Ion Florua tạo phức với ziriconi (IV) những ion phức rất bền, bền hơn phức màu của ziriconi (IV) với thuốc thử hữu cơ alizarin. Do đó, khi cho Florua tác dụng với dung dịch thuốc màu ziriconi-alizariin thì một lượng thuốc thử alizarin
tương đương với lượng Florua bị đẩy ra khỏi phức, cường độ màu của nó bị thay đổi tỷ lệ thuận với nồng độ của Florua.
Clo nguyên tố ngăn cản việc xác định. Loại trừ clo bằng cách thêm 0.05ml dung dịch natri asenit 0.5% đối với 0.1mg Clo. Đối với các mẫu nước bị đục hoặccó màu mạnh, chứa nhiều chất hữu cơ cần được cất trước. Một số các chất với hàm kượng lớn (Clorua 1800mg/l; Nhôm: 0.25mg/l; Photphat: 5mg/l;; sunfat: 400mg/l; sắt (III): ?2mg/l) cũng gây sai ssố lớn., ví dụ +/- 10% với hàm lượng 4(1?) mg F-/l). Để khắc phục nên dùng phương pháp thêm. Thêm chất gây cản trở vào các dung dịch chuẩn khi dựng đường chuẩn.
Nước có độ kiềm quá cao cũng gây ảnh hưởng ngăn cản. trong trường hợp này cần trung hòa mẫu nước bằng HCl hoặc HNO3 loãng.
Dụng cụ hóa chất
Máy trắc quang có kính lcọ xanh lá cây hoặc đo được ở bước sóng 520- 550nm. Các cuvet có chiều dày 1-2cm.
Thuốc thử Ziriconi-alizarin, dung dịch axit, dùng cho phương pháp A: Hòa tan 0.30g ZrOCl2.8H2O trong 50ml nước cất. Lấy 50ml nước cất khác, hòa tan vào đó 0.07g Natri alizarinsunfonat (alizarin đỏ S). Trộn hai dung dịch với nhau. Lấy 100ml HCl đặc loại tkpt trộn với 300ml nước cất. Lấy 400ml nước cất khác, thêm vào 33.3ml H2SO4 đặc. Sau khi để nguội trộn hai dung dịch với nhau. Chuẩn bị một bình định mức dung tích 1l, cho vào bình này dung dịch axit và dung dịch Ziriconi-alizariin mới điều chế và định mức bằng nước cất. Đựng dung dịch trong bình bằng tủy tinh màu sẫm. Dung dịch bền trong nửa năm.
Alizarin đỏ S (để xác định theo phương pháp B): Hòa tan 0.75g alizarin đỏ S trong nước cất và định mức thành 1l bằng nước cất.
Ziriconyl clorua, dung dịch axit, dùng cho phương pháp B: hòa tan 0.354g ZrOCl2.8H2O trong 800ml nước cất, thêm vào 33.3ml H2SO4 đặc, trộn đều, thêm tiếp vòa 100ml HCl đặc, để nguội và định mức bằng nước cất thành 1l. Đựng dung dịch trong bình màu sẫm.
-Dung dịch gốc: Hòa tan 0.221g NaF tkpt đã được sấy khô trước ở 105oC, trong nước cất và định mức bằng nước cất thành 1l dung dịch; 1ml dung dịch đó chứa 0.100mgF-.
-Dung dịch làm việc: lấy chính xác 50.0ml dung dịch chuẩn gốc định mức bằng nước cất thành 1l dung dịch . Dung dịch này chỉ điều chế ngay trước khi dùng nó, 1ml dung dịch này chứa 0.005mg F-.
Tất cả các dung dịch Florua chuẩn trên đều đựng trong bình bằng PE, không đựng trong chai thủy tinh.
Cách tiến hành:
Phương pháp A: Lấy vào lần lượt các ống hình trụ (ống Nestle): 0; 1.0; 2.0; 3.0;...; 30.0ml dung dịch làm việc rồi pha loãng thành 100ml bằng nước cất. Các dung dịch đó chứa: 0; 0.05;...; 1.5mg F-. Lấy một ống khác, thêm vào mẫu nước phân tích đã lọc trong hoặc đã được cất, thêm nước cất đến thể tích 100ml. Nhiệt độ của các dung dịch chuẩn và các dung dịch mẫu phải như nhau. Thêm vào mỗi ống 5ml dung dịch thuốc thử Ziriconi-alizarin và trộn đều một cách cẩn thận. Sau 1 giờ đem so màu của dung dịch mẫu với các dung dịch chuẩn.
Phương Pháp B:lấy dung dịch mẫu chứa đến 2.5mgF- pha loãng thành 100ml, thêm vào5ml Alizarin đỏ S và 5ml Ziriconyl clorua. Cẩn thận trộn đều dung dịch và để yên trong 1giờ tại nhiệt độ như nhiệt độ đã tiến hành lập đường chuẩn. Sau đó đo mật độ quang của dung dịch hoặc so màu với dãy chuẩn. Tiến hành thí nghiệm trắng và hiệu chỉnh mật độ quang của dung dịch mẫu. Dựa vào đường chuẩn để xác định hàm lượng Florua trong mẫu.
Lập đường chuẩn: chuẩn bị một loạt bình định mức dung tích 100ml, lần lượt thêm vào đó: 0; 1.0; 3.0; 5.0; 10.0; 15.0; 20.0; 25.0; 25.0 và 50.0ml dung dịch làm việc, định mức bằng nước cất. Các dung dịch đó chứa: 0; 0.05; 0.15;...; 2.5mgF-/l. Cho vào bình Nestle, thêm vào thuốc thử như đã làm với dung dịch mẫu và tiến hành đo mật độ quang như đã làm với dung dịch mẫu.
Tính kết quả:
X=(C*100)/V, mg/l; Trong đó:
+C: nồng độ Florua tìm theo đường chuânt, mg/l; +V: thể tích mẫu nước, ml;
+100: thể tíchmẫu được pha loãng.
4.25. Phenol
Các phenol là những hợpc hất hữu cơ thơm mà phân tử có một hay nhiều nhóm hidroxyl gắn với nhân benzen.
Các phenol dễ bay hơi như fenol, crezol, thimol,… là những hợp chất thường gặp trong nước thải chứa fenol. Các hợp chất loại fenol có từ các nguồn nước thải có thể làm ô nhiễm nước thiên nhiên bề mặt. Khi hàm lượng của các fenol tới khoảng vài miligram trong 1l nước, có thể gây ra mùi khó chịu và ảnh hưởng đến đời sống của các sinh vật trong nước. Các hợp chất fenol trong nước thường tạo thành hỗn hợp có thành phàn không xác định.
Để xác định các fenol dễ bay hơi, người ta có thể dùng một số phương pháp. Đối với các loại fenol chứa một nhóm OH, có hàm lượng lơn hơn 50mg/l, thường dùng phương pháp brom hóa. Để xác định fenol đẽ bay hơi trong nước bề mặt và trong nước thải có hàm lượng nhỏ hơn thường dùng phương pháp trắc quang p- notroanilin. Khi hàm lượng nhỏ hơn nữa, dùng phương pháp chiết trắc quang với p-nitroanilin.
Ngoài các phương pháp trên, có thể dùng các ohương pháp trắc quang khác, như dùng (p,o,m ?)-aminoantipirin, phương pháp dùng pirogalon và ( ???)- rocatechin để xác định các loại fenol có nhóm OH ở vị trí orto.
Khi hàm lượng fenol lớn hơn 100mg/l, không cần phải xử lý mẫu, có thể lưu mẫu vài ngày. Nhưng nếu hàm lượng nhỏ hơn giá trị trên, cần phải xử lý mẫu bằng cách thêm 4g NaOH vào 1l nước hoặc phân tích mẫu ngay sau khi lấy mẫu.
Dụng cụ hóa chất
Bộ đồ cất : một bình cất dung tích 500ml, và một bộ nối bình cất với ống sinh hàn. Bộ nối đó có một phễu chia độ để đưa chất lỏng vào bình cất.
Máy trắc quang có kính lọc xanh biển hoặc đo được ở bước són 370nm (phương pháp A) và ở 530nm (phương pháp B). Các cuvet có chiều dày 2-5cm.
Các dung dịch được pha bằng nước cất hai lần, hóa chất loại tkpt hoặc tkhh. NaOH, để xử lý mẫu.
Đồng sunfat, dung dịch 10%. Coban sunfat, dung dịch 10%. Axit photphoric, dung dịch 10%.
p-nitroanilin dung dịch 0.005M : Hòa tan 1.38g trong 310ml HCl 1M (xin xem thêm trang 129), pha loãng thành 2l dung dịch bằng nước cất.
Natri cacbonat, dung dịch 5%.
Natri nitrit, dung dịch bão hòa : hòa tan 42g NaNO2 trong 50ml nước cất ở nhiệt độ phòng.
Butanol, izopropanol ; Dung dịch chuẩn fenol :
-Dung dịch gốc : hòa tna 0.5000g fenol trong nước cất và định mức thành 1l ; -Dung dịch chuẩn I : pha loãng 10ml dung dịch chuẩn gốc bằng nước cất thành 500ml dung dịch ;
-Dung dịch chuẩn II : pha loãng 30ml dung dịch chuẩn I bằng nước cất thành 1l dung dịch.
Các dung dịch chuẩn I và II trên chỉ điều chế ngay trước khi dùng. Cách tiến hành :
Định tính. Cho 100ml mẫu vào bình nón sạch dung tích 250ml, thêm vào dung dịch clorua vôi hoặc nước clo. thể tích các thuốc thử được lấy vào như thế nào đó để có được khoảng 0.05mg clo hoạt động. Lúc đầu để yên, sau có thể đun nhẹ và sau 10 phút nếu thấy có mùi đặc trưng của các hợp chất clofenol (mùi đặc biệt thường thấy ở các hiệu thuốc), thì có thể kết luận được rằng có fenol trong mẫu nước.
Định lượng. Nếu hàm lượng của fenol trong mẫu lớn, cần pha loãng để hàm lượng của fenol nằm trong khoảng0.1-1mg/l.
Đầu tiên cất để thu được dung dịch chứa các phenol. Cho vào bình cất 150ml mẫu nước, tiếp theo thêm vào 10ml H3PO4, 5ml dung dịch sunfat đồng, 2ml dung dịch coban sunfat. Phần cất ra được hứng vào trong những xilanh hình trụ có chia độ. Khi cất thu lấy 150ml dung dịch. Khi gần cất xong, thêm nước cất vào bình để trrong đó có khoảng 30ml dung dịch.
Phương pháp A. Lấy 100ml dung dịch đã hứng được (trong 150ml) thêm vào 2ml Natri cacbamat và khuấy đều. Lấy một bình nón sạch dung tích cỡ 100ml để chuẩn bị dung dịch thuốc thử là p-nitroanilin được diazo hóa. Dung dịch thuốc thử đó được chuẩn bị bằng cách thêm vào cứ 5ml p-nitroanilin 1 giọt Natri nitrit bão hòa. Dung dịch thuốc thử cần phải không màu.
Thêm 4ml dung dịch thuốc thử trên vào dung dịch phân tích đã được kiểm hóa. Lắc đều, sau 15 phút đo mật độ quang của dung dịch màu ở bước sóng 570nm. Tiến hành thí nghiệm trắng với 100ml nước cất và tất cả các thuốc thử đã dùng cho khi phân tích mẫu. Hiệuchỉnh mật độ quang. Dùng đường chuẩn để xác định hàm lượng fenol.
Phương pháp B. Để tăng độ nhạy của phương pháp dùng p-nitroanilin , người ta thương chiết bằng hợp chất màu butanol.
Chuyển 150ml dung dịhc cất được vào trong một phễu chiết. Thêm tiếp 3ml Natri cacbamat và 6ml dung dịch p-nitroanilin đã được diazo hóa. Để yên trong 15 phút. Thêm vào 30ml butanol. Đậy phễu chiết bằng nút nhám và lắc trong 1phút. Để yên hỗn hợp trong phễu qua 1giờ. Lớp dung môi hữu cơ có thể không được trong suốt. Tháo lớp nước ra khỏi phễu chiết. Để cho tướng hữu cơ được trong suốt, thêm vào 5ml dung dịch muối Natri cacbamat và lắc hỗn hợp trong 10giây. Sau khi để yên và chờ cho hai tướng phân lớp, dùng một pipet và quả bóp cao su, cẩn thận hút dung dịch hữu cơ vào trong cuvet. Đo mật độ quang ở bước sóng 530nm. Tiến hành thí nghiệm trắng theo quy trình trên, nhưng thay mẫu bằng nước cất. Hiệuchỉnh mật độ quang của dung dịch mẫu và dùng đường chuẩn để xác định hàm lượng fenol.
-Đối với phương pháp A : chuẩn bị một loạt các bình định mức dung tích 100ml, lần lượt thêm vào mỗi bình :0 ; 0.3 ; 0.5 ; 0.7 ; 1.0 ; 2.0 ; 4.0 ; 6.0 ; 8.0 ; và 10.0 ml dung dịch chuẩn I và định mức bằng nước cất. Như vậy thu được các dung dịch có nồng độ : 0 ; 0.03 ; 0.05 ;… ; 1.00mg fenol/l. Đem chế hóa các dung dịch này như đã nói trong phương pháp A nhưng không cất. Đo mật độ quang của chúng. Hiệu chỉnh mật độ quang sau khi làm thí nghiệm trắng. Vẽ đường chuẩn. Nếu thực hiện so màu bằng mắt thì tiến hành chuẩn bị dãy màu đồng thời với việc xác định mẫu.
-Đối với phương pháp B : chuẩn bị một loạt các phễu hiết duung tích 250ml và lần lượt cho vào từng phễu chiết :0 ; 1.0 ; 2.5 ; 5.0 ; 10.0 ; 15.0 ; 20.0 ;… ; 50.0ml dung dịch chuẩn II và thêm nước cất thành 150ml. Như vậy đã thu được các dung dịch có hàm lượng fenol là :0 ; 0.002 ; 0.005 ;… ; 0.050 mg fenol. Tiến hành theo phương pháp B đã trình bày ở trên, chỉ không cất. Hiệu chỉnh mật độ quang theo thí nghiệm trắng và vẽ đương chuẩn.
Tính kết quả :
Hàm lượng của fenol bay hơi được tính theo công thức : X=(C*150)/V, mg/l
Trong đó:
+C: nồng độ fenol tìm được theo đường chuẩn, mg/l; +150: thể tích dung dịch cất được, ml;
+V: thể tích mẫu, ml.