BÁO CÁO PHÂN TÍCH MÔI TRƯỜNG

Thực tập phân tích môi trường Bài 3: Xác định chất tẩy rửa nước phương pháp chiết - trắc quang với thuốc thử xanh metylen I Tóm tắt lý thuyết, nguyên tắc phương pháp xác định I.1 Lý thuyết  Chất tẩy rửa tổng hợp chất dùng sinh hoạt ngày để làm bề mặt vật chất, thường chất làm nguyên liệu tổng hợp – chủ yếu sản xuất phế thải dầu mỏ nên giá thành rẻ, ưa chuộng rộng rãi Thành phần thực có tác dụng khử chất bẩn chất gọi ‘chất hoạt động bề mặt’  Ưu điểm vượt trội để chất tẩy rửa tổng hợp ưa chuộng so với xà phòng tính hòa tan mạnh nước kể với ion kim loại, không tạo kết lắng hay cặn bám vật dụng hay thành chậu thau Do chất tẩy rửa tổng hợp có gốc –SO3 dễ tạo phức tan nước nên dễ dàng rửa trôi  Tuy nhiên theo nghiên cứu từ năm 1947 cho thấy chất tẩy rửa tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước Chỉ 1µg chất tẩy rửa/mL (1ppm) tạo bọt sông suối nên dung sai đặt 0,5 ppm  Có dạng chất tẩy rửa: ABS LAS + ABS chất tẩy rửa dạng cũ, chứa HO3S-C6H4-CH2-CH(CH3)- CH2-CH(CH3)- CH2-CH(CH3)-CH(CH3)2 (alkylbenzen sulphonat) có mạch cacbon phân nhánh cao, vi khuẩn làm thoái biến (phân hủy) sinh học hoàn toàn + LAS nhà hóa học làm ra, tính chất tẩy rửa tương tự, nhiên mạch cacbon không phân nhánh, có khả thoái biến sinh học, HO3S-C6H4-(CH2)11CH3 CTHH: I.2 Mục đích thí nghiệm GVHD: Nguyễn Thị Cúc Thực tập phân tích môi trường Xác định hàm lượng (nồng độ) chất tẩy rửa mẫu nước lấy từ nhiều nguồn khác Từ xác định mức độ ô nhiễm nguồn nước khảo sát để đưa giải pháp xử lý I.3 Phương pháp xác định  Phương pháp chuẩn để xác định chất tẩy rửa nước chiết - trắc quang sau lên màu với thuốc thử xanh metylen  Ưu điểm: Phương pháp dễ làm, dễ nhận biết kết quả, dụng cụ thiết bị đơn giản, độ nhạy cao ( xác định 0,1 ppm chất tẩy rửa)  Về phản ứng, xanh metylen phản ứng với nhân benzene chất tẩy rửa tạo thành liên hợp màu xanh, tan chloroform C16H18ClN3S + HO3S-C6H4-(CH2)11CH3  Complex xanh (1:1) (xanh metylen ) (LAS)  Chú ý màu dung dịch sau phản ứng (sự tồn tạp chất):  Nếu dung dịch có chứa sulphat, sulphonat, carbocylat, photphat hữu phenol  cường độ màu dung dịch tăng lên  Các amin lại làm giảm cường độ màu phức có cạnh tranh với xanh metylen  Các ion vô Cl-, NO3-… lại không gây cản trở I.4 Nguyên tắc  Về phương pháp chiết  Chiết trình chuyển chất tan từ pha sang pha khác dựa tính tan khác của chất pha sử dụng trình chiết Các pha sử dụng chủ yếu pha nước pha hữu  Trong bài: - Chiết để làm giàu mẫu- tức làm tăng nồng độ chất tẩy rửa nước, làm giảm tạp chất mẫu gây ảnh hưởng màu, để tạo màu đo quang xác - Quá trình chiết thực chiết từ pha nước sang pha hữu Vì pha hữu mà mẫu tan hòa tan tạp chất, không bị lẫn chất khác gây nên sai số lúc thí nghiệm - Nếu không chiết không đo quang do: nồng độ chất không xác; lẫn tạp chất gây sai màu; mẫu pha tạo phức GVHD: Nguyễn Thị Cúc Thực tập phân tích môi trường nhiên dung dịch em đo không đồng dẫn đến kết sai lệch nhiều  Về phương pháp trắc quang so màu  Phương pháp dựa nguyên tắc đo hấp thụ vùng xạ khả kiến Tức chất cần xác định phải có khả hấp thụ xạ điện từ vùng khả kiến, nên chất cần xác định X cần phải có màu - Nếu thân chất cần xác định có màu ta đo độ hấp thụ xạ xác định nồng độ hay hàm lượng chất - Nếu thân chất cần xác định có màu ta đo độ hấp thụ xạ xác định nồng độ hay hàm lượng chất - Nếu chất cần xác định màu, ta phải thực phản ứng hóa học (phản ứng oxy hóa khử hay phản ứng tạo phức) với điều kiện thích hợp để chuyển chất từ không màu thành có màu có khả hấp thụ xạ khả kiến * Với dung dich cần xác định nồng độ chất tẩy rửa dung dịch không màu ta phải thực phản ứng tạo phức màu (màu xanh) với dung dịch xanh metylen  Dung dịch mang phân tích phải dung dich đồng (là chất phapha lỏng, không chứa chất lơ lửng, không tách lớp bọt khí) để đem đo máy phân tích quang  Khi ánh sáng máy trắc quang chiếu qua cuvet chứa mẫu cần phân tích (trong máy phân tích quang) phần lượng bị hấp thụ lại, máy đo cường độ ánh sáng sau hấp thụ I, cường độ ánh sáng bán đầu Io tính giá trị A- độ hấp thụ quang theo định luật Buonguer-LamberBeer A  log I0   l.C I Chú thích: A: Độ hấp thụ  Hệ số hấp thụ màu l: bề dày cuvet (=1) C: nồng độ chất cần phân tích( theo thể tích) GVHD: Nguyễn Thị Cúc Thực tập phân tích môi trường  Về phương pháp xây dựng đường chuẩn (tính nồng độ dung dịch phân tích)  Quan hệ tính chất vật lý hóa lý đo y chất cần định phân với hàm lượng x mẫu thường quan hệ tuyến tính: y = a +bx  Bằng phương pháp chiết- trắc quang sau lên màu với thuốc thử xanh metylen ta xây dựng đường chuẩn, từ phương trình đường chuẩn ta xác định hàm lượng chất tẩy rửa mẫu nước phân tích  Trong này: - Ta chuẩn bị dãy mẫu chuẩn chứa chất cần xác định với nồng độ tăng dần (biết rõ nồng độ - ứng với giá trị x) - Sau chuyển dung dịch mẫu chuẩn thành dung dịch mẫu đồng nhất, có màu không lẫn tạp chất - Điều chỉnh bước sóng thích hợp với màu mẫu định phân đo độ hấp thụ quang A (là tính chất hóa lý - ứng với giá trị y) - Ta xây dựng đường chuẩn mối tương quang độ hấp thụ quang A nồng độ chất C)  Bằng phương pháp bình phương tối thiểu, xác định giá trị hệ số a b quan hệ tuyến tính: y = a + bx theo công thức sau : n n i n n  x  y   x  x y a= i 1 i i 1 i i 1 n i i i 1  n  n. x    xi  i 1  i 1  2 i n n n n. xi y i   xi  y i i 1 b= i 1 n i 1  n  n. x    xi  i 1  i 1  i Nếu gọi x* - hàm lượng chất định phân mẫu phân tích y* - giá trị y đo ứng với mẫu phân tích điều kiện xây dựng đường chuẩn Ta tính x* từ phương trình đường chuẩn xây dựng: GVHD: Nguyễn Thị Cúc = Thực tập phân tích môi trường II Tính toán hóa chất – dụng cụ Dung dịch chloroform CHCl3 Dung dịch NaH2PO4.2H2O Dung dịch H2SO4 1N = Đ = pha 100mL = Đ = ( ) Dung dịch H2SO4 6N = = = pha 100mL = = = ( ) Chú ý: Trong yêu cầu pha loãng acid H2SO4 1N 6N từ acid H2SO4 đặc ta cho vào bình định mức 100ml phần nước, sau cho từ từ acid đặc vào bình với thể tích yêu cầu (1N- 2.8ml; 6N- 16.8ml) sau để nguội bình lúc tiếp tục cho nước cất vào định mức đến vạch Dung dịch NaOH 1N = Đ = pha 100mL = = ( ) Dung dịch thị phenolphthalein Dung dịch xanh metylen (1) 1mg/mL 1mg xanh metylen  1mL X mg  100mL  X= = = 100 ( pha 100mL ) = 0.1 ( ) Dung dịch xanh metylen (2) 0.03mg/mL pha 100mL Ta lấy 15ml dung dịch xanh metylen (1) vào bình định mức 0.5L, them khoảng 250mL nước cất , 20ml dung dịch H2SO4 6N, 25g NaH2PO4.2H2O; lắc định mức đến vạch nước cất GVHD: Nguyễn Thị Cúc Thực tập phân tích môi trường Dung dịch chuẩn DBS (1) dodecybenzene sulphonat- H3C(CH2)11C6H5SO3H có hàm lượng 10ppm (10µg/ml) pha 1L 10µg DBS  1ml y  1000ml y= = 10 μ = 0.01( ) 10.Dung dịch chuẩn DBS (2) có hàm lượng 1ppm pha 250mL Lấy 25ml dung dịch chuẩn DBS (1) cho vào bình định mức 250mL định mức đến vạch nước cất ta thu dung dịch DBS có ham lượng 1ppm 11 Dụng cụ - Máy đo quang (photometer) - Bình định mức 25mL - Phễu chiết lê, dung tích 125mL - Các pipet tích khác - Ống bóp, III Các bước tiến hành giải thích trình xác định hàm lượng CTR  Trước tiến hành thí nghiệm phải thực đồng thời việc pha hóa chất sấy khô bình định mức pipet 5ml (để đảm bảo không lẫn nước lấy hóa chất- CH3Cl, chiết hóa chất từ pha hữu vào bình định mức)  Lấy vào phễu chiết dung dịch chuẩn DBS (2) với thể tích tương ứng 2.0; 4.0; 6.0 8.0mL có nồng độ 1ppm, thêm nước cất vào phễu chiết đến thể tích 50mL ( nồng độ tương ứng với thể tích dãy mẫu chuẩn sau định mức 0.04; 0.08; 0.12 0.16ppm- µgDBS/ 50mldd)  Điều chỉnh pH: thêm 3-4 giọt phenolphthalein Nếu dung dịch phễu chiết không màu , kiềm hóa dung dịch vài giọt NaOH 1N, sau làm màu phenolphthalein vài giọt H2SO4 1N (mục đích để tạo môi trường trung tính môi trường trung tính phức màu bền)  Chiết lần 1: cho vào phễu chiết 3ml CHCl3, 7.5ml dung dịch xanh metylen (2)  lúc xanh metylen phản ứng với chất tẩy rửa (dung dịch)chứa nhân benzene tạo thành liên hợp ion màu xanh tan dung dịch chloroform CH3Cl, phản ứng lên màu cho dung dịch GVHD: Nguyễn Thị Cúc Thực tập phân tích môi trường  Sau đóng chặt nút, lắc phễu chiết 30s để tách pha (chú ý quan sát màu pha hữu cơ) Nếu xuất nhũ tương cần lắc mạnh phễu chiết thêm vài giọt isopropyl ancol (để hoàn tan hoàn toàn nhũ tương làm tăng hiệu tách pha), trình lắc lưu ý nên mở nút phễu liên tục để khí thoát ra, tránh tình trạng bật nút bất ngờ gây sai lệch kết  Sau tách pha xong, mở khóa phễu chiết, cho phần pha hữu vào bình định mức 100ml làm khô Do phần hữu nằm nên chiết bình định mức nên ý vạch phân cách giữ pha, tránh để pha nước lẫn vào pha hữu  Chiết thêm lần cách thêm lần 3ml dd CH3Cl vào phần pha nước lại phễu chiết, gom hết phần chiết hữu vào bình định mức, định mức đến vạch CH3Cl lắc Lúc nồng độ dãy mẫu chuẩn thay đổi thành 0.2; 0.4; 0.6; 0.8ppm (µg DBS/ 10ml dd chiết)  Sử dụng cuvet thạch anh để đo mật độ quang ( độ hấp thụ quang) phần chiết hữu máy đo màu bước sóng 652nm Dung dịch so sánh CH3Cl  Đối với mẫu giả định có chứa hàm lượng chất tẩy rửa, ta lấy vào phễu chiết 2ml dung dịch giả định, định mức đến thể tích 50ml nước cất sau tiến hành thao tác tương tự mẫu chuẩn IV Tính toán kết thí nghiệm, đánh giá, nhận xét giải thích a Tổng hợp, xử lí số liệu thí nghiệm Nhóm V-DBS(ml) C-DBS(ppm) A mẫu trắng A mẫu chuẩn A mẫu GĐ 2.00 0.2 1.112 0.254 4.00 0.4 1.360 0.305 6.00 0.6 1.596 0.310 8.00 0.8 1.701 0.226 GVHD: Nguyễn Thị Cúc Thực tập phân tích môi trường b Phương trình đường chuẩn, xây dựng đường chuẩn Với dãy mẫu chuẩn ta có bảng số liệu sau: V-DBS (ml) 2.00 4.00 6.00 8.00 C (µg DBS/ml CH3Cl) 0.2 0.4 0.6 0.8 A 1.112 1.360 1.596 1.701 Từ bảng số liệu, ta lập phương trình đường chuẩn dựa phương pháp bình phương tối thiểu công thức tương ứng: n n i n n n  x  y   x  x y a i 1 i i i 1 i 1 n i n   n. xi2    xi  i 1  i 1   1.0015 n n. xi yi   xi  yi i i 1 n i 1 b i 1 n n i 1  0.9415   n. xi2    xi  i 1  i 1   Ta có phương trình đường chuẩn: A= 1.0015C + 0.9415  Ta dựng đường chuẩn biểu đồ: y = 1.0015x + 0.9415 R² = 0.9718 ĐƯỜNG CHUẨN DBS 1.8 1.6 1.4 ABS 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 C (ppm)  Nhận xét: Qua biểu đồ đường chuẩn ta thấy sai khác số liệu, đường chuẩn dựng tương đối, không làm ảnh hưởng nhiều đến sai số Tuy nhiên kết không thực xác xuất sai số trình thực hành GVHD: Nguyễn Thị Cúc Thực tập phân tích môi trường c Tính toán kết ( hàm lượng chất tẩy rửa mẫu giả định)  Ta có độ hấp thụ quang mẫu giả định A = 0.310, dựa vào phương trình đường chuẩn ta tính hàm lượng chất định phân (hàm lượng chất tẩy rửa) mẫu phân tích ( mẫu giả định)  Hàm lượng (nồng độ) chất tẩy rửa dung dịch đo: = = = 0.6306 (µg CTR/ 10ml dd đo)  Trong trình thí nghiệm, ta lấy 2ml mẫu giả định đem định mức đến 50 ml nước cất sau đem chiết thành 10ml dd đo Nên hàm lượng chất tẩy rửa 2ml dd mẫu là: = × = × = 3.153 (µg CTR/ 2ml dd mẫu) (Khi ta đem định mức 2ml mẫu giả định 50ml dd nước cất nồng độ dung dịch giảm lần, chiết dung dịch CH3Cl nồng độ dung dịch tăng lần so với định mức, Nên ta bỏ qua bước trung gian tính nồng độ từ bước chiết định mức kết không đổi)  Hàm lượng chất tẩy rửa mẫu giả định là: = = 1.5765 (µg CTR/ ml dd mẫu) = -1.5765 (mg CTR/ L dd mẫu)  Vậy hàm lượng chất tẩy rửa mẫu giả định xác định 1.5765 (mg/L) số âm, điều nói lên hàm lượng chất tẩy rửa mẫu xác định thấp, không gây ô nhiễm đến nguồn nước d Nghi ngờ đánh giá kết thí nghiệm  Thứ nhất, vấn đề đường chuẩn; kết thí nghiệm nhóm được, vấn đề đặt độ hấp thụ quang A dung dịch lại lớn ( >1), gây nghi ngờ sai lệch kết  Từ nghi ngờ kết thí nghiệm, việc xây dựng đường chuẩn tính toán kết mong đợi, nhiên độ tin cậy tính xác kết không cao GVHD: Nguyễn Thị Cúc Thực tập phân tích môi trường  Vì không nên kết luận vội vàng kết thí nghiệm Trong thực nghiệm, nên tiến hành thí nghiệm lại lần để kiểm tra tính đắn kết thu thập được, tránh gây sai sót đáng tiếc e Giải thích sai số thí nghiệm  Do thao tác thực hành không đúng, làm lẫn nước vào dụng cụ thục pha hữu  Do hóa chất pha không đúng, cân đo hóa chất không kỹ  Dụng cụ để không chỗ, lấy lẫn nước hóa chất khác vào bình  Không ý đến yếu tố ảnh hưởng kết ( pH, nồng độ dung dịch, độ cuvet )  Lý đặc biết lưu ý dung dịch chloroform để sẵn cuvet làm mẫu rỗng, dung dịch dễ bay hơi, để dung dịch lâu mà không thay đổi thường xuyên, chloroform bay làm sai lệch kết đo máy đo quang  Còn lý lưu ý thân đề trình thực thao tác chiết, sinh viên để lẫn nước vào phần hữu chiết ra; lý sai lệch xuất nhóm không riêng cá nhân f Ghi 1ppm = 1µg/ml, 1µg/ml = 1mg/L HẾT GVHD: Nguyễn Thị Cúc 10 Thực tập phân tích môi trường giảm nửa Lý giải khử dần Fe (III) ion SCN-, trình tăng lên đáng kể tác dụng ánh sáng PTPƯ: Fe3+ + SCN-  [Fe(SCN)6]2Fe3+ +SCN-  Sn4+ + Fe2+ + SCN- ( màu phức) - Cần ý đến chất cản có mẫu: Cu(II), Bi(III), Co(II) phản ứng với SCN-; anion nitrit NO2 tạo phức màu đỏ NOSCN với thuốc thử; số ion khác gây cản trở PO43-, F-… Cần lưu ý số điểm thực phương pháp: - Do phức màu không bền nên phải thực đo quang sau cho thuốc thử vào dung dịch, để tránh sai số cho kết - Cần thực qua giai đoạn oxy hóa toàn sắt mẫu phân tích mẫu thành sắt(III) thực phản ứng lên màu cho dung dịch Để kết không bị sai chưa xác định hoàn toàn sắt mẫu - Chú ý đến pH dung dịch màu Nguyên tắc phương pháp a Phương pháp trắc quang- đo độ hấp thụ quang dung dịch sắt  Phân tích trắc quang tên gọi chung phương pháp phân tích quang học dựa tương tác chọn lọc chất cần xác định với xạ thuộc vùng tử ngoại, khả kiến hoạc hồng ngoại Nguyên tắc phương pháp trắc quang dựa vào lượng ánh sáng bị hấp thu chất hấp thu để tính hàm lượng  Đối với thực hành này, ta đo độ hấp thụ vùng xạ khả kiến nên dung dịch đem đo dd X cần phải có màu - Ta cần tạo màu cho dung dịch cần xác định hàm lượng trước mang đo độ hấp thụ quang máy đo quang; cách thực phản ứng hóa học (phản ứng oxy hóa khử hay phản ứng tạo phức) với điều kiện thích hợp để chuyển chất từ không màu thành có màu có khả hấp thụ xạ khả kiến - Nếu chất cần xác định có màu sẵn ta cần đem đo trực tiếp để tìm kết - Chú ý đồng dung dịch đem đo quang- phải dung dịch pha, bọt khí không chứa chất lơ lửng  Khi chiếu xạ đơn sắc có bước song λ1 có cường độ I0 qua dung dịch mẫu, bề mặt cuvet phần xạ bị hấp thụ có, phần xạ phản xạ Bức xạ dung dịch có cường độ I Ta tính giá trị Ađộ hấp thụ quang theo định luật Buonguer-Lamber-Beer GVHD: Nguyễn Thị Cúc 29 Thực tập phân tích môi trường A  log I0   l.C I Chú thích: A: Độ hấp thụ  Hệ số hấp thụ màu l: bề dày cuvet (=1) C: nồng độ chất cần phân tích( theo thể tích) * Với dung dich chứa Sắt dung dịch màu, ta phải thực phản ứng tạo phức màu với dung dịch Thiocyanat     b Phương pháp dựng đường chuẩn- xác định nồng độ sắt mẫu Quan hệ tính chất vật lý hóa lý đo y chất cần định phân với hàm lượng x mẫu thường quan hệ tuyến tính: y = a +bx Bằng phương pháp chiết- trắc quang sau lên màu với thuốc thử xanh metylen ta xây dựng đường chuẩn, từ phương trình đường chuẩn ta xác định hàm lượng chất tẩy rửa mẫu nước phân tích Trong này: Ta chuẩn bị dãy mẫu chuẩn chứa chất cần xác định với nồng độ tăng dần (biết rõ nồng độ - ứng với giá trị x) Sau chuyển dung dịch mẫu chuẩn thành dung dịch mẫu đồng nhất, có màu không lẫn tạp chất Điều chỉnh bước sóng thích hợp với màu mẫu định phân đo độ hấp thụ quang A (là tính chất hóa lý - ứng với giá trị y) Ta xây dựng đường chuẩn mối tương quang độ hấp thụ quang A nồng độ chất C) Bằng phương pháp bình phương tối thiểu, xác định giá trị hệ số a b quan hệ tuyến tính: y = a + bx theo công thức sau : n n n n  xi2  yi   xi  xi yi a= i 1 i 1 i 1 n i 1 n   n. x    xi  i 1  i 1  2 i GVHD: Nguyễn Thị Cúc 30 Thực tập phân tích môi trường n n n n. xi y i   xi  y i i 1 b= i 1 n i 1  n  n. x    xi  i 1  i 1  i Nếu gọi x* - hàm lượng chất định phân mẫu phân tích y* - giá trị y đo ứng với mẫu phân tích điều kiện xây dựng đường chuẩn Ta tính x* từ phương trình đường chuẩn xây dựng: = VI Tính toán hóa chất – dụng cụ Dung dịch chuẩn sắt có nồng độ 0.1g Fe/L Cần 0.8610g Phèn sắt amoni FeSO4.(NH4)2SO4.12H2O (M= 482.19 g/mol) hòa tan định mức đến 1L FeSO4.(NH4)2SO4.12H2O  Fe 482.19 (g/mol) 55.85(g/mol) X 0.1(g)  X= × = 0.8610 (g) H2SO4 1:2 Pha 100ml Ta lấy 34.00ml H2SO4 đem pha thành 100ml dung dịch Ban đầu cho vào bình định mức 100ml nước cất, sau đổ từ từ 34.00 ml H2SO4 vào bình, lắc nhẹ cho bình nguội, sau định mức nước cất đến vạch Dung dịch KMnO4 0.1N Pha 100ml CN= Đ×  a= CN x Đ x V = CN x Acid oxalic 0.1N (C2H2O4) a= CN x Đ x V = CN x x V = 0.1 × 0.1 × = 0.5288(g) Pha 100ml x V = 0.1 × 0.1 × = 0.6303(g) Dung dịch HCl 1:1 Pha 100ml Lấy 50ml dd HCl pha với nước cất thành 100ml KSCN (hoặc NH4SCN) 20% Pha 100ml %× 20% × 100 %= × 100% → = = = 20( ) 100% 100% GVHD: Nguyễn Thị Cúc 31 Thực tập phân tích môi trường Lấy 20g KSCN hòa tan pha thành 100ml dung dịch Dụng cụ cần thiết - Bình định mức 100ml - Cốc dung tích 100ml - Pipet 1, 5, 10, 25ml - Pipet nhựa - Cân điện tử - Máy quang phổ UV-Vis VII Các bước tiến hành giải thích trình xác định hàm lượng CTR Chuẩn bị dãy dung dịch màu: Chuẩn bị 10 bình định mức dung tích 100mL cốc dung tích 100mL Cho vào cốc từ thứ hai đến cốc thứ mười dung dịch chuẩn sắt (Fe3+) với thể tích 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5 5,0 mL Thêm nước cất vào cốc cho đạt thể tích khoảng 50mL Riêng cốc thứ không cho dung dich chuẩn sắt, cho khoảng 50mL nước cất để làm mẫu trắng (mẫu rỗng, dung dich so sánh) Thêm vào cốc 1,5mL dung dịch H2SO4; 1,5mL dung dịch KMnO4; đặt cốc lên bếp điện có lưới amian ngăn cách, đun sôi dung dịch cốc từ 3-5 phút (do điều kiện PTN nên đun bếp cách cát, không ảnh hưởng nhiều đến kết quả)  Để oxy hóa hoàn toàn Fe(II) lên Fe(III), dung dịch có chứa anion nitrit NO2- (NO2-là chất cản gây sai số chủ yếu_vì anion tạo hợp chất màu đỏ NOSN với thuốc thử, màu với phức ([Fe(SCN)]2-[Fe(SCN)]3- ) xảy trình oxy hóa anion nitrit NO2 thành NO3 Các phương trình phản ứng: 5Fe2+ + MnO4 + 8H+  5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O 2MnO4- + 5NO2- + 6H+  2Mn2+ + 5NO3- + 3H2O Sau dừng đun, vừa thêm giọt dung dịch H2C2O4 vừa lắc điều đến màu tím  Để loại trừ KMnO4 dư bước với PTPƯ: 2MnO4 + 5C2O42- + 16H+  2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O Ngoài lượng Fe(III) bị khử Fe(II) dung dịch H2C2O4: 2Fe3+ + C2O42-  2Fe2+ + 2CO2 Lại thêm cẩn thận giọt dung dịch KMnO4 đồng thời lắc điều cốc đến dung dịch vừa có màu hồng nhạt  Vì có Fe2+ tạo thành nên thực GVHD: Nguyễn Thị Cúc 32 Thực tập phân tích môi trường bước giúp chúng chắn Fe(II) chuyển hoàn toàn thành Fe(III) dấu hiệu điểm tương đương trình oxy hóa Fe(II) lên Fe(III) 5Fe2+ + MnO4 + 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O Để nguội , chuyển dung dịch vào bình định mức dung tích 100mL, tráng cốc nước cất chuyển vào bình định mức( Nếu dung dịch bị đục phải lọc, cần gom nước lọc nước rửa phiễu lọc vào bình định mức)  Trong trình thực tập dung dịch xuất đục nên tiến hành lọc để dung dịch đạt tiêu chuẩn mang đo quang Thêm 1,5mL dung dịch HCL 1:1, lắc (để tạo môi trường acid) Tiếp tục cho vào bình định mức 2,5mL dung dịch thiocyanat, định mức nước cất đến vạch, đậy kín nắp lắc  Là bước lên màu cho dung dịch, phức màu có màu đỏ Đo mật độ quang dung dịch bước sóng 495nm, với mẫu dung dịch so sánh mẫu rỗng Cần thực đo quang để tránh tình trạng màu phức mẫu vừa tạo thành Đối với phân tích hàm lượng Sắt mẫu nước, thực tập dựa phân tích mẫu nước máy Lấy 1L mẫu nước máy vào cốc chịu nhiệt, đun cốc bếp điện, cô mẫu nước thể tích khoảng 50mL ( phải a = CN x Đ x V Đ Trong : Đ= = 157.74 (g/mol); CN = 0.015 N ; V = 1.0L Suy : a = 0.015 x 157.74 x = 2.3661(g) Dung dịch H2C2O4 0.015N pha 1.0L M = 126.067 (g/mol) Ta có: CN = Đ Trong : Đ= => a = CN x Đ x V = 63.0335 (g/mol) ; CN = 0.015 N ; V = 1.0L Suy : a = 0.015 x 63.0335 x = 0.9455 (g) Dung dịch phenolphthalein 1% ethanol pha 100mL Ta có: P% = × 100 = > a = %×( ) Trong đó: P% = 1% ; a+q = 100g = 100 x = V x dH20 = 100 (g) Suy : a = x 100/100 = (g) Bơm hút mẫu khí – SKC GVHD: Nguyễn Thị Cúc 39 Thực tập phân tích môi trường IV Cách tiến hành Hấp thụ mẫu không khí - Tại phòng thí nghiệm: lấy vào bình tam giác 150 ml dung dịch hấp thụ khí, đậy kín nút cao su - Tại trường:  Lựa chọn vị trí thích hợp, lắp đặt dụng cụ tiến hành lấy mẫu giờ, thường xuyên ghi nhiệt độ áp suất khí suốt thời gian lấy mẫu  Sau thu mẫu xong , tắt máy ghi số đếm gộp tất dung dịch chứa mẫu vào bình đựng bảo quản cẩn thận chuyển phong thí nghiệm để phân tích Xác định nồng độ CO2 - Mẫu hóa chất: Lấy 10ml dung dịch cần định phân vào bình tam giác 100 ml, thêm 2-3 giọt thị phenolphtalein chuẩn độ dung dịch acid oxalic 0.0089N đến màu thị Làm ba lần tính kết trung bình - Mẫu trắng: tiến hành tương tự mẫu trắng cách thay10ml dd cần định phân 10ml dung dịch Ba(OH)2 0.0135N V Kết thí nghiệm Hấp thu mẫu không khí: Tiến hành hút khí ở: - Nhiệt độ: 25oC - Áp suất: 100.82KPa ≈0.99 atm - Số đếm máy trước hút khí: 382818 - Số đếm máy sau hút khí: 454618 - Số đếm = 454618 - 382818= 71800 - V(kk) = 71800 x 0.502 = 37982.2 mlkk = 0.038m3 Xác định nồng độ CO2 : Thể tích dung dịch acid oxalic (H2C2O4) 0.015N tiêu tốn để chuẩn độ CO2, kết thúc trình chuẩn độ dung dịch chuyển từ màu hồng sang không màu: - V mẫu phân tích đo V (C2O42- ) : V1 = 7.20 ml GVHD: Nguyễn Thị Cúc 40 Thực tập phân tích môi trường V2 = 7.00 ml  Vtb = 7.13 ml V3 = 7.30 ml - Lượng CO2 hấp thu = lượng CO2 sau hấp thu – lượng CO2 mẫu trắng: (CnV)CO2 = (CnV)Ba(OH)2 tham gia phản ứng Mà lượng Ba(OH)2 = 0.015*10*171 = 25,65mg - Thể tích Ba(OH)2 dư = (CnV)H2C2O4 = - Lượng Ba(OH)2 dư= (7.13*0.015) = 7.13(ml) 0.015 MVCn =171*7.13*0.015*0.5= 9.14 mg - Lượng Ba(OH)2,thamgia = Ba(OH)2,banđầu – Ba(OH)2,dư = 16.51mg Đối với mẫu trắng: = 25.65 – 9.14 - V mẫu trắng đo V (C2O42-) : V1 = 8.70 ml V2 = 8.50 ml  Vtb = 8.50 ml V3 = 8.30 ml - Lượng Ba(OH)2,ban đầu = 0.015*10*171 = 25,65 mg - Thể tích Ba(OH)2 dư = (CnV)H2C2O4 = - Lượng Ba(OH)2 pu = (8.50*0.015) = 8.50ml 0.015 MVCn = 171*(10 -8.50)*0.015*0.5 = 1.92 mg ( chuẩn lượng CO2 phòng thí nghiệm phản ứng với Ba(OH)2 gây sai lệch chuẩn độ ) Vậy lượng Ba(OH)2 tham gia = lượng Ba(OH)2 ban đầu - lượng Ba(OH)2 mẫu trắng = 16.51 + 1.92 = 18.43mg - Số mol CO2kk = 18.43 /171 = 0.11mmol - Vậy lượng CO2 lấykk = 0.11*60*44 = 0.29 g 1000 - Với 0.041 m3 ta thu 0.29g CO2 1m3thì ta thu = GVHD: Nguyễn Thị Cúc 1* 0.29 = 7.63g 0.038 41 Thực tập phân tích môi trường VI Câu hỏi tập 1) Thiết lập công thức tính hàm lượng CO2: Theo phương pháp chuẩn độ ngược dùng quy luật đương lượng ta có (CN.V)CO2= (CN.V)Ba(OH)2 phản ứng = (CN.V)Ba(OH)2 ban đầu - (CN.V)Ba(OH)2 dư Mà (CN.V)Ba(OH)2 dư = (Cn.V)H2C2O4 tiêu tốn Suy ra: (CN.V)CO2 = (CN.V) Ba(OH)2 ban đầu - (Cn.V) H2C2O4 tiêu tốn lượng CO2 CN(CO2) = = ( ) ( ( ) ( ) đầ , ) đầ ( ) ( ) ê ố đế ê ố ố (mg/10ml dd mẫu)  Lượng CO2 600ml dd đem hấp thụ.lượng CO2 1l kk = (g/m3 kk) 2) Số mol khí lấy: - Ta có công thức : PV = nRT công thức dùng để đánh giá khách quan hàm lượng CO2 vùng mà không cần đánh giá chi tiết để tiết kiệm hay đở công sức làm chi tiết tốn chi phí : P = 0.99atm R= 0.082 t = 25oC nên T = 273 + 25 = 298 n= PV 0.99 * 0.038 = = 0.0015 mol RT 0.082 * 298 GVHD: Nguyễn Thị Cúc 42 Thực tập phân tích môi trường 3) Các nguyên nhân làm sai lệch kết đo: - Do nhiễm phần CO2 lẫn vào từ không khí trình làm thí nghiệm Ngoài CO2 có chất ô nhiễm khác không khí như: SO2, NO2, NO, HCl(g),… SO2 + Ba(OH)2 = BaSO3 + H2O 2HCl + Ba(OH)2 = BaCl2 + 2H2O =>Những chất làm tăng lượng CO2 lên bị dung dịch Ba(OH)2 hấp thụ mà ta không xác định được, dẫn đến kết cao - Do cho phản ứng với axit oxalic không bền tạo thêm CO2 - Do ảnh hưởng nhiệt độ lấy mẫu nhiệt độ cao nồng độ khí CO2 giảm nên ảnh hưởng đến kết đo - Ảnh hưởng thiết bị máy móc tính toán , độ tinh khiết hóa chất thao tác lắp đặt - Do xử lí mẫu không xác - Do ảnh hưởng áp suất 4) Các chất ô nhiễm khác cản trở đến phép xác định CO2 SOX, NOX SO2 + Ba(OH)2 = BaSO4 + H2O NO2 + Ba(OH)2 = Ba(NO3)2 + H2O 5) Ảnh hưởng khí CO2 Gây hiệu ứng nhà kính, làm nhiệt độ trái đất tăng ( băng tan ) Nhưng có nhiều CO2 bị giam giữ nguồn nước bề mặt đại dương nhiệt độ đại dương tăng lên xảy tượng giải phóng nhiều CO2 bị giam giữ (vì độ hoà tan CO2 nước biển tỷ lệ nghịch với nhiệt độ) Như vậy, trái đất ấm lên, lượng CO2 nước đại dương giảm lượng CO2 không khí mặt nước lại tăng lên.Ảnh hưởng tới hệ sinh thái, làm cân sinh học trình sống sinh vật, ảnh hưởng tới sức khỏe người, ô nhiễm không khí đẫn đến nước biển dân làm thu hẹp diện tích đất liền HẾT GVHD: Nguyễn Thị Cúc 43 ... Tính toán kết quả: a Định lượng Cu2 +: Ta có: C N (Cu  )  (C N V ) Na2 S2O3 VCu   3 0,01* 5,63  3,13.10 N 10  2,5  2,5  0,5  2,5 => aCu  C N (Cu ) Cu VCu  3,13.10 3 * 32 * 0,01  1,002.10... 1mg/mL : pha 250mL M(CuSO4.5H2O)=249,685 g/mol Cu= 63,546 M(NiSO4.7H2O)=280,880 g/mol Ni= 58,71 250ml Cu2 + => 250mg Cu2 + => m (Cu2 +)= 982,3 mg= 0,9823g Tương tự =>m(Ni2+)= 1,196g Dung dịch NaCl 1M... đến yếu tố ảnh hưởng kết ( pH, nồng độ dung dịch, độ cuvet )  Lý đặc biết lưu ý dung dịch chloroform để sẵn cuvet làm mẫu rỗng, dung dịch dễ bay hơi, để dung dịch lâu mà không thay đổi thường