2. Nội dung đề tài:
2.1. THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, HÓA CHẤT
2.1.1 Thiết bị và dụng cụ
- Máy đo quang V- 530 UV-VIS Spectrophotometer. - Cuvet
- Bình định mức loại 50ml, 100ml, 500ml, 1000ml. - Bình tam giác 250ml
- Cốc thủy tinh 100ml, đũa thủy tinh...
- Pipet các loại 1ml, 2ml, 5ml, 10ml có chia độ chính xác đến 0,05 - Buret loại 25ml
- Bếp điện, bát sứ, cân phân tích - Dụng cụ lấy mẫu nƣớc. 2.1.2. Hóa chất - NaOH - HCl đậm đặc (37%, d=1,19 g/ml) - Metyl da cam - Phenolphtalein - Chỉ thị ET-OO
- EDTA tinh thể (đinatri etylen điamin tetra axetat) - H2SO4 đậm đặc ( 98%) - NH4Cl tinh thể - NH4OH 25% - KMnO4 tinh thể - H2C2O4 chuẩn gốc - K2CrO4 tinh thể - AgNO3 tinh thể - HgCl2 - KI - KNO3
- NaH2PO4
- Natri tetra borat ( Na2B4O7.10H2O) - Rƣợu etylic 960
- Amoni molipdat tinh thể ( (NH4)6Mo7O24.4H2O) - Axit ascobic
- SnCl2.2H2O dạng tinh thể - Nƣớc cất
2.2. PHA CHẾ DUNG DỊCH
* Pha chế các dung dịch chuẩn:
Dung dịch HCl 0,1N: pha loãng 8,29ml HCl đặc 37% (d= 1.19g/ml) đến 1000ml bằng nƣớc cất rồi chuẩn hóa bằng dung dịch Borat natri 0,1N với chỉ thị metyl da cam.
Dung dịch NaOH 0,01N: hòa tan 0,4g tinh thể NaOH trong 1 lít nƣớc cất. Sau đó chuẩn hóa bằng dung dịch HCl có nồng độ chính xác với chỉ thị metyl da cam.
Dung dịch EDTA0,05N: cân chính xác 9,306g EDTA hòa tan vào trong một ít nƣớc cất, định mức thành 1000ml. Nếu dung dịch bị đục thì phải đem lọc trƣớc khi dùng.
Dung dịch AgNO3 0,5N: cân chính xác 8,495g AgNO3 ( tinh khiết phân tích ) đã đƣợc sấy khô ở 1050C. Hòa tan trong một ít nƣớc cất và định mức thành 1000ml. Bảo quản trong chai nâu và bóng tối.
Dung dịch KMnO40,01N: cân khoảng 0,316g KMnO4 tinh thể, hòa tan trong 1 lít nƣớc cất. Trƣớc khi sử dụng phải chuẩn hóa bằng dung dịch chuẩn H2C2O4.
Dung dịch H2C2O4 0,01N: cân chính xác 0,47g H2C2O4 chuẩn gốc, hòa tan trong nƣớc cất rồi định mức thành 1000ml bằng nƣớc cất.
Dung dịch H2SO41:2: Lấy 1 thể tích H2SO4 đậm đặc hòa tan vào 2 thể tích nƣớc.
Dung dịch Amoniac tiêu chuẩn (0,1g NH4+/l): cân chính xác 0,297g NH4Cl tinh thể cho vào cốc thủy tinh và hòa tan trong một ít nƣớc cất, sau đó định mức
thành 1000ml, lắc đều. Pha loãng dung dịch trên 10 lần đƣợc dung dịch có nồng độ NH4
+
là 10mg/l.
Dung dịch NO3- tiêu chuẩn (0,1mg HNO3/ml): cân chính xác 1,609g KNO3 ( tinh khiết phân tích ), hòa tan vào trong một ít nƣớc cất, sau đó định mức thành 1000ml. Ta có 1ml dung dịch vừa chuẩn bị tƣơng ứng với 1mg NO3
-. Lấy dung dịch trên pha loãng 10 lần ta đƣợc 1ml dung dịch này tƣơng ứng với 0,1mg NO3
-
. Dung dịch NO3- làm việc: đƣợc pha từ dung dịch nitrat ban đầu.
Dung dịch chuẩn PO43- (50mgP/l): sấy khô vài gam Natrihydrogenphotphat (NaH2PO4) tới khối lƣợng không đổi ở 1050
C. Cân chính xác 0,194g NaH2PO4 đã sấy ở trên, hòa tan hoàn toàn trong 800ml nƣớc cất trong bình định mức 1000ml, thêm 10ml dung dịch H2SO4 4,5M và thêm nƣớc cất tới vạch. Dung dịch này bền trong một tuần nếu giữ trong lọ thủy tinh nút kín, tốt nhất là để trong tủ lạnh
Metyl da cam 0,05%: hòa tan 0,05g metyl da cam trong 100ml nƣớc cất nóng.
Dung dịch đệm amoni: hòa tan 10g amoni clorua (NH4Cl) vào trong một ít nƣớc cất, thêm 50ml dung dịch amini hydroxit 25% và thêm nƣớc cất đến 500ml. Bảo quản trong chai thủy tinh đậy kín.
Chỉ thị ET-OO: cân 0,25g ET-OO trộn với 50g NaCl đã đƣợc sấy khô, nghiền nhỏ. Bảo quản trong chai thủy tinh và đậy nút kín.
Dung dịch K2CrO4 5%: cân 5g K2CrO4 hòa tan trong 95ml nƣớc cất. Thuốc thử Nessler:
- Cân chính xác 0,678g HgCl2 hòa tan trong 10ml nƣớc nóng (1) - Cân chính xác 1,75g KI hòa tan trong 20ml nƣớc.(2)
Cho dung dịch (1) vào( 2) từ từ cho kết tủa tan hết.
- Thêm vào dung dịch đó 7,5ml dung dịch NaOH 50%. Sau đó định mức dung dịch thành 50ml bình định mức.
Axit fenoldisunfonic: hòa tan 3g phenol trong 20ml H2SO4 đậm đặc, khuấy đều, để nguội, sau 24 giờ đem sử dụng, dung dịch không bền.
Dung dịch amonimolipdat: Hòa tan 10g (NH4)6Mo7O24.4H2O trong 400ml nƣớc cất, thêm 7ml H2SO4 đậm đặc. Bảo quản trong chai thủy tinh màu sẫm, sau 48h mới đƣợc sử dụng.
Dung dịch gốc photphat 0,1g/l: Cân chính xác 0.1432g KH2PO4.
Hòa tan vào cốc rồi chuyển vào bình định mức 1000ml.
Định mức đến vạch thu đƣợc dung dịch gốc với nồng độ PO43- là 0.1g/l. Dùng pipet lấy chính xác 50ml dung dịch chuẩn gốc PO4
3-
vào bình định mức 500ml sau khi đã tráng pipet 2 lần bằng dung dịch chuẩn gốc. Định mức đến vạch ta đƣợc dung dịch PO4
3-
có nồng độ là 0.01g/l.
Dung dịch axit ascobic 0,1M: hòa tan 1,76g axit ascobic vào nƣớc cất và định mức đến 100ml bằng nƣớc cất ( bảo quản lạnh ở 40C, bền trong 2 tuần, nếu giữ trong lọ thủy tinh màu nâu thì có thể sử dụng đến khi dung dịch này không màu).
Dung dịch SnCl2: Cân chính xác 1.95g SnCl2.2H2O hòa tan trong 18.4ml HCl đậm đặc rồi cho vào 50ml nƣớc cất, trộn đều, bảo quản trong chai thủy tinh có nút nhám.
Mỗi lần làm hút 2.5ml dung dịch trên pha loãng bằng nƣớc cất đến 10ml.
2.3. QUY TRÌNH PHÂN TÍCH MỘT SỐ CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG NƢỚC. LƢỢNG NƢỚC.
2.3.1. Độ pH
Dùng máy đo pH đối với từng mẫu nƣớc
2.3.2. Độ axit:
Dùng giấy pH thử sơ bộ trong mẫu nƣớc có axit tự do thì ngoài độ axit toàn phần cần xác định độ axit tự do.
Độ axit tự do tiến hành theo trình tự sau:
- Lấy 50ml mẫu nƣớc cho vào bình tam giác dung tích 250ml - Thêm vào 3 giọt metyl da cam, dung dịch chuyển sang màu đỏ - Cho dung dịch chuẩn NaOH vào buret chuẩn độ 25ml
- Chuẩn độ cho đển khi dung dịch chuyển từ màu đỏ sang vàng da cam. Độ axit toàn phần tiến hành theo trình tự sau:
- Lấy 50ml mẫu nƣớc cho vào bình tam giác dung tích 250ml - Thêm vào 3 giọt phenolphtalein
- Cho dung dịch chuẩn NaOH vào buret
- Chuẩn độ cho đến khi dung dịch chuyển từ không màu sang màu hồng nhạt.
Tính toán kết quả: Độ axit tự do: A= 50 1000 . . 1CNaOH V (mđlg/l) Độ axit toàn phần: B = 50 1000 . . 2 CNaOH V (mđlg/l) Trong đó: V1 chính là lƣợng NaOH đã dùng V2 chính là lƣợng NaOH đã dùng 2.3.3. Độ kiềm
Dùng giấy pH thử sơ bộ trong mẫu nƣớc có kiềm tự do thì ngoài độ kiềm toàn phần cần xác định độ kiềm tự do
Độ kiềm tự do đƣợc tiến hành theo trình tự sau: - Lấy 50ml mẫu nƣớc cho vào bình tam giác dung tích 250ml
- Thêm vào 3 giọt phenolphtalein, dung dịch chuyển sang màu hồng - Cho dung dịch chuẩn vào buret chuẩn độ 25ml
- Chuẩn độ cho đến khi dung dịch mất màu hoàn toàn. Độ kiềm toàn phần tiến hành theo trình tự sau:
- Lấy 50ml mẫu nƣớc cho vào bình tam giác dung tích 250ml - Thêm vào 3 giọt 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. Tính toán kết quả: Độ kiềm tự do: A= 50 1000 . . 1CHCl V (mđlg/l)
Độ kiềm toàn phần: B= 50 1000 . . 2CHCl V (mđlg/l)
Trong đó: V2 chính là thể tích HCl đã dùng để chuẩn độ độ kiềm toàn phần
2.3.4. Chỉ tiêu SS
Giấy lọc đƣợc sấy khô, để nguội trong bình cách ẩm đến nhiệt độ phòng. Cân giấy lọc trên cân phân tích ( có độ chính xác 0,1mg) ta đƣợc P1.
Lấy 100ml mẫu nƣớc thử ( thể tích mẫu thử có thể thay đổi theo nguồn ), lọc qua phễu thủy tinh có lot giấy lọc. Lọc xong chờ cho ráo nƣớc, gấp giấy lọc có cặn lại cho vào chén sứ. Tiến hành sấy trong tủ sấy ở nhiệt độ 105-1100
C trong thời gian 1-2 giờ.
Lấy ra để nguội trong bình cách ẩm đến nhiệt độ phòng . Cân giấy lọc có cặn ta thu đƣợc P2
Hàm lƣợng chất lơ lửng X có trong mẫu nƣớc đƣợc tính theo công thức sau:
X= V P P ) ( 2 1 .1000 (mg/l)
Trong đó: P1: khối lƣợng giấy lọc đã khô trƣớc khi lọc, tính bằng mg P2: khối lƣợng giấy lọc có cặn sau khi sấy khô, tính bằng mg
2.3.5. Chỉ tiêu clorua
- Lây chính xác 50ml mẫu nƣớc thử cho vào bình tam giác dung tích 250ml. - Thêm vài giọt dung dịch kali cromat
-Chuẩn độ bằng dung dịch bạc nitrat 0,05N cho đến khi dung dịch xuất hiện màu đỏ gạch thì kết thúc chuẩn độ. Ghi thể tích bạc nitrat tiêu tốn cho quá trình chuẩn độ.
Tiến hành một thí nghiệm trắng với 100ml nƣớc cất và tiến hành tƣơng tự. Tính toán kết quả
Hàm lƣợng clorua X của mẫu đƣợc tính theo công thức sau: X= V N V V ). .35,45 ( 1 2 1000(mg/l) Trong đó:
V1: Thể tích dung dịch AgNO3 tiêu tốn cho quá trình chuẩn độ mẫu nƣớc thử (ml)
V2: Thể tích dung dịch AgNO3 tiêu tốn cho quá trình chuẩn độ đối với mẫu trắng (ml)
N: Nồng độ của dung dịch AgNO3 đem chuẩn độ (N) V: Thể tích mẫu nƣớc thử (ml)
2.3.6. Độ cứng
- Lấy 50 ml mẫu nƣớc vào bình tam giác dung tích 250ml - Thêm 2,5ml dung dịch đệm.
- Thêm một lƣợng nhỏ chất chỉ thị ETOO dung dịch có màu đỏ nho.
- Chuẩn độ bằng dung dịch complexon III, cho tới khi dung dịch chuyển từ đỏ nho sang xanh biếc.
Tính toán kết quả
Độ cứng toàn phần của nƣớc đƣợc tính nhƣ sau:
X= 2 1. .50 V N V 1000 (mgCaCO3/l)
Trong đó: V1: thể tích dung dịch EDTA tiêu tốn cho quá trình chuẩn độ (ml) N: nồng độ của dung dịch EDTA đem chuẩn độ (N)
V2: thể tích mẫu nƣớc thử (ml)
2.3.7. Xác định COD theo KMnO4
- Lấy chính xác 50ml mẫu nƣớc thử cho vào bình tam giác 250ml - Thêm vào 2,5 ml H2SO4 1:2
- Thêm đúng 5ml (V1) dung dịch KMnO4 có nồng độ C1
- Đun sôi 10 phút trên bếp điện, dung dịch mẫu nƣớc phải còn màu hồng nhạt. Nếu mất màu thì phải thêm KMnO4.
- Nhắc xuống, chờ cho nhiệt độ hạ xuống 80-900C rồi thêm vào 5ml (V2) H2C2O4 có nồng độ C2 đến mất màu, nếu dung dịch mẫu chƣa mất màu thì phải thêm H2C2O4
- Chuẩn độ bằng dung dịch KMnO4 có nồng độ C3 buret, đến khi mẫu nƣớc chuyển từ không màu sang màu hồng nhạt bền thì kết thúc chuẩn độ, đƣợc V3.
Tính toán kết quả
Hàm lƣợng COD có trong mẫu nƣớc đƣợc tính nhƣ sau:
X= mau V C V C V C V1 1( 2 2 3 3) 8.1000 (mg/l)
Trong đó: V1: thể tích dung dịch KMnO4 ban đầu C1: nông độ dung dịch KMnO4 ban đầu V2: thể tích dung dịch H2C2O4 thêm vào C2: nồng độ dung dịch H2C2O4 thêm vào
V3: lƣợng dung dịch KMnO4 tiêu tốn để chuẩn mẫu nƣớc thử C3: nồng độ dung dịch KMnO4 để chuẩn mẫu nƣớc thử Vmẫu: thể tích mẫu nƣớc đem thử
8 : đƣơng lƣợng gam oxy
- Thay mẫu nƣớc thử bằng 50ml nƣớc cất để thí nghiệm một mẫu trắng. Các bƣớc tiến hành thí nghiệm đƣợc thực hiện nhƣ trên.
2.3.8. Xác định NH4 +
bằng phƣơng pháp Nessler
Từ dung dịch NH4 +
tiêu chuẩn ( 0,1g NH4+/l) ta pha đƣợc dung dịch làm việc NH4
+
có nồng độ 0.005mg/l.
- Quy trình xây dựng đƣờng chuẩn xác định NH4
+
- Lấy chính xác lần lƣợt 2; 5;10; 15; 20; 25ml dung dịch NH4+ 0,005mg/l vào bình định mức 50ml. Thêm 1ml dung dịch Nessler và 2 giọt Râynhet. Thêm nƣớc cất cho đến vạch.
- Sau 10 phút, đo mật độ quang ở bƣớc sóng 400nm.
- Dựa vào giá trị mật độ quang đo đƣợc cụ thể, xây dựng đƣờng chuẩn D= f(C).
- Quy trình phân tích NH4+ trong mẫu nƣớc
-Cho chính xác 50ml dung dịch mẫu vào bình định mức 100ml. -Tiến hành các bƣớc tƣơng tự nhƣ lập đƣờng chuẩn.
-Để dung dịch ổn định trong 15-20 phút rồi đem đo quang ở bƣớc sóng 400nm. -Ghi mật độ quang của dung dịch.
Tính toán kết quả
Dựa vào đƣờng chuẩn và mật độ quang (D) của mẫu ta tính đƣợc nồng độ amoni có trong mẫu nƣớc phân tích.
2.3.9. Xác định NO3 -
Từ dung dịch NO3 -
tiêu chuẩn (0,1mg/ml) ta pha đƣợc dung dịch làm việc NO3- có nồng độ 0,025mg/l.
- Quy trình xây dựng đƣờng chuẩn NO3-
-Pha dãy chuẩn: lấy lần lƣợt 0; 2; 4; 8; 12,5; 15ml dung dịch NO3- đã chuẩn bị ở trên.
-Đun cách thủy đến khô cạn , để nguội.
-Thêm vào mỗi cốc 2ml dung dịch thuốc thử axit fenoldisunfonic (rãi đều). -Thêm khoảng 10ml nƣớc cất +5ml NH4OH đậm đặc và khuấy đều, dung dịch sẽ có màu vàng.
-Chuyển tất cả vào bình định mức 50ml và định mức đến vạch . -Để dung dịch ổn định trong 15 phút đem đo ở bƣớc sóng 420nm.
Dựa vào giá trị mật độ quang đo đƣợc cụ thể, ta xây dựng đƣờng chuẩn D=f(C).
- Quy trình phân tích NO3- trong mẫu nƣớc
-Lấy 50ml mẫu nƣớc, đun cách thủy cho đến khô cạn.
-Tiến hành tƣơng tự các bƣớc nhƣ khi lập đƣờng chuẩn. Đo ở bƣớc sóng 420nm. Ghi mật độ quang của dung dịch.
Tính toán kết quả
Dựa vào đƣờng chuẩn và mật độ quang (D) của mẫu ta tính đƣợc nông độ NO3
-
có trong mẫu nƣớc phân tích.
2.3.10. Xác định PO4 3-
Các dung dịch chuẩn làm việc PO4 3-
có nồng độ chính xác khác nhau đƣợc chuẩn bị từ dung dịch PO43- 0,1g/l
- Quy trình xây dựng đƣờng chuẩn
-Lấy chính xác lần lƣợt 0, 1, 3, 5, 7, 9 ml dung dịch PO43- 0,01mg/l cho vào 6 bình định mức 50ml.
-Sau đó cho vào mỗi bình 0,5ml dung dịch amonimolipdat + 0,15ml dung dịch SnCl2+ 0,15 ml axit ascobic.
-Định mức đến vạch. Để yên trong 20 phút để ổn định màu sau đó đem đo ở bƣớc sóng =880nm.
Dựa vào giá trị mật độ quang đo đƣợc cụ thể, ta xây dựng đƣờng chuẩn D=f(C).
2.4. CÁC QUY TRÌNH ĐÁNH GIÁ SAI SỐ THỐNG KÊ 2.4.1. Sai số thống kê của quy trình xác định NH4 2.4.1. Sai số thống kê của quy trình xác định NH4
+
- Đánh giá độ lặp
Chuẩn bị 6 dung dịch mẫu phân tích chứa NH4 +
có nồng độ chính xác là 1mg/l và làm theo quy trình phân tích ở mục 2.3.8. Từ kết quả đo đƣợc, tính giá trị độ lệch chuẩn và đánh giá độ lặp cho quy trình.
- Đánh giá độ chính xác
Tiến hành xác định nồng độ NH4 +
của mẫu giả chứa NH4 +
có nồng độ chính xác khác nhau theo quy trình 2.3.8. Làm 5 lần nhƣ vậy đối với mỗi mẫu phân tích. Tính độ chính xác của phƣơng pháp thông qua giá trị với chuẩn Student, độ tin cậy là 95%
2.4.2. 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 0,5mg/l.
Làm theo quy trình phân tích ở mục 2.3.9. Từ kết quả đo đƣợc, tính giá trị độ lệch chuẩn và đánh giá độ lặp cho quy trình
- Đánh giá độ chính xác
Tiến hành xác định nồng độ NO3-của mẫu giả chứa NO3- có nồng độ chính xác khác nhau theo quy trình 2.3.9. Làm 5 lần nhƣ vậy đối với mẫu phân tích thông qua giá trị với chuẩn Student, độ tin cậy là 95%.
2.4.3. Sai số thống kê của quy trình xác định PO43-
Chuẩn bị 6 dung dịch mẫu phân tích chứa PO43- có nồng độ chính xác khác là 1,5mg/l.