- Tính thích ứng: Điều kiện vật chất, kỹ thuật, khả năng tài chính phải cho phép thực hiện phân tích các thông số đã lựa chọn.
b) Phương pháp Winkler cải tiến (TCVN 7324: 2004 )
Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp iod để xác định oxy hòa tan trong nước gọi là "phương pháp Winkler" cải tiến để khắc phục một số cản trở. Phương pháp iod là phương pháp chuẩn để xác định oxy hòa tan trong nước.
Phương pháp này được dùng cho mọi loại nước có nồng độ oxy hòa tan từ 0,2 mg/1 đến gấp đôi nồng độ oxy bão hòa (khoảng 20 mg/1) khi không có các chất cản trở. Các chất hữu cơ dễ bị oxy hóa như tanin, axit humic, lignin cản trở việc xác định. Các hợp chất lưu huỳnh dễ bị oxy hóa như sunfua, thioure cũng gây cản trở. Khi có các chất như vậy thì nên dùng phương pháp đầu đo điện hóa được quy định trong TCVN 7325: 2004 (ISO 5814).
Nồng độ nitrit đến 15 mg/l không gây cản trở phép xác định vì chúng bị phân hủy khi thêm natri azid.
Nếu có huyền phù có khả năng cố định hoặc tiêu hao iod thì nên là dùng phương pháp đầu đo điện hóa.
Nguyên tắc
- Cho dung dịch hỗn hợp (OH- + I-) và muối mangan (II) vào mẫu tạo ra kết tủa Mn(OH)2 màu trắng
Mn+2 + 2OH- → Mn(OH)2 ↓ (Trắng)
- Kết tủa này lập tức bị oxi hoà tan trong nước oxy hoá thành hợp chất MnO(OH)2 có màu nâu.
2Mn(OH)2 + O2 → 2MnO(OH)2 ↓(Nâu) - Trong môi trường axit, hợp chất này có khả năng oxi hoá I- để tạo ra I3-
Mn(OH)2 + 2H+ → Mn+2 + 2H2O MnO(OH)2 +4H+ +2I- → Mn+2 + I-3 +3H2O
- Chuẩn độ lượng I3- tạo ra bằng dung dịch chuẩn Na2S2O3, từ đó sẽ tính được hàm lượng oxi hoà tan trong mẫu nước.
I3- + 2S2O32- → 3I-
+ S4O62-
Hoá chất, dụng cụ + Hoá chất
Khi phân tích, chỉ dùng thuốc thử phân tích và nước cất hoặc nước có độ tinh khiết tương đương.
- Dung dịch H2SO4 1:1 - Dung dịch H2SO4 2M
- Hỗn hợp kiềm iodua + natri azid (NaN3) : Cân 0,7g NaOH (hoặc 1g KOH) và 0,6g KI (hoặc 0,6g NaI), cân thêm 0,01g natri azid (NaN3) rồi cho vào giấy đựng hoá chất (hoặc 0,6g NaI), cân thêm 0,01g natri azid (NaN3) rồi cho vào giấy đựng hoá chất
Cảnh báo: Natri azid là chất độc cực mạnh. Nếu biết chắc không có nitrit trong mẫu thì không nên dùng azid.
- Muối mangan II: Cân 0,4g MnSO4.H2O hoặc 0,8g MnCl2.4H2O vào giấy đựng hoá chất. - Dung dịch chuẩn Na2S2O3 0,01N: Pha từ Na2S2O3.5H2O
- Dung dịch chuẩn KIO3 0,01N (dùng để chuẩn hoá dung dịch Na2S2O3 ) - Hồ tinh bột, dung dịch mới chuẩn bị, 10 g/l
Tiến hành chuẩn hoá:
+ Hòa tan trong bình nón khoảng 0,5g KI hoặc NaI với 100 ml đến 150 ml nước, thêm 5 ml dung dịch axit sunfuric 2M.
+ Lắc đều và thêm 20 ml dung dịch chuẩn kali KIO3. Pha loãng đến khoảng 200 ml và chuẩn độ ngay iod được giải phóng bằng dung dịch Na2S2O3, gần cuối chuẩn độ thêm dung dịch chỉ thị hồ tinh bột khi dung dịch có mầu vàng rơm và tiếp tục chuẩn độ đến mất mầu hoàn toàn. Ghi thể tích dung dịch Na2S2O3 tiêu tốn, từ đó tính chính xác nồng độ của dung dịch Na2S2O3 theo công thức: N V N V CN NaSO 1 1 3 2 2 Trong đó: V1 - Thể tích dung dịch KIO3 (ml)
N1 - Nồng độ đương lượng của dung dịch KIO3 (ml) V - Thể tích dung dịch Na2S2O3 tiêu tốn
Việc chuẩn hóa dung dịch cần làm hàng ngày.
+ Dụng cụ
- Các thiết bị phòng thí nghiệm thông thường - Máy lấy mẫu nước
- Bình thủy tinh tối màu, miệng hẹp, vai vuông, dung tích từ 130 ml đến 350 ml.
+ Lấy mẫu
- Lấy mẫu nước mặt:
Nạp nước đầy bình thuỷ tinh tối màu đã chuẩn bị ở trên đến tràn; cần chú ý để tránh bất cứ thay đổi nào về nồng độ của oxy hòa tan. Sau khi loại hết bọt khí dính trên thành bình thủy tinh, cần cố định ngay oxy hòa tan.
Đối với vùng nước nông, nên dùng phương pháp điện hóa. - Lấy mẫu nước từ đường ống phân phối nước
Nối một ống bằng vật liệu trơ vào đường ống và đầu kia cắm vào đáy bình, nạp nước đầy bình bằng cách cho chảy qua một thể tích khoảng gấp mười dung tích bình. Sau khi loại hết bọt khí dính trên thành bình thì cố định oxy hòa tan ngay.
- Khi có huyền phù hoặc nghi ngờ có huyền phù có khả năng cố định hoặc tiêu hao iod, nên xác định oxy hòa tan bằng phương pháp điện hóa .
+ Cố định oxy
- Sau khi lấy mẫu, tốt nhất là ở ngay tại hiện trường, lập tức thêm mangan (II) sunfat và hỗn hợp kiềm iodua + natri azid (NaN3) .
Lưu ý: Cần mở nắp cẩn thận để tránh không khí lọt vào.
- Lật ngược bình vài lần để trộn đều mẫu cho kết tủa tạo ra hoàn toàn, cần để yên ít nhất 5 phút rồi lại trộn đều bằng cách đảo ngược bình để đảm bảo oxy trong mẫu đã được cố định hoàn toàn. Nếu mẫu được che sáng thì có thể lưu giữ đến 24h.
+ Giải phóng iod
- Thêm từ từ 1,5 ml dung dịch axit sunfuric 1:1, đậy nắp bình và lắc cho kết tủa tan hết và iod được phân bố đều trong dung dịch.
Lưu ý:
- Trước khi cho dung dịch axit sunfuric 1:1 cần để kết tủa đã tạo thành được lắng xuống khoảng một phần ba bình.
- Nếu tiến hành chuẩn độ trực tiếp bình này thì cần hút phần trong ở trên ra, chú ý không khuấy động đến phần cặn.
+ Chuẩn độ
- Hút 25 ml dung dịch sau khi đã hoà tan kết tủa bằng dung dịch axit cho vào bình nón 250ml
- Chuẩn độ bằng dung dịch Na2S2O3 0,02N tới màu vàng nhạt.
- Ghi thể tích dung dịch Na2S2O3 0,02N tiêu tốn trên buret. Tính kết quả 1000 8 1 2 V V N DO (mg/l) Trong đó:
V1 - Thể tích dung dịch đem chuẩn độ ( dung dịch sau khi hoà tan kết tủa) (ml) V2 - Thể tích dung dịch Na2S2O3 tiêu tốn (ml)
N - nồng độ đương lượng của dung dịch Na2S2O3 (ml)
3.4.2 Xác định COD
COD (Chemical Oxygen Demand - nhu cầu oxy hóa học) là lượng oxy cần thiết để oxy hoá hoàn toàn các hợp chất hữu cơ trong 1lít nước.
Đơn vị của COD (mg/l)
Trong các nguồn nước tự nhiên và nước thải luôn tồn tại một lượng các chất hữu cơ nhất định. Việc xác định riêng lẻ từng loại hợp chất hữu cơ là điều không thể, nên hàm lượng tổng số của chúng được xác định một cách một cách gián tiếp thông qua chỉ số COD. COD là một trong những thông số quan trọng nhất để đánh giá chất lượng nước.