Bài 2: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CACBON OXYT (CO)
I. Nguyên tắc:
- Khi cho CO tác dụng với Paladi clorua (PdCl2) thì bị khử tạo thành Paladi
kim loại: CO + PdCl2 + H2O = CO2 + 2HCl + Pd
- Cho thuốc thử photphomolipdic (thuốc thử Folin-Ciocalteu) vào mà trong
dung dịch có Pd thì thuốc thử Folin-Ciocalteu sẽ bị khử từ màu vàng thành màu
xanh.
H3PO4.10MoO3 + 4HCl + Pd = 2PdCl2 + [(MoO3)4-(MoO)2].H3PO4 +
2H2O
Phản ứng xảy ra trong môi trường kiềm
Độ nhạy của phương pháp 0,005 mg CO
Các chất gây cản trở: khí sunfuarơ, hydrosunfua...
II. Dụng cụ & Hoá chất:
1. Dụng cụ
- Chai thuỷ tinh nút nhám (500ml hoặc 1000ml).
- Bình cầu 1000ml
- Ống sinh hàn hồi lưu
- Bình định mức các loại
- Ống hút các loại
- Phễu lọc
- Máy so màu
2. Hoá chất
1. Dung dịch PdCl2 1%o trong môi trường HCl:
1 g - PdCl2 tinh khiết đã được sấy khô
- HCl đậm đặc 4ml
- Nước cất 200ml
Hòa tan trong từng ít nước cất và định mức thành 1000ml
Dung dịch Na2CO3 20%: (Cân 20g Na2CO3 tinh khiết pha trong 80ml nước
cất)
2. Thuốc thử Folin-Ciocalteur pha như sau:
100g - Natritungstat (NaWO4.2H2O)
25g - NatriMolypdat (Na2MoO4)
- Nước cất 100ml
Lắc cho tan hết, sau đó rồi thêm:
- HCl (d=1,17) 100ml
50ml - H3PO4 85%
Trộn đều rồi đun sôi 10 giờ với ống sinh hàn hồi lưu.
Để nguội rồi thêm:
100g - Lithisunfat (Li2SO4.H2O)
- Nước cất 50ml
- Brom vài giọt
Đun sôi 15 phút (có ống sinh hàn hồi lưu) để loại hết brom thừa. Để nguội
rồi cho nước cất vừa đủ 1000ml. Lọc, bảo quản trong chai thuỷ tinh màu.
IV. Cách tiến hành:
1. Lấy mẫu:
Chai thu mẫu (đã biết thể tích) phải được rửa sạch, ngâm dung dịch
sunfocmic trong 6 giờ, rửa sạch lại tráng nước cất, sấy khô và đậy nút kín.
- Mang chai và bơm thu mẫu đến nơi lấy mẫu, dùng bơm hút không khí vào
chai xong cho vào 1ml dung dịch PdCl2 1%o hoặc đậy nút kỹ về nhà rồi cho dung
dịch PdCl2 sau cũng được (ngâm chai đã thu mẫu không khí vào trong nước lạnh
khoảng 30 phút sau đó cho 1ml dung dịch PdCl2 1%o vào rồi lắc đều). Mỗi điểm
lấy 2 mẫu song song.
- Dùng chai đổ đầy nước cất vào. Mang chai đựng nước cất đó đến nơi lấy
mẫu, đổ nước vào chai khác rồi cho vào 1ml dung dịch PdCl2 1%o sau đó đậy kín
nút mang về phòng thí nghiệm để phân tích hoặc đậy kín nút mang về cho dung
dịch PdCl2 1%o sau cũng được (ngâm chai đã thu mẫu không khí vào trong nước
lạnh khoảng 30 phút sau đó cho 1 ml dung dịch PdCl2 1%o vào lắc đều). Mỗi điểm
lấy 2 mẫu song song.
2. Phân tích:
Sau khi để CO tiếp xúc với dung dịch PdCl2 ít nhất 4 giờ, cho vào chai 1,5
ml thuốc thử Folin-ciocalteur. Lắc đều đồng thời làm một mẫu trắng (cho vào một
chai khác 1 ml dung dịch PdCl2 1%o và 1,5 ml thuốc thử Folin-ciocalteur). Đem
cả hai chai đun cách thuỷ 30 phút, trên mỗi chai để một phễu nhỏ, giữ cho khỏi bị
cạn và thỉnh thoảng lắc cho tan kết tủa (nếu có). Sau khi để nguội chuyển qua bình
định mức 50 ml. Rửa và tráng bằng 20 ml nước cất, thêm vào mỗi bình10 ml dung
dịch Na2CO3 20% và định mức thành 50 ml. Trộn đều, lọc.
Để yên sau 15 phút đem đo độ hấp thụ hoặc độ thấu quang trên máy so màu
ở bước sóng = 650-710 nm.
Từ độ hấp thụ hoặc độ thấu quang của mẫu CO vừa đo được, dựa vào đồ thị
biểu diễn mối quan hệ giữa mật độ quang hoặc độ thấu quang (trục tung) với nồng
độ CO (trục hoành) của mẫu chuẩn, ta sẽ tính được nồng độ CO của mẫu thử.
3. Xây dựng đường chuẩn CO
Lấy 5 chai có dung tích 250ml hoặc 500ml đã ngâm rửa kỹ bằng dung dịch
sunfocmic. Thực hiện theo bảng sau:
Số TT
(chai)
1 2 3 4 5 Tên hoá chất
0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Dung dịch PdCl2 1%o
(ml)
CO tương ứng (mg) 0,0314 0,0628 0,0942 0,1256 0,157
Sau đó, bơm vào mỗi chai một lượng CO để khử hết PdCl2 có trong chai
(có thể tạo ra CO bằng cách đun sôi axit oxalic với H2SO4 đậm đặc hay axit
focmic với H2SO4 đậm đặc). Đậy nút kín để tiếp xúc một buổi, thỉnh thoảng lắc,
tránh làm cho kết tủa Paladi dính lên thành chai.
Đem các chai đun cách thủy 5 phút và bơm khí sạch vào để đuổi hết khí CO
thừa, rồi cho thêm dung dịch PdCl2 vào các chai cho đủ 1 ml, ngoài ra lấy thêm
một chai nữa cho vào 1ml PdCl2 1%o (mẫu trắng). Trong 6 chai đó tiếp tục tiến
hành như phần phân tích ở trên.
V. Tính toán kết quả:
Nồng độ CO được tính theo công thức sau:
[
CO ]
. 1000
(mg/m3)
a 0V
Trong đó: - a: Hàm lượng CO đối chiếu với đường chuẩn (mg)
- V0: Thể tích của chai ở điều kiện chuẩn (lít)
V
0
2
298
PV . . t 10).
(
273
- V: Thể tích của chai (lít)
- P: Áp suất của không khí tại thời điểm lấy mẫu (kPa)
- t: Nhiệt độ của không khí tại thời điểm lấy mẫu (0C)
