Trong môi trường axit, cromat và dicromat phản ứng với diphenyl cacbazit tạo thành hợp chất tan màu đỏ tím rất thuận lợi cho việc so màu. Phản ứng này dùng để định lượng crom khi hàm lượng của nó là 0.005-1.0mg trong 1l nước.
Các ion Hg2+, Hg22+ (khi hàm lượng lớn hơn 200mg/l), vanadi và molipden (VI) cũng có khả năng phản ứng với thuốc thử tạo thành hợp chất có màu; song những ion này thường có rất ít trong nước. Sắt (lớn hơn 1mg/l) cũng phản ứng được với thuốc thử tạo thành hợp chất có màu vàng nâu, nhưng ta có thể loại trừ
ảnh hưởng ccủa sắt bằng cách thêm vào dung dịch một ít axit photphoric. Nếu trong mẫu có một lượng lớn mangan thì khi oxi hóa bằng pesunfat trong môi trường kiềm hoặc trung tính, nó sẽ tạo thành kết tủa mangan dioxit, khi đó ta lọc bỏ bằng bông thủy tinh hay phễu thủy tinh.
Nếu nước có môi trường kiềm hay trung tính thì rất khó xác định riêng Cr(III) và Cr(VI). Bởi vì khi axit hóa, nếu trong dung dịch có chất khử (thường là có) như Fe2+, sunfit và các chất hữu cơ,… thì Cr(VI) sẽ bị khử xuống thành Cr(III). Trong trường hợp này chỉ nên xác định tổng hàm lượng crom. Muốn xác định riêng Cr(III) và Cr(VI), ta phải tách riêng Cr(III) bằng cách kết rủa nó bằng Magie oxit (pH=10.5-11). Khi đó Cr(OH)3 góp lại trên bề mặt magie oxit, còn Cr(VI) ở lại trong dung dịch. Lượng lớn chất hữu cơ, các chất khử và ion clorua không cản trở phép xác định.
Dụng cụ hóa chất
Máy so màu, dùng kính lọc màu lục (λ=510nm).
Natri hydroxit, dung dịch 1N: Hòa tan 40g NaOH tkpt trong nước cất thành 1l.
Axit sunfuric, dung dịch 1:1: Rót 28ml H2SO4 đặc tkpt vào 500ml nước cất, thêm nước cất thành 1l.
Axit photphoric đặc 85% tkpt;
Diphenyl cacbazit, dung dịch 0.5% trong axeton: Hòa tan 0.25g diphenylcacbazit tkpt trong 50ml axeton tkpt.
Amonipesùnat, dung dịch 0.1% mới pha. Kali dicromat, dung dịch chuẩn:
-Dung dịch gốc: Hòa tan 2.8285g K2Cr2O7 tkpt đã sấy khô ở 105oC, thêm nước cất thành 1l; 1ml dung dịch này có chứa 1mg Cr.
-Dung dịch 1: lấy 25ml dung dịch gốc pha loãng bằng nước cất thành 500ml, 1ml dung dịch này có chứa 0.05mg Cr.
-Dung dich 2: pha loãng 20ml dung dịch 1 bằng nước thành 500ml dung dịch, 1ml dung dịch này có chứa 0.002mg Cr. Dung dịch này chỉ được pha trước khi dùng.
Nước cất dùng để điều chế các dung dịch này là nước cất hai lần.
Cách tiến hành
Phương pháp A (xác định Cr(VI)): Lấy lượng mẫu nước cần phân tích vào bình định mức 100ml sao cho để trong đó có 0.005-0.1mg Cr. Cũng lấy từng đó mẫu nước cần phân tích cho vào các bình nón cỡ 25ml, thêm vài giọt phenolphtalein đến khi dung dịch có màu hồng thì thêm từng giọt dung dịch H2SO4 1N tới khi mất màu, ghi thể tích dung dịch H2SO4 đã dùng; nếu dung dịch không màu thì thêm từng giọt dung dịch NaOH 1N cho tới khi dung dịch có màu hồng, ghi thể tích dung dịch NaOH đã dùng. Thêm bằng ấy giọt H2SO4 1N (hay dung dịch NaOH 1N) đã xác định được trong thí nghiệm phụ trên vào bình 100ml đã chứa mẫu để truung hòa. Sau đó thêm 1ml dung dịch H2SO4 (1:1), 0.2ml axit photphoric, thêm 2ml dung dịch diphenylcacbazit, thêm nước tới vạch mức,lắc đều. Sau 5-10phút đem đo mật độ quang dãy dung dịch so với mẫu trắng.
Lập đường chuẩn: Chuẩn bị 10 bình định mức có dung tích 100ml. Lấy lần lượt vào mỗi bình dung dịch 2 như sau: 0; 1.0; 2.0; 5.0; 10.0; 15.0; 20.0; 30.0; 40.0; và 50.0ml. Như vậy trong mỗi bình có chứa một lượng Crom tương ứng là: 0; 0.002; 0.004;...; 0.1mg. Tiến hành chế hóa dãy dung dịch này giống như quy trình phân tích A. Đo mật độ quang của dãy dung dịch trên máy. Lập đồ thị chuẩn trong hệ tọa độ mật độ quang-lượng Crom.
Phương pháp B (xác định tổng hàm lượng crom có trong dung dịch). Lấy lượng mẫu nước cần phân tích cho vào cốc cỡ 250ml sao cho lượng crom trong đó 0.005-1mg. Trung hòa bằng dung dịch axit H2SO4 1N hoặc NaOH 1N (làm một thí nghiệm phụ để tìm thể tích dung dịch H2SO4 hay NaOH cần dùng để trung hòa như trong phương pháp A). Sau đó thêm 0.3ml dung dịch H2SO4 1N, 5-10ml dung dịch amoni pesunfat, đun sôi dung dịch 20-25phút (để oxi hóa hoàn toàn và phân hủy hết pesunfat dư vì vết pesunfat sẽ ngăn cản quá trình xác định sau này). Làm
bay hơi bớt để thể tích dung dịch còn khoảng 250ml. Chuyển tất cả vào bình định mức 100ml và tiếp tục tiến hành như quy trình A.
Tính kết quả:
Hàm lượng Cr(III) phân tích theo phương pháp A và tổng hàm lượng crom phân tích theo phương pháp B được tính theo công thức sau:
X=(C*1000)/V, mg/l Trong đó:
+C: hàm lượng crom có trong mẫu nước tìm được theo đường chuẩn, mg; +V: thể tích mẫu nước, ml.
4.19. Niken
Trong nước sinh hoạt và nước tự nhiên thường không có niken nếu có chỉ là lượng vết. Niken chỉ trong nước ở một số hồ hoặc sông mà nguồn nước của nó chảy qua những núi, mỏ có niken. Niken có trong nước thải của một số nhà máy luyện kim và hóa chất có dùng tới niken. Trong nước niken thường tồn tại dưới dạng Ni2+, dạng phức xianua và dạng ít tan như sunfua, cacbonat, hydroxit,...
Để xác định niken, người ta thường dùng phương pháp so màu khi hàm lượng niken nằm trong khoảng??-20mg/l, nếu hàm lượng niken lớn hơn 5mg/l thì có thể dùng phương pháp khối lượng, còn khi hàm lượng niken trong nước 0.02mg/l thì dùng phương pháp cực phổ.
Mẫu nước lấy xong chưa phân tích ngay thì phải thêm 2-5ml HNO3 đặt vào 1l nước. Nếu cần định lượng riêng niken ở dạng tan và không tan trong nước thì khi lấy mẫu ta phải lọc ngay rối mới đóng chai bảo quản, ta xác định niken ở dạng tan và tổng hàm kượng niken từ đó suy ra hàm lượng niken ở dạng không tan. Cần chú ý nếu trong mẫu nước có xianua thì không nên đóng chai bảo quản.