Tất cả các dụng cụ chứa mẫu phải được làm bằng vật liệu mà không gây phản ứng với mẫu. Ngoài ra dụng cụ và thiết bị lấy mẫu, chứa mẫu không bị nhiễm bẩn đảm bảo không làm thiếu hụt mẫu.
Tiến hành lấy mẫu theo bảng sau:
Số đơn vị bao gói trong lô hàng Số đơn vị bao gói lấy để phân tích
Từ 2 đến 10 2 Từ 11 đến 50 3 Từ 51 đến 100 4 Từ 101 đến 500 5 Từ 501 đến 700 6 Từ 701 đến 1000 7 Từ trên 1000 1% 2.5. Chuẩn bị mẫu thử 2.5.1. Hóa chất và dụng cụ 2.5.1.1. Hóa chất
Mẫu: dung dịch acid axetic công nghiệp Dung dịch natri cacbonat (1%)
(1) Trong đó:
p là độ tinh khiết của natri cacbonat mdd là nước cất
Cân chính xác 1,0081g natri cacbonat sau đó hòa tan với 100g nước cất Thu được dung dịch natri cacbonat 1%
Dung dịch acid clohydric 35% 2.5.1.2. Dụng cụ Cốc thủy tinh 200ml Bình định mức 50ml Pipet 1ml Cân phân tích 4 số Bếp điện
Hình 15: Cân phân tích 4 số
2.5.2. Các bước tiến hành
Lấy khoảng 100g mẫu, cho vào cốc 200ml, thêm 1ml dung dịch natri cacbonat (1%) và làm bay hơi đến khô trên bếp cách thủy. Sau đó hòa tan cặn trong một lít nước cất, thêm 1ml dung dịch acit clohydric và định mức lên
50 mL [1].
Hình 16: Quy trình chuẩn bị mẫu thử acid acetic
2.6. Chỉ tiêu hàm lượng axit axetic (CH3COOH) tính bằng % không nhỏhơn hơn
2.6.1. Hóa chất và dụng cụ2.6.1.1. Hóa chất 2.6.1.1. Hóa chất
Dung dịch natri hydroxit tiêu chuẩn 1mol/L: - Pha 200ml NaOH 1mol/L
Cân chính xác 8,0808 NaOH. Hòa tan với nước cất sau đó chuyển vào bình định mức 200ml. Định mức đến vạch bằng nước cất. Ta thu được 200ml dung dịch NaOH 1mol/L.
Chỉ thị phenolphtalein: Hòa tan 2,5g phenolphtalein trong 250ml etanol (95%), metanol hoặc isopropanol Thu được dung dịch chất chỉ thị phenolphtalein. 2.6.1.2. Dụng cụ - Bình tam giác - Cân phân tích 4 số - Cốc 500ml - Bình định mức 200ml - Pipet 10ml - Buret - Máy chuẩn độ pH 2.6.2. Nguyên tắc
Dựa trên cơ sở của phản ứng chuẩn độ trung hòa. Dùng dung dịch tiêu chuẩn NaOH chuẩn độ trực tiếp dung dịch acid acetit với chỉ thị phenolphtalein. Điểm dừng chuẩn độ khi dung dịch chuyển từ không màu sang hồng nhạt.
Phương trình phản ứng:
NaOH + CH3COOH CH3COONa + H2O
2.6.3. Các bước tiến hành
Hiệu chuẩn NaOH vì khi để NaOH lâu thì NaOH có khả năng hòa tan với CO2 trong không khí tạo NaHCO3 gây sai lệch nồng độ nên cần hiệu chuẩn lại bằng H2C2O4.
Phương trình phản ứng:
H2C2O4 + NaOH Na2C2O4 + H2O
Nguyên tắc: Cân và pha một nồng độ nhất định của NaOH rồi mang đi chuẩn độ với H2C2O4 đã biết chính xác nồng độ.
2.6.3.2. Chuẩn độ thông thường
Hình 17: Quy trình xác định nồng độ acid axetic bằng phương pháp chuẩn độ
Làm thí nghiệm 3 lần để lấy kết quả trung bình.
2.6.3.3. Sử dụng máy chuẩn độ pH
Ngoài phương pháp chuẩn độ thông thường để tăng độ chính xác cho phương pháp chuẩn độ người ta sử dụng máy chuẩn độ điện thế để có được kết
1 – 2 giọt chỉ thị phenolphtalein mm= ,0 0 0 1 g Đ ịn h m ứ c 5 0 m l H ú t 1 0 m l c h o v à o b ìn h t a m g iá c Tiế n h à n h c h u ẩ n đ ộ v ớ i N a O H 1 m o l/l D u n g d ịc h c h u y ể n s a n g m à u h ồ n g n h ạ t D ừ n g c h u ẩ n đ ộ G h i n h ậ n t h ể t íc h N a O H
quả với độ sai số là thấp nhất.
Trước khi sử dụng thiết bị cần hiệu chỉnh máy để giá trị đo ổn định và chính xác hơn.
Hình 18: Quy trình calispe máy
Các lưu ý khi sử dụng điện cực pH
- Không để đầu điện cực khô
- Khi dùng xong cần cấm vào nút chứa KCL bão hòa để bảo quản điện cực. - Khi đo xong một dung dịch cần xịt và lau khô bằng nước cất để đo dung dịch thứ 2. K h ở i đ ộ n g m á y B ấ m C A L t rê n m á y N h ậ p p H = 7 B ỏ c ố c p H b ằ n g 7 B ấ m e n te r B ỏ c ố c p H = 4 v à o k h i m á y h iệ n n h ậ p p H = 4 B ấ m e n te r B ỏ c ố c p H = 1 0 v à o k h i m á y h iệ n n h ậ p p H = 1 0 B ấ m e n te r K ế t th ú c q u á t rìn h c a lis p e m á y
Hình 19: Quy trình chuẩn độ acid acetit bằng máy chuẩn độ điện thế
Phương pháp chuẩn độ điện thế - hệ acid bazo:
Nguyên tắc của phương pháp chuẩn độ điện thế là đo thế của dung dịch để theo dõi phản ứng chuẩn độ từ đó tìm ra điểm cuối (hay điểm tương đương) của quá trình chuẩn độ. Thế đo được dựa vào chủ yếu là điện cực chỉ thị và điện cực so sánh hoặc sử dụng cả hai loại điện cực chỉ thị cùng loại hay khác loại. Kết quả xác định Vtđ có thể căn cứ vào đường cong chuẩn độ, đó là đường đạo hàm bậc 1 hoặc bậc 2.
So với phương pháp điện thế kế trực tiếp, phương pháp này không bị cản trở bởi điện thế nối và hệ số hoạt độ, có độ chính xác cao. So với phương pháp chuẩn độ thể tích cổ điển (sử dụng chất chỉ thị), phương pháp này không mắc sai
1 – 2 giọt chỉ thị phenolphtalein m m = , 0 0 0 1 g Đ ị n h m ứ c 5 0 m l T i ế n h à n h c h u ẩ n đ ộ v ớ i N a O H 1 m o l / l D u n g d ị c h c h u y ể n s a n g m à u h ồ n g n h ạ t D ừ n g c h u ẩ n đ ộ G h i n h ậ n t h ể t í c h N a O H
số chỉ thị, có thể sử dụng khi dung dịch có màu, đục: nồng độ chất phân tích thấp và dễ dàng tự động hóa.
Hình 20: Máy Chuẩn Độ Điện Thế Metrohm
Khi trung hòa acid hoặc hỗn hợp acid bằng một bazo mạnh, pH tăng dần trong quá trình chuẩn độ, đồ thị pH = f(V) với V là thể tích chuẩn độ thêm vào, đồ thị có dạng khác nhau tùy acid được trung hòa là acid yếu hay mạnh. Khi gần điểm tương đương, pH thay đổi đột ngột tạo bước nhảy thế, từ đó xác định điểm tương đương. Để chuẩn độ hỗn hợp đa acid, pK của các acid cách nhay hơn 4 đơn vị thì cũng có thể chuẩn độ từng acid, dựa vào pH bán tương đương để xác định hằng số acid tương ứng. Phương pháp chuẩn độ điện thế - hệ acid bazo thu được đồ thị pH = f(VNaOH) và đường đạo hàm bậc 1 sẽ xác định được Vtđ . Từ thể tích NaOH tương đương ta tính được hàm lượng từng acid trong dung dịch. Điện cực sử dụng trong chuẩn độ điện thế - hệ acid bazo là điện cực pH với điện cực chỉ thị là điện cực thủy tinh và điện cực so sánh là điện cực calomel bão hòa, điện cực Ag|AgCl.
Điện cực chỉ thị bao gồm điện cực chỉ thị kim loại và điện cực chọc lọc ion; là điện cực có thể phụ thuộc vào nồng độ của dung dịch cần khảo sát trong dung dịch mà điện cực này nhúng vào.
-Điện cực thủy tinh: dùng đo pH, chuẩn độ acid – bazo. Điện cực thủy tinh có thể đổi cấu tạo của thành phần thủy tinh để tạo điện cực chọn lọc cho các ion kim loại M+n khác (Na+, K+, Li+, NH4+, Ag+, Rb+, Cs+).
+Ký hiệu:
[H3O+] | màng thủy tinh [H3O+], [Cl-], AgClbh | Ag.
Hình 21: Điện cực chỉ thị - Điện cực thủy tinh
+Cấu tạo: Màng thủy tinh mỏng thủy tinh có thành phần đặc biệt và phủ lớp gel trên cả hai bề mặt điện cực. Lớp gel mặt ngoài của điện cực có tác dụng trao đổi ion H+ của dung dịch cần khảo sát với các cation hóa trị 1 nằm trong lớp gel đó, tạo nên tính nhạy cảm của điện cực màng thủy tinh với ion H+.
Điện cực so sánh là điện cực không phụ thuộc vào dung dịch điện ly mà nó nhúng vào.
Hình 22: Cấu tạo của điện cực so sánh calomel
Hình 23: Điện cực so sánh Ag|AgCl
-Điện cực calomel bão hòa: Chế tạo dễ dàng, với [KCl]bh thế điện cực dễ dàng bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ hơn. Tại nhiệt độ 25oC, thế của SCE là 0,2444V.
+Kí hiệu: Hg|Hg2Cl2, KCl||
+Cấu tạo của điện cực: dây kim loại phải phủ một lớp muối ít tan của kim loại đó rồi nhúng vào dung dịch KCl.
hòa là Eo = 0,197V; không có dung dịch KCl bão hòa là Eo = 0,222V.
+Cấu tạo: gồm một dây Ag nhúng trong dung dịch bão hòa kali clorua và bạc clorua.
2.6.4. Công thức tính toán
(2) Trong đó:
(3)
2.7. Chỉ tiêu hàm lượng Clorua (Cl), tính bằng % không nhỏ hơn2.7.1. Hóa chất và dụng cụ 2.7.1. Hóa chất và dụng cụ
2.7.1.1. Hóa chất
Acid nitric 25%
Bạc nitrat khoảng 1,7%
Clorua 0,0001% - Dung dịch đối chứng tiêu chuẩn [1]
Cách pha dung dịch tiêu chuẩn gốc Clorua: Cân chính xác 1,65g NaCl tiếp đó hòa tan bằng nước cất sau đó định mức lên 1000ml Thu được dung dịch tiêu chuẩn gốc Clorua. Cứ 1ml dung dịch thì chứa 0,001g Clo
2.7.1.2. Dụng cụ và thiết bị
- Tủ so màu
- Cân phân tích 4 số - Pipet 1ml
- Cốc 50ml - Pipet bầu 10ml
- Bình định mức 1000ml
2.7.2. Nguyên tắt
Để xác định hàm lượng Clo trong dung dịch thuốc thử không màu ta dựa vào TCVN 7764 – 1 – 2007.
Phương pháp dựa trên việc tạo độ đục của kết tủa bạc clorua dưới tác dụng của bạc nitrat với ion clo có trong mẫu.
Phương pháp này quy định việc xác định hàm lượng clorua trong dung dịch thuốc thử không màu khi hàm lượng cân của thuốc thử đem thử trong khoảng 0,01 – 0,1mg.
2.7.3. Các bước tiến hành
Tiến hành lấy 10g (tương đương 9,5ml) mẫu cho vào cốc 50ml. Sau đó pha loãng bằng nước cất đến khoảng 30ml.
Thực hiện acid hóa lượng dung dịch thử bằng 1ml dung dịch acid nitric (25%) và thêm vào 1ml dung dịch bạc nitrat với nồng độ khoảng 1,7%.
Giữ yên trong 2 phút để tạo tủa bạc clorua. So sánh màu trắng sữa của dung dịch thu được với dung dịch đối chiếu tiêu chuẩn đã chuẩn bị trước đó.
Hình 24: Quy trình xác định hàm lượng Clorua trong acid acetic
Mẫu đạt tiêu chuẩn nếu sau 10 phút dung dịch mẫu không đục hơn dung dịch chuẩn được chuẩn bị đồng thới với dung dịch mẫu chứa trong cùng một thể tích và cùng lượng thuốc thử thêm vào.
Dung dịch đối chứng tiêu chuẩn phải chuẩn bị trước khi thực hiện xác định hàm lượng Clorua trong mẫu acid acetic.
Phương trình phản ứng
Ag+ + Cl- = AgCl (Trắng)
Tủ so màu là một thiết bị phổ biến thường được dùng trong hóa phân tích
để nhận biết và kiểm tra màu sắc của mẫu so với dung dịch tiêu chuẩn đã cho trước. Tùy theo nhu cầu sử dụng của người dùng cũng như yêu cầu kỹ thuật của tiêu chuẩn đã đề ra mà người kỹ thuật viên sẽ lựa chọn các nguồn sáng cho phù hợp. Thông thường tủ so màu có 5 nguồn sáng như: D65, TL84, CWF, UV, F. Đây là những nguồn sáng được sử dụng phổ biến nhất tại Việt Nam
Hút 10m l m ẫu Cốc 50m l
Pha loãng với 50m l nước cất Để yên 2 phút
Kết tủa trắng
Tiến hành so m àu với dung dịch tiêu chuẩn
Hình 25: Tủ so màu
Hướng dẫn sử dụng tủ so màu:
-Bước 1: Gắn phích điện và nhấn nút ON/OFF để mở nguồn thiết bị. Lúc này màn hình LCD sáng.
-Bước 2: Nhấn nút trên bảng điều khiển để thiết lập thời gian cũng như số lần bật tắt cho các bóng đèn.
-Bước 3: Đưa mẫu và dung dịch chuẩn vào để so sánh sự khác biệt của hai mẫu.
-Bước 4: Sau khi kết thúc việc so màu, nhấn nút ON/OFF để tắt nguồn và rút phích cấm điện ra. Cuối cùng vệ sinh thiết bị.
Một số lưu ý khi sử dụng thiết bị tủ so màu:
-Nếu như không sử dụng hoặc sau khi sử dụng xong thì nên để tủ trong phòng tối hoặc dùng vải trùm lên. Điều này nhằm giảm thiểu ánh sáng chiếu vào
thiết bị làm ảnh hưởng đến kết quả so màu.
-Mỗi bóng đèn đều có một tuổi thọ sử dụng nhất định. Bóng đèn so màu cũng không ngoại lệ. Trên thị trường hiện nay mỗi bóng đèn có tuổi thọ là 2000 giờ. Chính vì vậy chúng ta phải thay đèn khi đèn đã được gần 2000 giờ. Việc này cũng góp phần để kết quả chính xác hơn.
Tuy nhiên ngoài việc sử dụng thiết bị tủ so màu ta cũng có thể sử dụng cách truyền thống như để mẫu và chuẩn lên một nền đen hoặc trắng để xem mức độ khác nhau của chúng. Do kết tủa của chúng ta có màu trắng thêm vào đó là hàm lượng clorua quy định trong mẫu quá bé nên để hạn chế sai số cũng như các ảnh hưởng khác thì vẫn khuyến kích sử dụng thiết bị này.
2.8. Chỉ tiêu hàm lượng Đồng (Cu), tính bằng % không nhỏ hơn
2.8.1. Phổ hấp thu nguyên tử AAS – Atomic Absorption Spectrometric2.8.1.1. Cơ sở lý thuyết 2.8.1.1. Cơ sở lý thuyết
Hình 26: Quá trình hấp thu và phát xạ nguyên tử
Sự hấp thu và phát xạ năng lượng nguyên tử lần đầu tiên được áp dụng trong việc định tính các nguyên tố với Guystav Kirchhoff và Robert Bunsen vào năm 1859 – 1860. Đến năm 1955, phép đo phổ hấp thu nguyên tử AAS được phát triển bởi A.Walsh và C.T.J.Alkemade. Những thiết bị đo phổ hấp thu nguyên tử bắt đầu xuấ hiện trên thị trường từ đầu những năm 1960 và phép đo này sớm đã chứng minh được vai trò và tầm quan trọng của nó trong lĩnh vực
phân tích.
Phương pháp phổ hấp thu nguyên tử dựa trên sự hấp thu năng lượng bức xạ khi các nguyên tử tự do ở trạng thái khí tiếp nhận một chùm tia đơn sắc phù hợp. Sự hấp thu năng lượng bức xạ của nguyên tử tự do ở thể khí có tính chọn lọc, tức chỉ nhận những năng lượng mà bức sóng tương ứng đúng với những bức xạ mà nó có thể phát xạ mới hấp thu được.
Quá trình chuyển từ nguyên tử liên kết sang nguyên tử không liên kết được gọi là quá trình nguyên tử hóa
Ví dụ: Quá trình nguyên tử hóa của tinh thể natri clorua:
Tinh thể NaCl (rắn) NaCl nóng chảy (lỏng) NaCl hơi Na + Clo (khí)
Na+, Cl- (ion).
Để nguyên tử hóa cần dùng ngọn lửa ở nhiệt độ cao: ngọn lửa đèn khí, plasma, điện áp cao.
Điều kiện cần là nguyên tử ở trạng thái cơ bản tự do, không liên kết. Điều kiện đủ là năng lượng bức xạ điện tử chiếu vào hơi nguyên tử từ đó chuyển nguyên tử từ trạng thái cơ bản sang trạng thái kích thích.
Muốn có phổ hấp thu nguyên tử trước hết phải tạo được đám hơi nguyên tử tự dọ. Và sau đó chiếu vào một chùm tia sáng có bước sóng tương ứng đúng với các tia phát xạ nhạy của nguyên tố cần nghiên cứu. Khi đó nguyên tử tự do sẽ hấp thu năng lượng của chùm tia đó và tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử của nó.
2.8.1.2. Các kỹ thuật nguyên tử hóa
Quá trình nguyên tử hóa mẫu là quá trình chuyển hóa chất phân tích, có thể ở dạng rắn, lỏng hoặc dung dịch, thánh các nguyên tửu tự do ở trạng thái hơi. Đây là một trong những giai đoạn quan trọng của của phép đo AAS vì chỉ có các nguyên tử tự do (của các nguyên tố phân tích) ở tạng thái hơi mới hấp thu các bức xạ và cho phổ hấp thu nguyên tử. Quá trình này có ý nghĩa quyết định đến độ nhạy của kết quả phân tích.
Quá trình nguyên tử hóa của mẫu phải có hiệu suất cao, ổn địng để đảm bảo cho phép đo đưa ra kết quả có độ chính xác cao và có độ lặp cao. Hiện nay có bốn kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu được sử dụng trong phép đo AAS bao gồm:
-Kỹ thuật nguyên tử hóa bằng ngọn lữa đèn khí – F – AAS (Flame Actomic Absoption Ion Spectrophotometry): độ nhạy không cao, xác định được trong khoảng 0,05 – 1ppm.
-Kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa – ETA – AAS ( Electro – Thermal Atomizat Ion Absoption Ion Spectrophotometry): độ nhạy rất cao, có thể phát hiện được ở nồng độ đạt đến 0,1mg; ứng dụng phổ biến hơn.
-Kỹ thuật hydrua hóa mẫu.
-Kỹ thuật hóa hơi trực tiếp mẫu rắn và bột.
Trong chỉ tiêu xác định hàm lượng đồng ta sử dụng kỹ thuật nguyên tử hóa bằng ngọn lửa đèn khí với ngọn lửa là Acetylen – Không khí. Với độ nhạy là