2.3.1. Xác định asen bằng phương pháp thủy ngân bromua 2.3.1.1. Nguyên tắc của phương pháp
Sau khi mẫu đƣợc axit hóa, khí AsH3 đƣợc sinh ra do phản ứng của asenit với hiđrô mới sinh (Zn + HCl trong bình phản ứng) sẽ bốc lên, đi qua miệng bình đƣợc quấn bằng giấy tẩm chì axetat, rồi phản ứng với HgBr2 ở trên giấy tẩm, làm giấy tẩm HgBr2 chuyển từ màu trắng sang màu vàng nâu. Chiều cao của vạch màu này tỉ lệ thuận với nồng độ asen trong bình.
Phương trình phản ứng:
AsO43- + 2I-+ 4H+ = AsO22- + I2 + 2H2O AsO22- + Zn + 14H+ = 2AsH3 + Zn2+ + H2O AsH3+ 3HgBr2 = As(HgBr2)3 +3HCl 2.3.1.2. Xây dựng đường chuẩn Asen
Lấy một lƣợng chính xác mẫu cần phân tích (V=50ml) vào bình định mức 100ml. Sau đó thêm lần lƣợt 25ml HCl 1:2 và 5 giọt KI để khử toàn bộ As (V) về As (III). Để yên khoảng 15 phút, lƣợng I2 giải phóng làm cho dung dịch có màu vàng. Cho 4-5 giọt SnCl2 bão hòa vào trong bình, lắc đều để khử I2 về dạng I-. Giấy tẩm HgBr2 đã cắt nhỏ kích thước 3x150mm được cho vào ống thủy tinh nhỏ tối
24
màu. Tiếp theo quấn giấy tẩm Pb(CH3COO)2 vào phần trên của bình, cho 3 gam kẽm hạt vào, đồng thời khép miệng giấy lại. đút ống thủy tinh có chứa giấy tẩm HgBr2 vào miệng bình. Khí AsH3 đƣợc sinh ra do phản ứng của asenit với hidro mới sinh ra sẽ bốc lên, làm giấy tẩm HgBr2 chuyển từ màu trắng sang màu vàng nâu. Để phản ứng trong 60 phút Sau đó lấy giấy tẩm HgBr2 ra đo chiều cao khoảng màu. Lƣợng asen có trong mẫu sẽ tỷ lệ với chiều cao h.
* Xây dựng đường chuẩn asen từ 10-90ppb
Bảng 2.1. Kết quả xác định dung dịch chuẩn asen từ 10 – 100ppb.
C(ppb) 10 20 40 60 80 100
L(mm) 3.2 3.8 4.7 5.9 6.9 7.8
Hình 2.1. Đường chuẩn asen từ 10-100 ppb
Phương trình đường chuẩn xác định asen nồng độ từ 10 – 100 ppb:
y = 0.051x + 2.723 (I)
* Xây dựng đường chuẩn asen từ 100 - 1000ppb
Bảng 2.2. Kết quả xác định dung dịch chuẩn asen từ 100 - 1000 ppb
C(ppb) 100 300 500 600 700 900 1000
L(mm) 7.6 16.6 24.4 28.5 32.4 41.3 45
L (mm)
25
Hình 2.2. Đường chuẩn asen từ 100-1000 ppb
Phương trình đường chuẩn xác định asen nồng độ từ 100 - 1000 ppb:
y= 0.0414x + 3.711 (II)
2.3.2. Xác định amoni bằng phương pháp trắc quang
Nồng độ amoni trong nước được xác định bằng phương pháp đo màu với thuốc thử nessler.
Nguyên tắc chung: Trong môi trường kiềm NH4+ tác dụng với thuốc thử nessler tạo thành phức có màu từ vàng đến nâu, phụ thuộc vào nồng độ amoni trong dung dịch.
Yếu tố cản trở: Sắt gây cản trở xác định, đƣợc loại bỏ bằng muối xenhet comlexon (III). Các hợp chất hữu cơ, các alcol, aldehyt, các amin béo và thơm, các cloramin phản ứng được với thuốc thử Nessler, khi có mặt chúng trong nước phải chưng cất để tách ammoniac trước khi xác định. Trong trường hợp nước đục phải xử lý bằng dung dịch kẽm sunfat 25%.
Cách xác định: Lấy 5ml mẫu, thêm tương ứng 0.2ml xennhet và 0.5ml nessler. Để yên 10 phút sau đó tiến hành đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 420nm.
+ Xây dựng đường chuẩn: Pha dung dịch amoni có nồng độ 5mg/l từ dung dịch amoni nồng độ 1g/l. Lấy vào các ống nghiệm các lượng nước cất và dung dịch amoni 5mg/l tương ứng như sau:
26
Bảng 2.3. Kết quả xác định dung dịch chuẩn NH4+
VNH4+(5mg/l) 0 1 2 3 4 4,5 5
VH2O(ml) 5 4 3 2 1 0,5 0
Abs 0.29 0.450 0.620 0.820 1.011 1.095 1.183
Hình 2.3. Đường chuẩn của NH4+ xác định bằng phương pháp trắc quang Phương trình đường chuẩn xác định nồng độ NH4+: y = 0.1857x – 0.0302 (III) 2.3.3. Xác định Nitrat (NO3- ) bằng phương pháp brucine
Nguyên lý: Thuốc thử brucine trong môi trường axit H2SO4 đặc tác dụng với nitrat tạo thành hợp chất có màu vàng. Phương pháp brucine dựa trên việc đo cường độ màu vàng của hợp chất được tạo thành giữa nitrat và brucine ở bước sóng 410nm.
Lập đường chuẩn: Dùng pipet lấy lần lượt thể tích dung dịch chuẩn NO3- 5mgN/l vào các bình định mức 25ml. Cho thêm nước cất cho đến vạch định mức 25ml, đổ ra các cốc 100ml. Dùng pipet hút 10ml vàocác bình định mức 50ml.
Thêm 10ml dung dịch H2SO4 làm việc vào mỗi bình, lắc đều,thêm 0,5ml brucine sulfanilic vào mỗi bình và lắc đều. Cho các bình vào xoong nước sôi 100 0C đun chính xác trong 20 phút, (nước trong xoong vừa đủ để tránh đổ mẫu). Sau đó để nguội rồi đem so màu với mẫu trắng ở bước sóng 410nm được bảng số liệu:
Abs
27
Bảng 2.4. Kết quả xác định dung dịch chuẩn NO3- [NO3]
(mgN/l) 1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0
V, (ml) 0,5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
ABS 0.119 0.138 0.161 0.192 0.219 0.256 0.28 0.299 0.338 0.382 0.41
Hình 2.4. Đường chuẩn xác định NO3- bằng phương pháp brucine Phương trình đường chuẩn của nitrat: y = 0.150x – 0.0007 (IV) 2.3.4. Xác định Nitrit (NO2-
)
Nguyên tắc: Trong môi trường axit acetic ion NO2- phản ứng với axit sunfanilic và α- naphtylamin tạo thành hợp chất có màu hồng.
Cường độ màu tỷ lệ với hàm lượng NO2- có trong nước. Đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 543 nm. Từ mật độ quang thu được và dựa vào phương trình đường chuẩn ta tính được hàm lượng nitrit tương ứng.
Các yếu tố ảnh hưởng và cách loại trừ:
- Ảnh hưởng của sự vẩn đục và màu của nước. Khắc phục điều này bằng cách lọc qua giấy lọc băng xanh trước khi phân tích.
28
- Các cation kim loại như Fe2+, Hg2+, Bi3+, Sb2+, Pb2+ gây ảnh hưởng cho việc xác định nitrit. Loại trừ bằng cách cho dung dịch đi qua cột lọc cationit dạng NH4+.
-Lượng Cl- lớn hơn 3mg/l cũng gây ảnh hưởng. Loại trừ bằng cách thêm dung dịch Ag2SO4 để tạo kết tủa AgCl, sau đó lọc bỏ đi.
Cách xác định:
- Lập đường chuẩn: Dùng pipet lấy lần lượt thể tích dung dịch chuẩn 5 mg/l vào các bình định mức 25ml.
- Cho thêm nước cất cho đến vạch định mức 25ml, đổ ra các cốc 100ml.
Thêm 0,5ml EDTA, 0,5ml axit sunfanilic lắc đều (pH = 1,4), để 3 phút sau đó thêm 0,5ml - Naphthylamin và 0,5ml natri axetat và lắc đều. Lúc này dung dịch có pH = 2- 2, 5 để 5 - 15 phút cho màu phát triển rồi đem so màu với mẫu trắng (mẫu không có nitrit) ở bước sóng 543nm được bảng số liệu:
Bảng 2.5. Kết quả xác định dung dịch chuẩn NO2- [NO2]
(mg/l) 0.05 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
V,
(ml) 0.25 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0
ABS 0.159 0.194 0.229 0.296 0.366 0.402 0.451 0.524 0.577 0.664 0.791 0.839
29
Hình 2.5. Đường chuẩn xác định NO2-
Phương trình đường chuẩn của nitrit: y = 0.434 x + 0.112 (V) 2.3.5. Xác định mangan và sắt bằng phương pháp trắc quang 2.3.5.1. Xác định mangan bằng phương pháp trắc quang
* Nguyên tắc xác định của phương pháp:
Oxy hóa hoàn toàn Mn2+ thành MnO4- trong môi trường axit bằng (NH4)2S2O8 với xúc tác AgNO3. Sau đó xác định nồng độ MnO4- theo phương pháp trắc quang ở bước sóng λ = 525nm.
2Mn2+ + 5S2O82- + 8H2O = 10SO42- + 2MnO4- + 16H+
Sau khi chuyển toàn bộ Mn2+ thành MnO4- cần phải loại bỏ lƣợng dƣ S2O82- bằng cách đun sôi dung dịch sau phản ứng.
2H2S2O8 + 2H2O = 4H2SO4 + O2
* Xây dựng đường chuẩn xác định Mangan:
Dùng pipet hút chính xác 9,5ml dung dịch mẫu phân tích vào ống nghiệm khô, thêm 0,5ml axit H2SO4 đặc, 2-3 giọt AgNO3 10%. Thêm tiếp 1g (NH4)2S2O8 tinh thể, lắc cho tan hết. Sau đó đem đun cách thủy cho dung dịch hiện màu (khoảng 10-15 phút). Để nguội rồi đem đo mật độ quang trên máy trắc quang ở bước sóng λ = 525nm với dung dịch so sánh là mẫu trắng.
„
Abs
30
Bảng 2.6. Kết quả xác định dung dịch chuẩn Mn
VMn(5mg/l) 0 0,5 1 2 3 4 5
VH2O(ml) 10 9,5 9 8 7 6 5
Abs 0.042 0.199 0.229 0.267 0.299 0.352 0.382
Hình 2.6. Đường chuẩn của Mangan xác định bằng phương pháp trắc quang Phương trình đường chuẩn của Mn: y = 0.0403x + 0.1418 (VI) 2.3.5.2. Xác định sắt bằng phương pháp trắc quang
* Nguyên tắc xác định của phương pháp:
Chuyển toàn bộ Fe3+ về dạng Fe2+ bằng tác nhân khử hydroxylamine, sau đó Fe2+ tạo phức với 3 phân tử 1,10-Phenanthroline, phức chất có màu đỏ-cam. Sau đó được xác định bằng phương pháp trắc quang ở bước sóng 510nm.
*Xây dựng đường chuẩn xác định Fe:
Dùng pipet hút chính xác 25ml mẫu vào bình định mức 50ml, thêm 0,5ml dung dịch NH2OH.HCl thêm tiếp 1ml dung dịch phenaltrolin để yên trong vòng 15 phút. Sau đó đo quang ở bước sóng 510nm.
Abs
31
Bảng 2.7. Kết quả xác định dung dịch chuẩn Fe
C(ppm) 0 0.2 0.6 1 1.5 2
Abs 0.074 0.148 0.202 0.253 0.319 0.402
Hình 2.7. Đường chuẩn sắt xác định bằng phương pháp trắc quang Phương trình đường chuẩn của Fe: y = 0.139x + 0.043 (VII)