Nghiên cứu các phản ứng hấp thụ và xác định hàm lượng SO2CO trong môi trường khí

Luận văn tốt nghiệp Đại học - lời cảm ơn Với lòng biết ơn sâu sắc, xin chân thành cảm ơn: Thầy giáo, TS Nguyễn Hoa Du - ngời giao đề tài, hớng dẫn tận tình, chu đáo, tạo điều kiện mặt để thực hoàn thành đề tài; Thầy giáo, TS Nguyễn Quốc Thắng - ngời tạo điều kiện, động viên, giúp đỡ trình hoàn thành đề tài; Các thầy cô khoa Hoá tạo điều kiện để giúp hoàn thành đề tài; Và xin chân thành cảm ơn bạn bè, ngời thân động viên trình thực đề tài Phan Văn Hòa Chuyên ngành Hoá vô Luận văn tốt nghiệp Đại học Mục lục Trang Mở đầu Phần 1: Tổng quan Không khí ô nhiễm không khí .2 1.1 Cấu trúc thành phần khí .2 1.2 Các chất gây ô nhiễm dạng khí 1.2.1 Sunfuadioxit (SO2) 1.2.2 Cacbon monoxit (CO) 1.2.3 Một số chất gây ô nhiễm khác 1.3 Một số ảnh hởng toàn cầu ô nhiễm không khí Tính chất hoá học số chất khí ô nhiễm điển hình 2.1 Khí sunfurơ 2.2 Khí cacbonoxit Một số phơng pháp xác định hàm lợng số chất ô nhiễm dạng khí 10 3.1 Định lợng anhidritsunfurơ(SO2) 10 3.2 Định lợng cacbonmonoxit(CO) .11 3.3 Định lợng nitơdioxit(NO2) 11 3.4 Định lợng cacbondioxit(CO2) 13 3.5 Định lợng ozon(O3 ) 13 3.6 Định lợng amoniac(NH3) 13 3.7 Định lợng clo (Cl2) 14 3.8 Định lợng hidrosunfua(H2S) 14 Phần 2: Thực nghiệm .15 Dụng cụ, hoá chất, thiết bị 15 1.1 Dụng cụ 15 1.2 Hoá chất 15 1.3 Chuẩn bị dung dịch thuốc thử 15 1.4 Bộ dụng cụ thí nghiệm điều chế hấp thụ SO2 .16 1.5 Bộ dụng cụ thí nghiệm hấp thụ CO 17 Kỹ thuật thực nghiệm 18 2.1 Điều chế, hấp thụ xác định hàm lợng SO2 .18 2.2 Điều chế, hấp thụ xác định hàm lợng CO 19 Nghiên cứu khả hấp thụ định lợng khí SO2 dung dịch phức Fe(III) 1,10- phenantrolin .20 3.1.Khảo sát ảnh hởng glixerin đến hấp thụ khí SO2 20 3.2 Khảo sát ảnh hởng pH 21 3.3 Khảo sát ảnh hởng nồng độ F- dung dịch hấp thụ 23 3.4 Khảo sát ảnh hởng lu tốc dòng khí đến khả hấp thụ dung dịch Fe (III)-1,10 - phenantrolin 24 Chuyên ngành Hoá vô Luận văn tốt nghiệp Đại học 3.5 Xác định hiệu suất hấp thụ 25 3.6 Xây dựng đờng chuẩn 27 Nghiên cứu khả hấp thụ định lợng CO I2O5 phân tán silicagel .29 4.1 Khảo sát ảnh hởng lu tốc đến khả hấp thụ CO I2O5 phân tán silicagel .29 4.2 Khảo sát ảnh hởng nhiệt độ lu tốc đến trình thổi iod khỏi ốnh hấp thụ chữ U 30 4.3 So sánh khả hấp thụ CO theo phơng pháp: dùng phân tán I2O5 silicagel dùng I2O5 không phân tán 35 Phần kết luận chung 39 Tài liệu tham khảo 41 Phụ lục .43 Một số tiêu chuẩn Việt Nam tiêu chuẩn không khí Giá trị giới hạn thông số không khí xung quanh (TCVN 5937-1995) 43 Nồng độ tối đa cho phép số chất độc hại không khí xung quanh khu vực dân c (TCVN 5938-1995) 43 3.Giới hạn tối đa cho phép bụi chất vô khí thải công nghiệp .44 4.Giới hạn tối đa cho phép 44 mở đầu Môi trờng không khí bị ô nhiễm nặng nề chất gây ô nhiễm dạng khí đợc thải từ khu công nghiệp, giao thông vận tải, sinh hoạt loài ngời, thiên tai, đốt phá rừng bừa bãi, trình sinh hoá Và trở thành hiểm hoạ loài ngời: Làm xấu môi sinh mà ngời tồn tại, bên cạnh gây ảnh hởng mang tính toàn cầu nh ma axit, hiệu ứng nhà kính, thủng tầng ozon Do việc xác định Chuyên ngành Hoá vô Luận văn tốt nghiệp Đại học kiểm soát hàm lợng chất ô nhiễm thải vào môi trờng nh việc kiểm định chất lợng môi trờng không khí việc làm cần thiết cấp bách Đã có số phơng pháp xác định hàm lợng số chất gây ô nhiễm dạng khí Tuy nhiên phơng pháp u điểm có hạn chế riêng Vì chọn đề tài: Nghiên cứu phản ứng hấp thụ xác định hàm lợng SO2 , CO môi trờng khí Trong đề tài tập trung nghiên cứu hai phơng pháp xác định hàm lợng SO2 CO mà cha đợc đề cập cụ thể tài liệu khác là: Nghiên cứu khả hấp thụ định lợng SO2 dung dịch Fe(III)1,10-phenantrolin Nghiên cứu khả hấp thụ định lợng CO I2O5 phân tán silicagel Phần Tổng quan Không khí ô nhiễm môi trờng không khí [1,2,3,14,15] 1.1 Cấu trúc thành phần khí Chuyên ngành Hoá vô Luận văn tốt nghiệp Đại học Khí lớp khí bao quanh trái đất, cấu tạo nhiều hợp chất khác Trong khí có khoảng 50 hợp chất hoá học đợc tạo nên hàng loạt phản ứng cân với Thành phần hàm lợng chất tuỳ thuộc vào điều kiện địa lý, khí hậu phân bố theo chiều cao kể từ mặt đất trở lên Càng lên cao áp suất giảm độ cao 100km, áp suất phần triệu áp suất bề mặt trái đất Cấu trúc khí đợc chia thành phần: Phần gồm: tầng đối lu, tầng bình lu, tầng trung gian, tầng nhiệt Phần ngoài: tầng điện ly Tầng đối lu (troposphere): từ 50 km kể từ mặt đất, nhiệt độ giảm theo chiều cao từ +40oC đến 50oC, tổng khối lợng khí tầng khoảng 4.12.1015 (thành phần chủ yếu N2, O2, CO2 nớc) so với tổng khối lợng khí 5,15.1015tấn Tầng bình lu (stratosphere): độ cao từ 11 đến 50km Nhiệt độ thay đổi từ -56 đến -20C, áp suất giảm theo độ cao Thành phần chủ yếu là: O3,N2,O2 số gốc hoá học khác O xuất độ cao 18 đến 30km, nồng độ khoảng 10ppm, hoạt động nh lớp bao bọc, bảo vệ trái đất khỏi tác hại tia tử ngoại từ mặt trời chiếu đến Tầng trung gian (mesosphere): độ cao từ 50 đến 85km, nhiệt độ thay đổi từ -2 đến -920C Thành phần hoá học tầng gồm O +2 , O+, NO+ N2 Tầng nhiệt (thermosphere): độ cao từ 85 đến 100km Nhiệt độ tăng từ -92 đến 12000C, mật độ không khí loãng, áp suất thấp, thành phần hoá học chủ yếu: O2+, O+, O, NO+, e, CO2+, NO2, NO3 Tầng điện ly hay tầng (exosphere): bao quanh trái đất độ cao lớn 800km, nhiệt độ tăng nhanh tới 1700 0C Các ion có mặt: ion oxy O+ (0,5mg/m3 ) SO2 gây tức thở, ho, viêm loét đờng hô hấp, nồng độ cao dẫn đến nguy hiểm chết ngời Đối với thực vật, SO2 kìm hãm trình quang hợp hoạt động trao đổi chất, gây bệnh úa vàng rụng Chuyên ngành Hoá vô Luận văn tốt nghiệp Đại học Trong không khí, SO2 tham gia trình hoá học quang hoá: dễ dàng bị oxi hoá thành SO3 có mặt bụi oxit kim loại, bụi kim loại, oxit nitơ, hyđrocacbon với số gốc sinh từ trình quang hoá: SO2 + 12 O2 + H2O H2SO4 SO2 + HO2* OH + SO3 SO2+ RO2 RO + SO3( R: gốc ankyl ) SO2 + HO*+ M HOSO2* + M +.(M: bụi kim loại) HOSO2* + O2 HOSO2O2* HOSO2O2* + NO HOSO2O* + NO2 SO2 + HO- HOSO2- HOSO2- + O2 SO3 + HO2- SO2 + O3 SO3 + O2 SO2 +H2O2 H2SO4 + 1/2O2 SO2 + 1/2O2 xúc tác ôxit kim loại SO3 SO3 + H2O H2SO4 Do trình SO2 khí chuyển thành axitsunfuric, gây nên tợng ma axit, làm tăng tốc độ ăn mòn loại vật liệu, làm giảm độ pH đất, huỷ diệt rừng, mùa màng, gây nguy hại sinh vật dới nớc, động vật Ngoài SO2 làm biến màu tác phẩm nghệ thuật, làm giảm độ bền vật liệu vô hữu cơ, sản phẩm nilon, tơ nhân tạo, đồ dùng da, giấy 1.2.2 Cacbon monoxit (CO) Là khí không màu, không mùi, không vị, đợc tạo đốt cháy nhiên liệu chứa cacbon điều kiện thiếu oxi, nhiệt độ cao Mỗi năm có khoảng 250 triệu CO thải vào không khí, phần có nguồn gốc sinh học, phần lại đợc thải từ lĩnh vực giao thông vận tải, nhà máy sản xuất lợng dùng than, số nghành công nghiệp trình thiêu đốt chất rắn Chuyên ngành Hoá vô Luận văn tốt nghiệp Đại học CO loại khí độc Ngời động vật chết đột ngột tiếp xúc, hít thở khí CO, có khả liên kết với hemoglobin (Hb) mạnh oxy khoảng 250 lần, làm khả vận chuyển oxy máu, gây ngạt làm hoạt tính số enzym chứa kim loại: Hb.O2 + CO Hb.CO + O2 Ngời nhiễm độc CO thờng bị đau đầu, ù tai, chóng mặt buồn nôn, mệt mỏi, co giật bị hôn mê, dẫn tới tử vong Nhiễm độc CO để lại di chứng hay quên, thiếu máu Hàng năm giới có hàng trăm ngời chết nhiễm độc khí CO Thực vật tiếp xúc với CO nồng độ cao (100 đến 10000 ppm) bị rụng lá, xoắn quăn, non bị chết, chậm phát triển 1.2.3 Một số chất gây ô nhiễm khác Cacbon dioxit (CO2) Là chất khí không màu, không mùi, vị chua, sinh trình đốt cháy hoàn toàn nguyên liệu chứa cacbon, trình hô hấp, hoạt động núi lửa nồng độ cao chất gây nguy hại, gây hiệu ứng nhà kính phạm vi toàn cầu Nitơ oxit (NO): chất khí không màu, không mùi, tan nớc, tạo với hồng cầu máu thành chất không vận chuyển ôxy, dễ oxy hoá thành NO2, gây tác hại nh NO2 Nitơđiôxit (NO2): chất khí màu nâu, có mùi hắc khó thở từ nồng độ 0,2mg/m3, có tính axit, dễ hòa tan vào màng nhầy niêm mạc, gây bệnh đờng hô hấp, gây tợng ma axit, làm phai thuốc nhuộm vải, hỏng bông, ăn mòn kim loại Khí hidrosunfua (H2S): chất khí không màu, mùi trứng thối, độc tính cao Từ nồng độ 1,6-5mg/m3 gây khó thở, loét giác mạc, đờng hô hấp, ảnh hởng tới thần kinh, mệt mỏi, nhức đầu, muốn ngủ, làm chết ngời Đối với thực vật, H2S làm tổn hại cây, làm rụng giảm sinh trởng Chuyên ngành Hoá vô Luận văn tốt nghiệp Đại học Amoniac (NH3): chất khí không màu, có mùi khó chịu làm viêm đờng hô hấp cho ngời động vật, gây loét giác mạc quản, khí quản, gây nhiễm độc cấp tính Ozon (O3): khí không màu (nồng độ cao có màu xanh), có mùi từ nồng độ 0,05mg/m3, có tính oxi hóa mạnh, tan nớc, ảnh hởng tới phổi oxi hoá prôtêin, axit amin, men, mỡ, giảm khả miễn dịch, gây ho, đau mắt, ôzon thành phần khói mù quang hoá Clo (Cl2) hidro clorua (HCl): Clo chất khí màu vàng lục, có mùi từ nồng độ 0,15 đến 0,3mg/m3, có tính oxi hoá mạnh Hidro clorua khí không màu, có tính axit mạnh Các chất gây nhiễm độc đờng hô hấp, đợc hấp thụ lớp niêm mạc mũi, phổi, miệng, mặt gây chết ngời nồng độ cao Ngoài có hợp chất hữu gây ô nhiễm nh xeton, phenol, mercaptan,PAH, fomadehit, benzen 1.3 Một số ảnh hởng toàn cầu ô nhiễm không khí Do xuất tăng mức nồng độ khí gây ô nhiễm, gây số ảnh hởng toàn cầu nh: ma axit, hiệu ứng nhà kính, thủng tầng ôzôn Ma axit: Nguyên nhân tợng nguồn tự nhiên hay nhân tạo đa vào khí khí có tính axit nh SO2,NOx HNO3,HClCác chất khí hoà tan vào nớc ma tạo thành axit kết hợp với số sản phẩm không khí sau kết hợp với nớc ma tạo axit tơng ứng, làm cho độ pH nớc ma giảm xuống Ma axit ăn mòn phá huỷ mạnh công trình lộ thiên, giảm độ pH đất, huỷ diệt rừng, mùa màng, gây nguy hại sinh vật dới nớc, ngời động vật Hiệu ứng nhà kính: có mặt số chất "khí nhà kính" nh: CO2, nớc, CH4, O3 Sự gia tăng mức hàm lợng chất khí (đặc biệt CO2) gây số tác động không nhỏ nh tợng ấm lên toàn cầu làm mực nớc biển dâng cao nhấn chìm số vùng đất thầp ven biển, nạn bão lũ, úng, làm thay đổi khí hậu toàn cầu Chuyên ngành Hoá vô Luận văn tốt nghiệp Đại học Thủng tầng ozôn: tầng ozôn nh áo giáp bảo vệ loài ngời giới động vật khỏi tai hoạ tia xạ tử ngoại mặt trời Tuy nhiên, năm gần ngời ta phát nồng độ ozôn số nơi suy giảm mà nguyên nhân thải vào khí chất nh: freon, dẫn xuất halogen mêtan, Cl2, HCl, CO, NOx, CH4đóng vai trò chất xúc tác cho trình phân huỷ ozon Nếu tầng ozôn bị thủng lợng lớn tia xạ tử ngoại mặt trời tới mặt đất gây số bệnh nh: ung th da, huỷ hoại mắt, bệnh đờng hô hấp Tính chất số chất khí ô nhiễm điển hình [10,11,12,13,17] 2.1 Sunfuđioxit (SO2) điều kiện thờng, SO2 khí không màu, có mùi xốc, dễ hoá lỏng (t s =100C), dễ hoá rắn (t nc = 750C), phân tử có cực (à = 1,59D) nên tan nhiều nớc (40lít SO2/lít H2O 200C) Dung dịch SO2 nớc có tính axit yếu Phần lớn khí SO2 tan vào dung dịch dạng hidrat hoá SO2.xH2O : SO2 + xH2O SO2.xH2O SO2.xH2O H3O+ + HSO + (x-2) H2O SO2 oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm tạo hai loại muối: SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O SO2 + NaOH = NaHSO3 bị hấp thụ dung dịch [HgCl4]2- tạo phức: [HgCl4]2 + 2SO2 + 2H2O = [Hg(SO3)2]2 + 4H+ + 4Cl SO2 làm màu số chất hữu cơ: ví dụ phản ứng làm màu fucsin H2N C= =NH2+ Cl + SO2 + H2O H2N CH3 Fucsin (màu hồng) H2N C Chuyên ngành Hoá vô cơSO H HN NHOSOH 10 CH Fucsin sunfurơ (không màu) + HCl Luận văn tốt nghiệp Đại học 2 1/20 8,45 8,48 8,50 Bảng 10 Thể tích dung dịch Na2S2O3 dùng để chuẩn độ I2 sinh lu tốc khác nhiệt độ 1000C TN Lu tốc (lít/phút) Lần 1/40 1/30 1/25 1/20 1/15 2 2 V Na SO 0,05N (ml) 9,00 8,95 8,90 9,55 9,60 9,65 10,25 10,18 10,10 9,80 9,75 9,70 9,40 9,48 9,55 Bảng 11 Thể tích dung dịch Na2S2O3 dùng để chuẩn độ I2 sinh lu tốc khác nhiệt độ 1100C TN Lu tốc (lít/phút) Lần 1/30 1/25 1/20 1/15 1/10 2 2 Chuyên ngành Hoá vô 34 V Na SO 0,05,N (ml) 10,10 10,10 10,10 10,55 10,53 10,50 11,30 11,20 11,10 10,75 10,80 10,8 10,60 10,58 10,55 Luận văn tốt nghiệp Đại học Bảng 12 Thể tích dung dịch Na2S2O3 dùng để chuẩn độ I2 sinh lu tốc khác nhiệt độ 1200C TN Lu tốc (lít/phút) Lần 1/25 1/20 1/15 1/10 2 2 V Na SO 0,05N (ml) 11,05 11,03 11,00 11,40 11,30 11,20 11,70 11,73 11,75 11,60 11,55 11,50 Bảng 13 Thể tích dung dịch Na2S2O3 dùng để chuẩn độ I2 sinh lu tốc khác nhiệt độ 1300C TN Lu tốc (lít/phút) Lần 1/25 1/20 1/15 1/10 2 2 Chuyên ngành Hoá vô 35 V Na SO 005N (ml) 11,90 11,00 11,10 11,20 11,20 11,20 11,50 11,45 11,40 11,20 11,25 11,30 Luận văn tốt nghiệp Đại học Từ kết thu đợc nhiệt độ khác ta có đồ thị sau (hình 9): VNa2S2O3 2D Graph 12.00 11.00 10.00 9.00 800C 900C 8.00 1000C 110 C 7.00 1200C 1300C 6.00 0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100 0.120 v, l/phut Hình Đồ thị biểu diễn phụ thuộc VNa2S2O3 0,05N vào lưu tốc khí nhiệt độ khác Nhận xét: Từ giá trị thực nghiệm đồ thị cho thấy ứng với nhiệt độ định có giá trị lu tốc iod đợc đẩy khỏi ống hấp thụ chữ U nhanh (VTƯ) Nếu Vlu tốc < Vt iod đơc đẩy khỏi ống hấp thụ chậm: lu tốc nhỏ nên I2(h) ống bị theo nên cân I 2(r) I 2(h) chuyển dịch sang phải chậm Nếu Vlu tốc > Vt lu lợng khí lớn làm giảm nhiệt độ thực ống hấp thụ chữ U, làm giảm khả thăng hoa iod, giảm áp suất iod Nhiệt độ cao thăng hoa iod lớn, lu tốc tối u (VTƯ ) lớn iod đợc đẩy nhanh, nhiên thực thí nghiệm 1300C, hàm lợng iod thu đợc bình hấp thụ (4) giảm so với thực 1200C do: nhiệt độ thí nghiệm cao, lu tốc khí lớn nên iod sinh Chuyên ngành Hoá vô 36 Luận văn tốt nghiệp Đại học không bị hấp thụ hoàn toàn dung dịch hấp thụ bình (4) Bằng chứng khí sau khỏi bình (4) làm chuyển màu dung dịch hồ tinh bột Iod đợc đẩy khỏi ống hấp thụ chữ U nhanh tiến hành nhiệt độ 1200C với lu tốc 1/15 (lít/phút) 4.3 So sánh khả hấp thụ CO theo phơng pháp: dùng I O phân tán silicagel dùng I O không phân tán 4.3.1 Chuẩn bị mẫu khí thử Khí CO sau nạp vào bình định mức 100ml đ ợc chuyển qua bình định mức 1000ml với thể tích Vco khác tuỳ vào thí nghiệm, sau nạp không khí đến 1000ml đ ợc mẫu khí thử với nồng độ CO khác Mỗi thí nghiệm đ ợc tiến hành lần (ở nhiệt độ) Thí nghiệm với I O phân tán silicagel đợc tiến hành với điều kiện tối u khảo sát (từ khâu hấp thụ CO I O phân tán silicagel đến khâu thổi iod khỏi ống hấp thụ chữ U) Thí nghiệm với I O không phân tán đợc tiến hành theo điều kiện mà tài liệu nêu [3] (phơng pháp chuẩn theo quy định quan bảo vệ môi trờng Mỹ (USEPA) Dung dịch sau hấp thụ iod đợc xử lý chuẩn độ nh phần kỹ thuật thực nghiệm Kết đợc bảng 14 Chuyên ngành Hoá vô 37 Luận văn tốt nghiệp Đại học Bảng 14 So sánh khả hấp thụ CO hai ph ơng pháp: dùng I O phân tán nhiệt độ thờng (28 C) dùng I O không phân tán 120 C TN V CO Lần V Na S O 0,05N ( dùng I O phân V Na S O 0,05N (dùng I O tán) không phân tán) (ml) 20 30 40 60 80 90 100 1,32 1,34 2,55 3,65 3,89 3,85 6,20 6,60 8,98 8,90 10,40 10,00 11,41 11,53 } 1,34 } 2,60 } 3,87 } 6,40 } 8,94 } 10,20 } 11,47 1,26 1,30 2,55 2,55 3,85 3,81 6,35 6,45 8,90 9,00 10,28 10,23 11,58 11,46 } 1,28 } 2,55 } 3,83 } 6,40 } 8,95 } 10,24 } 11,52 Từ kết xử lý theo phơng pháp toán học thống kê thu đợc đờng chuẩn Theo phơng pháp phân tán I2O5 silicagel: Y = (0,12665 0,0063) X 1,19645 9,4.105 hệ số tơng quan r2 = 0,99999 Theo phơng pháp không phân tán: Y = (0,12788 0,0094) X 1,2842 1,5 104 hệ số tơng quan: r2 = 0,99997 Chuyên ngành Hoá vô 38 Luận văn tốt nghiệp Đại học Trong đó: Y: Thể tích (ml) Na2S2O3 0,05N đợc dùng để chuẩn độ 10ml dung dịch hấp thụ; X: Thể tích (ml) khí CO mẫu thử Hình 10 So sánh đồ thị đường chuẩn: I2O5 phân tán silicagel; I2O5 không phân tán Đồ thị sau cho thấy đờng chuẩn gần nh chồng khít lên Từ kết thu đợc từ đồ thị cho thấy hai phơng pháp hấp thụ CO cho kết tơng đơng Tuy nhiên, đờng chuẩn phơng pháp phân tán có hệ số góc nhỏ so với phơng pháp không phân tán, cho thấy hàm l ợng CO nhỏ (V CO 60ml 1000ml mẫu khí thử) độ nhạy phơng pháp phân tán lớn theo phơng pháp không phân tán, nhng hàm lợng CO lớn (V CO > 80ml 1000ml không khí thử) khả hấp thụ CO theo phơng pháp không phân tán lớn Chuyên ngành Hoá vô 39 Luận văn tốt nghiệp Đại học Điều giải thích hàm lợng CO lớn, lợng iod sinh nhiều bám lên bề mặt ngăn cản tiếp xúc CO I O phơng pháp phân tán Trong phơng pháp không phân tán tiến hành nhiệt độ cao (120 C) nên iod sinh đợc đẩy khỏi ống chữ U ngay, không ngăn cản tiếp xúc CO I O độ nhạy không thay đổi Tuy nhiên thực tế phân tích môi tr ờng hàm lợng khí CO thờng nhỏ giá trị mà đề tài khảo sát Vì ph ơng pháp định lợng CO I O phân tán silicagel hoàn toàn dùng để phân tích hàm lợng khí CO môi trờng không khí Ưu điểm bật phơng pháp I O phân tán so với phơng pháp I O không phân tán phơng pháp cho phép tiến hành hấp thụ khí tr ờng với thể tích khí thử tuỳ ý mà không cần đến lò nung hay phải lấy mẫu không khí (với thể tích hữu hạn),vì phơng pháp I O phân tán silicagel thuận lợi hơn, phạm vi ứng dụng rộng rãi giới hạn phát thực tế không bị hạn chế Phần Chuyên ngành Hoá vô 40 Luận văn tốt nghiệp Đại học kết luận chung Trong luận văn nghiên cứu cụ thể phơng pháp định lợng SO cách hấp thụ dung dịch Fe (III)-1,10phenantrolin phơng pháp định lợng CO I O phân tán silicagel thu đợc số kết sau: Đã nghiên cứu khả định lợng SO dung dịch Fe(III) -1,10 phenantrolin Các điều kiện tối u cho trình hấp thụ: pH = 3,5 Nồng độ glixerin tối u: 3% Lu tốc tối u cho trình hấp thụ lít/phút Nồng độ F - tối thiểu cần thêm vào dung dịch sau hấp thụ (để loại ảnh hởng Fe(III) 6,67.10 mol/l - Xác định đợc hiệu suất hấp thụ là: 97,9% - Xây dựng đợc đờng chuẩn phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ SO (mg/ml) Qua nghiên cứu cho thấy phơng pháp hấp thụ định lợng SO dung dịch Fe (III)-1,10-phenantrolin dùng để xác định hàm lợng SO môi trờng không khí Đã nghiên cứu khả định lợng CO I O phân tán silicagel Qua nghiên cứu cho thấy I O phân tán silicagel hấp thụ CO điều kiện thờng, lu tốc khí tối u cho trình hấp thụ là: 0,333ml/s - Đã nghiên cứu ảnh hởng lu tốc nhiệt độ đến trình giải hấp iod khỏi ống hấp thụ (3), tìm đ ợc giá trị lu tốc tối u cho trình hấp thụ CO I O phân tán silicagel - Đã xây dựng đợc đồ thị so sánh khả hấp thụ CO theo ph ơng pháp phân tán I O silicagel phơng pháp không phân tán (phơng pháp chuẩn Mỹ) Kết cho thấy ph ơng pháp tơng Chuyên ngành Hoá vô 41 Luận văn tốt nghiệp Đại học đơng phơng pháp dùng I O phân tán silicagel áp dụng để xác định hàm lợng CO môi trờng không khí Chuyên ngành Hoá vô 42 Luận văn tốt nghiệp Đại học tài liệu tham khảo Đặng Kim Chi (2001) - Hoá học môi trờng, NXB KHKT Tăng Văn Đoàn - Trần Đức Hạ (2001) - Kỹ thuật môi trờng - NXB Giáo dục Trần Ngọc Chấn (2001) Ô nhiễm không khí xử lý khí thải, tập 1,2,3 - NXB KHKT - Hà Nội Phạm Ngọc Đăng (1997) - Môi trờng không khí, NXB KHKT - Hà Nội Phạm Ngọc Đăng (1992)- Ô nhiễm môi trờng không khí đô thị khu công nghiệp, NXB KHKT Các tiêu chuẩn nhà nớc Việt Nam môi trờng, tập I, II 1995 Nguyễn Tinh Dung (1976) - Hoá học phân tích, phần III, NXB Giáo dục IU.V.Kariakin, I.I.Angelop (1990) -Hoá chất tinh khiết, NXB KHKT, Hà Nội Hồ Viết Quý (2000) Các phơng pháp phân tích lý - hoá NXB Giáo dục- Hà Nội 10 Hoàng Nhâm (2000)- Hoá học vô cơ, tập 2,3 - NXB Giáo dục, Hà Nội 11 F.Cotton, G Wilkinson (1984) - Cơ sở hoá học vô cơ, tập 2,3 - NXB ĐHTHCN, Hà Nội 12 N.X Acmetop (1976)- Hoá vô cơ, phần II- NXB ĐH-THCN - Hà Nội 13 William L JoMy (1991) Modern Inorganic Chemistry McGraw Hill New York Chuyên ngành Hoá vô 43 Luận văn tốt nghiệp Đại học 14 Stanley E.Manathan (1993) Fundamentals of Environmental Chemistry Lewis Publishers, Lon Don - Tokyo 15 Goldberg E.O (1992) Atmospheric chemistry, Springer Verlag Berlin Heidelberg - New York 16 (1969) - - 17 American Public Health Association (1995)- Standard methods for the exammination for the water and wastewater Chuyên ngành Hoá vô 44 Luận văn tốt nghiệp Đại học phụ lục Một số tiêu chuẩn Việt Nam môi trờng không khí Giá trị giới hạn thông số không khí xung quanh (TCVN 5937-1995): (mg/m3) TT Thông số Trung bình Trung bình Trung bình 24 CO NO2 SO2 Pb O3 40 0.4 0.5 0.2 10 - 0.1 0.3 0.005 0.06 Bụi lơ lửng 0.3 - 0.2 Nồng độ tối đa cho phép số chất độc hại không khí xung quanh khu vực dân c (TCVN 5938-1995): (mg/m3) Tên chất Acrylonitril Amoniac CH2=CHCN NH3 Trung bình ngày đêm 0.2 0.2 10 11 12 Anilin Anhydrit vanadic Asen (hợp chất vô tính theo As) Asen hydrua(Asin) Axit axetic Axit clohidric Axit nitric Axit sunfuric Benzen Bụi chứa SiO2 - dianas 85-90% SiO2 - gạch chịu lửa 50% SiO2 - xi măng 10% SiO2 - dolomit 8% SiO2 C6H5NH2 V2O5 As AsH3 CH3COOH HCl HNO3 H2SO4 C6H6 0.03 0.002 0.003 0.002 0.06 0.06 0.15 0.1 0.1 0.05 0.05 0.2 0.4 0.3 1.5 0.05 0.1 0.15 0.3 0.1 0.15 0.3 0.5 Không 0.001 0.005 0.02 Không 0.03 Không 0.0015 0.5 0.005 Không 0.003 0.03 0.005 0.1 Không 0.0015 0.02 TT 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Công thức hoá học Bụi amiăng Cadmi (khói gồm ôxit kim loại) theo Cd Cacbon disunfua Cacbon tetraclorua Cloroform Chì tetraetyl Clo Benzilin Crom kim loại hợp chất 1,2-Dicloetan DDT Hydroflorua Cộng đồng CS2 CCl4 CHCl3 Pb(C2H5)4 Cl2 NH2C6H4C6H4NH2 Cr C2H4Cl2 C8H11Cl4 HF Chuyên ngành Hoá vô 45 lần tối đa 0.2 Luận văn tốt nghiệp Đại học 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 Fomaldehyt Hydrosunfua Hydrocyanua Mangan hợp chất (tính theo MnO2) Niken (kim loại hợp chất) Naphta Phenol Styren Toluen Tricloetylen Thuỷ ngân(kim loại hợp chất) Vinylclorua Xăng Tetracloetylen 3 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 0.012 0.008 0.01 0.01 0.001 0.01 0.003 0.6 0.0003 1.5 0.1 C6H5OH C6H5CH=CH2 C6H5CH3 ClCH=CCl2 Hg ClCH=CH2 C2Cl4 0.012 0.008 0.01 0.01 0.003 0.6 13 5.0 - Giới hạn tối đa cho phép bụi chất vô khí thải công nghiệp (TCVN 5939-1995): Thông số TT HCHO H2S HCN Mn/MnO2 Ni Bụi khói - Nấu kim loại - Bê tông nhựa - Xi măng - Các nguồn khác Bụi - chứa silic - chứa amiăng Antimon Asen Cadimi Chì Đồng Kẽm Clo HCl Flo, axit HF(các nguồn) H2S CO SO2 NOxcác nguồn) NOx(cơ sở sản xuất) H2SO4 HNO3 Amoniac (mg/m3) A Giá trị giới hạn B 400 500 400 600 200 200 100 400 100 không 40 30 20 30 150 150 250 500 100 1500 1500 2500 4000 300 2000 300 50 Không 25 10 10 20 30 20 200 10 500 500 1000 1000 35 70 100 Giới hạn thải tối đa cho phép chất hữu khí thải công nghiệp thải vào không khí xung quanh (TCVN 5940- 1995): (mg/m3) TT Tên Axeton Axetylen tetrabromua Chuyên ngành Hoá vô Công thức hoá học CH3COCH3 CHBr2CHBr2 46 Giới hạn tối đa 2400 14 Luận văn tốt nghiệp Đại học 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 49 49 50 51 52 53 54 Axetanldehyd Acrolein Amylaxetat Anilin Anhydrit axetic Benzilin Benzen benzyl clorua Butadien Butan Butyl axetat n - Butanol Butylamin Crenson(o - , m- , p -) Clorbenzen Clorofom - clopren Clopicrin Cyclohexan Cyclohexanol Cyclohexanon Cyclohexen Dietylamin Diflodibrommetan o - diclobenzen 1,1 - Dicloentan 1,1 - dicloetylen 1,2 - Diclodiflometan Dioxan Dimetylanilin Dicloetyl ete Dimetylfomamit Dimetylsunfat Dimetylhydrazin Dinitrobenzen(o - ,m -,p -) Etylaxetat Etylamin Etylbenzen Etulbromua Etylendiamin Etylendibromua Etanol Etylacrilat Etylen clohdrin Etylen oxyt Etyl ete Etyl clorua Etylsilicat Etanolamin Fufural Fomaldehyt Futuryl Chuyên ngành Hoá vô CH3CHO CH2=CHCHO CH3COOC5H11 C6H5NH2 (CH3CO)2O NH2C6H4C6H4NH2 C6H6 C4H10 C4H6 C4H10 CH3COOC4H9 C4H9OH CH3(CH2)2CH2NH2` CH3C6H4OH C6H5Cl CHCl3 CH2=CClCH=CH2 CCl3NO2 C6H12 C6H11OH C6H10O C6H10 (C2H5)2NH CF2Br2 C6H4Cl12 CHCl2CH3 ClCH=CHCl CCl2F2 C4H8O2 C6H5N(CH3)2 (ClCH2CH2)2O (CH3)2NOCH (CH3)2SO4 (NH3)2NNH2 C6H6(NO2) CH300C2H5 CH3CH2NH2 CH3CH2C6H5 C2H5Br NH2CH2CH2NH2 CHBr=CHBr C2H5OH CH2=CHCOOC2H5 CH2ClCH2OH CH2OCH2 C2H5OC2H5 CH3CH2Cl (C2H5)2SiO4 NH2CH2CH2OH C4H3OCHO HCHO C4H3OCH2OH 47 270 1,2 525 19 360 Không 80 2350 2200 2350 950 300 15 22 350 240 90 0,7 1300 410 400 1350 75 860 300 400 790 4950 360 25 90 60 0,5 1 1400 45 870 890 30 190 1900 100 16 20 1200 2600 850 45 20 120 Luận văn tốt nghiệp Đại học 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 Flotriclometan n - Heptan n - Hexan Isopropylamin Isobutanol Metylaxetat Metylacrylat Metanol Metylaxetylen Metybromua Metylclohexan Metylclohexanol Metylclohexanon Metylclorua Metylen clorua Metyl clorofom Monometylanilin Metanolamin Naphtalen Nitrobenzen Nitroetan Nitroglycerin Nitrometan - Nitropropan Nitrotoluen Octan Pentan Pentanon Phenol Phenylhydrazin Tetracloetylen Propanol Propylaxetat Propylendiclorua Propylenoxyt Propylenete Pyrindin Pyren Quinon Styren Tetrahidrofural 1,1, 2,2-tetracloetan Tetracometan Toluen Tetranitrometan Toluidin CCl3F C7H16 C6H14 (CH3)2CHNH2 (CH3)2CHCHOH CH3COOCH3 CH2= CH3COOCH3 CH3OH CH3C=CH CH3Br CH3C6H11 CH3C6H10OH CH3C6H9O CH3Cl CH2Cl2 CH3CCl3 C6H5NHCH3 HOCH2NH2 C10H8 C6H5NO2 CH3CHNO2 C3H5(NO2)3 CH3NO2 CH3CH(NO2)CH3 NO2C6H4CH3 C8H18 C5H12 CH3CO(CH2)2CH3 C6H5OH C6H5NHNH2 CCl2=CCl2 CH3CH2CH2OH CH3- COO - C7H3 CH3- CHCl - CH2Cl C3H60 C3H5OC3H5 C5H5N C16H10 C6H4O2 C6H5CH=CH2 C4H8O Cl2HCCHCl2 CCl4 C6H5CH3 C(NO2)4 CH3C6H4NH2 Chuyên ngành Hoá vô 48 5600 2000 450 12 360 610 35 260 1650 80 2000 470 460 210 1750 2700 31 150 310 250 1800 30 2850 2950 700 19 22 670 980 840 350 240 2100 30 15 0,4 420 590 35 65 750 22 [...]... không khí pha loãng đợc sục qua 2 bình hấp thụ (5) đựng dung dịch hấp thụ Khả năng hấp thụ của dung dịch nghiên cứu đợc khảo sát bằng cách thay đổi thành phần dung dịch hấp thụ trong bình (5) 1.5 Bộ dụng cụ thí nghiệm hấp thụ CO Để hấp thụ những lợng chính xác CO, chúng tôi thiết kế bộ dụng cụ thí nghiệm nh mô tả ở hình 2 (1) bình đựng không khí 5 thử 3 2 4 (2) máy hút khí (3) ống hấp thụ CO 1 (4) ống hấp. .. Chuẩn bị mẫu khí Chuyển CO từ bình 100 ml sang bình định mức 1000 ml Thêm không khí sạch (không khí sau khi qua các bình rửa) đến 1000 ml 2.2.2 Hấp thụ và xác định hàm lợng CO Thí nghiệm với I2O5 phân tán trên silicagel Điều chỉnh các khoá (5), máy hút (2) để điều chỉnh lu tốc mẫu khí qua ống hấp thụ (3) Tại (3) xẩy ra phản ứng hấp thụ: I2O5 + 5CO = I2 + 5 CO2 Hàm lợng CO đợc xác định nhờ vào lợng I2... iod ra khỏi ống hấp thụ chữ U Không khí thử trong bình (1) đợc hút vào ống hấp thụ chữ U chứa I 2O5 phân tán trên silicagel với lu tốc 0,333 ml/s (hết 50 phút mỗi thí nghiệm), sau đó ống hấp thụ chữ U này đợc đa vào lò nung có điều chỉnh nhiệt độ và thổi không khí sạch qua với các lu tốc khác nhau (trong 30 phút) Iod sau khi ra khỏi ống hấp thụ chữ U đợc hấp thụ vào dung dịch KI 10%, và đợc tiến hành... ở các nhiệt độ 1100C, 1500C, 2000C, nạp vào ống chữ U tơng tự phần trên Bảo quản trong bình hút ẩm 2 Kĩ thuật thực nghiệm 2.1 Điều chế hấp thụ và xác định hàm lợng SO2 Lấy chính xác 0,15ml Na2SO3 0,01(N) vào bình (2) Dung dịch H2SO4 từ buret (3) đợc nhỏ vào từng giọt với tốc độ 50 - 60 s/giọt vào bình cầu (2) Hỗn hợp khí từ bình cầu (2) đợc hút qua các bình hấp thụ (5) Tổng thể tích dung dịch hấp thụ. .. bằng dung dịch Na2S2O3 0,05N Từ đó xác định hàm lợng CO Chuyên ngành Hoá vô cơ 22 Luận văn tốt nghiệp Đại học 3 Nghiên cứu khả năng hấp thụ khí SO2 trong môi trờng khí bằng dung dịch Fe3+ 1,10phenantrolin 3.1 Khảo sát ảnh hởng của glixerin đến sự hấp thụ SO2 Lấy các bình định mức 50 ml, cho vào mỗi bình 1 ml Fe (III) 0,01 M, 4 ml phen 0,25%, 2 ml H2SO4 0,01 N và thêm các thể tích glixirin 10% khác nhau... D vào lưu tốc khí Hiệu suất hấp thụ SO2 bằng dung dịch Fe(III) 1,10- phenantrolin cực đại và ổn định khi lu tốc khí vLu tốc 5 (lit/phút) Nếu tăng lu tốc lên thì hiệu suất hấp thụ giảm Để tiết kiệm thời gian làm thực nghiệm, chúng tôi sử dụng vLu tốc = 5 (lit/phút) cho các thí nghiệm sau Chuyên ngành Hoá vô cơ 27 Luận văn tốt nghiệp Đại học 3.5 Xác định hiệu suất hấp thụ Hiệu suất hấp thụ đợc xác định. .. nguyên tắc: xác định tổng lợng SO2 bị hấp thụ bởi dung dịch Fe(III) 1,10-phenantrolin và SO 2còn lại trong bình phản ứng (5) (sau khi đã tiến hành thí nghiệm hấp thụ) so sánh với lợng SO2 ban đầu (đợc tính từ lợng chính xác muối Na2SO3 đa vào bình phản ứng (5) ban đầu) Các thao tác thực nghiệm nh sau: tiến hành 3 thí nghiệm với các điều kiện tối u nh đã khảo sát Dung dịch sau khi hấp thụ (có thể tích... máy hút khí (5) các bình hấp thụ Hình 1 Bộ dụng cụ thí nghiệm điều chế và hấp thụ SO2 Nguyên tắc hoạt động của bộ dụng cụ điều chế và hấp thụ SO2: Máy bơm (4) hút không khí qua các bình rửa (1) lần lợt đựng dung dịch NaOH (đ) và H2SO4 (đ) để giữ lại các cấu tử nh: SOx, CO2, NOx, NH3 , sau đó không khí sạch đợc hút vào bình cầu (2) Tại bình cầu (2) một lợng cần thiết SO2 đợc điều chế bằng phản ứng: Na2SO3... tạo ra các phản ứng bị kích thích và phát quang ở bớc sóng vùng khả kiến Cờng độ bức xạ tỉ lệ thuận với nồng độ của ozon Trên cơ sở đo cờng độ bức xạ suy ra đợc nồng độ của ozon trong khí thải 3.5.2 Phơng pháp kali iodua Nguyên tắc: ozon đợc hấp thụ bởi KI Phản ứng xảy ra là: O3 + 3KI + H2O = 2KOH + KI3 + O2 Xác định hàm lợng O3 dựa vào lợng iod giải phóng 3.6 Amoniắc(NH3) Nguyên tắc: NH3 bị hấp thụ bởi... suất hấp thụ SO2 của dung dịch Fe(III)-1,10phenantrolin, nguyên nhân có thể là do glixerin làm tăng độ nhớt của dung dịch hấp thụ tạo điều kiện về động học và nhiệt động học cho phản ứng hấp thụ SO2 bằng dung dịch Fe(III) -1,10- phenantrolin.Thể tích glixerin 10% tối u thêm vào 50 ml dung dịch hấp thụ là 15ml (hay nồng độ glixerin trong dung dịch hấp thụ là 3%) 3.2 Khảo sát ảnh hởng của pH Lấy các bình ... tài: Nghiên cứu phản ứng hấp thụ xác định hàm lợng SO2 , CO môi trờng khí Trong đề tài tập trung nghiên cứu hai phơng pháp xác định hàm lợng SO2 CO mà cha đợc đề cập cụ thể tài liệu khác là: Nghiên. .. bình hấp thụ (5) đựng dung dịch hấp thụ Khả hấp thụ dung dịch nghiên cứu đợc khảo sát cách thay đổi thành phần dung dịch hấp thụ bình (5) 1.5 Bộ dụng cụ thí nghiệm hấp thụ CO Để hấp thụ lợng xác. .. điều chế hấp thụ SO2 .16 1.5 Bộ dụng cụ thí nghiệm hấp thụ CO 17 Kỹ thuật thực nghiệm 18 2.1 Điều chế, hấp thụ xác định hàm lợng SO2 .18 2.2 Điều chế, hấp thụ xác định hàm lợng