2.2.1. Dụng cụ và thiết bị - Buret 25ml - Bình định mức 25ml, 50ml, 100ml, 250ml, 500ml, 1000ml - Bình tam giác 250ml - Cốc thủy tinh 100ml, 250ml - Ống đong 100ml
- Bơm thu mẫu - Pipet 1ml, 2ml, 5ml, 10ml, 25ml - Ống nhỏ giọt, bóp cao su - Tủ sấy - Bếp cách thủy - Bếp điện - Cân phân tích
- Máy quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS
2.2.2. Hóa chất - Dung dịch NaOH - Dung dịch NaOH - Phenolphthalein - Dung dịch H2C2O4.2H2O 0,1N - Dung dịch HCl 0,02N - Dung dịch Na2B4O7 0,02N - Dung dịch EDTA 0,05N - Dung dịch đệm NH4Cl - Chất chỉ thị ET-OO - Dung dịch AgNO3 0,05N - Thuốc thử K2CrO4 5% - Dung dịch NaCl 0,1N - Dung dịch PO43- 0,01 mg/l - Dung dịch H2SO4 5N - Dung dịch amoni molipdat - Dung dịch kali natri tatrat - Axit ascorbic 1M
- Dung dịch chuẩn KMnO4 0,1N - Dung dịch H2SO4 1:2
- Dung dịch kali bicromat 0,25N - Dung dịch chuẩn Fe2+ 0,25 N - Chỉ thị Feroin
- Dung dịch H2SO4, Ag2SO4, Hg2SO4
- Thuốc thử axit fenoldisunfonic
- Dung dịch NO3- tiêu chuẩn 0,1 mg/ml - Amoni hydroxit đậm đặc
2.3. Pha hóa chất
2.3.1. Pha dung dịch chuẩn
2.3.1.1. Pha dung dịch NaCl 0,1N
- Cân chính xác 0,585g NaCl khan;
- Chuyển hết lượng cân vào trong cốc thủy tinh, hòa tan với một ít nước cât; - Chuyển hết lượng dung dịch trong cốc vào bình định mức 100ml;
- Định mức với vạch;
- Bảo quản trong bình thủy tinh, đậy nắp kín.
2.3.1.2. Pha dung dịch AgNO3 0,05N
- Cân 4,2467g AgNO3 khan;
- Chuyển hết lượng cân vào trong cốc thủy tinh, hòa tan với một ít nước cất; - Chuyển hết lượng dung dịch trong cốc vào bình định mức 500ml;
- Định mức với vạch;
- Bảo quản trong lọ thủy tinh tối màu, đậy nắp kín.
2.3.1.3. Pha dung dịch H2C2O4.2H2O 0,1N
- Cân chính xác 3,15g H2C2O4 khan;
- Chuyển hết lượng cân vào trong cốc thủy tinh, hòa tan với một ít nước cất; - Chuyển hết lượng dung dịch trong cốc vào bình định mức 500ml;
- Định mức với vạch;
- Bảo quản trong bình thủy tinh, đậy nắp kín.
2.3.1.4. Pha dung dịch tiêu chuẩn NO3- 0,1mg/l
- Cân chính xác 0,1609g KNO3 khan;
- Chuyển hết lượng cân vào trong cốc thủy tinh, hòa tan với một ít nước cất; - Chuyển hết lượng dung dịch trong cốc vào bình định mức 100ml;
Tiến hành pha loãng 10 lần ta được dung dịch chuẩn NO3- 0,1mg/l
2.3.1.5. Pha dung dịch tiêu chuẩn PO43- 0,01mg/l
- Cân chính xác 0,2197g KH2PO4 đã hoạt hóa ở 1050C;
- Chuyển hết lượng cân vào trong cốc thủy tinh, hòa tan với khoảng 800ml nước cất;
- Chuyển hết lượng dung dịch trong cốc vào bình định mức 1000ml; - Thêm 10ml dung dịch axit H2SO4 5N;
- Định mức với vạch;
- Bảo quản trong lọ thủy tinh nút nhám và để trong tủ lạnh. (dung dịch này bền trong 1 tuần).
Pha loãng dung dịch tiêu chuẩn này 5 lần để có dung dịch tiêu chuẩn PO43- có nồng độ 0,01mg/ml.
2.3.1.6. Pha dung dịch EDTA 0,05N
- Cân 4,653g EDTA khan;
- Chuyển hết lượng cân vào trong cốc thủy tinh, hòa tan với một ít ước cất; - Chuyển hết lượng dung dịch trong cốc vào bình định mức 500ml;
- Định mức với vạch;
- Bảo quản trong bình thủy tinh, đậy nắp kín.
2.3.1.6. Pha dung dịch KMnO4 0,1N
- Cân 3,16g KMnO4 ;
- Chuyển hết lượng cân vào trong cốc thủy tinh, hòa tan với 1000ml nước cất; - Bảo quản trong bình thủy tinh tối màu, đậy nắp kín.
Dung dịch này để khoảng 7 ÷ 10 ngày cho ổn định mới sử dụng. Trước khi sử dụng chuẩn hóa bằng dung dịch chuẩn H2C2O4.
2.3.1.7. Pha dung dịch Boarx Na2B4O7 0,02N
- Cân 3,814g Na2B4O7.10H2O;
- Chuyển hết lượng cân vào trong cốc thủy tinh, hòa tan với một ít nước cất; - Chuyển hết lượng dung dịch trong cốc vào bình định mức 100ml;
- Lấy 10 ml dung dịch này định mức thành 100ml nước cất ta được dung dịch Na2B4O7 0,02N
2.3.1.8. Pha dung dịch Fe2+ 0,25N
- Cân 49 g (NH4)2Fe(SO4)2
- Hòa tan trong một ít nước cất
- Thêm vào 10ml H2SO4 đậm đặc rồi định mức thành 500ml.
2.3.2. Pha chế dung dịch đệm và chất chỉ thị 2.3.2.1. Pha thuốc thử K2CrO4 5% 2.3.2.1. Pha thuốc thử K2CrO4 5%
- Cân 5g K2CrO4;
- Chuyển hết lượng cân vào trong cốc thủy tinh, hòa tan với 95ml nước cất; - Bảo quản trong lọ thủy tinh, đậy nắp kín.
2.3.2.2. Pha dung dịch axit H2SO4 1:2
- Chuẩn bị sẵn 200ml nước cất trong cốc thủy tinh; - Lấy 100ml H2SO4 98% bằng ống đong;
- Hòa tan H2SO4 98% vào cốc nước cất khuấy đều - Bảo quản trong lọ thủy tinh
2.3.2.3. Pha dung dịch H2SO4 5N
- Chuẩn bị sẵn 430ml nước cất trong cốc thủy tinh; - Lấy 70ml H2SO4 98% bằng ống đong;
- Hòa tan H2SO4 98% vào cốc nước cất khuấy đều; - Bảo quản trong lọ thủy tinh, đậy nắp kín.
2.3.2.4. Pha dung dịch amoni molipdat
- Cân chính xác 5g (NH4)6Mo7O24.4H2O;
- Chuyển hết lượng cân vào trong cốc thủy tinh, hòa tan với 100ml nước cất; - Thêm 2ml dung dịch axit H2SO4 98%;
- Bảo quản trong lọ thuỷ tinh polietylen có mẫu sẫm, (dung dịch này bền hơn 3 tháng ).
Sau khi chuẩn bị 48 giờ mới đem sử dụng.
- Chuyển hết lượng cân vào trong cốc thủy tinh, hòa tan với 250ml nước cất; - Bảo quản trong lọ thủy tinh, đậy nắp kín.
2.3.2.6. Pha dung dịch Axit ascobic 1M
- Cân 0,88g axit ascobic;
- Chuyển hết lượng cân vào trong cốc thủy tinh, hòa tan với 50ml nước cất; - Bảo quản trong lọ thủy tinh, đậy nắp kín.
2.3.2.7. Pha dung dịch kali bicromat 0,25N
- Cân 3,064g K2Cr2O7 đã được sấy ở 1050C trong 2h
- Chuyển hết lượng cân vào trong cốc thủy tinh, hòa tan với một ít nước cất;
- Chuyển toàn bộ vào bình định mức và định mức lên 250ml - Bảo quản trong lọ thủy tinh, đậy nắp kín.
2.3.2.8. Pha dung dịch Ag2SO4 + H2SO4
- Cho 10g Ag2SO4 vào 35ml nước - Cho từ từ 965ml H2SO4 đặc
- Để 1 hoặc 2 ngày cho tan hết
- Bảo quản trong lọ thủy tinh, đậy nắp kín.
2.3.2.9. Pha axit fenoldisunfonic
- Cân 3g phenol tinh khiết
- Hòa tan trong 20ml H2SO4 đậm đặc
- Khuấy đều, để nguội, sau 24h mới đem sử dụng
2.3.2.10. Pha dung dịch axit HCl 0,02N
- Pha loãng 4,15ml HCl 37% trong bình định mức 100ml được dung dịch HCl 0,5N
- Lấy 20ml dung dịch trên định mức thành 500ml được dung dịch HCl 0,02N
2.4. Các quy trình phân tích thực nghiệm
2.4.1. Xác định độ cứng
Lấy chính xác 10 ml mẫu nước cho vào bình tam giác dung tích 250ml, thêm vào 2ml dung dịch đệm NH4Cl + NH4OH lắc đều, cho lượng nhỏ chất chỉ thị ET- OO vào ( chỉ bằng hạt gạo ).
Đem chuẩn độ bằng dung dịch EDTA 0,05N, khi dung dịch chuyển từ màu đỏ nho sang màu xanh biếc thì kết thúc chuẩn độ . Ghi thể tích dung dịch EDTA tiêu tốn cho quá trình chuẩn độ.
Độ cứng tổng số (X) của mẫu thử được tính theo công thức sau: X = 𝑉.𝑁.50.1000
𝑉0 (mgCaCO3/l)
Trong đó: V : thể tích dung dịch EDTA tiêu tốn cho quá trình chuẩn độ (ml) N : nồng độ của dung dịch EDTA đem chuẩn độ (N)
V0 : thể tích mẫu nước thử (ml) 50 : đương lượng gam của CaCO3
2.4.2. Xác định độ kiềm
- Lấy 100ml mẫu nước cho vào bình tam giác dung tích 250ml;
- Thêm vào 3 giọt chỉ thị metyl da cam, dung dịch chuyển sang màu vàng ; - Cho dung dịch chuẩn HCl vào buret chuẩn độ 25ml;
- Chuẩn độ cho đến khi dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu đỏ da cam; - Ghi thể tích HCl tiêu tốn cho quát trình chuẩn độ.
Độ kiềm được xác định theo công thức: COH- = 𝑉𝐻𝐶𝑙 . 𝐶𝐻𝐶𝑙
𝑉𝑋 . 1000 (mđgl/l) Trong đó :
VHCl: thể tích dung dịch HCl tiêu tốn cho quá trình chuẩn độ (ml)
CHCl: nồng độ của dung dịch HCl đem chuẩn độ (N) VX: thể tích mẫu nước thử (ml)
2.4.3. Xác định độ axit
- Lấy 100ml mẫu nước cho vào bình tam giác dung tích 250ml ; - Thêm vào 3 giọt chỉ thị phenolphtalein;
- Cho dung dịch chuẩn NaOH vào buret chuẩn độ 25ml;
- Chuẩn độ cho đến khi dung dịch chuyển từ không màu sang màu hồng nhạt ; - Ghi thể tích NaOH tiêu tốn cho quá trình chuẩn độ.
Độ xác định được xác định theo công thức:
CH+ = 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 . 𝑁𝑁𝑎𝑂𝐻
𝑉𝑋 . 1000 (mđgl/l)
Trong đó: VNaOH: thể tích dung dịch NaOH tiêu tốn cho quá trình chuẩn độ(ml) CNaOH: nồng độ của dung dịch NaOH đem chuẩn độ (N)
VX: thể tích mẫu nước thử (ml)
2.4.4. Xác định hàm lượng COD
2.4.4.1. Xác định theo phương pháp KMnO4
- Lấy chính xác 25ml mẫu vào bình tam giác dung tích 100ml; - Thêm 10 ml H2SO4 2M vào bình nón;
- Sau đó đem đun sôi trên bếp cách thủy trong 10 phút;
- Lấy ra, cho vào mỗi bình chính xác 10ml dung dịch KMnO4 0,1N;
- Tiếp tục đưa vào bếp cách thủy đun sôi trong 10 phút (dung dịch trong bình có màu tím);
- Lấy ra, cho vào mỗi bình chính xác 10ml dung dịch Natri Oxalat 0,1N, lắc nhẹ (lúc này dung dịch trong bình không có màu);
- Tiến hành chuẩn độ bình tam giác bằng dung dịch KMnO4 0,1N trên buret đến khi xuất hiện màu hồng nhạt bền thì dừng lại (chuẩn ngay khi còn nóng); - Ghi lại thể tích dung dịch KMnO4 tiêu tốn;
- Tiến hành tương tự như vậy với mẫu trắng. Chỉ số Pemanganat được xác định theo công thức:
X = (𝑉𝑀 − 𝑉𝑇). 𝑁. 𝐷𝑜
𝑉𝑋 . 1000 (mgO2/l)
Trong đó,
VT: Thể tích dung dịch KMnO4 tiêu tốn cho quá trình chuẩn độ mẫu trắng (ml).
VM: Thể tích dung dịch KMnO4 tiêu tốn cho quá trình chuẩn độ mẫu nước thải (ml).
N: Nồng độ dung dịch chuẩn KMnO4 (N). DO: Đương lượng gam của Oxy, Do= 8.
2.4.4.2. Xác định theo phương pháp Bicromat
- Cho chính xác vào ống COD 15ml dung dịch K2Cr2O7 0,25N - Thêm vào ống 5ml dung dịch H2SO4 đặc;
- Tiếp tục cho thêm vào đó một lượng nhỏ tinh thể Ag2SO4; - Sau đó thêm 10 giọt HgSO4;
- Cuối cùng thêm chính xác 10ml mẫu phân tích;
- Vặn nắp lại thật chặt rồi đem đun trên bếp COD ở 150oC trong 2h;
- Sau 2h lấy ống ra, tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn muối Mo trên buret cho đến khi dung dịch trong bình chuyển sang màu đỏ cam;
- Ghi lại thể tích dung dịch muối Mo tiêu tốn; - Tiến hành tương tự như vậy với mẫu trắng.
Hàm lượng COD (phương pháp Bicromat) trong mẫu được xác định theo công thức: XM = (VT - VM). NMo. DO . 1000
𝑉𝑋 (mgO2/l)
Trong đó,
VT: Thể tích dung dịch K2Cr2O7 tiêu tốn cho quá trình chuẩn độ mẫu trắng (ml).
VM: Thể tích dung dịch K2Cr2O7 tiêu tốn cho quá trình chuẩn độ mẫu nước thải (ml).
NMo: Nồng độ đương lượng chính xác của dung dịch chuẩn muối Mo (N). DO: Đương lượng gam của Oxy, Do= 8.
Vx: Thể tích mẫu nước phân tích ban đầu (ml).
2.4.5. Xác định hàm lượng ion Cl-
- Lấy chính xác 50 ml mẫu nước cho vào bình tam giác dung tích 250ml. - Thêm vào vài giọt dung dịch kali cromat.
- Chuẩn độ bằng dung dịch bạc nitrat 0,05N cho đến khi dung dịch xuất hiện màu da cam nâu thì kết thúc chuẩn độ. Ghi thể tích bạc nitrat tiêu tốn cho quá trình chuẩn độ.
- Tiến hành một thí nghiệm trắng với 10ml nước cất và tiến hành tương tự. Hàm lượng clorua (X) của mẫu thử được tính theo công thức sau:
X = ( 𝑉1−𝑉2 ).𝑁. 35,45. 1000
𝑉 (mg/l) Trong đó:
V1: thể tích dung dịch AgNO3 tiêu tốn cho quá trình chuẩn độ với mẫu nước (ml)
V2 : thể tích dung dịch AgNO3 cho quá trình chuẩn độ đối với nước cất (ml). N: nồng độ của dung dịch AgNO3 đem chuẩn độ (N).
V: thể tích mẫu nước thử (ml).
2.4.6. Xác định hàm lượng ion nitrat NO3- bằng phương pháp dùng thuốc thử axit fenoldisunfonic axit fenoldisunfonic
Lập đường chuẩn :
Chuẩn bị 6 cốc 100ml, lần lượt cho các hóa chất vào:
STT 0 1 2 3 4 5 6 BT Dung dịch KNO3 50 mg/l 0 2 4 6 8 10 12 20 ml mẫu
Đun cạn dung dịch bằng bếp cách thủy, để nguội. 2ml axit fenoldisunfonic
10ml nước cất + 7ml NH4OH đậm đặc
Chuyển vào bình định mức 50 ml, định mức bằng nước cất đến vạch 50, để 15 phút rồi đo mật độ quang
Hàm lượng NO3- trong mẫu nước tính theo công thức: [NO3-] = 𝐶
𝑃 . 1000 (mg/l) Trong đó:
C: nồng độ NO3- tìm được theo đồ thị chuẩn, tính bằng (mg/ml) P: độ pha loãng mẫu
2.4.7. Xác định hàm lượng ortophotphat PO43- Lập đường chuẩn : Lập đường chuẩn : - Chuẩn bị 6 bình định mức 25ml Bình 0 1 2 3 4 5 6 Dung dịch PO43- 0,01 mg/l 0 ml 2 ml 4 ml 6 ml 8 ml 10 ml Mẫu Thuốc thử hỗn hợp 0,5 ml Định mức bằng nước cất đến vạch 25 ml
- Để dung dịch màu ổn định khoảng 20 phút rồi tiến hành đo độ hấp thụ ( hay mật độ quang) ở bước sóng ƛ = 732mn (hay ở bước sóng ƛmax theo khảo sát cụ thể).
- Theo các số liệu, vẽ đồ thị biễu diễn mối quan hệ giữa mật độ quang (trục tung) với nồng độ PO43- của dãy dung dịch tiêu chuẩn ( trục hoành), dạng đồ thị y = ax +b:
Tiến hành phân tích mẫu:
- Cho 25ml mẫu nước cần thử vào trong cốc thủy tinh 250ml, thêm vào 2ml dung dịch H2SO4 37% rồi đun sôi 30 phút, để nguội đén nhiệt độ phòng, tiến hành các bước tương tự như lập đường chuẩn, rồi chuyển vào bình định mức 50ml để định mức lại bằng nước cất cho đến vạch. Đem đo như với dãy dung dịch chuẩn.
- Ghi mật độ quang của mẫu.
Hàm lượng PO43- trong mẫu tính theo công thức: [PO43-] = 𝐶
𝑃 . 1000 (mg/l) Trong đó:
C: nồng độ PO43- tìm được theo đồ thị chuẩn, tính bằng (mg/ml) P : độ pha loãng mẫu
2.4.8. Chuẩn hóa nồng độ của HCl bằng dung dịch chuẩn Borax
- Dùng pipet hút chính xác 10ml dung dịch Na2B4O7 0.02N cho vào bình tam giác;
- Thêm 3 giọt chỉ thị metyl đỏ;
- Cho dung dịch HCl vào buret chuẩn độ 25ml;
- Chuẩn độ bằng dung dịch HCl đến khi dung dịch xuất hiện màu da cam; - Ghi thể tích HCl đã dùng để chuẩn độ.
Nồng độ của HCl được tính như sau:
CHCl = 𝐶𝑁𝑎2𝐵4𝑂7 . 𝑉𝑁𝑎2𝐵4𝑂7
𝑉𝐻𝐶𝑙 Trong đó:
VNa2B4O7: thể tích dung dịch Na2B4O7 dùng để chuẩn độ (ml) CNa2B4O7: nồng độ của dung dịch Na2B4O7 đem chuẩn độ (N) VHCl: thể tích HCl đã chuẩn độ (ml)
2.4.9. Chuẩn hóa nồng độ của NaOH bằng dung dịch H2C2O4.2H2O
- Dùng pipet hút chính xác 10ml dung dịch HCl 0.1N cho vào bình tam giác; - Thêm 3 giọt chỉ thị;
- Cho dung tích NaOH vào buret chuẩn độ 25ml; - Chuẩn độ bằng dung dịch NaOH;
- Ghi thể tích NaOH đã dùng để chuẩn độ. Nồng độ của NaOH được tính như sau:
COH- = 𝑉H2C2O4.2H2O +𝐶H2C2O4.2H2O
𝑉NaOH
Trong đó:
VH2C2O4.2H2O : thể tích dung dịch HCl dùng để chuẩn độ (ml) CH2C2O4.2H2O : nồng độ của dung dịch HCl đem chuẩn độ (N) VNaOH : thể tích NaOH đã chuẩn độ (ml)
2.5. Quy trình đánh giá sai số thống kê
2.5.1. Sai số thống kê của quy trình xác định NO3-
- Đánh giá độ lặp
Chuẩn bị 6 dung dịch mẫu phân tích chứa NO3- có nồng độ chính xác là