Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6620:2000 - ISO 6778:1984. Tiêu chuẩn trình bày nội dung về chất lượng nước - xác định amoni - phương pháp điện thế. Tiêu chuẩn này quy định phương pháp điện thế sử dụng điện cực màng nhạy amoniac để xác định amoni trong nước thô, nước thải và nước cống.
tcvn tIªu chn vIƯt nam TCVN 6620 : 2000 ISO 6778 : 1984 chất lợng nớc - xác định amoni phơng pháp điện Water quality - Determination of ammonium - Potentiometric method Hà nội - 2000 Lời nói đầu TCVN 6620 : 2000 hoàn toàn tơng đơng với ISO 6778 : 1984 TCVN 6620 : 2000 Ban kü thuật Tiêu chuẩn TCVN/TC 147 Chất lợng nớc biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lờng Chất lợng đề nghị, Bộ Khoa học, Công nghệ Môi trờng ban hành tiêu chuẩn việt nam TCVN 6620 : 2000 Chất lợng nớc Xác định amoni Phơng pháp điện Water quality − Determination of ammonium − Potentiometric method Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn qui định phơng pháp điện sử dụng điện cực màng (membrane probe) nhạy amoniac để xác định amoni nớc thô, nớc thải nớc cống Lĩnh vực áp dụng 2.1 Khoảng nồng độ Phơng pháp áp dụng không pha loãng phần mẫu để xác định nồng độ nitơ amoni, pN, đến 50mg/l 2.2 Giới hạn phát Giới hạn phát đợc định nghĩa nh giới hạn tín hiệu Nernst (xem điều 3) điều kiện chọn có giá trị khoảng pN = 0,2 mg/l 2.3 Độ nhạy Thế điện cực thay đổi khoảng xấp xỉ 60 mv nồng độ amoni thay đổi 10 lần, phù hợp với phơng trình Nernst 2.4 Cản trở Điện cực màng nhạy amoniac không làm việc đợc dùng liên tục ®Ĩ ®o nång ®é amoni lín h¬n 50 mg/l Trong trờng hợp nên pha loãng phần mẫu để nồng ®é amoni ë d−íi møc nµy tcvn 6620 : 2000 Tín hiệu điện cực bị ảnh hởng chuyển nớc qua màng bán thấm có áp suất thẩm thấu qua Cần phải đảm bảo áp suất thẩm thấu mẫu sau xử lý dung dịch đệm kiềm tơng tự áp suất thẩm thấu dung dịch điện cực Bởi nồng độ tổng thành phần (nồng độ toàn ion hợp chất khác dung dịch, mol/l) lớn 0,1 mol/l cần pha loãng trớc đo Pha loãng cho nồng độ amoni không nhỏ 0,2 mg nitơ lít Các amin làm kết cao Những cản trở ghi bảng đợc thông báo Bảng Nồng độ chất cản trở Độ tăng biểu kiến nồng độ amoni N = mg/l ChÊt c¶n trë mg/l mg/l Hydrazin 0,06 Cyclohexylamin 0,03 Mopholin 10 0,03 Octadecylamin 0,4 0,14 Metanolamin 3,4 0,15* Ure 11 0,01 * Độ tăng biểu kiến nồng độ amoni pN = 0,5 mg/l Các chất hoạt động bề mặt dung môi hữu rút ngắn tuổi thọ màng điện cực phải tăng cờng bảo dỡng Nếu hiệu ứng lớn dẫn tới nhanh hỏng điện cực mẫu chứa chất với nồng độ cao Nguyên tắc Xử lý phần mẫu thử với dung dịch đệm kiềm chứa natri hydroxit chất tạo phức để tăng pH mẫu lên đến 12 để cô lập kim loại tạo phức với amoniac Trong môi trờng kiềm, ion amoni chuyển thành amoniac Xác định hàm lợng amoniac điện cực màng nhạy amoniac, điện cực nhạy với áp suất riêng amoniac dung dịch Thế ®iƯn cùc thay ®ỉi kho¶ng 60 mV nång ®é amoni thay đổi 10 lần, phù hợp với phơng trình Nernst RT log10 c(NH4 +) Ep= E0 - 2,3 F tcvn 6620 : 2000 Ep điện cực, tính milivon; Eo điện tiêu chuẩn điều kiện, phụ thuộc vào điện cực điện cực so sánh, tính milivon; R số khí; T nhiệt độ nhiệt động học, tính kelvin; F số Faraday; c(NH4+)là nồng độ amoni, tÝnh b»ng mol trªn lit Thc thư ChØ dïng thuốc thử tinh khiết phân tích nớc chuẩn bị nh điều 4.1 4.1 Nớc không amoni đợc chuẩn bị phơng pháp sau 4.1.1 Phơng pháp trao đổi ion Cho nớc cất qua cột chứa cationit axit mạnh (dạng H+) thu phần nớc vào bình thuỷ tinh nút nhám Để bảo quản, cho 10 g cationit vào lít nớc thu đợc 4.1.2 Phơng pháp chng cất Thêm 0,10 0,01 ml axit sunfuric (ρ = 1,84 g/ml) vµo 1000 ± 10 ml nớc cất cất lại máy hoàn toàn thuỷ tinh Bỏ 50 ml hứng ban đầu, sau hứng vào bình thuỷ tinh có nút nhám Thêm khoảng 10 g cationit axit mạnh dạng H+ vào lít nớc thu đợc 4.2 Dung dịch đệm kiềm, chứa mol/l NaOH vµ 0,1 mol/l dinatri ethylendiamintetraaxetat (EDTA) Hoµ tan 40 ± 0,2 g natri hydroxit vµ 37,2 ± 0,2 g dinatri ethylendiamintetraaxetat (EDTA, muèi Na) kho¶ng 800 ml nớc pha thành lít Giữ dung dịch bình polyetylen Khi xác định nồng độ amoni thấp (N < 0,5 mg/l), dung dịch phải đợc đun sôi 20 để nguội trớc pha loãng 4.3 Amoni clorua, khoảng 0,1 mol/l dung dịch Hoà tan 5,4 ± 0,1 g amoni clorua kho¶ng 800 ml n−íc råi pha thµnh lÝt tcvn 6620 : 2000 4.4 Nitơ - amoni dung dịch tiêu chuẩn, N = 1000 mg/l Hoµ tan 3,819 ± 0,004 g amoni clorua (sÊy ë 105oC Ýt nhÊt h) kho¶ng 800 ml nớc, pha thành 1000 ml bình định mức vạch ml dung dịch chứa mg N Giữ dung dịch bình thuỷ tinh nút nhám Dung dịch bền tháng 4.5 Nitơ - amoni dung dịch tiêu chuẩn, N = 100 mg/l Dùng pipet hút 100 ml dung dịch tiêu chuẩn nitơ - amoni (4.4) vào bình định mức 1000 ml, thêm nớc đến vạch ml dung dịch chứa 0,1 mg N Giữ dung dịch bình thuỷ tinh nút nhám Dung dịch bền tuần lễ Thiết bị, dụng cụ Các thiết bị thông thờng phòng thí nghiệm : 5.1 Điện cực màng nhạy amoniac 5.2 pH/milivon mét, xác đến 0,2 mV 5.3 Máy khuấy từ, có khuấy bọc polytetrafloetylen (PTFE) polypropylen 5.4 Bình nón, dung tích 100 ml Lấy mẫu bảo quản Mẫu phòng thí nghiệm đợc lấy vào bình polyethylen thuỷ tinh Chúng đợc phân tích nhanh tốt, không giữ chúng nhiệt độ ữ 5oC phân tích Axit hoá axit sunfuric (ρ = 1,84 g/ml) ®Õn pH < biện pháp tốt để lu giữ mẫu nhng không đợc để mẫu axit hoá hấp thụ amoniac từ không khí Không nên thêm nhiều axit đến mức thêm dung dịch đệm (4.2) mà độ pH không đạt đợc Cách tiến hành 7.1 7.1.1 Xây dựng đờng chuẩn Chuẩn bị dung dịch hiệu chuẩn amoni có nồng độ phủ kín khoảng cần xác định tcvn 6620 : 2000 Nếu khoảng nồng độ cần xác định rộng chuẩn bị ba dung dịch hiệu chuẩn có nồng độ 50; 0,5 mg N/l cách pha loãng 500; 50 ml dung dịch tiêu chuẩn nitơ - amoni (4.5) bình định mức vạch 1000 ml Nếu khoảng nồng độ cần xác định hẹp pha loãng dung dịch tiêu chuẩn nitơ-amoni để đạt nồng độ gần với nồng độ cần đo (4.5) Cần chuẩn bị dung dịch hiệu chuẩn nồng độ trung bình 7.1.2 Dùng pipÐt hót 50 ml dung dÞch hiƯu chn cã nång độ nhỏ vào bình nón 100 ml (5.4) (xem chó thÝch 1) Khy nhĐ b»ng m¸y khy tõ (5.3) Tần số khuấy 300 50 min-1 thích hợp Đặt miếng ngăn cách mỏng bình máy khuấy để tránh dung dịch bị nóng Nhúng điện cực vào dung dịch, tránh để bọt khí bám vào đầu điện cực, dùng pipet thêm ml dung dịch đệm kiềm (4.2) Đo ghi điện thế, milivon, điện cực điện đạt độ ổn định khoảng 0,1 mV 30 s Lấy điện cực ra, tráng nớc Lặp lại với dung dịch hiệu chuẩn khác với nồng độ tăng dần Chú thích Cã thĨ dïng cèc 100 ml, nh−ng b×nh nãn cã miệng vừa điện cực tránh đợc việc amoniac Dung dịch hiệu chuẩn thêm kiềm cần loại bỏ amoniac nhiều sau đến 10 Nếu muốn đo lại dùng thể tích dung dịch hiệu chuẩn Cứ h lại kiểm tra hiệu chuẩn điện cực hai dung dịch hiệu chuẩn Nhiệt độ dung dịch hiệu chuẩn đợc chênh lệch 1oC so với dung dịch mẫu thử 7.1.3 Vẽ đờng chuẩn điện cực, mV, logarit số 10 nồng độ amoni, tính miligam N lit, dung dịch hiệu chuẩn Chú thích Độ dốc phần thẳng đờng chuẩn phải 58,5 mV với thay đổi nồng độ amoni 10 lần nhiệt độ phòng thí nghiệm Nếu khác cần kiểm tra điện cùc 7.2 Dïng pH met ®äc trùc tiÕp nång ®é Chú thích Phơng pháp không dùng đợc nồng độ amoni dung dịch hiệu chuẩn mẫu nhỏ 0,2 mg/l đờng chuẩn không thẳng nồng độ Chuẩn bị dung dịch hiệu chuẩn nh− ®iỊu 7.1 HiƯu chn pH met nh− chØ dÉn hãng sản xuất, đo nh điều 7.1 đọc kết ổn định 7.3 Xác định Để mẫu phòng thí nghiệm đạt nhiệt độ phòng trớc đo Nhiệt độ phần mẫu thử đợc sai khác vòng 1oC so với nhiệt độ dung dịch hiệu chuÈn tcvn 6620 : 2000 Dïng pipet lÊy 50 ml mẫu phòng thí nghiệm cho vào bình nón khô 100 ml (5.4) tiến hành nh điều 7.1.2 7.4 Bảo quản điện cực Giữa lần xác định, điện cực đợc bảo quản dung dịch hiệu chuẩn xử lý với dung dịch đệm kiềm Với thời gian lâu (thí dụ qua đêm) nhúng đầu điện cực vào dung dịch amoni clorua (4.3) Tráng kỹ đầu điện cực trớc dùng Biểu thị kết 8.1 Tính toán Nồng độ amoni, miligam N lit, đợc xác định đo đợc theo đờng chuẩn Kết đợc biểu diễn nồng độ nitơ, N, amoniac, NH3, amoni, NH4, tính miligam lit, nồng độ micromol lit NH4+, c(NH4+) HƯ sè chun cho ë b¶ng B¶ng ρN ρNH3 ρNH4+ c(NH4+) mg/l mg/l mg/l µmol/l 1,216 1,288 71,4 ρNH3 = mg/l 0,823 1,059 58,7 ρNH4+ = mg/l 0,777 0,944 55,4 0,017 0,018 ρN = mg/l c(NH4+ )= µmol/l 0,014 Thí dụ: Một nồng độ amoni, NH4+, 1mg/l tơng ứng với nồng độ nitơ 0,777 mg/l 8.2 Độ xác Độ lệch chuẩn tái lập lặp lại đợc xác định trình bày bảng tcvn 6620 : 2000 Bảng Mẫu Nồng độ amoni, §é lƯch chn * * (mg/l) ρN, mg/l §é lỈp lại Độ tái lập Dung dịch tiêu chuẩn 0,5 0,010 0,012 Dung dịch tiêu chuẩn 0,030 0,050 Dung dịch tiêu chuẩn 25 0,06 đến 0,52 *** 0,24 đến 1,29 *** Nớc sông 0,016 đến 0,217 *** 0,048 đến 0,391 *** Nớc thải 0,036 đến 0,205 *** 0,045 ®Õn 0,476 *** N−íc th¶i 0,035 ®Õn 0,310 *** 0,085 đến 0,562 *** * Số liệu nhận đợc từ Vơng quốc Anh ** Số bậc tự *** Giá trị thấp cao thu đợc từ kết thử liên phòng thí nghiệm có ba thành viên tham gia Những trờng hợp đặc biệt 9.1 Mở đầu Khi phân tích mẫu vài nguồn nớc thải theo điều phức tạp thành phần mẫu Để giảm thiểu ảnh hởng để kiểm tra kết dùng kỹ thuật thêm đợc mô tả dới Khi ảnh hởng nghiêm trọng, thí dụ mẫu chứa chất cản trở 2.4, cần chng cất mẫu trớc 9.2 Nguyên tắc Sau đo điện cực dung dịch mẫu thêm dung dịch tiêu chuẩn nitơ-amoni vào mẫu đo lại Tính nồng độ amoni mẫu từ thay đổi độ dốc đờng chuẩn 9.3 Cách tiến hành Tiến hành nh điều 7.3 nhng sau đo để đầu điện cực mẫu Thêm thể tích dung dịch tiêu chuẩn nitơ - amoni(4.4 4.5) vào mẫu cho nồng độ amoni tăng khoảng từ 50% đến 100% Ghi điện thể tích dung dịch tiêu chuẩn nitơ-amoni thêm Tráng điện cực cẩn thận n−íc tr−íc ®o mÉu tiÕp theo Chó thÝch tcvn 6620 : 2000 Nếu không đoán trớc đợc nồng độ amoni thêm lợng dung dịch tiêu chuẩn đủ để làm điện biến thiên 20 mV Thể tích dung dịch tiêu chuẩn nitơ - amoni đợc thêm cần đủ nhỏ để giảm pha loãng phần mẫu thử Cách áp dụng phần thẳng đờng chuẩn 9.4 Biểu thị kết Nồng độ amoni, N1, tính miligam lit, tÝnh theo c«ng thøc: kp pN1 = N2 _ ®èi log [(E1 - E2)] S/ (k + 1) - pN2 nồng độ nitơ-amoni, dung dịch chuẩn thêm, tính miligam lit; E1 điện ban đầu mẫu, tính milivon; E2 điện kết thúc mẫu, tính milivon; S độ dốc đờng chuẩn, tính milivon nồng độ nitơ - amoni thay đổi 10 lần (xem điều 7.1) V k = _ V0 V0 là thể tích phần mẫu thử, tính mililit; V1 là thể tích dung dịch chuẩn thêm vào, tính mililit 10 Báo cáo kết Báo cáo kết gồm thông tin sau: a) trích dẫn tiêu chuẩn này; b) chi tiết để nhận dạng mẫu; c) chi tiết lu giữ bảo quản mẫu phòng thí nghiệm trớc phân tích; d) độ lặp lại phòng thí nghiệm dùng phơng pháp này; e) kết cách biểu diễn kết quả; f) chi tiết sai khác với tiêu chuẩn tình ảnh hởng đến kết qu¶ 10 tcvn 6620 : 2000 Phơ lơc A (Tham khảo) Tài liệu tham khảo MIDGELEY, D TORRANCE, K Analyst, 97, 1972 : 626 MDGLEY, D vµ TORRANCE, K, phân tích nớc phơng pháp điện (Potentiometric Water Analysis) Wiley Chichester, 1979 BAILEY, P L Phân tích bảng điện cực chọn lọc ion (xuất lần 2)(Analysis with Ion-selective electrodes (2nd edition)) Heyden, London, 1980 _ 11 ...Lời nói đầu TCVN 6620 : 2000 hoàn toàn tơng ®−¬ng víi ISO 6778 : 1984 TCVN 6620 : 2000 Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn TCVN/ TC 147 Chất lợng nớc biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lờng Chất lợng... trờng ban hành tiêu chuẩn việt nam TCVN 6620 : 2000 Chất lợng nớc Xác định amoni Phơng pháp điện Water quality Determination of ammonium Potentiometric method Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn qui định... bình thuỷ tinh nút nhám Dung dịch bền tháng 4.5 Nitơ - amoni dung dịch tiêu chuẩn, N = 100 mg/l Dùng pipet hút 100 ml dung dịch tiêu chuẩn nitơ - amoni (4.4) vào bình định mức 1000 ml, thêm nớc