2.1.2.1. Đặc điểm chung của phương pháp đo điện thế
Phương pháp phân tích đo điện thế là phương pháp xác định nồng độ các ion dựa vào sự thay đổi thế điện cực khi nhúng vào dung dịch phân tích. Phương pháp ra đời vào cuối thế kỉ 10 sau khi Nerst đưa ra phương trình Nernst mô tả mối liên hệ giữa thế điện cực với hoạt độ các cấu tử của một hệ oxi hóa- khử thuận nghịch:
Ex=E0 + RTln(aox/akh)/n F Trong đó: E0: Điện thế oxi hóa- khử tiêu chuẩn của hệ
R: Hằng số khí lý tưởng T: Nhiệt độ tuyệt đối
F: Hằng số Faraday
n: Số điện tử tham gia trong phản ứng điện cực aox, akh: Hoạt độ các dạng oxi hóa và dạng khử
2.1.1.2. Thế điện cực
* Điện cực bạc clorua
Điện cực bạc clorua được chế tạo bằng dây bạc hoặc một bản kim loại có phủ lớp bạc clorua nhúng vào dung dịch KCl. Hoạt độ của ion Ag+ trong dung dịch này sẽ bằng:
αAg+=TAgCl/αCl-
Trong đó: TAgCl là tích số hòa tan của hợp chất khó tan AgCl αCl-là hoạt độ ion Cl- trong dung dịch KCl
Thay giá trị αAg+ vào phương trình Nernst áp dụng cho điện cực bạc clorua ta có:
EAg+/AgCl=E0Ag+/Ag +RT(lnaAg+)/nF=E0Ag+/Ag + (RT/nF)ln(TAgCl/ αCl-) = E0Ag+/Ag + RTlnTAgCl/nF - RTln αCl-/nF (1)
Hai giá trị đầu của (1) chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ.
Ta thấy thế diện cực bạc clorua chỉ phụ thuộc vào hoạt độ in Cl- trong dung dịch. Thường người ta dùng dung dịch KCl bão hòa làm dung dịch phụ bên trong.
* Điện cực calomen
Điện cực calomen được chế tạo từ Hg kim loại, calomen (HgCl2) và KCl. Điên thế của điện cực này cũng phụ thuộc hoạt độ ion clorua
EHg2+/HgCl2= E0Hg2+/HgCl2-RTln αCl-/nF (2) Với E0Hg2+/HgCl2=E0Hg2+/Hg +RTlnTAgCl/nF(3)
Từ (2) và (3) ta thấy thế điện cực của điện cực bạc clorua và calomen chỉ phụ thuộc hoạt độ của ion Cl- và nhiệt độ.
Sự phụ thuộc thế điện cực của các điện cực vào nhiệt độ thường thông qua sự phụ thuộc các thế điện thế E0Ag+/AgCl và E0Hg2+/HgCl2 với nhiệt độ.
Trong phương pháp phân tích người ta thường không cần biết giá trị của điện thế cực so sánh mà điều quan trọng là điện thế của chúng phải không thay đổi. Khi cần biết giá trị chính xác thế điện cực của điện cực so sánh, người ta có thể đo chúng khi so sánh với điện cực hidro tiêu chuẩn. Thông thường để giữ thế điện cực của điện cực bạc clorua và calomen không thay đổi người ta thường chuẩn bị các điện cực này ở điều kiện trong dung dịch KCl bão hòa hay dung dịch KCl 2mol.l-1.
2.1.3. Phương pháp Fenton
của phương pháp này là biến đổi các chất ô nhiễm độc hại, không thể phân hủy thành chất có thể phân hủy được do thay đổi cấu trúc liên kết hoặc thành phần của các hợp chất này, biến đổi chúng thành các hợp chất ít hoặc không
còn gây độc hại [11]. Tác nhân Fenton là các hạt nano sắt hóa trị 0, theo
Tratnyek và Matheson (1994) nguyên lý phản ứng của Fe0 với hợp chất hữu
cơ chứa clo như sau:
Ở môi trường axit, Fe0 đóng vai trò là chất khử, cho electron. Fe0 Fe2+ + 2e- (1) RCl + H+ + 2e- RH + Cl- (2) Tổng hợp của hai phản ứng (1) và (2) là RCl + Fe0 + H+ RH + Fe2+ + Cl- (3) Ví dụ: C2HCl3 + 4Fe0 + 5H+ C2H6 + 4Fe2+ +3Cl- Hình 2.1. Mô tả hạt sắt nano
Không giống như các biện pháp xử lý sinh học tại chỗ, khi dùng vật liệu nZVI không bị ảnh hưởng bởi các yêu cầu sinh học như chất dinh dưỡng, nhiệt độ phù hợp và độ axit thấp. Cũng nhờ kích thước nhỏ hơn 10-1000 lần so với hầu hết các vi sinh vật, các tinh thể sắt nhỏ xíu này có thể di chuyển dễ dàng giữa các hạt đất mà không bị kẹt lại [11].