Việc xác định độ cứng tổng cộng của nước được thực hiện theo phương pháp chuẩn độ Complexon.
3.13.1 Nguyên tắc
Trong môi trường pH=10 ion Ca và Mg sẽ kết hợp với thuốc thử EDTA (Ethylene DiamineTetra-acetic Acid) (EDTA - Ký hiệu Na 2H 2Y ) hình thành phức chất bền vững, không màu Calcium hay Magnesium ethylene diamine tetraacetate.
Eriochrome black T (C H O 7N SNa) được sử dụng làm chất chỉ thị để xác định 2+ 2+
20 13 3
điểm tương đương. Eriochrome black T kết hợp với ion Ca và Mg hình thành phức chất khơng bền vững có màu hồng của rượu vang. Khi dùng EDTA chuẩn độ, các ion
2+ 2+
Ca 2+ và Mg sẽ kết hợp với EDTA hình thành phức chất bền vững, khơng màu, và 2+ khi có Eriochrome black T tự do, dung dịch có màu xanh lơ .
2+
M + M-Eriochrome black T + Na H Y = Na MY + 2H + Eriochrome black T 2 2 2 (màu xanh lơ) (màu xanh lơ) +
Trong quá trình chuẩn độ ion Ca và Mg bằng Na H Y ln giải phóng ra 2 ion H , phần nào làm acid hóa mơi trường, do đó trong q trình chuẩn độ phải cho dung dịch đệm vào môi trường để pH của môi trường không đổi trong suốt quá trình chuẩn độ, dung dịch đệm thường là NH 4OH, NH 4Cl.
Nếu trong mẫu nước có chứa một lượng đáng kể ion Fe , Cu , Ni ,... thì sự chuyển màu của chất chỉ thị sẽ không rõ ràng, nên cần phải che những ion này trước khi chuẩn độ bằng cách dùng các ion CN hoặc S để che các cation đó.
3.13.2 Thu và bảo quản mẫu
o Thu mẫu trong chai nhựa và bảo quản lạnh 4 C
3.13.3 Thuốc thử
- Dung dịch Na 2H 2Y (EDTA) tiêu chuẩn 0,1N:
Cách 1:Hòa tan 18,612 g EDTA (C H O N Na .2H O) (sau đó sấy ở 80 C,
để nguội trong bình hút ẩm) trong 400mL nước cất sau đó pha lỗng thành 1000mL.
Nếu khơng có muối C 10H 14O 8N 2Na 2.2H 2O ta có thể pha từ acid tự do C 10H 14O 8N 2, cách pha như sau: Hòa tan 14,6 g C 10H 14O 8N 2 và 4,5 g NaOH trong khoảng 400 mL nước cất khuấy đều cho các hóa chất hịa tan hồn tồn, để nguội tới nhiệt độ phịng, sau đó dùng nước cất pha loãng thành 1000mL, dung dịch này sau khi pha loãng xong phải chuẩn độ lại bằng dung dịch NaCO 3 tiêu chuẩn 0,1ppm để biết nồng độ chính xác của dung dịch. Cách tiến hành như sau: Dùng buret 10mL dung dịch CaCO 3 tiêu chuẩn 0,1ppm, cho vào
175 2 2 2 2 3+ 2+ 2+ - 2- o 10 14 8 2 2 2
(Màu hồng rượu vang)
bình tam gác 250mL tiếp tục cho vào 90 mL nước cất (2 lần cất) và 2mL dung dịch đệm pH=10 lắc đều, dung dịch có màu hồng rượu vang, dùng dung dịch Na 2H 2Y mới pha ở trên chuẩn độ trên từ cho đến khi dung dịch chuyển từ màu hồng rượu vang sang màu xanh lơ thì dừng lại, ghi thể tích dung dịch Na 2H 2Y đã sử dụng. Điều chỉnh nồng độ dung dịch Na 2H 2Y cho chính xác bằng biểu thức: V 1N 1 = V 2N 2.
Cách 2: Pha loãng 1 ống Na 2H 2Y (EDTA) 0,1N với nước cất thành 1000mL.
- Dung dịch Na 2H 2Y 0,01N: lấy 50mL dung dịch Na 2H 2Y 0,1N dùng nước cất
pha loãng thàng 500mL.
- Dung dịch pH=10: Hòa tan 6,7g NH 4Cl trong 57mL NH 4OH đậm đặc (d=0,91)
sau đó dùng nước cất pha loãng thành 100mL tiếp tục cho tiếp 1mL dung dịch MgSO 4 0,05N và 0,5mL dung dịch Na 2H 2Y 0,1N lắc đều.
- Dung dịch CaCO 3 tiêu chuẩn 0,1N: Hòa tan 5 gam CaCO 3 trong vài giọt dung
dịch HCl 1:1, pha lỗng với nước cất thành 200mL, đun sơi 5-10 phút, dùng dung dịch NH 4OH điều chỉnh pH của mơi trường về bằng 7 sau đó pha lỗng với nước cất thành 1000mL.
- Dung dịch MgSO 4 0,05N: Hòa tan 1,232g MgSO 4.7H 2O trong một ít nước cất,
sau đó pha loãng thành 100mL.
- Chỉ thị Eriochrome black T: Lấy 100g NaCl tinh khiết phân tích đem rang hoặc
o
sấy khô ở 110 C, để nguội nghiền mịn bằng cối chài thủy tinh sạch. Cân 0,5g chỉ thị Eriochrome black T cho vào 100g NaCl trên trộn đều và nghiền mịn, cho vào lọ nâu đậy nắp kín.
3.13.4 Tiến hành
Trước khi tiến hành cần điều chỉnh pH của mẫu nước về bằng 7-8, sau đó tiến hành phân tích theo các bước sau:
- Dùng ống đong 100mL, đong 100mL mẫu nước đã điều chỉnh về 7-8 cho vào
bình tam giác 250mL, tiếp tục cho vào 2mL dung dịch đệm pH=10, và một lượng nhỏ chỉ thị Eriochrome black T (một nhóm bằng hạt đậu), lắc đều nếu có ion Ca , Mg trong mẫu nước sẽ có màu hồng rượu vang.
- Dùng dung dịch Na 2H 2Y 0,01N chuẩn độ từ từ cho đến khi dung dịch chuyển
từ màu hồng rượu vang sang màu xang lơ thì dừng lại, ghi thể tích dung dịch Na 2H 2Y 0,01N đã sử dụng V. Làm lại như trên lần nữa để lấy giá trị V trung bình.
Nếu sự chuyển màu khơng rõ, tức là trong dung dịch có các ion cản như: Fe , Cu thì cần tiến hành chuẩn độ lại với mẫu nước khác và cách tiến hành như sau: Sau khi cho 2mL dung dịch đệm pH=10 vào mẫu nước ta cần thêm vào 1mL dung dịch KCN 5% để che các ion cản, sau đó mới thêm chất chỉ thị vào và tiến hành chuẩn độ như trên.
2+ 2+
3+ 2+
3.13.5 Tính kết quả Độ cứng tổng cộng (mg CaCO /L) 3 V x N VM x 50 x1000 - V là thể tích dung dịch Na 2H 2Y (mL) dùng chuẩn độ.
- N là đương lượng của dung dịch Na 2H 2Y đã sử dụng.
- V M: thể tích mẫu nước đem chuẩn độ