Phương pháp phân tích xác định nồng độ photpho và các hợp chất photpho

Xin chào Cơ tất bạn Nhóm 19 xin trình bày Phơtpho Phơtphat Bài tiểu luận nhóm gồm • Giới thiệu chung • • Tầm quan trọng hợp chất Photpho Phương pháp phân tích xác định nồng độ photpho hợp chất photpho • Áp dụng số liệu đo photpho I Giới Thiệu Chung Phân tích xác định nồng độ loại hợp chất phơtpho có ý nghĩa quan trọng lĩnh vực cơng nghệ quản lí mơi trường hợp chất photpho tác động đến môi trường theo nhiều cách khác Đặc biệt quan trọng hợp chất photpho vô photphat dạng muối photphat khử nước polyphotphat hay photphat ngưng tụ Các trường hợp photpho hữu thường quan tâm Nước cấp Xử lý nước thải Các trình xuất vùng kị khí Các q trình xảy vùng hiếu khí/thiếu khí Kết tủa photpho a Kết tủa photphat với canxi b Kết tủa photphat với nhôm sắt Giá trị dinh dưỡng bùn Nước nồi Nước cấp Polyphotphat sử dụng để khống chế tượng ăn mòn cấp nước sinh hoạt Polyphotphat sử dụng nước khử độ cứng để ổn định hàm lượng canxi cacbonat, tránh tượng tái tạo muối cacbonat Các nguồn cấp nước mặt nơi có nhiều loại sinh vật nước phát triển Những sinh vật bơi tự trôi gọi phiêu sinh Đây loài sinh vật nước quan tâm hoạt động chúng ảnh hưởng tới chất lượng nguồn nước Phiêu sinh bao gồm phiêu sinh động vật phiêu sinh thực vật Phiêu sinh thực vật chủ yếu tảo vi khuẩn cyanua Vì nhóm sinh vật có mang diệp lục, phát triển chúng chịu ảnh hưởng lớn lượng nitơ photpho có nước Các nguồn cấp nước mặt nơi có nhiều loại sinh vật nước phát triển Những sinh vật bơi tự trơi gọi phiêu sinh Đây lồi sinh vật nước quan tâm hoạt động chúng ảnh hưởng tới chất lượng nguồn nước Phiêu sinh bao gồm phiêu sinh động vật phiêu sinh thực vật Phiêu sinh thực vật chủ yếu tảo vi khuẩn cyanua Vì nhóm sinh vật có mang diệp lục, phát triển chúng chịu ảnh hưởng lớn lượng nitơ photpho có nước Các nghiên cứu cho thấy nitơ photpho hai nguyên tố cần thiết cho tăng trưởng tảo vi khuẩn cyanua Ở nơi có hàm lượng nitơ photpho cao xảy tượng phát triển bùng nổ tảo, thuật ngữ chuyên môn gọi tượng “nở hoa” hay gọi “thủy triều đỏ” Kinh nghiệm cho thấy tượng xảy lượng nitơ photpho hai thành phần Nồng độ tới hạn photpho vô vào khoảng 0,005 mg/l điều kiện mùa hè • Na4P2O7 • Tất polyphotphat thủy phân từ từ môi trường nước chuyển trở lại thành dạng orto ban đầu: Na4P2O7 + H2O → 2Na2HPO4 Tốc độ chuyển hóa phụ thuộc vào nhiệt độ tăng nhanh nhiệt độ tiến đến điểm gần sôi Tốc độ gia tăng giảm pH điểm ưu tiên trình chuẩn bị mẫu để phân tích nồng độ polyphotphat Q trình chịu ảnh hưởng enzim vi sinh vật Tốc độ q trình chuyển hóa ngược lại xảy chậm môi trường nước tinh khiết nhanh nước thải • Để hồn tất q trình chuyển hóa polyphotphat thành ortophotphat khoảng vài chí vài ngày, đặc biệt nhiệt độ thấp pH cao Như vậy, để xác định photpho hay photphat phải bao gồm việc xác định polyphotphat muốn đo xác tất dạng photpho vơ có mẫu III Phương pháp phân tích xác định nồng độ photpho hợp chất photpho • Các kĩ sư thường quan tâm đến hàm lượng ortho, poly photpho hữu có mặt nước Điều may mắn đo orthophotphat với trở ngại từ polyphotphat tính ổn định chúng điều kiện pH, thời gian, nhiệt độ sử dụng trình đo Do đó, hai dạng poly photpho hữu phải chuyển thành orthophotphat để đo Bảng hợp chất hữu thường gặp khoa học kĩ thuật môi trường Tên Công thức Orthophotphat Tên Công thức polyphotphat Trinatri photphat Na3PO4 Natri Na3(PO3)6 hexametaphotphat Dinatri photphat Na2HPO4 Natri tripolyphotphat Na5P3O10 Mononatri photphat NaH2PO4 Tetranatri pyrophotphat Na4P2O7 Diamon photphat (NH4)2HPO4 • Orthophotphat Photpho tồn dạng orthophotphat xác định cách định lượng phương pháp đo trọng lượng, thể tích, so màu Phương pháp trọng lực sử dụng hàm lượng photpho  diện lớn, điều không xảy thực tế Phương pháp thể tích sử dụng khi nồng độ photphat lớn 50 mg/L, nồng độ gặp trừ trường hợp nước sôi hay chuyển hóa kỵ khí chất Phương pháp gồm: kết tủa, lọc, làm kết tủa và chuẩn độ Phương pháp tốn thời gian Tuy nhiên, phương pháp so màu để đo nước và nước thải thỏa mãn với độ xác cao.  • Có ba phương pháp so màu sử dụng để đo orthophosphate Chúng có chất với những nguyên tắc khác chỗ thêm vào số nguyên tố tự nhiên để tạo màu Yếu tố hóa học cần thiết như: ion photphat kết hợp với ammoni molybdate trong điều kiện acid để tạo thành phức chất molybdophotphat: PO4 3- + + + 12(NH4)2MoO4 + 24H → (NH4)3PO4.12MoO3 + 21NH4 + 12H2O • Khi diện lượng photphat lớn, trạng thái molydophotphat kết tủa màu vàng lọc đo phương pháp thể tích Ở nồng độ photphat thấp hơn, tạo thành hạt keo màu vàng xác định hàm lượng phương pháp so màu Với nồng độ photphat 30 mg/L (thường nằm khoảng phân tích nước), màu vàng của hạt keo khơng thể nhận biết rõ điều có nghĩa cần phải phát triển màu khác Một cách cải thiện thêm vanadium để hình thành dạng phức hợp vanadomolybdophosphoric acid có màu vàng rõ, cho phép phân tích photpho với hàm lượng mg/L những khoảng thấp hơn.  •   Lượng molybdenum chứa ammonium photphomolybdate giảm để tạo những  sản phẩm sol có màu xanh với tỉ lệ tương ứng với lượng photphat diện Một lượng thừa  ammonium molydate không bị giảm khơng can thiệp vào q trình Ascorbic acid  hay stannous chloride sử dụng nhân tố khử Hợp chất màu tạo thành  xanh molybdeum hay xanh heteropoly Chlorur thiếc sử dụng nhân tố khử có  thể mơ tả qua phương trình: 2+ (NH4)3PO3.12MoO3 + Sn → (xanh molybden) + Sn • Polyphotphat Polyphotphat chuyển hóa thành orthophotphat cách đun sơi mẫu acid hóa tối thiểu 90 phút Sự thủy phân thúc đẩy nhiệt autoclave 20  psi Lượng acid thừa thêm vào để xúc tác tăng tốc độ thủy phân phải trung hòa trước khi tiếp tục thêm dung dịch ammonium molybdate vào Lượng orthophotphat xuất phát từ polyphotphat đo phương pháp kể Lượng polyphotphat được tính sau:  Tổng hàm lượng photphat vơ – orthophotphat = polyphotphat   • Photpho hữu Các kỹ sư quan tâm đến việc đo lường hàm lượng photpho hữu có chất thải cơng nghiệp có bùn Để phân tích đòi hỏi chất hữu phải phá hủy sao cho photpho giải phóng dạng ion photphat Chất hữu bị phá hủy bởi một phương pháp oxy hóa ẩm phương pháp chuyển hóa dựa theo “Standard Method” Chất oxi hóa sử dụng khác với chất phương pháp chuyển hóa và có thể perchloric acid, nitric acid – sulfuric acid hay persulphate Acid perchloric chất oxi hóa mạnh nhất, chất độc hại • Để tránh nguy hiểm từ vụ nổ, loại mủ đặc biệt phải sử dụng q trình chuyển hóa phải thêm vào số hóa chất Vì lý này, chuyển hóa nhờ acid perchloric nên thực những nhà hóa học có kinh nghiệm cẩn thận Sử dụng chất oxi hóa persulphate thực nghiệm chứng minh kết thu phù hợp. Một chuyển hóa hồn tất, việc đo lường photpho giải phóng làm bằng phương pháp đo orthophotphat Tất dạng phopho (tổng) được đo từ xác định photpho hữu Do vậy, lượng photpho hữu tính như sau:  Tổng photpho – photpho vơ = photpho hữu Sơ đồ phân tích dạng khác photpho mẫu nước Mẫu So màu trực tiếp Orto-photphat A Thủy phân môi trường Axit Orto PolyPhotphat A + B Phân hủy với K2S2O8 Và môi trường axit Tổng photphat C (A + B) – A Poly-photphat C – (A + B) Photpho hữu IV Áp dụng số liệu đo photpho • Số liệu photpho trở nên quan trọng kỹ sư mơi trường họ đánh giá có mặt chúng nhân tố quan trọng tất yếu chu kỳ sống Trước đây, thông số được sử dụng để giám sát hàm lượng photphat hệ thống nước để tránh ăn mòn để tránh cặn rỉ nồi Việc xác định photpho trở nên quan trọng việc đánh giá hiệu suất sinh học tiềm nước mặt số vùng định có lượng photpho ổn định mà xả vào nguồn nước nhận, đặc biệt hồ bể chứa Xác định hàm lượng photpho cơng việc thường xun q trình vận hành hệ thống xử lý nước thải trình nghiên cứu ô nhiễm dòng chảy nhiều nơi Do tầm quan trọng photpho chất dinh dưỡng phương pháp sinh học xử lý nước thải, việc xác định có liên quan đến nhiều chất thải công nghiệp q trình hoạt động của cơng trình xử lý chất thải.  ... Giới Thiệu Chung Phân tích xác định nồng độ loại hợp chất phơtpho có ý nghĩa quan trọng lĩnh vực cơng nghệ quản lí mơi trường hợp chất photpho tác động đến môi trường theo nhiều cách khác Đặc biệt... trường hợp sử dụng vôi nhôm, đến mol muối kim loại kết tủa mol photphat Bảng yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn hóa chất để khử photpho TT Các yếu tố Nồng độ photpho nước đầu vào Nồng độ chất. .. nước Photpho kết hợp dạng chất rắn sinh học kết tủa hóa học Các nhà máy xử lý thành công photpho phương pháp sinh học, việc xừ lý làm giảm chi phí hóa chất khối lượng bùn so với phương pháp hóa