3 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MỘT SỐ CHỈ TIÊU MÔI TRƯỜNG NƯỚC 1 Nhiệt độ
3.9 Tiêu hao oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand COD)
3.9.1 Phương pháp oxy bằng KMnO 4 trong môi trường kiềm
Thu và bảo quản mẫu
Thu mẫu trong chai nút mài trắng 125 mL, cốđịnh mẫu bằng 2 mL H 2SO 4 4M
Nguyên tắc
Việc xác định hàm lượng COD được dựa trên nguyên tắc các hợp chất hữu cơ trong nước có thể bị oxy hóa thành CO 2 và H 2O bởi các chất oxy hóa mạnh (KMnO 4) trong môi trường kiềm.
Trong môi trường bazơ, ion MnO sẽ tác d4 - ụng với ion OH nhả gốc (OH) t- ự do. MnO + OH- = MnO 4 - 4 2- + (OH)
Gốc (OH) này không bền nó sẽ phân hủy cho ra oxy nguyên tử. 2(OH) = [O] + H 2O
Oxy nguyên tửở trạng thái mới sinh là chất oxy hóa mạnh, có khả năng oxy hóa hoàn toàn các hợp chất hữu cơ thành CO 2 và H 2O.
CxHyOz + (2x + y/2 - z) [O] = xCO 2 + y/2H 2O
Sau đó môi trường được acid hóa bằng dung dịch H 2SO 4. Trong môi trường acid, với sự hiện diện của một lượng thừa I , lượng MnO còn l- ại sẽ bị khử hoàn toàn thành Mn và m2+ ột phần I bị- oxy hóa thành I . 2
- 4 4
10KI + 2KMnO 4 + 8H 2SO 4 = 5I 2 + 2MnSO 4 + 6K 2SO 4 +8H 2O I 2được tạo thành được xác định bằnh phương pháp chuẩn độ với dung dịch Na 2S 2O3 tiêu chuẩn giống như phương pháp xác định Oxy hòa tan trong nước theo phương pháp Winkler. Từ lượng I 2được tạo thành trong mẫu thật và mẫu trắng ta tính được lượng oxy cần thiết để oxy hóa hoàn toàn các hợp chất hữu cơ trong mẫu nước thành CO 2 và H 2O.
Phân tích chất lượng nước
- Dung dịch KMnO 4 0,1N: Hòa tan 1 ống KMnO 4 0,1N trong một ít nước cất, sau đó pha loãng thành 1.000mL. Điều chỉnh nồng độ chính xác bằng dung dịch chuẩn C 2H 2O 4 tiêu chuẩn 0,1N và 15mL H 2SO 4 1:4 lắc đều đem đun nóng nhẹở 80 . Sau oC đó dùng dung dịch KMnO vừa pha 4 ở trên chuẩn độ từ từ cho
500mL nước cất có hòa tan 8g NaOH, cho vào bình màu nâu sử dụng. - Dung dịch KI 10%: Hòa tan 10g KI với nước cất thành 100mL.
đến khi dung dịch chuyển từ không màu sang màu hồng nhạt thì dừng lại, ghi thể tích dung dịch KMnO 4đã sử dụng (V 1). Làm lại như trên một lần nữa để
lấy giá trị trung bình. Nồng độ dung dịch KMnO 4được điều chỉnh chính xác bằng công thức: V 1N 1 = V 2N 2 . Dung dịch được bảo quản trong chai nâu. - Dung dịch KMnO 4 0,05N tính kiềm: Hòa tan 500mL dung dịch KMnO 4 trong
- Dung dịch H 2SO 4 4M: Hòa tan 22,2mL H 2SO 4đậm đặc với nước cất thành 100mL.
- Dung dịch Na 2S 2O 3 0,1N: Lấy 1 ống Na 2S 2O 3 0,1N chuẩn pha loãng với nước cất thành 1.000mL.
- Dung dịch Na 2S 2O 3 0,05N: Lấy 500mL dung dịch Na 2S 2O 3 0,1N dùng nước cất pha loãng thành 1.000mL.
- 7. Chỉ thị hồ tinh bột 1%: Hoà tan 1 gam tinh bột trong 100mL nước ấm (từ
80 C-90 C) khuấy đều cho đến khi dung dịch trở nên trong suốt, cho vào 0,5mL formaline nguyên chất để sử dụng được lâu.
- Dung dịch NaOH 0.4N: Lấy 40mL dung dịch NaOH 10N, dùng nước cất pha loãng thành 1.000mL
Tiến hành
Dùng 2 cặp bình tam giác 100mL, lần lượt cho vào từng cặp bình các hóa chất sau (Bảng 7.6):
Quản lý chất lượng nước nuôi trồng thủy sản
Bảng 7.6. Các bước tiến hành phân tích COD
Bình 1 1. 50mL mẫu nước. 2. 5mL dung dịch NaOH 0,4N. 3. 5mL dung dịch KMnO 4 0,05N. 4. Đem đun cách thủy ởđiểm sôi đúng một giờ, lấy ra đểđể nguội 10 phút. Bình 2 1. 50mL nước cất. 2. 5mL dung dịch NaOH 0,4N. 3. 5mL dung dịch KMnO 4 0,05N. 4. Đem đun cách thủy ởđiểm sôi đúng một giờ, lấy ra đểđể nguội 10 phút. 5. Tiếp tục vào 5mL KI 10% và 5mL dung 5. Tiếp tục vào 5mL KI 10% và 5mL
dịch H 2SO 4 4M, lắc đều dung dịch có màu vàng nâu.
6. Dùng dịch dịch Na 2S 2O 3 0,05N chuẩn
độ cho đến khi dung dịch có màu vàng nhạt, cho và 3 giọt chỉ thị hồ tinh bột 1%, lắc đều dung dịch có màu xanh, tiếp tục chuẩn độ từ từ cho đến khi dung dịch trở nên không màu thì dừng lại ghi thể tích (V 1) dung dịch Na 2S 2O 3 0,05N
đã sử dụng.
7. Lấy bình còn lại chuẩn độ tương tự như
bình trên lấy giá trị trung bình.
dung dịch H 2SO 4 4M, lắc đều dung dịch có màu vàng nâu.
6. Dùng dịch dịch Na 2S 2O3 0,05N chuẩn độ cho đến khi dung dịch có màu vàng nhạt, cho và 3 giọt chỉ thị
hồ tinh bột 1%, lắc đều dung dịch có màu xanh, tiếp tục chuẩn độ từ từ
cho đến khi dung dịch trở nên không màu thì dừng lại ghi thể tích (V 2) dung dịch Na 2S 2O 3 0,05N đã sử
dụng.
7. Lấy bình còn lại chuẩn độ tương tự
như bình trên lấy gía trị trung bình.
Tính kết quả
COD(mg / L) = (V 2V 1 ) x N
VM x 8 x1000
- N: nồng độ dung dịch Na 2S 2O 3 chuẩn độ
- V 1: thể tích dung dịch Na 2S 2O 3 chuẩn độ mẫu nước cần phân tích. - V 2: thể tích dung dịch Na 2S 2O 3 chuẩn độ mẫu nước cất.
- V M: thể tích mẫu nước đem phân tích.
3.9.2 Phương pháp Dichromate
Nguyên tắc
Trong phương pháp này các hợp chất hữu cơ trong nước bị oxy hóa thành CO 2 và H 2O bởi chất oxy hóa mạnh (K 2Cr 2O 7) trong môi trường acid. Một lượng biết trước K 2Cr 2O 7được thêm vào mẫu nước sẽ bị acid hóa với H 2SO 4. Mẫu nước này sau đó
được đun nóng và các chất hữu cơ bị oxy hóa thành CO 2 và H 2O, trong khi đó Dichromate bị khử theo phương trình sau:
Chất hữu cơ + Cr O 2
2-
Phân tích chất lượng nước
Lượng thừa dichromate có thể xác định được bằng cách chuẩn độ với ferrous ammonium sulfate - Fe(NH 4 2) ( SO 4) 2.6H 2O.
6Fe + Cr O 2+ 2 7 2- + 14H + 6Fe + 2Cr + 7H 3+ 3+ 2O
Lượng dichromate tiêu thụ cho việc oxy hóa các chất hữu cơ có thểđược tính toán từ
mN (mili đương lượng) của K 2Cr 2O7 đã thêm vào mẫu trừ mN của Fe(NH 4 2) (SO 4) 2.6H 2O đã sử dụng trong việc chuẩn độđể khử lượng K 2Cr 2O 7 thừa.