6. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI
5.3.2 Phương pháp hồi lưu kín dựa trên phép so màu
5.3.2.1 Nguyên tắc
Quá trình phá mẫu ion đicromat oxi hóa hợp chất hữu cơ. Kết quả là crom (VI) tạo thành crom (III). Cả 2 ion này đều có màu và hấp thu ở vùng khả kiến. Ở 400nm, ion Cr (VI) hấp thu mạnh, còn ion Cr (III) hấp thu rất ít. Ở 600 nm, ion Cr (III) hấp thu mạnh còn ion Cr (VI) gần như không hấp thụ. Trong dung dịch H2SO4 9M, hệ số hấp thu phân tử gam của các ion như sau:
Cr3+là 50 l/mol.cm ở bước sóng 604 nm Cr2O72-là 380 l/mol.cm ở bước sóng 444nm, Cr3+là 25 l/mol.cm ở bước sóng 426nm. Ion Cr3+hấp thụ nhỏ nhất ở bước sóng 400nm.
Vì vậy trong quá trình thí nghiệm ngta chọn bước sóng hấp thụ cực đại là 420 nm.
Khi COD từ 100 - 900mg/l , người ta xác định bằng việc đo độ tăng ion Cr3+ở bước sóng 600nm. Giá trị COD cao hơn có thể xác định bằng cách pha loãng mẫu. Khi giá trị COD từ 90 mg/l hoặc thấp hơn, người ta có thể xác định bằng việc đo độ giảm nồng độ Cr6+ tại bước sóng 420nm. Lượng Cr3+ sinh ra hấp thụ 1 phần nhỏ ở 420nm, nhưng điều này đã được bù trừ trong tiến trình xác định (không đáng kể).
5.3.2.2 Các ảnh hưởng và chất gây cản trở
Khi áp dụng phương pháp này, những chất hấp thụ ánh sáng ở vùng khả kiến phải được loại bỏ hoặc được bù trừ. Đó là những chất không hòa tan lơ lửng hay các hợp chất màu. Nếu cả 2 loại này đều có trong mẫu thì kết quả không còn chính xác nữa khi đó, người ta tiến hành xác định bằng phương pháp chuẩn độ.
5.3.2.3 Dụng cụ
a) Phải đảm bảo dụng cụ có tính quang học. Hoặc có thể sử dụng các cell đo hấp thụ các bước sóng khác nhau.
b) Máy đo quang: sử dụng máy để đo bước sóng tại 600nm hay 420nm
5.3.2.4 Hóa chất
a) Chất chuẩn: Dung dịch chuẩn K2Cr2O7 (0,25M): (1) hòa tan 4,903 g, chất lượng chuẩn, đã sấy khô ở 1030C trong 2 giờ, hòa tan trong nước. Thêm 167 ml H2SO4 đặc và 33,3 g Ag2SO4. Hòa tan ở nhiệt độ phòng cất và định mức lại thành 1l.
b) Chất chuẩn nồng độ thấp: cũng làm tương tự phía trên nhưng thay thế bằng 1,022 g K2Cr2O7
c) Axit sunfuric đặc: hòa tan 39,2 g Ag2SO4 trong 20ml H2SO4 đặc. Khuấy liên tục, lượng Ag2SO4 có thể tan trong 30 phút hay để yên trong 1 - 2 ngày (để 1-2 ngày cho chúng hòa tan vào nhau)
d) Dung dịch FAS (0,25M): hòa tan 98g muối Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O trong nước cất. Sau đó thêm 20ml H2SO4 đặc, để nguội và định mức lại thành 1000ml.
e) HgSO4: dạng bột hoặc tinh thể f) Axit sunfamic
g) Dung dịch kali hiđro phtalat (KHP) chuẩn:HOOCC6H4COOK: nghiền nhẹ và sấy khô KHP ở 1100
C. Hòa tan 425 mg KHP vào nước cất và định mức lại thành 1 lít.
5.3.2.5 Tiến hành
a) Xử lí mẫu: lấy lượng mẫu và thuốc thử thích hợp, sau khi nung, làm nguội. Tiến hành như vậy với mẫu trắng. Chú ý phải bảo đảm an toàn. Thể tích của từng phần và tổng thể tích của các mẫu như nhau trong ống nghiệm là rất quan trọng.
b) Đo lường sự thay đổi của ion Cromat: làm lạnh mẫu về nhiệt độ phòng một cách từ từ để tránh sự kết tủa. Khi mẫu đã được làm lạnh, nếu cần thiết có thể mở nắp để giảm áp suất sinh ra trong quá trình nung nóng. Pha loãng các chất đã phản ứng trong ống nghiệm và khuấy tan các chất kết tủa. Sau đó, cho mẫu vào hệ thống đo và phải đảm bảo là dụng cụ quang học phải sạch. Đo sự hấp thụ ánh sáng của mẫu và chất chuẩn tại các bước sóng đã lựa chọn (420nm hay 600nm). Tại bước sóng 600nm, sử dụng dung dịch không nung nóng làm chất đối chiếu. Trừ lượng COD trong mẫu trắng cho lượng COD trong mẫu.
Tại bước sóng 420nm, sử dụng mẫu nước làm dung dịch đối chiếu. Đo tất cả các mẫu, mẫu trắng, và chất chuẩn sau đó đối chiếu lại với mẫu nước. Đo sự hấp thụ của mẫu không qua nung nóng chứa ion cromat, trong đó, thay thể nước cần khảo sát bằng nước cất, thu được giá trị hấp thụ ban đầu của cromat.
Chuẩn bị đường chuẩn: chuẩn bị ít nhất 5 mẫu chuẩn từ dung dịch chứa kali hidro phtalat (HOOCC6H4COOK) với giá trị COD tương đương ở các mức nồng độ khác nhau. Làm với nước cất tương tự. Xây dựng đường chuẩn với mỗi giá trị của mỗi ống hồi lưu hay ampule hay mẫu chuẩn với sai số >5%. Đường chuẩn nên ở dạng đồ thị. Tuy nhiên, một vài đường chuẩn có thể ở dạng khác, phụ thuộc vào công cụ sử dụng và tính chính xác cần thiết.
5.3.2.6 Tính toán
Nếu mẫu, mẫu chuẩn, mẫu trắng đều được làm trong cùng điều kiện thể tích và sự hấp thụ quang học giống nhau thì việc tính toán thực hiện như sau:
2
( / )
COD mgO l =
Nên lặp lại quá trình phân tích 1 lần nữa vì thể tích mẫu sử dụng quá nhỏ. Các mẫu thường không đồng nhất nên cần phân tích nhiều lần để việc phân tích được chính xác. Trong cùng điều kiện phân tích, nếu hàm lượng COD cao thì tốt hơn là kết quả không khác nhau nhiều hơn 5%. Ở mức đo thấp, các kết quả thấp hơn 25mg/l có ý nghĩa chất lượng hơn số lượng.
5.3.2.7 Sai số
Người ta đã kiểm nghiệm trên 48 mẫu chứa kali hidro phtalat (HOOCC6H4COOK) và NaCl trong 5 phòng thí nghiệm và rút ra được như sau:trong trường hợp không có clorua, nếu lượng COD trung bình là 193 mg/l thì độ lệch tiêu chuẩn là ±17 mg/l ( sai số là 8,7%). Trong trường hợp nồng độ clorua là 100 mg/l và lượng COD trung bình là 212 mg/l thì độ lệch tiêu chuẩn là ±20 mg/l (sai số là 9,6%)
mg O2trong thể tích mẫu cuối cùng . 1000 V mẫu
CHƯƠNG 6: THỰC NGHIỆM