Tài liệu Giáo trình hóa môi trường P6 docx

GREEN EYE ENVIRONMENT CÔNG TY MÔI TRNG TM NHÌN XANH GREE Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com ThS: Huyønh Ngoïc Phöông Mai © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ ngun khi bn phát hành li thông tin t trang này. 6-1 CHNG 6 NHU CU OXY HÓA HC 6.1 GII THIU CHUNG Ch tiêu COD đc dùng đ xác đnh hàm lng cht hu c có trong nc thi sinh hot và nc thi công nghip. COD là lng oxy cn thit đ oxy hóa cht hu c thành CO 2 và H 2 O di tác dng ca các cht oxy hóa mnh. Phng trình phn ng oxy hóa có th biu din đn gin nh sau: C n H a O b N c + (n + a/4 - b/2 - 3/4c) O 2 å nCO 2 + (a/2 - 3/2c)H 2 O + cNH 3 (6 - 1) Trong thc t hu nh tt c các cht hu c đu b oxy hóa di tác dng ca các cht oxy hóa mnh trong môi trng acid. Amino (s oxy hóa -3) s chuyn thành NH 3 -N (phng trình 1). Tuy nhiên, nit hu c có s oxy hóa cao hn s chuyn thành nitrate. Khi phân tích COD, các cht hu c s chuyn thành CO 2 và H 2 O, ví d c glucose và lignin đu b oxy hóa hoàn toàn. Do đó, giá tr COD ln hn BOD và có th COD rt ln hn nhiu so vi BOD khi mu cha đa phn nhng cht khó phân hy sinh hc, ví d nc thi giy có COD >> BOD do hàm lng lignin cao. Mt trong nhng hn ch ch yu ca phân tích COD là không th xác đnh phn cht hu c có kh nng phân hy sinh hc và không có kh nng phân hy sinh hc. Thêm vào đó phân tích COD không cho bit tc đ phân hy sinh hc ca các cht hu c có trong nc thi di điu kin t nhiên. u đim chính ca phân tích ch tiêu COD là cho bit kt qu trong mt khong thi gian ngn hn nhiu (3 gi) so vi BOD (5 ngày). Do đó trong nhiu trng hp, COD đc dùng đ đánh giá mc đ ô nhim cht hu c thay cho BOD. Thng BOD = f x COD, trong đó f là h s thc nghim. 6.2 CÁC PHNG PHÁP PHÂN TÍCH COD Ã DÙNG Nhiu cht oxy hóa hóa hc đã đc dùng đ xác đnh nhu cu oxy hóa hóa hc ca nc b ô nhim. Nhiu nm trc đây, dung dch KMnO 4 đc dùng trong phân tích COD. Mc đ oxy hóa do permanganate thay đi theo nhng loi hp cht khác nhau và mc đ oxy hóa thay đi đáng k theo nng đ các tác cht s dng. Giá tr COD xác đnh bng phng pháp này luôn luôn nh hn nhiu so vi BOD 5 . iu đó chng t rng permanganate không th oxy hóa hoàn toàn tt c các cht hu c có trong nc phân tích. Ceric sulfate, iodate kali, và dichromate kali là nhng cht oxy hóa đã đc dùng trong phân tích COD. Trong đó, dichromate kali là cht oxy hóa thích hp nht vì dichromate kali có kh nng oxy hóa hoàn toàn hu ht các cht hu c thành CO 2 và nc. Vì tt GREEN EYE ENVIRONMENT CễNG TY MễI TRNG TM NHèN XANH GREE Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com ThS: Huyứnh Ngoùc Phửụng Mai â Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rừ ngun khi bn phỏt hnh li thụng tin t trang ny. 6-2 c cỏc cht oxy húa du dựng vi lng d nờn cn phi xỏc nh lng cũn tha. Sau khi phn ng kt thỳc tớnh toỏn lng cht oxy húa tht s ó dựng oxy húa cht hu c. K 2 Cr 2 O 7 l cht rt d xỏc nh bt c lng d cũn li no (dự nh) sau phn ng. Do ú, K 2 Cr 2 O 7 chim u th hn nhiu cht oxy húa khỏc. K 2 Cr 2 O 7 cú th oxy húa hon ton cht hu c trong mụi trng acid mnh v mt nhit xỏc nh. Cỏc cht hu c d bay hi cú sn trong mu hoc to thnh trong quỏ trỡnh phõn hy d dng b tht thoỏt nờn quỏ trỡnh ngng t hon lu rt cn thit. Mt s cht hu c, c bit l cỏc acid bộo phõn t lng thp, khụng b oxy húa nu khụng cú cht xỳc tỏc. Ag+ l tỏc nhõn xỳc tỏc rt hiu qu c dựng. Cỏc hydrocacbon thm v pyridine khụng b oxy húa trong iu kin thớ nghim. 6.3 PHN TCH COD BNG K 2 Cr 2 O 7 K 2 Cr 2 O 7 l hp cht tng i r tin v cú tinh khit cao, sau khi sy nhit 103 0 C, cú th dựng pha dung dch nng 1N chớnh xỏc bng cỏch cõn v pha loóng trong mt th tớch thớch hp. K 2 Cr 2 O 7 l cht oxy húa mnh trong mụi trng acid mnh. Phng trỡnh phn ng tng quỏt cú th biu din nh sau: C n H a O b N c + dCr 2 O 7 2- + (8d + c)H + ồ nCO 2 + (a + 8d - 3c)/2 H 2 O + cNH 4 + + 2dCr 3+ (6 - 2) Trong ú d = 2n/3 + a/6 - b/3 - c/2 Phng phỏp phõn tớch mu cú COD cao Trong bt k phng phỏp xỏc nh COD no, cht oxy húa phi cũn d sau phn ng m bo cỏc cht hu c b oxy húa hon ton. Do ú phi cú mt lng thớch hp cht oxy húa cũn tha sau phn ng i vi tt c cỏc mu, t ú mi xỏc nh c lng thc s ó tham gia phn ng. Hu nh tt c cỏc dung dch ca cỏc cht kh u b oxy húa dn dn bi oxy khụng kbớ hũa tan vo dung dch tr khi mu c bo qun khụng tip xỳc vi khụng khớ. Ion Fe 2+ l tỏc nhõn kh hiu qu ca dichromate. Dung dch cha Fe 2+ c pha t Ferrous Ammonium Sulfate (FAS) khỏ tinh khit v bn vng. Tuy nhiờn trong dung dch, Fe 2+ b oxy húa dn dn bi O 2 do ú cn phi chun b li mi khi s dng. Phn ng gia FAS v K 2 Cr 2 O 7 c biu din nh sau: 6Fe 2+ + Cr 2 O 7 2- + 14H + ồ 6Fe 3+ + 2Cr 3+ + 7H 2 O Mu trng GREEN EYE ENVIRONMENT CƠNG TY MƠI TRNG TM NHÌN XANH GREE Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com ThS: Huỳnh Ngọc Phương Mai © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ ngun khi bn phát hành li thơng tin t trang này. 6-3 C phân tích COD và BOD đc dùng đ xác đnh lng oxy cn đ oxy hóa các cht hu c có trong mu. Phép phân tích phi bo đm kt qu giá tr COD ca mu khơng b nh hng ca bt k ngun cht hu c nào khác gây ra. Vì vy mu trng cn đc xác đnh trong các thí nghim COD và BOD. Ch th in th oxy hóa kh thay đi rt nhiu ti đim dng ca tt c các phn ng oxy hóa kh. Nhng bin đi này có th nhn bit d dàng bng đin th k. Ngồi ra cng có th s dng ch th oxy hóa kh đ xác đnh đim dng ca phn ng. Ferroin là mt ch th hu hiu dùng đ nhn bit phn ng đã kt thúc khi tt c Fe 2+ đã b oxy hóa hồn tồn. Khi đó màu xanh ca Cr 3+ sinh ra do q trình kh Cr 2 O 7 2- chuyn thành màu nâu đ. Tính tốn Phng pháp xác đnh mu COD thp Phng pháp trên đúng vi mu có COD > 50mg/L. i vi nhng mu có COD < 50 mg/L cn phi dùng dung dch K 2 Cr 2 O 7 lỗng hn đ có th xác đnh chính xác hn lng K 2 Cr 2 O 7 cho vào và còn tha sau phn ng. iu quan trng phi chú ý là t l th tích H 2 SO 4 đm đc: tng th tích (mu + dd K 2 Cr 2 O 7 ) = 1:1. Nu t l này nh hn, nng lng oxy hóa ca dung dch s gim đáng k, trái li lng dichomate tiêu tn cho mu trng s tha. Phng pháp làm gim lng cht thi đc hi Gim th tích mu + tác nhân hóa hc s dng Tr ngi ca các cht vơ c Mt s ion vơ c có th b ơxy hóa di điu kin thí nghim COD và gây sai s tha rt ln. Cl - là mt trong nhng ion gây sai s ln nht cho thí nghim COD: 6Cl - + Cr 2 O 7 2- + 14 H + å 3Cl 2 + 2Cr 3+ + 7H 2 O Khc phc bng cách dùng HgSO 4 Hg 2+ + 2Cl - ⇔ HgCl 2 (β 2 = 1,7 x10 13 ) Nitrit b oxy hóa thành nitrate cng gây ra sai s COD. Khc phc bng cách thêm sulphamic acid vào dung dch dichnmate. mL mẫu p hân tích 3 V m a ã u t r a én g ơ û nhi ệt độ p h o øn g ( V m a ã u t r a én g ơ û 1 50 - V m a ã u đo ) x x 0 , 1 x 8000 COD = COD = ( A - B ) x M x 8000 mL mẫu p hân tích . c đu b oxy hóa di tác dng ca các cht oxy hóa mnh trong môi trng acid. Amino (s oxy hóa -3) s chuyn thành NH 3 -N (phng trình 1). Tuy. lng oxy cn thit đ oxy hóa cht hu c thành CO 2 và H 2 O di tác dng ca các cht oxy hóa mnh. Phng trình phn ng oxy hóa có th biu din đn