Mục đích Tìm hiểu cách sử dụng máy đo độ dẫn Tìm hiểu phương pháp kiểm chứng độ tin cậy của số liệu quan trắc mưa acid bằng đo độ dẫn 2.. Do có độ chua khá lớn, nước mưa có thể hoà tan đ
Trang 1Bài 6: ĐỘ DẪN ĐIỆN TRONG QUAN TRẮC MƯA ACID
I.TỔNG QUAN
1 Mục đích
Tìm hiểu cách sử dụng máy đo độ dẫn
Tìm hiểu phương pháp kiểm chứng độ tin cậy của số liệu quan trắc mưa acid bằng đo độ dẫn
2 Quá trình hình thành mưa acid
Quá trình đốt sản sinh ra các khí độc hại như : lưu huỳnh đioxit (SO2) và nitơ đioxit (NO2) Các khí này hòa tan với hơi nước trong không khí tạo thành các axit sunfuaric (H2SO4) và axit nitric(HNO3) Khi trời mưa, các hạt axit này tan lẫn vào nước mưa, làm
độ pH của nước mưa giảm Nếu nước mưa có độ pH dưới 5,6 được gọi là mưa axit Do
có độ chua khá lớn, nước mưa có thể hoà tan được một số bụi kim loại và ôxit kim loại có trong không khí như ôxit chì,… làm cho nước mưa trở nên độc hơn nữa đối với cây cối, vật nuôi và con người Trong thành phần các chất đốt tự nhiên như than đá và dầu mỏ có chứa một lượng lớn lưu huỳnh, nitơ Thông thường, các quá trình sử dụng nhiên liệu hóa thạch như: các phương tiện giao thông, các nhà máy nhiệt điện dùng than, các thiết bị công nghiệp, khai khoáng đều tạo ra một lượng lớn các khí SOx và Nox
3 Phương pháp quan trắc mưa acid
Trong quan trắc mưa acid người ta lấy mẫu nước mưa, đo độ pH, độ dẫn điện riêng
và xác định hàm lượng của các anion vô cơ Cl-, NO2-, NO3-, PO43-, SO42- và cation vô cơ
Na+, K+, NH4 , Ca2+, Mg2+ Trong các ion trên các ion NO3-, SO42- và NH4 có tầm quan trọng đặc biệt vì nó liên quan trực tiếp đến các acid cũng như phản ứng của các acid với
để đánh giá sự đóng góp của hơi biển vào thành phần mưa
Để kiểm tra độ tin cậy của phép phân tích người ta xác định cân bằng ion và cân bằng độ dẫn Về nguyên tắc tổng nồng độ anion phải bằng tổng nồng độ canion trong đó tổng nồng độ các ion được tính bằng đơn vị đương lượng/l (eq/l)
Trang 2Với độ dẫn điện riêng thì độ dẫn điện riêng đo được phải bằng độ dẫn điện riêng tính từ nồng độ các ion dẫn điện
=
= Trong đó là độ dẫn điện đương lượng cực đại của ion i
Với mỗi chuỗi thí nghiệm cần dựng đồ thị phụ thuộc
khoảng 0.8 đến 1.2 thì coi như kết quả phân tích chấp nhận được Những điểm nằm quá
xa đường hồi qui chấp nhận được là những điểm nghi vấn Nếu hệ số góc nằm ngoài khoảng 0.8 đến 1.2 thì số liệu có vấn đề Nguyên nhân có thể là có ion nào đó chưa được định chuẩn hay kết quả phân tích không tin cậy
II THỰC NGHIỆM
Để có được số mẫu mưa đáng kể thì phải tốn rất nhiều công sức và thời gian, đồng thời phải tiến hành phân tích mẫu bằng sắc kí ion rất tốn kém nên trong bài thực nghiệm này đối tượng nghiên cứu mưa acid nhân tạo
Chuẩn bị chuỗi 20 mẫu mưa acid nhân tạo từ các dung dịch chuẩn của các chất thành phần Đo độ dẫn điện riêng và pH của các mẫu nước mưa rồi kiểm tra cân bằng ion
Từ cân bằng ion đưa ra kết luận về độ tin cậy của thí nghiệm đã tiến hành
Thể tích dung dịch chuẩn thành phần cần lấy để pha mẫu mưa acid được tính như sau:
Trang 3Trong đó Vi là thể tích dung dịch thành phần cần lấy, Vmưa là thể tích dung dịch mưa acid nhân tạo cần pha, Ci/mưa là nồng độ chất i trong mưa acid nhân tạo, Ci là nồng độ dung dịch chuẩn của chất i
1 Dụng cụ và hóa chất
Máy đo độ dẫn
Bình định mức 250ml
Bình định mức 100ml
Beaker 250ml
Beaker 50ml
Erlen 250ml
Bình tia
Pipete, Bể điều nhiệt
KCl 0.01M NaCl 0.01M CaCl2 0.01M (NH4)2SO4 0.01M
H2SO4 0.01M
2 Tiến hành
2.1 Pha dung dịch các chất có nồng độ 0.01M trong bình định mức 50ml
- KCl : m = 0.01 x 0.05 x 74.5 = 0.0373 g
- NaCl : m = 0.01x 0.05 x 58.5 = 0.0293 g
- CaCl2: m = 0.01x 0.05 x 111 = 0.0555g
- (NH4)2SO4: m = 0.01x 0.05 x 132.1 = 0.066 g
Trang 4- NH4Cl: m = 0.01x 0.05 x 53.49 = 0.0268 g
- MgCl2: m = 0.01x 0.05 x 203.3 = 0.102 g
- H2SO4 : CM = (10d x C%)/M = (10 x 1.84 x 98)/98 = 18.4M
Vdd = (0.01 x 50)/18.4 = 0.0272ml
- HNO3 : CM = (10d x C%)/M = (10 x 1.5 x 63)/63 = 15M
Vdd = (0.01 x 50)/15 = 0.0033ml
2.1 Pha mỗi 100 ml nước mưa acid với nồng độ các chất sau đây
Dung
dịch
- Đổ cốc mưa ra cốc 50 ml và ổ định nhiệt 30 phút trước khi đo
Trang 53 Kết quả, thảo luận
- Độ dẫn của nước cất quá thấp nên không đo được độ dẫn
- Kết quả pH, độ dẫn, nhiệt độ của 20 mẫu nước mưa acid nhân tạo
- Kiểm tra độ tin cậy của thực nghiệm
- H2SO4 → 2H+ + SO4
1mol 2mol 2mol
- HNO3 → H+ + NO3
1mol 1mol + 1mol
Trang 6Tổng nồng độ [H+] = [H+]/H2SO4 + [H+]/HNO3
pH = -log[H+]
-Ví dụ mẫu số 1:
+ Nồng độ H2SO4 = 500 x 10-6 = 5 x 10-4 [H+]/H2SO4= 2 x 5 x 10-4 = 0.001 + Nồng độ HNO3 = 200 x 10-6 = 2 x 10-4 [H+]/H2SO4= 2 x 10-4 = 0.0002 Tương tự công thức trên ta có được pH tính trên lý thuyết như bảng sau đây
Mẫu số H2SO4 [H+]/H2SO4 HNO3 [H+]/HNO3 Total [H+] pH
Trang 75 0.00075 3.1249 4.8 1.68
- Độ dẫn điện riêng của dung dịch