Nguyên tác của phương pháp này dựa trên phản ứng oxi hóa mangan thành pemanganat có màu tím bằng các pesunfat trong môi trường axit sunfuric hay axit nitric. Phản ứng này xảy ra rất định lượng, có thể cho phép xác định mangan khi hàm lượng của nó trong nước 0.005-10mg/l. Để phân tích mangan trong các nguồn nước sạch như nước ăn, nước thiên nhiên, cần làm giàu mẫu bằng cách bay hơi.
Lượng lớn các ion clorua, các hợp chất hữu cơ, các ion có màu như dicromat, niken, đồng, sắt (III) làm cản trở phép xác định. Thường trong nước sinh hoạt, clorua có độ oxi hóa nhỏ hơn 25mg oxi trong1l, ta loại trừ ảnh hưởng của chúng bằng dung dịch bạc nitrat đối với loại nước có chứa một lượng lớn clorua và các chất hữu cơ và lượng mangan 0.005-1mg/l thì ta loại trừ ảnh hưởng của chúng như sau: lấy vào bát sứ một lượng mẫu, thêm 5ml dung dịch axit sunfuric đặc, để nguội, lại thêm 5ml dung dịch axit nitric đặc, cô dung dịch đến khi bốc khói trắng. Thêm 1ml nước cất và 5ml axit Nitric đặc, lại àm bay hơi đến khi bốc khói trắng. để nguội, hòa tan bã bằng nước cất và axit hóa bằng 1ml axit nitric. Đun nóng dung dịch và lọc, tráng kỹ, thu toàn bộ nước lọc và nước rửa, thêm nước cất thành 100ml.
Sắt (III) được loại trừ bằng cách thêm vào dung dịch vài giọt axit photphoric loãng 1:4.
Các ion dicromat và các ion có mầu khác được loại trừ bằng cách đo mật độ quang của dung dịch hai lần: lần thứ nhất, đo mật độ quang của dung dịch màu, sau đó khử màu pemanganat bằng cách thêm từng giọt NaCl 5% đến khi mất mầu tím, rồi lại đo mật độ quang của dung dịch. Hiệu mật độ quang hai lần đo là mật độ quang của dung dịch chỉ có pemanganat.
Dụng cụ hóa chất:
Máy so màu, dùng kính màu lục (λ=525nm), cũng có thể so màu bằng mắt. Axit nitric đặc tkpt;
Bạc nitrat, dung dịch: Hòa tan 17g AgNO3 tkpt trong 500ml nước cất hai lần; Amoni hay Kali pesunfat tkpt, muối rắn;
Mangan sùnat, dung dịch chuẩn:
-Dung dịch gốc: Hòa tan 0.2748g MnSO4 đã nung ở 5000C trong 10ml axit sunfuric (1:4) nóng, sau đó thêm nước cất thành 1l; 1ml dung dịch này có chứa 0.100mg mangan;
-Dung dịch chuản đem dùng được pha hàng ngày bằng cách pha loãng dung dịch gốc 10lần bằng nước cất. Dung dịch này có nồng độ là 0.01mg Mn/ml;
Cách tiến hành
Cho 50-100ml mẫu nước vào cốc cỡ 150ml sao cho lượng mangan trong đó là 0.005-1.0mg, thêm 2ml axit nitric, nhỏ từng giọt dung dịch bạc nitrat đến khi kết tủa hết ion Cl- thêm tiếp 1-2ml dung dịch AgNO3, lắc, để lắng rồi lọc. Nếu hàm lượng của Clorua và các chất hữu cơ lớn, phải tiến hành vô cơ hóa mẫu (cách tiến hành như đã trình bày ở trên), không thể loại bỏ chúng bằng cách kết tủa bằng bạc nitrat được vì kết tủa AgCl có thể hấp phụ mangan làm kết quả phân tích sẽ sai. Thêm 0.5g pesufat vào nước lọc. Đun dung dịch tới gần sôi khoảng 10phút. Làm nguội, chuyển vào bình định mức có dung tích 100ml. Thêm nước tới vạch. Đo mật độ quang của dung dịch và dung dịch so sánh là mẫu trắng.
Lập đường chuẩn: Lấy vào 10 cốc chịu nhiệt cỡ 150ml lần lượt theo thứ tự 0; 0.5; 1.0; 2.5; 5.0; 10.0; 20.0; 30.0; 40.0 và 50.0ml dung dịch chuẩn mangan có nồng độ chuẩn 0.01mgMn/ml. Như vậy lượng mangan có trong mỗi cốc tương ứng là 0; 0.05; 0.01; 0.025; 0.05; 0.1; 0.2; 0.3; 0.4; 0.5mg Mn. Thêm vào mỗi cốc 2ml axit nitric, 1-2ml dung dịch bạc nitrat. Tiếp tục chế hóa dung dịch này như chế hóa dung dịch phân tích. Đo mật độ quang của dãy dung dịch so với mẫu trắng. Lập đồ thị chuẩn.
Hàm lượng mangan được tính theo công thức sau: X=(c*1000)/V, mg/l;
Trong đó:
+C: lượng mangan tìm được theo đường chuẩn, mg; +V: thể tích mẫu nước lấy để phân tích, ml.
4.18. Crom
Trong nước Crom nằm ở hai dạng hóa trị cation Cr(III) và anion Cr(VI) là CrO42- và Cr2O72-.
Hàm lượng crom trong nước sinh hoạt và trong nước tự nhiên rất thấp nên người ta thường xác định tổng hàm lượng crom. Trong các nguồn nước thải, tùy theo mục đích phân tích, ta có thể định lượng riêng rẽ hàm lượng crom ở dạng không tan và dạng tan ở các dạng Cr(III) và Cr(VI).
Để định lượng crom trong nước, người ta thường dùng phương pháp so màu với thuốc thử dipenyl-cacbazit. Dưới đây trình bày hai quy trình xác định Cr(VI) – phương pháp A- và xác định tổng hàm lượng crom – quy trình B, còn hàm lượng Cr(III) được tính theo hiệu số.
Khi lấy mẫu để phân tích crom cần chú ý thêm 3-5ml HNO3 đặc vào1l nước; muốn phân tích crom tan thì khi lấy mẫu phải lọc ngay và cũng phải axit hóa dung dịch sau khi lọc. Nếu muốn xác điịnh Cr(III) và Cr(VI) riền rẽ thì phải phân tích ngay sau khi lấy mẫu. Nếu không có điều kiện thì chậm nhất sau 3 ngày phải phân tích xong nhưng với điều kiện phải loại bỏ được các chất khử trong dung dịch.