KHÓA LUAN TOT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM | 05/2010GIỚI THIỆU ĐÈ TÀI Nước là một trong những chất quan trọng và nhiều bậc nhất trên quả đất này.Hơn 70% bẻ mặt trai đất được bao phú bởi n
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HÒ CHÍ MINH
KHOA HÓA
HOA LUA TỜI NOE?
CAS NAN MOA (OC
CHELYEN NGANTE HON MOEEREONG
IÍ(NIIIIl(IIÌM
Trang 2KHÓA LUẬN TOT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM 05/2010
LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, con xin cảm ơn gia đình, chính gia đình đã không ngừng động viên,
hỗ trợ giúp con có động lực vượt lên khó khăn và có điều kiện dé hoàn thành đề tài.
Ké đến, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thay cô trong và ngoài
Khoa Hóa, những người đã tận tâm giảng dạy em trong suôt những năm đại học, giúp
em cá được những kién thức cân thiết dé hoàn thành dé tài
Xin chân thành cảm ơn Cô Tran Thị Lộc và thay Nguyễn Văn Binh đã có những ý kiến đóng góp quý báu và luôn theo sát em trong quá trình thực hiện để tài.
Xin chân thành cảm ơn chị Lê Thị Diệu và các thay cô trong tổ Công ~ Nông
- Giáo học pháp đã luôn tận tình giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài và tạo
mọi điều kiện thuận lợi dé em hoàn thành dé tài.
Cuối cùng, xin cảm ơn các bạn gần xa đã giúp đỡ, động viên và cho mình
những kỉ niệm đẹp trong những năm đại học.
_GVHD: TRAN THỊ LOC
Trang 3KHÓA LUAN TOT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM | 05/2010
GIỚI THIỆU ĐÈ TÀI
Nước là một trong những chất quan trọng và nhiều bậc nhất trên quả đất này.Hơn 70% bẻ mặt trai đất được bao phú bởi nước - đủ phong phú dé cung cắp cho nhu cầu
của con người, động vật va thực vat, Tuy vậy, mặc dù rit phong phú, chúng ta vẫn thiếu
nước Sự thiểu nước chi là một trong nhiều hậu qua của sự 6 nhiễm nguồn nước - một
trong những van dé chính vẻ ô nhiễm môi trường mà chúng ta đang phải đối mặt hiện
nay Trong nước 6 nhiễm chửa khá nhiều chất độc hại gây ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián
tiếp đến sức khỏe con người cũng như động thực vật, trong đó có nitrit - một chất trung gian trong chu trình nito Nitrit phan ứng với Hemoglobin tạo thành methacemoglobinemia làm mat kha năng vận chuyên oxi của Hemoglobin Sự tạo thành methahemoglobinemia
đặc biệt thấy rõ ở trẻ em Trẻ em mắc chứng bệnh nảy thường xanh xao (bệnh Blue baby)
va để bị de dog đến cuộc sông đặc biệt là trẻ dưới 6 tháng tuổi Ngoài ra, nitrit kết hợp với
các acid amin trong thực phẩm làm thanh một họ chất nitrosamin Nitrosamin có thẻ gâytôn thương di truyền tế bao - nguyên nhân gây bệnh ung thư Vi thẻ việc định lượng nitrit
đã được quan tâm nghiên cứu tir rat lâu.
Có nhiều phương pháp định lượng nitrit trong nước, có phương pháp thì độ nhạythấp, có phương pháp có độ chọn lọc không cao va có những phương pháp phức tap, đắt
tiền, đòi hỏi máy móc hiện đại, Trong các phương pháp ấy, phương pháp trắc quang
được ứng dụng nhiều hơn hết vi cho kết quả tốt mà lại dé dang thực hiện và ít tốn kém
Nham phân tích hàng loạt mẫu trong thời gian ngắn vả tính toán ra kết quả ngay,
chính xác phương pháp đường chuân được chọn vì hoản toàn dap ứng được mục tiêu này.
Trong phạm vi đẻ tài nảy, chúng tôi tập trung xây dựng qui trình định lượng nitrit vớiphương pháp đường chuẩn, sử dụng dapsone va a-naphthol lam thuốc thứ, đồng thời ứngdụng qui trình phân tích nitrit trong mẫu giả và các mẫu nước thật, với mong muốn mởthêm hướng mới cho công cuộc nghiên cứu định lượng ion độc hại này Đồng thời, bướcđầu giúp em lam quen với nghiên cứu khoa học thực nghiệm nhằm nâng cao kĩ năng thực
hành, lam tiền để cho quá trình học tập sau nảy.
‘GVHD; TRAN THỊ LOC
Trang 4KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM 05/2010
MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ĐÈ TÀI
Trong dé tai nay, chúng tôi tập trung vao việc xảy dựng một qui trình xác định lượng
vet ion Nitrit ( NO,’ ) trong nước với các mục tiêu sau:
* Chọn một phương pháp phân tích chính xác, hiện đại, nhanh chóng, cỏ khả năng thực hiện trong các phòng thí nghiệm của nước ta.
* Chọn thuốc thư thích hợp cho qui trình
* Khao sat các điều kiện tôi ưu dé xác định ion nitrit
* Khao sát anh hưởng của các ion lạ đến qui trình đẻ nghị
* Ứng dụng qui trinh dé phân tích nitrit trên một số mẫu thực
_GVHD: TRAN THỊ LOC
Trang 5KHÓA LUAN TOT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM | 65/2010
MỤC LỤC
Lời cam ơn, óc HH 1111131 Bi 850001810188100010)1104108i0mia= 1
cf T'S 200325100 216400060.000062020) POTS 7H OO ORT eT ot Co ROTO II
Mục tiêu nghiên cứu Đề GA isis C0060 2000000005 200/00/2/0010262022i6 II
Nà Non 2106162i0áxtiáxcrácniii06006i020421001ii6 n8910a1017 4 isáá sài IV
Danh mục ki hiệu và chữ viết tắ ác sensEnnsinasrssrsssersssessrsse Vill
Danh mục bắng số Wea sss ees cacy ve npn aaa X
DI ÔN HD ÔN se e0 tags c0 ty 0 xi0 niv0000046002060045020 6 XI
Chương 1: Tống quan vẻ nước va nước thải chiêu 1
1-1: TÔng conn VỀ rales iin issns sissies dates wee esac l
1121/08 BI GÌnG VỀ HỆ cu ueavaaoooeeaseoeeeoenoeeeoe=ss=ee 1
1.1.2 Đặc điểm chung về tài nguyên nước của Việt Nam - 4
1.122 Ti nguyễn nưỚt nGỀNc 22522012 ia esata 5
9D Tần quan và ng I cscs ensniascccansicesnsckonzaanscan S0 nnooaoeeee<eee 5
Eg Bf ÝŸŸÝ“ 5
1.2.2 Phân loại va các đặc tinh của nước thải 2sozcsecrceeecceee 6
1.2.3 Một số các thông số hóa học quan trọng của nước thải 7
1.2.4 Các đặc tính hóa học của nước thải -ssScvse 2xx41xecztxezkecrrve 9
1.2.4.1 Các chất hữu cơ có thé bị phân hủy sinh học - 55 9
1.2.4.2 Chất tạo bọt (Foam-producing mat†er) - 2 22ccvvcccccccseccrcei 9
12143 BE Ga NHÀ sec cáttc62cG6666666G6010010,0060001 oann SS AAA ani anemone 9
1.2.4.4 Các dưỡng chat (Nitơ, photpho) - Muối 5555525555552 10
1.2.4.5 Các kim loại độc và các chất hữu cơ độc -: cc55566<56262 10
Chương 2: Tổng quan về nitơ, nitrit, mudi diazoni, chất màu azo - il
2.1 Tông quan về Nitơ (Nitrogen) c.cssscsssscccscssssecsnesssussssnsessvecessacsucsscassanseene 11
1ï 0 ta CRIDER, eros ă.-deeesedeereeeeieenanoieoseeoososeseenssd ll
GVHD: TRAN TH] LOC
Trang 6KHÓA LUAN TOT NGHIỆP SVTH: NGUYEN HỮU NAM | 05/2010
2.1.2 Tam quan trọng của nito trong môi trường - -:-5 - i
Nhi RR ITIIN | TM DI sc cna ntesenrescaainapsinaendinegesitatis SRbAA A iNAIAA SianEANGmeS AIA DDAADADLTApmRnnpaSAnaeeS 13
2.2 Téng quan vẻ Nitrit - Các phương pháp xúc định nitrit 15
2-2-1 Tổng quan VON on cccsssica tnsseascaticiciscsatiean vaueasvecebesccataiestteseacabencay 15
FCN 1 Giải BI x¿nhe6 4466040160030 6ái0406121nnscorosuen l5
man | 1e waaaraeiaesssol l5
2.2.2 Các phương pháp xác định nitrit c6 <2 TC C0 ni sƯỆ l6
32'3%:L PB nanuyilo Hồ Gi ssc isc cis ceca aclu vasa 16
2.2.2 2 Phương pháp phan tích khối lượng : 0:ss0sseessveesseeseeessseesvvesesneneoners 17
22:2: 4, Phường pháo Bike KỈ các sie GRR 18
2.2.2 5 Phương pháp phân tích dong Chay ::cccssesessseesrerrssrsceersesseneeensnseeees 18
13:6 Pimms Ba RS Q2 -eonieeaaeoe—=—S= 18
Ck, a 19
323/1 CƠ ace 26696662630240604)44432n0a00US00NuNVSGSG 19
S22: ĐIỆN CMế 2102252020260 662106661 G8 008608 aati die aS cones 19
2.4.2.2 Quan hệ giữa cau trúc của Chat va màu sắc - 21
Chương 3: Các phương pháp phân tích quang học -. -s- 22
3.1 Đại cương về phương pháp đo quang 5cc275ccccccccccceccccceecccez 22
3.1.2 Năng lượng của các photon ở các miễn phd khác nhau - 22
3.1.3 Các kiểu tương tác của ánh sáng với vật chắt s 5555-2 23
3.2 Các phương pháp phân tich quang học chớ 24
3.2.1 Phương pháp hap thụ phân tử cán eo 24
3.2.2 Phương pháp phát quang (huỳnh quang) .í-cccecsssiceiee 24
_ GVHD: TRAN THỊ LOC
Trang 7KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM | 88/2019
3.2.3 Phương pháp phát xạ nguyên tử nhrererrrrsdddeo 24
3.3 Đại cương vẻ phân tích trắc quang ( phân tích phô hap thụ phân tử ) 25
3.4, Phương pháp đường chuẩn 2s H111 x6,26 3.5 Ứng dung môi trường của phương pháp trắc quang - -.- 26
3.6 Chọn các điểu kiện tối ưu ¿22-2 SE 1121112110211102142312 1112207 27 3.7 Đánh giá va biểu điển độ nhạy của quy trình phân tích - 28
3.7.1 Biểu diễn độ nhạy theo ham lượng nhỏ nhất - 22-2252 555<55s2 28 SAP ec | |<) | eo ooo ae are 28 tố eek ANON COLA lị - An 28
3.7.2 Đánh giá LOD và LOQ cua quy trình phân tích dụng cụ 29
3.7.2.1 Phương pháp tiêu chuẩn xác định LOD và LOQ, 29
3.7.2 2 Phương pháp xác định LOD và LOQ khi n < 20 29
3.7.2 3 PP’ xác định LOD va LOQ chỉ dựa vào phương trình hôi qui 30
PHANTHRUƯCNGHEC G2020 Sain 31 Chương 4: Phương pháp nghiên CUW cscccscsesssssesessesestenessenestaneesecnenseees 31 4.1 Khảo sát bước sóng tối ưu cho sự tạo phite cccssccsssscssssessssecesnuecssnesssnee 31 4.2 Khảo sát pH tôi ưu cho sự tạo phức s«eocvvvveeecrerzrerercee 31 4.3 Khảo sát thé tích dung dich DAP tối ưu cho sự tạo phức - - 32
4.4 Khảo sat thé tích dung dịch œ-naphthol tôi ưu cho sự tạo phức 32
4.5 Khảo sát độ bên của phức màu theo thai gian -‹5 -5+ 33 4.6 Xác định khoáng nồng độ tuân theo định luật Beer - 33
4.7 Khảo sát ảnh hưởng của ion lạ 255cc crcrrvccrcrcssercceee 34
48: Dụng đưng Chelle iiss essences cea 34
CHING S2 TERE DAI ae eeeeueeioeneonaonoinoeeeeussỏ 35
5.2 Chuan bị các dung dịch gốc dé nghiên cứu - :- 6-52 55225525555: 35
SA GIÁ 14 G12c60600110140220001000010010/224L270040000100/101501022062GIE 36
S412 X&G GÀ Dia Cc8 c6 it6ccttcoc000 0000 000220L012000,000100)013.06 26 36
5.3.2 Khao sat ảnh hưởng của đế DI xeyeevveacodavoooorooanbeaneessee 38
GVHD: TRAN THỊ LOC
Trang 8KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM a foun
5.3.3 Khảo sát nồng độ dung dich HC] tối tru -25 52©sccsz 38
5.3.4 Khao sát thé tích dung dịch DAP tối ưu cho sự tạo phức 39
5.3.5 Khao sát thé tích dung dich œ-naphthol tôi ưu cho sự tạo phức 40
5.3.6 Khao sát khoảng thời gian thích hợp dé đo mật độ quang 40
5.3.7 Độ bên: của phác wanda oases ce aise eames 41
5.3.8 Xác định khoảng nồng độ tuân theo định luật Beer - 4I
5.3.9 Khảo sát ánh hướng của iơn Ìạ - -2255<5522Sccexseenxkeerrske 42
5.3.10 Dé xuất phương pháp loại trừ ảnh hướng 5- S122 <xe2 43
lắm sai lệch kết quá phân tích
BET 6 Call GNIS NT csaseeietieaaaaeernsaeeeseeasees 44
làm sai lệch kết quá phân tích trên mẫu giả
5:3:12: Dựng đư°ỡnNg cia có 05220 (t0 0LAGU0GL022G2GG)004Gx00 45
5.3.13 Ung dụng phương pháp đường chuẳn 222-2222scg2 re 47
dé định lượng nitrit trong mẫu thực tế
FBANERTLUAN VÀ N TT cer 50
TAI RIEU THAN NHÀ ee 51
a: 18 2 1) Cee eR RR ORT eo eT
Trang 9KHÓA LUẬN TOT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM | 05/2010
DANH MỤC CÁC TU VIET TAT VA CÁC Ki HIỆU
Limit of detection LOD
Limit of quantitation LOQ
Ultra violet/visible UV/VIS
and Cultural Organization
Cac ki higu
A: Độ hap thụ hay mật độ quang
Avex: Độ hấp thụ cực đại
A: Mật độ quang trung bình
Cyn: Nông độ thực nghiệm
C,„ : Nong độ thực nghiệm trung binh
Trang 10KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM ait
DANH MỤC HÌNH ANH
Hs 1:1: Sờ đề câu bằng mabe sss 3
Hình 1.2: Sự thay đôi của các dang nito trong nước nhiểm - 12
HN 2 CT 1Ì PINNED i csasscccrssnccessacennscenmresnrnvs spits $s tseeteaceredtoterssesnsemecadmnanasces tvenaisane 13
Hình 3.1: Phương pháp đường chuắn -.5 555552 e 26Hình 5.1: Phỏ hap thy của phức mau 6 nông độ 0,4 ppm 5-5555 37Hình 5.2: Phd hap thụ của thuốc thử - 552-522 S51005100 0 38Hình 5.3: Phd hap thụ của thuốc thừ (5555220001301 00 38Hình 5.4: Phỏ hip thụ của phức màu ở ndng độ 0,8 ppm sau l4h 4l
Trang 11KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM | 05/2010
DANH MỤC BANG SO LIEU
Bang 1.1: Ước lượng nước trên trải đắ ssssesesssensneensenenvecsnernnnennenes 2
Bang 1.2: Thành phan hóa học đặc trưng của nước thải và nguồn phát sinh 7
Bang 1.3: Các thành phan quan trọng trong nước thải s5 ccczeecvzxrre §
Bang 4.1: Khao sat bước sóng tôi tru cho sự tạo phức - «sec 31
Bang 4.2: Khao sat pH tôi ưu cho sự tạo phức 22x E344 27134 7214 pc7eg 31
Bang 4.3: Khao sát the tích dung dich DAP tối ưu cho sự tạo phức 32
Bang 4.4: Khảo sát thê tích dung dịch œ-naphthol toi ưu cho sự tạo phức 32
Bang 4.5: Xác định khoảng nông độ tuân theo định luật Becr 33
Đăng 4.6: Dụng đường clei sii 34
Băng 52: Kết quả xác đổ »—————————————— 37Bang 5.3: Giá trị nồng độ bắt đầu gây nhiễu của các ion - 42 Bảng 5.4: Loại trừ các ảnh hướng làm sai lệch kết quả phân tích trên mẫu giả 44Bảng 5.5:Két quả phân tích trên mẫu giả 55 cecvsrcrrrsrrrrvsrre 45NtaeS4iKiháostL0DƯM< —_—_——_-_~ 46
Bảng 5.7: Khao sát độ lặp lại của đường chuẩn trong cùng | ngày 46
Bảng 5.8: Khảo sát độ lặp lại của đường chuẩn giữa các ngày khác nhau 47
Trang 12KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM 05/2010
DANH MỤC ĐỎ THỊ
Đồ thị 5.1: Do thị biểu diễn sự phụ thuộc 22222222222 SSC221 2221, 39
của mật độ quang theo nông độ HCI
Đồ thị 5.2: DO thị biêu diễn sự phụ thuộc 5-2252 111 c2 39
của mật độ quang theo thé tích DAP
Đề thị 5.3: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc 252 2222222211 22112 CC 40
của mật độ quang theo thé tích œ-naphthol
Đề thị 5.4: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc - Q0 on ccsằ 4I
của mật độ quang theo thời gian
Đồ thị 5.5: Xác định khoảng nồng độ tuân theo định luật Beer 42
Đồ thị 5.6: Khoảng nông độ tuân theo định luật Beer - 22 42S427: 01g s2 ————._—_.—~—_ 45
Đồ thị 5.8: Khao sat độ lặp lại cua đường chuẩn trong cùng một ngày 46
Đồ thị 5.9: Khao sát độ lặp lại của đường chuẩn 2 S557 4?
giữa các ngày khác nhau
GVHD: TRAN THỊ LOC
Trang 13KHÓA LUẬN TOT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM | 05/2010
PHAN TONG QUAN
Chương |:
TONG QUAN VE NƯỚC VÀ NƯỚC THAI
1.1 Tổng quan về nước [7|
1.1.1 Giới thiệu chung về nước
Nước là yếu tổ quyết định đến sự tổn tại và phát triển môi trường sống Nước là
một loại tai nguyễn thiên nhiên quý giá và có hạn, là động lực chủ yếu chi phối mọi hoạt
động dân sinh kính tế của con ngưởi Nước được sử dung rộng rai trong san xuất nông
nghiệp, thủy điện, giao thông vận tai, chăn nuôi, thuỷ sản v.v Bởi vậy, tải nguyên nước có
giá trị kinh tế và được coi là một loại hảng hoá.
Nước là loại tải nguyên cỏ thẻ tái tạo được và cần phải sử dụng một cách hợp lý dé
duy trì khả nẵng tái tạo của nd.
Trên hành tinh chúng ta nước tổn tại dưới những dạng khác nhau: Nước trên tráiđất, ngoài đại đương, ở các sông suối, hồ ao, các hồ chửa nhân tạo, nước ngầm, trong không
khí, băng tuyết va các dạng liên kết khác Theo V I Verônatske, khối lượng nước trên trái
đất vào khoảng 1,46 ty km’, trong đó nước trong đại dương chiếm khoảng 1,37 ty km’.
Sự phân bố nước trên hành tinh chúng ta theo số liệu ước tinh của UNESCO năm
1978 (bang 1-1) như sau: Tổng lượng nước trên trái đất vào khoảng 1.385.984.610 kmỶ trong
đó nước trong đại dương vào khoảng 1.338.000.000 km” chiếm 96,5% Nước ngọt trên tráiđất chiếm tỷ lệ rất nhỏ chỉ vào khoảng 2,5% Nước ngọt phân bố ở nước ngầm, nước mặt,
dạng băng tuyết và các dạng khác, trong đó lượng nước ở dạng băng tuyết chiếm tỷ lệ cao
nhất (x4p xi 70%), nước ngọt ở các ting ngầm dưới đất chiếm tỷ lệ vào khoảng 30,1%, trong
khi đó nước trong hệ thông sông suối chỉ chiếm khoảng 0,006% tông lượng nước ngọt trên
trái đất, một tỷ lệ rất nhỏ Hệ thống tuần hoan nước cỏ thé mô tả trên hinh (1-1) Nước trên trái đất tôn tại trong một khoáng không gian gọi là thuỷ quyền Nước vận động trong thuỷ
quyển qua những con đường vô cùng phức tạp cấu tạo thành tudn hoàn nước còn gọi là chu
trình thuỷ văn.
Nước bóc hơi tử các đại đương va lục địa trở thành một bộ phận của khí quyền.
Hơi nước được vận chuyển vào bầu không khí, bốc lên cao cho đến khi chúng ngưng kết va
rơi trở lại mặt đất hoặc mặt biển Lượng nước rơi xuống mặt đất một phan bj giừ lại bởi cây
cối, chảy tran trên mat đất thành dòng chảy trên sườn dốc, thắm xuống đất, chảy trong datthành đòng chảy sắt mặt đất và chảy vao các dòng sông thành dòng chảy mặt Phan lớn
———————————————— —_————ễễ—~
GVHD: TRAN THỊ LOC
Trang 14KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HOU NAM | 05/2010
lượng nước bị giữ lại bởi thám phú thực vật va dòng chảy mặt sẽ quay tro lại bau khi quyền
qua con đường bốc hơi và bốc thoát hơi Lượng nước ngắm trong đất có thẻ thâm sâu hơn
xuống những lớp đất bên dudi đề cấp nước cho các ting nước ngắm va sau đó xuất lộ thànhcác dòng suối hoặc chảy dan vảo sông ngòi thành dòng cháy mặt va cuối củng dé ra biếnhoặc bóc hơi vào khi quyền
Có thé coi quá trình tuần hoàn nước là một hệ thong thuy van, thực chất là quá
trình chuyên từ mua sang dòng chảy với các thành phân la nước rơi, bốc hơi, dòng chảy va
các pha khác nhau của chu trình Các thành phan này cỏ thể được tập hợp thành các hệ thống
con của chu trình lớn Chu trình vòng tuần hoàn toàn cầu được mô tả trên hình (1-1) Theo sơ
đỗ tuần hoàn nước trên hình (1-1) có nhận xét như sau:
- Tương ứng với 100 đơn vị mưa trên lục địa có 38 đơn vị chảy dòng cháy mặt ra
biến; | đơn vị chảy ngằm ra biển; 61 đơn vị bốc hơi từ lục địa RS rang lượng bếc hơi từ matđất là rất lớn so với lượng nước mặt và lượng nước ngằm chảy ra biến
- Trên đại dương, tương ứng với 385 đơn vị mưa xuống đại đương có 424 đơn vị
bốc hơi từ đại dương
GVHD: THỊ LỌC
Trang 15KHÓA LUẬN TOT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM 05/2010
Later dev mary bang an
=" Dp ` Goog tháo màu CÓ tte
Vosz tuân hoan sước va can bang nước toan cou vor 100 dow vị mưa ten lực địa
Kính 1-1: Sơ do can bang nước
(Chow V T, Dovid R Maớaseid va Larry WV, Movs They van ime dang,
Do Hit: Thàat: và Do Via Toda địch, Nish xuất báo Giáo đục, 1994)
Ghi cha: Tương vag với 100 dou vị awa wea lục địa co 38 don vy dong chiy mar ra dita:
1 doe vị chây agi ra Điển, 6) dou vị bóc bow từ lục dja: noomg img có 425 dou Vị mum Xưởng
Gu: dương và 434 đơn vị Doe bởi tứ đại đương
Sự phân bố theo không gian rất không đều Trên trái đất có vùng có lượng mưa kháphong phú, nhưng lại có những vùng khô hạn Các vùng nhiều mưa (lượng mưa > 2000
mm trong năm) trên thé giới phân bé như sau:
* Châu A: Việt Nam (trừ một số ving như châu thé Cửu Long, Cao Bằng, Lạng
Sơn ), Inđônêxia, Philipin, Nhật Ban, Malaixia, Campuchia v.v ).
Một trong những đặc thù quan trọng nữa là: Nguồn nước có trữ lượng hang nămkhông phải là vô tận, sự biến đổi của nó không vượt qua một giới han nào đó và không phụ
thuộc vào mong muốn của con người
Nước thưởng phân bố không đều theo không gian và thời gian, dẫn đến sự không phủhợp giữa tải nguyên nước và yêu cầu sử dụng của con người Tài nguyên nước được đánh giá
bởi ba đặc trưng quan trọng: lượng, chất lượng vả động thái của nỏ:
+ Lượng nước: tổng lượng nước sinh ra trong một khoảng thời gian một năm hoặc một
thời kỳ nào đó trong năm Nó biểu thị mức độ phong phủ của tải nguyên nước trên một vùng
lãnh thỏ
7 GVHD: TRAN TH] LOC
Trang 16KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM 05/2010
+ Chat lượng nước: bao gém các đặc trưng vẻ hàm lượng của các chất hoa tan va
không hoa tan trong nước (có lợi hoặc có hại theo tiêu chuẩn sử dụng của đổi tượng sử dụng
nước).
* Động thai của nước được đánh giá bởi sự thay đôi của các đặc trưng dòng chảy theothời gian, sự trao đổi nước giữa các khu vực chứa nước, sự vận chuyên và quy luật chuyển
động của nước trong sông sự chuyên động của nước ngầm các quá trình trao đôi chất hoà
tan, truyền mặn v.v Nguồn nước trên thẻ giới là rất lớn, nhưng nước ngọt mới là yêu cầu cơ
ban cho hoạt động dân sinh kính tế cua con người, Nước ngọt trên thé giới ở dạng khai thắcđược có trữ lượng không lớn, chiếm khoảng trên dưới 1% tổng lượng nước có trên trái đất
Khi sự phát triển dân sinh kinh tế còn ở mức thấp, nước chỉ mới được coi la môi trường cầnthiết cho sự sống của con người
Trong quá trình phát triển, cảng ngảy cảng có sự mắt cân đổi giữa nhu cầu dùng nước
và nguồn nước Dưới tác động các hoạt động kinh tế xã hội của con người, nguồn nước ngày
cảng có nguy cơ bị suy thoái và cạn kiệt, khi đó nước được coi là một loại tài nguyễn quỷ
cần được bảo vệ va quản lý Các luật nước ra đời và cùng với nó ở mỗi quốc gia đều có một
tô chức dé quan lý nghiêm ngặt loại tai nguyên nảy
1.L2 Đặc điểm chung về tài nguyên nước của Việt Nam
Nước ta là một trong những nước có tải nguyên nước phong phú trên thé giới, cũng là nước có trữ lượng nước đổi đào ở khu vực châu A Việt Nam có 16 lưu vực sông có diện
tích lưu vực lớn hon 2.000 km’, trong đó có 10 lưu vực có điện tích lớn hơn 10.000 km’, đó
là các sông: Hồng-Thái Binh, Bằng Giang-Ky Cùng, Ma, Cả, Thu Bén, Ba, Đồng Nai, Cửu Long, Srêpok, Sê San Theo thống kê chỉ có hai sông lớn là sông Thu Bên và sông Ba có
toàn bộ diện tích tập trung nước nằm trọn vẹn trên lãnh thể Việt Nam Hau hết các sông có cửa sông đổ ra bờ biển thuộc lãnh thé Việt nam (trừ sông Bằng Giang-Ky Cùng, sông Sẽ San
và sông Srêpok).
1.1.21 Tài nguyên nước mặt
Việt Nam là một trong những nước có hệ thong sông ngòi chẳng chit la một trang tháithuận lợi cung cấp nguồn nước mặt Tổng lượng nước binh quân hàng năm chảy trên cácsông suối Việt Nam kẻ cả tir ngoài lành thỏ chảy vào theo số liệu đánh giá của WB và UNDP
(Việt Nam - Đánh giá tông quan ngành thủy lợi, Báo cáo chính do WB, ADB, FAO, UNDP,
NGO và IWRP lập, 1996) la 879 ty mỉ, trong đó 75% lượng nước nay thuộc lưu vực sôngHong va sông Mê Kông Theo kết quá nghiên cứu của đẻ tải KC-12 (1995) con số này là 835
GVHD: TRAN THỊ LOC
Trang 17KHÓA LUẠN TÓT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM | 05/2010
ty m` So với các nước ling giéng, lượng nước có dùng trên đầu người (bằng lượng nước
chảy hàng năm của một nước chia cho dain số) ở nước ta thuộc loại cao trong khu vực
Tinh trạng 6 nhiễm nước mặt trong những nim gần day gia tăng theo nhịp điệu pháttrién công nghiệp Tinh trạng 6 nhiễm nguồn nước mặt rồ ring nhất ở các khu đồ thị như HaNội, Thành phó Hỗ Chí Minh, Tốc độ phát triển kinh tế cao là nguy cơ làm xấu đi chất lượngnguồn nước trên các sông suối
1.1.3.2 Tài nguyên nước ngầm
Trữ lượng nước ngằm ở Việt Nam khả phong phú Tuy nhiên, do có lượng nước mặtkhá phong phú nên nước ngằm chưa được khai thác nhiều Lượng nước ngằm được khai thácchiếm ty lệ vào khoảng 29% trữ lượng nước ngầm và chiếm khoảng 14% tông lượng nước
ngằm có thé khai thác được Việc khai thác nước ngầm chủ yếu tại các thành phó lớn như Hà
Nội va Thành phó Hồ Chi Minh Tại đây, nước ngầm được khai thác cung cấp 30% nhu cầunước ở thành phố Nói chung, chất lượng nước ngằm rất tốt Tuy nhiên, do ô nhiễm nguồn
nước mặt và tỉnh trạng khai thác không hợp lý có thể làm xấu đi chất lượng nguồn nước
ngam trong tương lai.
1.2 Tổng quan về nước thải [2]
1.2.1 Sự ô nhiễm nước
Nước tự nhiên là nước được hình thành cá số lượng và chất lượng dưới sự ảnh hưởng
của qua trình tự nhiên, không có tác động của nhân sinh Do tác động của nhân sinh, nước tự
nhiên bị nhiễm bản bởi các chất khác nhau dẫn đến kết quả là làm ảnh hưởng đến chất lượng
Các khuynh hướng thay đổi chất lượng nước dưới ảnh hưởng các hoạt động của con
- Giảm độ pH của nước ngọt do ô nhiễm bởi H;SO;, HNO; từ khí quyền, nước thải
công nghiệp tăng hàm lượng SO;Ÿ và NO; trong nước
- Tăng ham lượng các ion Ca, Mg, Si trong nước ngắm va nước sông do nước mưa
hòa tan, phong hóa các quặng cacbonat.
- Tăng hàm lượng các ion kim loại nặng trong nước tự nhiên, trước hết là Pb, Cd, Hg,
As, Zn va các nhóm anion PO,”, NOy, NOY
- Tăng hàm lượng các mudi trong nước bẻ mặt và nước ngằm do chúng đi vào môitrưởng nước tử nước thái, khi quyền va chat thai ran
GVHD: TRẢN THỊ LỌC
Trang 18KHÓA LUẬN TOT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM 05/2010
Các chỉ tiêu quan trong can được xem xét trong cap nước là pH, độ trong độ cứng,
hàm lượng sắt, mangan vả chi số ecoli
Các tinh chất đặc trưng của nước thái công nghiệp bao gồm pH, ham lượng chất ran,như cau oxi sinh hóa BOD, nhu cau oxi hóa học COD, các dạng nite, photpho, dau mở, mùi,
mau, các kim loại nang
Việc thai nước thải chi qua xử lý bằng phương pháp thông thường đã đây nhanh qua
trình phú dường do sự phát triển bùng nó của tảo và các thực vật khác, làm giảm chat lượngnước, cán trở việc sử dụng lai nguồn nước va các hoạt động nghí ngơi giải trí
1.2.2 Phân loại và các đặc tính của nước thải
Thông thường nước thải được phân loại theo nguồn phát sinh Đây cùng là cơ sở cho
việc lựa chọn phương pháp và công nghệ xử lý Nước thải được phân làm các dạng dưởi đây:
-Nước thải sinh hoạt: nước thải từ các khu dân cư, khu hoạt động thương mại, công
sở, trưởng học và các cơ sở tuơng tự khác.
-Nước thải công nghiệp (nước thai sản xuất): là nước thai từ các nhà máy đang hoạt
động, có cả nước thai sinh hoạt trong đó nhưng nước thải công nghiệp là chủ yêu.
-Nước thắm qua: đây là nước mưa thắm vào hệ thống cổng bang nhiều hình thức khác nhau qua các khớp nói, các ống có khuyết tật hoặc thành hé ga hay hố chôn người.
-Nước thải tự nhiên: nước mưa được xem là nước thải tự nhiên Ở những thảnh phố
lớn, nước thải tự nhiên được thu gom theo một hệ thông thoát nước riêng.
-Nước thải dé thị: là tổng hợp tất cả các loại nước thải ké trên
Theo quan điểm quan lý môi trường, các nguồn gây 6 nhiễm nước còn được phân
thành hai loại: nguồn xác định và nguồn không xác định.
-Nguén xác định: bao gồm nước thải đô thị va nước thải công nghiệp, các cửa xả
nước mưa vả tất cả các nguôn thải vào nguồn tiếp nhận nước có tổ chức qua hệ thông cống
Trang 19KHÓA LUẬN TOT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM a 05/2010
Các nguỏn xác định thường có thé định lượng và kiếm soát trước khi thái, ngược lại
các nguồn khong xác định thưởng rat khó quản lý Nguồn 6 nhiễm không xác định thường
gây ra các van đẻ sau:
- Xỏi mon dat va vận chuyên sa lắng dẫn đến hậu quá là thay đôi chỗ ở va gây anh
hương xâu đến các loài thuy sinh vat, lap day các dòng sông, hò chứa gây khó khăn, tang chi phi cho việc xứ ly nước và giảm chất lượng nước cho mục dich sử dung.
- Các chất định dưỡng như nươ, photpho giải phóng tử phân bón, chat thai động
vật kích thích sự phát triển của thực vat vả vi khuẩn trong nước dẫn đến hiện tượng phi đưỡng.
- Tích tụ các kim loại nặng như kẽm đồng, thủy ngân tir các chất được sử dụng
trong bảo vệ thực vật, sơn, hàn chỉ và nhiều quá trình khác.
- Các hóa chất độc hại: chu yếu là thuốc bao vệ thực vật
- Ngoài ra, nước chảy trôi trên bề mặt đất qua các khu vực chăn nuôi gia súc, có
thể chứa lượng lớn chất thải động vật sẽ làm tăng nông độ các chất hữu cơ và chất rắn lơ
lửng, gây ô nhiễm môi trường nước.
1.2.3 Một số các thông số hóa học quan trọng của nước thải
Bảng 1.2: Thành phần hóa học đặc trưng của nước thải và nguồn phát sinh
-Các chất hoạt động bẻ mặt _' -Các chất thai sinh hoạt va san xuất-Các chất khác -Phân rã tự nhiên của các chất hữu cơ
-Nước thai sinh hoạt, nước cap sinh hoạt, qua
trình thắm của nước ngam
-Nước thai sinh hoạt, nước cấp sinh hoạt, quá
Trang 20KHÓA LUAN TOT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM | 05/2010
trinh m củanước ngắm,các chất làm
nước
-Các kim loại nặng -Chat thái công nghiệp
-Nito “Nước thai sinh hoạt va công nghiệp
-Nước thải công nghiệp
~Nước thải sinh hoạt va công nghiệp
-Nước thải sinh hoạt, nước cấp sinh hoạt va
công nghiệp
-Các chất thải công nghiệp
-Phân hủy các chất thải sinh hoạt, sự thắm của
nước bẻ mắt
-Lưu huỳnh
-Các chất độc
-Các khí: H;§, CH¡, Oy
Bảng 1.3: Các thành phần quan trọng trong nước thải
pat ran lơ lửng có n đến tăng khả năng lắng bùn
va điều kiện ky khí khi thải nước thai không qua xử lý vào
môi trưởng nước
-Các chất hữu cơ |-Gồm protein, cacbohydrat và chất béo Các chất hữu cơ
phân hủy sinh học phân hay sinh học được do bằng chỉ tiêu BOD và COD.
Nếu thai chúng trực tiếp vào môi trưởng; quá trình ổn địnhsinh học của chúng có thể dẫn đến giảm lượng oxi trong
nước tự nhiên vả là nguyên nhân gây mùi hôi khó chịu.
Cac nhân tố gây | -Coliform và các vi khuẩn gây bệnh khác trong nước thải là
bénh nguyên nhân gây ra các bệnh vẻ nước.
-Các chất dinh dưỡng | -Nitơ va photpho là những chất dinh dưỡng quan trọng cho
sự phát triển của sinh vật Khi thải chúng vao môi trường nước, các chất dinh dưỡng này có thé dẫn đến sự phát triển
của các sinh vật ngoài ý muốn (phủ dưỡng hóa) va làm 6
nhiém nước ngầm.
-Các chất hữu cơ trơ | -Không bị phân hủy bởi các phương pháp xứ lý thông
Trang 21KHÓA LUẬN TOT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM a 05/2010
——ˆ
thường Ví dụ điển hình là các chất hoạt động bẻ mặt,
phenol và một số hóa chất trong nông nghiệp.
-Kim loại nặng -Nhiém vao nước do hoạt động công nghiệp, can được khử
ra khói nước thai.
-Các chất vỏ cơ hỏa | -Các thành phan võ cơ như canxi, natri, sulfat có mặt trong
tan nước thai sinh hoạt Nếu nước thai muốn sử dụng lại thi
phái khử bo chúng.
Mỗi loại chất trên déu có thé được phan loại tiếp trên cơ sở tính bay hơi của chúng
ở nhiệt độ 55°C Phần hữu cơ sẽ bị oxi hóa thành khí, phần vô cơ còn lại là phan tro.
1.2.4 Các đặc tính hóa học của nước thải
1.3.4.1 Các chất hữu cơ có thé bị phân hủy sinh học
Trong nước thải có mức ô nhiém trung bình, khoảng 70% chat rắn lơ lửng và 40%
chất rắn qua lọc là chất hữu cơ Trong các chất hữu cơ cỏ trong nước thai, protein chiếm 40
-60%, cacbohydrat chiếm 25 - 50%, dầu mỡ chiếm 10% Đôi khi còn chứa các chất hữu cơ
tổng hợp như các chất tạo bọt, chất hữu cơ bay hơi, các loại thuốc trừ sâu đa số các chất
này phân hủy rất chậm bằng con đường sinh học.
Mức độ ô nhiễm chất hữu cơ được biểu thị bằng các thông số nhu cầu oxi sinh hóa, nhu cầu hóa học, tống cacbon hữu cơ.
1.3.4.2 Chất tạo bọt (Foam-producing matter)
Các nước thải từ nhà máy hóa chất chứa các chất tạo bọt, đây là một dạng ô nhiễm
dé phát hiện và gây phan ứng mạnh của cộng đồng lân cận
1.2.4.3 pH của nước thải
pH nước thải có ý nghĩa quan trọng trong quá trình xử lý Các công trình xử lý
nước thải sinh học làm việc tốt ở pH nằm trong giới hạn từ 7 -7,6 pH cũng ảnh hưởng đến
quá trình tạo bông cặn của các bể lắng bằng phẻn nhôm Nước thải sinh hoạt có pH nằm
trong khoảng 7,2 - 7,6, trong khi đó chất thải công nghiệp cỏ pH rat khác nhau phụ thuộc
vảo từng loại công nghiệp.
Các xí nghiệp sản xuất có thẻ thái ra nước thái có tính acid hoặc kiểm rất cao
chang những làm cho nguồn nước không còn hữu dụng đổi với hoạt động giải trí như bơi lội,chèo thuyền mà còn ảnh hướng đến hệ sinh vật Nồng độ acid sulfuric cao sẽ lam ảnh hướng
GVHD: TRAN THỊ LỌC
Trang 22KHÓA LUẬN TOT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM 4 05/2010
đến mắt của người bơi lội vùng nước này, ăn mòn thân tàu thuyền, hư hại lưới đánh cá.
Nguôn nước lân cận một số xi nghiệp có thé có gid trị pH thấp đến 2 hoặc cao đến 11; trong
khi cá chi có thé tôn tại trong mỏi trưởng có 4,5 < pH < 9,5 Hàm lượng NaOH cao thường
phát hiện trong nước thải ở các xi nghiệp sản xuất bột giặt, thuộc da, nhuộm vải sợi NaOH
ở nông độ 2Sppm đã có thé làm chết cá.
1.2.4.4 Các dưỡng chất (Nite, photpho) - Muối
Nhiều xí nghiệp, nha máy có nước thái chứa hàm lượng mudi kha cao; ngoài ra 6 các nước ôn đới người ta còn dùng mudi dé rải lên mặt đường vào mùa đông va sau đó mudi
lại bị rửa trôi vào hệ thống cổng rằnh Ham lượng muối cao sẽ làm cho nguồn nước không
còn hữu dụng cho mục đích cắp nước hay tưới tiêu, làm hoa màu bị thiệt hại va ô nhiễm đắt.
Các loại mudi khoáng Ca, Mg còn làm cho nguồn nước bị cứng, đóng cặn đường ống gây
thất thoát áp lực trên đường ống Nước cứng sẽ làm ảnh hướng đến nhuộm vai sợi, sản xuất
bia va chất lượng của các sản phẩm đóng hộp Nước cứng còn đóng vảy trong các đường ống
của lò hơi làm giảm khả năng truyền nhiệt Magie sunfat gây số nhẹ ở người, ion clorua làm
tăng độ dẫn điện của giấy cách điện, ion sắt gây các vết bắn trên vải sợi và giấy, cacbonat tạovảy cứng đóng trên đậu Hà Lan trong quá trình chế biến và đóng hộp chúng
Các loại muối chứa nitơ và photpho làm cho tảo phát triển nhanh gây hiện tượng tảo nở hoa ảnh hướng đến hệ thủy sinh vật và mat mỹ quan.
1.2.4.5 Các kim loại độc và các chất hữu cơ độc
Nước chảy tràn qua khu vực sản xuất nông nghiệp cỏ chứa dư lượng thuốc trử sâu
và thuốc trừ cỏ trong khi chảy tran ở các khu đô thị chứa chi và kẽm (chỉ từ khói xe ôtô, kẽm
từ việc bao mòn các lốp xe) Nhiều ngành công nghiệp thải ra các kim loại và các chất hữu
cơ độc khác Các chất nay có kha năng tích tụ và khuếch đại trong chuỗi thức an, do đỏ cần
phái được quan lý tốt Ham lượng clorua 4000 ppm gây độc cho cá nước ngọt, ở nồng độ
Sppm Cr°” gây độc cho cá Đồng ở hàm lượng 0,1-0,5% đã gây độc cho vi khuẩn và một số
vi sinh vật khác P;O ở nông độ 0,5ppm gây trở ngại cho quá trình tạo bông cặn và lắng
trong các nhà máy nước cấp Phenol ở nồng độ Ippb đã gây nên vấn dé cho các nguồn nước
10 | GVHD: TRAN TH] LOC
Trang 23KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM a 05/2010
Chương 2:
TONG QUAN VE NITƠ, NITRIT, MUÔI DIAZONI
VA CHAT MAU AZO.
2.1 Téng quan vé Nito (Nitrogen)
2.1.1 Giới thiệu chung
Nito là nguyên tổ quan trọng trong dat, nước, khí quyên va là thành phan dinh
dưỡng can thiết cho sự tồn tại và phát triển của các loai động thực vật trên trải đất Tính chất
hóa học cua nitơ rit phức tạp do có nhiều số oxi hóa thay đối từ (-I11) đến (+V)
mo tf H Mm Ww V
NH; N; NO NO NO, NO; NO:
Ba dạng nito kết hợp với nước tạo thành các ion vô cơ vả có thé đạt đến nòng độ
rất cao như sau:
NH;+ H;O —= NH.'+OH.
N;O; + H;O — 2Hˆ+ 2NO;
N;O, + H;O — 2H’ + 2NOy
Các dạng oxi hóa khác của nitơ là N;, N;O, NO va NO; tồn tại ở dang khí Nito là
thanh phan cấu tạo của nhiều chất hữu cơ Dạng khử N (IIT) là nguyên tổ chính cấu tạo của
protein, amino acid và nucleic acid.
Nitơ trong nước có thể xảy ra các quá trình biến đổi như sau:
Protein + NH, —> NO; — NO; — N,
- Nếu trong nước chứa hau hết các hợp chất nitơ hữu co, ammoniac và NH,OH, thi
chứng tỏ nguồn nước mới bị ô nhiễm, NH, trong nước sẽ nhiễm độc đến cá và các sinh vật
chóng bị khử thành nito tự do giải phóng ra khỏi nước.
2.1.2 Tam quan trọng của nite trong môi trường(1) Trong môi trưởng không khi
Trang 24KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM 05/2010
Có ba vin để môi trường quan trọng liên quan đến các loại nitơ trong không
khí la các hiện tượng:
- Sương khỏi va quang hóa
- Sự nóng lên toản cầu
- Thing tang ozon
(2) Trong môi trường nước
- Chí thị chat lượng nước
Nitơ trong nước tồn tại các dang NH), NOy, NO; Khi nông độ NO; trong nước
uống vượt giới hạn 45mg/1 sẽ gây độc hai với người vì khi vào cơ thé trong điều kiện thích
hợp ở hệ tiêu hóa chúng sẽ chuyên hóa thành nitrit, kết hợp với hồng cau tạo thành chất
không vận chuyển oxi gây bệnh xanh xao thiếu máu.
Trong quá trình khử trùng nước, clorin dư sé phan ứng với NH, tạo thành NH;C]
(cloramin) là hợp chất gây bệnh ung thư Nông độ giới hạn của NH; trong nước là 0,2 mg/l,
NH," là 3mg/1 Nong độ thông thường của các dạng nitơ trong nước thải sinh hoạt: NH," =
25mg/1; N-hữu co = 25mg/1; NO; = 0mg/1.
N(mẹh
Nitơ là nguyên tô dinh đường quan trọng cho sự phát triển của táo Do đỏ việc phân tích
ham lượng nitơ trong nước thai đã được hoặc chưa được xử lý trước khi thải ra môi
trường rat quan trọng.
12] : GVHD: THỊ LỌC
Trang 25KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM 05/2010
- Quá trình chuyển hóa dị dường của ammonia thành nitrat và nitrit làm giảm oxi
hòa tan trong nước Trong xử lý nước thải bằng phương pháp phân hủy hiếu khí phải tính
đến lượng oxi cần cung cấp cho sự oxi hóa của nitơ.
- Nitơ rất cần cho sự phát triển của vi sinh vật, can tính lượng nitơ can thiết được
thêm vào để làm tăng hiệu quả của hệ thống xử lý Ngoài ra lượng nitơ còn lại trong bùn thải
là một trong những yếu tô quyết định hiệu quá làm phân bón của bùn thai sau xử lý
21.3 Chu trình Nite
|Hình 2.1: Chu trình nitơ
Từ chu trình Nitơ, khí quyển đóng vai trò quan trọng trong việc nhận các nguồn nito từ sự phóng điện, vi khuẩn - tảo có định nito, qua trình đốt cháy
Nitơ bị oxi hóa thành NO bởi tác đụng của bão điện từ, NO sẽ bị oxi hóa thành
NO, bởi sự hiện diện của Ozon trong không khí NO, sẽ bị khử trở lại thành NO bởi quá trình
quang hóa
Quá trình đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch (động cơ đốt trong của ôtô) cũngchuyên hóa N; thánh NO va NO) Các phản ứng tiếp theo trong khí quyển sẽ oxi hóa NO;thánh N;O N;O; sẽ liên kết với nước trong không khí tạo thành nitrat (NO; ) của acid nitric
(HNO)) Đây là một trong những nguyên nhân gây ra mưa acid Nitrat cũng được tạo ra từ
quá trình oxi hóa trực tiếp nitơ hoặc ammonia từ phân bón hóa học Nitrat đóng vai trò quan
13 GVHD: TRẤN THỊ LỘC
Trang 26KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM | 05/2010
trọng cung cắp ngudn dinh dưỡng cho cây wong và được hip thu dé chuyển hóa thành
protein (nitơ hữu cơ).
NO; + CO, + thực vật xanh + ánh sáng mat trời =» protein
Ngoài ra nitơ trong khí quyền được chuyển hóa thành protein bởi sự tham gia của
vi khuẩn cổ định đạm Cyanobacteria, một loài vi khuẩn có nhiều đặc điểm giống tảo
Nạ + Vị khuẩn cố định đạm — protein Ammonia (NH ) và hợp chất ammonium (NH,`) chứa trong urea là nguồn dinh
đường được dùng dé bén cho đất cung cấp nguồn nito cho cây trồng chuyển hóa thanh
protein.
NH, + CO; + thực vật + ánh sáng — protein
Thực vật và con người không có khả năng chuyển sử dụng nitơ va các hợp chất vô
cơ dé tổng hợp thành protein ma phái dựa vào động vật khác Trong cơ thé động vật, protein
được sử dụng với một lượng lớn cho sự phát triển và hình thành tế bào mới Cùng với quátrình sử dụng, các hợp chất nitơ được thải ra trong suốt quá trình sống Urine là hợp chất
chứa nitơ được thai ra qua quá trình phân giải protein Urine (urea) nhanh chóng bị thủy
phân tạo thành ammonium cacbonat Quá trình vi khuẩn phân hủy xác động thực thực vật sẽtrả về nguồn nitơ cho đất dưới dạng NH;
Ammonia được giải phóng từ quá trình phân hủy urea và protein được thực vật sử
dụng dé tông hợp nên protein cho tế bao Khi nguồn cung cấp ammonia nhiều hơn nhu cau
sử dụng của thực vật, ammonia sẽ được sử dụng bởi vi khuẩn nitrat hóa tự đường Vi khuẩn
Nitrosomonas sé chuyên hóa ammonia thành nitrit (NO; ) dưới điều kiện hiểu khí
Trang 27KHÓA LUAN TOT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM | 9
Nitrat được hình thành cung cấp chất dinh dường cho đất Khi nitrat trong đất thừa, nó sé thắm vào nước bớt vi đất không có khả năng lưu giừ nitrat Quả trình này sẽ làm gia ting nông độ nitrat trong nước ngằm Dưới điều kiện yếm khi nitrat sẽ bị khử thanh nitrit, quá trình khử tiếp tục xảy ra chuyên hóa nitrit thành N; và được giải phóng vào khí quyền.
Quá trình này lam mắt chất dinh dưỡng của phân bón cho đất nhất là khi điều kiện yếm khí
xảy ra [3]
Ngoài các nguyễn tổ kim loại nặng có mặt trong nước, các thành phan vỗ cơ khác
cũng rất quan trong, đặc biệt là các thành phan trong chu trình chuyển hóa nitơ Nitrit, nitrat,amoni là những ion xuất hiện một cách tự nhiên, lượng nitrat trong nước bẻ mặt và nước
ngam thường chi vải miligam trong một lit vả người ta đã ghi nhận sự gia tăng nòng độ nitrat trong nước ngam gây nên do thâm canh Nitrit có thé xem là hợp chất trung gian của quá trình oxi hóa amoni thành nitrat, việc loại bỏ các hợp chất chứa nitơ cũng hết sức phức tạp,
do vậy cũng cần phải có một nghiên cứu sâu hơn, để xử lí nước nhiễm các thành phần chứanitơ đảm bảo chất lượng nước cho người sử dụng [9]
2.2 Tổng quan về Nitrit — Các phương pháp xác định nitrit
2.2.1 Téng quan về Nitrit
2.2.1.1 Giới thiệu [5]
Nitrit là mudi của acid nitro HNO;.
lon nitrit có cầu trúc gấp khúc do nguyên tử nitơ có cặp electron tự do Nguyên tử
nitơ ở trạng thái lai hóa sp”, trong đó cặp electron tự do chiếm một obitan lai hóa, hai obitan
lai hóa còn lại tạo thành hai liên kết o với hai nguyên tử oxi Obitan p không lai hóa của nito
và obitan p của oxi tạo thành liên kết x, làm cho độ bội của liên kết N-O lớn hơn một.
lon nitrit có tính oxi hóa mạnh do kém bền vả có số nguyên tử oxi bẻ nên nguyên
tử nitơ ít bị che chan hon, do đó nó tham gia phan img dễ dang hơn.
Các muỗi nitrit bền nhiệt hơn HNO, và có thé tồn tại độc lập Phần lớn các muỗi
nitrit tan tốt trong nước Trong môi trường axit, mudi nitrit có tinh oxi hoá và tính khử nhưaxit nitro Acid nitro cũng như muối NaNO) được dùng rộng rãi trong công nghiệp hoá học,
nhất là công nghiệp phẩm nhuộm azo.
Các nitrit được điều chế bằng cách khử các nitrat ( bằng C, Fe hoặc Pb ) ở nhiệt độ
2.2.1.2 Độc tính [22]
15] —— GVHD: TRAN TH] LOC
Trang 28KHÓA LUẬN TOT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM | 05/2010
NO, khi vao cơ thé người tham gia phản ứng khử ở da dày và đưởng ruột do tác
đụng của các men tiêu hoá sinh ra NO, Niưit sinh ra phan ứng với Hemoglobin tạo thành
methaemoglobinema làm mất kha nảng vận chuyến oxigen của Hemoglobin
Thông thường Hemoglobin chứa Fe””, ion nay có khả nắng liên kết với oxi Khi có mặt NO,
nó sẻ chuyên hoá Fe” làm cho hỏng cẩu không làm được nhiệm vụ chuyên tai O; Nếu duy
trì lâu sẽ dẫn tới tử vong.
4HbFeÌ'(O;) + 4NO; + 2HO > 2HbFe'” + OH + 4NOy + O;
Sự tạo thành methaemoglobinemia đặc biệt thấy rõ ở trẻ em Trẻ em mắc chứng bệnh này
thường xanh xao ( bệnh Blue baby ) và dé bị đe doa đến cuộc sống đặc biệt là trẻ đưới 6
tháng tuôi.
Ngoai ra, nitrit kết hợp với các acid amin trong thực phẩm làm thành một họ chat
nitrosamin Nitrosamin có thé gây tôn thương di truyền tế bảo - nguyên nhân gây bệnh ung
thư Những thí nghiệm cho nitrit vào thức ăn, nước uống của chuột, thỏ với hàm lượngvượt ngưỡng cho phép thi sau một thời gian thấy những khối u sinh ra trong gan, phổi, vòm
Các amin bậc ba trong môi trường axit yếu ở pH = 3- 6 với sự có mặt của ion nitrit
chúng dé dang phân huy thành aldehyd va amin bậc hai Sau đó amin bậc hai tiếp tục chuyển
thành nitrosamin.
2.2.2 Các phương pháp xác định nitrit
2.2.2 1 Phương pháp thé tích
Phương pháp nay có thé xác định được nitrit dựa trên cơ sở oxi hoá nitrit thành
nitrat khi đủng thuốc thử KMnO, Điểm cuỗi của quá trình chuẩn độ được nhận biết khi xuất
hiện màu hỏng nhạt của KMnO, ( có thé áp dụng phương pháp chuẩn độ trực tiếp hay chuẩn
độ ngược).
Phương trinh chuẩn độ:
16Ï ———— — —— GVHD: TRAN THỊ LOC.
Trang 29KHÓA LUẬN TOT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM 05/2010
2MnO, + §NO; + 6H" > 2Mn”" + SNO, + 3H;O
Tuy nhiên, trong môi trưởng acid ion NO, bị phân huỷ thành NO va NO; theo phương trinh:
NO, +H" + HNO; > NO + NO; + H;O
Do đó can đảo ngược thứ tự phan ứng ( nhỏ từ từ dung dich NO; vào dung dịch
MnO, trong môi trường acid).
Phương pháp này có độ nhạy không cao và tính chọn lọc kém vì trong dung dịch
có nhiều ion có kha năng bị MnO¿ oxi hoa.
Vi dụ: Nếu chuẩn độ chậm dung dịch nitrit đã được axit hoá bằng dung dịch
KMnO, thì sẽ thu được kết quả thấp do acid nitro không bên dé bay hơi Ngoài ra oxi không
khí cũng oxi hoá nitrit thành nitrat Do đó, nên thêm chính xác dung địch nitrit từ burette vào
dung dịch KMnO; đã được acid hoá cho đến khi mắt màu dung dịch Nhưng ion NO; phản
ứng chậm với MnO¿, do đó có thé xay ra sự phân huỷ NO, trước khi phản ứng với MnO,.
2.2.2 2 Phương pháp phân tích khỗi lượngNitrit có thé tạo thành muối khó tan với 2,4-diamino 6-oxipiridin là 2,4-diamino-
5-nitroso-6-oxipiridin, Say khô muối ở nhiệt độ 1200-1400°C rồi xác định trọng lượng của
muối Phương pháp phân tích này hầu như ít được nghiên cứu vì thời gian phản tích quá dài,
không thích hợp khi cần phân tích nhanh
Ngoải ra, người ta còn xác định nitrit bằng phương pháp gián tiếp dựa trên phản
ứng:
3HNO; + AgBrO; > AgBr + HNO;
Lọc lay kết tha AgBr, đem rửa bằng dung dịch H;SO,(1:4) và sấy ở nhiệt độ
850-900°C rồi dem cân Từ lượng AgBr kết tủa ta tính được NO, có trong dung dịch Phương pháp này chi áp dụng với những mẫu có chứa lượng lớn NOY’.
2.2.2 3 Phương pháp cực phổ
Nitrit là anion có hoạt tính cực phô Khi xác định nitrit bằng phương pháp cực phổ
dùng nên LaCl; 2% và BaCl; 2% thi nitrit cho sóng cực phổ ở 1,2V so với anot thuỷ ngân.Nếu dùng nén là hồn hợp đệm citrat 2M cé pH = 2,5 thi giới han phát hiện 1a 0,225 ppm
NO;.
Nếu dùng nên là hon hợp KCI 02M + SCN’ 0,04M + Co 210M ở
pH = 1-2 thi sẽ cho một pic cực pho xung vi phân rat rõ khi có mặt ion NOY Pic xuất hiện ở
thê - 0,5V ( so với điện cực calomen bão hoa) và chiều cao pic tỉ lệ với nông độ của ion NO}.
Trang 30KHÓA LUAN TOT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM | 05/2010
Có thẻ xác định NO; bảng cách chuyên nó thành diphenyl nitrosamin Phản ứng được tiến
hành trong môi trường acid Khi xác định NO; trong mẫu người ta thêm 5ml dung dịch nên
(gdm 4.86g KSCN va 17,2ml HCIO, 70% trong một lít nước cắU, 1,25ml diphenylamin
( hoa tan 0,44g diphenylamin trong 400 ml aneol metylic thành một lit ) và 20ml mẫu Điều
chính pH từ 1- 2 bằng acid HCIO, nếu cân Đuôi không khí bằng dòng khí nito, sau đó ghipho xung vi phân tử - 0,2 đến - 0,8 V Thế đính pic xuất hiện ở - 0,52V
3.2.2 4 Phương pháp sắc kí lon nitrit phân tích bằng phương pháp sắc kí lỏng cao áp với pha động là acid
p-hidrobenzoic 8mM và Bis - Tris 3,2mM Hàm lượng nitrit có thé xác định được đến 10M.lon nitrit cùng có thé xác định được củng với các ion khác bằng phương pháp sắc kí ion Tuy
nhiên giới hạn phương pháp nảy chi xác định được 0,1 mg NO; / lit Mẫu được bơm vảo cột tách bằng van bom mẫu, nhờ pha động thích hợp dé qua cột tách Tại đây các cấu tử trong
hỗn hợp được tách ra khỏi nhau và xác định nhờ bộ detector thích hợp.
2.2.2 5 Phương pháp phân tích dòng chảy
Trong môi trường axit yếu, ion NO; phản ứng định lượng với thuốc thử
sunfanilamid và N ( 1- naphtyletylen diamin) tạo ra hợp chất màu azo hip thụ quang mạnhtại bước sóng 540 nm Nếu bơm mẫu và hệ FIA có dòng chất mang chứa thuốc thir nói trênthi có thé xác định được nồng độ của NO; trong mẫu nhờ detector hap thụ quang UV-VIS
tại bước sóng S40 nm.
2.2.2 6 Phương pháp trắc quang
Nitrit xác định bằng phương pháp trắc quang dựa trên cơ sở hình thành hợp chất
mau azo Nitrit phản ứng với amin thơm bậc một trong môi trưởng axit tạo thành muối diazo
ở giai đoạn trung gian, muỗi này khi tác dụng với hợp chất amin hay hidroxyl tạo thành hợpchất màu azo tương ứng, thích hợp cho phương pháp trắc quang
Nêu sử dung thuốc thử axit sunfanilic và a- naphtylamin thì phản img tạo màu xảy
Trang 31KHÓA LUẠN TÓT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM 05/2010
NH;
an Cà
Hos (_\-Nen» — Hos S-nend ) + 2H
i)
Cực dai hap thụ mau 6 520 nm pH = 2,0-2,4
Phương pháp nay có độ chọn loc cao Chi có một lượng rất lớn (thường gấp 100 lin) của
cloramin, clo, thiosunfat, natri poly photphat và sắt (III) thì sai số của phương pháp nảy là
10%.
Sau khi tim hiểu 6 phương pháp dùng dé xác định ham lượng nitrit trong nước, em
nhận thay phương pháp trắc quang là phủ hợp nhất vì có độ chính xác cao, dé thực hiện, phù
hợp với trình độ hiéu biết của ban thân vả điều kiện thiết bị của trường có thể đáp ứng được
khi thực hiện dé tải.
Sự điều chế muối diazoni hương phương từ arilamin còn gọi là sự diazo
hóa Phản ứng được thực hiện do tác dụng của acid nitrơ ( từ natri nitrit và acid proton ) lên
arilamin cho ra ion arendiazoni theo cơ chế sau đây:
Acid nirơ, HONO, được điều chế từ NaNO, va acid proton như acid
sulfuric, acid clohidric, sau đó sử dụng trực tiếp Trên thực tế người ta thường sử dung một lượng thừa acid để cho hén hợp có tinh acid mạnh tránh sự ghép cặp của muối
diazonium vừa tạo thành với chat nên la amin hương phương
Trang 32KHÓA LUẬN TOT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM | 05/2010
Sự điều chế phải được thực hiện ở nhiệt độ thấp tử 0 đến S°C ( vi phan ứng diazo
hỏa là một phản ứng phát nhiệt ) Muối diazoni bị phân tích chậm ở nhiệt độ cua nước đá,nên dung dịch mudi diazoni nên sử dụng ngay sau khi điều ché
Muối arendiazoni thường ít khi cô lập ở dạng tinh khiết, vì mudi diazoni khô thường không bẻn, phân hủy va gây nó dir dội.
2.3.3 Phan ứng
Các phan img chủ yêu của mudi arendiazoni có the chia ra lam hat loại:
-Phan img thé ( Ny bị khử đi )
-Phan img ghép cặp ( Ny được giữ lai trong sản phẩm ) Trong phạm vi dé tai chi quan tâm đến phan ứng ghép cặp với nhân hương phương
có mang nhóm thé tăng hoạt cho ra hợp chất cỏ màu mạnh gọi là hợp chất azo, Ar-N=N-Ar'
ArNy + Ar'G = —Ar-NeN-Ar'G
Nhóm thé tăng hoạt thưởng là amino hoặc hidroxi Phản ứng xảy ra theo co chế
thé thân điện từ hương phương Phan img hau như chỉ xảy ra tại vị tri para đối với nhóm thé
cho điện tử Khi vị trí para bị khỏa, phản ứng có thể xảy ra tại vị trí ortho
CÁ G#— cổ:
gỗ"
Mau của hợp chất azo thay đổi theo bản chất nhóm aryl, nhóm thé và pH của môi
trường Một số loại nhóm thế có nhiệm vụ giúp hợp chất azo tan được trong nước.
Dé phan ứng ghép cặp azo xảy ra tốt, môi trường phan ứng phải hơi baz Vi nếu có
tính acid thi các nhém amino va hidroxi sẽ bj proton hóa trở thành nhóm giảm hoạt Nhưng
nêu môi trường baz quá, muối diazoni sẽ phân hủy thành Ar-N=N-OH
Trang 33KHÓA LUẠN TÓT NGHIỆP SYTN.NGSYÊN HỮU NAM | 05/2010
2.4.2 Khái niệm về màu sắc, quan hệ giữa cau trúc và màu sắc
2.4.2.1 Khái niệm về màu sắc
Cảm giác về mau sắc của một chat nao 46 đỗi với mat là kết qua của sự hap thy
chon lọc ánh sang trắng doi vào chất đó nhờ có nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử mang mau.
Anh sáng trắng là ánh sáng hỗn hợp nhiều tia đơn sắc Mắt người chỉ có thé phan
biệt được và quan sắt được mau sắc trong vùng khả kiến ( từ 400-700nm ) Nếu ánh sáng
trắng chiếu vào một chất nảo đó mả bị khuếch tán hoản toàn hoặc cho đi qua hoàn toản các
tia khả kiến thì đối với mắt ta chất đó có màu trắng hoặc không màu Ngược lại nếu một chất hap thụ hoàn toàn tat ca các tia đơn sắc thì mắt ta thấy chất đó có màu đen Nếu sự hap thụ
chỉ xảy ra một phân thì chất hấp thụ sẽ có mảu Lúc đó mắt chỉ cảm nhận được những tia cònlại Như vay một chat hap thụ một tia nao đó thì mắt sẽ cảm nhận được mau phụ của mau đó
Mắt người không thể phân biệt được một cách chính xác sự hấp thụ như vậy.
Muốn nghiên cứu định lượng về màu sắc cần sử dụng quang phố hap thụ electron mà đại
lượng đặc trưng là À
Emax-2.4.2.2 Quan hệ giữa cau trúc của chất và màu sắc
Màu sắc của chất hữu cơ có quan hệ chặt chẽ với cau trúc của nó.
*Sy tăng chiều dài mạch liên hợp:
Sự tăng chiều dai mạch liên hợp dẫn đến sự thẩm màu và tăng cường độ màu
*Anh hưởng của nhóm thế:
Các nhóm thế ở đầu mạch liên hợp nếu làm tăng độ phân cực của mạch liên
hợp sẽ gây hiện tượng thẫm màu và tăng cường độ màu.
*Ảnh hưởng của không gian:
Các nhóm thế có hiệu ứng không gian lớn làm giảm tính đồng phẳng của mạch
liên hợp Nếu kích thước nhóm thé càng lớn cảng làm nhạt mau va cường độ màu càng giảm
* Ảnh hưởng của sự ion hóa phân tử:
Sự ion hóa phân tử do tác dụng với acid hoặc baz làm thay đổi sự phân cực của
phân tử Nếu lam tăng độ phân cực thi sẻ có hiện tượng thẫm màu va tăng cường độ mau
Ngược lại gây hiện tượng nhạt mau và cưởng độ mau cảng giảm
*Anh hướng của quá trình tạo phức với ion kim loại:
Sự tạo phức thưởng chuyển màu vẻ phía đậm hơn
Trang 34KHÓA LUẬN TOT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM | 05/2010
Chương 3:
CÁC PHƯƠNG PHÁP PHAN TICH QUANG HỌC
3.1 Đại cương về phương pháp đo quangPhân tích đo quang là phương pháp phân tích dựa trên tính chất quang học của chat can phân tích (nguyên tử, ion, phân tử, nhóm phân tử) như tính chất hấp thụ quang, tính
Anh sáng là những bức xạ điện từ có bước sỏng khác nhau hay lả đòng photon có
năng lượng khác nhau Những dao động điện từ quan trọng nhất trong phân tích đo quang
(trắc quang) có độ dai sóng như sau:
Độ đài sóng ánh sáng được đo băng don vị nanomet (nm): Inm = 10°mm = 10°m
Ánh sáng có bước sóng nhỏ hơn 200nm bị oxi trong không khí, hơi nước và nhiều
chất khác hap thụ, vi vậy chỉ có thé đo ở vùng bước sóng nhỏ hơn 200nm bằng thiết bị chân
không
Ánh sáng có bước sóng trong khoảng 200-400nm gọi là ánh sáng tử ngoại Trong
miễn phổ tử ngoại lại chia thành 2 miễn: miễn tử ngoại xa (200-300nm) và miễn tử ngoại
gần (300-400nm)
Ngưỡng nhìn thấy của miễn phổ tùy thuộc vảo từng người Thường người ta chấp
nhận miền phổ mắt thường nhìn thấy được là khoảng bước sóng 400-800nm và được gọi là
miễn phổ khả kiến
Ánh sáng có bước sóng khoảng 800-20.000nm được gọi là ánh sáng hồng ngoại Sự
hấp thụ của chất ở miễn phổ nay ít được dùng trong phân tích định lượng nhưng được dùng
nhiều để phân tích cấu trúc
3.1.2 Năng lượng của các photon ở các miễn phổ khác nhauNăng lượng E của một photon được biểu điển bằng phương trình Plank:
E=hv Trong đó:
Trang 35KHÓA LUAN TOT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM 05/2010
h: hing số Plank, bằng 6,62.10”'erg.s
v : tân số đao động điện từ
Ta có: v.2 = €
C : tốc độ ánh sáng có giá trị bằng 3.10'” cm/s
Trong phan tích quang phô hấp thụ người ta it dùng đại lượng tin số (s”) , ma thưởng
dùng số sóng (em), nd là số v bước sóng 2 trong lem Như vậy vA (cm) = 1 hay
v2 (nm) = 10”.
Người ta cũng thường dùng độ dài sóng 2 (am) trong phân tích trắc quang
Nẵng lượng cua photon phụ thuộc vao bước sóng A của nó.
E = he/d Biểu thức này cho thấy các photon ở miễn sóng cing ngắn thì năng
lượng cảng lớn.
3.1.3 Các kiểu tương tác của ánh sáng với vật chat
Một chat sau khi hap thụ năng lượng của các tia sáng ở miền kha kiến hay tử ngoại
làm kích thích hệ electron của phân từ Ở trạng thái kích thích, phân tử không bén vững Saumột thời gian rất ngắn (khoáng 10° s) phân tử lại trở vẻ trạng thái ban đầu và giải tỏa năng
lượng đưới 3 dang chủ yếu sau:
-Năng lượng giải tỏa gây ra biến đối hóa học của chất Quá trính giải ta này là
đổi tượng nghiên cứu của nhom ngành quang hóa Hiện nay các quá trình quang hóa còn it
được sử dụng trong phân tích đo màu Thường các quá trình quang hóa xảy ra làm giảm độ
chính xác của phép phân tích, nhiều hợp chất màu bị phân hủy dưới tác dụng của ánh sáng
Vi dy: sắt thioxianat trong điều kiện nhất định có thể tham gia phản ứng tự oxi hóa khử (dưới
tac dung của ánh sáng ) Fe”" chuyển sang Fe*” và 2SCN' chuyên sang (SCN); kết quả phứcFe(SCN); bị phá hủy, màu của dung dịch bị giảm đi Ngay cả những chất tương đối bền nhưnhôm hidroquinolat đưới tác dụng của ánh sáng cũng bị oxi hóa bởi oxi của không khí, kết
qua là độ hap thụ ánh sang ở bước sóng 2 = 395nm bị giám đi dang kẻ
-Nang lượng giải tỏa có thé thoát ra dưới dang anh sáng Do mat đi một phần nhất
định năng lượng kích thích có thể biến thanh nhiệt, nên năng lượng của photon bức xạ (phát
quang) nhỏ hơn năng lượng photon gây ra kích thích Kết quả là phổ phát quang bị chuyển
dịch về phía sóng dai hơn so với phổ hap thụ.
Sự phát quang của những phân tử bị kích thích có img dụng rộng rãi trong hỏa phân tích,
nó là cơ sở cla phân tích phát quang Bẻ rộng và hình dang của phố phát quang hau như
23 | —— GVHD: TRAN TH] LOC”
Trang 36KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM | 05/2010
không phụ thuộc vảo tần số ánh sáng kích thích (chi can tân số đủ lớn dé gây kích thích
được) Hiện tượng phát quang không những thay được với những chất trong dung dịch ma ca
với những chất hữu cơ ở thé khí Điều đó chứng tỏ rằng sự chuyên hệ clectron vẻ trang thaikhông kích thích chi phụ thuộc vào cấu trúc phân tử va những mức năng lượng nội tại đặc
trưng của phân tử.
-Trong đại đa số trưởng hợp, năng lượng hap phụ biến thành chuyển động nhiệt được
phân bố cho các mức năng lượng dao động của phân tử vả của solvat.
Như vay, phân tử hoặc ion có mau đã biến dao động điện tử thành chuyên động nhiệt củacác tiêu phân Cơ chế của quá trình chuyên hóa này rất phức tạp và chưa được nghiên cứusâu Vì vậy de đặc trưng cho quá trình hap thụ người ta thường sử dụng những hệ thức nhiệtđộng là những hệ thức không tùy thuộc vào cơ chế quá trình
Sự chuyên năng lượng hap thy của hệ electron thành chuyên động nhiệt là cơ sở của phân
tích phô hap thy phan tử, xác định nông độ chất phân tích theo độ hap thụ anh sáng.
3.2 Các phương pháp phân tích quang học
3.2.1 Phương pháp hap thụ phân tử
Các phương pháp nảy có điểm chung 14 dya trên phép đo lượng ánh sáng do phân
tử chất phân tích hap thụ Phương pháp hap thụ dựa trên phép đo lượng ánh sáng bị hp thụ
bởi các hạt huyền phù.
Tùy theo kĩ thuật thực hiện, các phương pháp hấp phụ phân tử lại chia thành
phương pháp so sánh cường độ màu dung dịch bằng mắt (phương pháp chủ quan) và phương
pháp đo sự hip thụ ánh sáng nhờ tế bảo quang điện và ghi nhận tính hiệu trên máy đo điện, phương pháp này còn gọi là phương pháp quang điện, các tín hiệu ghi được bằng phương
pháp nảy khách quan hơn phương pháp so sánh bằng mắt.
3.2.2 Phương pháp phát quang (huỳnh quang)
Dựa trên phép đo cường độ bức xạ do phân tử chất phát quang phát ra, dudi tác
dụng của năng lượng bức xạ rọi váo nó.
Trang 37KHĨA LUẬN TOT NGHIỆP SVTH: NGUYÊN HỮU NAM | 05/2010
Dựa trên sy hap thụ anh sáng của các nguyên tử tự do đối với các bức xạ cĩ bướcsĩng nhất định ứng đúng với những bức xạ mà nĩ cĩ thé phát ra trong quá trình phat xạ của
chính những nguyén tu do.
Ngồi các phương pháp trên, thuộc nhĩm các phương pháp phân tích quang hoc
cịn cĩ: phương pháp khúc xạ, dựa trên phép đo chiết xuất của chất nghiên cứu; phương phápphân cực, dựa trên sự phân tích gĩc quay của mặt phăng ánh sáng phân cực; phương pháppho hỏng ngoại; phương pháp phơ tia X; phương pháp pho Raman, [6]
3.3 Đại cương về phân tích trắc quang ( phân tích phổ hap thụ phân tir)
Phân tích trắc quang là tên gọi chung của các phương pháp phân tích quang học dya trên sự tương tác chọn lọc giữa chất cần xác định với năng lượng bức xạ thuộc vùng tử
ngoại, khá kiến hộc hồng ngoại Tương tác nảy xảy ra ở mức phân tứ, vi vậy phân tích trắcquang bao hàm nội dung của phân tích quang phế phân tử, nĩ khác với phân tích quang phd
nguyên tứ, trong đĩ căn cứ vào sự hấp thụ hay phát xạ ra năng lượng boi nguyên tử để ứng
dụng vảo phân tích.
Do vậy, tùy thuộc vào loại hiệu ứng tương tác giữa phân tử và năng lượng bức xạ
mả ta cĩ những phương pháp phân tích trắc quang khác nhau
Định luật cơ bản về sự hắp thy ánh sáng — Độ hắp thự quang của dung dịch ( Định
luật Bouguer-Lambert-Beer )
* Định luật Bouguer-Lambert: “Những lớp chất cĩ chiều dai đồng nhất trong những điều
kiện khác như nhau luơn luơn hap thụ một tỉ lệ như nhau của địng sáng roi vào những lớp
chất đĩ".
i=l."
Trong đĩ:
I„: cường độ dịng sang tới chiếu vào dung dịch
I: cường độ dịng sáng sau khi di qua dung dịch
|: chiêu dài của lớp dung dịch mau
* Định luật Beer: “Sy hap thụ địng quang năng tỉ lệ bậc nhất với số phân tử của chất hip
thụ mả dịng quang nắng đi qua nĩ”.
k=eC Trong đĩ:
