Hàm lượng Chloride được xác định bằng phương pháp định phân thể tích, sử dụng dung dịch chuẩn là AgNO3. Kết tủa trắng AgCl được tạo thành theo phản ứng:
Ag+ + Cl- AgCl (Ksp= 3x10-10)
Phản ứng xảy ra trong môi trường trung hoà hay kiềm nhẹ, với K2CrO4 là chất chỉ thị. Dựa vào sự khác biệt của tích số tan, khi thêm dung dịch AgNO3 vào mẫu, Ag+ phản ứng trước với ion Cl- tạo thành kết tủa AgCl màu trắng sau khi hoàn tất phản ứng tạo
thành Chloride bạc, lượng Ag+ phản ứng tiếp với CrO4 2-
(chỉ thị) tạo thành kết tủa đỏ gạch theo phương trình sau:
2Ag+ + CrO4 2-
Ag2CrO4 (Ksp= 5x10-12)
9.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng.
Sunfur, thiosunfat, sunfide có thể phản ứng với Ag+ làm sai lệch kết quả. Sulfide dễ dàng bị oxy hóa bởi H2O2 trong môi trường trung hòa. Trong môi trường kiềm, sulfur và thiosulfate không gây ảnh hưởng đáng kể.
Hàm lượng sắt > 10mg/l có thể che màu tại điểm kết thúc. Orthophophate, với hàm lượng > 25mg/l tác dụng với AgNO3 làm ảnh hưởng đến kết quả.
9.2. THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT 9.2.1. Thiết bị - Becher 250ml: 2 - Phễu lọc và giấy lọc - Buret 25ml: 2 - Erlen 100ml: 4 - Ống nhỏ giọt 9.2.2. Hóa chất
- Dung dịch AgNO3 0.014N: hòa tan 2.395g AgNO3 vào nước cất định mức thành 1 lít.
- Chỉ thị màu K2CrO4: hòa tan 2.5g K2CrO4 vào 30ml nước cất, thêm từng giọt AgNO3 đến khi xuất hiện màu đỏ rõ. Để yên 12 giờ lọc, sau đó pha loãng thành 50ml với nước cất.
- Dung dịch huyền treo Al(OH)3: hòa tan 125g AlK(SO4)2.12H2O hay Al(NH4)(SO4)2.12H2O trong 1 lít nước cất. Nâng nhiệt độ lên 60oC, thêm vào NH4OH và lắc đều. Để 1 giờ, rửa nhiều lần bằng nước cất đến khi rửa không còn Cl - nữa. Sau đó thêm nước cất cho vừa đủ 1 lít.
- Dung dịch NaOH 0.1N: Hòa tan 4g NaOH vào nước cất và định mức thành 1 lít dung dịch.
- Nước oxy già (H2O2 30%).
9.3. THỰC HÀNH
Lấy 50ml mẫu hay một lượng mẫu thích hợp và pha loãng thành 100ml. Tiến hành các bước xử lý mẫu trước khi đi phân tích:
- Mẫu có độ màu: thêm 3ml huyền treo, khuấy kỹ, lắng, lọc, rửa giấy lọc. Nước rửa nhập chung vào nước qua lọc.
- Nếu có sulfide hoặc thiosulfate, thêm từng giọt NaOH 0.1N cho đến khi đổi màu phenolphthalein. Sau đó thêm H2O2, khuấy đều, sau cùng trung hòa với H2SO4 0.1N.
- pH thích hợp cho phản ứng giao động trong khoảng pH 7 – 8. Nếu ngoài khoảng này, cần trung hòa trước khi thêm chỉ thị.
Định phân bằng dung dịch AgNO3. Tại điểm kết thúc, dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu đỏ gạch. Ghi nhận thể tích V1 ml AgNO3 đã sử dụng.
Tiến hành song song một mẫu trắng (nước cất) theo các bước tương tự như trên. Ghi nhận thể tích Vo ml AgNO3 sử dụng. 9.4. TÍNH TOÁN Chloride (mg/l) = Mau O V V V ).500 ( 1 NaCl (mg/l) = Chloride (mg/l) * 1.65
Trong đó: V1 – thể tích dd AgNO3 dùng định phân mẫu Vo – thể tích dd AgNO3 dùng định phân mẫu trắng Vmẫu – thể tích mẫu ban đầu.
9.5 CÂU HỎI
9.5.1 Tại sao phải thực hiện phân tích mẫu trắng trong phương pháp định phân chloride?
9.5.2 Thảo luận ý nghĩa của nồng độ chloride cao trong nguồn nước.
BÀI 10 NHU CẦU OXY HÓA HỌC (COD)
10.1. ĐẠI CƯƠNG
Nhu cầu oxy hóa học là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ trong thành phần nước thải bằng phương pháp hóa học (sử dụng tác nhân oxy hóa mạnh).
Theo phương pháp này, chỉ trong một khoảng thời gian ngắn, hầu như toàn bộ các chất hữu cơ đã bị oxy hóa, chỉ trừ một số rất ít trường hợp ngoại lệ, nhờ vậy cho phép xác định nhanh hàm lượng chất hữu cơ. Tuy nhiên phương pháp trên vẫn có nhược điểm là không thể phân biệt được giữa hữu cơ có thể bị oxy hóa hay trơ với oxy hóa sinh hóa.
Nhiều chất oxy hóa mạnh đã được nghiên cứu cho kiểm nghiệm COD như KMnO4, KI, K2Cr2O7. Trong đó, KMnO4 và KI cho hiệu quả oxy hóa kém (COD < BOD), chỉ có K2Cr2O7 tỏ ra hữu hiệu nhất.
10.1.1. Ý nghĩa môi trường
COD là thông số quan trọng để khảo sát, đánh giá hiện trạng ô nhiễm và xác định hiệu quả của các công trình xử lý nước.
10.1.2. Phương pháp xác định
Phần lớn các chất hữu cơ đều bị oxy hóa bởi K2Cr2O7 trong môi trường acid, ở nhiệt độ 150oC. Phản ứng diễn ra theo phương trình sau:
CnHaOb + cCr2O7 + 8cH+ n CO2 + (a/2 + 4 c) H2O + 2cCr3+ Với c = 2/3n + a/6 – b/3
Dựa vào hàm lượng chất hữu cơ trong mẫu, chọn hàm lượng chất oxy hóa đặc hay loãng (0,1N hay 0,025N) cho thích hợp. Sau khi phản ứng oxy hóa xảy ra hoàn toàn, ta định phân lượng diromatkali dư bằng Fe(NH4)2SO4 theo phương trình:
6Fe2+ + Cr2O7 2-
+ 14H+ 6Fe3+ + Cr3+ + 7 H2O
Trị số COD chính là lượng oxy tính từ hàm lượng K2Cr2O7 tham gia phản ứng oxy hóa.
Bằng phương pháp đun hoàn lưu dicromat, các hợp chất béo mạch thẳng, hợp chất nhân thơm và piridin không bị oxy hóa. Để gia tăng vận tốc phản ứng, sử dụng thêm Ag2SO4 làm chất xúc tác. Tuy nhiên, bạc dễ kết tủa với các ion thuộc họ halogen và chính các halogen cũng bị oxy hóa một phần bởi dicromat nên phải cho thêm HgSO4 vào dung dịch K2Cr2O7 để tạo phức bền HgCl4
2-
. Lượng HgSO4 cho vào dung dịch theo tỷ lệ HgSO4/Cl = 10:1
Phương pháp oxy hóa có xúc tác cho phép oxy hóa được rượu và acid mạch thẳng mà không oxy hóa được các hydrocacbon mạch vòng.
10.2. THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT 10.2.1. Thiết bị - Pipet 10ml: 2 - Buret 25ml: 2 - Ống COD: 15 - Erlen 100ml: 5 - Tủ sấy 150oC - Máy pH mẫu - Máy đo COD
10.2.2. Hóa chất
Dung dịch chuẩn K2Cr2O7 0,1N: Hòa tan 4,913g K2Cr2O7 ( say ở 105oC trong 2 giờ) trong 500ml nước cất, thêm vào 167ml H2SO4 đậm đặc và 33,3g HgSO4, khuấy tan, để nguội đến nhiệt độ phòng, định mức thành 1 lít.
H2SO4: Hòa tan 5,5g Ag2SO4 trong 1 kg H2SO4 đậm đặc, để 1-2 ngày cho hòa tan hoàn toàn.
Thuốc thử Ferroin: Pha 1,485g 1,10 phenalthroline monohydrate và 695mg FeSO4.7H2O định mức thành 100ml.
Dung dịch ferrous amonium sulfate (FAS 0,1N): Hòa tan 39,2g
Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O vào nước cất thêm vào 20ml H2SO4 đậm đặc và định mức thành 1 lít.
Dung dịch ferrous amonium sulfate (FAS 0,025N): Hòa tan 9,8g
Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O vào nước cất thêm vào 20ml H2SO4 đậm đặc và định mức thành 1 lít.
Dung dịch potasium hydrogen phthalate (C8H5KO4) chuẩn (500gO2/l): hòa tan 425mg potasium hydrogen phthalate đã sấy khô ở nhiệt độ 120oC trong 2 giờ vào nước cất và định mức thành 1 lít.
10.3. THỰC HÀNH