GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ HÓA SINH ỨNG DỤNG

Bộ Giáo Dục Đào Tạo Trường Đại Học Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh Bộ Mơn Cơng Nghệ Hố Học GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH CƠNG NGHỆ HĨA SINH ỨNG DỤNG Biên soạn: ThS Lê Tấn Thanh Lâm – Khoa mơi trường K.S Huỳnh Tấn Nhựt _ Khoa mơi trường ThS Phạm Thành Tâm K.S Nguyễn Hồng Ngun – Bộ mơn Cơng nghệ Hóa học TP Hồ Chí Minh – 2011 MỞ ĐẦU Nhóm tác giả MỤC LỤC PHẦN KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG Biên soạn: ThS Lê Tấn Thanh Lâm Ks Huỳnh Tấn Nhựt LÝ THUYẾT VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH Để xác đònh thành phần hóa học diện chất đó, trước hết cần tuyển chọn mẫu thử đại diện cho chất ấy, sau tiến hành dòch vụ thử nghiệm gọi phân tích hóa học mẫu thử Phân tích đònh tính cho biết mẫu chứa loại thành phần Phân tích đònh lượng cho biết mối quan hệ lượng thành phần diện mẫu thử Việc phân tích hóa học thiết phải tuân thủ quy trình phân tích thích hợp cho thành phần loại mẫu thử Cho nên tồn vô số quy trình phân tích Tuy nhiên, để xây dựng nên quy trình phân tích người ta dựa vào số nguyên lý tổng quát, gọi phương pháp phân tích hóa học Các phương pháp phân tích chia làm: Phương pháp phân tích dụng cụ phương pháp hóa học Phương pháp phân tích hóa học có phương pháp như: phương pháp thể tích (phương pháp chuẩn độ acid – baz, phương pháp chuẩn độ oxyhóa – khử, phương pháp chuẩn độ complexon…), phương pháp khối lượng,… Trong phương pháp phân tích dụng cụ có phương pháp như: Phương pháp trắc quang, phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử, phương pháp sắc ký(sắc lý khí, sắc ký lỏng, sắc ký lỏng cao áp…), phương pháp kết hợp như: sắc ký ghép khối phổ… Tuy nhiên, phương pháp vạn sử dụng phân tích tất chất mà việc lựa chọn phương pháp tùy thuộc vào nhiều yếu tố khác như: Hàm lượng chất có mẫu nhiều hay (đa lượng, bán đa lượng, vi lượng, siêu vi lượng, hay lượng vết), phụ thuộc vào dụng cụ phòng thí nghiệm cho phép, phụ thuộc tính chất chất cần phân tích như: vô hay hữu dễ bay hay khó bay …và phụ thuộc vào yếu tố khác như: nhiệt độ, áp suất, dung môi sử dụng, … Nhưng thông thường phương pháp phân tích hóa học dùng để phân tích hợp phần đa lượng, tức hợp phần có thành phần chất cần phân tích chiếm 1% khối lượng tổng số chất có mặt mẫu thử Còn phương pháp phân tích dụng cụ sử dụng phân tích hợp phần vi lượng, hợp phần có chứa chất cần phân tích chiếm nhỏ 1% khối lượng mẫu phân tích Phân tích hóa học trình nhiều giai đoạn Quá trình mang đầy đủ tính chất trình đo lường tuân theo quy luật tự nhiên Trong phần giáo trình thực hành sâu vào hai phương pháp phân tích chủ yếu thường dùng để phân tích tiêu môi trường phương pháp phân tích thể tích phương pháp trắc quang (so màu) I PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH Phương pháp phân tích thể tích phương pháp phân tích cổ điển sử dụng để xác đònh chất có hàm lượng bán đa lượng hay đa lượng Chính phương pháp để xác đònh chất có nồng độ lớn nên phương pháp đòi hỏi độ xác cao, sai số cho phép < 1% Trong phương pháp phân tích thể tích có nhiều phương pháp khác như: + Phương pháp chuẩn độ acid – baz + Phương pháp chuẩn độ oxyhóa – khử + Phương pháp chuẩn độ complexon + Phương pháp chuẩn độ kết tủa + Phương pháp chuẩn độ điện + Phương pháp chuẩn độ trắc quang,… Tuy nhiên việc chọn lựa phương pháp phân tích tùy thuộc vào nhiều yếu tố tính chất, hàm lượng chất có mẫu phân tích, khả bò ảnh hưởng tạp chất phụ thuộc vào điều kiện thiết bò máy móc phòng thí nghiệm I.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM - Dung dòch: Là hỗn hợp đồng thể gồm hai chất, chất dung môi lại chất tan - Chất chuẩn: Chất dùng để chuẩn hóa dung dòch chuẩn - Dung dòch chuẩn: Là dung dòch có nồng độ xác đònh xác - Dung dòch đệm: Là dung dòch có pH thực tế không thay đổi thêm lượng nhỏ acid kiềm mạnh vào Một dung dòch đệm thành lập từ acid yếu (hoặc baz yếu) muối - Điểm tương đương: Thời điểm trình chuẩn độ mà thêm lượng thuốc thử tương đương với lượng chất cần chuẩn dòch Nồng độ đương lượng: Nồng độ số đương lượng gam có lit dung - Nồng độ phần trăm: Là số gam chất tan có 100g dung dòch - Nồng độ mol: Chỉ số gam chất tan có lít dung dòch - Chất thò: Là chất có khả thay đổi tính chất cách đột biến dễ quan sát tác dụng thay đổi môi trường Thường dùng để nhận biết điểm bắt đầu kết thúc phản ứng Mỗi loại phản ứng chuẩn độ thường có chất thò phù hợp Chẳng hạn chất thò acid – baz, chất thò oxyhóa – khử, chất thò complexon… I.2 DUNG DỊCH CHUẨN  Dung dòch chuẩn dung dòch thuốc thử R, có nồng độ xác đònh với độ xác cao, độ cao, phải pha chế bảo quản đặc biệt cẩn thận Mức độ tin cậy kết phân tích phuong pháp thể tích chủ yếu mức độ tin cậy dung dòch chuẩn Thông thường người ta pha dung dòch chuẩn biết gần đúng, sau tiến hành xác đònh nồng độ xác cách chuẩn với dung dòch chuẩn gốc Chẳng hạn pha xác nồng độ dung dòch NaOH cách cân xác NaOH rắn hòa tan nước NaOH dễ hút ẩm CO2, Ta pha dung dòch NaOH với nồng độ gần đúng, sau xác đònh lại nồng độ xác cách xử dụng dung dòch chuẩn gốc acid oxalic (H2C2O4.2H2O)  Chất chuẩn gốc chất tinh khiết trực tiếp cân hòa tan nước để thu dung dòch có nồng độ xác Nói chung chất sử dụng làm chất chuẩn gốc phải đáp ứng yêu cầu sau: - Phải chất tinh khiết hóa học (độ tinh khiết 99,9%) không chứa tạp chất ảnh hưởng đến độ xác phương pháp chuẩn độ - Phải chất có thành phần với công thức danh đònh Ví dụ tinh thể hydrat lượng nước kết tinh phải với lượng nước ghi công thức - Phải chất bền tồn trữ thể rắn pha thành dung dòch nước điều kiện thông thường môi trường phòng thí nghiệm - Mong muốn chất có đương lượng lớn tốt tăng độ xác phép cân tăng độ xác nồng độ dung dòch chất chuẩn gốc Đôi người ta phân biệt chất chuẩn gốc theo cấp độ chuẩn xác Người ta lựa chọn số chất chuẩn gốc cho loại phương pháp phân tích thể tích đònh (ống chuẩn) Các dung dòch chuẩn thường dùng phương pháp phân tích thể tích  Các dung dòch chuẩn sử dụng phương pháp chuẩn độ acid – baz - Dung dòch chuẩn acid: Thường dùng dung dòch acid clohydric (HCl) 0,1N, làm dung dòch chuẩn dung dòch giữ vô thời hạn bình chứa thủy tinh có nút nhám - Dung dòch chuẩn kiềm: Thường dùng dung dòch chuẩn kiềm natri hydroxyt (NaOH), sử dụng kali hydroxyt natri hydroxyt có tính ổn đònh cao Tuy nhiên, dung dòch kiềm chứa ion cácbonat hấp thu khí cacbonic không khí làm thay đổi nồng độ theo thời gian Do cần phải xác đònh lại độ chuẩn trước dùng  Các dung dòch chuẩn gốc sử dụng phương pháp chuẩn độ acid – baz: - Natri tetraborat (Na2B4O7.10H2O): Đây chất chuẩn gốc dùng để xác đònh lại nồng độ acid HCl - Acid Oxalic (H2C2O4.2H2O): Chất gốc sử dụng để xác đònh độ chuẩn dung dòch kiềm hay dung dòch chất oxyhóa  Các dung dòch chuẩn sử dụng phản ứng tạo phức: - Dung dòch EDTA: EDTA dung dòch có khả tạo phức với nhiều ion kim loại khác Độ bền phức phụ thuộc nhiều vào pH dung dòch Để xác đònh điểm cuối chuẩn độ, người ta sử dụng nhiều chất thò khác đặc trưng cho việc xác đònh nguyên tố kim loại  Dung dòch chuẩn sử dụng phản ứng oxyhóa – khử: - Dung dòch kali permanganate (KMnO4): Kali permanganate chất có tính oxyhóa mạnh, sử dụng để xác đònh chất có tính khử Trong phản ứng oxyhóa – khử kali permanganate vừa đóng vai trò chất oxyhóa, vừa đóng vai trò chất thò cho phản ứng Tuy nhiên kali permanganate chất oxyhóa mạnh, nên để tiếp xúc với không khí nồng độ giảm theo thời gian Vì vậy, trước sử dụng cần xác đònh lại độ chuẩn dung dòch chuẩn gốc acid oxalic muối Mohr [Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O]  Dung dòch thường sử dụng phương pháp chuẩn độ kết tủa: - Muối bạc: Phương pháp chuẩn độ kết tủa quan trọng dựa phản ứng chuẩn độ bạc nitrat I.3 PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID – BAZ Khi thực phương pháp chuẩn độ acid – baz ta phải thực phản ứng hóa học đặc biệt, gọi phản ứng phân tích Trong phản ứng phân tích có diện chất cần phân tích tồn dạng dung dòch, chất dùng để chuẩn độ dạng dung dòch gọi dung dòch chuẩn chất thò pH có màu thay đổi theo pH dung dòch Nếu chất cần chuẩn có tính acid chất chuẩn sử dụng phải có tính baz; ngược lại chất cần chuẩn có tính baz chất chuẩn sử dụng buộc phải có tính acid Chẳng hạn, ta tiến hành phản ứng chuẩn độ acid HCl chất chuẩn NaOH với thò màu phenolphtalein, chất thò màu môi trường có tính acid có màu hồng tồn môi trường baz Trong suốt trình chuẩn độ ta tiến hành cho giọt NaOH từ buret xuống dung dòch cần chuẩn độ, cho giọt NaOH vào dung dòch cần chuẩn chuyển từ không màu sang màu hồng ta dừng phép chuẩn độ dựa vào thể tích NaOH tiêu tốn ta xác đònh nồng độ HCl theo đònh luật đương lượng Như giới thiệu chất thò màu phenolphlalein màu dung dòch có tính acid có màu hồng dung dòch có tính baz Trong trình chuẩn độ xảy phản ứng trung hòa: HCl + NaOH = NaCl + H2O Hay viết cách xác phản ứng ion H+ ion OHH+ + OH- = H2O Như trình chuẩn độ nồng độ ion H+ giảm dần vàø nồng độ ion OH – tăng dần trước điểm kết thúc chuẩn độ (tức thời điểm mà H+ bò trung hòa hoàn toàn) hay gọi điểm tương đương nồng độ ion H+ giảm cách tuyến tính với thể tích NaOH thêm vào, có nghóa pH dung dòch cần chuẩn tăng tuyến tính theo thể tích NaOH pH = - logH+ Nhưng đạt điểm cân bằng, mà ta cho thêm giọt NaOH vào nồng độ OH – tăng lên cách đột ngột có nghóa nồng độ ion H+ giảm cách đột ngột tiến zerô hoàn toàn không tuyến tính vơí thể tích NaOH thêm vào người ta nói xảy bước nhảy thời điểm ta cho dư giọt NaOH vào dung dòch cần chuẩn độ thời điểm môi trường pH dung dòch thay đổi từ môi trường có tính acid sang môi trường có tính baz nhờ có bước nhảy đột biến mà người ta dễ dàng xác đònh điểm tương đương trình chuẩn độ Dựa vào đồ thò thu từ phụ thuộc pH dung dòch vào thể tích NaOH thêm vào người ta dễ dàng tính nồng độ HCl dựa vào đònh luật đương lượng Giả sử ta lấy V1 NaOH mL dung dòch đem đònh phân, V2: thể tích HCl tiêu tốn để chuẩn độ N2: Nồng độ dung dòch chất chuẩn Theo đònh luật đương lượng ta có: N1 x V1 = N x V2 I.4 PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ OXYHÓA – KHỬ Trong phương pháp chuẩn độ oxyhóa – khử nguyên tắc tương tự phương pháp chuẩn độ acid – baz Nhưng phương pháp sử dụng để tiến hành xác đònh hàm lượng cation aion có tính oxyhóa tính khử Nếu dung dòch chất cần chuẩn có tính oxyhóa chất chuẩn phải có tính khử ngược lại Chẳng hạn ta tiến hành xác đònh nồng độ ion Cesium(IV) (Ce4+) dung dòch chứa ion sắt II (Fe2+) có nồng độ xác đònh Trong trình chuẩn độ, dung dòch chất cần chuẩn xảy phản ứng oxyhóa – khử: Ce4+ + Fe2+ = Ce3+ + Fe3+ Trong Ce4+ Ce3+ Fe3+ Fe2+ gọi cặp oxyhóa – khử liên hợp cặp oxyhóa – khử dung dòch nước có điện cực tương ứng, điện cực phụ thuộc vào nhiều yếu tố quan trọng phụ thuộc vào nồng độ chúng dung dòch, điều thể qua phương trình Nerst sau: Eox / kh  Eox / kh  a RT ln( ox ) nF a kh Với Eooh/kh: điện cực tiêu chuẩn cặp oxhóa- khử khảo sát R: số khí lý tưởng T: nhiệt độ thực phản ứng (thường nhiệt độ phòng) n : số điện tích trao đổi phản ứng oxyhóa – khử F: số Faraday Trước điểm tương đương nồng độ ion Ce4+ giảm dần nồng độ ion Ce3+ tăng dần Cho nên dựa vào phương trình Nerst ta thấy cặp Ce4+/Ce3+ giảm giảm cách tuyến tính với thể tích dung dòch chuẩn thêm vào Đến điểm tương đương nồng độ ion Ce4+ tiến dần zero, nồng độ ion Ce3+ tăng lên Như điểm tương đương, tỉ số nồng độ Ce4+ nồng độ Ce3+ tiến gần vô cực dẫn tới hàm logarit phương trình Nerst tiến giá trò cực đại RT/nF, lúc cặp Ce4+/Ce3+ giảm mạnh có biến đổi đột ngột Nhờ xảy bước nhảy mà dễ dàng nhận biết điểm tương đương trình chuẩn độ từ xác đònh nồng độ ion Ce 4+ dung dòch cần chuẩn độ Như sử dụng phương pháp chuẩn độ oxyhóa – khử để tiến hành xác đònh chất có tính oxyhóa tính khử Tuy nhiên để phép chuẩn độ xác yêu cầu hàm lượng chất phân tích có mẫu đủ lớn trình thay đổi diễn cách rõ ràng điểm tương đượng xác đònh cách xác Nếu mẫu thử có tạp chất có tính oxyhóa tính khử, khả sử dụng phương pháp bò giảm xuống hiện tạp chất làm cho trình xác đònh có độ xác không cao dẫn đến sai số lớn Tuy nhiên, thay đổi điều kiện môi trường như: pH dung dòch, thêm chất che để giảm bớt ảnh hưởng tạp chất đến khả sử dụng phương pháp Điều có nghóa với điều kiện khác nhau, có kết với độ xác khác nhau, để thu kết có độ xác tốt phải thực toán tối ưu hóa yếu tố ảnh hưởng đến trình xác đònh Có trường hợp, điều kiện sử dụng phương pháp được, với thay đổi điều kiện môi trường sử dụng để xác đònh chất cần phân tích với kết có độ xác cao I.5 PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ COMPLEXON Phương pháp chuẩn độ complexon thường sử dụng để xác đònh hàm lượng số nguyên tố có khả tạo phức với chất chuẩn EDTA môi trường pH thích hợp Điểm tương tương phép chuẩn độ nhận biết dựa vào đổi màu dung dòch nhờ xảy phản ứng thò cho dư giọt EDTA Phản ứng chuẩn độ: M + H2Y = MY2- + 2H+ Phản ứng thò: MIn + Y = MY + In Trong màu MIn In tương phản rõ I.6 PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ KẾT TỦA Chuẩn độ kết tủa phương pháp phân tích thể tích, phương pháp thường dùng để xác đònh nồng độ halogen mẫu Phương pháp xác đònh Cl-  Phương pháp Mohr: - Nguyên tắc phương pháp: Chuẩn độ Cl- dung dòch bạc nitrat (AgNO3) có mặt Kali cromat (K2CrO4) làm thò Trước điểm tương đương dung dich xảy phản ứng chuẩn độ: Cl- + Ag+ = AgCl kết tủa có màu trắng Khi Cl- chuẩn độ hết, cho dư giọt Ag+ có phản ứng: Ag+ + CrO42- = Ag2CrO4 màu đỏ gạch Vì dễ dàng nhận biết điểm tương đương  Phương pháp Volhard: BÀI : SẢN XUẤT PHÂN BĨN H N HỢP NPK I Mục đích:  Nghiên cứu, tính tốn phối liệu sản xuất phân bón hỗn hợp NPK thường dùng cơng nghiệp (chủ yếu cho loại cà phê, cao su, thuốc lá…)  Tìm hiểu cách tính tốn phối liệu, cách sử dụng loại ngun liệu cung cấp  Cách tính tốn quy trình phối trộn NPK II C s l thu ết: Có nhiều phương pháp sản xuất phân bón NPK, phương pháp phổ biến là: phương pháp hạt:  Các loại ngun liệu nghiền mịn phối liệu theo tỉ lệ N – P - K mong muốn, sau đưa vào máy trộn để trộn thành phần với  Hỗn hợp sau trộn đưa vào máy tạo hạt dạng đĩa quay hai vành, hỗn hợp phun nước dạng sương (hoặc dung dịch keo) hạt lớn dần lên đến đủ kích thước, tác dụng lực ly tâm tự trào vành ngồi, hạt phân lăn dọc theo vành bọc thêm lớp cao lanh mịn sau tràn ngồi đến thiết bị sấy  Phương pháp có nhiều ưu điểm: hạt có chứa đầy đủ thành phần dinh dưỡng, khơng bị phân lớp… Phư ng pháp tính tốn phối liệu  Để tính tốn phối liệu trộn phân hỗn hợp N-P-K tính theo cơng thức sau: N P K   C 1 n p k Trong đó:  N, P, K : hàm lượng chất dinh dưỡng N, P2O5, K2O phân cần trộn ( )  n, k, p : hàm lượng phân đạm, lân, kali ngun liệu để trộn ( )  C : lượng chất phụ gia đủ để III Dụng cụ hố chất : Dụng cụ: Hố chất:  Bộ cối chày sứ:   Becher 250 ml : 3cái  (NH4)2SO4 (cơng nghiệp)  Becher 1000 ml :  DAP: (NH4)2HPO4 (CN) rê (cơng nghiệp)  Máy khuấy :  K2SO4 (CN)  Khay nhựa cân:  KCl (CN)  Bình tia:  Cao lanh  Đũa khấy :  Máy đo pH: máy  Cân phân tích (loại số): I Phư ng pháp tiến hành Thí nghiệm 1: Hãy tính cơng thức phối liệu sản xuất 0.2 kg phân NPK 16-16-8-13S Cho ngun liệu có thành phần sau:  Urê (n=46)  (NH4)2SO4 (n=20, s=24)  K2SO4 (k=50, s=18)  DAP (n=18, p=46)  Chất phụ gia cao lanh  Sau tính tốn phối liệu theo cơng thức trên, ta đem nghiền mịn hỗn hợp  Trộn ngun liệu lại với  Thêm phụ gia cao lanh  Thực q trình đo độ pH sản phẩm  Đem mẫu phân tích theo u cầu giáo viên hướng dẫn Thí nghiệm 2: Hãy tính cơng thức phối liệu sản xuất 0.2 kg phân NPK 15 - 15 – Cho ngun liệu có thành phần sau:  Urê (n=46)  DAP (p=46, n=18)  SA (n=20)  KCl (k=60)  Chất phụ gia  Cho biết t lệ sử dụng SA/ rê 2:1 tính theo N  Sau tính tốn phối liệu theo cơng thức trên, ta đem nghiền mịn hỗn hợp  Trộn ngun liệu lại với  Thêm phụ gia cao lanh  Thực q trình đo độ pH sản phẩm  Đem mẫu phân tích theo u cầu giáo viên hướng dẫn Báo cáo kết quả: Trình bày cách tính tốn lượng phối liệu theo cơng thức thí nghiệm thí nghiệm 2 Quan sát tượng q trình trộn hỗn hợp (xem có mùi hay khơng, sản phẩm có bị chảy rữa hay khơng…) Trình bày ứng dụng phân bón hỗn hợp NPK Phân bón NPK có ưu điểm so với loại phân bón đơn khác Tiến hành đo độ pH, vẻ cảm quan dung dịch phân bón hỗn hợp NPK (màu sắc, mùi…) Đem mẫu đo thành phần ngun tố dinh dưỡng trung tâm phân tích (theo u cầu giáo viên hướng dẫn cần đo thơng số nào) PHẦN CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THU C B T Biên soạn: KS Ngu ễn Hồng Ngu ên BÀI 1: XÁC ĐỊNH MỘT SỐ CHỈ TIÊ LÝ HĨA CỦA D NG DỊCH TH ỐC BVTV I Mục đích:  Trình bày cách thức đo số tiêu lý hóa chế phẩm phòng thí nghiệm  Xác định tiêu dung dịch tỉ trọng, dộ nhớt, pH dung dịch chế phẩm, độ tự nhũ, độ bền nhũ tương, độ tái nhũ  Đánh giá tiêu hóa lý chế phẩm theo TCVN tiêu chuẩn AO thuốc BVTV II Thực hành: Đo tỷ trọng Dụng cụ h a chất: Bình tỉ trọng thủy tinh nút nhám có ống mao quản giữa, dung tích 50ml Bể ổn nhiệt Nhiệt kế chia độ đến 0,10 C Cốc thủy tinh dung tích 250ml Nước cất dung dịch thuốc BVTV Phương pháp tiến hành: Xác định khối lượng nước cất: cân bình tỉ trọng khơ (cả nút) xác đến 0,0001g (m0), đổ đầy nước cất đun sơi vào, để nguội vào bể ổn nhiệt (nhúng ngập đến cổ bình) nhiệt độ 200C 20 phút, lấy bình tỉ trọng ra, đậy nút, lau khơ, cân xác định khối lượng m1 Khối lượng nước 200C tình gam theo cơng thức: mn= m1 - m0 Trong đó: m0: khối lượng bình tỉ trọng (g) m1: khối lượng bình tỉ trọng nước cất (g) Xác định tỉ trọng chế phẩm: Khối lượng chế phẩm 200C (m2) tiến hành tương tự Kết quả: Tỉ trọng chế phẩm 200C (d20) tính g/ml theo cơng thức: n d d  m m 20 20 n n Trong đó: d n 20 =0,9982 g/ml tỉ trọng nước 200C Đo độ nhớt Dụng cụ h a chất: Nhớt kế, đồng hồ bấm giờ, ống đong Nước cất dung dịch thuốc BVTV Phương pháp tiến hành: Tiến hành xác định thời gian chảy chế phẩm nhớt kế Kết tính theo cơng thức:     (3.16) Trong đó:  : độ nhớt nước nhiệt độ cần đo (centipose)  : độ nhớt chế phẩm nhiệt độ cần đo (centipose)  : thời gian chảy chế phẩm (giây)  : thời gian chảy nước (giây) Đo H dung d ch 5% c a chế hẩm Dụng cụ h a chất: Máy đo pH, đũa khuấy, ống đong, cốc thủy tinh Nước cất dung dịch thuốc BVTV Phương pháp tiến hành: Tiến hành pha nước cứng chuẩn theo TCVN 3714-82 Nước cứng chuẩn dùng để kiểm tra thơng số lí hóa chế phẩm Đong 5ml nước cứng chuẩn vào cốc thủy tinh, thêm 5ml chế phẩm cho đủ 100ml Dùng đũa thủy tinh khuấy đều, dùng máy đo pH để đo pH dung dịch Kết quả: Ghi lại kết đo pH máy đo pH Đo độ tự nhũ Dụng cụ h a chất: Ống đong, pipet Nước cứng chuẩn dung dịch cần đo Phương pháp tiến hành: Lấy ống đong dung tích 100ml đổ vào 100ml nước cứng chuẩn Dùng pipet nhỏ giọt thuốc sát mặt nước Đậy kín ống đong, lắc mạnh lên xuống 2-3 lần quan sát xem chất lỏng có chuyển thành nhũ đặn có hạt lớn hay khơng Kết quả: Ghi lại tượng Đo chiều cao lớp bọt (lớp kem) có Đo độ b n nhũ tương Dụng cụ h a chất: Cốc thủy tinh, ống đong, pipet, đồng hồ bấm Nước cứng, dung dịch cần đo Phương pháp tiến hành: Đổ từ từ 75-80ml nước cứng chuẩn vào cốc thủy tinh Dùng pipet thêm 5ml chế phẩm (vừa thêm vừa khuấy với tần số khoảng vòng/giây) Nhũ dầu thêm vào nước khoảng 12 giây, thêm dầu pipet phải cách đáy cốc khoảng 20 cm cho mẫu rót thẳng vào khối nước cứng Thêm nước cứng đến vạch 100ml Trong lúc thêm nước cứng phải khuấy liên tục, chuyển nhũ dầu vào ống đong 100ml sạch, khơ, sau 30 phút sau giờ, giờ, 24 giờ, ghi lại bề dày lớp kem Dung dịch giữ lại để thử độ tái nhũ Kết quả: Ghi lại tượng Đo chiều cao lớp bọt (lớp kem) có Đo độ tái nhũ Phương pháp tiến hành: Sau thử độ bền nhũ tương theo phương pháp ghi trên, để n ống nghiệm 24 giờ, sau lật ngược ống nghiệm, lắc 10 lần, quan sát xem độ tái nhũ có bền khơng Tiếp tục để n 30 phút, quan sát lớp kem bề mặt hay đáy ống Kết quả: Ghi lại tượng Đo chiều cao lớp bọt (lớp kem) có BÀI 2: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG TƯƠNG ĐỐI HOẠT CHẤT AZADIRACHTIN CĨ TRONG D NG DỊCH I Mục đích:  Trình bày phương pháp đo tương đối hoạt chất azadirachtin phòng thí nghiệm  Tìm hiểu phương pháp chiết hoạt chất azadirachtin từ neem  Xác định hàm lượng hoạt chất azadirachtin dịch chiết từ neem II C s l thu ết: Xác định hàm lượng azadirachtin dung dịch chiết từ neem Azadirachtin hoạt chất neem có khả chống trùng Cho đến nay, limonoids neem chứng minh có khả ngăn cản phát triển trùng, đặc biệt trùng gây dịch bệnh cho nơng nghiệp ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người Nhiều limonids tiếp tục phát cây, limonoids azadirachtin, salannin, meliantriol, nimbin, nimbidin xem thành phần hoạt chất có neem Hoạt chất có hoạt tính sinh học hạt neem chất azadirachtin, salannin nimbin Azadirachtin: hợp chất neem, có cơng thức phân tử C35H44O16, nhiệt độ nóng chảy 1540C – 1580C, có hoạt tính kháng trùng muỗi mạnh nhất, đặc biệt tác động xua đuổi ức chế sinh trưởng mạnh Azadirachtin có cấu trúc tương tự hormon ecdysone, hormon có tác dụng kiểm sốt tiến trình biến đổi nội hóa học trùng trùng chuyển từ dạng ấu trùng sang dạng nhộng để sang dạng trưởng thành Azadirachtin xem chất ngăn cản tổng hợp hormon cần thiết cho thể trùng, phá vỡ chu kì sống chúng Cơng thức cấu tạo azadirachtin: H O H3 CO O OH O O H 3C O O O CH3 O CH HO H CH H 3C H O OH H H3 CO O O Ngun tắc: Ly trích hoạt chất limonoids mẫu bánh dầu phương pháp khuấy ngấm kiệt bột neem cồn 960 Quy trình xác định hàm lượng azadirachtin dựa theo phương pháp so màu (AZRLs – Azadirachtin related limonoids): Xây dựng đường chuẩn Azadirachtin: x: nồng độ azadirachtin (mg/ml); y: OD 577nm Hình: Đường chuẩn azadirachtin III Thực hành: Dụng cụ, hóa chất: Máy đo quang, máy quay chân khơng Pipet ml, 12 ống nghiệm, bình lóng Nước cất, dichoromethan, vanillin, H2SO4 đậm đặc, methanol Cồn 960, NaCl 5%, ete dầu hỏa, Tiến hành thí nghiệm: Quy trình tách hoạt chất dịch chiết neem: Cao dịch chiết (5ml) + 10ml etanol 960C + 10ml nước cất, vài giọt NaCl 5% + 30ml ete dầu hỏa Dịch phân lớp Thực lần bình lóng +30ml dichloromethan Thực lần Dịch phân lớp bình lóng Cơ quay chân khơng 400C Cao Pha lỗng mẫu Dịch A Xác định nồng độ hoạt chất: Bảng: Quy trình thực dựng đường chuẩn xác định nồng độ hoạt chất Ống đối chứng Ống TN1 Ống TN2 Ống TN3 Dichloromethan (ml) 1,4 0 Mẫu (dịch A) (ml) 1,4 1,4 1,4 Vanillin 0,02mg/ml 0,4 0,4 0,4 (ml) Lắc trộn đều, để n phút 0,2 0,2 0,2 H2SO4 đậm đặc (ml) (3 lần) (3 lần) (3 lần) Sau lần cho acid vào, trộn khoảng 10 giây Methanol (ml) 1,4 1,4 1,4 Để n phút, trộn đọc giá trị OD5 nm 0,4 0,2 (3 lần) 1,4 TN: thí nghiệm Sau thực xong bước dung dịch có chứa hàm lượng azadrachtin chuyển sang màu tím đặc trưng hợp chất limonoids Dùng máy đo quang để đo màu dung dịch Dựa vào đường chuẩn azadirahtin dựng xác định hàm lượng hoạt chất azadirachtin có dung dịch Trong trường hợp dịch mẫu gốc có hàm lượng azadirachtin cao, dung dịch tạo màu vượt q giới hạn máy đo quang nên pha lỗng dịch gốc Tính tốn: Gọi mật độ quang mẫu thử bước sóng nm Chiếu lên đường chuẩn X nồng độ azadirachtin có mẫu thử Hàm lượng azadirachtin có dịch A (có khơng có pha lỗng từ dịch gốc): X * độ pha lỗng * V dịch A V mẫu thử Z= Hàm lượng azadirachtin có mẫu (nếu dịch A có pha lỗng từ dịch gốc) là: Z * 100 m * 1000 * 1000 % Azadirachtin = X: nồng độ azadirachtin có mẫu thử : hàm lượng azadirachtin dung dịch m: khối lượng mẫu ban đầu 100: hệ số phần trăm 1000: đổi đơn vị từ mg sang g 1000: đổi đơn vị từ kg sang g BÀI 3: SẢN X ẤT TH ỐC BVTV DẠNG D NG DỊCH TỪ LÁ CÂ NEEM I Mục đích: Nghiên cứu sản xuất thuốc diệt muỗi từ neem Tìm hiểu q trình nhũ hóa dung dịch để tạo thành chế phẩm Tính tốn hàm lượng hoạt chất azadirachtin có chế phẩm Đánh giá chế phẩm so với TCVN tiêu chuẩn AO thuốc BVTV II C s l thu ết: Các sản phẩm chiết xuất từ thảo dược ln coi có hiệu an tồn sức khỏe người dùng Cây neem (Azadirachta indica A Juss) từ lâu biết đến lồi chứa nhiều hoạt chất có khả chữa bệnh, làm mỹ phẩm Bên cạnh người ta chiết hoạt chất có neem để tạo thuốc diệt ấu trùng muỗi, muỗi trưởng thành Cây neem có tên gọi khoa học azadirachta indica, Việt Nam gọi xoan chịu hạn Nó du nhập vào nước ta năm 81 Cây neem có mọc quanh năm có mùa Chất chiết xuất từ neem có nhiều tác dụng đến trùng, ức chế sinh sản, sinh trưởng, giảm khả gây hại chúng đến trồng nơng nghiệp Dầu neem, thu từ nhân hạt neem, dùng làm thuốc trừ sâu sinh học có khả diệt trùng gây hại mùa màng cách hiệu mà khơng làm nhiễm mơi trường Dầu neem thành phần kem thuốc viên đặt âm đạo để điều khiển sinh sản Ngồi ra, dầu neem chứng minh có hiệu tốt điều trị vấn đề thuộc miệng Nhân hạt neem sau lấy dầu, lại xác bã dùng làm phân bón hữu cơ, gọi ‘neem cake’ Nam Phi, dịch chiết từ cành neem dùng để diệt ổ dịch bệnh dịch tả, dịch đậu mùa, dịch xuất huyết Năm , Nguyễn Thị Phương Thảo cộng thuộc viện sinh học nhiệt đới nghiên cứu ảnh hưởng dầu neem lên kí sinh bọ hà trưởng thành củ khoai lang cho kết khả quan Năm 2003, Nguyễn Tiến Thắng cộng thuộc viện sinh học nhiệt đới xây dựng quy trình chiết xuất hoạt chất sinh học từ hạt neem trồng Việt Nam khảo sát ảnh hưởng dịch chiết lên sinh trưởng vi nấm gây bệnh thực vật ngài gạo Năm 2004, Vũ Đăng Khánh cộng thuộc viện sinh học nhiệt đới khảo sát hoạt tính kháng nấm dầu neem hoạt chất chiết xuất từ hạt neem lên nấm gây bệnh Fusarium oxysporum, cho kết khả quan Năm 2004, Vũ Văn Độ cộng thuộc viện sinh học nhiệt đới tách chiết tinh Azadirachtin từ nhân hạt neem trồng Việt Nam Kết thu Azadirachtin đạt độ tinh 95% Vũ Văn Độ cộng tiến hành khảo sát hàm lượng hoạt chất Azadirachtin, Salanin, Nimbin dầu neem hạt neem trồng Việt Nam Kết cho thấy, khả thu dầu neem phương pháp ép nguội đạt khoảng 29,68 – 39,40% Qua nghiên cứu cho thấy neem có ứng dụng nhiều nơng nghiệp III Thực hành: Quy trình cơng nghệ tổng qt tạo chế phẩm từ bột neem: Bột neem Li trích limonoids bã Xác định hàm lượng limonoids Nhũ hóa Thành phẩm Chiết hoạt chất limonoids tổng neem xác ịnh hàm lượng limonoids tổng có dịch sau chiết Ngun tắc: Ly trích hoạt chất limonoids mẫu bánh dầu phương pháp khuấy ngấm kiệt dùng dung mơi trích ly cồn 960 Dụng cụ: Cân phân tích có độ xác ± 0,0001g, xơ nhựa có nắp đậy có dung tích 15l, cốc thủy tinh 50ml, 100ml, 250ml, 500ml, phễu thủy tinh, bình tam giác 250ml, 500ml, pipet 0,5ml, 1ml, 2ml, 5ml, 10ml, đũa thủy tinh, ống đong 250ml, 500ml, máy xay sinh tố, bình lóng, máy ép dầu KOMET, máy khuấy chân vịt, máy quay chân khơng Heidolph Hóa chất: Cồn 960, Dichloromethan, Hexan, Methanol, NaCl 5%, Vanillin 0,02mg/ml, H2SO4 đậm đặc Tiến hành li trích: cho mẫu bánh dầu với cồn vào xơ khuấy theo tỉ lệ 1:2, khuấy mẫu thực quy trình sau: Bột neem Cồn 60 (cồn: bột = 2:1), khuấy Dịch chiết Bã Dịch chiết Bã Dịch chiết Bã Dịch chiết neem Cơ quay chân khơng, 400C Cao chiết neem Xác định hàm lượng limonoids tổng theo thực hành 2 Nhũ h a dung dịch chiết tạo chế phẩm thuốc diệt muỗi xác ịnh hàm lượng limonoids tổng chế phẩm Dụng cụ hóa chất: Máy đồng hóa, cốc đong Chất nhũ hóa (TWEEN 20), chất Vi nhũ (Oleic acid), Chất chống oxi hóa (Edenol), Dầu neem, Cồn 960, Pyrethrin Từ cao chiết thu được, tiến hành tạo chế phẩm dịch chiết với thành phần trình bày bảng: STT Thành phần Hàm lượng Chất nhũ hóa (TWEEN 20) 5% Vi nhũ (Oleic acid) 6% Chất chống oxi hóa (Edenol) 1% Dầu neem 10% Dịch chiết neem 30% Chất đồng tác dụng 1% Cồn 960 47% Sau phối trộn thành phần theo t lệ, sử dụng máy đồng hóa trộn hỗn hợp tạo thành chế phẩm Đánh giá số tiêu lý hóa chế phẩm so với TCVN tiêu chuẩn FAO thuốc BVTV Tiến hành xác định tiêu chế phẩm theo thực hành Ghi lại kết so sánh với TCVN tiêu chuẩn FAO thuốc BVTV [...]... QUẢ 1 mL Na2S2O3 0,025 M đã dùng = 1 mg O2/L Bài 3 I NHU CẦU ÔXY SINH HÓA Ý NGHĨA MÔI TRƯỜNG Nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD – Biochemical Oxygen Demand) được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật môi trường Nó là chỉ tiêu xác đònh mức độ ô nhiễm của nước thải sinh hoạt và công nghiệp qua chỉ số ôxy dùng để khóang hóa các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học Ngoài ra, BOD còn là một trong những chỉ tiêu quan trọng... quan trọng nhất để kiểm soát ô nhiễm dòng chảy BOD còn liên quan đến việc đo lượng ôxy tiêu thụ do vi sinh vật khi phân hủy chất hữu cơ có trong nước thải Do đó, BOD còn được ứng dụng để ước lượng công suất các công trình xử lý sinh học, cũng như đánh giá hiệu quả của các công trình đó II NGUYÊN TẮC Sử dụng loại chai BOD đặc biệt có thể tích 300 mL, cho mẫu vào đầy chai (hoặc một lượng mẫu thích hợp và... 5 ngày ủ ở nhiệt độ 20oC (nên còn gọi là BOD5) Lượng ôxy chênh lệch do vi sinh vật sử dụng chính là BOD III CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG Vi sinh vật nitrate hóa sẽ sử dụng ôxy để ôxy hóa nitơ – NH3 thành nitrite và nitrate, do đó có thể làm tăng lượng ôxy tiêu thụ, làm tăng kết quả BOD xác đònh IV DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT IV.1 Dụng cụ và thiết bò Tủ đònh ôn BOD ở nhiệt độ 20oC  1oC; Chai BOD 300 mL;... cầu ôxy hóa học (COD – Chemical Oxygen Demand) là một trong những chỉ tiêu đặc trưng dùng để kiểm tra ô nhiễm của nguồn nước thải và nước mặt, đặc biệt là các công trình xử lý nước thải COD được đònh nghóa là lượng ôxy cần thiết cho quá trình ôxy hóa hóa học các chất hữu cơ trong nước thành CO2 và nước Lượng ôxy này tương đương với hàm lượng chất hữu cơ có thể bò ôxy hóa, được xác đònh khi sử dụng một... ra phản ứng phụ: Tốc độ phản ứng oxi hoá được biểu thò theo phương trình sau: Trong đó: v : Tốc độ oxi hóa Theo phương trình của Just tốc độ oxi hoá của Fe2+ tỉ lệ thuận với [Fe2+] và [O2], tỉ lệ nghòch với [ H+] Như vậy quá trình chuyển hóa Fe2+ thành Fe3+ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: pH, O2, hàm lượng sắt trong nước ngầm, CO2 , độ kiềm, nhiệt độ, thời gian phản ứng Ngoài ra tốc độ oxi hóa Fe2+... như các vi sinh vật (vi khuẩn, tảo, động vật nguyên sinh ) Và các chất hữu cơ tổng hợp như phân bón, chất thải công nghiệp… - Chất rắn ảnh hưởng tới chất lượng nước khi sử dụng cho sinh hoạt, cho sản xuất, cản trở, hoặc tiêu tốn nhiều hóa chất trong quá trình xử lý Ngoài ra hàm lượng cặn lơ lửng còn gây ảnh hưởng nghiêm trọng trong việc kiểm soát quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học Các... lấy ở lượng tương ứng (lượng axit tiêu chuẩn) với sự tạo thành monocanxiphotphat Sản phẩm sau phản ứng được đem đi ủ để hồn thành sản phẩm Hàm lượng P2O5 hữu hiệu của supe phốt phát đơn thành phẩm  16,5%  Thành phần quặng lo apatit (Lào Cai) Hàm lượng Thành phần( ) Hàm lượng Thành phần( ) P2O5 30  35 Fe2O3 1,5  2 CaO 45  50 SiO2 38 F 2,5  3,5 CO2 0,3 MgO 12 Al2O3 1,5  2 III Dụng cụ và hố chất:... ôxy hóa khác như nitrite, sắt,… các tác nhân này cũng có thể ôxy hóa 2I-  I2 đưa đến việc nâng cao trò số kết quả Ngược lại, các tác nhân khử như Fe2+, sulfite, sulfide,… ôxy hóa I2  2I- sẽ làm thấp giá trò kết quả Đặc biệt ion nitrite là một trong những chất cản thường gặp, nó không ôxy hóa Mn song khi môi trường có iodide và acid, NO2- sẽ ôxy hóa 2I-  I2, N2O2 tạo thành từ phản ứng lại bò ôxy hóa. .. (theo tỷ lệ trong Giáo trình hóa mt – phần BOD): 0,1% – 1% 1% - 5% 5% - 25% 25% - 100% cho nước thải công nghiệp nhiễm bẩn nặng cho nước thải thô hoặc đã lắng cho nước thải ra của các quá trình xử lý sinh học cho nước sông bò ô nhiễm d Chiết nước pha loãng vào hai chai Cho mẫu vào mỗi chai bằng cách nhúng pipet xuống đáy chai, thả từ từ mẫu vào chai cho đến khi đạt thể tích cần sử dụng, lấy nhanh pipet... thế oxi hóa khử tiêu chuẩn Khi tất cả các ion Fe2+ hoà tan trong nước đã chuyển hóa thành bông cặn Fe(OH)3 Việc loại bỏ các bông cặn ra khỏi nước đïc thực hiện ở bể lọc chủ yếu theo cơ chế giữ cặn cơ học 6.2.2 Khử sắt bằng phương pháp dùng hóa chất A.1.Khử sắt bằng các chất oxi hoá mạnh Các chất oxi hóa mạnh thường dùng để khử sắt là: Cl2 , KMnO4 , O3… Khi cho các chất oxi mạnh vào nước phản ứng diễn ... COD đònh nghóa lượng ôxy cần thiết cho trình ôxy hóa hóa học chất hữu nước thành CO2 nước Lượng ôxy tương đương với hàm lượng chất hữu bò ôxy hóa, xác đònh sử dụng tác nhân ôxy hóa hóa học mạnh... NHU CẦU ÔXY SINH HÓA Ý NGHĨA MÔI TRƯỜNG Nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD – Biochemical Oxygen Demand) sử dụng rộng rãi kỹ thuật môi trường Nó tiêu xác đònh mức độ ô nhiễm nước thải sinh hoạt công nghiệp... 20oC (nên gọi BOD5) Lượng ôxy chênh lệch vi sinh vật sử dụng BOD III CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG Vi sinh vật nitrate hóa sử dụng ôxy để ôxy hóa nitơ – NH3 thành nitrite nitrate, làm tăng lượng ôxy tiêu