuyeân, baûo trì, kieåm tra tính saïch

 Ñoái vôùi hoùa chaát phaûi kieåm tra chaát löôïng hoùa chaát ñoù, ñieàu kieän baûo quaûn

hoùa chaát

 Ñoái vôùi caùc vaät duïng khaùc: kieåm tra ñoä saïch caùc vaät duïng tröôùc khi ño

-7-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

1.2.8 Phöông thöùc baûo quaûn maãu Phöông thöùc baûo quaûn maãu nöôùc theo chæ tieâu phaân tích ñöôïc trình baøy trong baûng sau: Baûng 1.1 Phöông thöùc baûo quaûn maãu nöôùc

Chæ tieâu phaân tích Phöông thöùc baûo quaûn Thôøi gian toàn tröõ toái ña

Ñoä cöùng (hardness) Calci (Ca2+) Cloride (Cl-) Floride (F-) Ñoä daãn ñieän Ñoä acid, ñoä kieàm Muøi Maøu Sulphate H2S DO 28 giôø 24 giôø 6 giôø 48 giôø 28 ngaøy 7 ngaøy 8 giôø

7 ngaøy 28 ngaøy 7 ngaøy 24 giôø 24 giôø 7 ngaøy Phaân tích ngay 48 giôø 6 thaùng Khoâng caàn thieát Khoâng caàn thieát Khoâng caàn thieát Khoâng caàn thieát 4oC 4oC 4oC 4oC 4oC; pH<8 Theâm 2mg/l zinc acetate (0,7mlH2SO4+1mlNaN3)/300ml ;10-20oC 2ml/l H2SO4 2ml/l H2SO4, 4oC 2ml/l HCl, pH<2 NaOH, pH>12, 4oC, trong toái H2SO4, pH<2, 4oC H2SO4, pH<2, 4oC H2SO4, pH<2, 4oC 4oC HNO3, pH<2, 4oC

COD Daàu vaø môõ Carbon höõu cô Cyanide Phenol N-NH3 N-NO2; N-NO3 Phosphate Fe, Mn Caùch baûo quaûn vaø thôøi gian löu tröõ treân chæ coù tính höôùng daãn, vieäc phaân tích thöïc hieän caøng sôùm caøng toát.

1.3 Ño maãu 1.3.1 Caùc nguyeân nhaân daãn ñeán keát quaû sai khi ño maãu -Naêng löïc cuûa ngöôøi phaân tích, phöông phaùp chuaån ñoä, tieán haønh thí nghieäm khoâng theo trình töï, söï nhieãm baån trong luùc ño, caùc nhieãu: laø söï hieän dieän cuûa caùc thaønh phaàn khaùc trong maãu moâi tröôøng maø coù theå gaây ra aûnh höôûng ñeán muïc ñích ño cuûa chaát caàn phaân tích, veà maët nguyeân taéc thì nhieãu caàn ñöôïc loaïi boû ôû coâng ñoaïn tieàn xöû lyù maãu. -Sai soá do caùc phaûn öùng oxy hoùa -Sai soá thieát bò: thieát bò hoaït ñoäng khoâng ñuùng nhö mong ñôïi, khoâng hieäu chænh, maãu ño khoâng phuø hôïp vôùi thieát bò ñoù -Sai soá do laáy maãu

-8-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

-Söï maát maùt vaø phaân huûy trong luùc ño: bò phaân huûy do phaûn öùng oxy hoùa, nhieät ñoä, bay hôi, bò haáp thuï treân beà maët cuûa caùc vaät duïng phaân tích.

1.3.2 Kieåm tra tính thích hôïp cuûa phöông phaùp phaân tích Laäp laïi thí nghieäm nhaèm muïc ñích giuùp cho ngöôøi phaân tích tin töôûng phöông phaùp ñang thöïc hieän laø ñuùng, ñieàu naøy coù nghóa laø ngöôøi phaân tích ñang tieán haønh ñuùng trình töï phaân tích. Thí nghieäm thu hoài (Recovery test): khi baûn chaát cuûa chaát caàn phaân tích trong moâi tröôøng ta ñaõ xaùc ñònh roõ ta seõ laøm thí nghieäm thu hoài baèng caùch theâm vaøo maãu ñoù moät löôïng xaùc ñònh ñuùng chaát caàn thieát ñoù, ta seõ ño maãu tröôùc vaø sau khi them, söï khaùc bieät giöõa hai laàn ño seõ cho ta thoâng tin veà söï hieän dieän cuûa maãu khi so saùnh vôùi ñöôøng chuaån. Ño maãu khoâng (blank): laø maãu khoâng chöùa chaát caàn phaân tích Duøng nhöõng phöông phaùp khaùc nhau ñeå ño Thay ñoåi ñaàu doø

(cid:61656) Yeâu caàu veà naêng löïc: moät soá yeâu caàu chung vôùi ngöôøi phaân tích laø tính caån

thaän, ngaên naép, goïn gang, kyû luaät cao

Tröôùc khi phaân tích: phaûi hieåu roõ muïc ñích cuûa phöông phaùp ño, lòch söû cuûa maãu, ñònh ra keá hoaïch cho pheùp ño Trong luùc phaân tích: quan saùt caån thaän, ghi nhaän caùc hieän töôïng xaûy ra trong quaù trình ño, caùc söï coá baát thöôøng xaûy ra. Kieåm tra laïi caùc ñieàu kieän phoøng thí nghieäm, lau chuøi thieát bò, ghi nhaän soá lieäu trong quaù trình ño. Sau khi phaân tích: quaûn lyù döõ lieäu ño ñöôïc moät caùch phuø hôïp, chæ ra ngay nhöõng sai soá, maãu neân ñöôïc löu giöõ moät thôøi gian cho ñeán khi keát quaû ñöôïc tin töôûng, saép xeáp laïi khu vöïc thí nghieäm ñeå saün saøng cho pheùp ño tieáp theo.

1.4 Caùc phöông phaùp öùng duïng trong phaân tích moâi tröôøng 1.4.1 Phöông phaùp phaân tích baèng quang hoùa (cid:61558) Böùc xaï ñieän töø Laø moät daïng naêng löôïng ñöôïc truyeàn ñi trong khoâng gian vôùi vaän toác lôùn. Hai lyù thuyeát noùi leân ñaëc tính cuûa böùc xaï ñieän töø: -Böôùc soùng: böùc xaï ñieän töø laø moät daïng dao ñoäng soùng hình sin ñöôïc ñaëc tröng bôûi moät soá ñaïi löôïng ví duï: nhòp ñoä, böôùc soùng, taàn soá soùng, chu kì, bieân ñoä dao ñoäng. -Böôùc thaúng: xem böùc xaï ñieän töø laø chuøm cuûa nhöõng haït mang naêng löôïng ñöôïc goïi laø proton E=hxv, moãi haït coù mang moät naêng löôïng h:haèng soá Fraêng, v:taàn soá dao ñoäng soùng. Naêng löôïng cuûa proton E tæ leä thuaän vôùi taàn soá dao ñoäng cuûa soùng Phaân loaïi böùc xaï: Böùc xaï tia γ õ: böôùc soùng λ = 0,005-1,5AO Böùc xaï tia X: böôùc soùng λ = 0,1-1005AO

-9-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

Böùc xaï haáp thu tia cöïc tím naèm trong vuøng chaân khoâng: böôùc soùng λ = 10-180nm thu ñöôïc do söï kích hoaït nhöõng electron ngoaøi cuøng. ÖÙng duïng trong phaân tích moâi tröôøng ñoái vôùi maãu khí Böùc xaï trong vuøng cöïc tím: λ = 180-780nm, aùnh saùng nhìn thaáy ñöôïc Böùc xaï hoàng ngoaïi IR: λ = 0,78-300ìm ñöôïc phaùt ra do nhöõng dao ñoäng rung vaø quay cuûa phaân töû. Phaân tích caáu truùc cuûa nhöõng phaân töû phöùc taïp nhaát laø nhöõng phaân töû höõu cô. Nhöõng vuøng coøn laïi: laø vi soùng, soùng radio Khi böùc xaï ñieän töø phaùt ra truyeàn qua moâi tröôøng vaät chaát seõ coù moät soá hieän töôïng xaûy ra:

(cid:61656) Hieän töôïng haáp thu böùc xaï: maãu moâi tröôøng seõ haáp thu moät phaàn naêng löôïng böùc xaï ñieän töø. Keát quaû laø naêng löôïng böùc xaï seõ bò yeáu ñi, laøm caên cöù phaân tích ñònh tính vaø ñònh löôïng maãu moâi tröôøng.

(cid:61656) Hieän töôïng truyeàn suoát: laøm maãu O ñeå ñieàu chænh maùy phaân tích (cid:61656) Hieän töôïng taùn xaï: khi böùc xaï ñieän töø truyeàn ñeán beà maët cuûa moät vaät theå

raén, böùc xaï ñieän töø bò ñoåi phöông truyeàn ra nhöõng höôùng khaùc nhau.

(cid:61656) Hieän töôïng nhieãu xaï (diffraction): khi cho böùc xaï ñieän töø qua moät khe heïp, böùc xaï ñieän töø seõ ñöôïc phaân taùn ra thaønh nhieàu chuøm tia khaùc nhau vôùi nhöõng böôùc soùng nhaát ñònh maø coù phaïm vi heïp hôn.

(cid:61656) Hieän töôïng khuùc xaï (refraction): cho böùc xaï ñieän töø qua hai moâi tröôøng khaùc nhau, böùc xaï ñieän töø seõ bò thay ñoåi phöông truyeàn theo moät quy luaät nhaát ñònh

(cid:61656) Hieän töôïng phaûn xaï: ñoåi phöông truyeàn aùnh saùng

3

4

5

1

2

(cid:61558) Caáu taïo thieát bò quang hoïc – spectrophotometer

Hình 1.2 Sô ñoà caáu taïo cuûa Spectrophotometer

1. Nguoàn phaùt ra böùc xaï ñieän töø (Radiation Source): laø duïng cuï phaùt ra böùc xaï trong moät vuøng böôùc soùng maø ta mong muoán 2. Duïng cuï chöùa maãu (Sample Compartment) hay coøn goïi laø Curvet coù nhieàu hình daïng nhö troøn, vuoâng

Hình 1.3 Cuvet ñöïng maãu

-10-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

3. Thieát bò troän vaø taùch soùng (Wave length selection): coù chöùc naêng thu heïp böùc xaï ñieän töø, taêng cöôøng cöôøng ñoä cuûa böùc xaï taïi vò trí thu heïp (khuyeách ñaïi böùc xaï leân vì sau khi qua 2 seõ bò yeáu ñi). Trong thöïc teá maùy quang phoå 3 coù theå laø boä loïc (fifter) hoaëc maùy ñôn saéc (monochromater)

Hình 1.4

Maùy ñôn saéc Boä loïc

e

4. Detector: ghi nhaän tín hieäu vaø chuyeån hoùa tín hieäu naêng löôïng aùnh saùng thaønh tín hieäu ñieän (teá baøo quang ñieän)

A

Hình 1.5 Teá baøo quang ñieän

5. Thieát bò ñieàu tuyeán tín hieäu (Data/Signal pressesing): hieån thò döõ lieäu döôùi daïng soá hoùa (cid:61558) Phoå haáp thu phaân töû (Motercular uv-vis) Vuøng öùng duïng 180-3000nm Moät soá khaùi nieäm chung lieân quan ñeán quang phoå haáp thu: khi caùc phaân töû cuûa maãu moâi tröôøng nhaän ñöôïc moät phaàn naêng löôïng böùc xaï noù seõ chuyeån leân traïng thaùi kích thích vaø toàn taïi ôû traïng thaùi naøy raát ngaén (10-7 – 10-8s). Ñeå giaûi thích hieän töôïng haáp thu naøy ngöôøi ta dung moät soá khaùi nieäm: -Ñoä truyeàn suoát (Transmittance) %T = P/PO x 100% -Ñoä haáp thu (Absorbance) A = -logT = -log P/PO = log PO/P -Ñoä haáp thu phaân töû (Molar Absorptivity) vaø ñònh luaät Beer A=abc A: ñoä haáp thu cuûa vaät chaát

-11-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

b: chieàu daøy Curvet c: noàng ñoä vaät chaát trong moâi tröôøng naøo ñoù a: haèng soá phuï thuoäc tính chaát moâi tröôøng Ñònh luaät Beer ñuùng vôùi maãu loaõng C#0.01M (do nhöõng phaân töû cuûa moâi tröôøng ñaäm ñaëc coù khoaûng caùch gaàn nhau, deã va chaïm daãn tôùi khoâng coøn cô hoäi haáp thu naêng löôïng böùc xaï) ÖÙng duïng cuï theå: chuaån ñoä quang hoïc, Sôïi quang (goàm hai sôïi daây truyeàn böùc xaï ñieän töø)

Hình 1.6 Sôïi quang

1.4.2 Phöông phaùp phaân tích saéc kyù

Ñaïi cöông veà phöông phaùp saéc kyù

(cid:61558) Ñaëc ñieåm cuûa phöông phaùp saéc kyù

Phöông phaùp saéc kyù do nhaø baùc hoïc ngöôøi Nga Mikhail Tswett (1872-1919)

phaùt minh vaøo naêm 1903. OÂng ñaõ duøng coät chöùa oxit nhoâm taùch caùc pigment cuûa laù

caây xanh thaønh caùc vuøng maøu rieâng bieät vaø oâng ñaõ ñaët teân cho phöông phaùp naøy laø

saéc kyù (chromatography)

Hình 1.7 Thí nghieäm cuûa nhaø baùc hoïc Mikhail Tswett

-12-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

Saéc kyù laø moät phöông phaùp duøng ñeå phaân taùch nhöõng thaønh phaàn gaàn gioáng nhau trong moät maãu moâi tröôøng phöùc hôïp. Trong kyõ thuaät saéc kyù, maãu ñöôïc hoøa tan vaøo trong pha ñoäng (mobile sample) coù theå laø moät doøng khí, chaát loûng hay laø moät doøng chaát loûng sieâu tôùi haïn (nhieät ñoä, aùp suaát coá ñònh). Pha ñoäng naøy ñöôïc ñaåy qua moät pha tónh maø khoâng troän laãn pha ñoäng. Pha tónh coù theå coá ñònh treân moät coät hoaëc treân beà maët cuûa chaát raén. Thaønh phaàn cuûa hai pha ñöôïc choïn löïa sao cho caùc thaønh phaàn khaùc nhau cuûa maãu moâi tröôøng seõ phaân boá laãn nhau giöõa pha ñoäng vaø pha tónh. Caùc thaønh phaàn ñöôïc löu giöõ maïnh hôn bôûi pha tónh seõ chuyeån ñoäng moät caùch chaäm chaïp hôn so vôùi doøng pha ñoäng, vaø ngöôïc laïi nhöõng thaønh phaàn ñöôïc löu giöõ bôûi pha tónh yeáu hôn seõ chuyeån ñoäng nhanh hôn. Keát quaû laø nhöõng thaønh phaàn khaùc nhau seõ ñöôïc taùch rôøi ra.

Baûng 1.2 Phaân loaïi caùc daïng saéc kyù

Phöông phaùp -Saéc kyù loûng-loûng (saéc kyù phaân boá)

Loaïi Saéc kyù loûng (pha ñoäng laø chaát loûng)

-Saéc kyù loûng-lieân keát pha

Traïng thaùi caân baèng -Söï phaân boá giöõa caùc chaát loûng khoâng troän laãn nhau -Söï phaân boá giöõa chaát loûng vaø beà maët lieân keát pha ñoù -Haáp phuï

Pha tónh -Nhöõng chaát loûng ñöôïc haáp thuï treân beà maët chaát raén -Nhöõng phaàn töû höõu cô lieân keát treân beà maët chaát raén -Nhöõng haït nhoài hoaëc chaát raén -nhöïa trao ñoåi ion

-Saéc kyù loûng-raén (saéc kyù haáp thu) -Saéc kyù trao ñoåi ion -Saéc kyù ngoaïi côõ

-Saéc kyù khí-loûng

-Söï phaân boá giöõa khí vaø loûng

Saéc kyù khí (pha ñoäng laø chaát khí)

-Saéc kyù lieân keát pha

-Saéc kyù khí-raén -nhöõng haït nhoài coù khoeùt loã -Nhöõng chaát loûng ñöôïc haáp thuï treân beà maët chaát raén -Nhöõng phaân töû höõu cô ñính treân beà maët chaát raén -Chaát raén

Saéc kyù doøng tôùi haïn

-Nhöõng phaân töû höõu cô ñính treân beà maët chaát raén -Söï phaân boá giöõa khí vaø beà maët lieân keát pha ñoù -Haáp phuï vaät lyù ñôn thuaàn -Söï phaân boá giöõa doøng tôùi haïn vaø beà maët lieân keát pha

-13-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

Hình 1.8 Moâ hình maùy saéc kyù loûng

Caùc ñaïi löôïng cô baûn trong saéc kyù

Moät quaù trình saéc kyù ñöôïc ñaëc tröng bôûi raát nhieàu caùc ñaïi löôïng ñaëc tröng thuûy ñoäng hoïc cuûa coät saéc kyù, caùc ñaïi löôïng ñaëc tröng cho söï löu giöõ, ñaïi löôïng ñaëc tröng cho söï phaân taùch vaø moät soá ñaïi löôïng khaùc. Trong phaàn naøy chuùng toâi chæ ñeà caäp tôùi moät soá ñaïi löôïng ñaëc tröng quan troïng cuûa moät quaù trình saéc kyù.

Hình 1.9 Saéc kyù ñoà

Trong ñoù:

- tR1, tR2: Thôøi gian löu cuûa caáu töû thöù nhaát vaø thöù 2

- tM: Thôøi gian löu cheát

- w1, w2: Beà roäng ñaùy cuûa muõi saéc kyù

-14-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

1.4.3 Phöông phaùp phaân tích khoái löôïng Phöông phaùp phaân tích khoái löôïng laø moät phöông phaùp cuûa phaân tích ñònh löôïng döïa treân söï ño chính xaùc khoái löôïng cuûa chaát caàn xaùc ñònh, hoaëc cuûa thaønh phaàn noù ñöôïc taùch ra ôû traïng thaùi tinh khieát hoùa hoïc, hoaëc döôùi hôïp chaát thích hôïp (thöôøng caùc thaønh phaàn naøy khoâng ñoåi vaø bieát chính xaùc). Trong phöông phaùp naøy ngöôøi ta thöôøng caân moät löôïng maãu chính xaùc (ñöôïc goïi laø löôïng caân) caàn phaân tích, roài hoøa tan noù thaønh dung dòch. Neáu ñoái töôïng laø dung dòch thì laáy moät theå tích chính xaùc cuûa noù. Sau ñoù keát tuûa hôïp phaàn caàn xaùc ñònh döôùi daïng moät hôïp chaát raát ít tan, ñoâi khi döôùi daïng ñôn chaát. Loïc röûa, saáy vaø nung ñeå chuyeån thaønh moät hôïp chaát beàn coù thaønh phaàn hoùa hoïc xaùc ñònh (töùc laø coù coâng thöùc hoùa hoïc ôû moät daïng nhaát ñònh) ñöôïc goïi laø daïng caân. Cuoái cuøng ñem caân keát tuûa ñaõ ñöôïc saáy hoaëc nung ñoù traân caân phaân tích, döïa vaøo khoái löôïng cuûa noù ñeå tính haøm löôïng chaát caàn xaùc ñònh. Ví duï: -Ñeå xaùc ñònh haøm löôïng cuûa saét coù trong maãu quaëng, ngöôøi ta caân chính xaùc moät löôïng maãu quaëng vaø chuyeån hoaøn toaøn saét veà daïng Fe3+, keát tuûa Fe3+ döôùi daïng Fe(OH)3.xH2O. Loïc, röûa vaø nung keát naøy ñeán khoái löôïng khoâng ñoåi ñeå chuyeån keát tuûa hoaøn toaøn veà daïng Fe2O3. Cuoái cuøng caân löôïng keát tuûa sau khi nung naøy vaø tính ra haøm löôïng cuûa saét. -Xaùc ñònh ñoä aåm cuûa maãu ñaát, xaùc ñònh chaát raén lô löûng trong maãu nöôùc...

1.4.4 Phöông phaùp chuaån ñoä theå tích Phöông phaùp naøy thöôøng duøng ñeå xaùc ñònh noàng ñoä cuûa moät chaát baèng caùch duøng moät chaát khaùc ñaõ bieát noàng ñoä keát hôïp vôùi chæ thò thích hôïp döïa treân löôïng theå tích dung dòch phaûn öùng taïi ñieåm ñoåi maøu cuûa chæ thò.

AÙp duïng ñònh luaät baûo toaøn ñöôïng löôïng: Caùc chaát phaûn öùng vôùi nhau theo caùc löôïng tyû leä vôùi ñöông löôïng cuûa moãi chaát trong phaûn öùng ñoù.

CN1 x V1 = CN2 x V2

Trong ñoù: CN laø noàng ñoä ñöông löôïng V laø theå tích dung dòch

Tuøy thuoäc vaøo loaïi phaûn öùng duøng laøm cô sôû cho moãi phöông phaùp maø phöông phaùp theå tích ñöôïc ñaët teân theo ñoù. Caùc phöông phaùp phaân tích theå tích chia laøm 4 loaïi döïa vaøo phaûn öùng maø chuùng duøng ñeå xaùc ñònh ñieåm töông ñöông : Phöông phaùp keát tuûa: coù phaûn öùng taïo thaønh hôïp chaát ít tan ( keát tuûa). Phöông phaùp trung hoøa : coù phaûn öùng acid - baz Phöông phaùp oxy hoùa khöû: coù phaûn öùng giöõa caùc chaát khöû vaø chaát oxy hoaù . Phöông phaùp Complecxon: coù phaûn öùng taïo phöùc giöõa ion kim loaïi vôùi complexon.

-15-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

BAØI 2: DUNG DÒCH CHUAÅN

1. Ñaïi Cöông

Trong quaù trình phaân tích nöôùc vaø nöôùc thaûi thöôøng gaëp nhieàu dung dòch chuaån maø noàng ñoä ghi döôùi hình thöùc soá höõu tæ thay vì soá thaäp phaân hay soá nguyeân. Söï vieäc treân ñöôïc giaûi thích bôûi hai lyù do:

Keát quaû baùo caùo: Caùc soá lieäu ñöôïc yeâu caàu ghi theá naøo ñeå ngöôøi thieát keá (thöôøng laø nhöõng ngöôøi khoâng chuyeân moân trong ngaønh hoùa) deã hình dung. Do ñoù ñôn vò thöôøng söû duïng laø mg/l, ñôn vò naøy ñöôïc duøng phoå caäp.

Tính toaùn: Ñoái vôùi ngöôøi laøm coâng taùc xeùt nghieäm, coâng thöùc caøng deã daøng, deã nhôù caøng giaûm thôøi gian tính toaùn, caøng traùnh ñöôïc nhöõng nhaàm laãn coù theå xaûy ra. Töø hai lyù do treân, vieäc choïn noàng ñoä dung dòch chuaån ñöôïc tieán haønh nhö moät thoâng leä sao cho: 1 lít dung dòch ñònh phaân luoân luoân töông öùng vôùi 1g chaát caàn ñònh löôïng. Ñieàu naøy cuõng coù nghóa 1ml dung dòch chuaån seõ töông öùng vôùi 1mg chaát caàn ñònh löôïng. Roõ raøng vieäc pha cheá dung dòch chuaån khoâng phuï thuoäc vaøo baûn chaát chuaån maø tuøy thuoäc vaøo khoái löôïng ñöông löôïng (KLÑL) chaát caàn chuaån.

Thí duï phaûn öùng Dung dòch chuaån Noàng ñoä dung dòch chuaån

Acid N/17 KLÑL Chaát caàn chuaån KLÑLNH3 = 17

N/14 KLÑLN-NH3 = 14 Acid

N/50 KLÑLCaCO3 = 50 Acid

Kieàm N/44 KLÑLCO2 = 44

N/50 KLÑLCaCO3 = 50 Kieàm

Khöû N/35,45 N/58,44 N/8 AgNO3 KLÑLNaCl = 58,4 AgNO3 KLÑLO2 = 8 Ñònh löôïng amonias Ñònh löôïng nitrogen daïng amonia Ñònh löôïng ñoä kieàm daïng CaCO3 Ñònh löôïng carbon dioxide Ñònh löôïng ñoä acid daïng CaCO3 Ñònh löôïng clorua KLÑLCl = 35,45 Ñònh löôïng NaCl Ñònh löôïng oxy hoùa

chuan

Sau cuøng coâng thöùc tính toaùn haøm löôïng chaát caàn ñònh löôïng trong 1 lít maãu cuõng trôû neân ñôn giaûn vaø deã nhôù

mldungdich mlmau

Noàng ñoä/haøm löôïng chaát khaûo saùt (mg/l) = (1)

Moät vaøi tröôøng hôïp nhö ñònh phaân oxi hoøa tan vôùi theå tích maãu aán ñònh tröôùc, noàng ñoä dung dòch chuaån seõ ñöôïc hieäu chænh vôùi muïc ñích toái giaûn vieäc tính toaùn. Luùc ñoù 1ml dung dòch chuaån khi duøng seõ töông öùng vôùi 1mg/l oxy.

-16-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

2. Chuaån bò dung dòch chuaån

Khoâng phaûi xaùc ñònh laïi noàng ñoä dung dòch chuaån sau khi pha cheá, hoùa chaát chuaån phaûi coù ñoä tinh khieát cao vaø vieäc caân caùc loaïi hoùa chaát caàn caån thaän, ñuùng theo khoái löôïng tính toaùn. Sau khi roùt vaøo caùc bình ñònh möùc coù theå tích rieâng bieät, vieäc ñong ño pha cheá ñoøi hoûi möùc ñoä chính xaùc cao. Thöïc teá nhieàu tröôøng hôp khoâng coù soá lieäu veà ñoä tinh khieát hoaëc khoù ño löôøng chính xaùc vì hoùa chaát deã bay hôi, huùt aåm, bieán chaát nhanh trong khoâng khí. Dung dòch sau khi pha xong phaûi ñònh löôïng laïi vôùi moät dung dòch chuaån cô sôû maø noàng ñoä ñaõ bieát roõ vaø ñaûm baûo.

3. Ñònh chuaån moät dung dòch vôùi moät dung dòch chuaån cô sôû 3.1 Pha cheá vaø xaùc ñònh laïi noàng ñoä dung dòch NaOH N/50

Dung dòch NaOH thöôøng ñöôïc söû duïng trong pheùp ñònh phaân ñoä acid döôùi daïng CaCO3 coù phaân töû löôïng M=100, ñöông löôïng gam = 50. Do ñoù noàng ñoä yeâu caàu laø N/50. Tuy nhieân NaOH thöông maïi thöôøng ôû daïng vieân khoù caân chính xaùc, ñoä huùt aåm cao, deã bieán chaát do CO2 trong khoâng khí. Vì theá dung dòch NaOH N/50 thöôøng ñöôïc pha loaõng töø dung dòch chuaån coù noàng ñoä NaOH 1N ñeå coù ñoä chính xaùc cao. Dung dòch cô sôû laø H2SO4 N/10 3.1.1. Thieát bò vaø duïng cuï

Caân kyõ thuaät sai soá ±0.01g Becher 500ml Bình ñònh möùc 1000 ml Buret Erlen 125ml

3.1.2. Hoùa chaát

NaOH tinh khieát daïng vieân Dung dòch chuaån cô sôû H2SO4 N/10

3.1.3. Thöïc haønh a.Tính sô khôûi

NaOH tinh khieát coù phaân töû gam M=40 trung hoøa 1,008g H+ , soá ñöông löôïng

gam =1 Ñeå pha cheá 01 lít dung dòch NaOH 1N, khoái löôïng NaOH tính ñöôïc laø M/1=40/1=40g Ñeå loaïi boû caùc yeáu toá coù theå laøm giaûm noàng ñoä thöïc teá, heä soá an toaøn ñöôïc taêng 5% Khoái löôïng NaOH caàn thieát : 40×1,05 =42g b. Caùch laøm

Duøng becher caân 42g NaOH vieân baèng caân kyõ thuaät Hoøa tan löôïng NaOH trong 500ml nöôùc caát, roùt vaøo bình ñònh möùc 1000ml.

Traùn saïch becher nhieàu laàn vôùi nöôùc caát. Nhaäp chung nöôùc röûa vaøo bình ñònh möùc.

Theâm nöôùc caát cho ñuû 1000ml

-17-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

Duøng pipet huùt 5ml dung dòch treân ra erlen ñònh phaân baèng dung dòch chuaån H2SO4 N/10. Chæ thò maøu phenolphathalein ñoåi töø hoàng nhaït sang maát maøu. Noàng ñoä NaOH pha cheá theo coâng thöùc: N1V1=N2V2 (2) Trong ñoù

N1: Noàng ñoä dung dòch acid chuaån cô sôû N/10 V1: Theå tích dung dòch H2SO4 N/10 ñaõ duøng (ml) N2: Noàng ñoä dung dòch NaOH pha cheá V2: Theå tích dung dòch NaOH trích ra ñeå ñònh phaân (ml) Keát quaû tính ñöôïc thöôøng lôùn hôn noàng ñoä mong muoán. Aùp duïng coâng thöùc (2) tính löôïng nöôùc caàn ñeå pha loaõng dung dòch NaOH treân thaønh 1000ml dung dòch NaOH 1N Töø dung dòch NaOH 1N vöøa coù, pha cheá 1000ml dung dòch NaOH N/50 3.2. Pha cheá vaø xaùc ñònh laïi noàng ñoä dung dòch H2SO4 N/50

Dung dòch acid sulfuric thöôøng ñöôïc söû duïng trong phöông phaùp ñònh phaân ñoä kieàm döôùi daïng CaCO3, do ñoù noàng ñoä yeâu caàu laø N/50. Ñaëc tính cuûa acid sulfuric ñaäm ñaëc laø deã huùt aåm, khoù ño löôøng vaø deã gaây phoûng, do ñoù dung dòch H2SO4 N/50 thöôøng ñöôïc pha loaõng töø dung dòch H2SO4 1N löu tröõ. Dung dòch chuaån laø NaOH 1N vaø NaOH n/50 ñaõ pha loaõng trong phaàn treân. 3.2.1. Thieát bò vaø duïng cuï

Xem laïi phaàn 2

3.2.2. Hoùa chaát

Acid sulfuric P-A, ñoä tinh khieát 96-98%. Khoái löôïng rieâng d=1.84-1.86g/cm3. Dung dòch NaOH 1N

3.2.3. Thöïc haønh a. Tính sô khôûi

AÙp duïng coâng thöùc tính gaàn ñuùng :V=100M N/b p d Trong ñoù: V: Theå tích acid sulfuric ñaäm ñaëc tính toaùn (ml) M: Phaân töû gam acid sulfuric (g) N: Noàng ñoä muoán pha b: Trò soá ñöông löôïng p: Ñoä tinh khieát (%) d: Khoái löôïng rieâng (g/cm3) Töông töï nhö treân heä soá an toaøn ñöôïc taêng theâm 2%. Theå tích acid sulfuric ñaäm ñaëc caàn thieát: V(ml)=v×1,02

b. Caùch laøm

Duøng pipet vaø quaû boùp cao su huùt caån thaän V(ml) acid sulfuric ñaäm ñaëc vaø

500ml nöôùc caát ñònh saün trong bình ñònh möùc 1000ml.

Duøng bình xòt röûa saïch acid sulfuric coøn ñoïng trong pipet, roùt taát caû nöôùc röûa

nhaäp chung Theâm nöôùc caát cho ñuû 1000ml

-18-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

Duøng pipet trích dung dòch treân ra erlen. Ñònh phaân baèng dung dòch NaOH 1N ñaõ pha cheá trong giai ñoaïn treân. Chæ thò maøu phenolphthalein chuyeån töø khoâng maøu sang maøu hoàng nhaït beàn. Noàng ñoä dung dòch H2SO4 ñöôïc tính töø coâng thöùc (2).

Pha loaõng dung dòch treân thaønh 1000ml H2SO4 Vôùi dung dòch H2SO4 1N vöøa coù, pha cheá 1000ml H2SO4 N/50 3.3. Dung dòch chuaån Fe 3.3.1. Dung dòch löu tröõ saét

Ñoå 20ml H2SO4 ñaäm ñaëc vaøo 50ml nöôùc caát vaø theâm vaøo 1,404

Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O. Pha thaønh 1000ml vôùi nöôùc caát (1,00ml = 200(cid:61549)g Fe). 3.3.2. Dung dòch chuaån : chuaån bò moãi khi söû duïng.

Laáy 50ml dung dòch löu tröõ saét cho vaøo bình ñònh möùc 1000ml, theâm nöôùc caát

tôùi vaïch ñònh möùc (1,00ml = 10,00(cid:61549)g Fe). 3.4. Dung dòch chuaån N-NO3 : (1ml = 2 (cid:61549)g N-NO3) 3.4.1. Dung dòch N-NO3 löu tröõ: (1ml = 2 (cid:61549)g N-NO3) Hoøa tan 0,7218g Anhydrous Potassium Nitrate KNO3 + nöôùc caát = 1 lít. 3.4.2. Dung dòch N-NO3 chuaån: (1ml = 0,002mg = 2 (cid:61549)g N-NO3). Pha loaõng 10ml dung dòch löu tröõ thaønh 500ml ñeå coù 1ml dung dòch chuaån =

2 (cid:61549)g N-NO3. 3.5. Dung dòch chuaån N-NH3(1ml= 10 (cid:61549) g N-NH3) 3.5.1. Dung dòch löu tröõ NH3 : ( 1ml=1mg N= 1000 (cid:61549) g N-NH3) Hoøa tan 3,819g NH4Cl( ñaõ saáy khoâ ôû 100oC), theâm nöôùc caát cho ñuû moät lít (1ml =1mgN= 1,22 mg NH3) 3.5.2. Dung dòch chuaån N-NH3: (1ml = 10 (cid:61549) g N-NH3) Pha loaõng 10ml dung dòch löu tröõ vôùi nöôùc caát cho ñuû moät lít (1ml=0,010 mgN =0.0122mg NH3) 3.6. Dung dòch photphate chuaån 3.6.1. Dung dòch löu tröõ

Hoøa tan 219,5 mg KH2PO4 khan (saáy khoâ ôû 105o C moät giôø) trong nöôùc caát

vaø ñònh möùc thaønh 1000 ml (1,00 ml=50,0 (cid:61549) g P-PO4) 3.6.2. Dung dòch chuaån

Duøng 50 ml dung dòch chuaån pha loaõng thaønh 1000 ml. Dung dòch naøy coù

2-)

noàng ñoä 1,00 ml =2,5 (cid:61549) g p-PO4. 3.7. Dung dòch sulfate chuaån: (1,00 ml= 100 (cid:61549) g SO4

Laáy chính xaùc 10,4 ml H2SO4 0.0200N chuaån + nöôùc caát = 100ml hoaëc147,9

mg NaSO4 khan +nöôùc caát pha thaønh 1000 ml.

-19-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

4. Coâng thöùc tính pha dung dòch theo caùc noàng ñoä 4.1 Ñoái vôùi chaát raén

.

Pha

M

- Pha theo noàng ñoä mol CM (mol/lit):

. VMC . A 1000

100 P

mct =

Trong ñoù:

Pha

mct khoái löôïng maãu caàn caân pha, g CM noàng ñoä hoaù chaát caàn pha, mol/lít. MA phaân töû löôïng cuûa chaát caàn pha, VPha theå tích maãu caàn pha, ml. P laø ñoä tinh khieát cuûa hoaù chaát. - Pha theo noàng ñoä ñöông löôïng CN (N):

. VÑC . N 1000

100 P

mct =

Trong ñoù:

mct khoái löôïng maãu caàn caân pha, g CN noàng ñoä ñöông löôïng hoaù chaát caàn pha, N Ñ soá ñöông löôïng cuûa hoaù chaát caàn pha. VPha theå tích maãu caàn pha, ml. P laø ñoä tinh khieát cuûa hoaù chaát.

C

M

ppm

pha

daïngcaân

- Pha theo noàng ñoä ppm:

* V 3

M

100 P

10

daïngxaùcñ

ònh

mct =

Trong ñoù:

C

(%).

dV pha

.

Cppm laø soá mg chaát tan trong moät lít mct khoái löôïng maãu caàn caân pha, g. VPha theå tích maãu caàn pha, lít. P laø ñoä tinh khieát cuûa hoaù chaát.%. Mdaïng can: phaân töû löôïng cuûa daïng caân. Mdaïng xaùc ñònh : phaân töû löôïng cuûa daïng caàn xaùc ñònh - Pha noàng ñoä %:

100

100 P

mct =

Trong ñoù:

C% noàng ñoä phaàn traêm cuûa dung dòch caàn pha. d laø tæ troïng cuûa dung dòch, vôùi dung dòch loaõng xem d(cid:61627) 1 Vpha theå tích dung dòch caàn pha, ml. P ñoä tinh khieát cuûa hoaù chaát.

-20-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

4.2 Ñoái vôùi chaát loûng

- Pha theo noàng ñoä mol CM (mol/lit)

. . VMC M Pha P .10. d

Vññ =

Trong ñoù:

Vññ theå tích hoaù chaát ñaäm ñaëc caàn huùt ñeå pha (ml) CM noàng ñoä hoaù chaát caàn pha (mol/lít) VPha theå tích maãu caàn pha (ml) P ñoä tinh khieát cuûa hoaù chaát caàn pha, (vd p = 99) d laø khoái löôïng rieâng cuûa dung dòch caàn pha (g/ml)

- Pha theo noàng ñoä ñöông löôïng CN (N)

. . VĐC N Pha P .10. d

Vññ =

Trong ñoù:

Vññ theå tích hoaù chaát ñaäm ñaëc caàn huùt ñeå pha, ml. CN noàng ñoä ñöông löôïng hoaù chaát caàn pha, N. VPha theå tích maãu caàn pha, ml. P ñoä tinh khieát cuûa hoaù chaát caàn pha d laø khoái löôïng rieâng cuûa dung dòch caàn pha. Đ = M/z Hay CM = CN/z

2

phaV

- Pha theo noàng ñoä %

dC 2 dC 11

Vññ =

Trong ñoù:

C1 : noàng ñoä phaàn traêm cuûa dung dòch coù noàng ñoä cao ban ñaàu (P) C2 : noàng ñoä phaàn traêm cuûa dung dòch caàn pha. Vññ: theå tích dung dòch coù noàng ñoä cao ban ñaàu ml. Vpha theå tích dung dòch caàn pha, ml. Vôùi caùc dung dòch coù noàng ñoä xaáp xæ nhau, coù theå xem d1(cid:61627) d2

-21-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

CHÖÔNG 2 PHAÂN TÍCH CAÙC THOÂNG SOÁ VAÄT LYÙ

BAØI 3: pH, EC, ÑOÄ MAËN

1. YÙ nghóa moâi tröôøng ñoä pH pH laø moät thuaät ngöõ chæ ñoä acid hay bazô cuûa moät dung dòch, pH aûnh höôûng ñeán caùc quaù trình sinh hoïc trong nöôùc vaø coù aûnh höôûng ñeán söï aên moøn, hoøa tan caùc vaät lieäu. Trong kyõ thuaät moâi tröôøng, pH ñöôïc quan taâm trong caùc lónh vöïc nhö quaù trình keo tuï, quaù trình laøm meàm nöôùc, quaù trình khöû truøng, oån ñònh nöôùc…

Trong xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc, chæ tieâu pH ñöôïc duy trì trong giôùi haïn toái öu ñeå sinh vaät phaùt trieån, thöôøng 6.5-7.5

H2O ↔ H+ + OH- pH = -lg[H+] pH + pOH = 14

2. Thöïc haønh Trong phaàn naøy sinh vieân seõ thöïc taäp söû duïng maùy ño pH - Laéc ñeàu maãu tröôùc khi ñoå ra coác 100ml ñeå ño - Röûa saïch ñieän cöïc baèng bình tia - Baät maùy, nhuùng ñieän cöïc vaøo maãu caàn ño - Ñôïi cho giaù trò pH treân maùy oån ñònh ñoïc keát quaû - Röûa saïch ñieän cöïc baèng nöôùc caát, ngaâm ñieän cöïc vaøo dd baûo quaûn ñieän cöïc.

3. EC, ñoä maën Giaùo vieân höôùng daãn sinh vieân söû duïng maùy ño

4. Caâu hoûi Ñôn vò ño EC vaø ñoä maën laø gì?

-22-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

BAØI 4: CHAÁT RAÉN

1. Giôùi thieäu chung 1.1. YÙ nghóa moâi tröôøng Chaát raén trong nöôùc bao goàm chaát raén toàn taïi ôû daïng lô löûng vaø daïng hoøa tan. Trong nöôùc coù haøm löôïng chaát raén cao gaây caûm quan khoâng toát vaø caùc beänh ñöôøng ruoät cho con ngöôøi. 1.2 Caùc ñònh nghóa Chaát raén toång coäng (TS) = Chaát raén lô löûng (SS) + Chaát raén hoøa tan (TDS) Chaát raén oån ñònh (thaønh phaàn laø caùc chaát voâ cô): laø phaàn coøn laïi cuûa chaát raén toång coäng sau khi ñoát ôû 550OC Chaát raén khoâng oån ñònh hay coøn goïi laø chaát raén bay hôi (VS - thaønh phaàn laø caùc chaát höõu cô): laø löôïng chaát raén toång coäng maát ñi sau khi ñoát ôû 550OC

2. Thöïc haønh 2.1 Xaùc ñònh chaát raén toång coäng (Total Soilds) - Chuaån bò coác söù ñaõ saáy khoâ ôû 100oC trong 1h, để nguội trong bình huùt ẩm đến nhiệt độ phoøng, caân coác xaùc ñònh khoái löôïng coác ban ñaàu mo (mg) - Choïn theå tích maãu sao cho löôïng caën naèm trong khoaûng 2,5-200mg, laéc ñeàu maãu tröôùc khi söû duïng - Cho maãu vaøo coác saáy ôû 100oC ñeå laøm bay hôi nöôùc - Ñeå nguoäi trong bình huùt aåm ñeán nhieät ñoä phoøng - Caân xaùc ñònh khoái löôïng m1 (mg)

Chaát raén toång coäng(mg/l) = (m1 – mo)x1000/Vmaãu(ml)

2.2 Xaùc ñònh chaát raén bay hôi (VS – Volatile Solids) - Tieáp tuïc lấy coác ôû treân ñem nung ôû 550OC - Ñeå nguoäi trong bình huùt aåm ñeán nhieät ñoä phoøng - Caân xaùc ñònh khoái löôïng m2 (mg)

Chaát raén bay hôi (mg/l) = (m1 – m2)x1000/Vmaãu(ml)

2.3 Xaùc ñònh chaát raén lô löûng (Suspended Soilds) baèng phöông phaùp khoái löôïng - Chuaån bò giaáy loïc sôïi thuûy tinh ñaõ saáy khoâ ôû 100oC trong 1h, caân giaáy loïc xaùc ñònh khoái löôïng ban ñaàu m3 (mg) - Loïc moät theå tích maãu phuø hôïp qua giaáy loïc (maãu ñaõ troän ñeàu tröôùc khi loïc) - Saáy giaáy loïc ôû 100oC ñeå laøm bay hôi nöôùc - Ñeå nguoäi trong bình huùt aåm ñeán nhieät ñoä phoøng - Caân xaùc ñònh khoái löôïng m4 (mg)

Chaát raén lô löûng (mg/l) = (m4 – m3)x1000/Vmaãu(ml)

2.4 Xaùc ñònh chaát raén lô löûng (SS) baèng phöông phaùp ño quang Laéc ñeàu maãu trong bình, laáy 50ml maãu vaøo coác 100ml Baät maùy, vaøo maõ chöông trình 630-Enter

-23-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

Chænh böôùc soùng veà 810nm Cho nöôùc caát vaøo Curet ñeán vaïch traéng, đặt vào buồng đo, đậy nắp, nhaán Zero cho maøn hình xuaát hieän 0.SUSP.SOLIDS Cho maãu vaøo Curvet, baám read ñoïc giaù trò ño.

2.5 Xaùc ñònh chaát raén hoøa tan (TDS) Giaùo vieân höôùng daãn sinh vieân söû duïng maùy ño

SVI

(cid:61501)

V (cid:61670) (cid:61620) (cid:61671) (cid:61672)

1000 (cid:61686) (cid:61687) SS (cid:61688)

2.6 Một số chỉ số khaùc SVI: chỉ số lắng của buøn

Trong đoù: SS: chất rắn lơ lửng (mg/l) V: thể tích lớp buøn lắng sau 30 phuùt trong ống Imhoff 1000ml (l) SVI < 100: buøn lắng tốt SVI >100: buøn nổi bề mặt nhiều 100< SVI < 200: buøn nổi ít 3. Caâu hoûi 1. Giaûi thích taàm quan troïng cuûa vieäc phaân tích chaát raén trong caùc lónh vöïc: a. Haøm löôïng chaát raén hoøa tan vaø vieäc caáp nöôùc ñoâ thò. b. Chaát raén toång coäng vaø chaát raén bay hôi ñoái vôùi nöôùc thaûi vaø buøn laéng. c. Chaát laéng ñöôïc vaø nöôùc thaûi sinh hoaït. 2. Döï ñoaùn keát quaû phaân tích vaø giaù trò thöïc khi xaùc ñònh haøm löôïng chaát raén trong caùc ñieàu kieän sau: a. Coác nung coøn aåm. b. Xaùc ñònh toång chaát raén bay hôi khi tæ leä magan carbonate chöùa trong maãu cao.

-24-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

BAØI 5: ÑOÄ ÑUÏC

1. Giôùi thieäu chung 1.1. YÙ nghóa moâi tröôøng Ñoä ñuïc cuûa nöôùc baét nguoàn töø söï hieän höõu cuûa voâ soá vaät theå li ti ôû traïng thaùi huyeàn phuø nhö ñaát seùt, vaät chaát höõu cô vaø voâ cô, vi sinh vaät goàm caùc loaïi phieâu sinh ñoäng vaät. 1.2. Nguyeân taéc Nguyeân taéc cô baûn cuûa phöông phaùp naøy döïa treân söï haáp thu aùnh saùng cuûa caùc caën lô löûng coù trong dung dòch. 1.3. Caùc trôû ngaïi Caën lôùn coù khaû naêng laéng nhanh, curvet baån, coù boït khí trong maãu, ñoä maøu thaät cuûa maãu laø nhöõng nguyeân nhaân aûnh höôûng tôùi keát quaû ñoä ñuïc.

A) XAÙC ÑÒNH ÑOÄ ÑUÏC BAÈNG PHÖÔNG PHAÙP DÖÏNG ÑÖÔØNG CHUAÅN 2. Duïng cuï, thieát bò vaø hoùa chaát 2.1. Duïng cuï vaø thieát bò : Maùy Spectrophotometer. Pipet 5ml, 25ml. 2.2. Hoùa chaát : Dung dòch löu tröõ 4000FTU (söû duïng trong moät thaùng)

+ Dung dòch 1: hoøa tan 1g hydrazine sulfate (NH2.H2SO4) trong 100ml nöôùc caát.

+Dung dòch 2: hoøa tan 10g hexamethylenetetramine (C6H12N4) trong 100ml nöôùc caát. + Hoøa 5,0ml dung dòch 1 vaø 5,0 ml dung dòch 2. Pha loaõng thaønh 100ml vôùi nöôùc caát, sau ñoù ñeå yeân 24 giôø ôû nhieät ñoä 25(cid:61617)3oC. Dung dòch naøy coù ñoä ñuïc laø 4000 FTU. Laéc ñeàu khi söû duïng.

- Nöôùc duøng pha loaõng khoâng maøu

5 10 6 12 0 0 4 8 1 2 3 6 2 4

100 0 92 32 94 24 88 48 98 8 90 40

Dung dịch chuẩn 400 NTU: Lấy 100 ml dung dịch lưu trữ độ đục 4000 NTU pha loãng với nước cất, định mức thành 1000 ml. 3. Thöïc haønh 3.1. Laäp ñöôøng chuaån Pha cheá dung dòch chuaån: pha loaõng töø dung dòch chuaån ñeå coù ñoä ñuïc chuaån theo baûng sau : STT Vdung dòch chuaån (ml) 400FTU 96 Vnöôùc caát (ml) Ñoä ñuïc (FTU) 16 Ño ñoä haáp thu cuûa caùc dung dòch chuaån treân maùy spectrophotometer ôû böôùc soùng 450nm.

-25-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

4. Caùch tính Töø ñoä maøu vaø ñoä haáp thu cuûa dung dòch chuaån, veõ giaûn ñoà A = f(C), söû duïng phöông phaùp bình phöông cöïc tieåu ñeå laäp phöông trình y = ax + b. Töø giaù trò ñoä haáp thu Am cuûa maãu, tính noàng ñoä Cm. Neáu trò soá Am cuûa maãu vöôït quaù caùc trò soá cuûa dung dòch chuaån, phaûi pha loaõng maãu ñeán noàng ñoä thích hôïp.

B) XAÙC ÑÒNH ÑOÄ ÑUÏC BAÈNG CHÖÔNG TRÌNH CAØI SAÜN TREÂN MAÙY Söû duïng maùy spectrophotometer HACH-DR 2010 Laéc ñeàu maãu trong bình, laáy 50ml maãu vaøo coác 100ml Baät maùy, vaøo maõ chöông trình 750-Enter Chænh böôùc soùng veà 860nm Cho nöôùc caát vaøo Curet ñeán vaïch traéng, nhaán Zero cho maøn hình xuaát hieän 0.FAUTURBIDITY Cho maãu vaøo Curvet, baám read ñoïc giaù trò ño. 5. Caâu hoûi 1. Nguyeân nhaân taïo ñoä ñuïc cho: Doøng soâng, doøng soâng bò oâ nhieãm, nöôùc thaûi sinh hoaït? 2. Coù söï lieân quan naøo giöõa caùc ñôn vò ño ñoä ñuïc: mgSiO2/l, FTU, NTU?

BAØI 6: ÑOÄ MAØU

1. Giôùi thieäu chung 1.1. YÙ nghóa moâi tröôøng Maøu cuûa nöôùc thieân nhieân do muøn, phieâu sinh vaät, caùc saûn phaåm töø söï phaân huûy chaát höõu cô taïo ra. Tuy nhieân moät soá ion kim loaïi hay nöôùc thaûi coâng nghieäp cuõng laø nguyeân nhaân gaây cho nöôùc coù maøu. Theo thoùi quen chuùng ta nghó maøu cuûa nöôùc laø maøu quan saùt ñöôïc ngay sau khi laáy maãu. Thöïc ra ñaây chæ laø maøu bieåu kieán goàm moät phaàn töø chaát caùc chaát hoøa tan vaø phaàn coøn laïi do chaát huyeàn phuø taïo thaønh. Vì vaäy maøu bieåu kieán ñöôïc xaùc ñònh ngay treân maãu nguyeân thuûy maø khoâng caàn loaïi boû chaát lô löûng. Ngoaøi ra coøn coù ñoä maøu thöïc cuûa maãu. Ñoä maøu thöïc ñöôïc xaùc ñònh treân maãu ñaõ qua ly taâm ñeå loaïi boû caùc haït lô löûng. Khoâng neân loïc ñeå loaïi boû caùc haït lô löûng trong nöôùc vì caùc caáu töû maøu coù theå bò haáp phuï treân giaáy loïc. 1.2. Nguyeân taéc Nguyeân taéc cô baûn cuûa phöông phaùp naøy döïa treân söï haáp thu aùnh saùng cuûa caùc hôïp chaát maøu coù trong dung dòch. 1.3. Caùc trôû ngaïi Ñoä ñuïc aûnh höôûng ñeán ñoä maøu thöïc cuûa maãu. Ngoaøi ra ñoä maøu coøn tuøy thuoäc vaøo pH cuûa nöôùc, do ñoù trong baûng keát quaû cần ghi roõ pH luùc xaùc ñònh ñoä maøu.

-26-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

A) XAÙC ÑÒNH ÑOÄ MAØU BAÈNG PHÖÔNG PHAÙP DÖÏNG ÑÖÔØNG CHUAÅN 2. Duïng cuï, thieát bò vaø hoùa chaát 2.1. Duïng cuï vaø thieát bò Maùy Spectrophotometer. Pipet 10ml, 50ml. 2.2. Hoùa chaát Dung dòch maøu chuaån potassium chloroplatinate K2PtCl6 (töông öùng vôùi 500 ñôn vò maøu Pt-Co). Hoøa tan 1,246g K2PtCl6 vaø 1g CoCl2.6H20 trong nöôùc caát + 100ml HCl ñaäm ñaëc, ñònh möùc ñeán 1000ml baèng nöôùc caát.

3 15 35 150 2 10 40 100 1 5 45 50 4 20 30 200 5 25 25 250

3. Thöïc haønh 3.1. Laäp ñöôøng chuaån: 1ml dung dòch chuaån = 500 Pt-Co 0 STT 0 Vdung dòch maøu chuaån (ml) 50 Vnöôùc caát (ml) 0 Ñoä maøu Pt-Co Ño ñoä haáp thu cuûa caùc dung dòch chuaån ôû böôùc soùng 455nm.

B) XAÙC ÑÒNH ÑOÄ MAØU BAÈNG CHÖÔNG TRÌNH CAØI SAÜN TREÂN MAÙY Söû duïng maùy spectrophotometer HACH-DR 2010 Baät maùy, vaøo maõ chöông trình 120-Enter Chænh böôùc soùng veà 455nm Cho nöôùc caát vaøo Curet ñeán vaïch traéng, nhaán Zero cho maøn hình xuaát hieän 0.Units PtCo APHA Cho maãu vaøo Curvet, baám read ñoïc giaù trò ño. 4. Caâu hoûi - Nguyeân nhaân gaây ra ñoä maøu? - Theá naøo laø ñoä maøu bieåu kieán, ñoä maøu thöïc?

-27-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

CHÖÔNG 3 PHAÂN TÍCH CAÙC THOÂNG SOÁ THEÅ TÍCH

BAØI 7: CHLORIDE

1. Giôùi thieäu chung 1.1. YÙ nghóa moâi tröôøng Chloride (CT) laø ion chính trong nöôùc thieân nhieân vaø nöôùc thaûi. Vò maën cuûa chloride thay ñoåi tuyø theo haøm löôïng vaø thaønh phaàn hoaù hoïc cuûa nöôùc. Vôùi maãu chöùa 250 mg Cl-/l ngöôøi ta ñaõ coù theå nhaän ra vò maën neáu trong nöôùc coù chöùa ion Na+. Tuy nhieân, khi maãu nöôùc coù ñoä cöùng cao, vò maën laïi khoù nhaän bieát duø nöôùc coù chöùa ñeán 1000 mg Cl-/l. Haøm löôïng chloride cao seõ gaây aên moøn caùc keát caáu oáng kim loaïi. Veà maët noâng nghieäp, chloride gaây aûnh höôûng xaáu ñeán söï taêng tröôûng cuûa caây troàng.

(Ksp = 3 (cid:61620) 10-10) (1) (Ksp = 5 (cid:61620) 10-12) (2) 1.2. Nguyeân taéc Trong moâi tröôøng trung hoaø hay kieàm nheï, potassium chromate (K2CrO4) coù theå ñöôïc duøng laøm chaát chæ thò maøu taïi ñieåm keát thuùc trong phöôùng phaùp ñònh phaân chloride baèng dung dòch silver nitrate (AgNO3). Ag+ + Cl- → 2- 2Ag+ + CrO4 →

AgCl Ag2CrO4 ñoû naâu

Döïa vaøo söï khaùc bieät cuûa tích soá tan, khi theâm dung dòch AgNO3 vaøo maãu coù hoãn 2-, Ag+ laäp töùc phaûn öùng vôùi ion Cl- döôùi daïng keát tuûa traéng ñeán khi hôïp Cl- vaø CrO4 hoaøn toaøn, sau ñoù phaûn öùng (2) seõ xaûy ra cho keát tuûa ñoû gaïch deã nhaän thaáy.

02 Becher 100 ml 03 Erlen 100ml 02 Pipet 10ml 01 Buret 10ml

1.3. Caùc trôû ngaïi Nhöõng chaát thöôøng coù trong nöôùc uoáng haàu nhö khoâng aûnh höôûng gì ñeán vieäc ñònh phaân. Caùc ion bromide, iodide, cyanide ñöôïc xem nhö töông ñöông vôùi chloride. Rieâng sulfide, thiosulfate, sulfit coù theå can thieäp vaøo phaûn öùng (1). Tuy nhieân sulfit deã daøng bò oxy hoaù bôûi nöôùc oxy giaø (H2O2) trong moâi tröôøng trung hoaø. Thiosulfate vaø sulfide bò maát aûnh höôûng trong moâi tröôøng kieàm. Orthophosphat vôùi haøm löôïng cao > 25 mg/l cuõng taùc duïng vôùi silver nitrate nhöng ñieàu naøy ít xaûy ra. Haøm löôïng saét treân 10 mg/l seõ che laáp söï ñoåi maøu taïi ñieåm keát thuùc. 2. Duïng cuï, thieát bò vaø hoaù chaát 2.1. Duïng cuï vaø thieát bò - - - - 2.2. Hoùa chaát

Dung dòch AgNO3 0,0141N: caân 2,395g AgNO3 hoaø tan vôùi nöôùc caát vaø ñònh möùc thaønh 1 lít.

-28-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

Chæ thò maøu K2CrO4: hoaø tan 2,5 g K2CrO4 trong 30 ml nöôùc caát, theâm töøng gioït AgNO3 ñeán khi xuaát hieän maøu ñoû roõ. Ñeå yeân 12 giôø, loïc, pha loaõng dung dòch qua loïc thaønh 50 ml vôùi nöôùc caát.

Dung dòch huyeàn treo Al(OH)3: hoaø tan 125 g KAl(SO4).12H2O hay Al(NH4)(SO4)2.12H2O trong 1 lít nöôùc caát, laøm aám 600C, theâm töø töø 55 ml NH4OH ñaäm ñaëc, laéc ñeàu. Ñôïi 1 giôø röûa huyeàn troïc nhieàu laàn vôùi nöôùc caát ñeán khi nöôùc röûa khoâng coøn Cl- nöõa (thöû baèng AgNO3) sau ñoù theâm nöôùc caát cho ñuû 1 lít.

Chæ thò maøu phenolphthalein. Dung dòch NaOH 0,1 N(hoaëc H2SO4 0,1N) tuyø pH maãu ban ñaàu. Nöôùc oxy giaø H2O2 30%.

3. Thöïc haønh

Laáy 50 ml maãu cho vaøo Erlen, duøng NaOH loaõng hoaëc H2SO4 loaõng ñeå chænh pH.

Ñònh phaân maãu trong khoaûng pH = 7 – 10 (toát nhaát laø 7 - 8). Neáu pH ngoaøi

khoaûng naøy, toát nhaát neân trung hoaø tröôùc khi theâm 3 gioït chæ thò K2CrO4.

Duøng dung dòch AgNO3 0.0141N ñònh phaân ñeán khi dung dòch töø maøu vaøng chuyeån sang maøu ñoû gaïch (coù theå so vôùi maãu traéng goàm nöôùc caát + chæ thò K2CrO4). Ghi nhaän theå tích V1 ml AgNO3 söû duïng.

Laøm maãu traéng coù theå tích ñoàng vôùi theå tích maãu. Ghi nhaän theå tích Vo ml

AgNO3 söû duïng. Löu yù:

Nếu mẫu coù nồng độ Cl- cao thì phaûi tieán haønh pha loaõng maãu Neáu maãu coù ñoä maøu cao, theâm 3 ml huyeàn treo khuaáy kyõ, laéng, loïc, röûa giaáy

loïc, nöôùc röûa nhaäp chung vaøo nöôùc qua loïc.

Neáu coù sulfide, sulfit hoaëc thiosulfate, theâm töøng gioït NaOH 0,1N cho ñeán khi ñoåi maøu phenolphthalein. Theâm H2O2 quaäy ñeàu, sau cuøng trung hoøa vôùi H2SO4 0,1N.

4. Caùch tính

(V1 - Vo) (cid:61620) 500 Chloride (mg/l) = -----------------------

ml maãu

NaCl (mg/l) = Chloride (mg/l) (cid:61620) 1,65 Trong ñoù :

V1 : Theå tích dd AgNO3 duøng ñònh phaân maãu thaät Vo : Theå tích dd AgNO3 duøng ñònh phaân maãu traéng

5. Caâu hoûi 1. Taïi sao phaûi thöïc hieän maãu traéng trong phöông phaùp ñònh phaân chloride? 2. Ñònh phaân chloride baèng phöông phaùp Morh ñöôïc thöïc hieän trong moâi tröôøng

trung hoaø. Giaûi thích taïi sao?

3. Keát quaû ñònh phaân chloride seõ nhö theá naøo khi theâm moät löôïng thöøa chromate?

-29-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

BAØI 8: ÑOÄ ACID

1. Giôùi thieäu chung 1.1. YÙ nghóa moâi tröôøng Ñoä acid bieåu thò khaû naêng phoùng thích proton H+ cuûa nöôùc. Ñoä acid cuûa maãu nöôùc phaàn lôùn do söï hieän dieän cuûa caùc loaïi acid yeáu nhö acid carbonic, acid tanic, acid humic baét nguoàn töø phaûn öùng phaân huyû chaát höõu cô… gaây ra, phaàn khaùc do söï thuûy phaân caùc muoái cuûa acid maïnh nhö sulfate nhoâm, saét taïo thaønh. Ñaëc bieät khi bò caùc acid voâ cô thaâm nhaäp, nöôùc seõ coù pH raát thaáp.

Nöôùc thieân nhieân söû duïng cho caáp nöôùc luoân duy trì moät theá caân baèng giöõa caùc ion bicarbonate, carbonate vaø khí carbon dioxide hoaø tan, do ñoù nöôùc thieân nhieân thöôøng ñoàng thôøi mang hai tính chaát ñoái nhau: tính acid vaø tính kieàm. Khi bò oâ nhieãm bôûi caùc acid voâ cô hoaëc caùc muoái acid töø khu vöïc haàm moû, ñaát pheøn hoaëc do nguoàn nöôùc thaûi coâng nghieäp, pH thaáp hôn 7 khaù nhieàu.

Trong thöïc nghieäm hai khoaûng pH chaån ñöôïc söû duïng ñeå bieåu thò söï khaùc bieät treân. Khoaûng pH thöù nhaát öùng vôùi ñieåm ñoåi maøu cuûa chaát chæ thò methyl cam (töø 4,2 – 4,5) ñaùnh daáu söï chuyeån bieán aûnh höôûng cuûa caùc acid voâ cô maïnh sang vuøng aûnh höôûng cuûa carbonic acid. Khoaûng pH thöù hai öùng vôùi ñieåm ñoåi maøu cuûa chaát chæ thò phenolphtalein (töø 8,2 – 8,4) chuyeån sang vuøng aûnh höôûng cuûa nhoùm carbonate trong dung dòch.

1.2. Nguyeân taéc chính Duøng caùc dung dòch kieàm maïnh ñeå ñònh phaân ñoä acid cuûa caû acid voâ cô maïnh cuõng nhö acid höõu cô hoaëc acid yeáu. Ñoä acid do aûnh höôûng cuûa acid voâ cô ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch ñònh phaân ñeán ñieåm ñoåi maøu cuûa chæ thò methyl cam neân ñöôïc goïi laø ÑOÄ ACID METHYL (dung dòch töø maøu ñoû chuyeån sang da cam). Quaù trình tieáp tuïc ñònh phaân sau ñoù ñeå xaùc ñònh ñoä acid toaøn phaàn ñöôïc thöïc hieän ñeán ñieåm ñoåi maøu cuûa chæ thò phenolphthalein, goïi laø ÑOÄ ACID TOÅNG COÄNG (dung dòch khoâng maøu chuyeån sang tím nhaït).

1.3. Caùc trôû ngaïi Caùc chaát khí hoaø tan laøm aûnh höôûng ñeán ñoä acid laø CO2, H2S, NH3 coù theå bò maát ñi hoaëc hoøa tan vaøo maãu trong quaù trình löu tröõ hoaëc ñònh phaân maãu. Coù theå giaûm aûnh höôûng naøy baèng caùch ñònh phaân nhanh choùng, traùnh laéc maïnh vaø traùnh ñeå maãu ôû nôi coù nhieät ñoä cao hôn nhieät ñoä ban ñaàu cuûa maãu. Khi ñònh phaân maãu nöôùc caáp, keát quaû thöôøng bò aûnh höôûng bôûi haøm löôïng chlorine khöû truøng nöôùc coù tính taåy maøu. Muoán traùnh sai soá naøy, caàn theâm vaøi gioït Na2S2O3 0,1N vaøo maãu ñeå loaïi boû aûnh höôûng cuûa chlorine. Neáu maãu coù ñoä maøu vaø ñoä ñuïc cao, phaûi xaùc ñònh ñoä acid baèng phöông phaùp chuaån ñoä ñieän theá.

-30-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

2. Duïng cuï- thieát bò – hoaù chaát 2.1. Duïng cuï 02 Erlen 150 ml 01 OÁng ñong 100 ml 01 Buret 25 hoaëc 50 ml 2.2. Hoaù chaát

Dung dòch sodium hydroxide (NaOH) 0,02N: pha dung dòch NaOH 1N(caân 40g NaOH vieân + nöôùc caát = 1 lít) laáy 20 ml dung dòch NaOH 1N + nöôùc caát = 1 lít. Ñònh phaân laïi baèng dung dòch potassium biphthlate 0,02N (hoaø tan 4,085g KHC8H4O4 ñaõ saáy khoâ trong 2 giôø ôû 1200C vaø laøm nguoäi trong bình huùt aåm + nöôùc caát = 1 lít)

Chæ thò phenolphthalein: 500 mg phenolphthalein + 50 ml methanol + nöôùc

caát = 100 ml

Chæ thò methyl cam : 50 mg methyl cam + nöôùc caát = 100 ml

3. Thöïc haønh

Neáu maãu laø nöôùc uoáng, tröôùc khi ñònh phaân theâm moät gioït Na2S2O3 0,1 N ñeå loaïi aûnh höôûng cuûa chlorine.

Duøng pH keá ño pH cuûa maãu. Neáu maãu coù giaù trò pH < 4,5: laáy 10 ml maãu vaøo erlen, theâm 3 gioït methyl cam. Duøng dung dòch NaOH 0,02 N ñònh phaân ñeán khi dung dòch coù maøu da cam. Ghi nhaän theå tích V1 ml dung dòch NaOH ñaõ duøng ñeå tính ñoä acid methyl.

Neáu maãu coù giaù trò pH > 4,5: laáy 10 ml maãu vaøo erlen theâm 3 gioït phenolphthalein. Duøng dung dòch NaOH 0,02 N ñònh phaân ñeán khi dung dòch vöøa coù maøu tím nhaït. Ghi nhaän theå tích V2 ml dung dòch NaOH ñaõ duøng, tính ñoä acid toång coäng.

Laøm hai Erlen ñoái chöùng khi duøng chæ thò Metylcam, cho vaøo hai Erlen moãi Erlen 20 ml nöôùc caát, Erlen thöù nhaát theâm 1 ml H2SO4 1N + 3 gioït methyl cam. Erlen thöù hai theâm 1 ml NaOH 1N + 3 gioït methyl cam.

4. Caùch tính

Ñoä acid (mg CaCO3/ l) = V (cid:61645) 1000 -------------- ml maãu

Vôùi V : theå tích dung dòch NaOH duøng ñònh phaân : V1, V2

5. Caâu hoûi - laø 30 mg/ l. Giaû söû raèng aûnh höôûng 1.Maãu nöôùc coù pH = 7,3 vaø haøm löôïng HCO3 cuûa chaát raén hoøa tan treân hoaït tính cuûa caùc ion khoâng ñaùng keå, nhieät ñoä cuûa nöôùc laø 250C. Tính haøm löôïng CO2 cuûa maãu nöôùc.

-31-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

- laø 30 mg/ l vaø haøm löôïng CO2 laø 30 mg/l. Tính pH 2.Nöôùc caáp coù haøm löôïng HCO3 cuûa nöôùc ôû nhieät ñoä 250C. Neáu haøm löôïng CO2 cuûa maãu giaûm coøn 3 mg/ l bôûi suïc khí, pH cuûa nöôùc luùc naøy laø bao nhieâu?

BAØI 9: ÑOÄ KIEÀM

1. Giôùi thieäu chung 1.1. YÙ nghóa moâi tröôøng Ñoä kieàm bieåu thò khaû naêng thu nhaän proton H+ cuûa nöôùc. Nöôùc thieân nhieân hay nöôùc töø heä thoáng caáp nöôùc, ñoä kieàm ñeàu do 3 ion chính taïo ra: hydroxide, carbonate vaø bicarbonate. Trong thöïc teá caùc muoái acid yeáu nhö borate, silicate cuõng gaây aûnh höôûng lôùn ñeán ñoä kieàm. Moät vaøi acid höõu cô beàn vôùi söï oxy hoùa sinh hoïc nhö acid humic, daïng muoái cuûa chuùng coù khaû naêng laøm taêng ñoä kieàm. Trong ñieàu kieän thieân nhieân thích hôïp, taûo deã daøng xuaát hieän vaø toàn taïi ñoái vôùi moät vaøi nguoàn nöôùc maët, quaù trình phaùt trieån vaø taêng tröôûng cuûa taûo giaûi phoùng moät löôïng ñaùng keå carbonate vaø bicarbonate laøm cho pH nöôùc taêng daàn coù theå leân ñeán 9 – 10. nhöõng nguoàn nöôùc ñöôïc xöû lyù vôùi hoaù chaát coù chöùa nhoùm carbonate cuõng laøm gia taêng pH.

1.2. Nguyeân taéc

Tieán haønh ñònh phaân ñoä kieàm vôùi chæ thò phenolphtalein vaø methyl cam (hoaëc chæ thò hoãn hôïp bromoresol luïc + methyl ñoû) trong töøng giai ñoaïn vaø tuøy tröôøng hôïp: Chæ thò phenolphtalein seõ coù maøu tím nhaït trong moâi tröôøng coù ion hydroxide

vaø ion carbonate, maøu tiùm seõ trôû neân khoâng maøu khi pH < 8,3.

Chæ thò methyl cam cho maøu vaøng vôùi baát kyø ion kieàm naøo vaø trôû thaønh maøu ñoû khi dung dòch trôû thaønh acid. Vieäc ñònh phaân ñöôïc xem laø hoaøn taát khi dung dòch coù maøu da cam (pH = 4,5), naèm giöõa maøu vaøng (moâi tröôøng baz) vaø maøu ñoû (moâi tröôøng acid). Do ñoù maøu ôû ñieåm keát thuùc thöôøng ñöôïc so saùnh vôùi hai oáng chuaån.

Vì söï ñoåi maøu cuûa methyl cam khoù nhaän thaáy, neân chæ thò hoãn hôïp bromocresol luïc + methyl ñoû coù khoaûng ñoåi maøu roõ raøng hôn ôû cuøng trò soá pH neân thöôøng ñöôïc söû duïng roäng raõi hôn. 1.3. Caùc trôû ngaïi

Löôïng chlorine dö trong nöôùc uoáng aûnh höôûng ñeán keát quaû ñònh phaân laøm nhaït maøu chaát chæ thò. Ñeå traùnh sai leäch, ta cho theâm vaøo maãu moät vaøi gioït Na2S2O3 0,1 N. Khi maãu nöôùc coù ñoä maøu vaø ñoä ñuïc cao phaûi duøng phöông phaùp chuaån ñoä ñieän theá. Nhöõng chaát keát tuûa, xaø boâng, chaát daàu, chaát raén lô löûng coù theå phuû ñieän cöïc thuyû tinh laøm cho ñieåm cuoái ñeán chaäm. Ñeå khaéc phuïc hieän töôïng naøy cần phải chuøi sạch điện cực moãi khi tieán haønh thí nghieäm. Khoâng loïc, pha loaõng hay coâ ñaëc maãu.

2. Duïng cuï thieát bò vaø hoaù chaát 2.1. Duïng cuï vaø thieát bò 02 Erlen 150 ml

-32-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

01 OÁng ñong 100 ml 01 Buret 25 hoaëc 50 ml

2.2. Hoaù chaát

Dung dòch sulfuric acid (H2SO4) 0,02 N: pha dung dòch H2SO4 1N (28 ml H2SO4 ñaäm ñaëc + nöôùc caát = 1 lít), laáy 20 ml dung dòch H2SO4 1N + nöôùc caát = 1 lít. Ñònh phaân laïi acid naøy baèng Na2CO3 0,02N (hoaø tan 1,06g Na2CO3 ñaõ saáy ôû 1050C vaø laøm nguoäi trong bình huùt aåm + nöôùc caát = 1 lít). Chæ thò maøu phenolphthalein 0,5 % Chæ thò maøu methyl cam 0,5 % Chæ thò maøu hoãn hôïp bromocresol luïc + methyl ñoû: 20 mg methyl ñoû + 200mg

bromocresol + 100 ml ethanol 95%

3. Thöïc haønh

Neáu maãu coù pH > 8,3: laáy 10ml maãu vaøo erlen, theâm 3 gioït chæ thò maøu phenolphthalein. Ñònh phaân baèng dung dòch H2SO4 0,02N cho ñeán khi maát maøu. Ghi theå tích V1 ml H2SO4 0,02N ñaõ duøng ñeå tính ÑOÄ KIEÀM PHENOL(P).

Neáu maãu coù pH < 8,3: laáy 10 ml maãu vaøo bình tam giaùc, theâm 3 gioït chæ thò maøu methyl cam (hay 3 gioït chæ thò maøu hoãn hôïp). Ñònh phaân maãu baèng dung dòch H2SO4 cho ñeán khi dung dòch coù maøu da cam (maøu giöõa hai Erlen ñoái chöùng). Neáu duøng chæ thò hoãn hôïp, taïi ñieåm keát thuùc dung dòch coù maøu ñoû xaùm. Ghi theå tích V2ml H2SO4 0,02N ñaõ duøng ñeå tính ÑOÄ KIEÀM METHYL CAM hay ÑOÄ KIEÀM TOÅNG COÄNG.

Laøm hai Erlen ñoái chöùng khi duøng chæ thò Metylcam, cho vaøo hai Erlen moãi Erlen 20 ml nöôùc caát, Erlen thöù nhaát theâm 1 ml H2SO4 1N + 3 gioït methyl cam. Erlen thöù hai theâm 1 ml NaOH 1N + 3 gioït methyl cam.

4. Caùch tính

V1 (cid:61645) 1000

Ñoä kieàm PHENOL (mg CaCO3/l) = ml maãu

V2 (cid:61645) 1000

Ñoä kieàm toång coäng T (mg CaCO3/l) = ml maãu

2-

Döïa treân keát quaû coù theå tính ñoä kieàm do caùc ion khaùc nhau gaây ra theo baûng sau: Keát quaû phaân ñònh

- HCO3 T T – 2P 0 0 0

P = 0 P < T/2 P = T/2 P > T/2 P = T Ñoä kieàm do caùc caùc ion (mg/lCaCO3) OH- 0 0 0 2P - T T CO3 0 2P T-2P 2(T – P) 0

-33-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

2-(mg/l) = ñoä kieàm CO3

-(mg/l) = ñoä kieàm HCO3

2 (mgCaCO3/l) (cid:61645) 1,22

P ñoä kieàm phenol T ñoä kieàm toång coäng OH- (mg/l) = ñoä kieàm OH- (mgCaCO3/l) (cid:61645) 0,34 2 (mgCaCO3/l) (cid:61645) 0,6 CO3 HCO3

2, HCO3 vaø ñoä kieàm toång coäng cuûa maãu treân (mg/lCaCO3).

5. Caâu hoûi Giaû söû raèng aûnh höôûng cuûa caùc muoái hoaø tan treân hoaït tính caùc ion khoâng ñaùng keå. Moät phaàn nöôùc ôû 250C coù pH = 10,3 vaø haøm löôïng carbonate laø 120 mg/l. - Haõy tính haøm löôïng ion bicarbonate (mg/l). - Tính ñoä kieàm OH, CO3

BAØI 10: ÑOÄ CÖÙNG TOÅNG COÄNG

1. Giôùi thieäu chung 1.1. YÙ nghóa moâi tröôøng Ñoä cöùng ñöôïc hieåu laø khaû naêng taïo boït cuûa nöôùc vôùi xaø boâng. Ion calci vaø magnes trong nöôùc seõ keát tuûa vôùi xaø boâng, do ñoù laøm giaûm söùc caên beà maët vaø phaù huûy ñaëc tính taïo boït. Nhöõng ion döông ña hoaù trò khaùc cuõng coù theå keát tuûa vôùi xaø boâng, nhöng thöôøng nhöõng ion naøy ôû döôùi daïng phöùc chaát, hoaëc laø chaát höõu cô, do ñoù aûnh höôûng cuûa chuùng trong nöôùc khoâng ñaùng keå vaø khoù xaùc ñònh. Treân thöïc teá, ñoä cöùng toång coäng ñöôïc xaùc ñònh baèng toång haøm löôïng calci, magnes vaø ñöôïc bieåu thò baèng mg CaCO3/l 1.2. Nguyeân taéc (phöông phaùp ñònh phaân baèng EDTA) Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) hoaëc muoái natri daãn xuaát (Na-EDTA) khi theâm vaøo dung dòch chöùa nhöõng ion kim loaïi ña hoùa trò döông, ôû pH 10,0 (cid:61617)0,1 seõ taïo thaønh caùc phöùc chaát. Ñoái vôùi hai ion calci vaø magnes chuû yeáu gaây ñoä cöùng trong nöôùc, neáu coù moät löôïng nhoû chæ thò maøu höõu cô nhö Eriochrome Black T (EBT) hay calmagite ñöôïc cho vaøo, dung dòch treân seõ trôû neân maøu ñoû röôïu vang. Ñònh phaân baèng EDTA, phản öùng taïo phöùc giöõa EDTA vôùi ion calci, magnes seõ laøm chuyeån maøu dung dòch töø ñoû röôïu vang sang xanh döông taïi ñieåm keát thuùc. 1.3. Caùc aûnh höôûng

Moät vaøi ion kim loaïi naëng gaây trôû ngaïi cho vieäc ñònh phaân, laøm chæ thò maøu nhaït daàn hay khoâng roõ raøng taïi ñieåm keát thuùc. Coù theå khaéc phuïc trôû ngaïi naøy baèng caùch theâm chaát che luùc ñònh phaân. Muoái Mg-EDTA coù taùc duïng nhö moät chaát phaûn öùng keùp vöøa taïo phöùc vôùi caùc kim loaïi naëng, vöøa giaûi phoùng Mg vaøo trong maãu, coù theå duøng thay theá cho caùc chaát che coù muøi khoù chòu vaø ñoäc tính. Muoái Mg-EDTA chæ coù taùc duïng tích cöïc khi thay theá cho caùc kim loaïi naëng song khoâng laøm bieán ñoåi ñoä cöùng toång coäng trong maãu nöôùc.

Baûng döôùi höôùng daãn caùch söû duïng chaát che tuøy thuoäc haøm löôïng kim loaïi naëng hay löôïng polyphosphate coù trong maãu, giuùp vieäc xaùc ñònh Ca vaø Mg baèng phöông phaùp EDTA; ñoä cöùng toång coäng seõ coù ñöôïc qua phöông phaùp tính.

-34-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

Haøm löôïng toái ña caùc chaát gaây nhieãu caàn loaïi boû bôûi chaát che

Chaát gaây trôû ngaïi Haøm löôïng toái ña chaát gaây trôû ngaïi(mg/l)

Chaát che 1 Chaát che 2

20 + + Treân 20 Treân 30 Treân 30 + + Treân 20 + +

20 + + 0,3 20 5 20 1 0,3 + 200 10

Nhoâm Basium Cadmium Cobalt Ñoàng Saét Chì Mangness (Mn2+) Niekel Strontium Keõm Polyphosphate Lieàu löôïng treân chæ thích hôïp vôùi 25 ml maãu pha loaõng thaønh 50 ml. Nhöõng löu yù khi ñònh phaân

Vieäc ñònh phaân chæ thöïc hieän ôû nhieät ñoä phoøng hay gaàn vôùi nhieät ñoä phoøng, traùnh söï caùch bieät nhieät quaù lôùn so vôùi nhieät ñoä moâi tröôøng xung quanh. Söï ñoåi maøu trôû neân chaäm vaø keát quaû keùm chính xaùc nhö trong tröôøng hôïp maãu ñöôïc ñònh phaân gaàn khoaûng nhieät ñoä ñoâng ñaëc. Chaát chæ thò maøu seõ bò phaân huyû trong nöôùc noùng. Ñaëc bieät pH coù theå taïo ra moâi tröôøng daãn ñeán tuûa CaCO3, tuy nhieân ñònh phaân coù laâu cuõng coù theå hoøa tan laïi keát tuûa. Söï thay ñoåi chaäm taïi ñieåm keát thuùc thöôøng cho keát quaû thaáp hôn. Nhaèm giaûm thieåu keát tuûa CaCO3 taïo thaønh. Vieäc ñònh phaân caàn hoaøn taát trong voøng 5 phuùt. Ba phöông phaùp sau ñaây laøm giaûm keát tuûa CaCO3.

Pha loaõng maãu baèng nöôùc caát ñeå toái giaûm löôïng CaCO3. Duøng moät löôïng maãu quaù nhoû deã daãn ñeán sai leäch khi ñoïc keát quaû treân thaân oáng nhoû gioït.

Neáu ñoä cöùng ñaõ ñöôïc bieát hay ñaõ ñöôïc xaùc ñònh baèng phöông phaùp ñònh phaân sô boä. Theâm nhanh EDTA vôùi khoaûng 90% löôïng caàn duøng hay moät tæ leä thích nghi tuyø vaøo theå tích maãu caàn ñònh phaân tröôùc khi chænh pH baèng dung dòch ñeäm.

Acid hoùa maãu vaø khuaáy trong voøng 2 phuùt ñeå ñuoåi CO2 tröôùc khi chænh pH xaùc ñònh ñoä kieàm sau moãi laàn theâm axit.

2. Duïng cuï, thieát bò vaø hoaù chaát 2.1. Duïng cuï vaø thieát bò 02 Coác 250 ml 01 Buret 10 ml 01 Erlen 100 ml 01 OÁng ñong

-35-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

2.2. Hoaù chaát 2.2.1.Dung dòch ñeäm a. Hoøa tan 16,9g NH4CL trong 143 ml NH4OH ñaäm ñaëc + 1,25g muoái Mg- EDTA + nöôùc caát = 250 ml b. Neáu khoâng coù muoái Mg- EDTA, hoaø tan 1,179g muoái Na-EDTA(PA) + 780 mg MgSO4.7H2O hoaëc 644 mg MgCl2. 6H2O trong 50 ml nöôùc caát. Hoaø tan 16,9g NH4Cl trong 143 ml NH4OH ñaëm ñaëc. Troän ñeàu hai dung dòch treân vaø pha loaõng thaønh 250 ml vôùi nöôùc caát. Ñeå ñaït ñoä chính xaùc cao caàn giöõ ñuùng tỉ leä veà phaân löôïng giöõ caùc hoùa chaát treân. Ñöïng caùc dung dòch treân trong chai nhöïa deûo hay chai thuûy tinh trung tính. Thôøi haïn söû duïng khoâng quaù moät thaùng. Ñaäy naép kín ñeå ngaên NH3 bay hôi vaø CO2 ngoaøi khoâng khí khoâng xaâm nhaäp vaøo dung dòch. Theâm vaøo maãu 1- 2 ml dung dòch ñeäm, neáu dung dòch maãu ñònh phaân chöa ñaït tôùi pH 10,0 (cid:61617) 0,1 taïi ñieåm keát thuùc chuaån ñoä. 2.2.2.Nhöõng taùc nhaân che Phaàn lôùn caùc loaïi nöôùc khoâng caàn theâm taùc nhaân che. Tuy nhieân moät vaøi maãu nöôùc chöùa nhöõng ion gaây nhieãu, caàn theâm taùc nhaân che ñeå laøm söï ñoåi maøu taïi döùt ñieåm ñöôïc roõ raøng. Sau ñaây laø nhöõng chaát che thích hôïp. Chaát che I Maãu coù tính acid phaûi ñöôïc trung hoøa tôùi khi pH = 6 baèng dung dòch ñeäm hay NaOH 0,1N trưôùc khi theâm 200 mg sodium cyanide (NaCN) döôùi daïng tinh theå. Theâm ñuû dung dòch ñeäm ñeå coù pH 10 (cid:61617) 0,1. (Chuù yù: NaCN raát ñoäc. Caån thaän khi söû duïng noù. Xaû thaät nhieàu nöôùc tröôùc khi ñoå boû dung dòch treân ñeå traùnh phaûn öùng toaû hôi ñoäc hydroxyanide (HCN). Chaát che II Hoaø tan 5g NaS. 9H2O hay 3,7g Na2S. 5H2O trong 100 ml nöôùc caát. Dung dòch Na2S deã bò oxy hoùa bôûi khí trôøi taïo ra keát tuûa sulfide aûnh höôûng ñeán vieäc xaùc ñònh ñieåm chuyeån maøu chaát chæ thò. Phaûi baûo quaûn dung dòch naøy trong chai ñaäy kín baèng nuùt cao su. Khi bieát roõ coù söï hieän dieän cuûa caùc kim loaïi naëng, söû duïng chaát che xöû lyù maãu tröôùc khi ñònh phaân (xem phaàn nhöõng löu yù khi ñònh phaân) 2.2.3. Chaát chæ thò maøu a. Eriochrome Black T : muoái natri daãn xuaát töø 1 – (1 hyroxy – 2 naphthylazo – 5 nitro – 2 naphthol – 4 sulfonic acid), hoøa tan 0,5 g chæ thò treân 100 g 2, 2(cid:61484), 2(cid:61484)(cid:61484) - nitrilotriethanol. Theâm hai gioït cho moãi 50 ml maãu. Chænh theå tích maãu nöôùc caàn thieát. b. Calmagite: 1 – (1 hydroxy – 4 methyl – 2 phenylazo) – 2 napthol – 4 sulfonic acid. Calmagite thích hôïp cho dung dòch loûng vaø taïo ra söï thay ñoåi maøu töông töï nhö Eryochrome Black T. vôùi ñieåm keát thuùc roõ raøng hôn. Hoaø tan 0,10 g Calmagite trong 100ml nöôùc caát. Duøng 1ml cho moãi 50 ml maãu ñònh phaân. Chænh theå tích neáu caàn thieát. c. Chaát chæ thò I vaø II coù theå duøng döôùi daïng tinh theå khoâ. Khoâng neân duøng chaát chæ thò quaù nhieàu. Chaån bò hoãn hôïp khoâ cuûa chaát chæ thò döôùi muoái tinh thieát.

-36-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

d. Neáu taïi ñieåm keát thuùc chuaån ñoä, söï thay ñoåi maøu cuûa chæ thò khoâng roõ raøng trong tröôøng hôïp naøy caàn phaûi theâm taùc nhaân che. Neáu cho chaát che NaCN vaøo maãu maø ñieåm ñoåi maøu vaãn khoâng roõ raøng, nguyeân nhaân coù theå do chaát chæ thò maàu bò hö. 2.2.4. Dung dòch chuaån EDTA 0,01 M

Caân 3,723g EDTA. Hoaø tan trong nöôùc caát vaø pha thaønh 1000 ml, chuaån ñoä

laïi baèng dung dòch Calcium.

Dung dòch chuaån EDTA phaûi ñöôïc ñöïng trong chai thuûy tinh trung tính hay

bình nhöïa polyethylen. 2.2.5. Dung dòch chuaån Calcium Caân 1g CaCO3 (duøng chaát chuaån toát nhaát hay hoaù chaát ñaët bieät coù haøm löôïng caùc kim loaïi naëng, ñoä kieàm vaø magnesium thaáp) vaøo trong moät erlen 500 ml. Ñaët moät caùi pheãu treân mieäng bình, moãi laàn theâm moät ít HCl cho tôùi khi taát caû CaCO3 tan hoaøn toaøn. Theâm 200 ml nöôùc caát vaø ñun soâi vaøi phuùt ñeå ñoåi CO2 laøm laïnh vaø theâm vaøi gioït chæ thò methyl ñoû, chænh laïi pH ñeán khi coù maøu cam baèng NH4OH 3N hay HCl chuyeån qua bình ñònh möùc vaø pha thaønh moät lít vôùi nöôùc caát: 1 ml = 1 mg CaCO3. 2.2.6. Dung dòch sodium hydroxide: NaOH 0,1 N

3. Trình töï thí nghieäm

Laáy moät theå tích maãu sao cho löôïng EDTA chuaån ñoä khoâng quaù 15 ml, hoaøn thaønh vieäc ñònh phaân trong voøng 5 phuùt tính töø thôøi ñieåm cho dung dòch ñeäm. Neáu löôïng EDTA lôùn hôn 15ml thì phaûi pha loaõng maãu.

Laáy 25ml maãu, theâm 1 tôùi 2 ml dung dòch ñeäm, thöôøng duøng 1 ml ñuû ñeå ñaït pH 10 (cid:61617) 0,1, theâm chaát che neáu söï thay ñoåi maøu taïi ñieåm keát thuùc chuaån ñoä khoâng roõ raøng. Sau khi theâm chaát che nhöng maøu theå hieän vaãn khoâng roõ raøng. Chaát chæ thò coù theå ñaõ bò hoûng.

Theâm chaát chæ thò maøu (löôïng nhoû baèng 1/5 haït gaïo). Chuaån ñoä töø töø baèng dung dòch EDTA cho ñeán luùc coù maøu xanh da trôøi laïi ñieåm keát thuùc . Neáu theå tích maãu coù ñuû vaø khoâng coù chaát gaây caûn trôû thì trò soá ñònh phaân seõ taêng khi söû duïng 1 löôïng maãu nhieàu hôn ñöôïc mieâu taû trong phaàn c döôùi ñaây.

Maãu coù ñoä cöùng thaáp: nöôùc sau khi qua trao ñoåi ion, caùc loaïi nöôùc meàm khaùc vaø caùc loaïi nöôùc thieân nhieân coù ñoä cöùng thaáp ( ít hôn 50 mg/l) caàn laáy moät theå tích lôùn hôn (100 – 1000 ml) ñeå ñònh phaân vaø theâm vaøo moät löôïng dung dòch ñeäm. Chaát che. Chaát chæ thò maøu theo tæ leä töông ñöông. Chuaån ñoä baèng oáng nhoû gioït ñònh phaân nhoû nhaát, laøm theâm maãu thöû khoâng: duøng nöôùc caát 2 laàn nöôùc qua coät trao ñoåi ion baèng theå tích maãu. Löôïng dung dòch ñeäm, chaát che, chaát chæ thò maøu töông töï nhö maãu. Laáy theå tích EDTA ñònh phaân cuûa maãu tröø ñi theå tích duøng ñònh phaân cho maãu thöû khoâng.

4. Caùch tính

( A (cid:61482) B (cid:61482) 1000)

Ñoä cöùng (EDTA) mg CaCO3/l = …………….........

-37-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

ml maãu

Trong ñoù:

A ml EDTA tham gia phaûn öùng trong maãu B mg CaCO3 töông ñöông 1 ml EDTA ñònh phaân.

5. Caâu hoûi 1. Nguyeân nhaân gaây ra ñoä cöùng cuûa nöôùc? 2.Maãu nöôùc ñöôïc phaân tích coù caùc keát quaû nhö sau:

- = 40 mg/l 2- = 67 mg/l 2 = 5 mg/l - = 10 mg/l

Na+ = 20mg/l K+ = 30 mg/l Ca2+ = 15 mg/l Mg2+ = 10 mg/l Sr2+ = 2 mg/l

Cl- = 40 mg/l HCO3 CO3 SO4 NO3 Tính ñoä cöùng toång coäng, ñoä cöùng carbonate, bicarbonate cuûa maãu nöôùc; (ñôn vò mgCaCO3/l)

BAØI 11: ÑOÄ CÖÙNG CALCI

1. Giôùi thieäu chung

Calci laø moät nguyeân toá thöôøng gaëp trong nöôùc thieân nhieân vì chaûy qua nhöõng vuøng coù nhieàu ñaù voâi, thaïch cao, dolomit… Tuyø theo nguoàn goác vaø caùch xöû lyù maø haøm löôïng calci trong nöôùc coù töø 0 ñeán vaøi traêm mg/l. Chæ vôùi moät löôïng nhoû calcicacbonate cuõng coù theå taïo neân moät maøng cöùng baùm vaøo maët trong caùc oáng daãn theo thôøi gian tích tuï, baûo veä kim loaïi choáng laïi söï aên moøn. Maët khaùc, lôùp maøng naøy laïi laø moät tai haïi lôùn cho nhöõng thieát bò söû duïng ôû nhieät ñoä cao nhö noài hôi… Phöông phaùp laøm meàm nöôùc baèng hoùa chaát hoaëc nhöïa trao ñoåi ion thöôøng ñöôïc aùp duïng ñeå khöû bôùt calci tôùi giôùi haïn chaáp nhaän ñöôïc

2. Nguyeân taéc Trong dung dòch coù chöùa calci vaø magnes, ôû pH=12-13, magne seõ bò keát tuûa döôùi daïng hydroxy. Chaát chæ thò maøu keát hôïp vôùi calci cho maøu hoàng. Khi EDTA ñöôïc theâm vaøo dung dòch seõ keát hôïp vôùi calci vaø phaûn öùng xaûy ra hoaøn toaøn. ÔÛ ñieåm keát thuùc dung dòch chuyeån maøu hoàng sang tím CAÙC AÛNH HÖÔÛNG (XEM PHAÀN ÑOÄ CÖÙNG)

3. Duïng cuï, thieát bò, hoùa chaát 3.1. Duïng cuï Erlen Pipet Buret OÁng ñong

-38-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

3.2. Hoùa chaát Dung dòch NaOH 1N Chæ thò maøu Murexider: Caân 200g murexider + 100g NaCl nghieàn nhoû, troän ñeàu Dung dòch EDTA 0.01M: Xem phaàn ñoä cöùng 4. Thöïc haønh Ñeå traùnh keát tuûa, vieäc ñònh phaân caàn thöïc hieän nhanh choùng sau khi naâng pH a. Laáy 25ml (hay moät theå tích maãu pha loaõng ñeán 25ml) sao cho theå tích EDTA duøng ñònh phaân khoâng vöôït quaù 15ml. Neáu maãu nöôùc coù haøm löôïng calci vöôït quaù 300mg/l neân pha loaõng hoaëc trung hoøa vôùi acid roài ñun soâi moät phuùt, laøm nguoäi tröôùc khi ñònh phaân. b. Theâm 2ml dung dòch NaOH 1N hoaëc moät theå tích lôùn hôn ñeå naâng pH leân 12-13, laéc ñeàu c. Theâm 0,1-0,2g chæ thò maøu murexider (löôïng nhoû baèng 1/5 haït gaïo), dung dòch coù maøu hoàng nhaït d. Ñònh phaân baèng dung dòch EDTA 0,01M, ñieåm keát thuùc dung dòch coù maøu tím. Ñeå kieåm soaùt ñieåm keát thuùc chuaån ñoä, caàn ghi nhaän theå tích EDTA ñaõ duøng, sau ñoù theâm moät hoaëc hai gioït EDTA ñeå ñaûm baûo maøu cuûa dung dòch khoâng ñoåi

8,400

VMlEDTA

5. Caùch tính

(cid:61620) mlmau

Calci (mg/l) =

VmlEDTA 1000 (cid:61620) mlmau

Ñoä cöùng calci (mgCaCO3/l) =

BAØI 12: NITROGEN – ORGANIC

1. Giôùi thieäu chung 1.1. Ñaïi cöông

Vieäc xaùc ñònh Nitrogen höõu cô baèng phöông phaùp Kjeldahl khoâng tính ñeán nitô ôû caùc daïng khaùc nhö: azide, azo, hydrazone, nitrate, nitrite, nitro, nitroso, oxime vaø semi carbazone. Neáu nitrogen ammonia khoâng ñöôïc khöû tröôùc thì phöông phaùp naøy cho keát quaû laø löôïng nitrogen toång coäng. Vì theá, muoán xaùc ñònh löôïng nitrogen höõu cô caàn xaùc ñònh rieâng nitrogen ammonia tröôùc sau ñoù tieán haønh chöng caát tieáp theo.

1.2. Nguyeân taéc

Vôùi söï hieän dieän cuûa acid sulfuric, potassium sulfate vaø mercuric sulfate laøm chaát xuùc taùc, amino-nitrogen cuûa nhöõng chaát höõu cô ñöôïc bieán ñoåi thaønh ammonium sulfate. Ammonia töï do vaø ammonium-nitrogen cuõng chuyeån thaønh ammonium sulfate. Trong thôøi gian phaân huûy maãu, hoãn hôïp mercury ammonium ñöôïc hình thaønh vaø bò phaân tích bôûi Na2S2O3. Sau ñoù trung hoøa maãu baèng dung dòch kieàm vaø chöng caát. Haøm löôïng ammonia höõu cô ñöôïc haáp thu baèng acid boric vaø xaùc ñònh

-39-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

baèng phöông phaùp so maøu hay chuaån ñoä vôùi acid chuaån treân theå tích chöng caát phaåm thu ñöôïc. Phöông phaùp so maøu xaùc ñònh haøm löôïng N-Organic thaáp khoaûng 5mg/l. Phöông phaùp chuaån ñoä xaùc ñònh haøm löôïng N-Organic lôùn hôn 5mg/l. 2. Duïng cuï, thieát bò vaø hoaù chaát 2.1. Duïng cuï vaø thieát bò - Thieát bò phaân huûy bình Kjeldahl 800 ml duøng phaân huûy maãu döôùi taùc duïng cuûa moät dung dòch phaân huûy (acid maïnh) vaø ñun ôû nhieät ñoä 370oC. - Thieát bò chöng caát :heä thoáng chöng caát goàm moät daøn Kjeldahl vôùi 6 bình Kjeldahl 800 ml ñöôïc noái vôùi heä thoáng laøm laïnh ngöng tuï. Hôi ammonia bay ra ñöôïc haáp thu baèng dung dòch acid boric. - Buret 25ml. - Erlen 500 ml . - OÁng ñong 250 ml. 2.2. Hoùa chaát 2.2.1. Chæ thò hoãn hôïp Hoøa tan 200 mg methyl red vaøo 100 ml ethyl alcohol (hoaëc isopropyl alcohol) + dung dòch 100 mg methylene blue trong 50 ml ethyl acohol. Hoøa hai hoãn hôïp laïi, dung dòch söû duïng trong moät thaùng. 2.2.2. Dung dòch acid boric (H3BO3) 20 g acid boric +nöôùc caát = 1 lít + theâm 10 ml chæ thò maøu ñeå dung dòch coù maøu tím. 2.2.3. Dung dòch acid sulfuric (H2SO4) 0,02 N 2.2.4. Dung dòch mercuric sulfate

Hoøa tan 8 g oxit thuûy ngaân ñoû HgO trong 100 ml H2SO4 6N. 2.2.5. Dung dòch phaân huûy (acid maïnh )

Hoøa tan 134g K2SO4 trong 650 ml nöôùc caát + 200 ml H2SO4 ñaäm ñaëc. Theâm vaøo dung dòch Mercuric sulfat ñaõ ñieàu cheá saün goàm 2g HgO (mercuric oxid red) trong 25 ml ,quaäy ñeàu + Theâm nöôùc caát cho ñuû moät lít. Giöõ ôû nhieät ñoä thaáp gaàn 20oC. 2.2.6. Dung dòch borate

Theâm 88 ml NaOH 0,1N vaøo 500 ml dung dòch tetraborate Na2B4O7 0,25 M

(9,5g Na2B4O7. 10H2O/ lít ) vaø pha loaõng thaønh moät lít. 2.2.7. Dung dòch sodium hidroxide (NaOH) 6N

Hoøa tan 240g NaOH vieân trong moät lít nöôùc caát. 2.2.8. Dung dòch sodium hidroxide – sodium thiosulfate

Hoaø tan 500g NaOH vaø Na2S2O3.5 H2O baèng nöôùc caát vaø pha thaønh 1lít.

3. Thöïc haønh 3.1. Chuaån bò vaø choïn theå tích maãu thích hôïp theo baûng höôùng daãn sau

Löôïng Nitrogen trong maãu (mg/l) Theå tích maãu (ml)

0 -1 1 -10 500 250

-40-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

10 – 20 20 - 50 50 – 100 100 50 25

Neáu caàn pha loaõng maãu thaønh 300 ml roài trung hoøa ñeán pH = 7. 3.2. Theâm 25ml borate buffer vaø NaOH 6N ñeán pH = 9,5. Chöng caát vaø xaùc ñònh löôïng ammonia-nitrogen baèng theå tích chöng caát phaåm thu ñöôïc (haáp thu vôùi 25ml acid boric + vaøi gioït chæ thò maøu hoãn hôïp). Duøng caën coøn laïi trong bình Kjeldahl ñeå xaùc ñònh löôïng Nitrogen höõu cô. 3.3. Phaân huûy: Caån thaän theâm 50ml dung dòch phaân huûy vaøo bình kjeldahl coù chöùa caën coøn laïi + vaøi vieân bi thuûy tinh vaø ñun noùng trong tuû huùt hay trong moät thieát bò coù theå loaïi boû khoùi acid bay ra. Tieáp tuïc ñun cho ñeán khi thaáy khoùi traéng bay ra, dung dòch coù maøu vaøng rôm vaø trong. Ñeå nguoäi, pha loaõng thaønh 300ml vôùi nöôùc caát roàøi trung hoøa baèng dung dòch sodium hiñroxie – thiosulfate (khoaûng 30 – 40ml. duøng phenolphtalein laøm chæ thò maøu) laéc ñeàu, ñoâi khi thaáy xuaát hieän traàm ñen cuûa HgS. pH cuûa maãu luùc naøy khoaûng 11,0. 3.4. Chöng caát: noái bình Kjeldahl vaøo heä thoáng chöng caát, ñaàu ra nhuùng chìm trong 25ml acid boric, chöng caát ñeán khi chöng caát phaåm thu ñöôïc khoaûng 200ml. Sau ñoù ñònh phaân baèng HCl 0,1N hay H2SO4 0,1N. Laøm moät maãu thöû khoâng vôùi nöôùc caát.

140

t

4. Caùch tính

( VV ) (cid:61485) (cid:61620) o mlmaãu

(mg) N-höõu cô =

Vt : theå tích HCl 0,1N duøng cho thöû thaät. Vo : theå tích HCl 0,1N duøng cho thöû khoâng.

5. Caâu hoûi 5.1. YÙ nghóa moâi tröôøng cuûa vieäc xaùc ñònh nitrogen – organic 5.2. Taïi sao muoán xaùc ñònh nitrogen – organic phaûi söû duïng phöông phaùp chöng caát vaø phaûi naâng pH = 9,5

-41-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

CHÖÔNG 4 PHAÂN TÍCH CAÙC THOÂNG SOÁ TRAÉC QUANG

BAØI 13: SAÉT

1.Giôùi thieäu chung 1.1. YÙ nghóa moâi tröôøng

Töø laâu con ngöôøi ñaõ nhaän bieát, uoáng nöôùc coù chöùa saét seõ khoâng gaây haïi ñoái vôùi söùc khoûe. Nöôùc maët sau khi loaïi boû caën lô löûng thì haøm löôïng saét ít khi ñaït tôùi 1mg/l. Rieâng ñoái vôùi nöôùc ngaàm vaø nöôùc thaûi sinh hoaït, haøm löôïng saét coù theå cao hôn raát nhieàu. Nhöõng loaïi nöôùc nhö theá khi tieáp xuùc vôùi khoâng khí seõ trôû neân ñuïc vaø coù maøu vaøng, nguyeân nhaân laø do saét daïng Fe2+ bò oxy hoùa thaønh Fe3+ taïo ra nhöõng chaát keát tuûa döôùi daïng keo. ÔÛ nhöõng ñieàu kieän töï nhieân vaø pH thaáp, toác ñoä cuûa quaù trình oxy hoùa thöôøng xaûy ra chaäm vaø saét trong nöôùc thöôøng toàn taïi döôùi daïng Fe2+. Trong moâi tröôøng pH < 6 vaø coù suïc khí, Fe3+ coù theå toàn taïi moät thôøi gian. Toác ñoä oxy hoùa seõ taêng leân khi trong moâi tröôøng coù pH > 6, coù maët cuûa caùc chaát oxy hoùa hay do hoaït ñoäng cuûa vi sinh vaät. Saét coù trong nöôùc laø nguyeân nhaân laøm cho quaàn aùo bò vaøng sau khi giaët, laøm oá caùc ñoà vaät baèng söù vaø taïo ra caùc veát oá treân caùc ñoà vaät haøn chì. Khi haøm löôïng saét trong nöôùc lôùn hôùn 1mg/l gaây ra vò tanh trong nöôùc vaø veà maët caûm quan khoâng theå chaáp nhaän ñöôïc. Ngoaøi ra, caën saét baùm treân thaønh oáng daãn laâu ngaøy laøm thay ñoåi löu löôïng vaø taéc caùc oáng daãn cuûa heä thoáng phaân phoái nöôùc. Chính vì nhöõng lyù do treân neân tieâu chuaån ñaët ra cho nöôùc söû duïng trong sinh hoaït vaø aên uoáng phaûi coù haøm löôïng Fetc <0,3 mg/l. Ñoái vôùi moät soá ngaønh coâng nghieäp, tieâu chuaån cho pheùp saét coù trong nöôùc ñoøi hoûi raát cao nhö ñoái vôùi coâng ngheä deät nhuoäm thì Fe < 0,1 mg/l.

1.2. Nguyeân taéc

+ 3H+ (cid:61614) Fe 3+ + 3H2O

2+

N

+ Fe2+

-

3

N-N Fe N N - N

N

N

Saét trong dung dòch ñöôïc khöû thaønh daïng Fe2+ (tan trong nöôùc) baèng caùch ñun soâi trong moâi tröôøng acid vaø hydroxylamine, sau ñoù Fe2+ taïo phöùc coù maøu vôùi 1,10 phenanthroline ôû pH = 3,0 (cid:61624) 3,3. Moãi nguyeân töû Fe2+ seõ keát hôïp vôùi ba phaân töû cuûa phenanthroline taïo thaønh phöùc chaát maøu ñoû cam. Cöôøng ñoä maøu tuaân theo ñònh luaät Lambert-Beer vaø phuï thuoäc vaøo pH. Phaûn öùng seõ ñaït toác ñoä cöïc ñaïi khi pH cuûa moâi tröôøng trong khoaûng töø 2,9 (cid:61624) 3,5 vaø söû duïng moät löôïng thöøa phenanthroline. Caùc phöông trình phaûn öùng ñöôïc bieåu dieãn nhö sau: Fe(OH)3 4 Fe 3++ 2NH2OH (cid:61614) 4 Fe 2+ + N2O + 4H+ + H2O

(maøu ñoû cam)

-42-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

Phöông phaùp phenanthroline coù theå xaùc ñònh haøm löôïng saét lôùn nhaát laø 1mg/l 1.3. Trôû ngaïi

Nhöõng chaát oxy hoùa maïnh nhö cyanide, nitrite vaø phosphate (polyphosphate maïnh hôn orthophosphate), chromium, zine vôùi haøm löôïng lôùn hôn saét 10 laàn, cobalt, copper lôùn hôn 5mg/l vaø nicken lôùn hôn 2 mg/l ñeàu gaây aûnh höôûng ñeán keát quaû phaân tích. Bismuth, cadmium, mercury, molybdate vaø silver keát tuûa vôùi phenanthroline. Trong quaù trình thöïc hieän thí nghieäm, böôùc ñun soâi vôùi acid nhaèm chuyeån polyphosphate thaønh orthophosphate, loaïi boû aûnh höôûng cuûa nitrite vaø cyanide. Theâm moät löôïng thöøa phenanthroline ñeå loaïi boû nhöõng sai soá gaây ra bôûi caùc chaát oxy hoùa maïnh vaø taïo phöùc vôùi moät soá ion kim loaïi coù trong dung dòch. Neáu haøm löôïng caùc ion kim loaïi quaù cao, caàn phaûi söû duïng phöông phaùp trích ly.

Neáu maãu coù maøu hay chaát höõu cô, xöû lyù maãu baèng caùch ñun soâi maãu nhieàu giôø vôùi acid HCl 1:1 trong coác coù quai baèng silica, söù hay platinum. Khi maãu caïn, ñoát nheï, phaàn tro coøn laïi ñöôïc hoøa tan baèng acid. Neáu haøm löôïng chaát höõu cô quaù cao, böôùc phaân huûy seõ ñöôïc thöïc hieän tröôùc giai ñoaïn trích ly.

2 . Duïng cuï, thieát bò vaø hoùa chaát 2.1. Duïng cuï vaø thieát bò 2.1.1. Duïng cuï Duïng cuï thuûy tinh: nhaèm loaïi boû saét baùm treân thaønh duïng cuï caàn phaûi röûa taát caû duïng cuï thuûy tinh baèng acid HCl ñaäm ñaëc, traùng laïi baèng nöôùc caát tröôùc khi söû duïng.

+ 02 Erlen 125ml + 01 OÁng ñong 50ml + 06 Bình ñònh möùc 100ml + 02 pipet 2ml, 5ml, 10ml + 01 pipet 25ml

2.1.2.Thieát bò:

+ Spectrophometer +Beáp ñieän 2.2. Hoùa chaát: Söû duïng nhöõng hoùa chaát coù haøm löôïng saét thaáp vaø nöôùc caát khoâng coù saét ñeå chuaån bò caùc dung dòch chuaån vaø taùc nhaân. 2.2.1.. Hydrochloric acid (HCl) ñaäm ñaëc. 2.2.2.Dung dòch hydroxylamine: hoøa tan 10g NH2OH.HCl trong 100ml nöôùc caát. 2.2.3. Dung dòch ñeäm ammonium acetate (NH4CH3COOH): hoøa tan 250g NH3C2H3O2 trong 150ml nöôùc caát, theâm 700ml acid acetic (CH3COOH) ñaäm ñaëc. Laéc ñeàu định phân bằng nước cất đến 1000ml. 2.2.4. Dung dòch phenanthroline: Caùch 1: hoøa tan 100mg 1,10 phenanthroline (C12H8N2.H2O) trong 100ml nöôùc caát, khuaáy vaø ñun tôùi 80oC. Khoâng ñöôïc ñun soâi. Caùch 2: cho 10ml nöôùc caát vaøo trong coác chöùa 100mg phenanthroline C12H8N2.H2O, theâm 2 gioït acid ñaäm ñaëc, khuaáy ñeàu ñeán khi tan hoaøn toaøn, pha loaõng thaønh 100ml.

-43-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

Khoâng söû duïng khi dung dòch coù maøu. 2.2.5. Dung dòch löu tröõ saét: (500ppm) Ñoå 20ml H2SO4 ñaäm ñaëc vaøo 50ml nöôùc caát vaø theâm vaøo 1,7594g Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O. Sau khi dung dòch ñoàng nhaát. Pha thaønh 500ml vôùi nöôùc caát (1,00ml = 500(cid:61549)g Fe). 2.2.6. Dung dòch chuaån: Laáy 20ml dung dòch löu tröõ saét cho vaøo bình ñònh möùc 1000ml, theâm nöôùc caát tôùi vaïch ñònh möùc (1,00ml = 10,00(cid:61549)g Fe).

3. Thöïc haønh 3.1. Saét toång coäng (Fe tc)

Maãu phaûi ñöôïc laéc ñeàu tröôùc khi phaân tích, laáy 50ml maãu cho vaøo erlen. Neáu theå tích maãu coù haøm löôïng saét cao hôn 200(cid:61549)g, söû duïng moät löôïng maãu ít hôn vaø pha thaønh 50ml. Theâm 2ml HCl ñaäm ñaëc vaø 1ml NH2OH.HCl. Theâm vaøi vieân bi thuûy tinh vaøo erlen, ñun soâi ñeán khi theå tích coøn khoaûng 15 (cid:61624) 20ml (neáu maãu bò caïn, cho vaøo 2ml HCl ñaäm ñaëc vaø 5ml nöôùc caát).

Laøm nguoäi maãu ôû nhieät ñoä phoøng, chuyeån dung dòch vaøo bình ñònh möùc 100ml, theâm 10ml dung dòch ñeäm NH4CH3COOH vaø 4ml dung dòch phenanthroline. Cho nöôùc caát tôùi vaïch ñònh möùc vaø laéc ñeàu, sau ñoù ñeå khoaûng 10 (cid:61624)15 phuùt cho cöôøng ñoä maøu ñaït cöïc ñaïi vaø oån ñònh. Ño ñoä haáp thu treân maùy spectrophotometer ôû böôùc soùng 510nm. 3.2. Saét hoøa tan

Ngay sau khi laáy maãu, loïc maãu baèng giaáy loïc coù ñöôøng kính 0,45(cid:61549)m, nöôùc sau loïc ñöôïc acid hoùa vôùi tæ leä 1ml HCl ñaäm ñaëc/100ml maãu. Toång haøm löôïng saét hoøa tan ñöôïc xaùc ñònh nhö trong phaàn 3.1. 3.3. Saét hai (Fe2+)

Vieäc xaùc ñònh Fe2+ phaûi thöïc hieän taïi vò trí laáy maãu bôûi vì coù söï thay ñoåi tyû leä giöõa Fe2+ vaø Fe3+ theo thôøi gian trong moâi tröôøng acid. Ñeå xaùc ñònh Fe2+, acid hoùa maãu theo tæ leä 2ml HCl ñaäm ñaëc/100ml maãu taïi thôøi ñieåm laáy maãu.

Laáy 50ml maãu ñaõ ñöôïc acid hoùa, theâm 20ml phenanthroline vaø 10ml dung dòch ñeäm NH4C2H3O2, laéc ñeàu. Pha thaønh 100ml vôùi nöôùc caát, ñôïi khoaûng 10(cid:61624)15 phuùt, sau ñoù ño ñoä haáp thu A ôû böôùc soùng 510nm.

-44-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

4. Caùch thaønh laäp ñöôøng cong chuaån Söû duïng dung dòch chuaån coù noàng ñoä 1ml = 10(cid:61549)g Fe. Pha loaït dung dòch chuaån saét nhö sau : 0 1 2 3 4 5 STT

4 46 0 50 2 48 10 40 8 42 6 44

10

4 Ñònh möùc 100ml

0 0 zero 100 1,0 ? 80 0,8 ? 40 0,4 ? 60 0,6 ? 20 0,2 ?

V dd chuaån (ml) V nöôùc caát (ml) V dd ñeäm ammonium acetate NH3C2H3O2 (ml) V dd phenanthroline (ml) ** Haøm löôïng C(cid:61549)g Noàng ñoä C mg/l Ñoä haáp thu A (ño baèng maùy) böôùc soùng 510nm. Chuù thích ** Ñònh möùc thaønh 100ml baèng nöôùc caát. Laéc ñeàu vaø ño ñoä haáp thuï. Neáu maãu bò ñuïc vaø coù maøu, thay vì söû duïng nöôùc caát laøm maãu chuaån traéng, söû duïng chính maãu laøm maãu chuaån traéng vaø xöû lyù maãu qua taát caû caùc böôùc nhö trong quaù trình thöïc hieän nhöng khoâng cho phenanthroline.

Daõy chuaån saét

5. Tính toaùn

Sau khi coù ñoä haáp thuï cuûa moät loaït chuaån. Veõ giaûn ñoà A = f(C), söû duïng phöông phaùp bình phöông cöïc tieåu ñeå laäp phöông trình y= ax + b. Töø trò soá ñoä haáp thuï cuûa dung dòch maãu Am suy ra Cm töø phöông trình treân. Keát quaû bieåu dieãn baèng ñôn vò mg/l.

6. Caâu hoûi 6.1.Trình baøy nhöõng traïng thaùi khaùc nhau cuûa saét trong nguoàn nöôùc töï nhieân, neâu ñieàu kieän toàn taïi cuûa moãi traïng thaùi. 6.2.Neâu nhöõng nguyeân nhaân chính gaây oâ nhieãm saét trong nguoàn nöôùc ngaàm.

-45-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

BAØI 14: NITROGEN – NITRITE (N – NO2)

1. Giôùi thieäu chung 1. 1 YÙ nghóa moâi tröôøng Nitrite laø moät giai ñoaïn trung gian trong chu trình ñaïm hoùa do söï phaân huûy caùc chaát ñaïm höõu cô. Vì coù söï chuyeån hoùa giöõa noàng ñoä caùc daïng khaùc nhau cuûa nitrogen neân caùc veát nitrite ñöôïc söû duïng ñeå ñaùnh giaù söï oâ nhieãm höõu cô. Trong caùc heä thoáng xöû lyù hay heä thoáng phaân phoái cuõng coù nitrite do nhöõng hoïat ñoäng cuûa vi sinh vaät. Ngoaøi ra nitrite coøn ñöôïc duøng trong ngaønh caáp nöôùc nhö moät chaát choáng aên moøn. Tuy nhieân, trong nöôùc uoáng, nitrite khoâng ñöôïc vöôït quaù 0.1 mg/l. 1.2 Nguyeân taéc Nitrite ñöôïc xaùc ñònh baèng phöông phaùp so maøu. Maøu do phaûn öùng töø caùc dung dòch tham chieáu vaø maãu sau khi taùc duïng vôùi acid sulfanilic vaø naphthylamine ôû moâi tröôøng pH = 2 – 2.5 taïo thaønh hôïp chaát maøu ñoû tím cuûa acid azobelzol naphthylamine sulfonic nhö sau:

25-1

lg /

(cid:61549)

0.45

m(cid:61549)

HSO3- -NH3 + NaNO2 HSO3- -N=N+Cl- + NaCl + H2O

- môùi pha baèng caùch pha caùc dung dòch sau:

Phöông phaùp DIAZO thích hôïp khi xaùc ñònh haøm löôïng N-NO2 töø 1.3 Caùc ảnh höôûng Chlorine vaø nitrogen trichloride toàn taïi trong maãu seõ gaây ra trôû ngaïi ñoái vôùi phöông phaùp naøy. AÛnh höôûng naøy seõ giaûm thaáp khi theâm naphthylamine hydrochloride tröôùc, sau ñoù ñeán acid sulfanilic. Nhöõng ion taïo keát tuûa laøm sai leäch keát quaû nhö: Sb, Fe3+, Pb2+, Hg2+, Ag+,… khoâng neân toàn taïi trong maãu. Moät löôïng nhoû chaát raén lô löûng cuõng gaây caûn trôûm coù theå loïc qua giaáy loïc kích thöôùc

2. Duïng cuï, thieát bò vaø hoùa chaát 2.1 Duïng cuï vaø thieát bò 2.1.1 Duïng cuï Pipet 1ml (1); oáng ñong 50ml (1); pipet 25ml (1) Erlen 125ml (9); quaû boùp cao su (1) Coác ñoát 100ml (1) Spectrophotometer OÁng ño ñoä truyeàn suoát 2.1.2 Hoùa Chaát a. Dung dòch chuaån Dung dòch löu tröõ N-NO2: (1ml = 250 g(cid:61549) N-NO2): NaNO2 0.05: hoøa tan 1.232g NaNO2 trong nöôùc caát vaø ñònh möùc thaønh 1000ml. Dung dòch N-NO2 chuaån (1ml = 0.0005mg = 0.5 g(cid:61549) N-NO2): Laáy 2ml dung dòch löu tröõ + nöôùc caát = 1 lít. Xaùc ñònh laïi noàng ñoä dung dòch NO2 KMnO4 0.05N: caân 1.6g KMnO4 + nöôùc caát = 1 lít.

-46-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

[(

)* CB

7*)]

(cid:61485)

A

(cid:61501)

FAS 0.05N: caân 19.607g Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O + 20ml H2SO4 ñaäm ñaëc + nöôùc caát = 1 lít. Na2C2O4 0.05N: caân 3.350g Na2C2O4 the6m nöôùc caát cho ñuû 1 lít (neáu khoâng duøng FAS). Cho vaøo bình thuûy tinh coå maøi 50ml KMnO4 0.05N vaø 5ml H2SO4 ñaäm ñaëc, theâm 50ml dung dòch NaNO2 0.05N (hoaëc Na2C2O4 0.05N) vôùi dung dòch baèng caùch theâm moãi laàn 10ml dung dòch FAS (hoaëc Na2C2O4) vôùi dung dòch KMnO4 0.05N ñeán khi dung dòch chuyeån sang maøu hoàng nhaït. Tính noàng ñoä cuûa dung dòch löu tröõ N-NO2 baèng coâng thöùc:

*( ED F

mg/ml N-NO2

B ml dung dòch KMnO4 ñaõ duøng C nguyeân chuaån ñoä cuûa dung dòch KMnO4 (0.05N) D ml FAS (hoaëc Na2C2O4) ñaõ duøng E nguyeân chuaån ñoä cuûa dung dòch chuaån (0.05N) F ml dung dòch NaNO2 duøng ñònh phaân b. Dung dòch EDTA: caân 0.5g muoái natri daãn xuaát töø EDTA + nöôùc caát = 100ml c. Acid sulfanilic + 70ml nöôùc noùng ñeå nguoäi + 20ml HCl ñaäm ñaëc pha loaõng thaønh 100ml vôùi nöôùc caát. d. Dung dòch Naphthylamine chlohydrate: caân 0.6g naphthylamine chlohydrate + 50ml nöôùc caát + 1ml HCl ñaäm ñaëc + nöôùc caát = 100ml. Pha duøng ngay hoaëc löu giöõ ôû nhieät ñoä thaáp. e. Dung dòch ñeäm axetat: caân 16.4g CH3COONa hay 27.2g CH3COONa.3H2O + nöôùc caát = 100ml. treo Al(OH)3: caân 125g AlK(SO4)2.12H2O hay f. Dung dòch huyeàn Al(NH4)(SO4)2.12H2O trong 1000ml nöôùc caát, ñun nheï ñeán 600C + 55ml NH4OH ñaäm ñaëc. Töø töø laéc ñeàu. Ñöôïc 1 giôø, röûa huyeàn troïc nhieàu laàn vôùi nöôùc caát ñeán khi nöôùc röûa khoâng coøn Cl- (thöû baèng AgNO3). Sau ñoù theâm nöôùc caát cho thaønh 1000ml. 2.2 Trình töï thí nghieäm Neáu maãu thöû nhieàu chaát lô löûng vaø maøu, theâm 2ml Al(OH)3 vaøo 100ml maãu, ñeå laéng vaøi phuùt, loïc boû lôùp nöôùc qua loïc ñaàu tieân. (Neáu maãu trong thì khoâng phaûi laøm böôùc naøy).

Chuaån bò maãu vaø dung dòch tham chieáu (ñöôøng chuaån) theo baûng sau: 1 STT 3 0 2 4 5

0 2.5 5 7.5 10 12.5 6 (mẫu) 0

25 - 22.5 - 20 - 17.5 - 12.5 - - 25

ml dd N-NO2 chuaån (1ml = 0.5 g(cid:61549) N-NO2) ml nöôùc caát ml maãu nöôùc ml dd EDTA 15 - 0.5ml/oáng

-47-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

0.5ml/oáng – ñôïi 10 phuùt 0.5ml/oáng 0.5ml/oáng – ñôïi 20 phuùt

ml acid sulfanilic ml naphthylamine ml dd ñeäm axetat C ( g(cid:61549) )

520

nm

(cid:61501)(cid:61548)

0 0 1.25 0.05 2.5 0.1 3.75 0.15 5.0 0.2 6.25 0.25 - -

C (mg/l) Caùc dung dòch theo ñuùng thöù töï trong baûng, sau moãi laàn theâm dung dòch phaûn öùng chôø ñuùng thôøi gian qui ñònh. Ño ñoä haáp thuï A ôû böôùc soùng 2.3 Tính Toaùn Töø loaït chuaån ño ñoä haáp thuï. Veõ giaûn ñoà A = f(C), söû duïng phöông phaùp bình phöông cöïc tieåu ñeå laäp phöông trình y = ax + b.

3. Caâu Hoûi 1. Phaân tích moät maãu nöôùc ngaàm, keát quaû haøm löôïng nitrite cao, coù theå keát luaän gì? 2. Nitrogen thöôøng toàn taïi ôû daïng naøo trong nöôùc maët? Nöôùc ngầm?

-)

BAØI 15: NITROGEN-NITRATE (NO3

1. Giôùi thieäu chung 1.1. YÙ nghóa moâi tröôøng

Nitrate laø saûn phaåm cuûa giai ñoaïn oxy hoùa cao nhaát trong chu trình cuûa nitrogen, cuõng laø giai ñoaïn quan troïng trong tieán trình oxy hoùa sinh hoïc. ÔÛ lôùp nöôùc maët thöôøng gaëp nitrate ôû daïng veát nhöng ñoâi khi rong nöôùc ngaàm maïch noùng laïi coù haøm löôïng cao.

Neáu nöôùc uoáng coù quaù nhieàu nitrate thöôøng gaây beäânh huyeát saéc toá ôû treû em.

Do ñoù, trong nguoàn nöôùc caáp cho sinh hoaït giôùi haïn nitrate khoâng vöôït quaù 6mg/l. 1.2. Nguyeân taéc

Phaûn öùng giöõa nitrate vaø brucine cho saûn phaåm coù maøu vaøng ñöôïc aùp duïng ñeå xaùc ñònh haøm löôïng nitrate baèng phöông phaùp so maøu. Cöôøng ñoä maøu ñöôïc ño ôû böôùc soùng (cid:61548) = 410nm. Toác ñoä phaûn öùng giöõa nitrate vaø brucine chòu aûnh höôûng roõ reät vaøo löôïng nhieät toûa ra trong quaù trình phaûn öùng. Vì theá, caùc chaát phaûn öùng ñöôïc theâm vaøo laàn löôït vaø uû ôû moät khoaûng thôøi gian chính xaùc taïi nhieät ñoä ñaõ bieát. Noàng ñoä acid vaø thôøi gian phaûn öùng ñöôïc löïa choïn ñeå taïo maøu toát nhaát vaø oån ñònh. Phöông phaùp naøy thích hôïp vôùi caû nöôùc ngoït vaø nöôùc bieån, vôùi haøm löôïng N-NO3 xaáp xæ 0,1-2 mg/l. 1.3. Caùc aûnh höôûng

Söï hieän dieän cuûa taùc nhaân oxy hoùa coù theå ñöôïc loaïi tröø baèng caùch theâm chaát phaûn öùng orthotolidine. Trôû ngaïi bôûi clor dö coù theå bò loaïi baèng moät löôïng sodium arsenite khi chlor dö khoâng quaù 5 mg/l. Moät löôïng dö sodium arsenite nhoû khoâng aûnh höôûng ñeán vieäc xaùc ñònh nitrate. Ion Fe2+, Fe3+ vaø Mn4+ seõ gaây aûnh höôûng nheï, nhöng neáu haøm löôïng caùc ion naøy nhoû hôn 1mg/l thì aûnh höôûng khoâng ñaùng keå. Trôû ngaïi do nitrite gaây ra khi N-NO2 < 0,5 mg/l ñöôïc ngaên ngöøa baèng acid sulfanilic.

-48-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

Haøm löôïng chaát höõu cô cao trong nöôùc thaûi cuõng seõ gaây trôû ngaïi cho vieäc xaùc ñònh nitrate.

2. Duïng cuï, thieát bò vaø hoùa chaát 2.1. Duïng cuï vaø thieát bò

OÁng nghieäm 25ml ñaõ ñaùnh soá töø 1-5 vaø 7 oáng khaùc; Pipet 1ml, 2ml, 10ml, 25ml; Hoäp giaáy kín hoaëc tuû kín; Spectrophotometer.

2.2. Hoùa chaát 2.2.1. Dung dòch N-NO3 chuaån: (1ml = 2 (cid:61549)g N-NO3)

Dung dòch N-NO3 löu tröõ: (1ml = 2 (cid:61549)g N-NO3). Hoøa tan 0,7218g Anhydrous

Potassium Nitrate KNO3 + nöôùc caát = 1 lít.

Dung dòch N-NO3 chuaån: (1ml = 0,002mg = 2 (cid:61549)g N-NO3). Pha loaõng 10ml

dung dòch löu tröõ thaønh 500ml ñeå coù 1ml dung dòch chuaån = 2 (cid:61549)g N-NO3. 2.2.2. Dung dòch Brucine-Sulfanilic: Caân 1g Brucine Sulfate + 0,1g Sulfanilic Acid trong 70ml nöôùc caát noùng, theâm 3 ml HCl ñaäm ñaëc, laøm laïnh, pha loaõng thaønh 100ml. Giöõ trong chai ñaäm maøu ôû 5oC. Dung dòch naøy coù maøu hoàng nhöng khoâng aûnh höôûng ñeán keát quaû phaân tích vaø coù theå duøng rong vaøi thaùng (chuù yù: raát ñoäc khoâng ñöôïc duøng mieäng ñeå huùt dung dòch vaøo pipet). 2.2.3. Dung dòch H2SO4 ñaäm ñaëc 2.2.4. Dung dòch Sodium Arsenite (NaAsO2)

Hoøa tan 5,0g NaAsO2 vôùi 1 lít nöôùc caát (chuù yù: raát ñoäc khoâng ñöôïc duøng

mieäng ñeå huùt dung dòch vaøo pipet). 2.2.5. Dung dòch Sodium Chloride

Hoøa tan 300g NaCl vôùi 1 lít nöôùc caát.

6 6 2 2 4 4 5 5 1 1 3 3

3. Trình töï thí nghieäm Neáu maãu coù chlorine, khöû löôïng clor dö naøy baèng caùch theâm 1 gioït sodium arsenite cho moãi 0,1mg Cl2 treân 50ml maãu. Chuaån bò dung dòch tham chieáu nhö sau: STT ml dd N-NO3 chuaån (2ppm) ml nöôùc caát C((cid:61549)g) C(mg/l) 6 8 0,8 4 12 1,2 7 6 0,6 5 10 1,0 8 4 0,4 9 2 0,2

Trong loaït oáng nghieäm khaùc, caån thaän laáy 4ml H2SO4 ññ vaøo töøng oáng. Thaät chính xaùc, trích 1ml dung dòch tham chieáu cuõng nhö maãu vaøo töøng oáng nghieäm theo ñuùng soá thöù töï töøng oáng.

-49-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

0 0 2 - 3 1 1 - 2 1 1 - 1 1 1 - 5 1 1 - 7(mẫu) - 1 1 6 1 1 -

STT ml dd tham chieáu ml nöôùc caát ml maãu nöôùc Dung dòch brucine H2SO4

4 1 1 - 0,5ml/oáng Roùt nhanh 4ml dung dòch acid ñaõ chuaån bò vaøo moãi oáng ñöïng dung dòch N-NO3 chuaån vaø maãu. Laéc ñeàu töøng oáng

Laéc ñeàu. Ñaët taát caû vaøo tuû kín hoaëc hoäp giaáy trong boùng toái. Ñôïi 10 phuùt.

Trong thôøi gian ñôïi phaûn öùng hoaøn taát, huùt saün 5ml nöôùc caát vaøo loaït oáng

nghieäm ñaõ duøng H2SO4 tröôùc ñoù. Sau 10 phuùt roùt nhanh 4ml nöôùc caát vaøo töøng oáng nghieäm, laéc ñeàu. Tieáp tuïc

ñeå trong boùng toái theâm 20 phuùt nöõa cho phaûn öùng hoaøn toaøn.

Ño ñoä haáp thu A ôû (cid:61548) = 410nm.

4. Caùch tính

Töø loaït chuaån ño ñoä haáp thu. Veõ giaûn ñoà A = f(C), söû duïng phöông phaùp bình phöông cöïc tieåu ñeå laäp

phöông trình y = ax + b.

Töø trò soá ñoä haáp thu Am cuûa maãu tính noàng ñoä Cm.

mgNO3/l = mg N-NO3 x 4,43

5. Caâu hoûi 1. Taïi sao phaûi phaân tích Nitrate trong kieåm tra oâ nhieãm? 2. Nitrate coù maët trong nguoàn nöôùc maët, nöôùc ngaàm, nöôùc caáp do nguyeân nhaân

naøo?

3. Khi söû duïng nöôùc coù chöùa nhieàu Nitrate coù aûnh höôûng ñeán söùc khoûe nhö theá

naøo?

BAØI 16: NITROGEN – AMMONIA (NH3)

1. Giôùi thieäu chung 1.1. YÙ nghóa moâi tröôøng Söï hieän höõu cuûa ammonia trong nöôùc maët hay nöôùc ngaàm baét nguoàn töø hoaït ñoäng phaân huûy chaát höõu cô do caùc loaïi vi sinh vaät trong ñieàu kieän yeám khí. Ñoái vôùi nguoàn nöôùc caáp cho sinh hoaït, ammonia ñöôïc tìm thaáy khi bò nhieãm baån bôûi caùc doøng nöôùc thaûi. Trong maïng löôùi caáp nöôùc, ammoniac coøn ñöôïc söû duïng döôùi daïng hoùa chaát dieät khuaån chloramines nhaèm taïo löôïng chlor dö coù taùc duïng keùo daøithôøi gian dieät khuaån khi löu chuyeån trong ñöôøng oáng. Tuøy theo tyû leä phoái hôïp, ammonia coù theå keát hôïp vôùi chlor ñeå cho monochloramine, dichloramine, trichloramine.

-50-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

1.2. Nguyeân taéc a. Phöông phaùp Nessler ñöôïc aùp duïng cho nöôùc uoáng tinh khieát, nöôùc thieân nhieân, nöôùc thaûi ñaõ ñược laøm saïch hoaëc chöng caát. Taát caû caùc loaïi naøy phaûi coù ñoä maøu thaáp vaø noàng ñoä N-NH3 lôùn hôn 20 (cid:61549) g/l. AÙp duïng phöông phaùp Nessler hoùa tröïc tieáp ñoái vôùi nöôùc thaûi sinh hoaït, coù theå chaáp nhaän sai soá cuûa N-NH3 töø 1-2 mg/l. Ammonia taùc duïng vôùi thuoác thöû Nessler trong moâi tröôøng kieàm theo phaûn öùng sau ñeå cho saûn phaåm coù maøu vaøng: 2(2KI.HgI2) +NH3 + 3KOH (NH2)Hg-O-HgI + 7KI + 2 H2O (maøu vaøng)

b. Ñoái vôùi nöôùc thaûi, ñeå traùnh nhöõng trôû ngaïi do caùc taïp chaát coù trong maãu gaây ra, maãu caàn ñöôïc chöng caát vaø dòch phaåm thu ñöôïc seõ duøng phöông phaùp Nessler ñeå xaùc ñònh. 1.3. Caùc trôû ngaïi Khi haøm löôïng calci vöôït quaù 250mg/l, ammonia ño ñöôïc thöôøng thaáp hôn thöïc teá. Ñeå traùnh ñieàu naøy phaûi ñieàu chænh pH tröôùc khi chöng caát maãu. Dung dich ñoän phosphate coøn ñöôïc dung vôùi muïc ñích phuï laøm keát tuûa löôïng calci treân döôùi daïng calci phosphate. Moät soá hôïp chaát amine day thaúng, hôïp chaát voøng, chloramines höõu cô, acetone, aldehyt, röôïu, vaø nhöõng chaát höõu cô khaùc cuõng gaây nhieàu trôû ngaïi. Nhöõng dung dòch naøy coù theå cho maøu vaøng hay maøu luïc hoaëc trôû neân ñuïc khi theâm thuoác thöû Nessler vaøo chöng caát phaåm.

2. Duïng cuï thieát bò vaø hoùa chaát 2.1. Duïng cuï vaø thieát bò - Bình vaø baàu Kjeldahl. - Erlen 500ml. - OÁng ñong 100ml. - Pipet 1;10;25 ml. - Buret ñònh phaân. - OÁng nghieäm 30ml. - Quang phoå keá vaø oáng ño ñoä truyeàn suoát ( (cid:61548) =430nm) - Heä thoáng chöng caát Kjeldahl. 2.2. Hoùa chaát a. Dung dòch ZnSO4: hoøa tan 100g ZnSO4.7H2O trong nöôùc caát vaø ñònh möùc thaønh 1 lít. b. Dung dòch NaOH 6N: hoøa tan 240g NaOH trong nöôùc caát vaø ñònh möùc thaønh 1lít. c. Dung dòch EDTA : hoøa tan 50g EDTA –Na trong 60ml nöôùc caát coù chöùa 10g NaOH.Coù theå ñun nheï cho tan heát ,laøm nguoäi ñeán nhieät ñoä phoøng vaø ñònh möùc thaønh 100ml. d. Dung dòch chuaån N-NH3(1ml= 10 (cid:61549) g N-NH3) * Dung dòch löu tröõ NH3 : ( 1ml=1mg N= 1000 (cid:61549) g N-NH3).Hoøa tan 3,819g NH4Cl( ñaõ saáy khoâ ôû 100oC), theâm nöôùc caát cho ñuû moät lít (1ml =1mgN= 1,22 mg NH3)

-51-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

* Dung dòch chuaån N-NH3: (1ml = 10 (cid:61549) g N-NH3).Pha loaõng 10ml dung dòch löu tröõ vôùi nöôùc caát cho ñuû moät lít e. Dung dòch boric acid: Hoøa tan 20gH3BO3 vôùi nöôùc caát cho ñuû 1 lít,theâm 10ml chæ thò maøu ñeå dung dòch coù maøu tím. f. Thuoác thöû Nessler: hoøa tan 100g HgI2 (mercuric iodide) vaø 70g KI vôùi moät ít nöôùc caát(dung dòch A). Hoøa tan 160g NaOH vaøo 500 ml nöôùc caát ,laøm nguoäi(dung dòch B). Roùt chaäm vaø khuaáy ñeàu dung dòch A vaøo dung dòch B ôû treân roài pha loaõng thaønh moät lít. Ñeå laéng moät ngaøy, söû duïng phaàn trong. Chuù yù: Raát ñoäc traùnh huùt vaøo mieäng. Dung dòch khöû Na2S2O3N/70: hoøa tan 500g NaOH vaø 25g Na2S2O3.5H2O theâm nöôùc cho ñuû moät lít.

3. Thöïc haønh 3.1. Phöông phaùp Nessler hoùa tröïc tieáp a. Khöû Clo dö (chæ aùp duïng cho nöôùc thaûi sinh hoaït hoaëc nöôùc thaûi nhieãm clo). Theâm 1 ml Na2S2O3 N/70 cho 1mg Cl2/l trong 50 ml maãu. b. Theâm 1 ml ZnSO4 vaø 0,5 ml NaOH 6N (pH = 10,5)trong 100 ml maãu, xaùo troän ñeàu, ly taâm loaïi keát tuûa,laáy phaàn nöôùc trong. c. Laáy 50ml maãu qua loïc theâm 1 gioït EDTA ñeå traùnh ion Ca2+,Mg2+ hoaëc caùc ion khaùc gaây keát tuûa vôùi Nessler. d. Chuaån bò tham chieáu nhö sau: STT 0 1 2 3 4 5 6 7 8

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 9 (mẫu) 0

50 - 49,5 - 49 48,5 - - 48 - 47,5 - 47 - 46,5 - 46 - 0 50

2 ml/oáng

ml dd N- NH3 chuaån 10ppm ml nöôùc caát maãu ml nöùôc Thuoác thöû Nessler C( (cid:61549) g) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 ?

0 ? 0,1 ? 0,6 ? 0,5 ? 0,4 ? 0,3 ? 0,2 ? 0,7 ? 0,8 ?

? C(mg/l) ? A e. So maøu caùc dung dòch ôû (cid:61548) = 430 nm sau khi theâm Nessler ñöôïc 10 phuùt. Neáu maøu cuûa maãu vöôït quaù ñöôøng cong tham chieáu, laøm laïi vôùi moät theå tích maãu thích hôïp vaø pha loaõng thaønh 50ml. 3.2. Phöông phaùp chöng caát f. Trong bình Kjeldahl, moät bình söû duïng thöû khoâng vôùi nöôùc caát, bình kia ñöïng 140ml hoaëc 280 ml maãu.

-52-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

g. Neáu maãu ñöïôc baûo quaûn baèng acid sulfuric ñaäm ñaëc phaûi trung hoøa laïi ñeán pH =7.Theâm 5 ml dung dòch ñoän phosphate (hay 12ml cho nöôùc thaûi ) ñeå coù pH =7,4+0,2. h. Laép bình vaø baàu Kjeldahl vaøo heä thoáng chöng caát. Ñaàu oáng ngöng hôi phaûi nhuùng chìm trong dung dòch acid boric theo tæ leä 50ml/1mg N-NH3. i. Nhieät ñoä chöng caát ñöôïc ñieàu chænh sao cho ñöôïc 6-10 ml/phuùt. Taét maùy khi chöng caát phaåm thu ñöôïc khoaûng 150ml. j. Roùt dung dòch naøy vaøo oáng Nessler 50 ml vaø xaùc ñònh ñoä haáp thu nhö giai ñoaïn d,e ôû treân.

Bộ chưng cất Kjeldahl

3.3. Phöông phaùp ñònh phaân theå tích k. Theâm vaøo dung dòch haáp thu acid boric baõo hoøa 10 gioït chit thò maøu toång hôïp tröôùc khi chöng caát nhö ñaõ thöïc hieän ôû giai ñoaïn f,g,h. l. vieäc phaân ñònh ñöïôc tieán haønh treân toaøn boä chöng caát phaåm thu ñöôïc vôùi HCl 0,01N. Döùt ñieåm xaûy ra khi maøu chuyeån töø luïc sang tím roõ.

4. Tính toaùn 4.1. Phöông phaùp Nessler tröïc tieáp Töø loaït chuaån ,ño ñoä haáp thu. Veõ giaûn ñoà A=f(C), söû duïng phöông phaùp bình phöông cöïc tieåu ñeå laäp phöông trình y = ax + b. Töø trò soá ñoä haáp thu cuûa maãu Am suy ra noàng ñoä Cm. 4.2. Phöông phaùp Nessler hoùa chöng caát phaåm Töông töï nhö phöông phaùp Nessler tröïc tieáp tính ñöôïc Cm.

A B

mg N-NH3 = Cm x

A: theå tích chöng caát phaåm toång coäng keå caû acid boric. B: theå tích ñònh phaân hoãn hôïp duøng ñeå taùc duïng vôùi thuoác thöû Nessler.

-53-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

4.3. Phöông phaùp ñònh phaân theå tích

( Vt – Vo) x140

mg N-NH3 = ---------------------- ml maãu

Vt : theå tích HCl 0,01 N duøng ñònh phaân maãu thöû thaät . Vo: Theå tích HCl 0,01 N duøng ñònh phaân maãu thöû khoâng.

Mg NH3/l = mg N-NH3/l x 1,21 +/l =mg N-NH3/l x 1,29 Mg NH4

5. Caâu hoûi 1. Nhöõng nguyeân nhaân naøo gaây oâ nhieãm ammonia trong caùc nguoàn nöôùc ngaàm,nöôùc maët vaø nöôùc caáp. 2. Haøm löôïng ammonia cao trong caùc nguoàn nöôùc aûnh höôûng ñeán ssöùc khoûe cuûa con ngöôøi nhö theá naøo ? 3. Taïi sao khi ño ammonia baèng phöông phaùp Nessler hoùa tröïc tieáp phaûi laøm maãu thöû khoâng?

BAØI 17: PHOSPHATE 1. Giôùi thieäu chung 1.1.YÙ nghóa moâi tröôøng Trong thieân nhieân phosphate ñöôïc xem laø saûn phaåm cuûa quaù trình laân hoùa, thöôøng gaëp ôû daïng veát ñoái vôùi nöôùc thieân nhieân. Khi haøm löôïng phosphate cao seõ laø moät yeáu toá giuùp rong reâu phaùt trieån maïnh . Ñaây coù theå coù nguoàn goác do oâ nhieãm bôûi nöôùc sinh hoaït, noâng nghieäp hoaëc töø nöôùc thaûi coâng nghieäp saûn xuaát boät giaët, chaát taåy röûa hay phaân boùn .Do ñoù, chæ tieâu phosphate ñöôïc öùng duïng trong vieäc kieåm soaùt möùc ñoä oâ nhieãm cuûa doøng nöôùc. Vieäc xaùc ñònh phosphate raát caàn thieát trong vaän haønhcaùc traïm xöû lyù nöôùc thaûi vaø trong nghieân cöùu oâ nhieãm doøng chaûy cuûa nhieàu vuøng vì haøm löôïng phosphate coù theå coi nhö laø moät löôïng chaát dinh döôõng trong xöû lyù nöôùc thaûi . 1.2. Nguyeân taéc Trong moâi tröôøng acid caùc daïng cuûa phosophate ñöôïc chuyeån veà daïng orthophosphate vaø seõ phaûn öùng vôùi ammonium molybdate ñeå phoùng thích acid molybdophosphoric, sau ñoù acid naøy seõ bò khöû bôûi SnCl2 cho molybdenum maøu xanh döông.

3- +12(NH4)2MoO4+24 H+

+ +12 H2O

PO4 (NH4)3PO4.12MoO3 + 21NH4

Molybdenum (xanh döông) + Sn4+

(NH4)3PO4.12MoO3 + Sn2+ 1.3. Caùc aûnh höôûng Trong oáng maãu phaân tích, toát nhaát saét khoâng ñöôïc vöôït quaù 0,4 mg/l. Haøm löôïng silica hoøa tan phaûi döôùi 25mg/l. Ñoä ñuïc cuõng laø moät nguyeân nhaân taïo khoù khaên cho

-54-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

vieäc xaùc ñònh. Cromate vaø caùc taùc nhaân oxy hoùa maïnh nhö peroxide coù theå laøm nhaït maàu phaûn öùng. AÛnh höôûng caùc chaát treân coù theå loaïi boû baèng caùch theâm 0.1g acid sulfanilic vaøo maãu tröôùc khi theâm molybdate.

2. Duïng cuï ,thieát bò vaø hoùa chaát 2.1. Duïng cuï vaø thieát bò - OÁng ño ñoä truyeàn suoát. - Muoãng muùc hoùa chaát . - Beáp ñun. - Erlen. - Bi thuûy tinh . - Pipet. 2.2. Hoùa chaát a. Dung dòch chæ thò phenolphthalein. b. Dung dòch acid: caån thaän cho 300ml H2SO4 ñaäm ñaëc vaøo 600 ml nöôùc caát vaø ñònh möùc thaønh 1000ml. c.Hoãn hôïp acid maïnh: cho töø töø 300 ml H2SO4 ñaäm ñaëc vaøo 600 ml nöôùc caát , ñeå nguoäi.Theâm vaøo 4,0 ml HNO3 ñaäm ñaëc ñònh möùc thaønh 1000 ml. d.Ammonium persulfate (NH4)2S2O3 tinh theå hoaëc potassium persulfate K2S2O8 tinh theå. e. Hydroxiyt natri NaOH 1N f. Dung dòch ammonium molybdate:

Hoøa tan 25g (NH4)6Mo7O24.4H2O trong 175 ml nöôùc caát .Caån thaän theâm 280 ml H2SO4 ñaäm ñaëc vaøo 400 ml nöôùc caát, ñeå nguoäi. Cho dung dòch molydate vaøo ñònh möùc thaønh 1000 ml. g. Dung dòch tin chloride: caân 2,5g SnCl2.2H2O trong 100 ml glycerol. Ñun caùch thuûy vaø khuaáy ñeán khi tan hoaøn toaøn. h. Dung dòch photphate chuaån: (1,00 ml=50,0 (cid:61549) g P-PO4)

Hoøa tan 219,5 mg KH2PO4 khan (sấy khoâ ôû 105o C moät giôø) trong nöôùc caát vaø

ñònh möùc thaønh 1000 ml e. Dung dòch photphate söû duïng: (1ml=1 (cid:61549) g P-PO4)

Huùt 10ml dd photphate chuaån pha loaõng thaønh 500 ml

3. Trình töï thí nghieäm a. Maãu laéc ñeàu laáy 50 ml hoaëc theå tích phuø hôïp .Cho vaøo 0,05 ml (1 gioït) chaát chæ thò phenolphthalein. Neáu maãu coù maøu theâm vaøo töø töø dung dòch sulfuric acid ñeán khi maát maøu .Sau ñoù theâm 1 ml dung dòch sulfuric acid vaø 0,4 g (NH4)2S2O8 hoaëc 0,5g K2S2O8. Ñun khoaûng 30 ñeán 40 phuùt hoaëc theå tích coøn khoaûng 10 ml .Ñeå nguoäi theâm vaøo 1 gioït chaát chæ thò phenolphthalein vaø trung hoøa ñeán maøu hoàng nhaït baèng dung dòch NaOH, ñònh theå tích laïi thaønh 50 ml baèng nöôùc caát.

-55-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

theâm moät gioït chaát chæ thò b. Laáy 50 ml maãu, khoâng coù maøu vaø ñuïc, phenolphthalein. Neáu maãu chuyeån sang maøu hoàng ,theâm töø töø dung dòch strong acid ñeå maát maøu. c. Theâm vaøo 2,0 ml molybdate vaø 0,25 ml (5 gioït ) tin chloride vaø laéc ñeàu. Toác ñoä vaø cöôøng ñoä hieän maøu phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä. Do ñoù neân giöõ loaït dung dòch chuaån, maãu vaø hoùa chaát ôû cuøng nhieät ñoä (cheânh nhau khoâng quaù 2oC) trong khoaûng 20- 30oC. d. Ñeå yeân sau 10 phuùt( khoâng quaù 12 phuùt) do ñoä haáp thuï baèng maùy quang phoå keá ôû böôùc soùng 690 nm. e. Chuaån bò ñöôøng cong chuaån:

STT 0 1 2 3 4 5

0 1 2 3 4 5 6 (maãu) -

50 - 49 - 48 - 46 - 45 - - 50

47 - 2,0 ml 0,25 ml= 5 gioït

ml dd P-PO4 chuaån 1ug/ml ml nöôùc caát ml maãu nöôùc ml dd molybdate ml SnCl2 C ( (cid:61549) g)

0 0 ? 1 0,02 ? 2 0,04 ? 3 0,06 ? 4 0,08 ? 5 0,1 ? ?

C (mg/l) Ñoä haáp thu ño baèng maùy böôùc soùng 690nm

n

n

n

n

n

n

n

n

y

(cid:61485)

yx i

i

i

4. Tính toaùn Töø loaït dung dòch chuaån, ño ñoä haáp thuï, veõ giaûn ñoà A=f(C), söû duïng phöông phaùp bình phöông cöïc tieåu ñeå laäp phöông trình y = ax + b. Töø trò soá ñoä haáp thu A m cuûa maãu, tính noàng ñoä C m . Neáu trò soá A m cuûa maãu vöôït quaù caùc trò soá cuûa dung dòch chuaån, phaûi pha loaõng ñeán noàng ñoä thích hôïp.

(cid:61669)

(cid:61669)(cid:61669) x i

i

i

i

1 (cid:61501)

1 (cid:61501)

y

(cid:61485)

2 x i

i

yx i

i

(cid:61669)

(cid:61669)

(cid:61669)(cid:61669) x i

a

(cid:61501)

1 (cid:61501) n

n

i

i

i

i

1 (cid:61501)

1 (cid:61501)

2

b

(cid:61501)

1 (cid:61501) n

1 (cid:61501) n

(

)

n

(cid:61485)

2 x i

x i

(cid:61669)

(cid:61669)

2

i

i

1 (cid:61501)

1 (cid:61501)

n

(

)

(cid:61485)

2 x i

x i

(cid:61669)

(cid:61669)

i

i

1 (cid:61501)

1 (cid:61501)

5. Caâu hoûi 1. YÙ nghóa cuûa phosphorus trong vieäc kieåm soaùt oâ nhieãm nguoàn nöôùc? 2. Söï khaùc nhau giöõa orthophosphate, pholyphosphate vaø organic phosphorus? 3. So saùnh keát quaû phaân tích cuûa maãu nöôùc thaûi sinh hoaït ngay sau khi laáy veà vaø maãu ñaõ ñöôïc baûo quaûn trong nhieàu ngaøy?

-56-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

BAØI 18: SUNFAT

1. Giôùi thieäu chung 1.1.YÙ nghóa moâi tröôøng Sulfat thöôøng gaëp trong nöôùc thieân nhieân vaø nöôùc thaûi vôùi haøm löôïng töø vaøi mg ñeán haøng ngaøn mg/l. Nhöõng vuøng ñaát sình laày, baõi boài laâu naêm, sulfur höõu cô hay döôùi daïng pyrit seõ bieán ñoåi thaønh sulfat. Nöôùc chaûy qua caùc vuøng ñaát moû mang nhieàu sulfat, haøm löôïng khaù cao trong quaëng thieác, quaëng saét… Sulfat laø moät trong nhöõng chæ tieâu tieâu bieåu cuûa nhöõng vuøng nöôùc nhieãm pheøn. Vì natri sulfat coù tính nhuaän traøng neân trong nöôùc uoáng, sulfat khoâng ñöôïc vöôït quaù 200mg/l.

1.2. Nguyeân taéc Trong moâi tröôøng ñaõ axit hoùa baèng axit HCl khi taùc duïng vôùi BaCl2, sulfat seõ taïo thaønh BaSO4 keát tuûa maøu traéng ñuïc. Ñoä ñuïc taïo thaønh bôûi BaSO4 ñöôïc ño baèng quang phoå keá haáp thuï vaø so saùnh vôùi dung dòch tham chieáu chuaån ñaõ bieát tröôùc haøm löôïng treân moät ñöôøng cong chuaån.

1.3. Caùc aûnh höôûng Maøu vaø caùc chaát huyeàn troïc trong nöôùc laø trôû ngaïi chính ñoái vôùi phöông phaùp naøy. Tuy nhieân, caùc vuøng nöôùc pheøn hay nöôùc ngaàm, nöôùc laïi raát trong neân trôû ngaïi naøy khoâng aûnh höôûng nhieàu. Phaàn lôùn caùc chaát huyeàn phuø neáu coù, coù theå loaïi boû qua loïc, silica vôùi haøm löôïng treân 200mg/l cuõng laøm trôû ngaïi cho vieäc taïo thaønh keát tuûa BaSO4. Ngoaøi ra trong nöôùc khoâng coøn moät ion naøo keát tuûa vôùi Bari trong moâi tröôøng axit maïnh neân vieäc ñònh phaân coù theå tieán haønh bình thöôøng taïi hieän tröôøng hay phoøng thí nghieäm.

1.4 Toàn tröõ maãu Tuy chaäm nhöng hoaït ñoäng cuûa vi sinh vaät trong maãu vaãn coù theå khöû sulfat thaønh sulfur. Do ñoù, caùc maãu nöôùc bò oâ nhieãm naëng neân ñöôïc giöõ ôû nhieät ñoä thaáp hay baèng caùch theâm formaldehit. Trong khi aáy, sulfit laïi coù theå bò oâxy hoùa thaønh sulfat do löôïng oxy hoøa tan neáu pH>8. Vì theá, vôùi caùc maãu coù chöùa sulfit caàn haï thaáp pH ñeå loaïi boû quaù trình treân.

2. Duïng cuï ,thieát bò vaø hoùa chaát 2.1. Duïng cuï vaø thieát bò 7 Erlen 1 Pipet 10ml 1 Pipet 2ml 7 OÁng nghieäm Spectrophotometer

-57-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

2- chuaån (1ml = 100µg): laáy chính xaùc 10.41ml dung dòch H2SO4

2.2 Hoùa chaát a)Dung dòch taïo ñieàu kieän (dd ñeäm) : hoøa tan 30g MgCl2 + 5g CH3COONa + 1g KNO3 + 20ml axit axetic 99% trong 500ml nöôùc caát. Theâm nöôùc caát cho ñuû 1000ml. b)BaCl2 tinh theå c)Dung dòch SO4 0.02N + nöôùc caát = 100ml

3. Trình töï thí nghieäm -Neáu maãu ñuïc, loïc 100ml maãu qua giaáy loïc -Chuaån bò dung dòch tham chieáu theo baûng sau (cho vaøo erlen) Soá thöù töï 2 0 4 1 3 5

6 (mẫu) 0 2 4 8 0 6 10

2- ml dung dòch SO4 chuaån ml nöôùc caát ml nöôùc maãu C (mg/ml) A(độ hấp thu) -Cho dung dòch ñeäm(1ml) vaøo 7 oáng nghieäm + 1 löôïng nhoû (baèng haït gaïo) BaCl2, laéc ñeàu -Nhanh, caån thaän roùt loaït dung dòch taïo ñieàu kieän (trong oáng nghieäm) vaøo dung dòch tham chieáu. Laéc ñeàu erlen ñeå hoøa tan hoaøn toaøn BaCl2 -Ño ñoä haáp thuï A cuûa dung dòch tham chieáu vaø cuûa maãu ôû böôùc soùng 420nm. Thôøi gian ño khoâng quaù 4 phuùt ñeå traùnh söï laéng cuûa BaSO4 Neáu ñoä ñuïc cuûa maãu vöôït quaù ñöôøng cong tham chieáu, laøm laïi vôùi moät theå tích vaø pha loaõng thaønh 25ml.

19 - 24 ? 21 - 16 ? 25 - 0 ? 23 - 8 ? 0 25 ? ? 15 - 40 ? 17 - 32 ?

4. Tính toaùn Veõ giaûn ñoà A=f(C) ,söû duïng phöông phaùp bình phöông cöïc tieåu ñeå laäp phöông trình y = ax + b . Töø trò soá ñoä haáp thu A m cuûa maãu ,tính noàng ñoä C m .Neáu trò soá A m cuûa maãu vöôït quaù caùc trò soá cuûa dung dòch chuaån ,phaûi pha loaõng ñeán noàng ñoä thích hôïp.

5. Caâu hoûi Haøm löôïng sulfat cao coù yù nghóa gì ñoái vôùi vieäc caáp nöôùc vaø thoaùt nöôùc thaûi Taïi sao vieäc ñònh phaân sulfat baèng pheùp ño ñoä ñuïc, töøng giai ñoaïn phaûi tieán haønh moät caùch ñuùng ñaén

-58-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

BAØI 19: MANGAN

1. Giôùi thieäu chung 1.1. YÙ nghóa moâi tröôøng

Mangan toàn taïi trong thieân nhieân döôùi daïng quaëng dioxid, tuy nhieân gaëp moâi tröôøng coù haøm löôïng dioxid carbon cao vaø thieáu oxy hoaø tan nhö nöôùc ngaàm, mangan trôû neân deã hoaø tan vaø trò oxy hoaù khöû thay ñoåi töø Mn2+ thaønh Mn4+. Coù nhieàu ñaëc ñieåm gioáng

2 + 10 H+

2 + H2O

nhö saét, mangan khoâng phaûi laø nguyeân toá ñoäc haïi ñoái vôùi con ngöôøi, noù thöôøng ñi ñoâi vôùi saét trong maïch nöôùc ngaàm vaø deã bò oxy hoaù khi tieáp xuùc vôùi khí trôøi taïo thaønh keát tuûa Mn4+ coù maøu, vì theá gaây phieàn phöùc cho vieäc giaët giuõ nhaát laø ngaønh coâng nghieäp deät… 1.2. Nguyeân taéc

Persulfate laø moät taùc chaát coù tính oxy hoaù maïnh ñuû ñeã oxy hoaù Mn2+ thaønh Mn7+ khi coù baïc laøm chaát xuùc taùc. Saûn phaåm sau cuøng mang maøu tím cuûa permanganate beàn trong khoaûng 24 giôø neáu söû duïng moät löôïng thöøa persulfate vaø khoâng coù maët chaát höõu cô. Phaûn öùng xaûy ra nhö sau: 2 Mn2+ + 5 S2O8 2 MnO4 + 10 SO4 1.3. Caùc trôû ngaïi

Cl- vôùi haøm löôïng 2g/l seõ gaây trôû ngaïi cho vieäc xaùc ñònh mangan, vì theá phaûi loaïi boû Cl- baèng caùch theâm 1 g HgSO4 ñeå taïo thaønh hôïp chaát beàn HgCl2. Bromide vaø Iodide duø haøm löôïng yeáu ñoái vôí phöông phaùp naøy cuõng gaây trôû ngaïi. Phöông phaùp persulfate coù theå söû duïng ñeå xaùc ñònh haøm löôïng mangan trong nöôùc thaûi coù haøm löôïng chaát höõu cô thaáp, neáu thôøi gian ñun ñöôïc keùo daøi sau khi theâm löôïng thöøa persulfate. Ñoái vôùi maãu coù haøm löôïng chaát höõu cô cao, caàn phaûi phaân huyû maãu baèng acid H2SO4 vaø HNO3. Neáu haøm löôïng Cl- trong maãu nöôùc quaù cao, ñun soâi vôùi HNO3 nhaèm loaïi boû aûnh höôûng do haøm löôïng Cl- gaây ra. Maãu tieáp xuùc vôùi khoâng khí coù theå cho keát quaû thaáp do keát tuûa MnO2. Theâm 1 gioït H2O2 30% vaøo maãu, nhaèm muïc ñích hoaø tan MnO2 keát tuûa, sau ñoù theâm caùc hoùa chaát khaùc.

2. Duïng cuï , thieát bò vaø hoaù chaát 2.1. Duïng cuï vaø thieát bò - Erlen 100 ml - OÁng ñong 100 ml - Beáp ñieän - Maùy spectrophotometer 2.2. Hoùa chaát

Dung dòch xuùc taùc: hoaø tan 75 g HgSO4 trong 400 ml HNO3 ñaäm ñaëc vaø 200 ml nöôùc caát. Theâm 200 ml dung dòch H3PO4 85%, 35 mg AgNO3 khuaáy ñeàu, laøm nguoäi, ñònh möùc ñeán 1000 ml. Ammonium persulfate tinh theå ( NH4)2S2O8 Dung dòch löu tröõ

-59-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

Dung dòch KMnO4 0,1 N: hoaø tan 3,2 g KMnO4 baèng nöôùc caát vaø ñònh möùc ñeán 1000ml. Sau ñoù ñeã ngoaøi naéng trong nhieàu tuaàn hay ñun gaàn ñeán ñieåm soâi trong nhieàu giôø. Sau ñoù loïc loaïi boû caën.

Caân 100 mg Na2C2O4 theâm 100ml nöôùc caát vaø khuaáy ñeán tan hoaøn toaøn. Theâm 10 ml H2SO4 1N vaø ñun nhanh ñeán 90 – 960C. Ñònh phaân baèng dung dòch KMnO4 cho tôùi khi xuaát hieän maøu hoàng nhaït, beà trong 1 phuùt. Khoâng ñöôïc ñeå nhieät ñoä giaûm xuoáng döôùi 850C. Neáu caàn laøm aám erlen chöùa maãu trong suoát thôøi gian ñònh phaân. Thoâng thöôøng, 100mg Na2C2O4 caàn 15 ml dung dòch KMnO4. Thöïc hieän moät maãu traéng goàm nöôùc caát vaø H2SO4.

gam Na2C2O4

Noàng ñoä KMnO4 = -------------------------- ( A - B) * 0,06701

Vôùi A : ml dung dòch KMnO4 ñònh phaân cuûa maãu

B : ml dung dòch KMnO4 ñònh phaân cuûa maãu traéng

Ñeå traùnh sai soá trong quaù trình ñònh phaân, laäp laïi thí nghieäm treân 2 –3 laàn, laáy keát quaû trung bình. Tính theå tích cuûa dung dòch KMnO4 caàn ñeå chuaån bò dung dòch chuaån coù noàng ñoä 1 ml = 50 (cid:61549) g Mn nhö sau:

4,55

ml KMnO4 = ------------------------ noàng ñoä KMnO4

Theâm vaøo dung dòch naøy 2 – 3 ml H2SO4 ñaäm ñaëc vaø töøng gioït dung dòch NaHSO3 khuaáy ñeàu cho ñeán khi maát maøu cuûa dung dòch KMnO4. Ñun soâi ñeå loaïi SO2 laøm ngoäi vaø ñònh möùc thaønh 100ml. Ñeå coù dung dòch chuaån (1 ml = 10 (cid:61549) g Mn laáy 200 ml dung dòch chuaån vaø ñònh möùc thaønh 1000ml.

Dung dòch H2O2 30% Dung dòch HNO3 ñaäm ñaëc Dung dòch H2SO4 ñaäm ñaëc Dung dòch sodium nitrite : hoaø tan 5 g NaNO2 vôùi 95 ml nöôùc caát Sodium oxalate tinh theå Dung dòch sodium bisulfite : hoaø tan 10 g NaHSO4 trong 100 ml nöôùc caát.

3.Thöïc haønh Laáy 100 ml maãu hay moät thể tích maãu thích hôïp sao cho haøm löôïng Mn khoaûng 0,05 – 1,2 mg/lit. Cho vaøo maãu 5 ml dung dòch xuùc taùc vaø 1 gioït H2O2, ñun soâi coøn khoaûng 90 ml. Theâm 1 g (NH4)2S2O8 ñun soâi trong 1 phuùt Ñeå nguoäi ñeán nhieät ñoä phoøng. Pha loaõng baèng nöôùc caát tôùi 100 ml.

-60-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

3 6 2 4 0 0 4 8 5 10 6 12

100 98 92 96 90 88

40 0,4 20 0,2 80 0,8 0 0 100 1 120 1,2

Laäp ñöôøng cong chuaån vôùi caùc dung dòch chuaån nhö sau: 1 STT 2 ml dd chuaån 1 ml = 10 Mn 94 ml nöôùc caát 1 g (NH4)2S2O8 60 C C(mg/l) 0,6 Ño ñoä haáp thu A treân maùy spectrophotometer.

4.Caùch tính

Töø ñoä haáp thu cuûa loaït chuaån, veõ giaûn ñoà A = f (C), söû duïng phöông phaùp

bình phöông cöïc tieåu ñeå laäp phöông trình y = ax + b. Töø trò soá ñoä haáp thu cuûa maãu Am suy ra noàng ñoä Cm cuûa maãu.

5.Caâu hoûi 1. Trình baøy nhöõng traïng thaùi khaùc nhau cuûa mangan trong nguoàn nöôùc töï nhieân.

Neâu nhöõng ñieàu kieän toàn taïi cuûa moãi traïng thaùi.

2. Neâu nhöõng nguyeân nhaân chính gaây oâ nhieãm mangan trong nöôùc ngaàm.

BAØI 20: CHLORINE – Cl2

töï do. Cöù 3 mg/l

1. Giôùi thieäu chung 1.1 YÙ nghóa moâi tröôøng Chlor hoùa nöôùc caáp vaø nöôùc thaûi sau xöû lyù nhaèm muïc ñích dieät nhöõng vi khuaån gaây beänh coøn laïi sau quaù trình xöû lyù, ñoàng thôøi chlor hoùa cuõng laøm thay ñoåi chaát löôïng nöôùc do phaûn öùng giöõa chlorine vôùi ammonia, manganese, sulfide vaø moät soá hôïp chaát höõu cô hieän dieän trong dung dòch. Beân caïnh nhöõng öu ñieåm treân chlor hoùa coøn gaây ra nhöõng aûnh höôûng coù haïi vaø laøm taêng muøi vaø vò cuûa phenol vaø nhöõng hôïp chaát höõu cô trong nöôùc. Nhöõng hôïp chaát höõu cô coù khaû naêng gaây ung thö coù khaû naêng gaây ung thö nhö chloroform cuõng coù theå hình thaønh trong quaù trình clor hoaù. 1.2 Nguyeân taéc Chlorine ôû daïng hypochlorous acid hay ion hypochloride seõ phaûn öùng vôùi DPD (N- N-diethyl-p-phenylene diamine) cho hôïp chaát ñoû tím. Cöôøng ñoä maøu tæ leä thuaän vôùi haøm löôïng chlorine trong maãu. 1.3 Caùc trôû ngaïi Maãu coù ñoä kieàm >250 mgCaCO3/L hay ñoä acid >150 mgCaCO3/L seõ laøm giaûm cöôøng ñoä maøu hay khoâng hieän maøu khi cho DPD vaøo dung dòch. Trung hoaø maãu tôùi pH 6-7 tröôùc khi cho DPD. Maãu chöùa monochloramin seõ laøm taêng haøm löôïng Cl2 monochloramin laøm taêng haøm löôïng cuûa Cl2 leân 0,1mg/l.

-61-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

Bromine. Iodine, ozone vaø caùc daïng oxide cuûa manganese vaø chloromium cuõng phaûn öùng vôùi DPD nhö Cl2. 2. Duïng cuï, thieát bò vaø hoaù chaát 2.1. Duïng cuï vaø thieát bò - Maùy HACH DR/2000 - 01 Pipet 5ml 2.2 Hoùa chaát - Chæ thò maøu DPD -Dd potassium Iodide: hoøa tan 30g KI vôùi nöôùc caát, ñònh möùc thaønh 1 lít - Dd Sodium arsenite: hoøa tan 5g NaAsO2 baèng nöôùc caát vaø ñònh möùc 1 lít

3. Thöïc haønh Chuaån bò maãu: ñeå loaïi tröø aûnh höôûng cuûa manganese hay chromium, chænh pH ñeán 6-7, sau ñoù theâm 3 gioït potassium Iodide vaøo 250ml maãu, laéc ñeàu vaø ñôïi trong 1 phuùt, theâm 3 gioït Sodium arsenite laéc ñeàu. Baám Power ñeå môû maùy Baám nuùt 80 vaø nhaán Enter, xoay nuùt beân hoâng maùy cho tôùi böôùc soùng 530nm. Laáy 25ml maãu cho vaøo curvet (maãu traéng) vaø ñaët vaøo maùy, nhaán Zero Cho vaøo Curvet 25ml maãu caàn ño. Them moat goùi DPD, laéc ñeàu trong khoaûng 20 giaây. Ñaët maãu vaøo maùy baám Read ñoïc keát quaû mg/l Cl2

-62-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

CHÖÔNG 5 PHAÂN TÍCH CAÙC THOÂNG SOÁ SINH HOAÙ

BAØI 21: OXI HOØA TAN (Dissolved oxygen demand - DO) 1. Giôùi thieäu chung 1.1. YÙ nghóa moâi tröôøng

DO (oxi hoøa tan) laø yeáu toá xaùc ñònh söï thay ñoåi xaûy ra do vi sinh vaät kò khí hay hieáu khí. Ñaây laø chæ tieâu quan troïng nhaát lieân quan ñeán vieäc kieåm soaùt oâ nhieãm doøng chaûy. Ngoaøi ra, DO coøn laø cô sôû kieåm tra BOD nhaèm ñaùnh giaù möùc ñoä oâ nhieãm cuûa nöôùc thaûi sinh hoaït vaø nöôùc thaûi coâng nghieäp.

Taát caû caùc quaù trình xöû lyù hieáu khí phuï thuoäc vaøo söï hieän dieän cuûa DO trong nöôùc thaûi, vieäc xaùc ñònh DO khoâng theå thieáu vì ñoù laø phöông tieän kieåm soaùt toác ñoä suïc khí ñeå baûo ñaûm ñuû löôïng DO thích hôïp cho vi sinh vaät hieáu khí phaùt trieån.

DO cuõng laø yeáu toá quan troïng trong söï aên moøn saét theùp, ñaëc bieät laø trong heä

thoáng caáp nöôùc vaø loø hôi. 1.2. Nguyeân taéc Phöông phaùp Winkler caûi tieán döïa treân söï oxi hoùa Mn2+ thaønh Mn4+ bôûi löôïng oxi hoøa tan trong nöôùc Khi cho MnSO4 vaø dung dòch iodide kieàm (NaOH + NaI) vaøo maãu coù hai tröôøng hôïp xaûy ra: Neáu khoâng coù oxi hieän dieän, keát tuûa Mn(OH)2 coù maøu traéng Mn2+ + 2OH- (cid:61614) Mn(OH)2 (cid:61615) (tuûa traéng) (1)

Neáu maãu coù oxi, moät phaàn Mn2+ bò oxi hoùa thaønh Mn4+, tuûa coù maøu naâu.

Mn2+ + 2OH- Hoaëc Mn(OH)2 + 1/2O2 (cid:61614) MnO2 + H2O (2) (3) + 1/2O2 (cid:61614) MnO2 + H2O

Mn4+ coù khaû naêng khöû I- thaønh I2 töï do trong moâi tröôøng acid. Nhö vaäy, löôïng I2 ñöôïc giaûi phoùng töông ñöông vôùi löôïng oxi hoaø tan coù trong nöôùc. Löôïng iod naøy ñöôïc xaùc ñònh theo phöông phaùp chuaån ñoä baèng thiosulfate vôùi chæ thò tinh boät.

MnO2 + 2I- + 4H+ (cid:61614) Mn2+ + I2 + 2H2O (4) 2Na2S2O3 + I2 (cid:61614) Na2S4O6 + 2NaI (khoâng maøu) (5)

Phöông phaùp Winkler bò giôùi haïn bôûi caùc taùc nhaân oxi hoùa khaùc nhö: nitrite, saét caùc taùc nhaân naøy cuõng coù theå oxi hoaù 2I- (cid:61614) I2 ñöa ñeán vieäc naâng cao trò soá keát quaû. Ngöôïc laïi, taùc nhaân khöû nhö: Fe2+, sulfite, sulfide, … laïi oxi hoùa I2 (cid:61614) I- seõ laøm thaáp giaù trò keát quaû.

Ñaëc bieät ion nitrite laø moät trong nhöõng chaát ngaên trôû thöôøng gaëp, noù khoâng oxy hoùa Mn2+ song khi moâi tröôøng coù iodide vaø acid, NO2 noù seõ oxy hoùa 2I- (cid:61614) I2, N2O2 taïo thaønh töø phaûn öùng laïi bò oxy hoùa bôûi oxy khí trôøi qua maët thoaùng dung dòch ñeå laïi cho NO2

-63-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

2NO2 + 2I- + 4H+ (cid:61614) I2 + N2O2 + 2H2O

Vaø N2O2 1/2O2 + H2O (cid:61614) 2NO2 + 2H+ Do ñoù khi coù NO2 trong maãu, ñieåm keát thuùc khoâng theå xaûy ra bình thöôøng khi coù söï bieán ñoåi lieân tuïc töø 2I- (cid:61614) I2 vaø ngöôïc laïi. Ñeå khaéc phuïc nhöôïc ñieåm treân cuûa pp Winker caûi tieán baèng caùch trong dd iodide kieàm ñöôïc theâm moät löôïng nhoû sodium azide: NaN3 + H+ (cid:61614) HN3 + Na+ HN3 + NO2 + H+ (cid:61614) N2 + N2O + H2O Theo tieán trình naøy NO2 bò loaïi haún.

2. Duïng cuï ,thieát bò vaø hoùa chaát 2.1. Duïng cuï vaø thieát bò - 02 Chai DO - 02 OÁng ñong 100ml - 01 Buret 2.2 Hoùa chaát a) Dd MnSO4: Hoøa tan 480g MnSO4.4H2O (hoaëc 400g MnSO4.2H2O hoaëc 364 g MnSO4.H2O)trong nöôùc caát pha loaõng thaønh 1lít. Ñeå cho tan heát khoaûng 3 tieáng dd coù maøu hoàng. b) Dd iodide-azide kieàm: hoøa tan 500g NaOH hoaëc (700g KOH) vaø 135g NaI hoaëc (150g KI) trong nöôùc caát vaø pha loaõng thaønh 1 lít. Theâm 10g NaN3 ñaõ ñöôïc hoøa tan trong 40ml nöôùc caát. c) axit sunfuric ñaäm ñaëc d) Dd Na2S2O3 0,025M (Z=2): hoøa tan 6,205g Na2S2O3.5H2O trong nöôùc caát, theâm 1,5ml NaOH 6N hoaëc 0,4gNaOH vieân pha loaõng thaønh 1 lít. e) Chỉ thị hồ tinh bột

3. Trình töï thí nghieäm

- Laáy maãu vaøo ñaày chai DO 300ml, ñaäy nuùt ñoå boû phaàn treân ra. Khoâng ñöôïc ñeå boït khí baùm quanh thaønh chai - Môû nuùt, laàn löôït theâm

2ml dd MnSO4 2ml Iodur-Azur kieàm

- Ñaäy nuùt, ñaûo chai ít nhaát 20s cho keát tuûa laéng

yeân khoaûng 2/3 chai

- Ñôïi keát tuûa laéng yeân, môû nuùt caån thaän cho 2ml H2SO4 ñaäm ñaëc. Ñoùng naép ñaûo maïnh chai. - Khi keát tuûa ñaõ tan hoaøn toaøn, duøng oáng ñong

-64-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

100ml roùt boû 97ml dung dòch. Ñònh phaân löôïng coøn laïi baèng Natrithiosunphat ñeán khi coù maøu vaøng nhaït roài theâm 5 gioït chæ thò hoà tinh boät. Tieáp tuïc ñònh phaân cho ñeán khi dung dòch maát maøu xanh. 2. Tính toaùn 1ml Na2S2O3 0,025M = 1mgO2/L 5. Caâu hoûi Nhöõng ñieàu gì caàn löu yùtrong quaù trình laáy maãu ño DO?

BAØI 22: NHU CAÀU OXY SINH HOÏC (BIOLOGICAL OXYGEN DEMAND – BOD)

- , do

- vaø NO3

1. Giôùi thieäu chung 1.1 YÙ Nghóa moâi tröôøng Nhu caàu oxy sinh hoùa (BOD) laø löôïng oxy caàn thieát ñeå vi sinh vaät oxy hoùa caùc chaát höõu cô coù khaû naêng phaân huûy sinh hoïc trong ñieàu kieän hieáu khí. Khaùi nieäm “coù khaû naêng phaân huûy” coù nghóa laø chaát höõu cô coù theå duøng laøm thöùc aên cho vi sinh vaät.

BOD laø moät trong nhöõng chæ tieâu ñöôïc duøng ñeå ñaùnh giaù möùc ñoä gaây oâ nhieãm cuûa caùc chaát thaûi sinh hoaït, nöôùc thaûi coâng nghieäp vaø khaû naêng töï laøm saïch cuûa nguoàn nöôùc. 1.2 Nguyeân taéc Söû duïng chai DO coù V = 300ml. Ño haøm löôïng DO ban ñaàu vaø sau 5 ngaøy uû ôû 20oC. Löôïng oxy cheânh leäch do vi sinh vaät söû duïng chính laø BOD. 1.3 Caùc aûnh höôûng Vi sinh vaät nitrate hoùa seõ söû duïng oxy ñeå oxy hoùa nitô NH3 thaønh NO2 ñoù coù theå laøm thieáu huït oxy hoøa tan daãn ñeán BOD khoâng coøn chính xaùc.

2. Duïng cuï, thieát bò vaø hoùa chaát 2.1 Duïng cuï vaø thieát bò

Tuû ñieàu nhieät BOD ôû 20oC (cid:61617) 1oC Chai BOD OÁng ñong 100ml Buret Pipet

Tuû ñieàu nhieät BOD

2.2 Hoùa chaát a. DD ñeäm phosphate: hoøa tan 8,5g KH2PO4; 21,75g K2HPO4; 33,4g Na2HPO4.7H2O vaø 1,7g NH4Cl trong 500ml nöôùc caát vaø ñònh möùc thaønh 1 lít. b. DD MgSO4 : hoøa tan 22,5g MgSO4.7 H2O trong nöôùc caát, ñònh möùc thaønh 1 lít.

-65-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

c. DD CaCl2 : hoøa tan 27,5g CaCl2 trong nöôùc caát, ñònh möùc thaønh 1 lít. d. DD FeCl3 : hoøa tan 0,225g FeCl3.6H2O trong nöôùc caát, ñònh möùc thaønh 1 lít. e. DD H2SO4 1N hoaëc NaOH 1N ñeå trung hoøa maãu coù tính kieàm hoaëc tính acid. f. DD Sulfit natri: hoøa tan 1,575g Na2SO3 trong 1 lít nöôùc caát. g. DD Acid glutami (glucose – glutamic acid solution): saáy glucose vaø glutamic acid trong 1h ôû nhieät ñoä 103oC, theâm 150mg glutamic acid vaøo nöôùc caát vaø pha thaønh 1lít. h. DD ammonium chloride: hoøa tan 1,15g NH4Cl trong nöôùc caát, chænh pH = 7,2 baèng NaOH vaø pha loaõng thaønh 1 lít. DD chöùa 0,3mg N/ml.

3. Trình töï thí nghieäm a. Chuaån bò nöôùc pha loaõng (nöôùc caát ñöôïc suïc khí baõo hoøa oxy) Söû duïng moãi dung dòch phosphate, MgSO4, CaCl2, FeCl3 laø 1ml cho 1 lít nöôùc caát baõo hoøa oxy vaø giöõ ôû 20oC (cid:61617) 1oC (nöôùc pha loaõng naøy ñöôïc suïc khí töø 1,5 – 2h). b. Xöû lyù maãu Neáu coù ñoä kieàm hoaëc ñoä acid thì maãu phaûo ñöôïc trung hoøa ñeán pH 6,5 – 7,5 baèng H2SO4 hoaëc NaOH loaõng. Neáu maãu coù haøm löôïng chlor dö ñaùng keå, theâm 1ml acid acetic 1:1 hay H2SO4 1:50 trong 1 lít maãu, sau ñoù tieáp tuïc theâm 10ml% roài ñònh phaân baèng Na2S2O3 ñeán döùt ñieåm. c. Kyõ thuaät pha loaõng maãu xöû lyù theo tyû leä ñeà nghò sau 0,4% - 1% : cho nöôùc thaûi coâng nghieäp nhieãm baån naëng 1% - 55% : cho nöôùc uoáng chöa xöû lyù hoaëc ñaõ laéng 5% - 25% : cho doøng chaûy qua quaù trình oxy hoùa 25% - 100% : cho caùc doøng soâng oâ nhieãm d. Chieát nöôùc pha loaõng vaøo 2 chai. Cho maãu vaøo moãi chai baèng caùch nhuùng pipet xuoáng ñaùy chai thaû töø töø maãu vaøo chai cho ñeán khi ñaït theå tích caàn söû duïng, laáy nhanh pipet ra khoûi chai ñaäy nhanh nuùt laïi(khoâng ñöôïc coù boït khí). Moät chai ñaäy kín ñeå uû 5 ngaøy (DO5). Chai uû trong tuû 20oC ñaäy kyõ, nieâm baèng nöôùc moûng treân choã loe cuûa mieäng chai (löu yù khoâng ñeå nöôùc caïn heát). c. Ñònh phaân löôïng oxy hoøa tan: - Moät chai xaùc ñònh DO ngay treân maãu pha loaõng: DOO - Moät chai coøn laïi uû ôû 20oC (cid:61617) 1oC vaø ñònh phaân sau 5 ngaøy: DO5 -Ñoä pha loaõng sao cho ñeå söï khaùc bieät giöõa 2 laàn ñònh phaân phaûi >1 mgO2/L

4. Tính toaùn

BOD(mg/l) = (DOO – DO5)xf

DOO: oxy hoøa tan ño ñöôïc ngaøy ñaàu tieân DO5 : oxy hoøa tan ño ñöôïc sau 5 ngaøy f: heä soá pha loaõng

-66-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

5. Đo BOD bằng maùy

- Giöõ 2 nuùt A,B ñeå reset - Caøi ñaët khoaûng ño thích hôïp - Cho maãu nöôùc thaûi caàn ño vaøo chai BOD (sau khi trung hoøa ñeán pH=7 vaø boå sung theâm chaát dinh döôõng caàn thieát) - Boû caù töø vaøo bình BOD - Cho moät ít NaOH raén vaøo nuùt cao su ñen

- Vaën chaët bình baèng sensor, sau 5 ngaøy ñoïc keát quaû.

BAØI 23: NHU CAÀU OXI HOÙA HOÏC (CHEMICAL OXYGEN DEMAND – COD)

1. Ñaïi cöông 1.1. YÙ nghóa moâi tröôøng

COD laø nhu caàu oxi caàn ñeå oxi hoùa caùc chaát höõu cô trong ñieàu kieän moâi

tröôøng oxi hoùa maïnh vaø nhieät ñoä cao.

COD laø moät trong nhöõng chæ tieâu ñaëc tröng duøng ñeå kieåm tra oâ nhieãm cuûa nguoàn nöôùc thaûi sinh hoaït vaø nöôùc thaûi coâng nghieäp, ñaëc bieät laø caùc coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi. 1.2. Nguyeân taéc

Haàu heát caùc chaát höõu cô ñeàu bò phaân huûy khi ñun soâi trong hoãn hôïp cromic vaø

2- + 8c H+ (cid:61614) nCO2 + (a/2+ 4c)H2O + 2c Cr3+

(1)

acid sulfuric: CnHaOb + cCr2O7 Vôùi c = 2/3n + a/6 – b/3

Löôïng potassium dicromate vaø sulfuric acid ñöôïc bieát tröôùc seõ giaûm töông öùng vôùi löôïng chaát höõu cô coù trong maãu. Löôïng dicromate dö seõ ñöôïc ñònh phaân baèng dung dòch Fe(NH4)2(SO4)2 vaø löôïng chaát höõu cô bò oxi hoùa seõ tính ra baèng 2- bò khöû, löôïng oxi töông ñöông naøy chính laø COD. löôïng oxi töông ñöông qua Cr2O7 1.3. Caùc aûnh höôûng

Caùc hôïp chaát beùo thaúng, hydrocacbon nhaân thôm vaø pyridine khoâng bò oxi hoùa, maëc duø phöông phaùp naøy gaàn nhö oxi hoùa chaát höõu cô hoaøn toaøn hôn so vôùi phöông phaùp duøng potassium permanganate. Tuy nhieân, hidrocacbon bò oxi hoùa deã daøng hôn khi theâm Ag2SO4 vaøo laøm chaát xuùc taùc, nhöng baïc deã phaûn öùng vôùi caùc ion hoï halogen taïo keát tuûa vaø chaát naøy cuõng coù theå bò oxi hoùa moät phaàn. Caùc coá gaéng söû duïng chaát xuùc taùc ñoái vôùi hidrocacbon voøng khoâng ñöa ñeán keát quaû cuï theå naøo, noù chæ coù theå oxi hoùa röôïu vaø caùc acid daây thaúng.

Khi coù keát tuûa Halogen, trôû ngaïi naøy coù theå vöôït qua baèng caùch taïo phöùc, nhaát laø vôùi caùc ion thöôøng gaëp nhö Cl-, khi theâm HgSO4 vaøo maãu vôùi tæ leä HgSO4 : Cl- laø 10 : 1 tröôùc khi ñun, seõ taïo thaønh phöùc chaát HgCl4 hoøa tan, laø phaûn öùng loaïi boû toát nhaát.

-67-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

Nitrite cuõng gaây aûnh höôûng ñeán vieäc xaùc ñònh COD, nhöng aûnh höôûng naøy

khoâng thöôøng xuyeân vaø cuõng khoâng ñaùng keå, neân coù theå boû qua.

2. Duïng cuï, thieát bò vaø hoùa chaát 2.1. Duïng cuï vaø thieát bò - Pipet 25ml. - OÁng ñong 100ml. - Buret 25ml. - OÁng nghieäm coù nuùt vaën kích thöôùc xem baûng 2. - Bình caàu coå maøi 100ml. - Heä thoáng chöng caát hoaøn löu. - Erlen 125ml; 50ml. - Tuû saáy 150oC. 2.2. Hoùa chaát 2.2.1. Dung dòch chuaån K2Cr2O7 0,0167 M

Hoøa tan 4,913g K2Cr2O7 (saáy ôû 105oC trong 2 giôø) trong 500ml nöôùc caát, theâm vaøo 167ml H2SO4 ñaäm ñaëc vaø 33,3g HgSO4, khuaáy tan ñeå nguoäi ñeán nguoäi ñeán nhieät ñoä phoøng, ñònh möùc thaønh 1000ml. 2.2.2. Dung dòch chuaån K2Cr2O7 0,00417 M

Hoøa tan 1,2259g K2Cr2O7 (saáy ôû 105oC trong 2 giôø) trong nöôùc caát vaø ñònh

möùc thaønh 1000ml. 2.2.3. Acid sulfuric (sulfuric acid reagent)

Caân 5,5g Ag2SO4 trong 1kg H2SO4 ñaäm ñaëc (1lít = 1,84kg), ñeå 1 -2 ngaøy cho

hoøa tan hoaøn toaøn Ag2SO4. 2.2.4. Chæ thò maøu feroin

Hoøa tan 1,485g 1-10 phenantroline monohydrate vaø 0,695g FeSO4.7H2O

trong nöôùc caát vaø ñònh möùc thaønh 100ml. 2.2.5. Dung dòch ferrous ammonium sulfate (FAS) 0,1M

Hoøa tan 39,2g Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O trong moät ít nöôùc caát, theâm vaøo 20ml

H2SO4 ñaäm ñaëc, laøm laïnh vaø ñònh möùc thaønh 1000ml. 2.2.6. Dung dòch ferrous ammonium sulfate (FAS) 0,025M

Hoøa tan 9,8g Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O trong moät ít nöôùc caát, theâm vaøo 20ml

H2SO4 ñaäm ñaëc, laøm laïnh vaø ñònh möùc thaønh 1000ml. 2.2.7. Sulfamic acid

Söû duïng neáu nhö aûnh höôûng cuûa nitrite ñaùng keå. 2.2.8. Dung dòch potassium hydrogen phthalate chuaån (KHP)

Hoøa tan 425g potassium hydrogen phthalate (HOOCC6H4COOK) ñaõ saáy khoâ ôû nhieät ñoä 120oC trong 2 giôø theâm nöôùc caát thaønh 1000ml. Dung dòch naøy (KHP) coù COD = 1,176 mgO2/mg hay COD = 500g O2(cid:61549)g/ml. Ñònh phaân FAS: choïn theå tích maãu vaø hoùa chaát söû duïng theo baûng sau:

-68-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

Dd K2Cr2O7 Theå tích maãu (ml) Baûng 2: Tæ leä theå tích maãu vaø hoùa chaát duøng trong phaân tích COD H2SO4 reagent

Toång theå tích (ml) 15,0 30,0 7,5 7,0 14,0 3,5 5,0 10,0 2,5

FASM ( )

C

(

FAS )

(cid:61501)

(cid:61620)

Ống nghieäm (d x l) 3,0 20 x 150mm 6,0 25 x 150mm OÁng chuaån 10ml 1,5 Sau khi laáy maãu vaø cho hoùa chaát vaøo ñeå nguoäi ñònh phaân baèng FAS môùi pha (mục đích laø để kiểm tra lại nồng độ của FAS)

TheåtíchK OCr 2 7 2 TheåtíchFA Sduøngñònh

ñaõduøng ml ( ) phaân ( ml )

(*)

Vôùi C(FAS) laø noàng ñoä cuûa FAS ñaõ duøng ñeå ñònh phaân. (=0,1M)

3. Trình töï thí nghieäm 3.1. Phöông phaùp ñun kín: (vôùi maãu COD > 50mg/l)

Röûa saïch oáng nghieäm coù nuùt vaën kín vôùi H2SO4 20% tröôùc khi söû duïng . Choïn theå tích maãu vaø theå tích hoaù chaát duøng töông öùng theo baûng 2.

Maùy COD

Cho maãu vaøo oáng nghieäm, theâm dung dòch K2Cr2O7 0,0167M vaøo, caån thaän theâm H2SO4 reagent vaøo baèng caùch cho acid chaûy doïc töø töø theo thaønh beân trong cuûa oáng nghieäm. Ñaäy nuùt vaën ngay, ñaët oáng nghieäm vaøo roå inox vaø cho vaøo loø saáy hoaëc maùy COD ôû 150oC trong 2 giôø. Ñeå nguoäi ñeán nhieät ñoä phoøng, ñoå vaøo erlen, traùng oáng COD baèng nöôùc caát vaø ñoå vaøo Erlen sau ñoù theâm 0,05 – 0,1ml (1 -2 gioït) chæ thò feroin vaø ñònh phaân baèng FAS 0,1M. Döùt ñieåm khi maãu chuyeån töø xanh luïc sang naâu ñoû. Laøm moät maãu thöû khoâng vôùi nöôùc caát (cuõng bao goàm caùc hoaù chaát nhö maãu thaät nhöng thay maãu baèng nöôùc caát, uû 150 oC trong 2h) 3.2. Phöông phaùp ñun hoaøn löu: (vôùi maãu COD < 50mg/l) – (ko laøm)

Laáy 50 hoaëc 100ml cho vaøo bình caàu nuùt maøi theâm 1g HgSO4 vaø vaøi vieân bi thuûy tinh, caån thaän theâm 5,0ml H2SO4 reagent laéc ñeàu cho HgSO4 tan ra (neân ñaët trong moâi tröôøng laïnh ñeå traùnh nhöõng chaát höõu cô coù theå bay hôi). Theâm 25,0ml K2Cr2O7 0,00417M vaøo laéc ñeàu, sau ñoù noái vôùi heä thoáng hoaøn löu, theâm 70ml H2SO4 coøn laïi qua pheãu cuûa heä thoáng hoaøn löu, laéc ñeàu. Ñun hoaøn löu trong hai giôø, ñeå nguoäi vaø röûa oáng hoaøn löu baèng nöôùc caát, ñeå nguoäi ôû nhieät ñoä phoøng. Sau ñoù ñònh phaân löôïng K2Cr2O7 thöøa baèng FAS 0,025M vôùi 0,10 – 0,15ml (2 -3 gioït) laøm chæ thò maøu feroin, döùt ñieåm dung dòch chuyeån töø maøu xanh sang maøu naâu ñoû.

* Ghi chuù:

Phöông phaùp ñun kín duøng K2Cr2O7 0,0167M vaø FAS 0,1M.

-69-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

Phöông phaùp ñun hoaøn löu duøng K2Cr2O7 0,00417M vaø FAS 0,025 M.

4. Tính toaùn

Phöông phaùp ñun kín vaø phöông phaùp ñun hoaøn löu ñeàu cuøng tính treân moät

(

8000

(cid:61485)

(cid:61620)

coâng thöùc sau:

) MBA (cid:61620) mlmaãu

COD mgO2/l =

Trong ñoù: A: Theå tích FAS duøng cho ống thöû khoâng B: Theå tích FAS duøng cho thöû thaät. M: Nguyeân chuaån ñoä cuûa FAS (heä soá xaùc ñònh söï cheânh leäch giöõa noàng ñoä thöïc cuûa FAS(0,1M) luùc môùi pha so vôùi noàng ñoä cuûa FAS ñaõ bò bieán ñoåi khi ñeå laâu ngoaøi khoâng khí)

5. Caâu hoûi 5.1. Caùc sai soá trong quaù trình thí nghieäm? 5.2. Söï khaùc nhau giöõa phöông phaùp ñun kín vaø ñun hoaøn löu? 5.3. YÙ nghóa cuûa vieäc kieåm tra COD?

Ghi chuù: Ống thử khoâng (A): nước cất + K2Cr2O7 + H2SO4 ủ 2h ở 150OC Ống thử thật (B): mẫu nước thải + K2Cr2O7 + H2SO4 ủ 2h ở 150OC Ống (*): nước cất + K2Cr2O7 + H2SO4 ñeå ôû nhieät ñoä thöôøng, ñònh phaân baèng FAS ñeå xaùc ñònh heä soá M (coù theå boû qua böôùc naøy neáu FAS môùi pha)

-70-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

CHÖÔNG 6

PHÖÔNG PHAÙP PHAÂN TÍCH CAÙC CHÆ TIEÂU MOÂI TRÖÔØNG ÑAÁT

BAØI 24: CHUAÅN BÒ MAÃU ÑAÁT

1. Laáy maãu phaân tích Chuaån bò maãu ñaát laø khaâu quan troïng trong phaân tích ñaát. Maãu laáy phaûi coù tính ñaïi dieän cao cho vuøng nghieân cöùu vaø phaûi ñöôïc nghieàn nhoû ñeán ñoä mòn thích hôïp tuøy thuoäc vaøo yeâu caàu phaân tích. Caùc taøi lieäu caàn thu thaäp tröôùc khi laáy maãu ñaát bao goàm:

(cid:61591) Baûn ñoà ñòa hình (cid:61591) Caùc ñieàu kieän ñòa lyù, caûnh quan, ñòa hình, thuûy vaên (cid:61591) Taøi lieäu ñòa chaát khu vöïc (cid:61591) Taøi lieäu ñòa chaát thuûy vaên (cid:61591) Taøi lieäu khí haäu (cid:61591) Caùc coâng trình nghieân cöùu ñaõ thöïc hieän (cid:61591) Caùc taøi lieäu kinh teá – xaõ hoäi

2. Xaùc ñònh löôïng nöôùc coù trong ñaát vaø heä soá khoâ kieät k Maãu ñaát ñem phaân tích thöôøng ôû hai daïng: Maãu ñaát phôi khoâ trong khoâng khí: Vôùi ñaát naøy, löôïng nöôùc xaùc ñònh chính laø löôïng nöôùc huùt aåm trong khoâng khí cuûa noù. Phaàn lôùn caùc chæ tieâu hoùa hoïc toång soá cuõng nhö deã phaân huûy ñöôïc xaùc ñònh treân ñaát hong khoâ trong khoâng khí. Maãu ñaát töôi môùi mang veà: vôùi loaïi maãu naøy löôïng nöôùc xaùc ñònh chính laø ñoä aåm hieän taïi cuûa ñaát. Thoâng thöôøng maãu ñaát töôi duøng ñeå phaân tích caùc chæ tieâu vaø thaønh phaàn deã bieán ñoåi theo caùc ñieàu kieän oxi hoùa-khöû nhö: Fe2+, NH4+ , NO3- , H2S, theá oxi hoùa – khöû hoaëc hoaït ñoäng cuûa caùc vi sinh vaät ñaát. 2.1 Trình töï phaân tích Xaùc ñònh löôïng nöôùc huùt aåm trong khoâng khí cuûa ñaát (W1) - Saáy coác söù (hoaëc hoäp nhoâm) ôû 105oC ñeán khoái löôïng khoâng ñoåi. Cho coác vaøo bình huùt aåm, caân chính xaùc khoái löôïng mo cuûa coác baèng caân phaân tích. - Cho vaøo coác 10g ñaát ñaõ hong khoâ trong khoâng khí vaø ñaõ qua raây 1mm. Caân khoái löôïng coác saáy vaø ñaát, ghi nhaän khoái löôïng m1 - Cho vaøo tuû saáy ôû 105oC-110oC trong 2h roài laáy ra cho vaøo bình huùt aåm ñeå haï nhieät tôùi nhieät ñoä phoøng. Caân xaùc ñònh m2 (coác vaø ñaát sau khi nung) Xaùc ñònh löôïng nöôùc cuûa maãu töôi (W2) - Maãu ñaát laáy phaûi ñöïng trong hoäp kín ñeå traùnh bay hôi. - Saáy coác söù (hoaëc hoäp nhoâm) ôû 105oC ñeán khoái löôïng khoâng ñoåi. Cho coác vaøo bình huùt aåm, caân chính xaùc khoái löôïng mo cuûa coác baèng caân phaân tích. - Cho vaøo cốc 10g maãu ñaát treân, caân chính xaùc khoái löôïng coác vaø ñaát töôi m3. Saáy khoâ ôû 105oC nhö treân roài caân khoái löôïng coác vaø ñaát khoâ m4

-71-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

2.2 Tính keát quaû Ñoä aåm tuyệt ñoái (%) = ((baèng khoái löôïng maãu ñaát ban ñaàu đem phơi – khoái löôïng maãu ñaát ñaõ saáy 105oC)/ khoái löôïng maãu ñaát sau nung) x 100

Ñoä aåm töông ñoái (%) = ((baèng khoái löôïng maãu ñaát töôi – khoái löôïng maãu ñaát ñaõ saáy 105oC)/ khoái löôïng maãu töôi) x 100

Heä soá khoâ kieät k

k = khoái löôïng maãu ñaát ban ñaàu/ khoái löôïng maãu ñaát ñaõ saáy 105oC = W1/W2 Ví duï: caân 10g moät maãu ñaát khoâ trong khoâng khí, saáy ôû 105oC-110oC tôùi khoái löôïng khoâng ñoåi thaáy coøn 9,5g ñaát kieät nöôùc. Xaùc ñònh heä soá khoâ kieät k, W1, W2? Ta seõ tính ñöôïc W1=(0,5/9,5)x100 = 5,263(%), k = 10/9,5 =1,0526 suy ra W2=5,263(%) / 1,0526 = 5(%)

BAØI 25: XAÙC ÑÒNH TÆ TROÏNG, DUNG TROÏNG VAØ ÑOÄ XOÁP ÑAÁT

1.Xaùc ñònh tæ troïng ñaát 1.1 YÙ nghóa

Tæ troïng ñaát laø tæ soá troïng löôïng (gam) moät ñôn vò theå tích ñaát khoâ (cm3) caùc haït sít vaøo nhau (đất khoâng coù khoảng hở) so vôùi troïng löôïng moät khoái nöôùc cuøng theå tích.

Tæ troïng phuï thuoäc thaønh phaàn khoaùng vaät vaø haøm löôïng chaát höõu cô trong ñaát (ñaát caøng nhieàu muøn tæ troïng caøng beù). Tæ troïng caùc loaïi ñaát thöôøng ôû phaïm vi 2,3 – 2,8. Thí duï: ñaát feralit treân nuùi coù muøn ôû Tam Ñaûo tæ troïng 2,36 – 2,57. Ñaát phuø sa ñeâ soâng Hoàng 2,65 – 2,66.

Tæ troïng ñaát caøng beù thì ñaát caøng giaøu chaát höõu cô. Töø tæ troïng vaø dung troïng

coù theå suy ra ñoä xoáp ñaát.

Ñeå xaùc ñònh tæ troïng, ngöôøi ta duøng bình picnomet coù theå tích 50 – 100ml. Nuùt bình naøy coù oáng mao quaûn ñeå ñaûm baûo cho theå tích ít thay ñoåi. Coù nhieàu kieåu bình picnomet khaùc nhau. Neáu khoâng coù bình naøy thì thay taïm baèng bình nhoû coù coå heïp vaø laøm baèng loaïi thuûy tinh beàn coù theå ñun naáu ñöôïc. 1.2 Dụng cụ - 01 bình picnomet hoặc bình định mức - 01 caân kỹ thuật - 01 beáp ñieän 1.3. Trình töï phaân tích - Ñoå nöôùc caát ñaõ ñun soâi ñeå nguoäi vaøo ñaày bình picnomet ñaäy nuùt laïi, lau saïch khoâ beân ngoaøi roài caân ñöôïc P1 gam.

-72-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

d

(cid:61501)

P o

- Ñoå bôùt ra moät nöûa nöôùc trong bình, caân 10 gam ñaát (Po) ñaõ qua raây 1mm ñoå vaøo bình picnomet, laéc ñeàu roài ñun soâi 5 phuùt ñeå loaïi khoâng khí ra, ñeå nguoäi. - Duøng nöôùc caát ñaõ ñun soâi ñeå nguoäi ñoå theâm vaøo cho ñaày bình, ñaäy nuùt laïi, lau saïch khoâ beân ngoaøi roài caân ñöôïc troïng löôïng P2 gam. - Tæ troïng d cuûa ñaát tính theo coâng thöùc sau : P t (cid:61620) o 1 P P (cid:61483) (cid:61485) 2

t

(cid:61501)

100 A (cid:61485) 100

Trong ñoù: t laø heä soá tính sang troïng löôïng ñaát khoâ tuyeät ñoái. Muoán bieát t caàn xaùc ñònh ñoä aåm A cuûa ñaát luùc phaân tích:

D (cid:61501)'

M V

2. Xaùc ñònh dung troïng ñaát 2.1. YÙ nghóa Dung troïng laø troïng löôïng (gam) cuûa moät ñôn vò theå tích ñaát ôû traïng thaùi töï nhieân khoâ kieät (coù caû khe hôû). Nhö vaäy, dung troïng bao giôø cuõng beù hôn tæ troïng vì noù chaúng nhöõng phuï thuoäc thaønh phaàn khoaùng vaät vaø muøn maø coøn phuï thuoäc khe hôû trong ñaát. Dung troïng ñaát thöôøng ôû phaïm vi 0,9 - 1,8. Tæ leä muøn caøng cao hoaëc ñoä xoáp caøng lôùn thì dung troïng caøng beù. Dung troïng caùc loaïi ñaát nöôùc ta cheânh leäch khaù nhieàu. Thí duï ôû caùc loaïi ñaát luùa vuøng ñoàng baèng phaàn lôùn 1,3 – 1,5. ÔÛ lôùp ñaát maët vuøng ñoài nuùi thöôøng chung quanh 1 – 1,2 (thaäâm chí ôû lôùp maët ñaát ñoû bazan chæ 0,9). Töø dung troïng ta coù theå tính ñöôïc troïng löôïng ñaát, tính löôïng nöôùc trong ñaát, tính ñoä xoáp ñaát, kieåm tra chaát löôïng caùc coâng trình thuûy lôïi. Ngoaøi ra, töø dung troïng coù theå nhaän xeùt ñaát ôû möùc ñoä nhaát ñònh. 2.2 Duïng cuï - 01 OÁng truï kim loaïi 2.3 Trình töï phaân tích Duøng oáng truï kim loaïi coù theå tích 100cm3 (coù loaïi lôùn hôn), ñoùng thaúng goùc vaøo lôùp ñaát ñònh nghieân cöùu (neáu maët ñaát thì phaûi vaït saïch caây coû). Phía treân oáng naøy neân chuïp moät duïng cuï ñeå luùc ñoùng coù theå giöõ traïng thaùi töï nhieân ñaát khoâng bò neùn. Duøng xeûng laáy töø töø toaøn boä oáng truï vaø ñaát leân. Duøng con dao moûng caét phaúng ñaát hai ñaàu oáng (neáu coù reã caây phaûi chuù yù sao cho khoûi hoûng ñaát). Boû ñaát vaøo tuû saáy ôû 105oC ñeán luùc troïng löôïng khoâng ñoåi (neáu khoâng coù ñieàu kieän saáy toaøn boä thì caân ngay troïng löôïng ñaát luùc môùi ñaøo, laáy moät ít xaùc ñònh ñoä aåm roài tröø ra). Dung troïng D cuûa ñaát ñöôïc tính nhö sau :

Trong ñoù : M laø troïng löôïng ñaát khoâ (gam).

V laø theå tích oáng truï kim loaïi (cm3).

-73-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

3. Đoä xoáp ñaát Ñoä xoáp ñaát laø tæ leä phaàn traêm khe hôû trong ñaát so vôùi theå tích ñaát, thöôøng kyù hieäu baèng chöõ P%. Ñoä xoáp ñaát phuï thuoäc thaønh phaàn cô giôùi vaø keát caáu ñaát: ôû ñaát caùt khoaûng 35 – 40%, ôû ñaát seùt 45 – 50%. Keát caáu ñaát caøng toát thì ñoä xoáp caøng lôùn. Tieâu chuaån ñaùnh giaù ñoä xoáp nhö sau : P döôùi 50% : ñaát chaët.

50 – 60% : trung bình. 60 – 70% : tôi xoáp. Treân 70% : ñaát luùn.

P

100

1% (cid:61501)

(cid:61485)

D d

(cid:61670) (cid:61671) (cid:61672)

(cid:61686) (cid:61620)(cid:61687) (cid:61688)

Noùi chung, ôû nöôùc ta caùc loaïi ñaát luùa vuøng ñoàng baèng coù ñoä xoáp döôùi 50%. Caùc loaïi ñaát feralit vuøng ñoài nuùi coù ñoä xoáp 55 –60%. Thaäm chí lôùp maët cuûa ñaát ñoû bazan Phuû Quì, Ngheä Tónh coù ñoä xoáp 65 – 70%. Töø tæ troïng d vaø dung troïng D coù theå tích ñoä xoáp theo coâng thöùc:

BAØI 26: PHAÂN TÍCH HAÏT KEÁT ÑAÁT

1.YÙ nghóa

Trong töï nhieân, haït ñaát khoâng phaûi ôû traïng thaùi rieâng reõ, rôøi raïc, maø chuùng thöôøng ñöôïc keát gaén laïi vôùi nhau nhôø nhöõng löïc: löïc Vandecvan, löïc lieân keát hoùa hoïc, löïc neùn cô hoïc, söï ngöng keát tuûa keo… hình thaønh neân haït keát cuûa ñaát. Ñaát coù nhöõng haït keát nhö vaäy goïi laø ñaát coù keát caáu. Quaù trình hình thaønh keát caáu ñaát gaén lieàn vôùi quaù trình hình thaønh ñaát. ÔÛ moãi loaïi ñaát khaùc nhau, hay moãi taàng cuûa moät phaãu dieän ñaát, ñeàu coù nhöõng loaïi haït keát ñaëc tröng khaùc nhau veà hình daïng, kích thöôùc, vaø ñaëc tính cô baûn.

Veà hình daïng haït keát trong ñaát töï nhieân ta thöôøng gaëp: daïng vieân, daïng coät

vaø daïng phieán.

Veà kích thöôùc döïa vaøo ñöôøng kính caáp haït phaân chia ra: Ñöôøng kính haït keát (cid:61542) (mm) > 10 taûng

(cid:61542) (mm) 10 – 0,5 haït lôùn (cid:61542) (mm) 0,5 – 0,25 haït nhoû (cid:61542) (mm) < 0,25 vi haït keát.

Ñaëc tính cô baûn cuûa haït keát quan troïng nhaát laø ñoä beàn vöõng cuûa haït keát veà

maët cô giôùi, cuõng nhö ñoä beàn vöõng ñoái vôùi nöôùc, tieáp theo laø ñoä hoång cuûa haït keát.

Ñoä beàn vöõng haït keát, ñaëc bieät laø ñoä beàn vöõng trong nöôùc coù yù nghóa heát söùc quan troïng, noù laøm cho ñaát khoâng bò phaân taùn, choáng laïi quaù trình röûa troâi, nhaát laø ôû nhöõng vuøng ñaát doác. Noù ñaûm baûo cho haït keát toàn taïi trong thôøi gian laâu daøi, khoâng bò phaù huûy bôûi coâng cuï laøm ñaát, cuõng nhö döôùi taùc ñoäng cuûa nöôùc möa hoaëc nöôùc töôùi.

-74-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

Haït keát coù ñoä hoång lôùn, giuùp cho ñaát khaéc phuïc ñöôïc tình traïng maâu thuaãn giöõa cheá ñoä nöôùc vaø cheá ñoä khoâng khí, vieäc cung caáp thöùc aên cho caây troàng coù nhieàu thuaän lôïi.

Qua nghieân cöùu ñaát, nhöõng nhaø thoå nhöôõng ñi ñeán nhaän xeùt: ñoái vôùi saûn xuaát noâng nghieäp ñaát coù keát caáu vieân kích thöôùc haït keát töø 1–5mm laø toát nhaát. Nhöng ñoái vôùi nhöõng ñaát luoân luoân ôû traïng thaùi baõo hoøa nöôùc kích thöôùc haït keát gaàn 10mm laø toát, coøn ôû nhöõng vuøng khoâ haïn kích thöôùc khoaûng 2mm. Nhöõng haït keát kích thöôùc töø 0,25 – 0,05 mm coù aûnh höôûng nhieàu ñeán ñoä phì ñaát, kích thöôùc haït 0,05 – 0,01 mm taêng ñoä tröõ ẩm cho ñaát. Nhöng ñoái vôùi nhöõng haït keát kích thöôùc töø 0,01 – 0,005 mm laïi coù taùc duïng khoâng toát, caûn trôû tính daãn nöôùc, tính thoâng khí cuûa ñaát, laøm cho nöôùc deã bò boác hôi.

Caùc nhaø thoå nhöôõng ñaõ coi keát caáu ñaát nhö laø cô quan ñieàu tieát nöôùc vaø chaát

dinh döôõng ñoái vôùi caây troàng.

Vì vaäy, vieäc xaùc ñònh thaønh phaàn haït keát vaø ñoä beàn vöõng cuûa chuùng trong nöôùc coù yù nghóa raát lôùn, giuùp cho nhöõng nhaø laøm coâng taùc noâng nghieäp ñaùnh giaù ñoä phì nhieâu cuûa ñaát moät caùch toaøn dieän hôn.

Coù nhieàu phöông phaùp xaùc ñònh thaønh phaàn vaø ñoä beàn vöõng haït keát, nhöng

hieän nay phöông phaùp Savinoáp ñöôïc aùp duïng phoå bieán hôn caû.

2.Phaân tích keát caáu ñaát theo phöông phaùp savinoáp(Phöông phaùp raây khoâ) 2.1. Nguyeân taéc

Ñaát caàn phaân tích keát caáu ñöôïc raây qua boä raây coù ñöôøng kính loã raây khaùc nhau. Sau ñoù caân troïng löôïng caáp haït naèm treân raây, roài tính ra tæ leä phaàn traêm so vôùi troïng löôïng ñaát khoâ tuyeät ñoái. 2.2. Trình töï phaân tích

Treân dieän tích ñaát caàn nghieân cöùu, tieán haønh laáy maãu hoãn hôïp (neáu chæ nghieân cöùu lôùp ñaát canh taùc) hoaëc maãu rieâng bieät (nghieân cöùu caùc taàng phaùt sinh cuûa phaãu dieän ñaát), troïng löôïng maãu phaûi ñaûm baûo töø 1kg – 2kg.

Maãu ñaát laáy ngoaøi ñoàng phaûi ñaûm baûo ñöôïc traïng thaùi töï nhieân, traùnh laøm vôõ thaønh nhöõng haït ñaát nhoû, quaù trình xöû lyù phaûi heát söùc nheï nhaøng. Sau khi ñaát ñöôïc hong khoâ trong khoâng khí bình thöôøng (khoâng phôi ngoaøi naéng), nhaët saïch reã caây, caønh laù, soûi ñaù v.v… Nhöõng cuïc ñaát to ñöôïc beû nhoû thaønh nhöõng vieân coù ñöôøng kính töø 1cm – 2cm. Khoâng boùp ñaát hoaëc giaõ ñaát, maø chæ duøng tay beû, ñeå haït ñaát vôõ theo ñöôøng kính lieân keát töï nhieân.

Duøng que thuûy tinh chia ñaát ra laøm 4 phaàn baèng nhau. Laáy rieâng ra moät phaàn ñem caân. Roài cho qua boä raây coù ñöôøng kính loã töø 10; 5; 3; 2; 1; 0,5 vaø 0,25mm. Tieán haønh raây töø töø töøng meû moät, moãi meû khoaûng 100 gam. Quaù trình raây khoâng laéc maïnh, maø ñeå nghieâng treân tôø giaáy thaønh goùc nhoïn, laáy tay xoa nheï treân maët raây, ñeán khi haït ñaát khoâng rôi xuoáng nöõa. Tieáp tuïc raây treân raây coù kích thöôùc nhoû hôn, laøm laïi töø 5 – 15 laàn. Haït keát naèm laïi treân raây ñöôïc ñoå vaøo cheùn söù hoaëc giaáy caân ñaõ bieát troïng löôïng. Cho meû ñaát khaùc leân raây vaø tieán haønh nhö treân cho ñeán khi heát ñaát.

-75-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

Taát caû haït keát coøn laïi treân moãi raây ñöôïc ñem caân treân caân kyõ thuaät vaø tính ra

M

K

(cid:61620)

tæ leä phaàn traêm theo troïng löôïng maãu phaân tích. 2.3. Tính keát quaû

(cid:61620)100 C

% haït keát =

M : troïng löôïng ñaát naèm treân raây (tính baèng gam). 100 : tính theo phaàn traêm. K : heä soá quy veà ñaát khoâ kieät. C : troïng löôïng ñaát ñem phaân tích (tính baèng gam).

3.Phaân tích haït keát beàn trong nöôùc (Phöông phaùp raây öôùt) 3.1. Nguyeân taéc

Khaùc vôùi phöông phaùp raây khoâ, ñaát caàn phaân tích ñöa vaøo boä raây ñöôïc tieán haønh raây trong nöôùc. Nhöõng haït keát coù ñoä beàn vöõng keùm seõ bò phaù vôõ thaønh nhöõng haït nhoû hôn. Ñaát coøn laïi treân caáp raây, ñöôïc saáy khoâ, caân treân caân phaân tích, tính ra tæ leä phaàn traêm. 3.2. Trình töï phaân tích

Töø nhöõng haït keát ñaõ tieán haønh raây khoâ ôû treân, laáy maãu trung bình troïng löôïng khoaûng 50 gam. Tröø caáp haït keát qua raây 0,25mm. Ñem caân treân caân kyõ thuaät, khoái löôïng baèng ½ troïng löôïng tính theo phaàn traêm cuûa caáp haït ñaõ raây khoâ ôû treân.

Thí duï: Khi raây khoâ nhöõng haït keát 10 – 7mm chieám 20% thì caân laáy 10 gam. Caùc caáp haït keát khaùc cuõng laøm nhö vaäy, troän taát caû caùc maãu trung bình laïi ñöôïc maãu hoãn hôïp coù troïng löôïng 50 gam.

Maãu trung bình ñöôïc ñoå vaøo oáng truï roäng mieäng, coù ñöôøng kính 7cm, cao 45cm, chöùa 2/3 nöôùc. Roài töø töø ñoå theâm nöôùc ñeán mieäng oáng truï, ñeå yeân trong 10 phuùt: muïc ñích ñeå khoâng khí taùch ra khoûi haït ñaát. Muoán luøa khoâng khí ra khoûi haït ñaát moät caùch nhanh choùng, cöù sau 5 phuùt ñaäy mieäng oáng truï baèng mieáng cao su, roài nghieâng oáng truï ñi moät goùc 90o, roài ñaët oáng truï trôû veà vò trí cuõ. Ñöôïc 10 phuùt ñaäy oáng truï laïi, laät ngöôïc ñaùy leân, giöõ ôû vò trí ñoù vaøi giaây ñeå cho ñaát rôi xuoáng, sau ñoù ñeå oáng truï veà vò trí thaêng baèng, laëp ñi laëp laïi 10 laàn, laàn cuoái cuøng laät ngöôïc oáng truï leân ñeå ñaát taäp trung mieäng oáng truï. Nhuùng oáng truï vaøo boä raây ñeå trong thuøng nöôùc, raây coù ñöôøng kính 20cm, thaønh cao 3cm. Xeáp theo thöù töï ñöôøng kính loã raây: 3; 2; 1; 0,5 vaø 0,25mm. Nöôùc trong thuøng phaûi cao hôn thaønh cuûa raây treân cung ñoä 6cm. Môû mieäng oáng truï cho ñaát traøo ra, ñaát seõ rôi vaøo raây treân cuøng, töø töø naâng oáng truï leân, khoâng ñeå cho khoâng khí chui vaøo; tieán haønh trong moät phuùt.

Tieán haønh raây ñaát trong nöôùc, baèng caùch nhaác raây leân moät caùch töø töø vaø haï xuoáng thaät nhanh, laøm nhö vaäy 10 laàn. Sau ñoù laáy 2 raây treân cuøng ra, cho ñaát vaøo baùt söù, 3 raây coøn laïi coù loã nhoû hôn tieán haønh raây trong nöôùc 5 laàn nöõa. Nhöõng haït keát coøn laïi treân raây ñöôïc röûa saïch (töøng raây moät) cho vaøo cheùn söù. Sau ñoù ñaët treân noài chöng caùch thuûy ñeán khi khoâ, saáy ôû 105oC, cho ñeán khi troïng löôïng khoâng ñoåi, caân treân caân kyõ thuaät.

-76-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

3.3. Tính toaùn keát quaû Troïng löôïng ñaát khoâ kieät tìm ñöôïc ôû moãi caáp raây, ñem nhaân vôùi 2 thì coù haøm löôïng haït keát beàn trong nöôùc bieåu thò baèng phaàn traêm (sôû dó nhaân vôùi 2 vì khi laáy maãu phaân tích chæ laáy 50 gam). Troïng löôïng haït keát < 0,25mm baèng 50 gam tröø ñi toång soá löôïng nhöõng haït keát > 0,25mm.

4. Chuù yù

Khi phaân tích caáp haït keát baèng phöông phaùp raây khoâ, khoâng ñeå caû boä raây, raây ñaát cuøng moät luùc, vì nhö vaäy phaûi laéc maïnh, ñaát môùi loït xuoáng caùc raây ôû phía döôùi, do laéc maïnh moät soá haït seõ bò vôõ vuïn, taïo neân nhöõng haït keát nhaân taïo. Raây caû boä raây cuøng moät luùc, khoâng quan saùt ñöôïc nhöõng raây ôû phía döôùi khi naøo ñaát ôû treân raây ñaõ oån ñònh.

Löôïng ñaát moãi laàn raây khoâng vöôït quaù 200 gam. Khi phaân tích ñoä beàn haït keát trong nöôùc baèng phöông phaùp raây öôùt caàn phaûi

chuù yù:

- Ñoå ñaát trong oáng truï vaøo boä raây nhuùng trong thuøng nöôùc phaûi thao taùc heát söùc nheï nhaøng ñeå cho ñaát nöôùc trong oáng truï töø töø chaûy ra, rôi treân maët raây. Khoâng ñeå ñaát nöôùc rôi xuoáng quaù maïnh seõ phaù huûy theâm moät soá haït keát nöõa.

- Khi tieán haønh raây trong nöôùc phaûi chuù yù: khoâng khi naøo ñöôïc nhaác raây treân cuøng leân khoûi maët nöôùc, laøm nhö vaäy caùc haït keát naèm ôû raây treân cuøng seõ chòu löïc taùc ñoäng khaùc vôùi nhöõng raây ôû phía döôùi.

Nhöõng thao taùc ôû 2 phöông phaùp raây khoâ vaø raây öôùt phaûi ñaûm baûo thaät ñoàng

ñeàu ñoái vôùi taát caû caùc maãu ñaát phaân tích.

Ñöôøng kính caáp haït (mm)

Baûng 1: Bieåu maãu ghi keát quaû phaân tích (tính theo % troïng löôïng ñaát khoâ kieät) Teân ñaát

Taàng ñaát (cm)

5–3

3–2

1– 0,5

< 0,25

10–7 Khoâ

7–5 Khoâ

Khoâ

öôùt

khoâ

öôùt

khoâ

öôùt

0,5 – 0,25 öôùt

khoâ

khoâ

öôùt

Baûng 2: Tieâu chuaån ñaùnh giaù keát caáu ñaát

Toång soá caáp haït keát 0,25 – 10mm theo % Möùc ñoä ñaùnh giaù

Raây khoâ 80 80 – 60 60 – 40 40 – 20 20 Toát Khaù Trung bình Keùm Xaáu Raây öôùt 70 70 – 55 55 – 40 40 – 20 20

-77-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

BAØI 27: ÑOÄ CHUA CUÛA ÑAÁT

V % =

x 1 0 0

A-ÑOÄ CHUA THUÛY PHAÂN - (Phương phaùp Kapen)

1. Giôùi thieäu chung 1.1 YÙ nghóa. Khi phaân tích ñoä chua thuûy phaân ta bieát ñöôïc toång soá ñoä chua tieàm taøng trong ñaát. Tính löôïng voâi caân boùn cho ñaát. Tính dung tích haáp phuï thep coâng thöùc T = S ÷ H hoaëc tính ñoä no kieàm theo coâng thöùc: S S + H

3

2

3

NaCH COO+H O=HCH COO+NaOH (1) CH3COOH haàu nhö khoâng phaân ly ra ion; NaOH phaân ly hoaøn toaøn thaønh Na+ vaø OH-. Ñoù laø ñieàu kieän ñeå Na+ coù theå ñaåy taát caû ion H++ vaø Al3+ treân keo ñaát vaøo dung dòch.

+

+

2H

5Na

(Trong ñoù S laø toång soá cation kieàm trao ñoåi, H laø ñoä chua thuûy phaân) 1.2. Nguyeân taéc phöông phaùp Kapen. Neáu duøng muoái trung tính nhu KCl, NaCl taùc ñoäng vôùi ñaát chæ chuyeån ñöôïc moät soá ion H+ vaø Al3+ vaøp dung dòch. Nhöõng ion H+ vaø Al3+ baùm chaët ôû keo ñaát caàn dung muoái cuûa moät axit yeáu vaø bazô maïnh nhö batri axetic. Muoái naøy thuûy phaân seõ coù tính hôi kieàm (pH 8,2 – 8,5).

+5NaOH

3+

(cid:61531) K,D

(cid:61533)

(cid:61531) K,D

(cid:61533)

+Al(OH) +2H O 3

2

Al

(2) (cid:61571)

Qua phaûn öùng 1 vaø 2 ta thaáy sau khi taùc ñoäng vôùi CH3COONa roài loïc thì dòch loïc chöùa CH3COOH. Soá phaân töû natri axetic bò thuûy phaân laø cation Na+ caàn duøng ñeå ñaåy H+ vaø Al3+. Vì theá soá phaân töû axit acetic sinh ra baèng soá phaân töû natri axetic ñaõ thuûy phaân (töùc baèng ion H+ vaø Al3+). Neáu duøng dung dòch tieâu chuaån NaOH chuaån ñoä CH3COOH vaø H+ coù trong dòch loïc ñaát ta seõ tìm ñöôïc ñoâ chua thuûy phaân.

2. Duïng cuï hoaù chaát 2.1. Duïng cuï

- Buret 25 ml - Erlen 250 ml - Becher 250 ml Pipet 10 ml -

2.2. Hoaù chaát a. Dung dòch CH3COONa 1N: Caân 136 gam hoøa tan trong moät ít nöôùc caát roài pha loaõng ra 1 lít, pH dung dòch naøy caân ôû khoaûng 8,2( laáy moät ít vaøo oáng nghieâng nhoû 1 gioït phenolphtalein neáu coù maøu hoàng nhaït laø ñöôïc, neáu khoâng phaûi duøng dung dòch loaõng NaOH ñieàu chænh töø töø)

b. Chæ thò phenolphtalein 0.1%

-78-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

c. Dung dòch NaOH 0,05N .

3. Thöïc haønh 3.1. Caùch tieán haønh - Caân 40 gam ñaát ñaõ qua raây 1mm ñoå vaøo bình tam gíac theå tích 250ml. Theâm 100 ml dung dòch natri axetat 1N, laéc 1 giôø roài loïc laáy dòch trong (dòch loïc xuoáng raát chaäm, neân duøng giaáy loïc xeáp).

H(ldt/100gam)=

×K=8,75V N K

(cid:61620) (cid:61620)

V×N×100×1,75×100 50×40

- Huùt 50 ml dòch loïc vaøo bình tam giaùc, theâm 3 gioït phenolphtalein roài duøng dung dòch tieâu chuaån NaOH 0,05N chuaån ñoä tôùi luùc coù maøu hoàng nhaït trong moät phuùt khoâng maát. 3.2. Coâng thöùc tính

Trong ñoù :

- V,N laø theå tích vaø noàng ñoä NaOH duøng chuaån ñoä. - K laø heä soá quy veà ñaát tuyeät ñoái.

1,75 laø heä soá Kapen ñieàu chænh vì taùc ñoäng natri axetat 1 giôø vaãn chöa ñaåy - heát H+ vaø Al3+, theo Kapen phaûi nhaân keát quaû vôùi 1,5 hay 2, laáy trung bình laø 1,75(ôû Ñöùc heä soá naøy laø 1,5; ôû Vieät Nam Nguyeãn Thò Daàn ñaõ xaùc ñònh heä soá naøy bieán thieân töø 1 – 2 B- ĐỘ CHUA TRAO ÑOÅI 1.YÙ nghóa

Ñoä chua trao ñoåi sinh ra khi ta taùc ñoäng vaøo ñaát moät dung dòch muoái trung tính. Gaây neân ñoä chua trao ñoåi laø do ion H+ vaø Al3+. Khi pH ñaát treân 5,5 thì coøn raát ít hoaëc khoâng coøn nhoâm di ñoäng (nhoâm baét ñaàu keát tuûa luùc pH = 5,5 vaø keát tuûa hoaøn toaøn luùc pH = 6,4 – 6,5). Löôïng H+ vaø Al3+ trao ñoåi noùi leân möùc ñoä röûa troâi cation kieàm, phaù huûy keo ñaát. Caây coù theå cheát khi ñaát quaù chua hoaëc chöùa nhieàu nhoâm di ñoäng. Theo taøi lieäu Lieân Xoâ neáu coù treân 6mg nhoâm di ñoäng trong 100 gam ñaát caây vaãn soáng bình thöôøng.

Noùi chung, khi ñoä chua trao ñoåi cao treân vaøi mñlg caàn boùn voâi tröôùc khi boùn phaân chöùa caùc cation coù theå ñaåy H+ vaø Al3+ treân keo ñaát ra laøm taêng ñoä chua hoaït tính. Neáu khoâng coù voâi thì neân chia phaân ra boùn nhieàu laàn, traùnh boùn taäp trung moät luùc.

(cid:61483)

(cid:61483)

K

4

(cid:61483)

nKCl

KCl

HCl

)4

n

(

(cid:61483)

(cid:61483)

(cid:61485)

(cid:61483)

(cid:61531) . ÑK

(cid:61533)

(cid:61533)

H 3 Al

AlCl 3

Ñoä chua trao ñoåi thöôøng ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch chuaån ñoä tính ra ñôn vò ñöôïng löôïng. Tuy nhieân, pH(KCl) cuõng laø moät caùch bieåu thò nhöng pH(KCl) môùi noùi leân moät phaàn cuûa ñoä chua trao ñoåi maø thoâi (chæ taùc ñoäng 10 phuùt chöa trao ñoåi heát).

2.Nguyeân taéc phöông phaùp Xoâkoâloâp Duøng dung dòch muoái trung tính nhö KCl, NaCl taùc ñoäng vaøo ñaát chuyeån ion H+ vaø Al3+ vaøo dung dòch (cid:61531) . ÑK (cid:61483) (cid:61611) AlCl3 thuûy phaân cuõng sinh ra acid

-79-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

AlCl3 + 3H2O = Al(OH)3 + 3HCl Duøng dung dòch NaOH 0,02N chuaån ñoä bieát ñöôïc ñoä chua trao ñoåi. Sau ñoù ñònh löôïng rieâng H+ roài suy ra Al3+ trao ñoåi.

3.Hoùa chaát caàn thieát KCl 1N : 74 gam hoøa tan trong 1 lít nöôùc caát. NaF 3,5%: 3,5 gam hoøa tan trong 100ml nöôùc caát. Dung dòch naøy phaûi trung tính. NaOH 0,02N Phenolphtalein

100

K

NV (cid:61620)

(cid:61620)

4.Trình töï phaân tích 4.1. Ruùt tinh dòch ñaát Caân 30 gam ñaát ñaõ qua raây 1mm ñoå vaøo bình tam giaùc dung tích 250ml, theâm 150ml dung dòch KCl hoaëc NaCl 1N. Laéc 1 giôø roài loïc laáy dòch trong. 4.2. Ñònh löôïng toång soá ñoä chua trao ñoåi Huùt 50ml dòch loïc treân vaøo coác thuûy tinh, ñun soâi moät phuùt roài loaïi CO2 ra, theâm ba gioït chæ thò maøu phenolphtalein. Duøng dung dòch tieâu chuaån NaOH 0,02N chuaån ñoä ñeán khi dung dòch coù maøu hoàng nhaït trong moät phuùt khoâng maát.

(cid:61620) 30

150 (cid:61620) 50 (cid:61620)

Ñoä chua trao ñoåi (mñlg/100 gam) =

Trong ñoù:

V vaø N laø theå tích vaø noàng ñoä NaOH duøng luùc chuaån ñoä. K laø heä soá qui veà ñaát khoâ tuyeät ñoái.

4.3. Ñònh löôïng rieâng H+ Huùt 50ml dòch loïc noùi treân vaøo coác thuûy tinh, ñun soâi moät phuùt loaïi CO2 ra, theâm 5ml dung dòch NaF 3,5% keát tuûa Al3+

+ 3 NaCl AlCl3 + 6NaF = Na3AlF6

Theâm 3 gioït phenolphtalein roài duøng dung dòch NaOH 0,02N chuaån ñoä tôùi luùc coù maøu hoàng nhaït trong moät phuùt khoâng maát. Coâng thöùc tính H+ cuõng nhö tính ñoä chua trao ñoåi vôùi H+

5.Chuù yù Ñoái vôùi moät soá ñaát coù pH treân 7,5(nhö ñaát soâng Hoàng, ñaát maën noâng tröôøng Raïng Ñoâng…) thì chæ phaân tích pH (KH1) khoâng theå phaân tích ñoä chua trao ñoåi baèng caùch chuaån ñoä vì vöøa nhoû phenolphtalein vaøo ñaõ coù maøu hoàng.

-80-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

BAØI 28: PHAÂN TÍCH TOÅNG SOÁ MUOÁI TAN, CLO

1.YÙ nghóa

Theo ñeà nghò cuûa Vuï quaûn lyù ruoäng ñaát naêm 1967, döïa vaøo tæ leä muoái trong

ñaát coù theå phaân loaïi ñaát maën nhö sau: Baûng 3: Tæ leä muoái trong moät soá loaïi ñaát

2-

5,5

Teân ñaát

SO4 (%) 2.0 (cid:61692) (cid:61679) 3,02,0 (cid:61485) (cid:61681) (cid:61693) (cid:61679) 8,03,0 (cid:61485) (cid:61694)

5,5

8,0 3,0 3,02,0 (cid:61485)

(cid:61692) (cid:61679) (cid:61665) (cid:61693) (cid:61679) (cid:61694)

2- trong ñaát maën vaø chua maën coù theå

Khoâng maën Maën ít Maën TB Maën nhieàu Maën chua Chua maën Toång soá muoái tan (%) 0,2 0,2 – 0,5 0,5 – 1,0 > 1 0,5 0,2 – 0,5 Cl– (%) 0,05 0,05 – 0,1 0,1 – 0,2 > 0,2 0,1 0,05 – 0,1

Bôûi vaäy, phaân tích toång soá muoái tan Cl– vaø SO4 giuùp ta tham khaûo luùc phaân loaïi, qui hoaïch söû duïng vaø ñeà ra caùc bieän phaùp caûi taïo. Trong ñaát maën vaø chua maën coù theå toàn taïi nhieàu daïng muoái. Döïa vaøo ñoä hoøa tan cuûa chuùng coù theå chia laøm 3 nhoùm: Nhoùm deã tan goàm coù muoái Clorua (NaCl, MgCl2, CaCl2 …), muoái Sulfate (Na2SO4, MgSO4), muoái bicacbonat (NaHCO3, Ca(HCO3)2, caùc muoái Nitrat, Nitrit ... Nhoùm tan trung bình nhö : CaSO4.2H2O Nhoùm khoù tan nhö: CaCO3, MgCO3, photphat 2 canxi, photphat saét nhoâm. Trong caùc ñaát khoâng maën, toång soá muoái tan chieám tæ leä raát nhoû (töø vaøi phaàn nghìn ñeán vaøi phaàn vaïn). ÔÛ caùc ñaát maën tæ leä muoái tan coù theå treân 0,2%. Muoái Cl deã tan hôn sulphate neân thöôøng bò röûa troâi, do nguyeân nhaân naøy maø phaàn lôùn ñaát maën vaø chua maën ôû nöôùc ta coù tæ leä sulphate cao hôn clo gaáp boäi. Aûnh höôûng xaáu cuûa caùc muoái hoøa tan ñeán caây phuï thuoäc loaïi caây vaø thôøi kyø sinh tröôûng. Noùi chung, khi ñaát chöùa 0,1% muoái laø baét ñaàu bò haïi. Töø 0,3 – 0,5% nhieàu caây sinh tröôûng keùm vaø coù caây cheát.

2.Ruùt tinh dòch ñaát Cho 50 gam ñaát ñaõ qua raây 1mm vaøo bình tam giaùc theå tích 400cc. Theâm 250ml nöôùc caát. Laéc 10 phuùt roài loïc laáy dòch trong (dòch loïc thöôøng bò ñuïc neân caàn chuù yù tröôùc luùc loïc phaûi laéc maïnh suïc buøn leân roài ñoå nhanh caû nöôùc laãn buøn leân pheãu, chôø khi coù nöôùc trong chaûy xuoáng môùi höùng laáy ñeå phaân tích). 3.Phaân tích toång soá muoái tan Duøng oáng huùt coù baàu huùt 50ml dòch loïc treân vaøo cheùn söù hoaëc hoäp nhoâm ñaõ bieát troïng löôïng.

-81-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

K

(cid:61620)

(cid:61620)100 C

Ñaët treân noài caùch thuûy ñun ñeán luùc caïn nöôùc. Neáu caën khoâ coù maøu tro hoaëc ñen (chaát höõu cô) thì theâm moät ít nöôùc oxi giaø H2O2 ñeå oxi hoùa, tieáp tuïc ñun ñeán luùc caën khoâ khoâng coù maøu nhö tröôùc. Saáy ôû 105oC ñeán luùc troïng löôïng khoâng ñoåi roài caân. P Toång soá muoái tan (%) =

P : laø troïng löôïng muoái tan (g) sau luùc ñaõ saáy. C : laø troïng löôïng ñaát (g) töông öùng vôùi 50ml dòch loïc phaân tích. K : laø heä soá qui veà ñaát khoâ tuyeät ñoái.

100

NV (cid:61620)

(cid:61620)

(cid:61620)

(cid:61485)

Cl

(%)

K

(cid:61501)

(cid:61620)

,0 0355 C

4.Phaân tích clo 4.1. Nguyeân taéc Phöông phaùp ñònh löôïng Cl- döïa treân cô sôû chuaån ñoä dung dòch ñaát baèng AgNO3 coù K2CrO4 laøm chaát chæ thò. Cl- taùc duïng vôùi AgNO3 sinh ra keát tuûa traéng AgCl NaCl + AgNO3 (cid:61614) AgCl + NaNO3 Khi taát caû Cl ñaõ chuyeån ra daïng AgCl thì nhoû theâm gioït AgNO3 seõ taùc duïng vôùi K2CrO4 thaønh Ag2CrO4 maøu naâu. 2AgNO3 + K2CrO4 (cid:61614) Ag2CrO4 + 2KNO3 Vì theá, luùc xuaát hieän maøu ñoû naâu maø laéc khoâng maát maøu laø keát thuùc chuaån ñoä (gaàn ñaây coù taøi lieäu ñeà nghò duøng phöông phaùp nitrat thuûy ngaân hay nitrat baïc). 4.2. Trình töï phaân tích Duøng oáng huùt coù baàu huùt 50ml dòch loïc treân vaøo bình tam giaùc theå tích 250ml Theâm 0,5ml dung dòch K2CrO4 5% (hoaëc 10 gioït). Duøng dung dòch tieâu chuaån AgNO3 0,05N chuaån ñoä ñeán luùc toaøn boä dung dòch chuyeån sang maøu naâu ñoû.

V vaø N laø theå tích vaø noàng ñoä AgNO3 duøng luùc chuaån ñoä (ml,N) C laø troïng löôïng ñaát töông öùng vôùi soá dòch loïc laáy phaân tích (g). K laø heä soá qui veà ñaát khoâ tuyeät ñoái.

BAØI 29: PHAÂN TÍCH MUØN TRONG ÑAÁT

1. YÙ nghóa

Muøn laø nguoàn cung caáp thöùc aên cho caây, muøn aûnh höôûng ñeán tính chaát lyù hoïc, hoùa hoïc vaø sinh hoïc ñaát. Noùi chung, muøn caøng nhieàu ñaát caøng toát nhöng caàn löu yù theâm moät soá ñieåm lieân quan khi ñaùnh giaù muøn nhö cheá ñoä canh taùc, tyû leä C/N, muøn/N, axit humic/acid Funvic… Ñaùnh giaù muøn trong ñaát ñoài nuùi Vieät Nam nhö sau: Döôùi 1% 1 – 2% 2 – 4% : Ñaát raát ngheøo muøn. : Ñaát hôi ngheøo muøn. : Ñaát coù muøn trung bình.

-82-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

: Ñaát giaøu muøn. : Ñaát raát giaøu muøn.

4 – 8% Treân 8% Theo keát quaû nhöõng nghieân cöùu veà ñaát luùa toát coù naêng suaát oån ñònh thì tyû leä muøn chung quanh 2%. Nhöõng ñaát luùa ôû vuøng truõng hoaëc laày tuy coù tyû leä muøn cao nhöng ñoä phì hieäu löïc vaãn thaáp.

2.Caùc phöông phaùp phaân tích muøn

C

,1

734

(cid:61620)

C (cid:61620)(cid:61501)

Thaønh phaàn chuû yeáu cuûa muøn laø C, N, H, O, moät ít S, P vaø caùc nguyeân toá khaùc. Neáu phaân tích toång soá H vaø O raát khoù, vì vaäy thöôøng ngöôøi ta chæ phaân tích N hoaëc C roài suy ra muøn. Hieän nay ngöôøi ta tính muøn baèng caùch laáy C (cid:61620) 1,724. Heä soá naøy do Bemmelen neâu

100 58

ra vì trung bình C chieám 58% cuûa muøn, töø ñoù: Muøn = . Nhö theá,

%

C

100

(cid:61501)

(cid:61620)

(cid:61620)

Troïnglöôï Troïnglöôï

ngCO 2 ngñaát

12 44

soá lieäu phaân tích muøn chæ laø con soá gaàn ñuùng, taát nhieân möùc ñoä cheânh leäch vôùi thöïc teá khoâng ñaùng keå. Ñeå xaùc ñònh C, caùc nhaø thoå nhöôõng ñaõ duøng caùc phöông phaùp sau: 2.1. Phöông phaùp Knoáp Ñoát chaùy muøn ôû ñoä nhieät 950oC hoaëc oxi hoùa C trong muøn baèng dung dòch K2Cr2O7 + H2SO4. Löôïng CO2 bay leân töø 2 caùch ñoát khoâ hoaëc ñoát öôùt muøn noùi treân seõ ñöôïc thu hoài vaøo bình ñöïng KOH hoaëc NaOH ñaõ bieát troïng löôïng. Sau ñoù caân bình seõ bieát ñöôïc löôïng CO2 roài tính.

% Muøn = %C (cid:61620) 1,724 Ngoaøi phöông phaùp troïng löôïng, ngöôøi ta coøn duøng phöông phaùp theå tích: CO2 bay leân ñöôïc thu hoài vaøo bình ñöïng dung dòch tieâu chuaån Ba(OH)2. Sau ñoù, chuaån ñoä löôïng Ba(OH)2 thöøa dö baèng dung dòch tieâu chuaån HCl vôùi söï coù maët cuûa chæ thò maøu Thymol xanh. Töø ñoù suy ra CO2 vaø muøn. Phöông phaùp Knoáp raát toát nhöng trang bò phieàn phöùc vì theá ít söû duïng trong caùc phoøng phaân tích. 2.2. Phöông phaùp H2O2 Duøng H2O2 oxi hoùa C. Sau ñoù caân laïi troïng löôïng ñaát. Töø choã giaûm troïng löôïng ñoù coù theå suy ra muøn trong ñaát. 2.3.Phöông phaùp so maøu Thoaït ñaàu ngöôøi ta duøng NH4OH vaø caùc dung dòch kieàm khaùc hoøa tan muøn sinh ra dung dòch maøu ñen. Töø maøu ñen ñoù coù theå suy ra löôïng muøn nhieàu ít. Nhöng maøu saéc cuûa muøn coøn phuï thuoäc nhieàu yeáu toá khaùc nhö: canxi, ñoä aåm … cho neân phöông phaùp naøy khoâng theå toàn taïi ôû caùc phoøng thí nghieäm. Coù ngöôøi duøng H2SO4 ñaäm ñaëc ñeå phaân giaûi muøn, döïa vaøo möùc ñoä ñaäm nhaït cuûa maøu ñen sinh ra ñeå tìm ra löôïng muøn ; phöông phaùp naøy tuy nhanh choùng nhöng keát quaû raát ñôn sô khoâng chính xaùc. Granam duøng dung dòch K2Cr2O7 oxi hoùa C trong muøn. Maøu ñoû cuûa Cr6+ seõ giaûm do C khöû taïo ra Cr3+ coù maøu luïc. Nhöng phöông phaùp naøy gaëp khoù khaên laø chöa tìm ra

-83-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

kính loïc quang thích hôïp cho maøu luïc. Maët khaùc, do oxi hoùa khoâng trieät ñeå neân khi ñaát coù muøn treân 0,5% thì keát quaû phaân tích khoâng toát. 2.4. Phöông phaùp G.W Robinson Ta bieát raèng luùc phaân tích N toång soá baèng phöông phaùp Kieldal, muøn bò phaân giaûi trong H2SO4. Keát quaû cuûa phaân giaûi laø SO3 bò khöû thaønh SO2. G.W Robinson ñaõ duøng dung dòch iod 0,5N thu hoài löôïng SO2 ñoù roài suy ra muøn. Phöông phaùp naøy chæ ñaït 90% löôïng muøn cuûa ñaát. 2.5. Phöông phaùp Tiurin Laø phöông phaùp nhanh choùng vaø töông ñoái chính xaùc, vì theá hieän nay ñöôïc söû duïng phoå bieán trong caùc phoøng phaân tích: ñeå xaùc ñònh C, ngöôøi ta duøng moät löôïng thöøa K2Cr2O7 oxi hoùa trong moâi tröôøng acid sulfuric. 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 + 3C = 2K2SO4 + 2Cr2(SO4)3 + 3CO2 + 8H2O Löôïng K2Cr2O7 thöøa seõ ñöôïc chuaån ñoä baèng dung dòch FeSO4 hoaëc muoái Morh tieâu chuaån. K2Cr2O7 +7H2SO4 + 6FeSO4 = K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 5Fe2(SO4)3 + 7H2O K2Cr2O7 +7H2SO4+ 6FeSO4(NH4)2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + 6(NH4)2SO4 + K2SO4 + 7H2O Töø löôïng K2Cr2O7 duøng ñeå oxi hoùa coù theå suy ra C. Töø C suy ra muøn baèng caùch nhaân vôùi heä soá 1,724. Phöông phaùp naøy chæ aùp duïng cho nhöõng ñaát coù muøn döôùi 15%. (Vì treân 15% thì K2Cr2O7 khoâng ñuû khaû naêng oxi hoùa).

3. Hoùa chaát caàn thieát 3.1. K2Cr2O7 0,4N Caân 40 gam K2Cr2O7 (hoaëc 32 gam CrO3) nghieàn nhoû, hoøa tan trong 1 lít nöôùc caát. Nhoû töø töø 1 lít H2SO4 d = 1,84 vaøo, vöøa roùt vöøa khuaáy. Ñôïi nguoäi roài ñoå vaøo bình ñaäy kín. 3.2. Muoái Morh hoaëc FeSO4 0,1N Caân 40 gam muoái Morh (hoaëc 28 gam FeSO4.7H2O) hoøa tan trong moät lít nöôùc caát coù chöùa acid sulfuaric (980ml nöôùc caát + 20ml H2SO4 d = 1,84). Duøng dung dòch KMnO4 tieâu chuaån chuaån ñoä laïi noàng ñoä muoái Morh hoaëc FeSO4. 3.3. Chæ thò maøu (Phenylantranin) Caân 0,2 gam hoøa tan trong 100ml Na2CO3 2% (Na2CO3 pha trong nöôùc caát). 3.4. Chæ thò maøu ñiphenylamin Caân 0,5 gam, theâm 20ml nöôùc caát roài duøng 100ml H2SO4 d = 1,84 nhoû töø töø vaøo.

4. Trình töï phaân tích muøn theo phöông phaùp tiurin

Laáy moät ít ñaát ñaõ qua raây 1mm (chöøng 10 gam) cho qua raây 0,25mm. Ñem phaàn ñaát naèm treân raây 0,25 raûi moûng treân tôø giaáy, duøng ñuõa thuûy tinh lôùn coï saùt vaøo taám daï roài löôùt nheï treân ñaát ñeå huùt heát raùc buïi ñi, chuyeån vaøo coái söù nhieàn nhoû, tieáp tuïc cho qua raây 0,25mm cuõng nhaäp vaøo phaàn tröôùc roài troän ñeàu.

-84-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

Caân chính xaùc 0,2 gam ñaõ qua xöû lí böôùc moät noùi treân cho vaøo oáng nghieäm. Theâm 5ml dung dòch K2Cr2O7 0,4N (neáu ñaát nhieàu thì taêng theâm K2Cr2O7 hoaëc giaûm troïng löôïng ñaát), caém pheãu con treân mieäng oáng nghieäm ñeå ngöng laïnh.

Caém oáng nghieäm trong noài parafin (hay noài ñöïng dung dòch keõm sulfat baõo hoøa hoaëc dung dòch acid Photphoric) ñun soâi dung dòch trong oáng nghieäm 5 phuùt ôû nhieät ñoä 170 – 180oC (trong noài caém nhieät keá 200oC, ñun baèng beáp ñieän). Ñun xong dung dòch khoâng coù maøu xanh.

Ñeå dung dòch nguoäi roài ñoå vaøo bình tam giaùc, duøng moät ít nöôùc caát chia laøm

2, 3 laàn traùng pheãu vaø oáng nghieäm roài cuõng ñoå nhaäp vaøo ñaáy.

Theâm 1ml H3PO4 (loaïi aûnh höôûng cuûa saét) vaø 8 gioït chæ thò maøu Phenyllantranyl hoaëc ñiphenylamin (neáu duøng ñiphenylamin nhôù theâm moät ít nöôùc caát ñeå maøu chuyeån roõ).

Duøng dung dòch muoái Morh hoaëc FeSO4 chuaån ñoä löôïng Kali Bicroâmat thöøa ñeán luùc dung dòch ñoät bieán sang maøu xanh.

)

N

,1

724

100

(cid:61620)

(cid:61620)

(cid:61620)

(cid:61620)

( VV (cid:61485) 2

1

K

(cid:61620)

5. Tính keát quaû

,0 003 C

Muøn %=

Trong ñoù : V1: laø theå tích muoái Morh (ml) duøng ñeå chuaån ñoä thí nghieäm ñoái chöùng (laáy moät theå tích K2Cr2O7 nhö treân vaøo bình tam giaùc, theâm 8 gioït feânylantranin. Duøng dung dòch muoái Morh chuaån ñoä ñeán luùc dung dòch ñoät bieán sang maøu xanh). V2: laø theå tích muoái Morh (ml) duøng ñeå chuaån ñoä thí nghieäm coù ñaát noùi treân. N: laø noàng ñoä cuûa muoái Morh. C: laø troïng löôïng cuûa ñaát (g) duøng ñeå phaân tích. K: laø heä soá qui veà ñaát khoâ tuyeät ñoái. 0,003 laø cöù 1 ñöông löôïng K2Cr2O7 oxi hoùa ñöôïc 0,003 gam cacbon. Heä soá naøy ñöôïc suy töø phaûn öùng: 2 K2Cr2O7 + 8 H2SO4 + 3C (cid:61614) 2K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 3CO3 + 8H2O

003,0

(cid:61501)

Ta thaáy cöù 2 phaân töû Kali bicroâmat (baèng 12 ñöông löôïng) oxi hoùa ñöôïc 36 gam

12

36 1000 (cid:61620)

cacbon. Do ñoù neáu 1 ñöông löôïng chæ oxi hoùa ñöôïc gam cacbon.

6. Chuù thích 6.1. Caàn oxi hoùa C trong moâi tröôøng acid sulfuaric. Khoâng theå duøng acid khaùc vì: Neáu duøng HCl thì Cl- seõ khöû moät löôïng bicroâmat laøm cho keát quaû taêng leân. Neáu duøng HNO3 thì taêng theâm taùc duïng oxi hoùa neân löôïng bicroâmat caàn duøng seõ ít hôn, daãn ñeán keát quaû phaân tích muøn ít hôn. Duøng H2SO4 loaõng chæ laøm moâi tröôøng chöù khoâng laøm nhieäm vuï oxi hoùa neân khoâng aûnh höôûng keát quaû.

-85-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

6.2. Neáu ñaát chöùa nhieàu muøn duøng ít Kali Bicroâmat khoâng theå oxi hoùa heát cacbon. Tröôøng hôïp naøy dung dòch thöôøng coù maøu xanh cuûa Croâmic sulfat, vì khoâng coøn Kali Bicroâmat maøu ñoû, thöøa dö sau luùc oxi hoùa neân khoâng theå chuaån ñoä ñöôïc. Vì vaäy, caàn ñuùng tæ leä ñaát vaø kali bicroâmat thích hôïp. Tiurin ñeà nghò: Neáu ñaát chöùa muøn khoaûng 7-15% thì duøng 0,100 gam ñaát vaø 10ml K2Cr2O7. Neáu muøn khoaûng 4-7 % thì duøng 0,150 gam ñaát vaø 5ml bicroâmat kali. Neáu muøn döôùi 4% thì duøng 0,250 gam ñaát vaø 5ml Kali bicroâmat. 6.3. Neáu ñaát maën chöùa nhieàu Cl- thì tieâu hao theâm moät löôïng Kali bicroâmat laøm cho keát quaû phaân tích taêng leân : K2Cr2O7 + 7 H2SO4 + 6NaCl = 3Cl2 + K2SO4 + 3Na2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7H2O Vì vaäy, neáu ñaát maën nhieàu thì phaûi hoøa ñaát vôùi nöôùc caát cho muoái tan heát roài loïc loaïi muoái ra. Saáy khoâ ñaát roài môùi phaân tích muøn nhö treân. Neáu ñaát maën ít thì theâm 0,1 gam Ag2SO4 tröôùc luùc ñun soâi. Ngoaøi taùc duïng loaïi Cl, Ag2SO4 coøn taêng theâm khaû naêng oxi hoùa cacbon. 6.4. Neáu ñaát chöùa nhieàu Fe2+ cuõng aûnh höôûng löôïng K2Cr2O7 cho neân caàn loaïi baèng caùch raûi khoâ ñaát trong khoâng khí ñeå chuyeån Fe2+ thaønh Fe3+ tröôùc luùc phaân tích. Theâm H3PO4 seõ taïo thaønh FePO4 khoâng coù maøu naâu neân khoâng aûnh höôûng maøu saéc luùc chuaån ñoä.

BAØI 30: PHAÂN TÍCH N TOÅNG SOÁ TRONG ÑAÁT

1. YÙ nghóa Ñaïm laø moät trong nhöõng nguyeân toá quan troïng nhaát cuûa dinh döôõng caây troàng. Trong ñaát ñaïm chieám chöøng 5% chaát höõu cô, vì theá noùi chung muøn caøng nhieàu thì ñaïm caønh nhieàu (tröø ñaát luùa nöôùc quan heä ñoù khoâng nhaát thieát theo tæ leä thuaän vì trong quaù trình thaâm canh vöøa qua chuùng ta caáy gioáng luùa môùi vaø boùn nhieàu ñaïm voâ cô cho neân thöïc teá tæ leä ñaïm trong ñaát ñaõ naâng leân). Phaàn lôùn ñaïm trong ñaát ôû daïng höõu cô phöùc taïp caàn traûi qua moät thôøi gian ñöôïc vi sinh vaät phaân giaûi môùi cung caáp ñöôïc cho caây. Phaân tích N trong toång soá coù theå giuùp cho ta so saùnh caùc loaïi ñaát, ñaùnh giaù khaû naêng tieàm taøng N trong ñaát vaø ôû moät möùc ñoä nhaát ñònh cuõng nhaän ñònh ñöôïc ñaát toát xaáu. Theo nhöõng keát quaû nghieân cöùu böôùc ñaàu veà ñaát luùa ñoàng baèng Baéc Boä thì giöõa N toång soá vôùi naêng suaát luùa vaø coù moái töông quan thuaän vaø chaët. Nhöõng ñaát luùa toát coù naêng suaát oån ñònh thöôøng coù N toång soá khoaûng treân 0,15%. Chæ tieâu ñaùnh giaù N toång soá :

Döôùi 0,08% 0,08 – 0,15% 0,15 – 0,20% Treân 0,20% : : : : Ngheøo. Trung bình. Khaù. Giaøu.

-86-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

2. Nguyeân taéc phöông phaùp kieldal : (1883) - Duøng acid sulfuaric ñaëc vaø chaát xuùc taùc ñun naáu ñaát ñeå oxi hoùa cacbon trong chaát höõu cô. Acid sulfuric thoaùt oxi vaø sinh ra SO2 : 2 H2SO4 (cid:61614) 2SO2 + 2O + 2H2O C + 2O (cid:61614) CO2 SO2 khöû oxi cuûa N höõu cô sinh ra NH3. NH3 taùc duïng vôùi acid sulfuaric sinh ra (NH4)2SO4 2CH3CHNH2OOH + 13 H2SO4 = (NH4)2SO4 + 6CO2 + 12SO2 + 16H2O - Duøng NaOH trung hoøa acid vaø phaân ly (NH4)2SO4 : (NH4)2SO4 + 2NaOH = 2NH3 + Na2SO4 + 2H2O NH3 gaëp nöôùc sinh ra NH4OH seõ ñöôïc thu hoài vaøo moät bình ñöïng acid sulfuaric hoaëc acid clo tieâu chuaån coøn dö : 2NH4OH + H2SO4 = (NH4)2SO4 + 2H2O Sau ñoù duøng dung dòch NaOH tieâu chuaån chuaån ñoä löôïng acid thöøa dö roài suy ra N toång soá. H2SO4 + NaOH = Na2SO4 + H2O Ngöôøi ta coù theå duøng dung dòch H3BO3 1% thay theá acid sulfuric ñeå huùt NH4OH, sau duøng HCl tieâu chuaån chuaån ñoä tröïc tieáp. Duøng acid Boric coù lôïi laø luùc caát ñaïm neáu dung dòch traøo leân vaãn khoâng aûnh höôûng keát quaû, noàng ñoä dung dòch H3BO3 khoâng caàn chính xaùc.

3. Hoùa chaát caàn thieát H2SO4 ñaäm ñaëc (d = 1,84). H2SO4 0,1N NaOH 0,1N NaOH 40%: 104 gam hoøa tan trong 250ml nöôùc caát. Chaát xuùc taùc hoãn hôïp: 20 gam CuSO4 troän vôùi 10 gam K2SO4 vaø 2g Se. Chæ thò maøu Tashiroâ: 0,15 gam Metyl ñoû hoøa tan trong 102ml coàn 99o (1) 0,05 gam Metylen xanh hoøa tan trong 5ml nöôùc caát (2) Laáy 100ml dòch (1) troän vôùi 4ml dòch (2) laø ñöôïc. Chæ thò maøu Nestle: caân 5g KI hoøa tan trong 15ml nöôùc caát, theâm dung dòch HgCl2 baõo hoøa töø ñeán luùc coù keát tuûa maøu ñoû, theâm 40ml KOH 50% roài duøng nöôùc caát pha loaõng ra 100ml.

4. Trình töï phaân tích N theo phöông phaùp kjeldahl 4.1. Voâ cô hoùa maãu Caân 0,5 gam ñaát ñaõ qua raây 0,25mm boû vaøo bình phaù maãu coå daøi. Theâm 15ml H2SO4 ñaäm ñaëc vaø moät ít chaát xuùc taùc. Caém pheãu con treân mieäng bình. Ñun nheï trong tuû huùt khi ñeán luùc ñaát traéng. Phöông phaùp naøy toát, coù theå phaân tích ñöôïc nhöõng maãu ñaát ngheøo ñaïm, song nhöôïc ñieåm laø thôøi gian oxi hoùa quaù daøi maëc duø ngöôøi ta ñaõ tìm caùc chaát xuùc taùc ñeå khaéc phuïc.

-87-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

4.2 Caát ñaïm Laáy maãu ñaát sau khi ñun ra ñeå nguoäi, chuyeån toaøn boä dung dòch vaøo bình ñònh möùc 100ml, duøng nöôùc caát traùng bình phaù maãu vaø ñònh möùc ñeán 100ml.

Chuyeån 50ml dung dòch trong bình ñònh möùc ôû treân vaøo bình caát ñaïm coù saün 50ml nöôùc caát vaø 3 gioït thuoác thöû tashiro luùc naøy trong bình coù maøu tím hoàng. Tieáp tuïc cho vaøo bình caát 15ml NaOH 40% cho ñeán khi toaøn boä dung dòch chuyeån sang maøu xanh laù maï (theâm 5ml NaOH 40% neáu dung dòch trong bình chöa chuyeån heát sang maøu xanh laù maï). Tieán haønh laép heä thoáng caát ñaïm, cho vaøo bình höùng 20ml H2SO4 0.1N vaø 3 gioït thuoác thöû Tashiro (dung dòch coù maøu tím hoàng). Ñaët bình höùng sao cho ngaäp ñaàu oáng sinh haøn. Baät coâng taéc caát ñaïm Sau khi caát ñaïm 10-12 phuùt ñeå kieåm tra xem NH4OH coøn ôû ñöôïc taïo ra khoâng, duøng giaáy quøy thöû ôû ñaàu oáng sinh haøn. Neáu giaáy quøy khoâng ñoåi sang maøu xanh laø ñöôïc. Ngöng caát ñaïm, ñôïi heä thoáng nguoäi môùi thaùo heä thoáng ñem ñi röûa.

4.3 Chuaån ñoä Chuaån ñoä H2SO4 dö trong bình höùng baèng NaOH 0.1N cho ñeán khi maát maøu tím hoàng vaø chuyeån sang maøu xanh laù maï. Ghi nhaän theå tích NaOH 0.1 N söû duïng. 4. Tính keát quaû: Haøm löôïng % nitô toång soá ñöôïc tính theo coâng thöùc

V1: soáml H2SO4 cho vaøo bình höùng V2: soá ml NaOH 0.1N ñaõ chuaån ñoä a soá miligam ñaát 1,42 heä soá ; cöù 1 ml H2SO4 duøng ñeå trung hoøa NH4OH thì töông ñöông vôùi 1,42mg Nitô

+ SO2 + H2O

5. Ghi chuù 5.1. Luùc pha hoùa chaát caàn duøng nöôùc caát khoâng coù ñaïm. 5.2. Coù nhieàu chaát xuùc taùc duøng trong phaân tích N. Phoå bieán laø CuSO4 vì : 2CuSO4 + C (cid:61614) Cu2SO4 + SO4 + CO2 Cu2SO4 + 2H2SO4 (cid:61614) 2CuSO4 Ngoaøi taùc duïng xuùc taùc, CuSO4 coøn giuùp ta bieát thôøi ñieåm keát thuùc phaûn öùng (xong thì dich coù maøu luïc). Nhöôïc ñieåm cuûa CuSO4 laø thôøi gian oxi hoùa vaãn daøi, vì vaäy caàn khaéc phuïc baèng caùch theâm Se. Neáu Se quaù nhieàu cuõng giaûm maát N. 2H2SO4 + Se = 2SO2 + H2SeO3 + H2O Acid Xeâleânô phaân ly thaønh anhidric xeâleânô vaø nöôùc H2SeO3 (cid:61614) SeO2 + H2O

-88-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

Roài SeO2 chuyeån O2 cho chaát khöû vaø Se kim loaïi trôû thaønh töï do. Kinh nghieäm cöù 1ml H2SO4 duøng 0,005 gam Se. Neáu ñun quaù laâu chaát phaân tích vôùi H2SO4 vaø Se thì ñaïm coù theå maát döôùi daïng N2 : (NH4)2SO4 + H2SeO3 (cid:61614) (NH4)2SeO3 + H2SO4 3(NH4)2SeO3 (cid:61614) 2NH3 + 3Se + 2N2 (cid:61613) + 9H2O Coøn duøng K2SO4 ñeå taêng ñoä nhieät luùc oxi hoùa. Duøng chaát xuùc taùc hoãn hôïp treân vaãn chöa ruùt ngaén thôøi gian oxi hoùa ñöôïc maáy. Duøng acid pecôloric oxi hoùa raát nhanh nhöng moät soá taùc giaû cho raèng maát moät soá ñaïm, vì theá chæ neân duøng phöông phaùp acid pecôloric ñoái vôùi nhöõng ñaát giaøu muøn.

BAØI 31: PHAÂN TÍCH Si, R2O3 TRONG ÑAÁT

a

(cid:61501)

% SiO 2 Troïnglöôï ngphaântöû

SiO 2

b

(cid:61501)

1. YÙ nghóa Trong ñaát, silic, saét vaø nhoâm chieám tæ leä lôùn trong thaønh phaàn khoaùng. Ña soá silic ôû daïng acid sililic phöùc taïp (moät soá trong khoaùng vaät nguyeân sinh nhö thaïch anh, oxit silic ngaäm nöôùc). Trong keo seùt, ngoaøi nhoâm laø thaønh phaàn chính coøn coù saét. Kích thöôùc haït keo seùt raát nhoû (döôùi 0,001mm) neân coù tieát dieän lôùn vaø naêng löôïng beà maët lôùn, vì theá coù theå haáp phuï cation vaø aûnh höôûng ñeán tính chaát cuûa ñaát. Seùt Monmorilonit coù tæ leä SiO2/R2O3 = 4, chöùa nöôùc 25%, ñoä giaõn nôû 90 – 100%. Seùt Kaolinit SiO2/R2O3 chæ baèng 2, chöùa nöôùc 3 - 7%, ñoä giaõn nôû döôùi 5%. Bôûi vaäy, thaønh phaàn vaø soá löôïng keo khaùc nhau seõ aûnh höôûng ñeán ñaát khaùc nhau. Quaù trình hình thaønh ñaát khaùc nhau seõ taïo neân caùc keo seùt khaùc nhau: Kaolinit laø seùt ñaëc tröng cuûa ñaát ñoû nhieät ñôùi, monmorilonit laø seùt ñaëc tröng cho ñaát ñen oân ñôùi. Bôûi vaäy, döïa vaøo keát quaû phaân tích SiO2, Fe2O3, Al2O3 vaø tính tæ leä phaân töû cuûa chuùng coù theå tìm hieåu möùc ñoä phong hoùa trình ñoä röûa troâi vaø söï bieán hoùa trong quaù trình hình thaønh ñaát, tham khaûo luùc phaân loaïi keo, phaân loaïi ñaát. Ba möôi naêm nay, tuy vieäc nghieân cöùu keo baèng phöông phaùp quang hoïc, phöông phaùp nhieät sai hoaëc hieån vi ñieän töû ñaõ thu ñöôïc nhieàu taøi lieäu quan troïng, nhöng phaân tích keo baèng phöông phaùp hoùa hoïc vaãn caàn thieát. Ñieàu caàn löu yù laø neân keát hôïp caùc soá lieäu SiO2, Fe2O3 vaø Al2O3 vaø tæ leä phaân töû cuûa chuùng vôùi caùc chæ tieâu khaùc môùi ruùt ra nhöõng nhaän xeùt toaøn dieän.

% OAl 2 3 Troïnglöôï ngphaântöû

OAl 2 3

c

(cid:61501)

% OFe 2 3 Troïnglöôï ngphaântöû

OFe 2 3

vaø

(cid:61501)

(cid:61501)

Caùch tính tæ leä phaân töû: Neáu ñaët:

a b

a cb (cid:61483)

SiO 2 OAl 2 3

SiO 2 OR 2 3

Thì:

-89-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

2. Coâng phaù maãu phaân tích 2.1. Nguyeân taéc Hôïp chaát oxi hoùa cuûa silic, nhoâm vaø saét chieám gaàn 90% troïng löôïng ñaát. Rieâng SiO2 ôû moät soá ñaát coù theå chieám treân 50%. Coøn coù Ti, P, S, K, Na … nhöõng nguyeân toá naøy phaàn lôùn ôû daïng acid sixilic vaø nhoâm silicat khoâng tan trong nöôùc. Muoán ruùt tinh ñöôïc chuùng caàn duøng caùc bieän phaùp sau : Ñun naáu baèng acid maïnh vaø ñaäm ñaëc nhö : H2SO4, HCl, HNO3, HF… hoaëc hoãn hôïp cuûa 2, 3 acid naøy trong thôøi gian daøi coù theå hoøa tan ña soá khoaùng nhö : acid silic, coøn nhoâm silicat vaãn chöa tan hoaëc chæ tan moät ít. Ñun noùng chaûy baèng caùc chaát kim loaïi kieàm. Neáu maãu phaân tích coù tính acid nhö acid silic, nhoâm silicat thì duøng caùc chaát coù tính kieàm nhö : Na2CO3, K2CO3, KNaCO3 (töùc K2CO3 vaø Na2CO3 hoãn hôïp theo ñöông löôïng), NaOH hoaëc Na2O. Neáu maãu phaân tích coù tính kieàm vaø nhieàu oxit saét nhoâm thì duøng chaát coù tính acid nhö K2S2O7. Thoâng thöôøng duøng Na2CO3 hoaëc KNaCO3. Neáu duøng Na2CO3 phaûi ñun treân 850oC. Neáu duøng KNaCO3 thì ñieåm noùng chaûy chæ 690oC song vieäc röûa Kali trong keát tuûa khoù hôn Natri, vì theá chæ duøng Na2CO3. K2Al2Si6O16 + 6Na2CO3 900oC K2SiO3 + 5Na2SiO3 + 2NaAlO2+ 6CO2 Fe2SiO5 + Na2CO3 (cid:61614) Na2SiO3 + Fe2O3 + CO2 SiO2 + Na2CO3 (cid:61614) Na2SiO3 + 6CO2 Döôùi ñaây giôùi thieäu hai phöông phaùp coâng phaù, tuøy ñieàu kieän maø vaän duïng: 2.1.1. Coâng phaù baèng caùch ñun noùng chaûy

Caân 1g ñaát ñaõ qua raây 0,25mm boû treân tôø giaáy cöùng laùng ñen. Theâm 5g Na2CO3 khoâ tinh khieát. Duøng ñuõa thuûy tinh troøn ñaàu troän ñeàu roài ñoå vaøo cheùn baïch kim ôû ñaùy ñaõ loùt saün 1g Na2CO3. Goõ nheï vaøo thaønh cheùn cho chaët. Theâm khoaûng 0,5g Na2CO3 phuû leân maët roài ñaäy naép laïi. Lau saïch phía ngoaøi cheùn (neáu coù chaát baån khi chaùy sinh ra cacbon aûnh höôûng xaáu ñeán baïch kim) roài ñun ôû loø nung hoaëc ñeøn thaép baèng khí ñoát ñoä nhieät treân 850oC. Luùc ñaàu ñeå ñoä nhieät thaáp loaïi cacbon vaø nöôùc huùt aåm ra. Sau taêng daàn ñoä nhieät ñeán luùc ñaùy cheùn ñoû leân. Luùc maãu phaân tích ñaõ chaûy loûng ñeàu, duøng kìm gaép laáy cheùn ra, laäp töùc quay nghieâng cheùn maáy voøng ñeå taïo thaønh moät lôùp moûng quanh thaønh cheùn sau naøy deã taùch ra. Luùc nguoäi coù theå coù maøu xanh luïc (neáu coù Mn sinh ra Na2MnO4) hoaëc maøu naâu (do saét).

Ñoå HCl 1/4 vaøo (1 theå tích HCl ñaäm ñaëc theâm 4 theå tích nöôùc caát); duøng ñuõa thuûy tinh troøn ñaàu laáy daàn maãu phaân tích sang coác thuûy tinh (moãi laàn chæ duøng moät ít HCl, khi heát suûi boït thì thoâi).

Neáu coâng phaù toát thì khoâng coøn di tích saét, dòch trôû neân trong vaø coù caën traéng

vaøng.

Ñieàu caàn löu yù laø luùc söû duïng cheùn baïch kim caàn phaûi tuaân theo caùc qui ñònh

chaët cheõ vì ñaây laø loaïi raát quí raát ñaét tieàn. 2.1.2. Coâng phaù baèng 3 acid

Caân moät gam ñaát ñaõ qua raây 0,25mm ñoå vaøo bình kjehldan coù theå tích 250ml. Theâm 25-30ml hoãn hôïp 3 acid (pha troän theo theå tích luùc ñaëc nhaát, tyû leä

-90-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

HCl:HNO3:H2SO4 = 2:1:4) ñun treân beáp caùt ñeán luùc gaàn caïn (nhôù ñaët moät pheåu con treân mieäng bình) thì ñoå theâm 25 ml hoãn hôïp 3 acid vaø tieáp tuïc ñun laàn nöõa ñeán gaàn caïn heát. Sau ñoù duøng 30-40ml HNO3 25% hoøa tan caën aáy.

3. Phaân tích Silic 3.1. Nguyeân taéc Sau luùc coâng phaù vaø xöû lyù baèng HCl sinh ra acid Silic: K2SiO3 + 2HCl (cid:61614) H2SiO3 + 2KCl CaSiO3 + 2HCl (cid:61614) H2SiO3 + CaCl2

K

)

(

Acid Silicic laø keo öa nöôùc coù mang ñieän. Muoán keát tuûa noù phaûi trung hoøa ñieän vaø laøm maát nöôùc. Trong ñieàu kieän toàn taïi HCl chaát keo ñoäng vaät gelatin coù theå hoaøn thaønh toát nhieäm vuï ñoù. Cuõng coù theå chæ xöû lyù baèng HCl. 3.2. Ñònh löôïng SiO2 baèng gelatin

SiO

(cid:61501)

%2

Ñun caïn dòch phaân tích ñeán traïng thaùi hoà. Theâm 25ml HCl d = 1,19, ñeå yeân moät luùc laâu (luùc caàn tranh thuû laøm coù theå ñaët 10 – 15 phuùt trong nöôùc gaàn soâi). Ñun noùng ñeán 70oC. Theâm 10ml dung dòch gelatin 1% (dòch gelatin ñaõ ñöôïc ñun noùng tröôùc luùc söû duïng). Quaáy 5 phuùt, ñun treân noài caùch thuûy 10 phuùt. Ñôïi hôi nguoäi roài loïc qua giaáy loïc khoâng tro. Duøng nöôùc caát ñun noùng röûa keát tuûa treân giaáy loïc deán luùc dòch chaûy xuoáng heát phaûn öùng saét (moãi lít nöôùc caát pha theâm 5ml HCl ñaäm ñaëc). Thöû phaûn öùng saét baèng dung dòch NH4SCN hoaëc KSCN 10%. Giöõ dòch loïc laïi ñeå phaân tích saét nhoâm (ñaùnh daáu dòch A), coøn keát tuûa vaø giaáy loïc boû vaøo cheùn söù (neáu coù moät ít keát tuûa baùm ôû thaønh coác phaûi duøng moät maûnh giaáy loïc beù lau nheï roài boû nhaäp vaøo cheùn söù), ñaäy hôû naép roài boû vaøo loø nung ôû 400oC. Luùc ñaàu cho nhieät ñoä thaáp sau taêng daàn ñoát chaùy heát giaáy loïc. Tieáp tuïc ñoát 1 giôø. Chuyeån sang bình huùt aåm, ñôïi nguoäi, caân troïng löôïng roài tính tæ leä SiO2: SiO2.nH2O 400oC SiO2 ba (cid:61485)

+ nH2O 100 (cid:61620) (cid:61620) C

a laø troïng löôïng cheùn söù vaø SiO2 ñaõ nung (g) b laø troïng löôïng cheùn ñaõ nung khoâ (g) C laø troïng löôïng ñaát duøng phaân tích (g) K laø heä soá quy veà ñaát khoâ tuyeät ñoái 3.3. Ñònh löôïng SiO2 baèng HCl

Chuyeån maãu ñaát ñaõ coâng phaù sang cheùn söù, ñun caïn khoâ treân noài caùch thuûy. Thænh thoaûng duøng ñuõa thuûy tinh troän ñeàu. Nhoû HCl d = 1,19 töø töø vaøo thaám öôùt keát tuûa, vaãn ñun treân noài caùch thuûy (neáu ñoä nhieät treân 100oC seõ taïo thaønh caùc muoái saét nhoâm vaø Magieâ khoù tan). Luùc ñoù coù boät khoâ mòn laïi nhoû theâm HCl, ñun tieáp (HCl trong quaù trình bay hôi ñaõ laáy H2O2 cuûa acid silicic). Theâm 10ml HCl d = 1,19 thaám öôùt boät keát tuûa. Theâm 80ml nöôùc caát ñaõ ñun soâi. Ñaët 5 phuùt treân noài caùch thuûy roài loïc qua giaáy loïc khoâng tro. Röûa keát tuûa baèng HCl 1% ñaõ ñun soâi, ñeán luùc heát phaûn öùng saét (thöû baèng KSCN hoaëc NH4SCN 10%). Duøng nöôùc caát ñaõ ñun soâi nhoû töø töø vaøo ñeå röûa saïch HCl trong keát tuûa (thöû baèng AgNO3). Phaàn keát tuûa naèm treân giaáy

-91-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

loïc laø SiO2 song coù theå coøn moät ít SiO2 trong dòch loïc. Muoán ñaûm baûo chính xaùc caàn coâ caïn dòch loïc, neáu coù caën khoâ thì xöû lí nhö treân roài nhaäp vôùi phaàn tröôùc. Coøn dòch loïc thì ñònh möùc ôû bình 250ml giöõ laïi ñeå phaân tích saét nhoâm (kyù hieäu dòch A).

Chuyeån taát caû giaáy loïc vaø keát tuûa vaøo cheùn nung ñaõ bieát troïng löôïng, ñaäy ½ naép roài boû vaøo loø nung. Luùc ñaàu cho ñoä nhieät thaáp, ñoát chaùy giaáy loïc vaø laøm maát nöôùc huùt aåm. Sau taêng daàn leân 400oC nung khoâ keát tuûa, chuyeån qua bình huùt aåm ñôïi nguoäi roài caân.

Caùch tính SiO2% nhö ôû phöông phaùp gelatin ñaõ noùi treân.

4. Phaân tích R2O3

R2O3 bao goàm Fe2O3 vaø Al2O3. Thöïc ra coøn coù P2O5, TiO2, MnO2 nhöng raát ít khoâng ñaùng keå.

Al2O3 trong ñaát chöùa khoaûng 2 – 40% (nhieàu ôû ñaát seùt, ít ôû ñaát caùt). Fe2O3 trong ñaát khoaûng 0,2 – 10% (ñaát Feralit cao hôn). Thöôøng chæ phaân tích R2O3 vaø Fe2O3. Coøn Al2O3 thì laáy hieäu soá giöõa hai soá lieäu treân (vì chöa coù phöông phaùp phaân tích Al2O3 thaät toát).

Coù hai phöông phaùp phaân tích R2O3: phöông phaùp Amoniac duøng cho ñaát khoâng coù phaûn öùng Cacbonat. Phöông phaùp Acetat duøng cho ñaát coù phaûn öùng Cacbonat vaø nhieàu Mangan. 4.1. Ñònh löôïng R2O3 baèng Amoniac 4.1.1. Nguyeân taéc

Duøng NH4OH keát tuûa saét vaø nhoâm trong dòch loïc noùi treân

RCl3 + 3NH4OH (cid:61614) R(OH)3 + 3NH4Cl Ñoä hoøa tan cuûa hidroxit saét nhoâm raát beù (0,96.10-5 vaø 4,5.10-10 phaân töû

- + H2O

gam/lít). Keát tuûa saét nhoâm raát khoù vì chuùng laø keo löôõng tính) Al3+ + 3OH- (cid:61508) Al(OH)3 (cid:61508) H+ + AlO2

+ thì sinh ra NH4AlO2 coù theå thuûy phaân.

Neáu thieáu NH4OH thì moät phaàn saét nhoâm vaãn toàn taïi daïng ion trong dung -. Bôûi vaäy caàn ñieàu tieát pH dung dòch vaø

dòch. Neáu thöøa NH4OH seõ phaân ly ra AlO2 theâm NH4Cl ñeå khoáng cheá noàng ñoä OH-: - Ñieàu tieát pH dung dòch: noàng ñoä ion H+ ôû phaïm vi nhaát ñònh coù theå laøm cho saét nhoâm keát tuûa hoaøn toaøn. Luùc pH = 2 thì saét baét ñaàu keát tuûa, pH = 3 hoaëc cao hôn nöõa seõ keát tuûa haàu heát. Coøn nhoâm baét ñaàu keát tuûa ôû pH = 4,5 vaø keát tuûa hoaøn toaøn ôû 5,5 – 7,5. Luùc pH = 6,4 – 6,6 ñoä hoøa tan cuûa nhoâm beù nhaát, nhöng pH treân 7,5 nhoâm laïi hoøa tan. Bôûi vaäy, muoán keát tuûa saét nhoâm phaûi ñieàu tieát pH ôû phaïm vi 3 – 6,5, duøng chæ thò maøu Metyl ñoû. Luùc Fe(OH)3 nhieàu qua söï bieán maøu cuûa Metyl ñoû khoâng roõ thì ñôïi moät luùc cho keát tuûa laéng xuoáng roài quan saùt phaàn treân. - Theâm NH4Cl: Neáu OH- nhieàu quaù thì Al(OH)3 seõ hoøa tan sinh ra NaAlO2. Chaát naøy ñun soâi vaãn khoâng tan. Neáu coù NH4 NH4AlO2 + 2H2O (cid:61508) Al(OH)3 + NH4OH

Töø ñaáy ta thaáy neáu OH nhieàu quaù khoâng lôïi, coøn NH4 nhieàu thì vaãn lôïi cho + trong keát tuûa nhoâm. Bôûi vaäy, trong dung dòch caàn coù NH4Cl. Maët khaùc, khi coù NH4

-92-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

+ + OH-

(cid:61485)

(cid:61483) 4

dung dòch thì khoâng sinh ra keát tuûa Magieâ vaø Mangan vì luùc theâm NH4Cl ñoä ñieän ly cuûa NH4OH giaûm, noàng ñoä OH cuõng giaûm.

OH

NH

(

)

5

(cid:61485)

10.8,1

(cid:61501)

NH

OH

4

NH4OH (cid:61508) NH4 )(

Noàng ñoä OH ñeå keát tuûa heát saét laø 1,35.10-9 p.t.g/lít. Trong dung dòch coù NH4OH 0,1N thì noàng ñoä OH = 1,3.10-3 p.t.g/lít. Trong dung dòch baõo hoøa Mg(OH)2 thì noàng ñoä OH = 2,8.10-4 p.t.g/lít.

Nhö vaäy, coù theå sinh ra keát tuûa Magieâ vì:

1,3.10-3 < 2,8.10-4

Neáu theâm vaøo dung dòch NH4OH moät löôïng NH4Cl laø 1 p.t.g/lít nhö theá

K

> 1,8.10-6 > 1,35.10-9

(cid:61620)

(cid:61501)

OR 2

%3

100 b

khoâng sinh ra keát tuûa Magieâ maø vaãn ñaûm baûo keát tuûa heát saét vì: 2,8.10+4 Caàn löu yù caùc ñieåm sau: Muoán ñöôïc tinh khieát phaûi keát tuûa 2 laàn. Keát tuûa naøy voâ ñònh hình, coù theå ñun noùng taêng cöôøng thuûy phaân ñeå keát tuûa laéng xuoáng sau deã loïc. Khoâng duøng nöôùc caát röûa keát tuûa. Dòch röûa caàn pha theâm NH4NO3 vì chaát naøy deã phaân giaûi, deã bay hôi, khoâng laøm baån keát tuûa. Caàn chuaån bò ñaày ñuû tröôùc luùc keát tuûa ñeå ñoäng taùc keát tuûa loïc vaø röûa tieán haønh nhanh, lieân tuïc. Sau luùc keát tuûa laàn 1 caàn hoøa tan ngay trong acid roài keát tuûa laàn 2 vì neáu ñeå laâu Al(OH)3 raát khoù tan. Trong thöïc teá, khoâng theâm NH4Cl nöõa vì trong dung dòch saün coù NH4OH vaø HCl seõ taïo thaønh NH4Cl. 4.1.2. Trình töï ñònh löôïng R2O3 baèng Amoniac Huùt 50 – 100ml dòch loïc A sau luùc ñaõ phaân tích SiO2 vaøo coác thuûy tinh. Ñun soâi, theâm 3 gioït Metyl ñoû roài nhoû töø töø dung dòch NH4OH noàng ñoä 1/1 vaøo, vöøa nhoû vöøa khuaáy ñeán luùc dung dòch bieán thaønh maøu vaøng hoaëc heát muøi amoniac thì thoâi. Theâm nöôùc caát laøm loaõng, ñun soâi. Roài laáy xuoáng ñeå yeân cho keát tuûa laéng vaø tranh thuû loïc luùc coøn noùng. Duøng dung dòch NH4NO3 2% röûa keát tuûa 5 –6 laàn. Boû caû giaáy loïc vaø keát tuûa vaøo cheùn söù ñaõ bieát tröôùc troïng löôïng, khoâng ñaäy naép (ñuû oxi seõ coù maøu naâu, thieáu oxi sinh ra Fe3O4 maøu ñen). Boû vaøo loø nung khoâ, chuyeån sang bình huùt aåm ñôïi nguoäi roài caân. Tính R2O3 theo coâng thöùc : a (cid:61620)

a laø troïng löôïng keát tuûa ñaõ nung khoâ (g). b laø troïng löôïng ñaát (g) töông öùng dòch A huùt ñeå phaân tích. K laø heä soá qui veà ñaát khoâ tuyeät ñoái.

Thöïc ra trong keát tuûa treân coøn laãn caû TiO2 vaø P2O5 nhöng khoâng ñaùng keå.

-93-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

4.2. Ñònh löôïng R2O3 baèng acetat 4.2.1. Nguyeân taéc

Saét vaø nhoâm taùc duïng vôùi Natri Acetat:

AlCl3 + 3NaCH3COO (cid:61614) 3NaCl + Al(CH3COO)3 FeCl3 + 3NaCH3COO (cid:61614) 3NaCl + Fe(CH3COO)3

Trong ñieàu kieän ñoä nhieät bình thöôøng caùc muoái naøy deã tan trong nöôùc nhöng luùc ñun soâi seõ taïo thaønh nhöõng muoái kieàm keát tuûa neân coù theå taùch khoûi Ca, Mg, Co, Ni … Al(CH3COO)3 + 2H2O (cid:61614) Al(OH)2CH3COO + 2HCH3COO Fe(CH3COO)3 + 2H2O (cid:61614) Fe(OH)2CH3COO + 2HCH3COO Sau thuûy phaân sinh ra hidroxit: R(OH)2CH3COO + H2O (cid:61508) R(OH)3 + HCH3COO 4.2.2. Trình töï ñònh löôïng R2O3 baèng acetat

Huùt 100ml dòch loïc A noùi treân, trung hoøa baèng dung dòch Na2CO3 hoaëêc

NH4OH loaõng. Theâm moät ít acid acetic 5% ñeå acid hoùa ñeán luùc keát tuûa hoøa tan.

Theâm 20 – 25ml CH3COONa 10%, ñun soâi 2 phuùt. Ñaët treân noài caùch thuûy, ñôïi keát tuûa laéng xuoáng, tranh thuû loïc ngay. Duøng dung dòch CH3COONa 1% röûa keát tuûa ñeán heát Cl-. Keát tuûa naøy vaãn coøn laãn moät soá muoái khaùc neân caàn duøng HCl 10% ñun soâi ñeå hoøa tan. Ñònh möùc ôû 200ml. Huùt ½ dòch naøy phaân tích Fe2O3. Coøn ½ thì duøng NH4OH keát tuûa R2O3 nhö treân, loïc, nung roài caân. Tính keát quaû töông töï nhö phöông phaùp amoniac.

-94-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

BAØI 32: PHAÂN TÍCH Al3+ TRAO ÑOÅI TRONG ÑAÁT

1. YÙ nghóa

Al3+ laø nguyeân toá kim loaïi phoå bieán trong voû traùi ñaát. Ñaëc bieät laø cation trao ñoåi chính cuûa ñaát pheøn. Ñoäc chaát Al3+ toàn taïi trong moâi tröôøng khi ôû daïng hoùa trò 3+. ÔÛ pH <4,5 thì Al3+ coù khaû naêng hoøa tan raát cao.

2. Nguyeân taéc

Dung dòch nhoâm taïo phöùc vôùi Eriochrome Cyanide-R ôû pH = 6 cho hoãn hôïp töø ñoû sang hoàng ôû ñoä haáp thu (cid:61548)=535nm. Cöôøng ñoä maøu trong giai ñoaïn phaùt trieån maøu bò aûnh höôûng bôûi noàng ñoä Al3+, thôøi gian phaûn öùng, nhieät ñoä, pH, ñoä kieàm vaø noàng ñoä caùc ion khaùc trong maãu. Ñeå oån ñònh maøu vaø ñoä ñuïc, Al3+ trong maãu ñöôïc cho taïo phöùc vôùi EDTA ñeå taïo thaønh maãu traéng. AÛnh höôûng cuûa saét vaø mangan – hai nguyeân toá thöôøng coù trong nöôùc ñöôïc loaïi boû baèng caùch theâm acid ascorbic. Khoaûng quan saùt ñöôïc cuûa Al3+ naèm trong khoaûng 20-300ug/l.

tröõ: hoøa thuoác thöû löu

3. Duïng cuï vaø hoùa chaát 3.1 Duïng cuï Coái chaøy söù Khay inox 8 Erlen Pipet 5ml, 10ml Ñuõa thuûy tinh Pheãu Coác 100ml 3.2 Hoùa chaát Dung dòch Al löu tröõ: hoøa tan 1,758g KAl(SO4).12H2O trong nöôùc caát, ñònh möùc thaønh 1000ml (1ml=0,1mg) Dung dòch Al chuaån: pha loaõng 10ml dd Al löu tröõ thaønh 1000ml baèng nöôùc caát. Dung dòch naøy söû duïng trong ngaøy (1ml=1ug) Acid ascorbic 0,1%: 0,1g acid ascorbic pha thaønh 100ml. Dung dòch naøy söû duïng trong ngaøy Dung dòch ñeäm pH = 6: hoøa tan 136g CH3COONa.3H2O trong nöôùc caát. Theâm 2,41ml acid acetic 99,8%. Ñònh möùc 1000ml. Dung dòch tan 300mg Eriochrome Cyanide-R (C23H15Na3O9S)trong 50ml nöôùc caát + 3ml acid acetic 99,8%. Ñònh möùc thaønh 100ml. Dung dòch thuoác thöû laøm vieäc: pha loaõng 10ml dd treân thaønh 100ml baèng nöôùc caát. Chæ thò metyl cam 0,1% Dd EDTA 0,01M: hoøa tan 3,7g EDTA trong nöôùc vaø pha loaõng thaønh 1000ml. H2SO4 0,02N

-95-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

4. Quy trình xaùc ñònh 4.1 Laäp ñöôøng chuẩn Dung dịch chuẩn 1ml = 1ug Al Dung dòch ml 0 1 2 3 4 5 6

7 (maãu) 0 30 0 5 - 25 10 - 20 30 - 0 15 - 15 25 - 5 0 - 30

20 - 10 1 1 10 5 Ñònh möùc ñuû 50ml 25 ? 30 ? 15 ? 10 ? 20 ? 5 ? - ?

Dung dòch Al chuaån Maãu Nöôùc caát H2SO4 0,02N Acid ascorbic Dung dòch ñeäm Dung dòch thuoác thöû laøm vieäc Nöôùc caát Haøm löôïng Al3+ (ug) 0 Độ hấp thu A 0 Ño ñoä haáp thu A ôû böôùc soùng 535nm. 4.2 Chieát ruùt vaø ño maãu Laéc 10g ñaát qua raây 1mm vôùi 50ml dd KCl 1M trong vaøi giaây, ñeå yeân sau 2h. Loïc treân giaáy loïc. Duøng tieáp 50ml dd KCl 1M röûa 5 laàn treân pheãu (10ml/laàn). Taát caû dòch loïc cho vaøo Erlen saïch 250ml.

Laáy 30ml maãu cho vaøo bình ñònh möùc vaø cuõng cho caùc hoùa chaát nhö treân. Neáu maãu ñaëc thì phaûi pha loaõng maãu.

Xaùc ñònh haøm löôïng Al3+ coù trong theå tích maãu ñaõ laáy. Töø ñoù qui ñoåi veà haøm löôïng Al3+ trao ñoåi trong 100g ñaát.

3. Caâu hoûi Xaùc ñònh haøm löôïng Al trao ñoåi cuûa maãu ñaát töø ñoù ñaùnh giaù taùc ñoäng cuûa noù ñeán moâi tröôøng? Vai troø cuûa dd ñeäm, acid ascorbic?

-96-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

BAØI 33: XAÙC ÑÒNH CAÙC DAÏNG TOÀN TAÏI CUÛA SAÉT TRONG ÑAÁT

1. YÙ nghóa moâi tröôøng

Söï coù maët cuûa saét (II) trong ñaát ñaëc tröng cho söï laày hoùa vaø söï phaùt trieån cuûa quaù trình hoùa laày. Xaùc ñònh caùc daïng khaùc nhau cuûa Fe coù yù nghóa raát lôùn khi nghieân cöùu ñoäng hoïc theo muøa cuûa caùc quaù trình taïo thaønh ñaát. Ñeå chieát ruùt Fe trong tröôøng hôïp naøy, ngöôøi ta söû duïng H2SO4 0,1N (tyû leä ñaát: dung dòch laø 1:10) laéc trong 5 phuùt. Trong nhöõng nghieân cöùu veà phaùt sinh ngöôøi ta söû duïng dung dòch H2SO4 1N cuõng vôùi tyû leä nhö treân nhöng phaûi laéc trong 2 giôø.

2. Duïng cuï, thieát bòï vaø hoùa chaát 2.1 Duïng cuï Duïng cuï thuûy tinh: nhaèm loaïi boû saét baùm treân thaønh duïng cuï caàn phaûi röûa taát caû duïng cuï thuûy tinh baèng acid HCl ñaäm ñaëc, traùng laïi baèng nöôùc caát tröôùc khi söû duïng.

+ 06 Erlen 125ml + 06 Bình ñònh möùc 50ml + 02 pipet 1ml, 10ml + 01 pipet 25ml + 02 pheãu loïc

2. 2 Thieát bò

+ Spectrophometer +Beáp ñieän 2.3 Hoùa chaát NH2OH.HCl 10% NaF 1% H3BO3 1% o-phenanthroline 0,5%: hoøa tan 0,5g o-phenanthroline trong 100ml nöôùc caát, ñun nheï, theâm khoaûng 1-2ml H2SO4 ñaäm ñaëc CH3COONa.3H2O 10% Chæ thò Thimol xanh 0,04% trong röôïu etylic Dung dòch löu tröõ saét theâm vaøo 1,404g Ñoå 20ml H2SO4 ñaäm ñaëc vaøo 50ml nöôùc caát vaø Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O. Sau khi dung dòch ñoàng nhaát. Pha thaønh 1000ml vôùi nöôùc caát (1,00ml = 200(cid:61549)g Fe). Dung dòch chuaån Laáy 50ml dung dòch löu tröõ saét cho vaøo bình ñònh möùc 1000ml, theâm nöôùc caát tôùi vaïch ñònh möùc (1,00ml = 10,00(cid:61549)g Fe).

3. Caùch thaønh laäp ñöôøng cong chuaån Söû duïng dung dòch chuaån coù noàng ñoä 1ml = 0,01 mgFe=10(cid:61549)g Fe. Pha loaït dung dòch chuaån saét nhö sau :

-97-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

1 2 3 4 5 6 STT

0 2 4 6 8 10

1 1 1-2 gioït Cho ñeán khi dung dòch chuyeån maøu vaøng Ñònh möùc 50ml 0,04 0,06 1,2 0,8 ? ? 0 0 zero 0,02 0,4 ? 0,08 1,6 ? 0,1 2,0 ?

V dd chuaån (ml) V NaF (ml) V H3BO3 Thimol xanh CH3COONa 10% Nöôùc caát Haøm löôïng FeO (mg) Noàng ñoä (mg/l) Ñoä haáp thu A (ño baèng maùy) böôùc soùng 510nm.

4. Xöû lyù maãu vaø xaùc ñònh sô boä haøm löôïng Fe (II) Oxit

Ñeå xaùc ñònh Fe (II) Oxit ngöôøi ta söû duïng ñaát töôi ngay sau khi laáy maãu veà

maø khoâng phôi khoâ vaø nghieàn nhoû. Ñoàng thôøi laáy maãu ñeå xaùc ñònh ñoä aåm cuûa ñaát.

Laáy 5g ñaát cho vaøo bình tam giaùc 250ml, roùt vaøo bình 50ml H2SO4 0,1N. Laéc trong maùy laéc trong 5 phuùt (v=150-180 voøng/phuùt). Ñeå yeân cho laéng, loïc qua giaáy loïc khoâ vaø becher khoâ.

Thöû haøm löôïng Fe (II) oxit: tröôùc khi laáy maãu ñeå xaùc ñònh Fe+ trong dung dòch loïc: laáy 1-2ml dung dòch loïc cho vaøo oáng nghieäm. Roùt vaøo ñaây 1ml dung dòch CH3COONa vaø moät gioït dung dòch o-phennanthrolin. Laéc ñeàu oáng nghieäm vaø so saùnh vôùi maøu cuûa daõy chuaån ñeå laáy löôïng maãu cho phuø hôïp (neáu haøm löôïng quaù nhieàu phaûi pha loaõng, ít quaù phaûi coâ caïn).

5. Trình töï phaân tích

Laáy phaàn dung dòch qua loïc coù haøm löôïng Fe2+ trong khoaûng 0,01-0,1 mg cho vaøo bình ñònh möùc 50ml + 1ml NaF 1%, laéc ñeàu + 1ml dd H3BO3 vaø 1-2 gioït thymol xanh. Trung hoøa dung dòch baèng axetat ñeán khi dung dòch coù maøu vaøng. Theâm 1ml dung dòch o-phenanthrolin 0,5%, laéc ñeàu, theâm nöôùc caát tôùi vaïch möùc, laéc ñeàu. Giöõ yeân khoaûng 10 phuùt cho maøu phaùt trieån hoaøn toaøn sau ñoù ño maät ñoä quang ôû böôùc soùng 510nm. Xaùc ñònh Fe toång Laøm töông töï nhö treân nhöng coù theâm 1ml dd NH2OH.HCl vaøo tröôùc khi cho NaF. Ño maät ñoä quang ñeå tính ra löôïng Fe toång. Xaùc ñònh Fe (III) oxit Fe (III) oxit = Fe toång – Fe (II) Löu yù: Xöû lyù moät maãu ñaát ñeå thu dòch xaùc ñònh caû Fe (II) oxit vaø Fe (III) oxit

-98-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

6. Caâu hoûi Neâu nhöõng taùc haïi cuûa ñaát nhieãm saét vöôït quaù tieâu chuaån cho pheùp ñoái vôùi ngöôøi vaø ñoäng vaät. Neâu vai troø cuûa NaF vaø H3BO3 Moät sinh vieân xaùc ñònh heä soá khoâ kieät cuûa maãu ñaát töôi laø 1,15. Sinh vieân naøy laáy 5g ñaát töôi. Theå tích dung dòch caàn laáy ñeå xaùc ñònh Fe toång soá vaø FeO laø 10ml. Löôïng FeO tìm thaáy theo ñöôøng chuaån 0,018mg, toång saét laø 0,098mg. Tính haøm löôïng FeO, saét toång vaø löôïng Fe (II) coù trong 100g maãu ñaát.

BAØI 34: XAÙC ÑÒNH pH ÑAÁT (Trích TCVN 5979 – 1995 - ISO 10390: 1993)

1. Phaïm vi aùp duïng Tieâu chuaån naøy quy ñònh phöông phaùp xaùc ñònh pH söû duïng ñieän cöïc thuyû tinh trong huyeàn phuø 1:5 cuûa ñaát trong nöôùc (pH - H2O), trong dung dòch 1 mol/l kali clorua (pH - HCl) hoặc trong dung dòch 0,01 mol/l canxi clorua (pH - CaCl2). Tieâu chuaån naøy aùp duïng cho taát caû caùc loaïi maãu ñaát laøm khoâ ngoaøi khoâng khí, ví duï nhö ñaát ñaù ñöôïc xöû lyù tröôùc theo ISO 11464.

2. Nguyeân taéc Huyeàn phuø ñaát ñöôïc ñieàu cheá, coù theå tích gaáp 5 laàn theå tích ñaát, töø moät trong nhöõng chaát döôùi ñaây: - Nöôùc - Dung dòch kali clorua (KCl) 1 mol/l trong nöôùc. - Dung dòch axit clorua (CaCl2) 0,01 mol/l trong nöôùc pH cuûa huyeàn phuø ñöôïc ño baèng pH meùt.

3. Hoùa chaát – Thieát bò a) Hoùa chaát Chæ duøng caùc thuoác thöû tinh khieát phaân tích. 3.1. Nöôùc coù ñoä daãn ñieän rieâng khoâng lôùn hôn 0,2mS/m ôû 250C vaø pH lôùn 5,6 (nöôùc loaïi 2 theo ISO 3696). 3.2. Dung dòch kali clorua (KCl), noàng ñoä = 1 mol/l. Hoaø tan 74,5g kali clorua trong nöôùc (4.1) vaø pha loaõng ñeán 1000ml ôû 200C. 3.3. Dung dòch canxi (CaCl2), noàng ñoä = 0,01 mol/l. Hoaø tan 1,47g canxi clorua ngaäm nöôùc (CaCl2.H2O) trong nöôùc (4.1) vaø pha loaõng ñeán 1000ml ôû 200C. 3.4. Caùc dung dòch ñeå chuaån hoaù pH - meùt. Söû duïng ít nhaát hai trong soá caùc dung dòch chuaån sau ñaây. 3.4.1. Dung dòch ñeäm chuaån coù pH 4,00 ôû 200C. Hoaø tan 10,21gam kali hidro phtalat (C8H5O4K) trong nöôùc (4.1) vaø pha loaõng ñeán 1000ml ôû 200C.

-99-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

Kali hidro phtalat phaûi ñöôïc laøm khoâ ôû 1100C tôùi 1200C trong 2 giôø tröôùc khi söû duïng. 3.4.2. Dung dòch coù pH 7,00 ôû 200C Hoaø tan 3,8 gam kali dihidro photphat (KH2PO4) vaø 3,415 gam dinatri hidro photphat (Na2HPO4) trong nöôùc (4.1) vaø pha loaõng ñeán 1000ml ôû 200C. Kali dihidro photphat ñöôïc laøm khoâ ôû 1100C ñeán 1200C trong 2 giôø tröôùc khi söû duïng. 3.4.3. Dung dòch ñeäm coù pH 9,22 ôû 200C. Hoaø tan 3,80 gam dinatri tetraborat ngaäm möôøi nöôùc (Na2B4O7.10H2O) trong nöôùc (4.1) vaø pha loaõng ñeán 1000ml ôû 200C. Chuù thích: Dinatri tetraborat coù theå maát nöôùc keát tinh khi ñöôïc baûo quaûn trong kho sau moät thôøi gian daøi. b) Thieát bò 3.5 Maùy laéc troän 3.6. pH meùt coù theå ñieàu chænh ñoä doác vaø nhieät ñoä. 3.7 Ñieän cöïc thuyû tinh vaø moät ñieän cöïc so saùnh hoaëc moät ñieän cöïc toå hôïp coù ñaëc tính töông ñöông. Chuù thích: Trong caùc heä ñaát, coù nhieàu nguy cô laøm hoûng vieäc do gaãy hoaëc nhieãm baån ñieän cöïc. Nhieät keá coù thang ño tôùi 10OC phuø hôïp vôùi loaïi C theo ISO 1770. Bình maãu coù theå tích nhoû nhaát laø 50ml baèng thuyû tinh bosilicat hoaëc polyetylen coù naép kín hoaëc nuùt. Thìa coù theå tích ít nhaát laø 5.0ml 4. Trình töï thí nghieäm Phôi khoâ maãu ñaát trong khoâng khí roài tieán haønh raây maãu ñaát qua raây kích thöôùc 2mm. Laáy 10g ñaát ñaõ raây vaøo bình maãu vaø theâm vaøo 50ml dd KCl 1N Troän hoaëc laéc maïnh huyeàn phuø baèng maùy laéc hoaëc maùy troän cô hoïc trong ít nhaát 2 giôø nhöng khoâng laâu hôn 24 giôø. Để yên 1 giờ, hoặc đợi 15 phút rồi lấy phần nước bên trên đưa đi ly tâm. Gạn lấy phần nước trong đem đo trên máy đo pH. Cũng có thể đo trực tiếp ở phần nước trong không cần gạn, nhưng không để cho điện cực tiếp xúc với đất. Chuù thích: Trong haàu heát caùc loaïi ñaát caân baèng ñaït ñöôïc trong voøng 2 giôø. Trong tröôøng hôïp naøy coù theå ño sau 2 giôø. Trong moät soá loaïi ñaát nhieãm baån ñaát môùi boùn voâi hoaëc ñaát chöùa cacbonat, söï caân baèng pH khoâng theå ñaït ñöôïc trong khoaûng thôøi gian quy ñònh. Do ñoù nhöõng giaù trò naøy quaù thaáp hoaëc quaù cao so vôùi caân baèng töï nhieân, tình hình naøy xaûy ra do laø söï bieán ñoåi chaäm trong heä ñeäm. Ñeå kieåm tra xem coù phaûi laø nhö vaäy hay khoâng caàn ño pH theo tieâu chuaån naøy ít nhaát hai laàn khaùc nhau giöõa 2 vaø 24 giôø laéc. Trong tröôøng hôïp naøy hai hoaëc moät soá giaù trò pH lôùn hôn caàn phaûi ñöôïc baùo caùo ñeå chæ ra pH gaàn

-100-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

ñuùng nhaát cuûa ñaát vaø baûn chaát cuûa pheùp ño khoâng oån ñònh cuõng caàn phaûi baùo caùo trong khoaûn e cuûa baùo caùo thí nghieäm. - Ño pH Ñieàu chænh maùy pH meùt theo caùc ñieàu chæ daãn trong saùch höôùng daãn cuûa nôi saûn xuaát. Ño nhieät ñoä cuûa huyeàn phuø vaø chuù yù raèng nhieät ñoä cuûa dung dòch ñeäm vaø cuûa huyeàn phuø ñaát khoâng ñöôïc khaùc nhau hôn 10C. Laéc huyeàn phuø caån thaän ngay tröôùc khi ño pH. Ño pH trong huyeàn phuø loûng, ñoïc giaù trò pH sau khi traïng thaùi oån ñònh ñaõ ñaït ñöôïc. Chuù yù giaù trò pH tôùi hai soá leû. Chuù yù: Khi giaù trò pH ño ñöôïc trong voøng 5 giaây khoâng khaùc nhau quaù 0,02 ñôn vò thì pheùp ño coù theå ñöôïc coi laø oån ñònh. Thôøi gian ñoøi hoûi cho söï oån ñònh thöôøng laø 1 phuùt hoaëc nhoû hôn nhöng coù theå coøn phuï thuoäc vaøo moät soá yeáu toá sau: Giaù trò pH (ôû giaù trò pH cao ñaït tôùi traïng thaùi oån ñònh khoù hôn). Chaát löôïng cuûa ñieän cöïc thuyû tinh (söï khaùc nhau trong coâng nghieäp cheá taïo giöõa caùc ñieän löïc) vaø thôøi gian söû duïng cuûa chuùng. Moâi tröôøng duøng ñeå ño pH (söï oån ñònh trong moâi tröôøng KCl hoaëc laø CaCl2 ñaït tôùi nhanh hôn so vôùi trong nöôùc). Söï khaùc nhau veà giaù trò pH giöõa caùc maãu trong cuøng moät daõy ño. Thöïc hieän söï khuaáy troän cô hoïc tröôùc khi ño coù theå giuùp ñaït keát quaû oån ñònh trong thôøi gian ngaên. - Trong caùc maãu coù haøm löôïng chaát höõu cô cao (ñaát, than buøn, ñaát troàng trong chaäu...) hieäu öùng huyeàn phuø coù theå ñoùng moät vai troø quan troïng. Ñoái vôùi ñaát ñaù voâi, huyeàn phuø coù theå haáp thuï cacbon dioxit. Trong nhöõng tröôøng hôïp nhö vaäy khoù ñaït tôùi moät giaù trò pH caân baèng. - Ñoä laëp laïi Ñoä laëp laïi cuûa pheùp ño pH trong 2 huyeàn phuø ñöôïc ñieàu cheá rieâng bieät seõ phaûi thoaû maõn nhöõng yeâu caàu theo baûng 1 sau ñaây: Baûng 1. Ñoä laëp laïi

Daõy pH pH (cid:61603) 7,00 7,00 < pH < 7,50 7,50 (cid:61603) pH (cid:61603) 8,00 pH > 8,00 Dao ñoäng chaáp nhaän ñöôïc 0,15 0,20 0,30 0,40

Baûng toùm taét nhöõng keát quaû thöû nghieäm giöõa caùc phoøng thí nghieäm veà pheùp xaùc ñònh pH cuûa ñaát ñöôïc cho ôû phuï luïc A.

5. Baùo caùo keát quaû Baùo caùo thöû nghieäm phaûi bao goàm nhöõng thoâng tin sau ñaây: a. Giôùi thieäu tieâu chuaån naøy. b. Taát caû thoâng tin caàn thieát ñeå nhaän daïng ñaày ñuû maãu ñaát. c. Moâi tröôøng ñöôïc duøng ñeå taïo huyeàn phuø: pH - H2O, pH - KCl hoaëc pH - CaCl2 ñaõ ñöôïc xaùc ñònh.

-101-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

d. Keát quaû xaùc ñònh chính xaùc ñeán 0,1 ñôn vò pH. e. Baát kyø nhöõng khoù khaên naøo ñaõ xaûy ra trong khi thieát laäp ñieàu kieän caân baèng.

BAØI 35: PHAÂN TÍCH CaO, MgO TRONG ÑAÁT

PHAÂN TÍCH HAØM LÖÔÏNG CaO TRONG ÑAÁT

Nguyeân taéc

2 N H C l

C aC l

(cid:61501)

(cid:61483)

(cid:61483)

( N H ) C O 4

2

2

2

2

4

4

4 Keát tuûa neøy hoøan toøan vì oxalat canxi coù tích soá hoøa tan raát nhoû (2,5 x 10-9 ôû 250C). Ñieàu caàn löu y laø phaûi tieán haønh trong moâi tröôøng axit (pH = 4). Vì trong moâi tröôøng kieàm khoâng taùch ñöôïc canxi khoûi silic, saét, nhoâm (neáu chöa phaân tích Si, Fe, Al) hay coøn laãn caû keát tuûa CaCO3 vaø Ca(OH)2. Muoán cho moâi tröôøng coù phaûn öùng chua phaûi duøng axit acetic vì neáu coù axit maïnh laãn vaøo thì oxalate canxi seõ hoøa tan. Axit acetic coøn tham gia vaøo vieäc taùch canxi khoûi magie vì oxalat magie hoøa tan trong axit acetic. Neáu keát tuûa luùc dung dòch noùng thì ñöïôc tinh theå lôùn daïng CaC2O4H2O. Neáu keát tuûa luùc nguoäi thì tinh theå baù daïng CaC2O4.2H2O hay CaC2O4.3H2O. Thoâng thöôøng phaûi duøng nöôùc caát noùng röûa saïch Cl- trong keát tuûa nhöng moät trong nhöõng taùc giaû cho raèng khi heát CaC2O4 thì Cl- cuõng saïch. Sau luùc keát tuûa coù theå xaùc ñònh CaO baèng phöông phaùp troïng löôïng hay theå tích. Phöông phaùp theå tích nhö sau: Hoøa tan keát tuûa treân baèng H2SO4:

(cid:61483)

(cid:61501)

(cid:61483)

CaC O H O H SO CaSO H C O 4

2

4

2

2

4

2

2

4

(cid:61501)

(cid:61483)

(cid:61483)

(cid:61483)

(cid:61483)

(cid:61483)

A. 1. Giôùi thieäu chung 1.1 YÙ nghóa Canxi trong ñaát thöôøng ôû daïng cacbonat, sunfat, côlorua trong ñaù voâi, ñaù, dolomit, phophorit hoaëc caùc khoùang vaät khaùc. Trong voû qua ñaát, tyû leä CaO bình quaân khoûang 5,1% troïng löôïng. ÔÛ ñaát cacbonat tyû leä CaO coù theå treân 20%, ôû ñaát ñoû, ñaát chua chæ döôùi 0,5%. Noùi chung bieán thieân ôû phaïm vi 0,5 – 10%. Söï phaân boácanxi trong taàng ñaát cuõng phuï thuoäc thaønh phaàn ñaù meï. ÔÛ ñaát cacbonat, canxi trong lôùp ñaát maët thöôøng ít hôn caùc lôùp döôùi. ÔÛ ñaát khoâng chöùa cacbonat thì ngöôïc laïi, canxi trong taàng ñaát treân laïi nhieàu hôn taàng ñaát döôùi, ñieàu naøy ñöôïc giaûi thích baèng quaù trình haáp phuï cuûa sinh vaät. Phaân tích CaO, MgO khoâng nhöõng giuùp ta bieát haøm löôïng maø coøn tìm hieåu söï phaân boá cuûa chuùng trong caùc taàng ñaát, nhaän xeùt quaù trình hình thaønh vaø tham khaûo phaân loïai ñaát. Ngoøai phöông phaùp döôùi ñaây, coøn coù theå phaân tích CaO baèng Trilon B hoaëc phöông phaùp khaùc. 1.2 Duøng oxalt amon keát tuûa canxi döôùi daïng oxalate canxi. C aC O

2

4

4

2

4

4

2

2

2

Löôïng axit oxalic sinh ra ñöôïc chuaån baèng dung dòch tieâu chuaån KMnO4 töø ñoù tính ra tyû leä CaO: 5H C O 2KMNO 3H O K SO 2MnSO 10CO 8H O 2

-102-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

2. Duïng cuï hoaù chaát 2.1 Duïng cuï

- Buret 25 ml - Erlen 250 ml - Becher 250 ml - Pipet 10 ml - Maùy loïc chaân khoâng

Chæ thò Metyl ñoû 0.1%: Caân 0,1g metyl ñoû hoaø tan trong 100 ml coàn 96o Axit acetic 10%

2.2 Hoaù chaát a. b. c. Dung dòch (NH4)2C2O4 4%: caàn 4g oxalate amoni hoøa tan trong 100 ml nöôùc caát ñun noùng cho deã tan, ñeå nguoäi roài ñöïng laïi trong bình kín, thöôøng xuaát hieän keát tuûa ôû ñaùy bình.

AgNO3 0.1 %: Caân 0.1g AgNO3 hoøa tan trong nöôùc caát, ñònh möùc thaønh 100

MnSO4 10 % : Caân 10g MnSO4 hoøa tan trong nöôùc caát, ñònh möùc 100 ml KMnO4 0,05 N : Caân 1,5882 g KmnO4 hoaø tan baèng nöôùc caát ñònh möùc leân

HCl 1:1: laáy 50 ml HCl d = 1,18 pha vôùi 50 ml nöôùc caát. d. ml e. f. 1000 ml. g.

3. Thöïc haønh 3.1 Caùch tieán haønh Laáy nöôùc loïc ñaát sau khi taùch nhoùm noùi treân (hoaëc chöa phaân tích saét, nhoâm), neáu treân 100ml thì ñun treân noài caùch thuûy, cho bay hôi ñeán döùôi 100ml (khoâng ñun soâi). Vì luùc coâng phaù maãu coù duøng ñeán axit maïnh: HCl, H2SO4 hay HNO3 neân caàn kieåm tra laïi xem coù chua khoâng, nhoû vaøi gioït metyl ñoû neáu coù maøu vaøng thì khoâng phaûi trung hoøa, neáu coù maøu ñoû thì phaûi duøng NH4OH trung hoøa. Nhoû axit acetic 10% vaøo laøm cho moâi tröôøng chua trôû laïi ñeán luùc coù maøu hoàng nhaït. Ñun soâi dung dòch ñaát ñoàng thôøi cuõng ñun soâi oxalate amoni. Nhaân luùc coøn noùng nhoû töø töø 10 – 15ml dung dòch oxalat amon 4% noùi treân vaøo dung dòch ñaát, ñeå yeân 2 – 4 giôø cho keát tuûa hoøan toøan. Duøng giaáy loïc coù thaám nöôùc soâi, loïc baèng caùch gaïn (khoâng caàn ñoû keát tuûa treân giaáy vì sau coøn boû trôû laïi vaøo coác). Röûa keát tuûa caû treân giaáy loïc vaø trong coác baèng nöôùc caát nguoäi ñeán luùc heát phaûn öùng oxalate (moãi laàn duøng 3ml nöôùc caát laéc röûa keát tuûa trong coác, ñeå yeân moät laùt, gaïn laáy nöôùc treân ñoå leân röûa keát tuûa treân pheãu). Höùng vaøi gioït dòch röûa vöøa chaûy ra khoûi pheãu nhoû theâm vaøi gioït AgNO3, neáu khoâng sinh ra keát tuûa traéng Ag2C2O4 laø ñaõ saïch oxalate. Ñeå daønh nöôùc loïc phaân tích MgO. Coøn keát tuûa vaø giaáy loïc thì boû laïi vaøo coác cuõ, theâm 25 – 50ml MnSO4 10%. Ñun noùng 60 -80 %. Duøng dung dòch tieâu chuaån KMnO4 0,05N chuaån ñoä ñeán maøu hoàng nhaït beàn trong 1 phuùt.

-103-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

(cid:61620) (cid:61620)

(cid:61620)

(cid:61620)

CaO%

(cid:61501)

V N 0, 028 100 K C

3.2 Tính keát quaû

Trong ñoù:

V, N laø theå tích vaø noàng ñoä KMnO4 K laø heä soá khoâ tuyeät ñoái C laø troïng löôïng töông öùng vôùi dòch ñaát laáy phaân tích (g) 0,028 laø heä soá tính ly ñöông löôïng g cuûa CaO

2

2

(cid:61483)

(cid:61485)

PHAÂN TÍCH MgO THEO PHÖÔNG PHAÙP PIROFOTFAT

NH OH MgNH PO .H O

Mg

(cid:61483)

(cid:61483)

(cid:61501)

4

4

4

2

4 Vieäc keát tuûa tieán haønh trong moâi tröôøng axit nhöng luùc röûa laïi phaûi duøng NH4OH. Vì ion NH4 ngaên caûn söï hoøa tan keát tuûa. Sau luùc keát tuûa coù theå ñònh löôïng MgO theo phöông phaùp troïng löôïng hay theå tích. Phöông phaùp theå tích döïa treân cô sôû hoøa tan keát tuûa treân baèng moät löôïng H2SO4 thöøa dö roài chuaån ñoä löôïng axit thöøa aáy baèng NaOH. Töø ñoù suy ra Mg: (cid:61483)

MgNH PO H SO MgSO NH H PO (cid:61501)

(cid:61483)

4

2

4

4

4

4

2 H SO 2NaOH NaS O 2H O (cid:61501)

4 (cid:61483)

(cid:61483)

2

4

2

4

2

B. 1. Giôùi thieäu chung 1.1 YÙ nghóa Magie trong ñaát thöôøng ôû daïng cacbonat, sunfat, côlorua trong dolomit, trong phophat hoaëc moät soá khoùang vaät khaùc. Trong ñaát maën Magie thöôøng ôû daïng colorua vaø sunfat. Haøm löôïng cuûa noù ôû trong ñaát khoûang 0,2 – 2%. ÔÛ vuøng khoâ haïn, CuSO4 vaø MgSO4 thöôøng tích luõy ôû taàng ñaát döôùi. Phaân tích CaO, MgO khoâng nhöõng giuùp ta bieát haøm löôïng maø coøn tìm hieåu söï phaân boá cuûa chuùng trong caùc taàng ñaát, nhaän xeùt quaù trình hình thaønh vaø tham khaûo phaân loïai ñaát. Ngoøai phöông phaùp döôùi ñaây, coøn coù theå phaân tích MgO baèng Trilon B hoaëc phöông phaùp khaùc. 1.2 Nguyeân taéc Tröôùc heát keát tuûa Magieâ döôùi daïng photphat magie amon: HPO

2. Duïng cuï hoaù chaát 2.1 Duïng cuï

- Buret 25 ml - Erlen 250 ml - Becher 250 ml - Pipet 10 ml

Pheãu loïc Maùy loïc chaân khoâng

- - 2.2 Hoaù chaát

-104-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

a. Dung dich(NH4)2HPO hoaëc Na2HPO4 10%: 10g hoøa tan trong 90 ml nöôùc ñònh möùc 100 ml.

b. c. d. e. f. g. NH4OH 2,5%: 10 ml NH4OH 25% ñònh möùc 100 ml H2SO4 0,05N NaOH 0,05N Chæ thò maøu Tasiro: NH4OH 1:1: huùt 50 ml NH4OH hoaø tan vaøo 50 ml nöôùc caát HCl 1:1: huùt 50 ml HCl d = 1,18 pha vôùi 50 ml nöôùc caát.

(cid:61485)

(cid:61620)

(cid:61620)

(cid:61620)

1

2

MgO%

(cid:61501)

(V V )N 0, 02016 100 K C

3. Thöïc haønh 3.1 Caùch thöïc haønh Duøng dung dòch HCl 1:1 axit hoùa dòch ñaát ñaõ taùch canxi xong laïi theâm 2ml nöõa. Ñun cho bay hôi treân noài caùch thuûy ñeán theå tích döôùi 100ml, ñeå nguoäi. Theâm 2ml (NH4)2HPO4 10% hoaëc Na2HPO4 10% Duøng NH4OH 1:1 trung hoøa ñeán luùc hôi kieàm (dung dòch coù maøu vaøng), laïi theâm 5ml nöõa, laëc ñeàu, ñeå qua ñeâm. Loïc qua giaáy loïc, röûa keát tuûa baèng dung dòch NH4OH 2,5% ñeán heát phaûn öùng Cl- (tröôùc luùc nhoû AgNO3 phaûi duøng HNO3 axit hoùa neáu khoâng duø coù Cl- vaãn khoâng sinh ra keát tuûa) Boû caû keát tuûa vaø giaáy loïc ñaõ röûa saïch Cl- vaøo coác cuõ. Theâm 20ml H2SO4 0,05N. Duøng ñuõa thuûy tinh quaáy hoøa tan vaø xeù naùt giaáy loïc. Nhoû 4 gioït chæ thò maøu Tasiro roài duøng dung dòch tieâu chuaån NaOH 0,05N chuaån ñoä tôùi luùc chuyeån sang maøu luïc nhaït.. 3.2 Tính keát quaû

Trong ñoù:

MgO

0, 02016

(cid:61501)

40,32 2 1000 (cid:61620)

V1 laø theå tích H2SO4 tieâu chuaån duøng hoøa tan keát tuûa Magie. V2 laø theå tích NaOh tieâu chuaån duøng chuaån ñoä. N laø noàng ñoä cuûa NaOH hoaëc H2SO4 (töùc laø 0,05N) C laø troïng löôïng ñaát töông öùng dòch ñaát laáy phaân tích. 0,02016 laø heä soá tính ly ñöông löôïng g cuûa MgO

-105-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

CHÖÔNG 7 PHÖÔNG PHAÙP PHAÂN TÍCH CAÙC CHÆ TIEÂU MOÂI TRÖÔØNG KHÍ

Baøi 36: XAÙC ÑÒNH ACID HCl - PHÖÔNG PHAÙP HAÁP THUÏ BAÈNG NÖÔÙC CAÁT

1. Giôùi thieäu chung 1.1 YÙ nghóa moâi tröôøng Khí HCl ñöôïc söû duïng trong coâng nghieäp hoaù chaát, trong maï kim loaïi, trong coâng nghieäp sôn, thuoäc da. Khí HCl khi taùc duïng vôùi hôi nöôùc trong khoâng khí taïo neân söông muø acid, coù taùc duïng kích thích nieâm maïc. ÔÛ noàng ñoä 0,05 – 0,075 mg/l thì cô theå con ngöôøi khoâng chòu ñöïng ñöôïc 1.2 Nguyeân taéc Khi cho AgNO3 taùc duïng vôùi HCl seõ ñöôïc keát tuûa traéng

AgNO3 + HCl (cid:61614) AgCl (cid:61476) + HNO3

2. Duïng cuï, thieát bò vaø hoùa chaát 2.1 Duïng cuï vaø thieát bò

Impinger

- Maùy huùt khoâng khí - - OÁng nghieäm 10 x 120 mm

2.2 Hoùa chaát a. Dung dòch tieâu chuaån HCl 100 ppm: Hoaø tan 0.1654 g NaCl vôùi nöôùc caát sau ñoù

ñònh möùc thaønh 1000 ml

b. Dung dòch HNO3 1% c. Dung dòch AgNO3 1%: Caân 1 g AgNO3 hoaø tan vaøo nöôùc caát ñònh möùc thaønh 100 ml

d. Dung dòch haáp thu: nöôùc caát 2 laàn

3. Trình töï thí nghieäm 3.1Laáy maãu Cho vaøo oáng haáp thu 5 ml nöôùc caát. Huùt vôùi toác ñoä 20 l/h. Theå tích khoâng khí caàn laáy vôùi noàng ñoä HCl trung bình 10 – 15 lít. 3.2 Lập đöôøng chuaån

2 3 4 6

1 0.03 0.05 0.08 0.1 5 0.15 0.2 7 0.25

1 ml 1 ml

STT 0 Dd HCl t/c 100ppm 0 Dd HNO31% AgNO3 1% Nước cất HCl((cid:61549)g/ml) 3 0 2.97 2.95 2.92 2.9 10 3 8 5 2.85 2.8 20 15 2.75 25

-106-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

3.3 Phaân tích Laáy 3 ml dung dòch ñaõ haáp thu cho vaøo oáng nghieäm. Sau ñoù cho theâm 1 ml HNO3

1% vaø 1 ml AgNO3 1% , laéc ñeàu ñeå 10 phuùt so maøu ôû böôùc soùng 450nm.

3

C

(

mg m /

)

(cid:61501)

HCl

y V (cid:61620) ht V V (cid:61620)

xd

4. Caùch tính Töø loaït chuaån ño, ñoä haáp thu, veõ giaûn ñoà A = f(C), söû duïng phöông trình bình phöông cöïc tieåu ñeå laäp phöông trình y = ax + b. Töø trò soá ñoä haáp thu cuûa maãu Am suy ra noàng ñoä Cm. Noàng ñoä HCl trong khoâng khí (X) tính ra mg/m3 theo coâng thöùc:

Haøm löôïng HCl trong daõy chuaån ((cid:61549)g) Toång theå tích dung dòch haáp thu (ml)

Trong ñoù: y: Vht: Vxd: Theå tích dung dòch haáp thu laáy ra phaân tích (ml) V: Theå tích khí ñaõ huùt ôû ñieàu kieän chuaån (lít)

Baøi 37: XAÙC ÑÒNH CO2 - PHÖÔNG PHAÙP HAÁP THUÏ CO2 BAÈNG Ba(OH)2

Tieâu chuaån boä y teá – Thöôøng qui kyõ thuaät – Y hoïc lao ñoäng vaø veä sinh moâi tröôøng 1. Giôùi thieäu chung 1.1 YÙ nghóa moâi tröôøng CO2 laø khí khoâng maøu, khoâng muøi, vò teâ teâ. CO2 laø saûn phaåm cuûa quaù trình ñoát chaùy hoaøn toaøn caùc chaát höõu cô thöôøng duøng haøng ngaøy nhö khí ñoát (gas), daàu hoâi, than,… Quaù trình phaân huûy caùc chaát höõu cô cuõng nhö quaù trình hoâ haáp cuûa thöïc vaät taïo ra nhieàu CO2. Veà maët ñoäc chaát hoïc CO2 ñöôïc xem laø khoâng coù ñoäc tính ñoái vôùi ngöôøi vaø laø moät chaát gaây ngaït ñôn thuaàn, töông töï nhö nitô… Trong thöïc teá, CO2 laø nguyeân nhaân cuûa nhieàu tai naïn cheát ngöôøi ôû nhieàu nôi treân theá giôùi cuõng nhö ôû Vieät Nam, trong ñôøi soáng cuõng nhö trong saûn xuaát. Veà maët veä sinh hoïc, CO2 ñöôïc xem nhö laø moät chæ soá ñaùnh giaù möùc ñoä trong saïch cuõng nhö söï thoâng thoaùng cuûa khoâng khí noùi chung. 1.2 Nguyeân taéc CO2 taùc duïng vôùi Ba(OH)2 taïo thaønh BaCO3:

CO2 + Ba(OH)2 = BaCO3 + H2O Cho khoâng khí taùc duïng vôùi moät löôïng thöøa Ba(OH)2, chuaån ñoä Ba(OH)2 dö baèng acid oxalic:

Ba(OH)2 + HOOC-COOH = Ba(COO)2 + 2 H2O Bieát löôïng Ba(OH)2 dö seõ tính ñöôïc löôïng Ba(OH)2 ñaõ taùc duïng vaø do ñoù tính ñöôïc noàng ñoä CO2 trong khoâng khí.

-107-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

2. Duïng cuï, thieát bò vaø hoùa chaát 2.1 Duïng cuï vaø thieát bò

- Chai laáy maãu (röûa saïch ngaâm vaøo dung dòch sulforomic 5 giôø, sau ñoù röûa laïi

vaø traùng nöôùc caát, saáy khoâ, ñeå nguoäi vaø ñaäy nuùt).

- Burte 25 ml. - Pipet 5 ml, 10 ml, 20 ml. - Bôm huùt khí 1 lít/phuùt. - Spectrophotometer.

2.2 Hoùa chaát a. Dung dòch Barit: Caân 1,40 g Ba(OH)2.2H2O vaø 0,08 g BaCl2 hoaø tan baèng nöôùc caát ñun soâi ñeå nguoäi, ñònh möùc thaønh 1 lít.

b. Dung dòch axit ocxalic 100 ppm: Hoaø tan 0,5632 g H2C2O4.2H2O baèng nöôùc caát ñun soâi ñeå nguoäi sau ñoù ñònh möùc thaønh 1 lít (1ml = 0,1 mg cacbon dioxyt )

c. Dung dòch phenolphthalein 0,1%: Caân 0.1g phenolphthalein pha trong 100 ml

coàn 900

3. Trình töï thí nghieäm 3.1 Laáy maãu Mang chai ñeán nôi laáy maãu, bôm khoâng khí vaøo chai gaáp 6 laàn theå tích chai. Xong roùt vaøo 20ml dung dòch Ba(OH)2, ñaäy nuùt, laéc. Moãi ñieåm laáy hai maãu song song. Sau 4 giôø laáy ra 10 ml dung dòch Baryt ñaõ haáp thuï cho vaøo ñoù vaøi gioït phenolphtalein vaø chuaån ñoä baèng dung dòch axit oxalic ñeán heát maøu hoàng. Laøm maãu traéng song song vôùi maãu thöïc. Ghi chuù: trong tröôøng hôïp khoâng xuaát hieän maøu hoàng, cho pheùp laøm laïi vôùi Ba(OH)2 gaáp ñoâi (40ml). Hoaëc phaûi chuyeån sang xaùc ñònh baèng phöông phaùp haáp thuï baèng Bary saccharat. 3.2 Phaân tích Löôïng dung dòch haáp thu ñeå sau 4 giôø ñöôïc cho vaøo bình tam giaùc vaø traùng bình haáp thuï baèng moät ít nöôùc caát roài ñoå vaøo bình tam giaùc. Chuaån ñoä baèng axit oxalic ñeán maát maøu.

(

1000

N n (cid:61485)

C o %

(cid:61501)

b ) 0.1 (cid:61620) (cid:61620) (cid:61620) ( a V v ) (cid:61485)

4. Caùch tính

Trong ñoù:

N : theå tích dung dòch oxalic duøng chuaån traéng (ml) n : theå tích dung dòch oxalic duøng chuaån maãu (ml) V : theå tích chai (lít) v : theå tích dung dòch Baryt cho vaøo chai (ml) a : theå tích dung dòch Baryt ñaõ haáp thuï CO2 ñem chuaån ñoä. b : theå tích dung dòch Baryt cho vaøo chai

-108-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

Baøi 38: XAÙC ÑÒNH SUNFUR DIOXIT (SO2) PHÖÔNG PHAÙP HAÁP THUÏ BAÈNG TETRACLOMECURAT

I. Giôùi thieäu chung 1. YÙ nghóa moâi tröôøng Khí sulfur dioxyt (SO2) ñöôïc xem laø chaát gaây oâ nhieãm trong hoï sulfur oxyt. Khí SO2 laø khí khoâng maøu, khoâng chaùy, coù vò haêng cay. Do quaù trình taùc duïng cuûa quang hoùa hoïc hay moät xuùc taùc naøo ñoù maø khí SO2 deã daøng bò oxy hoùa vaø bieán thaønh khí SO3 trong khí quyeån. Chuùng laïi taùc duïng vôùi hôi nöôùc trong khoâng khí aåm öôùt vaø bieán thaønh acid sulfuric hay caùc muoái sulfate, chuùng seõ nhanh choùng taùch khoûi khí quyeån vaø rôi xuoáng ñaát. SOx gaây nguy haïi ñoái vôùi vaät lieäu xaây döïng vaø ñoà duøng, chính vì söï bieán thaønh acid sulfuric coù phaûn öùng maïnh. Chuùng laøm hö hoûng vaø thay ñoåi caáu truùc vaät lyù, maøu saéc cuûa vaät lieäu xaây döïng,... chæ caàn noàng ñoä SO2 nhoû cuõng aûnh höôûng ñeán söï sinh tröôûng cuûa rau quaû.

2. Nguyeân taéc Phöông phaùp West - Gaeke döïa treân söï haáp thu vaø oån ñònh SO2 trong khoâng khí baèng dung dòch Na (hoaëc K) Tetrachlomercurat II ñeå taïo thaønh phöùc chaát Dichlosunficmercurat II. Phöùc chaát sunfit choáng laïi söï oxyt hoùa cuûa oxy trong khí quyeån vaø oån ñònh ngay caû söï coù maët cuûa caùc chaát oxy hoùa maïnh nhö ozon vaø caùc oxyt cuûa Nitô. Ñònh löôïng SO2 thu ñöôïc baèng Pararosanilin Methylsunfonic. Cô cheá phaûn öùng:

2 NaCl = 2 Na+ + HgCl2 + [ HgCl4]2- Tetraclomercurat

SO2 + [ HgCl4]2- + H2O

+

C

NH2

= [HgCl2SO3]2- + 2 H+ + 2 Cl- NH2

+

NH2

NH2

CH2SO3H

C

NH

H

[HgCl2SO3]2- + H2CO + 2H+

NH2

+ 2 Cl- + H2O + Hg2+

Sau ñoù cho acid Metylsunfomic taùc duïng vôùi Pararosanilin trong HCl ñeå taïo thaønh phöùc chaát maøu ñoû tím acid Pararosanilin Metylsunfonic.

-109-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

Ñoä nhaïy: 0,015 - 0,6 mg/m3 laáy maãu 38,2 lít khoâng khí. Heä thoáng tuaân theo ñònh luaät Beer - Lamber vôùi noàng ñoä khoaûng 0,25 mg/ 10 ml dung dòch haáp thu II. Duïng cuï, thieát bò & hoùa chaát 1. Duïng cuï, thieát bò Impinger

- - OÁng nghieäm 10mm - Bình ñònh möùc 50ml - Pipetman 0,5ml, 1ml, 5ml - Bôm huùt khoâng khí 1 lít/phuùt - Spectrophotometric.

2. Hoùa chaát - HCHO - Pararosaniline - Acid sulfamic - Iodine

3. Chuaån bò thuoác thöû a. Dung dòch haáp thu TCM 0,04M (Potassium Tetrachloro Mercurate): Hoøa tan 10,86 g HgCl2 + 5,96 g KCl (hoaëc 4,68 g NaCl) + 0,066g EDTA pha vôùi nöôùc caát thaønh 1 lít, chænh pH dung dòch naøy ñeán 5,2 baèng muoái KCl, dung dòch oån ñònh 6 thaùng (neáu dung dòch bò keát tuûa thì ñoå boû).

b. Dung dòch acid sulfamic 0,6% (NH2SO3H):Hoøa tan 0,3 g sulfamic acid trong 50 ml nöôùc caát. Dung dòch naøy giöõ ñöôïc vaøi ngaøy.

c. Dung dòch HCl 1N: pha 8,6ml HCl 36% (11,6M) vôùi nöôùc caát thaønh 100ml. d. Dung dòch H3PO4 3M: pha 20,5 ml H3PO4 85% (14,6M) vôùi nöôùc caát thaønh 100ml.

e. Pararosaniline 0,2% stock: caân 0,2g pararosaniline pha trong 100 ml HCl 1N. f. Taùc nhaân Pararosaniline: Laáy 20 ml dung dòch stock vaøo bình ñònh möùc 250,

theâm 25 ml H3PO4 3M roài ñònh möùc baèng nöôùc caát ñeán vaïch ñònh möùc.

g. Dung dòch HCHO 0,2% : 5 ml HCHO 40% pha trong 1 lít, chæ pha tröôùc khi duøng. h. Chæ thò hoà tinh boät 1%: caân 1 g tinh boät hoøa tan trong 80 ml nöôùc caát, ñun soâicho ñeán khi tan heát, khuaáy ñeàu ñeå nguoäi, cho theâm vaøi gioït HCHO roài chuyeån vaøo chai thuûy tinh.

i. Dung dòch sulfite chuaån 300 ppm: Hoøa tan 0,2436g Na2SO3 (hoaëc 0,3713g

Na2S2O5) trong 500 ml nöôùc caát ñun soâi, ñeå nguoäi Xaùc ñònh laïi noàng ñoä thaät söï cuûa dung dòch sulfite naøy baèng caùch cho moät löôïng dö Iodine vaø chuaån baèng Na2S2O3 chuaån 0,01N. j. Dung dòch sulfite pha loaõng 6 ppm: laáy chính xaùc 2 ml dung dòch chuaån vaøo bình

ñònh möùc 100 ml, ñònh möùc baèng dung dòch haáp thu.

III. Trình töï thí nghieäm 1. Laáy maãu

Cho 10 ml dung dòch haáp thu vaøo oáng haáp thu huùt vôùi vaän toác 1 L/phuùt, laáy 30 lít, ghi nhieät ñoä vaø aùp suaát nôi laáy maãu

-110-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

2. Phaân tích

Cho dung dòch SO2 pha loaõng vaøo bình ñònh möùc 25ml, theâm dung dòch haáp thu cho ñuû 10 ml, laøm cuøng ñieàu kieän vôùi thang.

OÁng 0 1 2 3 4 5

2 8 1 3 7 1 4 6 1 5 5 1 Dung dòch dung dòch sulfite pha 6 ppm TCM 0,04M Acid Sulfamic 0,6% 1 9 1

0 10 1 Laéc ñeàu ñeå yeân 10 phuùt 2 5 0 2 5 8 2 5 16 2 5 32 2 5 24 2 5 40

3

C mg m

(

/

)

(cid:61501)

y A (cid:61620) B V (cid:61620)

HCHO Taùc nhaân Pararosaniline Haøm löôïng SO2 ((cid:61549)g) Laéc ñeàu, ñeå yeân 30 phuùt ño maøu ôû böôùc soùng 560 nm IV. Caùch tính Töø loaït chuaån ño, ñoä haáp thu, veõ giaûn ñoà A = f(C), söû duïng phöông trình bình phöông cöïc tieåu ñeå laäp phöông trình daïng: y = ax + b. Töø trò soá ñoä haáp thu cuûa maãu Am suy ra noàng ñoä Cm. Noàng ñoä SO2 trong khoâng khí (X) tính theo coâng thöùc:

Trong ñoù:

y : Haøm löôïng SO2 öùng vôùi thang maãu ((cid:61549)g); A: Toång soá dung dòch haáp thu (ml); B: Dung dòch haáp thuï laáy ra phaân tích (ml); V: Theå tích khoâng khí laáy maãu (l). (Tính ôû ñieàu kieän tieâu chuaån).

-111-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

Baøi 39: XAÙC ÑÒNH DIOXYT NITÔ (NO2) PHÖÔNG PHAÙP HAÁP THUÏ BAÈNG NaOH 0,5N Tieâu chuaån Boä Y Teá - Thöôøng qui kyõ thuaät - Y hoïc lao ñoäng vaø veä sinh moâi tröôøng

1. Giôùi thieäu chung 1.1 YÙ nghóa moâi tröôøng 1.2 Nguyeân taéc Phöông phaùp ño maãu döïa treân phaûn öùng cuûa acid nitô vôùi thuoác thöû Griess - Ilosvay cho moät hôïp chaát maøu hoàng; Tröôùc heát NO2 ñöôïc haáp thuï vaøo dung dòch NaOH, sau ñoù theâm CH3COOH ñeå chuyeån thaønh HNO2. + 2NaOH (cid:61614) NaNO2 + NaNO3 + H2O

2NO2 NaNO2 + CH3COOH (cid:61614) HNO2 + CH3COONa

Acid nitô taùc duïng vôùi acid sunfanilic vaø (cid:61537) Naphtylamin cho ra hôïp chaát azirie maøu hoàng.

SO3H SO3Na

C6H4 - NH2 + NaNO2 + CH3COOH (cid:61614) [C6H4 ] CH3COO + 2H2O

N=N

SO3Na SO3Na

[C6H4] CH3COO + C10H7NH2 (cid:61614)C6H4 - N=N - C10H6NH2 + CH3COOH

N=N Hôïp chaát maøu hoàng (cid:61537) Naphtylamin

Ñoä nhaïy phöông phaùp: 0,0005 mg NO2 0,001 mg NO2

2. Duïng cuï, thieát bò & hoùa chaát 2.1 Duïng cuï, thieát bò Impinger.

- - Chai ñeå huùt chaân khoâng (töø 0,5 - 1 lít). - OÁng nghieäm so maøu. - Pipet 1ml, 2ml, 5ml. - Spectrophotometric.

2.2 Hoùa chaát a. Thuoác thöû Griess - Thuoác thöû Griess A: Caân 0,5g acid sunfanilic cho vaøo 150 ml dung dòch CH3COOH loaõng 10 % (50 ml CH3COOH ñaëc vôùi 500ml nöôùc caát). Ñun nhoû löûa cho tan.

-112-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

- Thuoác thöû Griess B: Caân 0,1g (cid:61537) Naphtylamin cho vaøo 20ml nöôùc caát. Ñun caùch thuûy 15 phuùt sau ñoù gaïn laáy nöôùc trong vaøo 150ml dung dòch CH3COOH loaõng 10%. Khi duøng tuøy theo löôïng caàn thieát, laáy cuøng theå tích dung dòch Griess A vaø Griess B troän ñeàu. Dung dòch naøy khoâng baûo quaûn ñöôïc laâu.

b. Dung dòch löu tröõ N-NO2 100ppm: Caân 0,1515 g NaNO2 tinh khieát vaø khoâ, hoøa tan trong 1 lít nöôùc caát.

c. Dung dòch söû duïng N-NO2 5 ppm: Huùt 25 ml dung dòch löu tröõ ñònh möùc 500 ml

Chuù yù: theo phaûn öùng cuõ 2NO2 thì cho 1NO2, do ñoù khi ñònh löôïng NO2 trong khoâng khí thì phaûi nhaân keát quaû leân hai laàn. Ví duï: 1ml dung dòch chöùa 0,005 mg NO2 thì töông ñöông vôùi 0,01 mg khí NO2.

d. Dung dòch CH3COOH 5N: (CH3COOH ñaëc pha loaõng 1/3) e. Dung dòch NaOH 0,5N hay 0,1N. f. Nöôùc caát: duøng phaûi baûo quaûn toát, khoâng coù maøu vôùi thuoác thöû Griess.

3. Trình töï thí nghieäm 3.1 Phöông phaùp chaân khoâng Laáy chai coù theå tích ñaõ bieát (töø 0,5 - 1 lít). Coù khoùa thuûy tinh caém qua nuùt cao su. Cho vaøo bình 5ml dung dòch NaOH 0,5N. Ñem huùt chaân khoâng. Mang bình ñeán nôi laáy maãu môû khoùa cho khoâng khí vaøo ñaày chai. Laéc chai trong khoaûng 20 - 30 phuùt hoaëc ñeå laâu hôn. 3.2 Phöông phaùp oáng haáp thu Cho vaøo oáng haáp thuï 5ml NaOH 0.5N. Laép vaøo heä thoáng bình laáy maãu khoâng khí, toác ñoä 15l/h. Laáy dung dòch ñaõ haáp thuï NO2 ñem phaân tích nhö caùch treân. 3.3 Phöông phaùp phaân tích Laáy ra töø 1 - 2ml (ml) dung dòch trong chai cho vaøo oáng so maøu. Acid hoùa baèng acid acetic 5N. Cöù 1ml NaOH 0,5N thì cho, 0,5ml acid acetic 5N vaø cho theâm nöôùc caát vöøa ñuû 4ml. Cho 0,5ml dung dòch Griess A vaø 0,5ml dung dòch Griess B laéc ñeàu ñeå 10 phuùt so maøu vôùi thang maãu maøu. Pha thang maãu: laáy 10 oáng nghieäm (cid:61510)18cm, coù ñöôøng kính baèng nhau ñaùnh soá töø 0-6

0 0 1 0,1 2 0,2 3 0,4 4 0,6 5 0,8 6 1

STT Dung dòch tieâu chuaån NO2 5 ppm Nöôùc caát 4 3,9 3,8 3,6 3,4 3,2 3

1 0 1 0,1 1 2 1 4 1 6 1 8 1 10 Thuoác thöû Griess A + B Haøm löôïng NO2 ((cid:61549)g)

Thang maãu töï nhieân chæ neân duøng trong voøng 2 giôø, ñeå laâu maát maøu.

4. Caùch tính Töø loaït chuaån ño, ñoä haáp thu, veõ giaûn ñoà A = f(C), söû duïng phöông trình bình phöông cöïc tieåu ñeå laäp phöông trình y = ax + b Töø trò soá ñoä haáp thu cuûa maãu Am suy ra noàng ñoä Cm.

-113-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

3

C mg m

(

/

)

(cid:61501)

y A (cid:61620) B V (cid:61620)

Noàng ñoä NO2 trong khoâng khí (X) tính theo coâng thöùc:

Trong ñoù:

y : Haøm löôïng NO2 öùng vôùi thang maãu ((cid:61549)g); A: Toång soá dung dòch haáp thu (ml); B : Dung dòch haáp thuï laáy ra phaân tích (ml); V: Theå tích khoâng khí laáy maãu (l). (Tính ôû ñieàu kieän tieâu chuaån.

Baøi 40: XAÙC ÑÒNH AMMONIAC

PHÖÔNG PHAÙP HAÁP THUÏ BAÈNG H2SO4 0,01N

1. Giôùi thieäu chung 1.1 YÙ nghóa moâi tröôøng Ammoniac laø moät dung dòch khoâng maøu, muøi haêng. Dung dòch ammoniac thöôøng ñöôïc söû duïng ñeå taåy traéng, saûn xuaát phaân ñaïm. Khí ammoniac thöôøng duøng trong kyõ thuaät ñoâng laïnh, deã gaây toån haïi raát naëng ôû ñöôøng thôû, hít phaûi ñoät ngoät trong vaøi phuùt coù theå gaây soác vaø cheát, coù leõ do gaây öùc cheá daây pheá vò, tai naïn naøy hay gaëp trong caùc xí nghieäp coâng nghieäp, ôû nhöõng nôi saûn xuaát nöôùc ñaù, kem. Neáu bò noå oáng daãn hôi ammoniac, naïn nhaân coù theå bò boûng naëng, gaây soác, naïn nhaân cheát vì vieâm pheá quaûn phoåi vaø xuaát huyeát ôû thaän. Caàn löu yù ôû phoøng thí nghieäm, khi ngöûi moät dung dòch naøo khoâng nhaõn, neáu laø ammoniac coù theå gaây vieâm pheá quaûn hay vieâm pheá quaûn phoåi. 1.2 Nguyeân taéc Khi cho ammoniac taùc duïng vôùi thuoác thöû Nessler ñöôïc moät hôïp chaát maøu vaøng vaø neáu noàng ñoä ammoniac cao thì seõ coù maøu naâu ñuïc, theo phaûn öùng sau:

2(2 KI.HgI2) + NH3 + 3 KOH (cid:61614) (NH2)Hg-O-HgI + 7 KI + 2 H2O maøu vaøng

Ñoä nhaïy cuûa phöông phaùp laø 0,001mg trong 10ml dung dòch. Phöông phaùp naøy bò hydrosunfua vaø fomaldehyt gaây trôû ngaïi.

2. Duïng cuï, thieát bò & hoùa chaát 2.1 Duïng cuï, thieát bò Impinger

- - Pipet 0,5 ml, 1 ml, 5 ml, 10 ml, 20 ml; - OÁng nghieäm - Bôm 1l/phuùt - Spectrophotometric

2.2 Hoùa chaát a. Nöôùc caát hai laàn: khoâng coù Ammonia, phaûi kieåm tra tröôùc khi duøng b. Dung dòch löu tröõ NH3 1000ppm (1 ml = 1 mg = 1000 (cid:61549)g N-NH3): Hoøa tan 3,1623

g NH4Cl (ñaõ saáy khoâ ôû 1050C) theâm nöôùc caát cho ñuû 1 lít

-114-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

c. Dung dòch chuaån N-NH3 10ppm: (1 ml = 10 (cid:61549)g N-NH3). Pha loaõng 10 ml dung dòch löu tröõ vôùi nöôùc caát cho ñuû 1 lít

d. Thuoác thöû Nessler: hoøa tan 45,5 g HgI2 (mercuric iodide) vaø 34,9 g KI vôùi 1 ít

nöôùc caát (dung dòch A). Hoøa tan 160 g NaOH vaøo 500 ml nöôùc caát, laøm nguoäi (dung dòch B). Roùt chaäm vaø khuaáy ñeàu dung dòch A vaøo dung dòch B ôû treân roài pha loaõng thaønh 1 lít. Ñeå laéng 1 ngaøy, söû duïng phaàn trong. Chuù yù: thuoác thöû Nessler neân thaän troïng khi caàm tay bôûi vì noù ñoäc vaø aên moøn..

e. Dung dòch haáp thuï H2SO4 0.01N: dung dòch haáp thuï axit sunfuaric 0,01N. 3. Trình töï thí nghieäm 3.1 Laáy maãu Cho 5 ml dung dòch haáp thuï vaøo impinger. Huùt khoâng khí qua impinger vôùi toác ñoä 1l/min trong 5 phuùt. Ghi laïi theå tích laáy maãu. 3.2 Ñöôøng chuaån STT 1 2 3 4 5 6 0 DD

0,1 0,25 0,5 0,75 1,0 1,25 0

Dung dòch chuaån N-NH3 10 ppm Nöôùc caát Thuoác thöû Nessler (gioït) C (µg/ml) 4,9 5 0,2 4,75 5 0,5 4,5 5 1 4,25 5 1,5 4,0 5 2 3,75 5 2,5 5 5 0

3.3 Phaân tích Cho 5ml dung dòch ñaõ haáp thuï ammoniac vaøo oáng nghieäm, theâm 5 gioït thuoác thöû Nessler. Laéc ñeàu, ñem so maøu ôû böôùc soùng 430nm.

4. Caùch tính Töø loaït chuaån ño, ñoä haáp thu, veõ giaûn ñoà A = f(C), söû duïng phöông trình bình phöông cöïc tieåu ñeå laäp phöông trình y = ax Töø trò soá ñoä haáp thu cuûa maãu Am suy ra noàng ñoä Cm. Noàng ñoä ammoniac trong khoâng khí tính ra mg/ m3 theo coâng thöùc

mg NH3 / m3 = (a*b/c*V) * 1000 Trong ñoù:

: theå tích dung dòch haáp thuï laáy ra phaân tích

a : haøm löôïng ammoniac trong oáng thang maãu (mg) b : toång theå tích dung dòch haáp thuï c Vo : Theå tích khoâng khí ñöôïc laáy (lít) ôû ñieàu kieän chuaån.

-115-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

Baøi 41: XAÙC ÑÒNH HYDROSUNFUA PHÖÔNG PHAÙP HAÁP THUÏ BAÈNG CADIMI SULFAT

1. Giôùi thieäu chung 1.1 YÙ nghóa moâi tröôøng Laø moät khí khoâng maøu, muøi tröùng thoái, naëng hôn khoâng khí vaø laø moät chaát ñoäc cuûa hoâ haáp teá baøo Nhieãm ñoäc hydrosunfua (H2S) thöôøng gaëp trong coâng nghieäp laøm chaát maøu loïc daàu, coâng nghieäp cao su laøm caùc loaïi daàu nhôøn, sôïi toång hôïp (vicose), thuoäc da,...; Caùc hoá xí töï hoaïi, caùc coáng ngaàm coù nhieàu hydrosunfua coù khi gaây tai naïn cho coâng nhaân veä sinh. 1.2 Nguyeân taéc Hôi H2S ñöôïc haáp thuï vaøo dung dòch Cadimi Sulfat, cho taùc duïng vôùi dung dòch p. amino dimetylanilin vôùi söï coù maët cuûa FeCl3 trong moâi tröôøng acid cho maøu xanh metylen.

H2S + 2[NH2C6H4N(CH3)2.HCl] + 6FeCl3 (cid:61664)

N

(cid:61664) (CH3)2NC6H3 C6H3N(CH3)2Cl + NH4Cl + 6FeCl2 + 6HCl

S Xanh metylen

Theo cöôøng ñoä maøu, ta coù theå ñònh löôïng H2S coù maët trong khoâng khí baèng phöông phaùp so maøu.

2. Duïng cuï, thieát bò & hoùa chaát 2.1 Duïng cuï, thieát bò Impinger

- - Bôm laáy maãu khoâng khí - Spectrophotometric

2.2 Hoùa chaát a. Dung dòch acid sulfuric 0,5N b. Dung dòch acid clohyric 6N c. Dung dòch Iod 0,1N: Dung dòch Iodine 0,1N stock: cho 12,7g I2 vaøo beaker 250 ml, theâm 40g KI vaø 25 ml nöôùc. Khuaáy cho ñeán khi tan heát. Ñònh möùc ñeán 1 lít. d. Dung dòch chuaån Na2S2O3 0,1N: Laáy 25 g Na2S2O3.5H2O ñònh möùc thaønh 1 lít vôùi nöôùc caát ñun soâi ñeå nguoäi, theâm 0,1g Na2CO3, dung dòch ñeå 1 ngaøy tröôùc khi chuaån ñoä.

e. Dung dòch haáp thuï Cadimíulfat - sulfuric: caân 2,5 g Cadimisulfat pha vaøo 500ml

acid sulfuric 0,5N

f. Dung dòch H2S löu tröõ 1000 ppm: caân 1g Natri Sulfur ( Na2S) trong 1 lít nöôùc caát (1ml dung dòch = 1mg H2S)

-116-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

g. Dung dòch H2S tieâu chuaån 10 ppm: Laáy 1 ml dung dòch löu tröõ H2S ñònh möùc

thaønh 100 ml (1 ml dung dòch = 0,01 mg H2S);

h. Dung dòch FeCl3 1%: caân 1g FeCl3 khan pha vaøo trong 100 ml nöôùc caát. Ñeå traùnh thuûy phaân, cho theâm moät ít acid clohydric ñaäm ñaëc.

k. Dung dòch p.amino dimetylanilin.

4 2 5 7

1 3 0,01 0,03 0,05 0,08 0,1 6 0,13 0,15 0 0

3,99 3,97 3,95 3,92 3,9 0,5 0,1 3,87 3,85 1,3 0,3 1,5 0,8 4 0 1

3. Trình töï thí nghieäm 3.1 Laáy maãu: Cho vaøo oáng haáp thu 5 ml dung dòch haáp thu, huùt vôùi toác ñoä 20 l/h ñeán khi dung dòch coù maøu naâu thì ngöng. Ghi laïi theå tích khoâng khí ñaõ huùt. 3.2 Thang maãu Soá thöù töï (ml) DD t/chuaån H2S 10 ppm DD haáp thu H2S (mg/l) Ño ôû böôùc soùng 570 nm. Thang maãu ñeå ñöôïc 3 ngaøy

3

C mg m

(

/

)

(cid:61501)

y A (cid:61620) B V (cid:61620)

4. Caùch tính Töø loaït chuaån ño, ñoä haáp thu, veõ giaûn ñoà A = f(C), söû duïng phöông trình bình phöông cöïc tieåu ñeå laäp phöông trình y = ax + b. Töø trò soá ñoä haáp thu cuûa maãu Am suy ra noàng ñoä Cm. Noàng ñoä H2S trong khoâng khí tính ra mg/ m3 theo coâng thöùc

Trong ñoù:

y : haøm löôïng H2S trong thang maãu ((cid:61549)g) A : toång theå tích dung dòch haáp thu (ml) B : theå tích dung dòch haáp thu laáy ra phaân tích (ml) V : theå tích khí ñaõ huùt ôû ñieàu kieän chuaån (l).

-117-

Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø

TAØI LIEÄU THAM KHAÛO

1. Standard Methods. 2. Taøi lieäu thöïc haønh Hoùa Moâi Tröôøng, ĐH Dân Lập Văn Lang. 3. Taøi lieäu thöïc haønh Hoùa Moâi Tröôøng, Vieän Moâi tröôøng vaø Taøi nguyeân, ÑH Quoác gia tp HCM. 4. Taøi lieäu thöïc taäp Moâi Tröôøng Ñaát, ÑH Kyõ Thuaät Coâng Ngheä.

-118-