Ở pH=5.4, các ion nhôm phản ứng với ericromxianin-R tạo thành những hợp chất nội phức có màu tím có thể dùng để xác định lượng nhôm bằng phương pháp trắc quang. Sắt (III), mangan, magie khi chúng có hàm lượng lớn sẽ cản trở phép xác định, vì chúng cũng tạo được với thuốc thử các hợp chất màu. Có thể loại trừ ảnh hưởng của sắt (III) bằng cách dùng hydroxyl amin clohidrat để khử chúng thành sắt (II).
Các ion photphat, florua và các chất hữu cơ làm giảm cường độ màu của dung dịch. Khi có mặt lượng lớn photphat thì không thể xác định nhôm bằng thuốc thử này được. Ảnh hưởng của các florua và các chất hữu cơ được loại trừ bằng cách làm bay hơi với axit mạnh.
Máy so màu, dùng kính lọc màu lục (λ=630nm).
Ericromxianua-R, dung dịch 0.1%. Dung dịch này chỉ dùng sau khi pha 3tuần.
Hydroxyl amin clohidrat, dung dịch 10%. Natri hidroxit, tkpt, dung dịch 10%. Axit axetic tkpt, dung dịch 10%.
Dung dịch đệm có pH=5.4: Hòa tan 42.6g NaCH3COO tkpt vào 200ml nước cất, thêm 5ml CH3COOH tkpt, sau đó thêm nước cất thành 1l dung dịch. Kiểm tra lại giá trị pH của dung dịch bằng cách đo trên máy đo pH. Pha loãng dung dịch 5lần mà giá trị pH của nó không thay đổi là được; nếu không phải dùng dung dịch NaOH hay axit axetic để điều chỉnh pH của dung dịch.
Dung dịch chuẩn muối nhôm chứa 0.1-0.001mg Al/ml (cách pha như trên).
Cách tiến hành:
Cho khỏang 25ml nước mẫu cần phân tích vào bình định mức có dung tích 50ml sao cho mẫu có chứa khoảng 0.03mg nhôm. Thêm vào đó 0.5ml dung dịch hidroxyl amin clohdrat và 3ml dung dịch ericromxianua-R. Lắc đều hỗn hợp này, thêm từng giọt dung dịch natri hydroxit đến khi dung dịch có màu tím. Trung hòa lượng kiềm dư bằng cách nhỏ vào từng giọt dung dịch axit axetic đến khi dung dịch có màu vàng. Thêm 10ml dung dịch đệm có pH=5.4 vào, lắc đều và thêm nước cất đến vạch định mức. Trộn đều dung dịch này sau 20 phút đo mật độ quang của dung dịch và so với mẫu trắng là nước cất.
Lập đường chuẩn: Chuẩn bị 9 bình định mức có dung tích 50ml lần lượt thêm vào mỗi bình: 0; 1.0; 2.0; 5.0; 10.0; 15.0; 20.0; 25.0 và 30.0ml dung dịch chuẩn muối nhôm có chứa 0.001mg/ml. Như vậy, lượng nhôm trong các bình tương ứng là: 0; 0.001; 0.002; 0.005; 0.01; 0.015; 0.02; 0.025 và 0.03 mg nhôm. chế hóa dung dịch này giống như khi pha chế dung dịch phân tích. Đo mật độ quang của dãy dung dịch và dung dịch so sánh là mẫu trắng (bình số 1). Lập đồ thị chuẩn trong hệ trục tọa độ: mật độ quang-hàm lượng nhôm.
Hàm lượng nhôm được tính theo công thức: X=(c*1000)/V, mg/l
Trong đó:
+C: lượng nhôm trong mẫu nước, mg/l; +V: thể tích mẫu nước lấy đem phân tích, ml;
4.15.3.Xác định chiết quang nhôm bằng thuốc thử 8-oxiquinolin
Trong môi trường axit, nhôm phản ứng với 8-oxiquinolin tạo thành nhôm oxiquinonlat. Hợp chất này được chiết bằng clorofrom cho dung dịch màu vàng nhạt cường độ màu của dung dịch tỷ lệ với nồng độ nhôm. Bằng phương pháp chiết trắc quang này ta có thể xác định hàm lượng của nhôm trong nước với những khoảng nồng độ khác nhau.
Mẫu trước khi đem phân tích cần loại bỏ trước các hợp chất hữu cơ và các chất màu bằng cách chiết với clorofrom. Sắt là nguyên tố gây cản trở nhiều nhất trong phép xác định. Dùng amoni pesunfat để oxi hóa toàn bộ sắt có trong mẫu thành sắt (III) sau đó chiết bỏ sắt (III) dưới dạng sắt oxiquinolat bằng clorofrom ở pH=1.8-2.0. Ở pH này đồng cũng bị chiết với sắt nhưng nhôm thì không bị chiết.
Cùng bị chiết với nhôm oxiquinolat bằng clorofrom có Bitmut, Indi, Niken, (một phần), kẽm (một phần). Nhưng trong nước các nguyên tố này thường không có hoặc chỉ có với hàm lượng rất nhỏ nên có thể bỏ qua ảnh hưởng của chúng khi xác định nhôm bằng phương pháp này.
Dụng cụ hóa chất:
Máy so màu, dùng kính lọc màu tím (λ=390nm). phễu chiết có dung tích 250-300ml;
Axit Clohydric, dung dịch khoảng 1M. Pha loãng 85ml HCl đặc tkpt bằng nước cất hai lần thành 1l.
8-oxiquinolin dung dịch 2% trong clorofom: Hòa tan 2g 8-oxiquinolin tkpt trong 50ml clorofom, thêm clorofom thành 100ml.
-Hòa tan 82g NaCH3COO hay 136g NaCH3COO.3H2O tkpt vào nước cất, pha loãng thành 1l dung dịch (dung dịch I).
-Lấy 60g axit axetic loại tkpt pha thành 1l bằng nước cất (dung dịch II). lấy 98ml dung dịch I trộn với 100ml dung dịch II lắc đều và thêm nước cất thàn 1l.
Amoni pesunfat, rắn tkpt.
Dung dịch chuẩn muối nhôm có chứa 0.1-0.01mgAl/ml (cách pha chế như trên).
Cách tiến hành:
Cho khaỏng 50-100ml nước mẫu cần phân tích vào phễu chiết nếu hàm lượng nhôm là 0.005-0.5mgAl trong 1l nước. Thêm vào đó 0.1-0.2g amoni pesunfat lắc đến tan. Để yên vài phút, trung hòa bằng kiềm hoặc bằng axit (lượng axit hay kiềm cần dùng để trung hòa được xác định bằng cách chuẩn độ một mẫu riêng với chất chỉ thị da cam). Thêm HCl 1M (ứng với 50ml dung dịch thì thêm 0.8ml) để đưa pH của dung dịch về 1.7-2.0. Thêm 2ml dung dịch 8-oxiquinolin trong clorofom, lắc kỹ, chiết bỏ lớp clorofom để loại sắt. thêm 2ml clorofom. Lặp lại động tác này đến khi lớp clorofom tách được không màu. Thực tế khi làm thí nghiệm thấy rằng khi hàm lượng sắt có trong mẫu vào khoảng 8mg/l thì chiết hai lần là tách được hết sắt. Sau đó thêm vào 10ml dung dịch đệm, 3ml dung dịch 8- oxiquinolin trong clorofom và chiết để tách nhôm oxiquinolat lắc kỹ 1-2 phút, để yên đến phân lớp hoàn toàn. Chiết lấyphần clorofom màu vàng vào bình định mức có dung tích 10ml. Lại thêm 3ml dung dịch 8-oxiquinolin trong clorofom và lắc trong 1-2 phút để phân lớp hoàn toàn, chiết tiếp vào bình định mức. Thêm clorofom vào cho tới vạch mức, lắc đều rồi đem đo mật độ quang của dung dịch với cuvet có chiều dày 3cm, dung dịch so sánh là mẫu trắng.
Lập đường chuẩn: chuẩn bị 7 phễu chiết có dung tích 250-300ml. Thêm lần lượt vào mỗi phễu chiết: 0; 0.2; 1.0; 5.0; 10.0; 15.0; 20.0ml dung dịch chuẩn muối nhôm có nồng độ 0.01mg/ml, như vậy, lượng nhôm có trong các phễu chiết tương ứng là 0; 0.02; 0.01; 0.05; 0.1; 0.15; 0.2mgAl. Thêm nước vào thành 50ml. Sau đó
chiết nhôm oxiquinolat giống như chiết trong mẫu phân tích. Đo mật độ quang của dãy dung dịch rồi lập đồ thị chuẩn trong hệ trục tọa độ: mật độ quang- lượng nhôm.
Tính kết quả:
Hàm lượng nhôm được tính theo công thức: X=(C*100)/V, mg/l
Trong đó:
+C: lượng nhôm tính theo đường chuẩn; +V: thể tích mẫu nước lấy để phân tích, ml.
4.16. Sắt
Hàm lượng sắt có trong nước thiên nhiên phụ thuộc rất nhiều vào nguồn nước, những vùng mà nguồn nước chảy qua. Ngoài ra tùy thuộc vào pH và sự có mặt của một số chất như cacbonat, CO2, O2, S2- và các chất hữu cơ tan trong nước, chúng sẽ oxi hóa hay khử sắt và có thể làm cho sắt nằm ở dạng tan hay kết tủa.
Để xác định tổng hàm lượng sắt có trong nước, người ta thường dùng phương pháp so màu với các thuốc thử tioxianat, axit sunfo xalixilic, và o-phenantrolin.
Muốn xác định sắt nằm ở dạng nào một trong những điều rất quan trọng phải chú ý là cách lấy mẫu. Mẫu phải đựng trong các bình PE để tránh hiện tượng hấp phụ vào thành bình và phải phân tích ngay sau khi lấy mẫu. Cách xử lý khi lấy mẫu tùy thuộc vào yêu cầu phân tích. Để xác định tổng hàm lượng sắt có trong mẫu thì khi lấy mẫu ta phải xử lý mẫu mỗi lit mẫu bằng 25ml axit HNO3 đặc.
Nếu muốn xác định sắt có trong mẫu ở các dạng khác nhau thì mỗi lit nước cần phải được xử lý bằng 25ml dung dịch đệm Natri axetat. Cách pha dung dịch đệm này như sau: Hòa tan 68g NaCH3COO.3H2O trong 500ml nước rồi thêm vào đó 25ml dung dịch CH3COOH 6M. Mẫu lấy xong phải phân tích ngay, không được để lâu quá 1ngày.