Kỹ thuật phân tích chất lượng nước phần 2

Tài liệu tham khảo Kỹ thuật phân tích chất lượng nước - bộ môn thủy sinh học ứng dụng

1 4500-O C. Phương pháp Winkler (APHA et al., 1995) 1. Nguyên lý Trong môi trường bazơ mạnh, oxy hòa tan (DO) trong nước sẽ oxy hóa ion Mn 2+ thành Mn 4+ tạo kết tủa nâu. Mn 2+ + 2OH - + ½ O 2 = MnO 2 + 2H 2 O Trong môi trường acid và có sự hiện diện của ion I - , Mn 4+ bị khử thành Mn 2+ và giải phóng I 2 tương đương với lượng O 2 có trong mẫu nước lúc ban đầu. MnO 2 + 2I - + 4H + = Mn 2+ + I 2 + 2H 2 O I 2 được giải phóng ra sẽ hòa tan trong nước và được xác định bằng phương pháp chuẩn độ với dung dịch Na 2 S 2 O 3 . Hồ tinh bột được sử dụng làm chất chỉ thị để xác định điểm dừng chuẩn độ (I 2 tạo phức màu xanh với hồ tinh bột). I 2 + Tinh bột-I 2 (xanh) + Na 2 S 2 O 3 → Na 2 S 4 O 6 + NaI + H 2 O + Tinh bột (không màu) 2. Các chất gây nhiễu Các chất oxy hóa sẽ oxy hóa I - thành I 2 làm tăng kết quả phân tích (nhiễu dương). Các chất khử thì khử I 2 thành I - làm giảm kết quả phân tích (nhiễu âm). Hầu hết chất hữu cơ bị oxy hóa trước khi M 4+ bị kết tủa. Theo APHA et al. (1995), phương pháp wincler có một số sửa đổi để loại bỏ các chất gây nhiễu: (i) Phương pháp dùng NaN 3 (4500-O C. Azide modification) để loại bỏ các chất oxy hóa như NO 2 - ; (ii) Phương pháp xử lý mẫu nước với KMnO 4 và K 2 C 2 O 4 (4500-O D. Permanganate modification); (iii) Phương pháp xử lý mẫu nước với KAl(SO 4 ) 2 .12H 2 O và NH 4 OH (4500-O E. Alum flocculation modification) để loại bỏ vật chất lơ lửng trong mẫu nước… Trong các phương pháp Winkler sửa đổi thì phương pháp dùng NaN 3 là thích hợp để phân tích nước ao. 3. Thu mẫu và bảo quản Thu mẫu nước vào lọ nút mài nâu 125 mL, cố định bằng 1 mL MnSO 4 và 1mL dung dịch KI-NaOH, đậy nắp lọ lại, lắc đều, trong lọ xuất hiện kết tủa. Chú ý, khi thu mẫu và sau khi cố định không để bọt khí xuất hiện trong chai khi thu mẫu nước. 4. Thuốc thử a) Dung dịch Mn 2+ : Hòa tan 50 g MnSO 4 .5H 2 O hay 41 g MnCl 2 .4H 2 O với nước cất thành 100 mL. b) Dung dịch KI-NaOH-NaN 3 : Hòa tan 50 g NaOH và 15 g KI (hay 14 g NaI) với nước cất thành 100 mL. Hòa tan 10 g NaN 3 trong 40 mL nước cất, sau đó trộn với dung dịch KI-NaOH. c) H 2 SO 4 đđ (d =1,84) hay H 3 PO 4 đặc (d = 1,88). d) Dung dịch Na 2 S 2 O 3 tiêu chuẩn 0,1N: Pha một ống Na 2 S 2 O 3 chuẩn 0,1N trong 1000mL nước cất e) Dung dịch Na 2 S 2 O 3 0,01N: Pha loãng 50 mL dung dịch Na 2 S 2 O 3 0,1N với nước cất thành 500 mL. 2 f) Chỉ thị hồ tinh bột 1%: Hòa tan 1 g tinh bột trong 100 mL nước ấm (từ 80-90 o C) khuấy đều cho đến khi dung dịch màu trong suốt, cho vào 0,5 mL formaline nguyên chất để sử dụng được lâu. 5. Tiến hành a) Thêm 2 mL H 2 SO 4 đđ, lắc đều mẫu để hòa tan kết tủa b) Đong 50 mL cho vào bình tam giác 100 mL. c) Chuẩn độ bằng dung dịch Na 2 S 2 O 3 0,01N cho đến khi dung dịch có màu vàng nhạt, cho 3 giọt chỉ thị hồ tinh bột, lắc đều dung dịch có màu xanh, tiếp tục chuẩn độ cho đến khi dung dịch chuyển từ màu xanh sang không màu thì dừng lại. Ghi thể tích (V 1 ) dung dịch Na 2 S 2 O 3 chuẩn độ. Lặp lại quá trình phân tích một lần nữa,ghi thể tích (V 2 ) dung dịch Na 2 S 2 O 3 chuẩn độ lần 2. Từ V 1 và V 2 , tính thể tích V trung bình của dung dịch Na 2 S 2 O 3 đã sử dụng. 6. Tính kết quả Tính hàm lượng CO 2 tự do theo công thức sau: Trong đó: − V là thể tích trung bình dung dịch Na 2 S 2 O 3 chuẩn độ. − N là nồng độ đương lượng của dung dịch Na 2 S 2 O 3 . − V m là thể tích mẫu (50 mL) m V xxNxV LmgDO 000.18 )/( = 3 4500-CO 2 C . Phương pháp chuẩn độ (APHA et al., 1995) 1. Nguyên lý CO 2 tự do phản ứng với NaOH hoặc Na 2 CO 3 tạo thành NaHCO 3 . Phản ứng xảy ra hoàn toàn được xác định bằng chỉ thị điện thế hoặc sự tạo phức màu hồng với chỉ thị phenolphthalein ở pH tương đương 8,3. NaOH + CO 2 → NaHCO 3 Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O → 2NaHCO 3 Như vậy, có 2 cách xác định CO 2 tự do là chuẩn độ bằng NaOH hoặc Na 2 CO 3 với chỉ thị là phenolphthalein ở điểm dừng là pH=8,3, khi đó dung dịch chuyển từ không màu sang màu hồng. 2. Các chất gây nhiễu Các cation và anion gây ảnh hưởng đến cân bằng CO 2 -CO 3 2- . Các ion kim loại bị kết tủa trong dung dịch kiềm như nhôm, chronium, đồng, sắt là tăng kết quả phân tích, Fe 2+ không được vượt quá 1 mg/L. Các ion kiềm yếu như ammonia hay amine, các muối của acid yếu hay bazơ mạnh như borate, nitrite phosphate, silicate và sulfide gây nhiễu dương (tăng kết quả phân tích). Các chất này không nên vượt quá 5% của hàm lượng CO 2 . Phương pháp chuẩn độ không áp dụng cho nước thải có chứa acid khoáng. Tổng chất rắn hòa tan (TDS) cao sẽ gây nhiễu âm (giảm kết quả phân tích), đặc biệt là nước biển. 3. Thu mẫu và bảo quản Dùng chai nút mài thủy tinh thu mẫu nước, tránh bị bọt khí trong chai. Tốt nhất là phân tích ngay sau khi thu mẫu, có thể giữ mẫu trong 2-3 giờ trong điều kiện nhiệt độ thấp (4 o C) hoặc cho vài giọt chloroform để ngăn cản quá trình hô hấp của vi sinh vật làm tăng hàm lượng CO 2 . 4. Thuốc thử a) Nước cất không chứa CO 2 : Đun sôi nước cất hoặc nước khử ion trong 15 phút, làm nguội bằng nhiệt độ phòng, pH phải lớn hơn 6 và độ dẫn điện phải nhỏ hơn 2µmhos/cm. Dùng nước này để pha thuốc thử và pha loãng mẫu. b) Dung dịch mẹ NaOH 0,1N: Có 2 cách chuẩn bị dung dịch mẹ. (i) Pha 1 ống NaOH chuẩn 0,1N (do nhà sản xuất cung cấp) với nước cất thành 1.000mL. (ii) Hòa tan 4 g NaOH với nước cất không có CO 2 tự do thành 1.000 mL. Phải chuẩn hóa dung dịch mẹ bằng dung dịch H 2 C 2 O 4 0,1 N. Cách tiến hành như sau: Cho 20mL dung dịch H 2 C 2 O 4 0,1N và 3 giọt chỉ thị phenolphthalein vào bình tam giác 100mL, lắc đều, chuẩn độ bằng dung dịch NaOH mới pha ở trên cho đến khi dung dịch chuyển từ không màu sang màu hồng nhạt. Ghi thể tích V 1 của dung dịch NaOH đã sử dụng. Làm lại như trên lần nữa để lấy giá trị trung bình. Sau đó hiệu chỉnh lại nồng độ dung dịch NaOH cho chính xác theo công thức: N 1 V 1 =N 2 V 2 . c) Dung dịch NaOH 0,01N: Pha 100mL NaOH 0,1N với nước cất thành 1.000mL 4 d) Dung dịch chuẩn Na 2 CO 3 0,02N: Sấy Na 2 CO 3 ở 140 o C và để nguội trong bình hút ẩm. Hòa tan 1.06 g với nước cất 1000 mL. Dung dịch này nên chuẩn bị mới mỗi khi phân tích. e) Dung dịch H 2 C 2 O 4 0,1N: Hòa tan 0,63gram H 2 C 2 O 4 .2H 2 O với nước cất thành 100mL. f) Dung dịch đệm pH= 8,3: Dung dịch Na 2 B 4 O 7 0,05M: Hòa tan 1,91gram Na 2 B 4 O 7 .10H 2 O với nước cất thành 100mL. Dung dịch H 3 BO 3 0,2M: Hòa tan 1,24 gram H 3 BO 3 với nước cất thành 100mL. Lấy 20mL dung dịch Na 2 B 4 O 7 0,05M cho vào 30mL dung dịch H 3 BO 3 0,2M. Ta sẽ được dung dịch đệm có pH=8,3. g) Dung dịch chỉ thị Phenolphthalein 1%: Hòa tan 1g chỉ thị Phenolphthalein (C 20 H 14 O 4 ) trong 100ml cồn 60 o . 5. Tiến hành a) Xác định màu tại điểm dừng chuẩn độ theo các bước sau: − Đong 50 mL dung dịch đệm pH= 8,3 − Thêm 3 giọt chỉ thị phenolphthlein, lắc đều, dung dịch có màu hồng nhạt. b) Xác định hàm lượng CO 2 tự do trong mẫu nước − Đong 50 mL mẫu nước. − Thêm vào mẫu nước 3 giọt chỉ thị phenolphthlein, lắc đều. Nếu dung dịch có màu hồng thì trong nước không chứa CO 2 tự do. Nếu dung dịch không màu, trong nước có chứa CO 2 tự do, tiếp tục thực hiện bước tiếp theo. − Dùng dung dịch chuẩn NaOH 0,01N chuẩn độ từ từ cho đến khi dung dịch trong bình có màu hồng nhạt giống như màu của dung dịch đệm (Chú ý: có thể dùng dung dịch Na 2 CO 3 0,02 N thay cho dung dịch NaOH 0,01N). Ghi thể tích V 1 (mL) dung dịch NaOH 0,01N đã sử dụng. Lặp lại các bước trên, ghi thể tích V 2 (mL). Từ giá trị V 1 và V 2 tính giá trị trung bình V (mL). 6. Tính kết quả Tính hàm lượng CO 2 tự do theo công thức sau: Nếu dùng dung dịch Na 2 CO 3 để chuẩn độ thì hàm lượng CO 2 tự do được tính theo công thức sau: Trong đó: − V: là thể tích trung bình dung dịch NaOH hoặc Na 2 CO 3 . − N: là nồng độ đương lượng của dung dịch NaOH hoặc Na 2 CO 3 . m V xxNxV LmgCO 000.144 )/( 2 = m V xxNxV LmgCO 000.122 )/( 2 = 5 2340 B. Độ kiềm - Chuẩn độ acid (APHA et al., 1995) 1. Nguyên lý Lượng acid chuẩn để trung hòa bazơ trong nước dùng để xác định độ kiềm. Các chất gây kiềm bao gồm HCO 3 - , CO 3 2- , OH - , SiO 3 2- , PO 4 3- , NH 3 và một số chất hữu cơ khác, nhưng HCO 3 - , CO 3 2- , OH - chiếm phần lơn trong độ tổng độ kiềm. Nước có pH>4,5 có thể chứa HCO 3 - , nước sẽ có màu vàng với chỉ thị methyl cam (methyl orange). Nước có màu hồng với chỉ thị phenolphthalein khi trong nước có chứa CO 3 2- hoặc OH - (pH>8,3). Do đó, độ kiềm tổng cộng và độ kiềm của các thành phần được xác định qua 2 bước: Bước 1, chuẩn độ acid với điểm dừng (điểm tương đương) của chỉ thị phenolphthalein (pH=8,3); Bước 2, chuẩn độ acid với điểm dừng của chỉ thị methyl cam (pH=4,5). Phản ứng xảy ra qua các bước chuẩn độ như sau: CO 3 2- + H + = HCO 3 - HCO 3 - + H + → H 2 O + CO 2 2. Thu mẫu và bảo quản: Thu mẫu trong chai nhựa hoặc thủy tinh và giữ ở nhiệt độ thấp (4 o C), hoạt động của vi sinh vật có thể làm thay đổi hàm lượng khí trong mẫu nước. Lấy mẫu đầy chai, đậy kín, trách bọt khí bên trong bởi vì như thế có thể làm mất hoặc tăng khí CO 2 hoặc khí khác khi tiếp xúc với không khí. Phân tích mẫu trong vòng 1 ngày. 3. Thuốc thử a) Nước cất không chứa CO 2 : Đun sôi nước cất trong 15 phút, làm nguội bằng nhiệt độ phòng, pH phải lớn hơn 6 và độ dẫn điện phải nhỏ hơn 2µmhos/cm. Dùng nước này để pha thuốc thử và pha loãng mẫu. b) Dung dịch mẹ H 2 SO 4 hoặc HCl 0,1N: có 2 cách để pha dung dịch mẹ (i) Pha loãng 1 ống axít chuẩn (do nhà sản xuất cung cấp) với nước cất thành 1000mL. (ii) Hòa tan 2,8 mL H 2 SO 4 hoặc 8,3 mL HCl đậm đặc với nước cất thành 1000mL. Chuẩn hóa nồng độ của dung dịch mẹ bằng dung dịch chuẩn NaOH hoặc Na 2 CO 3 0,1N. Cho 20 mL (V 2 ) dung dịch NaOH hoặc và 3 giọt chỉ thị phenolphthalein vào bình tam giác 100 mL, lắc đều, chuẩn độ bằng dung dịch acid mới pha ở trên cho đến khi dung dịch chuyển từ màu hồng sang không màu. Ghi thể tích của dung dịch acid đã sử dụng. Lặp lại quá trình trên một lần nữa, tính thể tích trung bình V 1 của dung dịch acid đã sử dụng. Sau đó hiệu chỉnh lại nồng độ dung dịch acid cho chính xác theo công thức: N 1 V 1 = N 2 V 2 . c) Dung dịch chuẩn H 2 SO 4 hoặc HCl 0,01N: Pha 100 mL của dung dịch mẹ với nước cất thành 1000 mL. d) Dung dịch chỉ thị Phenolphthalein 1%: Hòa tan 1g chỉ thị Phenolphthalein (C 20 H 14 O 4 ) trong 100ml EtOH 60%. e) Dung dịch methyl orange 0,1%: hòa tan 0,1g methyl orange với nước cất thành 100ml 6 4. Tiến hành phân tích a) Xác định độ kiềm phenolphthalein (phenolphthalein alkalinity): − Đong 50 mL mẫu nước − Thêm vào mẫu nước 2-3 giọt chỉ thị phenolphthalein, lắc đều. , thực hiện bước chuẩn độ tiếp theo. − Nếu dung dịch có màu hồng thì độ kiềm phenolphthalein lớn hơn 0, dùng dung dịch chuẩn H 2 SO 4 hoặc HCl 0,01N chuẩn độ đến khi dung dịch chuyển từ màu hồng sang không màu. Ghi thể tích V 1 (mL) dung dịch H 2 SO 4 hoặc HCl 0,01N đã sử dụng. Lặp lại các bước trên, ghi thể tích V 2 (mL). Từ giá trị V 1 và V 2 tính giá trị trung bình V P (mL). − Nếu dung dịch không màu thì độ kiềm phenolphthalein bằng 0, thực hiện tiếp bước b. b) Xác định độ kiềm tổng cộng (total alkalinity) − Thêm vào mẫu nước trên 2-3 giọt chỉ thị methyl da cam, lắc đều. − Dùng dung dịch chuẩn H 2 SO 4 hoặc HCl 0,01N chuẩn độ cho đến khi dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu cam. Ghi thể tích V 1 (mL) dung dịch H 2 SO 4 hoặc HCl 0,01N đã sử dụng. Lặp lại các bước trên, ghi thể tích V 2 (mL). Từ giá trị V 1 và V T tính giá trị trung bình T (mL). 5. Tính kết quả Tính độ kiềm theo công thức sau: V P × N × 50 × 1000 P (mg CaCO 3 /L) = ------------------------ V m V T × N × 50 × 1000 T (mg CaCO 3 /L) = ------------------------ V m Trong đó: − T và P là độ kiềm tổng cộng và độ kiềm phenolphthalein, tương ứng. − V P và V T là thể tích trung bình dung dịch H 2 SO 4 hoặc HCl chuẩn độ (mL). − N: là nồng độ đương lượng của dung dịch H 2 SO 4 hoặc HCl. − V m là thể tích mẫu nước (mL) Tính độ kiềm của từng thành phần theo bảng sau: Kết quả chuẩn độ Độ kiềm OH - Độ kiềm CO 3 2- Độ kiềm HCO 3 - P = 0 0 0 T P < ½ T 0 2P T-2P P = ½ T 0 2P 0 P > ½ T 2P -T 2(T-P) 0 P = T T 0 0 7 2340 C. Độ cứng - Chuẩn độ EDTA (APHA et al., 1995) 1. Nguyên lý Tổng hàm lượng Ca 2+ và Mg 2+ tính bằng đơn vị CaCO 3 là tổng độ cứng của nước. Eriochrome Black-T (C 20 H 13 O 7 N 3 SNa) được sử dụng làm chất chỉ thị để xác định điểm dừng chuẩn độ, Eriochrome black-T kết hợp với ion Ca 2+ và Mg 2+ hình thành phức chất không bền vững có màu hồng của rượu vang. Khi dùng EDTA chuẩn độ trong môi trường pH=10, các ion Ca 2+ và Mg 2+ sẽ kết hợp với EDTA hình thành phức chất không màu và bền vững, phản ứng sẽ giải phóng Eriochrome Back-T tự do, dung dịch có màu xanh lơ. Mg 2+ + Ca 2+ + MgCa-Eriochrome Black-T (màu đỏ rượu vang) + EDTA → CaEDTA + MgEDTA + Eriochrome Black-T (màu xanh) Điểm dừng chuẩn độ càng rõ khi pH càng cao, nhưng không thể tăng pH quá cao bởi vì CaCO 3 sẽ bị kết tủa. Trong quá trình chuẩn độ H + được tạo thành làm giảm pH, do đó dung dịch đệm NH 4 Cl-NH 4 OH được sử dụng để giữ pH ổn định. Khi có sự hiện diện của ion Mg 2+ thì điểm dừng chuẩn độ sẽ rõ ràng, để đảm bảo điều này một lương nhỏ muối MgEDTA được thêm vào dung dịch đệm. 2. Các chất gây nhiễu Các ion kim loại thường gây nhiễu làm mờ hoặc không phân biệt sự thay đổi màu của chỉ thị tại điểm dừng chuẩn độ hoặc tiêu thụ EDTA. Các chất thường gây nhiễu như: Al, Ba, Cd, Co, Cu, Fe, Pb, Mn, Ni, Sr, Zn, polyphosphate. Để giảm hiện tượng gây nhiễu, thêm 250mg NaCN hoặc 50 mg Na 2 S.9H 2 O vào mẫu nước trước khi chuẩn độ. Nếu hàm lượng kim loại quá cao thì không dùng phương pháp chuẩn độ EDTA để đo độ cứng. 3. Thu mẫu và bảo quản: Thu mẫu trong chai nhựa hoặc thủy tinh và giữ ở nhiệt độ thấp (4 o C). Phân tích mẫu trong vòng vài ngày, không bảo quản mẫu quá lâu. 4. Thuốc thử a) Dung dịch đệm pH=10: Hòa tan 6,7g NH 4 Cl trong 57mL NH 4 OH đậm đặc (d=0,91) sau đó dùng nước cất pha loãng thành 100mL tiếp tục cho tiếp 1mL dung dịch MgSO 4 0,05N và 0,5mL dung dịch EDTA 0,1N lắc đều. b) Dung dịch mẹ EDTA 0,1N: Pha loãng 1 ống EDTA 0,1N (C 10 H 14 O 8 N 2 Na 2 .2H 2 O) chuẩn do nhà sản xuất cung cấp với nước cất thành 1000mL. Hòa tan 18,612 g EDTA (đã sấy ở 80 o C, để nguội trong bình hút ẩm) trong 400mL nước cất, sau đó pha loãng thành 1000 mL. Chuẩn hóa nồng độ dung dịch EDTA bằng dung dịch CaCO 3 tiêu chuẩn 0,1N. Đong 10 mL (V 2 ) dung dịch CaCO 3 tiêu chuẩn 0,1N, cho vào bình tam giác 250mL tiếp tục cho vào 90 mL nước cất, 2 mL dung dịch đệm pH=10 và chỉ thị Eriochrome Black-T lắc đều, dung dịch có màu hồng rượu vang. Dùng dung dịch EDTA mới pha ở trên chuẩn độ trên từ cho đến 8 khi dung dịch chuyển từ màu hồng rượu vang sang màu xanh lơ thì dừng lại, ghi thể tích dung dịch EDTA đã sử dụng (V 1 ). Điều chỉnh nồng độ dung dịch EDTA cho chính xác bằng công thức thức: V 1 N 1 = V 2 N 2 . c) Dung dịch chuẩn EDTA 0,01N: Pha 50mL dung dịch mẹ EDTA với nước cất thành 500 mL. d) Dung dịch CaCO 3 tiêu chuẩn 0,1N: Hoà tan 5 gam CaCO 3 trong vài giọt dung dịch HCl 1:1, pha loãng với nước cất thành 200 mL, đun sôi 5-10 phút, dùng dung dịch NH 4 OH 3N điều chỉnh pH của môi trường về bằng 7 sau đó pha loãng với nước cất thành 1000mL. e) Dung dịch MgSO 4 0,05N: Hòa tan 1,232gram MgSO 4 .7H 2 O trong một ít nước cất, sau đó pha loãng thành 100mL. f) Dung dịch NH 4 OH 3N: Hòa tan 22,5mL NH 4 OH đặc (d=0,91) với nước cất thành 100 mL. g) Chỉ thị Eriochrome Black-T: Trộn 0,5 g Eriochrome Black T với 100 g NaCl đã sấy khô ở 110 o C và nghiền mịn. Giữ trong lọ nâu và đậy kín. Một cách khác, hòa tan 4,5 g NH 2 OH.HCl và 0,5 g Eriochrome Black-T với 100 mL cồn ethanol 70 o , sử dụng trong vòng 2-3 tháng. 5. Tiến hành phân tích a) Đong 50 mL mẫu nước cho vào bình tam giác b) Tiếp tục cho vào 1-2 mL dung dịch đệm pH=10, thêm một lượng nhỏ Eriochrome Black-T (một nhóm bằng hạt đậu) hoặc 3-4 giọt dung dịch Eriochrome Black-T c) Lắc đều nếu có ion Ca 2+ , Mg 2+ trong mẫu nước sẽ có màu hồng rượu vang. d) Dùng dung dịch EDTA 0,01N chuẩn độ cho đến khi dung dịch chuyển từ màu hồng rượu vang sang màu xang lơ thì dừng lại, ghi thể tích dung dịch EDTA 0,01N đã sử dụng (V 1 ). Lặp lại các bước trên một lần nữa, ghi thể tích (V 2 ). Từ giá trị V 1 và V 2 , tính thể tích trung bình (V H ) 6. Tính kết quả Tính độ kiềm theo công thức sau: V x N x 50 x 1000 H (mg CaCO 3 /L) = ------------------------ V m Trong đó: − H là độ cứng tổng cộng − V là thể tích trung bình dung dịch EDTA chuẩn độ (mL). − N: là nồng độ đương lượng của dung dịch EDTA. − V m là thể tích mẫu nước (mL) Chú ý: Nếu mẫu nước có độ cứng quá thấp (<5 mg/L), tăng thể tích mẫu và thể tích dung dịch đệm, dùng micro-buret khi chuẩn độ. Thực hiện phân tích mẫu trắng (blank) để loại trừ lượng Mg có trong dung dịch đệm. 9 3500-Fe D. Phương pháp Phenanthroline (APHA et al., 1995) 1. Nguyên lý Sắt bị khử thành dạng Fe 2+ bằng cách đun sôi với acid và hydroxylamine và được xử lý với 1,10 phenanthroline ở pH 3,2 - 3,3. Ba phân tử phenanthroline tạo hợp chất càng cua với mỗi một nguyên tử Fe 2+ thành dạng phức chất có màu đỏ-cam. Phức màu hấp thụ ánh sáng tối đa (λ max ) ở bước sóng 510ηm. 2. Các chất gây nhiễu và giới hạn phân tích Các chất gây nhiễu trong phân tích gồm: chất oxy hóa, cyanide, nitrite, polyphosphate, Cr và Zn (lớn hơn 10 lần của Fe), Co và Cu ( lớn hơn 5 mg/L), Ni (lớn hơn 2 mg/L. Bi, Cd, Hg, Mo, và Ag gây kết tủa phenanthroline. Đun mẫu với acid để chuyển polyphosphate thành orthophosphate và loại bỏ cyanide, nitrite. Xử lý hydroxylamine để loại bỏ các chất oxy hóa. Trong trường hợp bị nhiễu do kim loại cao nên tăng thêm lượng phenanthroline khi phân tích. Hàm lượng Fe nhỏ hơn 10µg/L có thể xác định bằng máy quang phổ với độ dài truyền quang 5 cm hoặc lớn hơn. 3. Thu mẫu và bảo quản mẫu Rửa sạch chai đựng mẫu bằng acid (20%), tráng lại bằng nước cất trước khi thu mẫu. Thu trực tiếp mẫu nước vào chai đối với mẫu phân tích Fe tổng số (Mẫu X), đối với mẫu phân tích Fe hòa tan phải lọc mẫu qua giấy lọc 0,45 µm (Mẫu Y). Mẫu nước cần được cố định với acid HCl (1 mL/100 mL mẫu nước) để tránh Fe bị bám dính trên thành của chai chứa mẫu. Để phân tích Fe 2+ tốt nhất là thực hiện tại hiện trường bởi vì có thể có sự thay đổi tỉ lệ Fe 2+ /Fe 3+ theo thời gian trong dung dịch acid (Mẫu Z). Fe trong mẫu nước cũng có thể bị kết tủa trong quá trình vận chuyển khi tiếp xúc với không khí (bị oxy hóa). 4. Thiết bị Thiết bị đun nóng, máy quang phổ 5. Thuốc thử a) Dung dịch A: HCl đậm đặc b) Dung dịch B (Hydroxylamine 10%): hòa tan 10g NH 2 OH.HCl với nước cất thành 100mL. c) Dung dịch C (pH = 5): 250g CH 3 COONH 4 trong 150mL nước cất sau đó thêm 700mL CH 3 COOH đậm đặc. d) Dung dịch D: hòa tan 100 mg Phenanthroline trong 100mL nước cất đã làm nóng ở 80 0 C (không đun sôi). Nếu thêm vào nước cất 2 giọt HCl thì không cần thiết phải đun trong quá trình pha. e) Dung dịch chuẩn (Fe 2+ 200mg/L): Thêm 20mL H 2 SO 4 đậm đặc vào 50mL nước cất sau đó hoà tan 1,404g Fe(NH 4 ) 2 (SO 4 ) 2 .6H 2 O. Thêm vài giọt KMnO 4 0,1N dung dịch sẽ có màu hồng . tích COD). SO 2 NH 2 NH 2 + NO 2 - + 2H + → SO 2 NH 2 N=N + + 2H 2 O SO 2 NH 2 N=N + NHCH 2 CH 2 NH 2 + → NHCH 2 CH 2 NH 2 N=N SO 2 NH 2 + H + 19 e) Dung. 13 .20 14.98 16.96 19.46 8.6 10.56 12. 03 13.68 15.40 17 .28 19. 42 21.83 24 .45 27 .66 8.8 15.76 17. 82 20.08 22 .38 24 .88 27 .64 30.68 33.90 37.76 9.0 22 .87 25 .57