cực chuẩn calomel và điện cực H+, phương pháp này có độ chính xác cao. Việc sử dụng máy tùy theo nhà thiết kế, do vậy thao tác đo và cách bảo quản máy phải theo tài liệu hướng dẫn.
Các yếu tố ảnh hưởng
- Mẫu có độ màu, độ đục cao
- Mẫu có chứa các chất oxy hóa mạnh có tác dụng tẩy màu
- Nhiệt độ thay đổi gây ảnh hưởng trên mẫu, do vậy việc so màu nên chỉ tiến hành trong điều kiện phòng thí nghiệm.
a) Phương pháp so màu
Giấy pH được tẩm dung dịch chỉ thị màu thích hợp, được sấy khô cho vào hộp sử dụng. Khi được thấm ướt giấy sễ hiện màu. Tùy vào pH của nước, giấy sẽ hiện màu khác nhau. Sau đó đem so màu với bảng màu tiêu chuẩn kèm theo trên nắp hộp, ta sẽ biết được pH của nước.
b) Phương pháp điện thế - máy đo pH
Ion H+ hoạt động được xác định trực tiếp bằng phép đo điện thế. Sức điện động E của tế bào Galvanic có lien quan đến hoạt động của ion H+ trong dung dịch theo phương trình Nernt. Điện thế sinh ra từ tế bào tỉ lệ với nồng độ ion H+ trong mẫu nước, điện thế này được đo bằng một điện thế kế và được thiết bị đặc biệt dịch sang trị số pH hiện trên màn ảnh của máy.
Tế bào Galvanic bao gồm 1 điện cực thủy tinh và 1 điện cực Calomel tiếp xúc với mẫu nước bằng một tia Amiang ở cuối điện cực. Khi tiếp xúc với mẫu nước, ở điện cực Calomel sẽ xảy ra phản ứng:
Hg2Cl2 + 2e-⇔ 2Hg + 2Cl-
Điện cực thủy tinh bao gồm 1 điện cực Ag – AgCl ngâm trong dung dịch HCl 0,1M và được bao bọc bởi 1 màng thủy tinh có độ nhạy cảm rất cao với ion H+. Điện thế này của điện cực sẽ xuất hiện khi ion H+ được mạng thủy tinh hấp thụ. Sự hấp thụ 1 ion H+ trên màng thủy tinh sẽ phóng thích 1 ion Li+ từ màng thủy tinh vào dung dịch điện cực.
Theo Peter (1975) thì tế bào Galvanic đối với việc xác định pH có thể được viết như sau: Ag/AgCl, HCl (0,1M)/màng thủy tinh/mẫu nước/Hg2Cl2, KCl/Hg.
Tất cả các điện thế trong tế bào Galvanic đều không thay đổi, trừ điện thế giữa màng thủy tinh – mẫu nước và giữa mẫu nước – dung dịch KCl trong điện cực Calomel.
3.1.2. Độ kiềm
Độ kiềm biểu thị khả năng thu nhận proton H+ của nước. Độ kiềm trong nước do 3 ion chính tạo ra: hydroxide, carbonate và bicarbonate. Trong thực tế các muối acid yếu như borate, silicate cũng gây ảnh hưởng lớn đến độ kiềm. Một vài acid hữu cơ bền với sự oxy hóa sinh học như acid humic, dạng muối của chúng có khả năng làm tăng độ kiềm. Những nguồn nước ô nhiễm, muối của acid yếu như acid acetic, propionic cũng làm thay đổi độ kiềm. Ngoài ra, sự có mặt của ammonia cũng ảnh hưỡng đến độ kiềm tổng cộng của mẫu nước.
Độ kiềm đặc trưng cho khả năng đệm của nước.
Ý nghĩa
Nguồn nước mặt, ở điều kiện thích hợp, có sự xuất hiện của tảo. Chính quá trình phát triển và tăng trưởng của tảo giải phóng một lượng đáng kể carbonate và bicarbonate làm cho pH nước tăng dần có thể lên đến 9 – 10. Ngoài ra một số nguồn nước được xử lý với hóa chất ( làm mềm bằng vôi hay soda) có chứa nhóm carbonate và OH- làm tăng độ kiềm.
Phương pháp xác định
A- NGUYÊN TẮC
Cho chỉ thị methyl orange vào mẫu nước, dung dịch có màu vàng cam. Chuẩn độ bằng dung dịch H2SO4 0.01N cho đến khi dung dịch trở thành màu đỏ cam (môi trường acid, pH khoảng 4.5). Khi đó tất cả các ion OH-, CO32-, HCO3-, NH4+, PO43- … đã được trung hòa hoan toàn. Vì vậy, phân tích với chỉ thị methyl orange chùng ta thu được kiềm tổng cộng.
HCO3-+ H+ CO2 + H2O
Độ kiềm của nước được biểu thị bằng mili đương lượng gam (meq) của axít HCl khi chuẩn độ.
Đối với nước tự nhiên độ kiềm tổng cộng (total alkalinity) thực tế trùng với độ cứng cacbonnat, bởi vậy trong tính toán người ta thường biểu thị đơn vị tính độ kiềm từ số mili đương lượng gam/lít thành mg CaCO3 /L, theo hệ số chuyển đổi:
1meq/L = 50mg CaCO3 /L
B- DỤNG CỤ, HÓA CHẤTDụng cụ Dụng cụ
+ Bình tam giác 250ml + Bình định mức 100ml + Cốc thủy tinh 100ml + Buret 25ml + Bình tia + Bóp cao su + Ống nhỏ giọt Hóa chất + Dung dịch H2SO4 0.01N + Metyl da cam 0,1% + Phenolphthalein 1%
+ Dung dịch KHCO3 0.1N: hòa tan 10.011g KHCO3 với 1000ml nước cất.