NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XỬ LÝ AMONI TRONG NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRAO ĐỔI ION
3.3PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
─ Phương pháp kế thừa: kế thừa các kết quả nghiên của các nhà khoa học trong và
ngoài nước.
─ Phương pháp thực nghiệm trong phòng thí nghiệm: thực hiện các thí nghiệm xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trao đổi ion của nhựa C100 (Mỹ) với ion NH4+ và phân tích một số chỉ tiêu cần thiết.
a)Phương pháp xác định amoni (phương pháp so màu dùng thuốc thử Nessler)
─ Nghiên lý:
Thuốc thử Nessler là K2HgI4 trong dung dịch kiềm có khả năng phản ứng với một lượng nhỏ amoni tạo thành phức chất dạng keo màu vàng nâu. Cường độ màu của phức chất tạo thành tỷ lệ thuận với nồng độ amoni.
2(K2HgI4) + NH3 + KOH → (NH2)Hg-O-HgI + 7KI + 2H2O (4.1) ─ Pha hoá chất:
+ Dung dịch Nessler: Hoà tan 10 g HgI2 và 7 g KI trong một ít nước deion, để thật nguội sau đó thêm từ từ đồng thời khuấy dung dịch HgI2 vào dung dịch NaOH đã nguội và định mức thành 100 ml ta được dung dịch Nessler có màu vàng rơm, gạt bỏ kết tủa, cho vào bình tối màu.
+ Dung dịch muối Roch (dùng để loại bỏ ảnh hưởng của các chất gây nhiễu do tạo thành kết tủa hyđroxit không tan với xút trong dung dịch Nessler như: Canxi, Magie, sắt,…): Hoà tan 5 g KNaC4H4O6.4H2O trong 10 ml nước cất, đun sôi cạn bớt đi 3 ml để đuổi amoni trong muối sau đó để nguội và định mức thành 10 ml.
─ Phân tích amoni trong mẫu: Cho vào bình định mức 50 ml dung dịch cần phân tích, cho thêm 2 giọt dung dịch muối Roch, lắc đều cho thêm vào 1 ml dung dịch Nessler. Cho phát triển màu đem so màu với mẫu trắng ở bước sóng 410 nm.
b) Phương pháp xác định độ cứng tổng (phương pháp chuẩn độ với EDTA trong môi
trường kiềm với chỉ thị Eriochrome blackT)
─ Nghiên lý:
Tại pH=10 EDTA tạo phức với Ca2+, Mg2+ chuẩn độ Ca2+, Mg2+ trong nước với EDTA chỉ thị màu là Eriochrome blackT, tại điểm kết thúc màu sẽ chuyển từ màu đỏ sang màu xanh.
─ Pha dung dịch:
+ Dung dịch HCl 1N: lấy 25 ml dung dịch HCl đặc pha thành 250 ml bằng nước cất ta được dung dịch HCl 1N.
+ Dung dịch đệm HCl–NH4OH: lấy 50 ml HCl 1N trộn với 100 ml NH4OH.
+ Chỉ thị Eriochrome blackT: trộn 0.5 g Eriochrome blackT với 100 g muối đã được sấy khô rồi đem nguyền nhỏ mịn.
+ Dung dịch EDTA 0.01M: hoà tan 3.723 g EDTA đã được sấy khô ở 105oC trong nước cất và định mức thành 1 lít ta được dung dịch EDTA 0.01M.
─ Cách xác định độ cứng tổng:
Lấy 25 ml mẫu cho vào bình tam giác, thêm 1 ml dung dịch đệm HCl-NH4OH thêm một ít chỉ thị Eriochrome blackT (bằng hạt đỗ xanh), lắc đều rồi chuẩn với EDTA 0.01M cho tới khi dung dịch chuyển từ đỏ sang xanh. Độ cứng tổng được tính như sau:
Độ cứng tổng (mgCaCO3/l) = VEDTA. NEDTA. MCaCO3.1000/Vm = VEDTA.0,01.100.1000/25 = 40VEDTA
Trong đó: VEDTA: thể tích dung dịch EDTA dùng chuẩn mẫu, ml NEDTA: nồng độ của dung dịch EDTA chuẩn độ, MCaCO3: phân tử lượng của CaCO3,
Vm: thể tích mẫu dùng chuẩn độ, ml. 3.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Khi thực hiện đề tài nghiên cứu, cả hai phương pháp đều được tiến hành là phương pháp lắc và phương pháp cột (trao đổi lớp nhựa tĩnh) nhằm đáp ứng mục tiêu đặc ra của đề tài.
Với mục đích là để xử lý amoni ra khỏi nước ngầm bằng phương pháp trao đổi ion trên nhựa cationit C100 khi biết nồng độ amoni và hàm lượng độ cứng của một nguồn nước ngầm bất kỳ, nội dung của đồ án bao gồm:
─ Xác định thời gian đạt cân bằng của nhựa C100 và ion amoni.
─Xây dựng đẳng nhiệt cân bằng trao đổi ion của nhựa C100 với ion amoni. X Xác định ảnh hưởng của tốc độ dòng chảy đến hiệu quả xử lý amoni. ─ Xác định ảnh hưởng của độ cứng đến hiệu quả xử lý amon
─Xác định ảnh hưởng của nồng độ amoni đầu vào đến hiệu quả xử lý amoni.