Chuẩn độ bạc nitrat với chỉ thị cromat (phương pháp MO) trong nước

Thông qua bài tiểu luận này sẽ cho ta thấy được tầm quan trọng của việc cần loại bỏ clorua ra khỏi nước một cách tốt nhất để có thể cung cấp lượng nước sạch có hiệu quả an toàn cao cho n

MỤC LỤC

Nước là tài nguyên vô giá đối với con người Ngày nay xã hội ngày càng phát triển mức sống của người dân được nâng cao, nhiều công nghệ được áp dụng cho các nhà máy xí nghiệp để tạo ra sản phẩm có chất lượng cao phục vụ cho con người Bên cạnh việc áp dụng công nghệ cao vào sản xuất thì lượng chất thải gây ô nhiễm môi trường cũng tăng lên đặc biệt là môi trường nước Nước sạch của chúng ta hiện nay đang khan hiếm và lượng nước ô nhiễm trên Trái Đất thì ngày càng tăng lên Đó là một thực trạng đáng báo động và thông qua điều đó cho con người của chúng ta thấy nhiều hơn về giá trị của nước sạch, và cần ra sức nhiều hơn để tiết kiệm nguồn nước sạch hiện có Tạo cho chúng ta có

ý thức trong quá trình gìn giữ nguồn nước sạch

Thông qua bài tiểu luận này, chúng ta sẽ tìm hiểu một phương pháp loại bỏ chất độc hại a khỏi nước cấp sinh hoạt, cung cấp cho quá trình sử dụng trực tiếp của chúng ta Phương pháp phần nào cho chúng ta thấy được lượng nước sạch hiện nay ngày càng khan hiếm và cần rất nhiều phương pháp, qui trình để có thể xử lý cung cấp nước sạch để chúng ta có thể sinh hoạt mà không gây ảnh hưởng gì đến sức khỏe chúng ta

Phạm vi được xác định bởi TCVN 6194-1996, QCVN 01:2009/BYT, QCVN 02:2009/BYT,… Và đối tượng bài tiểu luận này muốn nghiên cứ và nói đến đó chính làm hàm lượng Clorua (Cl-) trong nước cấp cho sinh hoạt Lí do mà bài tiểu luận này muốn xác định hàm lượng clorua trong nước là vì đây là một chất có thể gây ảnh hưởng đến sức khỏe người sử dụng nước nếu hàm lượng này vượt ngưỡng quy định cho phép Thông qua bài tiểu luận này sẽ cho ta thấy được tầm quan trọng của việc cần loại bỏ clorua ra khỏi nước một cách tốt nhất để có thể cung cấp lượng nước sạch có hiệu quả an toàn cao cho người sử dụng sau khi xử lý và không gây ảnh hưởng đến sức khỏe

I. Tổng quan về nước:

1. Giới thiệu chung về nước

Cuộc sống trên Trái Đát bắt nguồn từ trong nước Tất cả các sự sống trên Trái Đất đều phụ thuộc vào nước và vòng tuần hoàn của nước

Nước có ảnh hưởng đến khí hậu và là tài nguyên nhân tạo ra thời tiết Năng lượng mặt trời sưởi ấm không đồng đều các đại dương đã tạo nên các dòng hải lưu trên toàn cầu

Dòng hải lưu Gulf Stream vận chuyện nước ấm từ vùng Vịnh Mexico đến Bắc Đại Tây Dương làm ảnh hiwsng đến khí hậu của vài vùng Châu Âu

Hơn 70% diện tích của Trái Đát được bao phủ bởi nước Lượng nướ trên Trái Đất có vào khoảng 1.38 tỉ km3 Trong đó 97.4% là nước mặn trong các đại dương trên thế giới, phần còn lại 2.6% là nước ngọt, chúng tồn tại chủ yếu dưới dạng băng tuyết đóng lại ở hai cực và trên các ngọn núi, chỉ có 0.3% nước trên toàn thế giới (hay 3.6 triệu km3) là có thể sử dụng làm nước uống Việc cung cấp nước uống sẽ là một trong những thử thách lớn nhất của loài người trong thập niên tới đây

Nước được sử dụng trong công nghiệp từ lâu như là nguồn nhiên liệu (cối xay nước, máy hơi nước, nhà máy thủy điện), như là chất trao đổi nhiệt

2. Các nguồn nước có thể dùng cấp nước:

Để cung cấp nước sạch, có thể khai thác từ các nguồn nước thiên nhiên (thường gọi là nước thô), nước mặt, nước ngầm, nước biển

Nước mặt: bao gồm các nguồn nước trong các hồ chứa, sông suối Do kết hợp

từ các dòng chảy trên bề mặt và thường xuyên tiếp xúc không khí nên các đặt trưng của nước mặt là:

- Chứa khí hòa tan, đặc biệt là oxy

- Chứa nhiều chất rắn lơ lửng (riêng trường hợp nước trong các ao, đầm, hồ, chứa ít chất rắn lơ lửng và chủ yếu là dạng keo)

- Có sự hiện diện của nhiều loại tảo

- Chứa nhiều vi sinh vật

Nước ngầm: được khai thác từ các tầng chứa dưới đất Chất lượng nước ngầm phụ thuộc vào cấu trúc địa tầng mà nước thấm qua Do vậy nước chảy qua các tầng địa tầng chứa cát hoặc granit thường có tính axit và chứa

ít nhất chất khoáng Khi chảy qua địa tầng chứa đá vôi, thì nước có độ kiềm hyrocaconat khá cao Ngoài ra, các đặc trưng của người ngầm là:

- Độ đục thấp

- Nhiệt độ và phần hóa học tương đối ổn định

- Không có oxy, nhưng có chứa nhiều khí H2S,CO2,…

- Chứa nhiều chất khoáng hòa tan, chủ yếu la Fe, Mn, Ca, F, Mg,

- Không có sự hiện diện của vinh sinh vật

Nước biển thường có độ mặn rất cao Hàm lượng muối trong nước biển thay đổi tùy theo vị tri địa lý: khu cửa sông, gần hay xa bờ Ngoài ra nước biển thường có nhiều chất lơ lửng, chủ yếu là các phiêu sinh động – thực vật

3. Thực trạng nguồn nước tại Việt Nam

Sự bùng nổ dân số cùng với tốc độ đô thị hóa, Công nghiệp hóa nhanh chóng đã tạo ra sức ép lớn tới môi trường sống ở Việt Nam Đặc biệt, nguồn nước sinh hoạt ngày càng trở nên thiếu hụt và ô nhiễm

Đô thị ở Việt Nam

Ô nhiễm nước được phân làm hai loại: nguồn gốc tự nhiên

(do mưa tuyết, bão lụt,… đưa vào

nguồn nước những chất thải) và

nguồn gốc nhân tạo (quá trình thải các chất độc hại vào môi trường nước).Hầu hết sông hồ ở các thành phố lớn như Hà Nội và Tp HCM, nơi

có dân cư đông đúc và nhiều khu công nghiệp lớn đều bị ô nhiễm Phần lớn lượng nước thải sinh hoạt (khoảng 600.000 m3 mỗi ngày, với khoảng 250 tấn rác được thải ra sông ở khu vực Hà Nội) và công nghiệp (khoảng 260.000 m3 nhưng chỉ có 10% được xử lý) đều không được xử lý mà đổ thẳng vào các ao hồ, sau đố chảy ra các sông lớn vùng Châu Thổ sông Hồng và sông Mê Kông Ngoài ra, nhiều nhà máy và cơ sở sản xuất như các lò mổ và ngay bệnh viện (khoảng 7.000 m3 mỗi ngày, chỉ 30% là được

xử lý) cũng không được trang bị hệ thông xử lý nước thải

Hậu quả chung của tình trạng ô nhiễm nước là tỷ lệ người chết do các bệnh liên quan như viêm màng kết, tiêu chảy, ung thư ngày càng tăng Ngoài ra,

tỷ lệ trẻ em tử vong tại các khu vực bị ô nhiễm nguồn nước cũng rất cao

4. Sự ô nhiễm nước

Với tình trạng ô nhiễm ngày một nặng và dân số ngày càng tăng nước sạch

dự báo sớm sẽ trở thành một thứ tài nguyên quý giá không kém dầu mỏ trong thế kỷ trước Nhưng không như dầu mỏ có thể thay thế bằng các loại

nhiên liệu khác như điện, nhiên liệu sinh học, khí đốt,…nhưng nước thì không thể thay thế và trên thế giới tất cả các dân tộc đều cần đến nó để bảo đảm cuộc sống của mình, cho nên vấn đề nước trở thành chủ đề quan trọng trên các hội đàm quốc tế và những mâu thuẫn về nguồn nước đã được dự báo trong tương lai

Các nguồn gây ô nhiễm nước thải có thể được phân loại theo nguồn gốc phát sinh của chúng như:

- Nước thải sinh hoạt: sinh ra trong quá trình sinh hoạt của con người

- Nước thải sản xuất: sinh ra do quá trình sản xuất nói chung

- Nguồn nước gây ô nhiễm có thể là nước mưa chảy tràn

- Nước thâm qua…

Ngoài ra còn có thể căn cứ vào tính chất của nguồn thải nước thải có thể phân loại thành:

- Nguồn điểm: Nước thải của các cơ sở công nghiệp, thành phố, các khu dân cư,…

- Nguồn không điểm: Nước mưa chảy tràn, nước thải nông ngư nghiệp,…

a. Nước thải sinh hoạt

- Các loại nước thải sinh hoạt sinh r từ các nguồn như: từ các hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, công sở, trường học

- Nước thải từ các dụng cụ vệ sinh như chậu rửa, bồn tắm, giặt giũ bao gồm

cả nước thải sinh lý của con người

- Nước thải từ nhà bếp: nước tẩy rửa, nước thải từ ăn uống,…

- Nước rửa nhà sân, đường phố,…

- Phần nước thải sinh hoạt thay đổi theo thời gian, người ta quy ước một giá trị bình quân như sau:

Trong

nước thải sinh hoạt còn chứa một số hóa chất độc hại như chất tẩy rửa (xà phòng, chất tẩy rửa tổng hợp), thuốc tẩy (chất oxy hóa,…), thuốc nhuộm, thuốc uốn tóc (chất hữu cơ có vòng),

So

sánh nồng độ các chất ô nhiễm chĩnh ở trong nước thải sinh hoạt bằng bể tự hoại với tiêu chuẩn nước thải (TCVN 5945 – 2005) loại B: cho thấy được nước thải sinh hoạt sau xử lý bằng bể tự hoại vẫn có hàm lượng BOD, vượt tiêu chuẩn 2.4 lần Nước thải sau khi xử lý bằng bể tự hoại vẫn chưa được phép thải trực tiếp ra nguồn nước tiếp nhận loại A, B hoặc C

b. Nước mưa:

Nước mưa chảy tràn qua các khu vực dân cư, nhà máy, bãi chứa nguyên vật liệu sẽ cuốn theo các chất rắn, các chất hữu cơ Nếu không quản lý tốt được chảy tràn này sẽ tác động tiêu cực tới các nguồn nước bề mặt, nước ngầm và các thủy sinh trong khu vực

Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước mua chảy tràn ước tính khoảng 0.5-1.5 mgN/L, 0.004-0.03 mgP/L, 10-20 mgCOD/L, 10-20 mgTSS/L Khi so sánh với nước thải nước mưa sạch, do đó cần tách biệt đường nước mưa ra khỏi đường nước thải

c. Nước thải sản xuất

Chủ yếu do các nhà máy sản xuất của các ngành công nghiệp

5. Một số chỉ tiêu trong phân tích nước

II. Xác định, phân tích clorua (Cl - )

1. Giới thiệu chung

- Có mặt trong nước do các chất thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp như công nghiệp chế biến thực phẩm

- Do sự xâm nhập của nước biển vào các cửa sông, vào mạch nước ngầm

- Vị mặn của nước do Cl- 300mg/L; nồng độ Na+, Cl- cao gây rối loạn điện giải với cơ thể con người và tác hại đến cây trồng

- Ion thâm nhập vào nước qua sự hoà tan các muối khoáng hoặc bị ảnh hưởng

từ quá trình nhiễm mặn các tầng chứa nước ngầm hay ở đoạn sông gần biển

- Nước chứa nhiều clorua có tính xâm thực đối với bê tông, có mặt trong hầu hết các đường ống cung cấp nước

2. Ảnh hưởng của clorua trong nước đến sức khỏe con người

Ở người, 88% clorua tập trung ở vùng ngoại bào và đóng vai trò quan trong trọng quá trình thấm lọc dịch trong cơ thể, duy trì áp lực thẩm thấu, cân bằng nước và cân bằng axit cho cơ thể Cân bằng điện giải trong cơ thể người được duy trì qua cân bằng giữa tổng lượng clorua đưa vào cơ thể và lượng clorua thải loại ra khỏi cơ thể qua thận và hệ thống tiêu hóa

Cơ thể của một người trường thành bình thường chứa khoảng 81,7g clorua

Do lượng clorua cơ thể đào thải hàng ngày (qua nước tiểu, phân và mồ hôi) khoảng 530mg, nên một người trưởng thành nên tiêu thụ khoảng 9mg clorua/kg cân nặng cơ thể (tương đương với > 1g muối ăn (muối mỏ)/ngày) Đối với trẻ em và thanh niên < 18 tuổi, nên tiêu thụ 45 mg clorua/ngày

Cho đến nay chưa thấy có ảnh hưởng đáng kể nào đến sức khỏe con người

do clorua gây ra Một người khỏe mạnh có thể hấp thụ lượng lớn clorua nếu người đó uống đủ nước Tuy nhiên, muối NaCl có khả năng làm tăng huyết

áp nên đây là mối quan ngại đối với những người mắc bệnh tim hoặc bệnh thận

3. Một số ảnh hưởng khác của clorua trong nước

Clorua làm tăng độ dẫn điện trong nước và do đó tăng khả năng ăn mòn của nước đối với các thiết bị kim loại Trong đường ống dẫn nước bằng kim loại, clorua phản ứng với ion kim loại tạo thành các muối hòa tan và tăng hàm lượng ion kim loại trong nước ăn uống Đối với ống nước bằng vật liệu

có chứa chì, thường được bọc lớp oxit bảo vệ, nhưng clorua làm tăng khả năng ăn mòn đường ống Clorua trong nước cũng có thể làm tăng tỷ lệ gây

4. Phương pháp xác định lượng Clo

- Phương pháp trọng lượng

- Phương pháp chuẩn độ dựa vào phản ứng kết tủa với bạc nitrat (chỉ thị thích hợp để nhận điểm cuối của quá trình chuẩn độ)

- Phương pháp đo điện thế sử dụng điện cực chọn lọc ion clorua, rất tiện lợi, nhanh và chính xác ngay cả khi ion định phân có trong dung dịch ở những nồng độ rất nhỏ

- Phương pháp: phép đo iod (chuẩn độ oxy hóa - khử), phương pháp Mohr, phương pháp Fajans (chuẩn độ kết tủa)

5. Phạm vi áp dụng

Phương phá này áp dụng để xác định trực tiếp clorua hòa tan vời nồng độ từ 5mg/L đến 150 mg/L Do có nhiều chất gây ô nhiễm nên phương pháp không thể áp dụng đối với nước ô nhiếm có hàm lượng clorua thấp

6. Tiêu chuẩn áp dụng

TCVN 6194-1996: Chất lượng nước – Xác định clorua – Chuẩn độ bạc nitrat với chỉ thị cromat (phương pháp MO)

7. Nguyên tắc của phương pháp

Phản ứng của ion clorua (Cl-) với ion bạc (Ag+) thêm vào tạo thành AgCl kết tủa Việc thêm đủ 1 lượng nhỏ Ag+ tạo thành cromat màu nâu đỏ với cromat được thêm làm chất chỉ thị, phản ứng này được dùng để nhận biết điểm kết thúc

Phương trình phản ứng:

Nồng độ bình thường của các thành phần thông thường của nước ngầm, nước bề mặt và nước sinh hoạt không ảnh hưởng đến việc xác định

Các ion gây ảnh hưởng:

- Br- , I- , S- , SCN

Các chất tạo phức với ion bạc như ion amoni và ion sunfat

- Các chất khử ion cromat, bao gồn ion sắt (II) à ion sunfit

9. Thiết bị, dụng cụ, hóa chất

a. Thiết bị, dụng cụ

- Pipet 20ml, 100ml

- Buret 25 0.02ml

- Erlen 250ml

- Bình định mức 100ml, 1000ml

b. Hóa chất

- Chất chỉ thị kali cromat (K2CrO4) 100mg/l: hòa tan 10g K2CrO4 trong nước, pha loãng đến 100ml

- Natri clorua, dung dịch so sánh chuẩn 0.02mol/l: hòa tan 1.1688g NaCl đã được sấy khô ở 105oC và pha loãng đến 1000ml trong bình định mức

- Acid nitric (HNO3) xấp xỉ 0.1mol/l: bảo quản trong chai thủy tinh

- Natri hydroxit (NaOH) xấp xỉ 0.1mol/L

- Bạc nitrat (AgNO3) 0.1 mol/L: chuyển hết 1 ống chuẩn AgNO3 0.1N Bảo quản dung dịch trong chai thủy tinh nâu có nút thủy tinh Hạn dụng là 01 năm

- Bạc nitrat (AgNO3) 0.02 mol/l: dùng pipet lấy 20ml dung dịch AgNO3 0.1N cho vào bình định mức 100ml, thêm nước đến vạch, ta được dung dịch AgNO3 0.02N Nếu bảo quản dung dịch trong chai thủy tinh nâu có nút thủy tinh, dung dịch có thể để được vài tháng

10. Lấy mẫu và bảo quản mẫu

TCVN 5993-1995: chất lượng nước – lấy mẫu – hướng dẫn bảo quản và xử

lí mẫu

11. Cách tiến hành phân tích

Lấy 100ml mẫu thử (hoặc 1 thể tích mẫu nhỏ hơn rồi pha loãng đến 100ml), (Vm), vào erlen Thêm vào 1ml K2CrO4, chuẩn độ dung dịch bằng AgNO3

0.02N từng giọt đến khi màu của dung dịch chuyển sang màu đỏ gạch (Va) Thêm 1 giọt dung dịch NaCl 0.02N thì màu đỏ gạch phải biến mất

Dùng mẫu đã chuẩn độ và đã được xử lý bằng đ NaCl để so sánh với các chuẩn tiếp theo

Khi thể tích chuẩn độ vượt quá 25ml, lặp lại phép xác định với việc sử dụng buret lớn hơn hoặc phần thể tích mẫu nhỏ hơn

Mẫu trắng:

- Chuẩn độ mẫu trắng giống như trên, khi đó dùng 100ml nước cất thay mẫu thử

- Thể tích chuẩn độ mẫu trắng (Vb) không được vượt quá 0.2ml dung dịch AgNO3 0.02N, nếu vượt quá phả kiểm tra độ tinh khiết của nước cất

12. Tính toán kết quả

13. Kết quả

III. Tình hình nghiên cứu chung về Clorua ở trong nước và quốc tế

thông qua một số bài bài báo:

- CLO TRONG NƯỚC SẠCH NƠI THỪA, CHỖ THIẾU

http://europura.vn/m/vn/clo-trong-nuoc-sach-noi-thua-cho-thieu.html

- Chloride in Fresh Water

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[2] http://cels.uri.edu/docslink/ww/water-quality-factsheets/Chlorides.pdf

[3] PGS.TS Nguyễn Văn Sức, Hóa phân tích môi trường, NXB Đại học Quốc

Gia Tp Hồ Chí Minh, 2014

[4] Trần Thị Ngọc Diệu, Giáo trình phân tích môi trường, NXB Đại học Công nghiệp Tp HCM