= mg/ml N – NO2 Trong đĩ: B: ml dung dịch KMnO4đã dùng.
C: nguyên chuẩn độ dung dịch KMnO4 (0,05N) D: ml FAS (hoặc Na2C2O4) đã dùng
E: nguyên chuẩn độ của dung dịch khử (0,05N) F: ml dung dịch NaNO2 dùng định phân
o Dung dịch N – NO2 chuẩn (1ml = 0,0005mg = 0,5 μg N – NO2): lấy 2ml dung dịch lưu trữ + nước cất thành 1L.
- Dung dịch EDTA: cân 500mg muối Na – EDTA + nước cất thành 100ml.
- Acid sulfanilic: cân 0,6g acid sulfanilic + 70ml nước nĩng để nguội + 20ml HCl
đậm đặc pha lỗng thành 100ml với nước cất.
- Dung dịch naphthylamine chlohydrate: cân 0,6g naphthylamine chlohydrate + 50ml nước cất + 1ml HCl đậm đặc + nước cất thành 100ml. Pha dùng ngay, hoặc giữở nhiệt độ thấp.
- Dung dịch đệm acetate: cân 16,4g CH3COONa hay 27,2g CH3COONa.3H2O + nước cất thành 100ml.
8.3. THỰC HÀNH
- Nếu mẫu cĩ nhiều chất lơ lửng và màu, thêm 2ml Al(OH)3 vào 100ml mẫu, để
lắng vài phút, lọc bỏ lớp nước qua lọc đầu tiên. - Chuẩn bị mẫu và dung dịch tham chiếu đồng thời:
STT 0 1 2 3 4 5 Vml dd N – NO2 chuẩn 0 2,5 5 7,5 10 12,5 Vml nước cất 25 22,5 20 17,5 15 12,5 Vml dd EDTA 0,5ml Vml acid sulfanilic 0,5ml, đợi 10 phút Vml naphthylamine 0,5ml Vml dd acetate 0,5ml, đợi 20 phút C (μg) 0 1,25 2,5 3,75 5,0 6,25 C (mg/L) 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25
Thêm vào mẫu các dung dịch theo đúng thứ tự trong bảng, sau mỗi lần thêm, dung dịch phản ứng.
- Đo độ hấp thu ở bước sĩng λ = 520nm.
8.4. TÍNH TỐN
Từ nồng độ và độ hấp thu của dung dịch màu chuẩn, vẽ giản đồ A = f(C), sử
dụng phương pháp bình phương cực tiểu để lập phương trình y = ax + b. Từ trị sốđộ
hấp thu Am của mẫu, tính nồng độ Cm. Nếu trị số Am của mẫu vượt quá trị số dung dịch chuẩn, phải pha lỗng mẫu đến nồng độ thích hợp.
CÂU HỎI
1. Phân tích một mẫu nước ngầm, kết quả hàm lượng nitrite cao cĩ thể kết luận gì? 2. Nitrogen thường tồn tại ở dạng nào trong nước mặt, nước ngầm?
BÀI 9: NITROGEN – NITRATE 9.1. GIỚI THIỆU CHUNG
9.1.1. Ý nghĩa mơi trường
Nitrate là sản phẩm của giai đoạn oxy hĩa cao nhất trong chu trình của nitrogen, cũng là giai đoạn quan trọng nhất trong tiến trình oxy hĩa sinh học. Ở lớp nước mặt thường gặp nitrate ở dạng vết, nhưng đơi khi, trong nước ngầm mạch nơng lại cĩ hàm lượng cao.
Nguồn nước uống cĩ quá nhiều nitrate thường gây bệnh huyết sắc tốở trẻ em. Do đĩ, trong nguồn nước cấp cho sinh hoạt, giới hạn nitrate khơng vượt quá 6mg/L.
9.1.2. Nguyên tắc
Phản ứng giữa nitrate và brucine cĩ màu vàng. Cường độ màu được đo ở bước sĩng λ = 410nm. Tốc độ phản ứng giữa nitrate và brucine chịu ảnh hưởng rõ rệt vào nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình phản ứng. Vì thế, các chất phản ứng được thêm vào lần lượt và ủ ở một khoảng thời gian chính xác. Nồng độ acid và thời gian phản ứng
được lựa chọn để tạo màu tốt nhất và ổn định. Phương pháp này thích hợp với cả nước ngọt và nước biển, với hàm lượng N – NO3- xấp xỉ 0,1 – 2mg/L.
9.1.3. Các trở ngại
Sự hiện diện của tác nhân oxy hĩa cĩ thể loại trừ bằng cách thêm chất phản ứng orthotolidine. Chlor dư cĩ thể bị loại bằng một lượng sodium arsenite khi chlor dư
khơng quá 5mg/L. Sodium arsenite thấp khơng ảnh hưởng đến việc xác định nitrate. Các ion kim loại như: Fe2+, Fe3+ và Mn4+ sẽ gây ảnh hưởng nhẹ, nhưng nếu hàm lượng các ion này nhỏ hơn 1mg/L thì ảnh hưởng khơng đáng kể. Trở ngại do nitrite gây ra khi N – NO2- < 0,5 mg/L được ngăn ngừa bằng acid sulfanilic. Hàm lượng chất hữu cơ
cao trong nước thải cũng sẽ gây trở ngại cho việc xác định nitrate.
9.2. DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HỐ CHẤT 9.2.1. Dụng cụ và thiết bị - Ống nghiệm 25ml đã đánh số từ 1 – 5 và 7 ống khác - Pipet 1ml, 2ml, 5ml, 10ml - Hộp giấy kín hoặc tủ kín - Spectrophotometer 9.2.2. Hĩa chất
o Dung dịch N – NO3- lưu trữ (1ml = 0,1mg N – NO3-): hịa tan 0,7218g anhydrous potassium nitrate KNO3 + nước cất thành 1L.
o Dung dịch N – NO3- chuẩn (1ml = 2μg N – NO3-): pha lỗng 10ml dung dịch lưu trữ thành 500ml để cĩ 1ml dung dịch chuẩn = 2μg N – NO3-. - Dung dịch brucine – sulfanilic: cân 1g brucine sulfate + 0,1g sulfanilic acid
trong 70ml nước cất nĩng, thêm 3ml HCl đậm đặc, làm lạnh, pha lỗng thành 100ml. Giữ trong chai đậm màu ở 50C. Dung dịch này cĩ màu hồng, nhưng khơng ảnh hưởng đến kết quả phân tích và cĩ thể dùng trong vài tháng (chú ý: rất độc, khơng dùng miệng để hút dung dịch vào pipet).
- Dung dịch H2SO4đậm đặc.
- Dung dịch sodium arsenite NaAsO2: hồ tan 5g NaAsO2 với 1L nước cất (chú ý: rất độc, khơng dùng miệng để hút dung dịch vào pipet).
- Dung dịch sodium chloride: hịa tan 300g NaCl với 1L nước cất.
9.3. THỰC HÀNH
- Nếu mẫu cĩ chlorine, khử lượng chlor dư này bằng cách thêm 1 giọt arsenite cho mỗi 0,1 ml Cl2 trên 50ml mẫu.
- Chuẩn bị dung dịch tham chiếu như sau:
STT 1 2 3 4 5 6
Vml dd N – NO3- chuẩn 1 2 3 4 5 6
Vml nước cất 9 8 7 6 5 4
C (μg) 2 4 6 8 10 12
C (mg/L) 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2
- Trong loạt ống nghiệm khác, cẩn thận lấy 4ml H2SO4 đậm đặc cho vào từng
ống.
- Thật chính xác, trích ly 1ml dung dịch tham chiếu cũng như từng ống nghiệm theo đúng số thứ tự từng ống.
STT 0 1 2 3 4 5 6 Mẫu(*) Vml dd tham chiếu 0 1 1 1 1 1 1 Vml nước cất 2 1 1 1 1 1 1 Vml brucine 0,5 Vml H2SO4 4 (*)Vmẫu = 2ml - Lắc đều, đặt tất cả vào tủ kín, hoặc hộp giấy trong bĩng tối. Đợi 10 phút.
- Trong thời gian đợi phản ứng hồn tất, hút sẵn 5ml nước cất vào loạt ống ống nghiệm đã dùng H2SO4 trước đĩ.
- Sau 10 phút, rĩt nhanh 5ml nước cất vào ống nghiệm, lắc đều. Tiếp tục để trong bĩng tối thêm 20 phút nữa, cho phản ứng hồn tồn.
- Đo độ hấp thu A ở bước sĩng λ = 410nm.
Chú ý: khi cho H2SO4 vào, nên chuẩn bị trước và rĩt nhanh vào mỗi ống đựng dung dịch N – NO3- chuẩn và mẫu. Lắc đều cho từng ống.
9.4. CÁCH TÍNH
Từ nồng độ và độ hấp thu của dung dịch màu chuẩn, vẽ giản đồ A = f(C), sử
dụng phương pháp bình phương cực tiểu để lập phương trình y = ax + b. Từ trị sốđộ
hấp thu Am của mẫu, tính nồng độ Cm.
mg NO3-/L = mg N – NO3-× 4,43
CÂU HỎI
1. Tại sao phải phân tích nitrate trong kiểm tra ơ nhiễm?
2. Nitrate cĩ mặt trong nước mặt, nước ngầm, nước cấp do nguyên nhân nào? 3. Khi sử dụng nước cĩ chứa nhiều nitrate cĩ ảnh hưởng đến sức khỏe như thế
BÀI 10: CARBONIC – COD (PHƯƠNG PHÁP DÙNG KMnO4 TRONG MƠI TRƯỜNG ACID) 10.1. CARBONIC
10.1.1.Giới thiệu chung
10.1.1.1. Ý nghĩa mơi trường
Carbon dioxide tồn tại trong nước mặt khơng quá 10mg/L, trong khi nước ngầm, hàm lượng CO2 lại quá cao. Chính đặc tính ăn mịn của CO2 khiến việc kiểm sốt và thải trừ loại khí này đặc biệt cần thiết trong việc cấp nước, cĩ thể bằng phương pháp làm thống khí, hoặc phương pháp hĩa học như làm tăng độ kiềm cũng tỏ ra hữu hiệu. Trong khâu làm mềm nước cũng cần biết lượng CO2: đầu tiên, CO2 tiêu thụ
lượng vơi và soda thêm vào trong suốt quá trình trung hồ, sau đĩ, CO2 lại được thêm vào trong quá trình làm mềm nước trước khi lọc nhằm hịa tan cặn calcium carbonate lơ lửng cịn sĩt lại trong quá trình lắng. Đối với nước uống, CO2 hịa tan cho nước cĩ tính acid. Vì lẽđĩ, việc định phân CO2 tương tự nhưđịnh phân độ acid.
Carbon dioxide tự do phản ứng với carbonate và sodium hydroxide tạo thành bicarbonate, điểm kết thúc phản ứng diễn ra ở pH = 8,3.
10.1.1.2. Nguyên tắc
CO2 tự do tác dụng với sodium hydroxide tạo thành sodium bicarbonate NaHCO3 với chỉ thị là phenolphthalein. Phản ứng xảy ra hoản tồn khi dung dịch chuyển từ khơng màu sang màu hồng nhạt và bền.
10.1.1.3. Các ảnh hưởng
Các cation và anion đều cĩ thể làm xáo trộn sự cân bằng của CO2 và carbonate gây ảnh hưởng khơng tốt cho việc định phân. Nhơm, sắt, chrome, đồng từ các muối dẫn xuất sẽ làm tăng kết quả cuối cùng (Fe2+ ≤ 1mg/L). Những chất kiềm yếu như
ammonia, amine, phosphate, borate, silicate, sulfite, muối của acid mạnh cũng gây những sai số đáng kể, những base yếu cũng ảnh hưởng đến việc định phân CO2. Vì vậy, các ion trên cần ở mức độ tối thiểu hay tốt nhất là ở dạng vết. Khơng thể định phân CO2 trên mẫu nhiễm acid trên nước thải hay các mẫu dùng để tái sinh nhựa trao
đổi ion. Những sai số do tổng hàm lượng chất rắn hịa tan cao, đặc biệt trong nước biển, hoặc do lượng thừa của thuốc chỉ thị. Điều may mắn là các chất này hiếm cĩ trong nước uống.
10.1.2.Dụng cụ, thiết bị và hố chất 10.1.2.1. Dụng cụ và thiết bị - Pipet 1ml, 5ml, 10ml. - Buret 25ml. - Erlene 250ml. 10.1.2.2. Hĩa chất - Chỉ thị màu phenolphthalein.
- Dung dịch NaOH 0,02N: định mức 200 ml NaOH 0,1N thành 1L.
10.1.3.Trình tự thí nghiệm
Lấy một thể tích mẫu xác định (hay một thể tích mẫu pha lỗng). Nếu mẫu chứa chlorine thì thêm 0,05ml (1 giọt) Na2S2O3 0,1M. Sau đĩ, cho vào 0,25ml (5 giọt) chất chỉ thị phenolphthalein và chuẩn độ đến khi dung dịch chuyển sang màu hồng bền trong một phút. 10.1.4.Tính tốn mẫu ml 44000 / 2 × × = A B L mgCO Trong đĩ: A: thể tích NaOH (ml) B: Nồng độ NaOH
10.2. COD (PHƯƠNG PHÁP DÙNG KMnO4) 10.2.1.Giới thiệu chung
10.2.1.1. Ý nghĩa mơi trường
COD là một trong những chỉ tiêu đặc trưng dùng để kiểm tra ơ nhiễm của nguồn nước thải và nước mặt, đặc biệt là các cơng trình xử lý nước thải.
10.2.1.2. Nguyên tắc
Dựa tên việc oxy hĩa các chất hữu cơ cĩ mặt trong nước bằng dung dịch kali pemanganat 0,1 N trong mơi trường axit ở nhiệt độ sơi. Lượng dư kali pemanganat
được chuẩn độ bằng axit oxalic 0,1 N. Kết quả tính ra mg O2/L.
10.2.1.3. Yếu tố cản trở
Clorua, nồng độ lớn hơn 300 mg/L loại bỏ bằng cách thêm vào 0,4 mg thuỷ