6. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI
6.2 XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ FAS THEO K2Cr2O7
Lấy chính xác 2ml dung dịch K2Cr2O7 0,1N thêm 2 ml H2SO4 (d=1, 84g/ml) và vài giọt chỉ thị ferroin. Chuẩn độ bằng dung dịch FAS đến khi dung dịch chuyển từ màu xanh nhạt sang nâu đỏ. 6Fe2+ +Cr O2 72− +14H+ →6Fe3+ +2Cr3+ +7H O2 6.2.2 Kết quả: Cách tính: C FAS=
Bảng 6.3: Kết quả chuẩn độ dung dịch FAS
Lần 1 Lần 2 Lần 3 VFAS (ml) 8,0 7,95 7,95
CK2Cr2O7 0,1N 0,1 0,1 0,1
VK2Cr2O7 (ml) 2 2 2
CFAS (N) 0, 025 4/159 4/159
6.3 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ ION TRONG NƯỚC ĐẾN QUÁ
TRÌNH XÁC ĐỊNH COD
6.3.1 Khảo sát ảnh hưởng của ion Fe2+, NO2─ , Cl ─
6.3.1.1 Cách làm đối với ion Fe2+
- Pha dung dịch Glucozo 0,24N: Cân 0,99 g C6H12O6. H2O thêm nước cất định mức V K2Cr2O7 . C K2Cr2O7
- Pha Fe2+ 500mg/l: Hòa tan 2,4823g FeSO4.7H2O vào 500ml nước cất, thêm vào 10ml H2SO4 đặc ( d=1,84) sau đó định mức đến 1000ml.
- Hút 2,5ml dung dịch glucozo 0,24N định mức thành 25ml ta được dung dịch glucozo 0,024N không chứa ion ảnh hưởng Fe2+
- Hút 2,5ml dung dịch glucozo 0,24N và x ml dung dịch Fe2+ 500 mg/l định mức thành 25ml ta thu được dung dịch chứa glucozo và Fe2+ y mg/l
- Sau khi pha mẫu xong thì tiến hành lấy mẫu và xác định COD như sau:
+ Lấy 2 ml mẫu chứa dung dịch glucozo 0,024N không chứa ion Fe2+, đối với những ống nghiệm khác thì có chứa thêm ion Fe2+ y mg/l
+ 2ml dung dịch K2Cr2O7 0,1N
+ 3,5 ml dung dịch Ag2SO4 + H2SO4 đặc. Lắc đều dung dịch và đậy nắp ống nghiệm thật kĩ. Chú ý đeo bao tay vì nhiệt lượng tỏa ra lớn có thể gây bỏng.
+ Đun hồi lưu trong thời gian 2h tại nhiệt độ 1500C trong dung dịch glyxerol.
+ Sau đó làm nguội dung dịch và chuẩn độ lại lượng dư K2Cr2O7 0,1N bằng dung dịch muối Morhn 0,025N với chất chỉ thị ferroin tại điểm kết thúc màu dung dịch chuyển từ xanh nhạt sang nâu đỏ.
+ Làm một ống chứa mẫu trắng để đối chiếu
+ Ghi thể tích muối Morhn cần dùng, tính toán sai số
Bảng 6.4: Ảnh hưởng của ion Fe2+đến việc xác định COD trong nước
Mẫu C Fe2+ (mg/l) VFAS 0,025N (ml) Sai số Lần 1 Lần 2 Lần 3 V Trắng 0 7,2 7,2 7,2 7,2 glucozo 0 5,2 5,2 5,2 5,2 glucozo 0,5 5,2 5,2 5,2 5,2 0%
glucozo 1 5,2 5,2 5,25 5,22 +0,38% glucozo 2 5,2 5,2 5,15 5,18 -0,38% glucozo 3 5.15 5,25 5,25 5,22 +0,38% glucozo 4 5,15 5,15 5,2 5,17 -0,58% glucozo 5 5,15 5,2 5,15 5,17 -0,58% glucozo 6 5,2 5,15 5,1 5,15 -0,96% glucozo 7 5,15 5,1 5,15 5,13 -1,35% glucozo 8 5,1 5,1 5,05 5,08 -2,31% glucozo 9 5,0 5,0 4,95 4,98 -4,23% glucozo 10 4,9 4,9 4,9 4,9 -5,78%
6.3.1.2 Cách làm đối với ion Cl –
- Pha dung dịch Cl- 1000mg/l : Cân 0,8236g NaCl hòa tan vào nước cất và định mức thành 500ml.
- Hút 2,5ml dung dịch glucozo 0,24N định mức thành 25ml ta được dung dịch glucozo 0,024N không chứa ion ảnh hưởng Cl-
- Hút 2,5ml dung dịch glucozo 0,24N và x ml dung dịch Cl- 1000 mg/l định mức thành 25ml ta thu được dung dịch chứa glucozo và Cl- y mg/l
- Sau khi pha mẫu xong thì tiến hành lấy mẫu và xác định COD theo các bước tương tự như trên.
Bảng 6.5: Ảnh hưởng của ion Cl-đến việc xác định COD trong nước Mẫu C Cl- mg/l VFAS 0,025N (ml) Sai số Lần 1 Lần 2 Lần 3 V Trắng 0 7,4 7,3 7,3 22/3 Glucozo 0 5,3 5,3 5,3 5,3 Glucozo 10 5,35 5,3 5,3 5,32 +0,38% Glucozo 15 5,35 5,3 5,4 5,35 +0,94% Glucozo 20 5,3 5,25 5,3 5,28 -0,38% Glucozo 25 5,20 5,2 5,25 5,22 -1,51% Glucozo 30 5,15 5,2 5,2 5,18 -2,26% Glucozo 50 5,1 5,2 5,15 5,15 -2,83% Glucozo 100 5,0 4,9 5,0 4,97 -6,23%
6.3.1.3 Cách làm đối với ion NO2 -
- Pha dung dịch NO2- 100mg/l (tính theo N): cân 0,4928g NaNO2 hòa tan vào nước cất và định mức thành 1000ml. Hút 5ml dung dịch trên định mức thành 500ml ta sẽ được dung dịch NO2- 1mg/l (tính theo N)
- Hút 2,5ml dung dịch glucozo 0,24N định mức thành 25ml ta được dung dịch glucozo 0,024N không chứa ion ảnh hưởng NO3-
- Hút 2,5ml dung dịch glucozo 0,24N và x ml dung dịch NO2-100 mg/l định mức thành 25ml ta thu được dung dịch chứa glucozo và NO2- y mg/l
Bảng 6.6: Ảnh hưởng của ion NO2-đến việc xác định COD trong nước Mẫu C NO2- Mg/l VFAS 0,025N (ml) Sai số Lần 1 Lần 2 Lần 3 V Trắng 0 7,3 7,3 7,3 7,3 Glucozo 0 5,3 5,3 5,3 5,3 Glucozo 0,02 5,3 5,3 5,3 5,3 0% Glucozo 0,04 5,3 5,3 5,3 5,3 0% Glucozo 0,06 5,3 5,3 5,3 5,3 0% Glucozo 0,08 5,3 5,25 5,3 5,28 -0,38% Glucozo 0,1 5,3 5,3 5,35 5,32 +0,38% Glucozo 0,4 5,25 5,3 5,3 5,28 -0,38% Glucozo 0,8 5,25 5,35 5,25 5,32 +0,38% Glucozo 1 5,25 5,25 5,3 5,27 -0,57% Glucozo 2 5,3 5,25 5,25 5,27 -0,57% Glucozo 4 5,2 5,3 5,25 5,25 -0,94% Glucozo 6 5,2 5,2 5,3 5,23 -1,32% Glucozo 8 5,15 5,2 5,2 5,18 -2,26%
6.3.1.4 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của các ion Fe2+
, Cl─, NO2─
Bảng 6.7: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của các ion Fe2+
, Cl─, NO2─
Ion gây ảnh hưởng
Nồng độ V FAS 0,025N (ml) Không có ion khảo sát
V FAS0,025N(ml) có ion khảo sát Sai số (%) Fe2+ 8 mg/l 5,2 5,08 - 2,31% Cl─ 30 mg/l 5,3 5,18 - 2,26% NO2─ 8 mg/l 5,3 5,18 - 2,26%
Nhận xét: Qua bảng số liệu trên cho thấy:
Hàm lượng Fe2+ trong mẫu nước gây ảnh hưởng đến quá trình xác định COD (gây sai số -2,31 %) là 8 mg/l. Tuy nhiên theo số liệu khảo sát hàm lượng sắt tổng cộng trong mẫu nước sông lấy đem phân tích cao nhất không quá 1 mg/l (theo số liệu của sinh viên Lê Trần Tuấn Anh niên khóa 2008-2012 thực hiện). Như vậy hàm lượng của các ion Fe2+
gây ảnh hưởng đến quá trình xác định COD lớn hơn so với hàm lượng thực tế của ion này có mặt trong nước sông đem phân tích, nên hàm lượng của ion Fe2+ có mặt trong nước sông lấy đem phân tích không gây ảnh hưởng đến quá trình xác định COD của nước sông phân tích. Vì vậy trong quá trình xác định COD không cần phải che Fe2+.
Hàm lượng NO2─ trong mẫu nước gây ảnh hưởng đến quá trình xác định COD (gây sai số -2,26 %) là 8 mg/l. Theo tiêu chuẩn Việt Nam 2008 về chất lượng nước mặt hàm lượng giới hạn cho phép của ion này trong nước sông không quá 0,1 mg/l. Vậy hàm lượng của NO2─có mặt trong nước sông lấy mẫu phân tích không gây ảnh hưởng đến quá trình xác định COD trong nước sông phân tích. Vì thế trong quá trình xác định COD không cần phải che NO2─.
Hàm lượng Cl─trong mẫu nước gây ảnh hưởng đến quá trình xác định COD (gây sai số -2,26 %) là 30 mg/l. Tuy nhiên hàm lượng của ion này trong nước thường có khá nhiều
định COD trong nước ta cần che lượng hàm lượng Cl- trong nước. Sử dụng HgSO4 để che Cl-theo tỷ lệ 10 : 1 về khối lượng ( 10mg HgSO4/ 1mg Cl- )
6.3.2 Cách loại trừ ảnh hưởng của các ion khảo sát
6.3.2.1 Cách loại trừ ảnh hưởng của ion Fe2+
Che Fe2+ bằng KCN 1000mg/l
Pha dung dịch Fe2+ 8mg/l, sau đó tiến hành lấy mẫu đi xác định COD tương tự như quy trình trên, tuy nhiên sau khi lấy mẫu xong thì cho x (ml) KCN 1000mg/l trước khi cho dung dịch K2Cr2O7 0,1N. Các bước còn lại tiến hành bình thường.Ghi nhận thể tích KCN 1000mg/l đã dùng cho đến khi sai số nằm trong khoảng 1% thì dừng lại.
Bảng 6.8: Kết quả khi che ion Fe2+bằng KCN 1000mg/l
CFe2+ (mg/l) VKCN (ml) Sai số (%) 8 0,2 -0,96% 8 0,4 -0,96% 8 0,6 0% 8 0,8 0% 8 1 +0,96%
Vậy: Thể tích KCN 1000mg/l cần dùng để che Fe2+8mg/l là từ 0,2 – 1 ml thì sai số nằm trong khoảng cho phép là ±1%.
6.3.2.2 Cách loại trừ ảnh hưởng của ion NO2-
Che NO2- bằng axit sulfamic theo tỉ lệ 10 : 1 về khối lượng (10mg axit sulfamic/1 mg NO2- )
Pha dung dịch NO2- 8mg/l, sau đó tiến hành lấy mẫu đi xác định COD tương tự như quy trình trên, tuy nhiên sau khi lấy mẫu xong thì cho x mg axit sulfamic trước khi cho
dung dịch K2Cr2O7 0,1N.Các bước còn lại tiến hành bình thường. Ghi nhận khối lượng axit sulfamic đã dùng cho đến khi sai số nằm trong khoảng ±1% thì dừng lại.
Bảng 6.9: Kết quả khi che ion NO2-bằng axit sulfamic
C NO2- (mg/l) Axit sulfamic (mg) Sai số (%)
8 60 -1,88%
8 70 -0,94%
8 80 0%
8 90 -0,94%
8 100 -0,94%
Vậy: Có thể sử dụng 70 – 100 mg axit sulfamic để che hết sự ảnh hưởng của 8mg/l NO2-và sai số trong khoảng cho phép 1%.
6.3.2.3 Cách loại trừ ảnh hưởng của ion Cl –
Ion Cl- gây ảnh hưởng đến quá trình xác định COD của mẫu nước sông nên trong quy trình làm ta sử dụng dung dịch K2Cr2O7 0,1N có hòa sẵn 33,3g HgSO4 để loại trừ ảnh hưởng của Cl-
. Vì vậy ở đây tôi khảo sát khả năng che của 33,3g HgSO4 có thể che tối đa bao nhiêu mg Cl-. Quy trình phân tích tương tự như khi khảo sát sự ảnh hưởng của Cl-. Kết quả như sau:
Bảng 6.10: Khảo sát khả năng che tối đa của 33,33g HgSO4 với sự ảnh hưởng của ion Cl- Mẫu C Cl- mg/l VFAS 0,025N (ml) Sai số Lần 1 Lần 2 Lần 3 V Trắng 0 7,3 7,3 7,3 7,3
Glucozo 10 5,3 5,3 5,3 5,3 0% Glucozo 15 5,3 5,3 5,3 5,3 0% Glucozo 20 5,3 5,35 5,3 5,3 0% Glucozo 25 5,3 5,3 5,3 5,3 0% Glucozo 30 5,3 5,35 5,3 5,32 +0,38% Glucozo 50 5,3 5,3 5,3 5,3 0% Glucozo 100 5,3 5,3 5,3 5,3 0% Glucozo 150 5,3 5,35 5,3 5,32 +0,38% Glucozo 200 5,35 5,3 5,3 5,32 +0,38% Glucozo 250 5,3 5,4 5,3 5,33 +0,57% Glucozo 500 5,35 5,3 5,3 5,32 +0,38% Glucozo 1000 5,2 5,35 5,4 5,32 +0,38%
Vậy: Với lượng HgSO4 cho vào dung dịch K2Cr2O7 0,1N là 33,3g thì có thể che gần như hoàn toàn lượng Cl- có trong mẫu nước, nên sẽ không ảnh hưởng tới kết quả phân tích COD trong nước sông.
6.4 XÁC ĐỊNH COD THEO PHƯƠNG PHÁP HỒI LƯU KÍN DỰA TRÊN PHÉP
CHUẨN ĐỘ THỂ TÍCH
6.4.1 Dụng cụ và hóa chất
Bếp điện, cốc chịu nhiệt, nhiệt kế 3000 C, ống nghiệm chịu nhiệt có nắp vặn, pipet 2ml, buret, bình tam giác.
b) Hóa chất
- Kali diromat 0,1 N: hòa tan 4,913g K2Cr2O7 ( đã sấy 1050
C trong 2 giờ) trong 500 ml nước cất, thêm 167 ml H2SO4 (d=1,84g/ml) và 33,3 g HgSO4. Khuấy tan, để nguội đến nhiệt độ phòng, chuyển qua bình định mức 1000ml. Thêm nước cho đến vạch. (Dùng ống chuẩn trên thị trường)
- Ag2SO4 trong H2SO4: Cân 1,375 g Ag2SO4 cho vào trongg 0,25kg (136ml) H2SO4 (d=1,84g/ml). Để nguội 1-2 ngày cho tan hoàn hoàn Ag2SO4.
- Chỉ thị ferroin: Hòa tan 1,485g 1,10 - phenantroline và 0,695g FeSO4. 7H2O trong một ít nước cất, định mức thành 100ml.
- Dung dịch (FAS) 0,025N: hòa tan 9,8g Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O trong 500ml nước cất, thêm 20ml H2SO4 (d=1, 84g/ml), để nguội. Chuyển vào bình định mức 1000ml, thêm nước đến vạch. Dung dịch này không bền nên phải kiểm tra lại nồng độ mỗi ngày bằng chất chuẩn K2Cr2O7.
6.4.2 Tiến hành
a) Cho vào ống nghiệm 17.100mm - 2ml mẫu.
- 2 ml dung dịch K2Cr2O7 0,1 N
- 3,5 ml dung dịch Ag2SO4 trong H2SO4
b) Đậy nắp, lắc đều, cho vào cốc chịu nhiệt chứa glixerol đun nóng ở 1500C trong vòng 2 giờ.
c) Sau thời gian phản ứng, lấy ống nghiệm ra khỏi bếp, để nguội đến nhiệt độ phòng, chuyển toàn bộ dung dịch vào erlen, tráng kĩ ống nghiệm bằng nước cất, gọp nước cất tráng vào erlen 150ml.
e) Tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch FAS. Tại điểm kết thúc dung dịch chuyển từ màu xanh lam sang màu nâu đỏ. Ghi lại thể tích FAS đã dùng.
f) Làm mẫu trắng với 2 ml nước cất thay cho mẫu.
6.4.3 Kết quả
Bảng 6.11 Kết quả phân tích COD trong nước lần phân tích I
Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4 Mẫu 5 Mẫu 6 Mẫu trắng VFAS 0,025N(ml) Lần 1 6,9 6,7 6, 3 7,0 6,2 7,0 7,3 Lần 2 6,9 6,6 6,3 7,0 6,2 6,9 7,3 Lần 3 6,9 6,7 6,2 6,9 6,2 7,0 7,3 V 6,9 20/3 94/15 209/30 6,2 209/30 7,3 COD (mg O2/l) 40,00 63,33 103,33 33,33 110,00 33,33
Bảng 6.12: Kết quả phân tích COD trong nước lần phân tích II
Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4 Mẫu 5 Mẫu 6 Mẫu trắng VFAS 4/159N(ml) Lần 1 6,8 6,6 6,1 6,9 6,1 6,8 7,3 Lần 2 6,8 6,6 6,1 6,8 6,2 6,7 7,3 Lần 3 6,8 6,6 6,2 6,8 6,0 6,8 7,3 V 6,8 6,6 92/15 41/6 6,1 203/30 7,3 COD (mg O2/l) 50,31 70,44 117,40 46,96 120,75 53,67
Bảng 6.13 Kết quả phân tích COD trong nước lần phân tích III
Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4 Mẫu 5 Mẫu 6 Mẫu trắng VFAS N(ml) Lần 1 6,8 6,6 6,1 6,9 6,1 6,8 7,2 Lần 2 6,8 6,6 6,1 6,8 6,1 6,8 7,2 Lần 3 6,8 6,6 6,1 6,8 6,0 6,7 7,2 V 6,8 6,6 6,1 41/6 91/15 203/30 7,2 COD (mg O2/l) 40,25 60,38 110,69 36,89 114,05 43,61 0 20 40 60 80 100 120 140
mẫu 1 mẫu 2 mẫu 3 mẫu 4 mẫu 5 mẫu 6
lần 1 lần 2 lần 3
Hình 6.14: Biểu đồ biểu diễn lượng COD trong mỗi mẫu trong các lần phân tích Nhận xét:
Nhìn chung hàm lượng COD ở một số điểm trong nước sông Sài Gòn phù hợp với Quy chuẩn với nước cấp sinh hoạt
Quy chuẩn với nước tưới tiêu, thủy lợi
Mẫu 1: (Ngã ba sông Sài Gòn và rạch Bến Nghé lấy tại vị trí ngay cột cờ) Vì là điểm tiếp giáp với sông Sài Gòn, nên có sự trao đổi nước thường xuyên với biển lớn, khi triều cường dâng cao, nước ở trong rạch Bến Nghé sẽ được hòa trộn với nước ở trên lưu vực sông Sài Gòn làm cho hàm lượng COD giảm đi nhiều. Tuy nhiên hàm lượng COD dao động trong khoảng 40 - 51 mg/l vẫn cao hơn so với mức cho phép gấp 3 lần (theo quy chuẩn Việt Nam về chất lượng nước mặt năm 2008) điều này có thể hiểu là do khúc sông này nhận thêm nước thải ra từ các khu đô thị Quận 1 và Quận 4.
Mẫu 2: (cầu Nguyễn Văn Cừ lấy tại chân cầu) Hàm lượng COD trong mẫu nước ở đây khá cao khoảng 60-71 mg/l gấp 2 lần so với tiêu chuẩn nước dùng cho giao thông đường thủy (theo quy chuẩn Việt Nam về chất lượng nước mặt năm 2008). Điều này là do nước ở khu vực này tiếp giáp với rạch Nguyễn Kiệu nhận nước thải từ khu dân cư Quận 4, Quận 1 và khu dân cư Quận 5, nước từ Kênh Tẻ chảy qua. Điều quan tâm nữa là khu vực này là nơi giao giữa khu dân Quận 1, kênh rạch ở đây đã được cải tạo, nạo vét bùn và khu dân cư Quận 4, kênh rạch vẫn chưa được cải tạo, vẫn còn nhiều hộ gia đình sống ven sông, nước thải sinh hoạt chưa qua xử lí được thải trực tiếp ra kênh làm cho hàm lượng chất hữu cơ tăng cao.
Mẫu 3: (nước ở Kênh Tẻ lấy tại vị trí chân cầu Kênh Tẻ): Đây là nơi có hàm lượng COD cao thứ hai trong 6 địa điểm lấy mẫu chỉ sau nước ở kênh Thị Nghè, điều này giải thích là do nơi đây dân cư còn sinh sống ven sông rất nhiều, nước thải sinh hoạt của dân cư Quận 4, Quận 7 được thải trực tiếp ra Kênh Tẻ, làm cho nguồn nước bị ô nhiễm chất hữu cơ trầm trọng, có mùi hôi, tanh gây ảnh hưởng tới cảm quan và sức khỏe của người dân sinh sống gần khu vực này.
Mẫu 4: (Nước tại ngã 3 sông Sài Gòn và Kênh Tẻ):Mẫu nước sông ở khu vực này thuộc đoạn cuối của Kênh Tẻ và tiếp giáp với nguồn nước ở sông Sài Gòn và dân cư sinh sống nơi đây cũng ít chính vì vậy hàm lượng COD ở đây cũng thấp 34-47 mg/l.Tuy