12. OXY HÒA TAN (DO)
12.1Phương pháp chuẩn độ Winkler cải tiến (azide modification)
Khi thêm dung dịch kiềm chứa iodua và dung dịch Mn(II) vào mẫu nước, kết tủa trắng mangan hydroxit xuất hiện. Kết tủa này lập tức bị O2 trong nước oxy hố thành kết tủa Mn(III). Q trình này là cố định oxygen trong mẫu.
Mn 2+ + 2OH− → Mn(OH)2 (↓trắng) 2Mn(OH)2 + ½O2 + H2O → 2Mn(OH)3 (↓nâu)
Khi thêm vào axit, hợp chất Mn(III) oxi hoá iodua để tạo ra iot. Dùng dung dịch natri thiosunfat để chuẩn độ lượng iot sinh ra, từ đó sẽ tính được hàm lượng oxi hoà tan trong mẫu nước.
Mn(OH)3 + 2I− + 3H+ → Mn2+ + I2 + 3H2O I3- + 2S2O32- → 3I- + S4O62-
Iot trong mơi trường axit có tính ơxy hố sẽ bị các chất hữu cơ như tanin, axit humic, lignin khử về iodua gây sai số âm :
H2S + I2 → S↓ + 2H+ + 2I-
Ngược lại, sự hiện diện một số ion vô cơ gây sai số dương vì sinh ra iod: Fe(OH)3 + 2I- + 3H+ → Fe2+ + I2 + 3H2O
NO2- + 2I- + 4H+ → N2O2 + I2 + 2H2O
N2O2 tiếp tục phản ứng với ơxy khơng khí sinh ra NO2- làm lặp lại quá trình sai số như một vịng tuần hồn. Như vậy, sai số do ion NO2- sẽ rất lớn.
N2O2 + ½O2 + H2O → 2NO2- + 2H+
Có thể khắc phục ảnh hưởng cản trở của Fe(III) bằng dung dịch axit H3PO4 đậm đặc khi axit hóa mẫu đã được cố định oxi: ion phosphat sẽ tạo phức bền với Fe(III) và ngăn sự ơxy hố thành Fe(II).
Với mẫu chứa NO2>0,05 mg/l, cần dùng azid để loại trừ ảnh hưởng. Nồng
độ NO2 đến 15 mg/l không gây cản trở phép xác định vì chúng bị phân hủy khi thêm azid.
NO2- + N3- + 2H+ → N2O + N2 + H2O
Nếu mẫu nước chứa nhiều chất lơ lửng có khả năng cố định hoặc tiêu hao iod cần phải loại bỏ bằng nhôm hydroxit trước khi cố định oxi.
* Bình thủy tinh miệng hẹp, dung tích từ 100-300 ml. Thể tích mỗi bình có thể xác định bằng cách cân.
* Dung dịch DO(I): hoà tan 210g MnCl2.4H2O trong 500 ml nước cất đun nóng. Có thể dùng MnSO4 dạng ngậm 1,2,4 phân tử nước để pha.
* Dung dịch DO(II): hoà tan 250g NaOH, 75g KI, 5g NaN3trong 1000ml nước cất. Cảnh báo: Natri azid là chất độc cực mạnh. Nếu biết chắc khơng có nitrit trong mẫu thì khơng cần dùng azid.
* Hồ tinh bột: hồ tan 2,0g tinh bột vào 100ml nước cất đun nóng, thêm 0,2g axit salicylic để bảo quản. Thay vì dùng axit salicylic bảo quản, có thể dùng 2 giọt chloroform, toluen, amylic.
* Dung dịch kali dicromat 0,02N: Hồ tan 0,9807g K2Cr2O7 đã được sấy khơ ở 105oC bằng nước cất trong bình định mức 1 lít, định mức đến vạch.
* Dung dịch natri thiosunfat 0,02M=0,02N : pha Na2S2O3.5H2O 4,96g/L. Thêm 0,2 g Na2CO3 hay 0,4 g NaOH để bảo quản .
Thiosunfat chỉ bền trong mơi trường kiềm hay trung tính. Trong mơi trường axit, nó phân hủy thành sulfur dioxid và sulfur S.
S2O32-(aq) + 2H+(aq) → SO2(g) + S(s) + H2O
Chuẩn lại nồng độ Na2S2O3: Cho vào erlen 10ml dung dịch kali dicromat K2Cr2O7 0,02N và 1g kali iodua KI, 10ml dung dịch axit clohhidric HCl 2:1. Lắc nhẹ đến khi tan hết KI dung dịch có màu vàng nâu, chuẩn độ ngay bằng dung dịch natri thiosunfat đến màu vàng nhạt. Thêm 1 ml dung dịch hồ tinh bột rồi tiếp tục chuẩn độ đến vừa mất màu xanh (không quan tâm đến sự lại màu).
Cr2O72- + 9I- + 14H+ → 2Cr3+ + 3I3- + 7H2O
Có thể thay K2Cr2O7 bằng kali iodat KIO3 hay kali bi-iodat KH(IO3)2 IO3- + 8I- + 6H+ → 3H2O + 3I3-
Thực nghiệm:
- Lấy mẫu vào chai DO.
- Thêm thuốc thử ở dưới bề mặt nước của mẫu bằng cách dùng các pipet có mũi nhọn 0,5ml dung dịch Mn(II) rồi 0,8 ml dung dịch kiềm, đậy nắp chai sao cho khơng có bọt khí, lắc trộn đều để tạo kết tủa.
- Đợi sau khi kết tủa lắng xuống thì cho tiếp 1 ml H3PO4, đậy nắp, lắc đến khi tan hết tủa (khoảng 30 phút). Hút ra 50 ml cho vào erlen để chuẩn độ bằng Na2S2O3, chỉ thị hồ tinh bột như trên.
T V f V N DO = * * *8*1000 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
N : nồng độ đương lượng gam của dung dịch natri thiosunfat; V : thể tích dung dịch natri thiosunfat tiêu tốn, ml;
VT : thể tích dung dịch I2 đem chuẩn độ Trong đó : R B B V V V f − = VB : thể tích chai cố định oxi, ml;
VR : tổng thể tích hai thuốc thử cho vào cố định ôxy, ml;
8 : đương lượng của oxi;