Phân tích theo SMEWW 4500 Cl-
Nguyên tắc
Trong môi trƣờng trung tính hay kiềm nhẹ, kali cromat (K2CrO4) có thể dùng chất chỉ thị màu tại điểm kết thúc trong phƣơng pháp định phân clorua bằng dung dịch bạc nitrat (AgNO3).
Ag+ + Cl- AgCl ↓ (1)
(trắng đục)
2Ag+ + CrO42- Ag2CrO4 ↓ (2) (đỏ gạch)
Pha hóa chất
Dung dịch AgNO3 0,0141N: Cân 2,395g AgNO3 hòa tan với nƣớc cất và định mức thành 1 lít.
Chỉ thị màu K2CrO4: hòa tan 2,5g K2CrO4 trong 30ml nƣớc cất, thêm từng giọt AgNO3 đến khi xuất hiện màu đỏ rõ. Để yên trong 12 giờ, lọc, pha loãng dung dịch qua lọc thành 50ml với nƣớc cất.
Dung dịch huyền phù Aluminium hydroxide: hòa tan 125g aluminium potassium sulfate KAl(SO4).12H2O, làm ấm đến 60oC, thêm từ từ 55ml NH4OH đậm đặc lắc đều. Đợi 1 giờ rửa huyền phù với nƣớc cất cho đến khi nƣớc rửa không còn Cl- (thử nghiệm bằng AgNO3) sau đó thêm nƣớc cất cho đủ 1 lít.
Cách tiến hành
Lấy 50ml mẫu cho vào bình tam giác, dùng NaOH hay H2SO4 loãng để chỉnh pH= 7 – 8 sau đó thêm 3 giọt K2CrO4.
Dùng dung dịch chuẩn AgNO3 0,0141N định phân đến khi dung dịch từ màu vàng chuyển sang màu đỏ gạch.
Làm mẫu trắng tƣơng tự nhƣ mẫu thật (thay mẫu bằng nƣớc cất).
Lưu ý:
Nếu mẫu có hàm lƣợng Cl- cao thì phải tiến hành pha loãng mẫu.
Nếu mẫu có độ màu cao thi thêm 3ml dung dịch huyền phù, khuấy kỹ, lắng lọc, rửa giấy lọc, nƣớc rửa nhập chung vào nƣớc qua lọc.
Tính kết quả
Clorua (mg/l) = Trong đó:
V1: thể tích dung dịch AgNO3 dùng định phân mẫu thật (ml).
V0: thể tích dung dịch AgNO3 dùng định phân mẫu trắng (ml). N: nồng độ đƣơng lƣợng của AgNO3 (N).
V: thể tích mẫu đem phân tích (ml).
2.2.2.6. Xác định độ cứng tổng có trong mẫu nƣớc
Phân tích theo TCVN 6224 – 1996
Nguyên tắc
Dựa trên cơ sở chuẩn độ phức chất ngƣời ta dùng dung dịch EDTA tiêu chuẩn, chuẩn trực tiếp xuống dung dịch mẫu nƣớc có chứa độ cứng chung trong môi trƣờng ammoniac (pH = 8 ÷ 10), với chỉ thị ETOO. Tại điểm tƣơng đƣơng dung dịch chuyển từ đỏ nho sang xanh lục.
Ca2+ + H2Y2- + 2OH- = CaY2- + 2H2O Mg2+ + H2Y2- + 2OH- = MgY2- + 2H2O
Pha hóa chất
Dung dịch EDTA tiêu chuẩn 0,025N: cân chính xác 2,3382g Na-EDTA trên cân 500ml thêm nƣớc cất đến vạch định mức, sốc trộn đều dung dịch, bảo quản trong chai nhựa, dán nhãn.
Chỉ thị ETOO 1%: cân 1g chỉ thị ETOO trên cân kỹ thuật trộn với 99g NaCl (KCl) khan ở trong cốc thủy tinh 250ml, bảo quản trong chai có nắp đậy kín tránh để hút ẩm.
Dung dịch đệm amon: hòa tan 16,9g NH4Cl trong 143ml NH4OH đậm đặc (dung dịch 1), sau đó thêm 1,25g muối Mg-EDTA định mƣớc nƣớc cất thành 1000ml.
Trƣờng hợp không có muối magiê của EDTA: hòa tan 1,1779g muối đi- natrietylenđiamin tetra axetic axit dihydrat (Na-EDTA) và 780mg MgSO4.7H2O hay 644mg MgCl2.6H2O trong 50ml nƣớc cất. Chuyển toàn bộ dung dịch này vào dung dịch 1 vừa rót vừa khuấy đều, rồi cho thêm nƣớc cất vừa đủ 250ml. Bảo quản trong chai nhựa, có đậy nắp thật kĩ để tránh NH3 hay CO2 bay hơi, dán nhãn. Thời hạn sử dụng không quá một tháng.
Cách tiến hành
Lấy chính xác 50ml mẫu nƣớc từ cơ sở sản xuất nƣớc cấp chuyển vào bình nón 250ml thêm 3ml đệm amon (pH = 8 – 10). Sau đó cho 1 lƣợng nhỏ chỉ thị ETOO 1% (bằng hạt đậu xanh) lắc đều, dung dịch có màu đỏ nho. Đem chuẩn độ bằng dung dịch EDTA tiêu chuẩn 0,025N đến khi dung dịch chuyển từ màu đỏ nho sang màu xanh lục, ghi thể tích EDTA tiêu tốn.
Làm thí nghiệm song song sai lệch giữa 2 lần không quá 0,1 ml.
Thay thế mẫu nƣớc bằng mẫu trắng rồi tiến hành làm thí nghiệm nhƣ trên, ghi thể tích EDTA tiêu tốn đối với mẫu trắng.
Tính kết quả
Độ cứng mg/l = Đg * * 1000 (mg/l) Trong đó
N: Nồng độ đƣơng lƣợng gam của dung dịch EDTA tiêu chuẩn (N). V: Thể tích dung dịch EDTA tiêu tốn đối với mẫu nƣớc phân tích (ml). V1: Thể tích dung dịch EDTA tiêu tốn đối với mẫu trắng (ml).
V2: Thể tích mẫu nƣớc hút phân tích (ml).
2.2.2.7. Xác định hàm lƣợng nitrit
Phân tích theo TCVN 4561-88
Nguyên tắc
Nitrit đƣợc xác định bằng phƣơng pháp so màu. Màu do phản ứng từ các dung dịch tham chiếu và mẫu sau khi tác dụng với acid sunfanilic và naphthylamine ở môi trƣờng pH = 2 – 2,5 tạo thành hợp chất màu hồng của acid azobelzol naphthylamine sunfonilic nhƣ sau:
Đầu tiên ion nitrit phản ứng với acid sunfanilic tạo thành muối điazo.
Sau đó muối này phản ứng với α – naphtylamin tạo thành hợp chất azo có màu hồng.
Pha hóa chất
Dung dịch lƣu trữ nitrit (1mg/ml): Cân chính xác 0,15g NaNO2 trên cân phân tích, hòa tan bằng nƣớc cất rồi chuyển vào bình định mức 100ml. Rồi dùng nƣớc cất định mức vạch.
Dung dịch chuẩn làm việc nồng độ (0,01mg/ml): hút chính xác 1ml dung dịch lƣu trữ NO2- chuyển vào bình định mức 100ml rồi dùng nƣớc cất định mức tới vạch.
Dung dịch thuốc thử Griess A: cân 0,5g axit sunphanilic trên cân kỹ thuật hòa tan trong 150ml axit axetic 10% lắc đều bảo quản trong chai màu, dán nhãn.
Dung dịch thuốc thử Griess B: cân 0,1g α – Naphtylamin trên cân kỹ thuật hòa tan trong 150ml axit axetic 10% lắc đều bảo quản trong chai màu, dán nhãn.
Xây dựng đƣờng chuẩn
Chuẩn bị 6 bình định mức loại 50ml đã rửa sạch bằng nƣớc cất, đánh số thứ tự từ 1 6. Rồi lần lƣợt cho vào các bình có thể tích dung dịch nhƣ sau:
Số thứ tự 1 2 3 4 5 6
Vdd chuẩn nitrit làm việc (ml) 0 0,1 0,5 1 2 3 V nƣớc cất (ml) Định mức nƣớc cất đến vạch
Vdd thuốc thử Griess A (ml) 1 1 1 1 1 1 Vdd thuốc thử Griess B (ml) 1 1 1 1 1 1
Nồng độ C (mg/l) 0 0,02 0,1 0,2 0,4 0,6
Để yên trong thời gian khoảng 10 - 15 phút cho cƣờng độ màu ổn định, sau đó ta tiến hành đo mật độ quang của dãy mẫu chuẩn trên máy UV - Vis ở bƣớc sóng 520 nm.
Tiến hành đo mẫu
Lấy 50ml mẫu nƣớc cần đo chuyển vào bình định mức 50ml rồi cho lần lƣợc các thể tích thuốc thử 1ml thuốc thử Griess A, 1ml thuốc thử Griess B. Đậy nắp bình định mức sốc trộn đều để yên khoảng 10 – 15 phút rồi đổ mẫu ra cuvet đem đo mật độ quang trên máy quang phổ ở bƣớc sóng 520nm.
Tính kết quả
Vễ giãn đồ A = f(C), sử dụng phƣơng pháp bình phƣơng cực tiểu để thành lập phƣơng trình y = ax + b. Từ trị số độ hấp thụ AM của mẫu, tính nồng độ CM. Nếu trị số AM của mẫu vƣợt quá các trị số của dung dịch chuẩn phải pha loãng tới nồng độ thích hợp.
Hình 2.3. Máy UV – Vis mini 1240 – Nhật
2.2.2.8. Xác định hàm lƣợng nitrat
Phân tích theo TCVN 6180 - 1996
Nguyên tắc
Đo phổ của hợp chất màu vàng đƣợc hình thành bởi phản ứng của axit sunfosalixilic (đƣợc hình thành do việc thêm natri salixylat và axit sunfuric vào mẫu) với nitrat và tiếp theo xử lý với kiềm.
Pha hóa chất
Dung dịch gốc nitrat: hòa tan 7,215g, KNO3 đã đƣợc sấy khô, hòa tan vào nƣớc cất và định mức thành 1000ml. 1,00ml dung dịch này chứa 1000µg N-NO3-
(nồng độ 1000mg N-NO3-/l). Bảo quản dung dịch trong chai thủy tinh không quá 2 tháng.
Dung dịch nitrat chuẩn nồng độ 100mg/l: lấy 50ml dung dịch gốc cho vào bình định mức dung tích 500ml và thêm nƣớc cất tới vạch. Bảo quản dung dịch trong chai thủy tinh không quá 1 tháng.
Dung dịch nitrat làm việc nồng độ 1mg/l: lấy 5ml dung dịch chuẩn cho vào bình định mức dung tích 500ml và thêm nƣớc cất tới vạch. Chuẩn bị dung dịch trong mỗi lần thí nghiệm.
Dung dịch natri salixylat nồng độ 10g/l: hòa tan 1g natri salixylat trong 100ml nƣớc cất. Bảo quản dung dịch trong chai thủy tinh hoặc chai PE. Chuẩn bị dung dịch mới trong ngày làm thí nghiệm.
Dung dịch kiềm, có nồng độ NaOH 200g/l: hòa tan 200g NaOH trong 800ml nƣớc cất. Thêm 50g Na-EDTA vào hòa tan. Để nguội đến nhiệt độ phòng và thêm nƣớc tới 1000ml trong bình định mức. Thuốc thử này có thể bền trong thời gian dài.
Dung dịch natri nitrua NaN3 có nồng độ 0,5g/l: hòa tan 0,05g NaN3 trong nƣớc cất và định mức thành 100ml. Thuốc thử này có thể bền trong thời gian dài, tuy nhiên nó rất độc khi hít hoặc nuốt vào.
Axit axetic (CH3COOH) có nồng độ 1,05g/ml. Dung dịch H2SO4 đậm đặc.
Xây dựng đƣờng chuẩn
Chuẩn bị 6 cốc 50ml và thực hiện các bƣớc sau:
Số thứ tự 1 2 3 4 5 6
Vdd chuẩn nitrat làm việc (ml) 0 1 2 3 4 5 Vdd natri nitrua (ml) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Axit axetic (ml) 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 Để yên ít nhất 5 phút và sau đó để bay hơi hỗn hợp trên bếp cách thủy đang sôi đến khô.
Vdd natri salixylat (ml) 1 1 1 1 1 1
Trộn đều và cho bay hơi hỗn hợp đến khô lần nữa. Lấy cốc ra khỏi nồi cách thủy và để nguội ở nhiệt độ phòng.
Axit H2SO4 đậm đặc (ml) 1 1 1 1 1 1 Làm cho tan hết phần cặn khô, để yên hỗn hợp lắng trong 10 phút.
V nƣớc cất (ml) 10
Vdd NaOH (ml) 10 10 10 10 10 10
Sau đó chuyển toàn bộ dung dịch vào bình định mức 25ml nhƣng không đổ đến vạch. Đặt bình này vào nồi cách thủy ở 25oC trong 10 phút sau đó lấy bình ra và thêm nƣớc cất tới vạch.
Nồng độ C (mg/l) 0 0,04 0,08 0,12 0,16 0,2
Tiến hành đo mẫu
Trƣớc khi lấy phần mẫu thử, để mẫu chứa các chất huyền phù lắng xuống hoặc lọc qua giấy lọc. Trung hòa mẫu có độ pH lớn hơn 8 bằng axit axetic. Lấy 25ml mẫu thử vào cốc đun 50ml.
Sau đó tiến hành thêm thuốc thử vào nhƣ tiến hành lập đƣờng chuẩn. Lắc đều đo mật độ quang ở 415nm.
Tính kết quả
Vễ giãn đồ A = f(C), sử dụng phƣơng pháp bình phƣơng cực tiểu để thành lập phƣơng trình y = ax + b. Từ trị số độ hấp thụ AM của mẫu, tính nồng độ CM. Nếu trị số AM của mẫu vƣợt quá các trị số của dung dịch chuẩn phải pha loãng tới nồng độ thích hợp.
2.2.2.9. Phân tích sắt tổng
Phân tích theo SMEWW-3500 Fe
Nguyên tắc
Sắt trong mẫu nƣớc đƣợc khử về dạng Fe2+ (tan trong nƣớc) bằng cách đun sôi trong môi trƣờng axit và hydroxylamine, sau đó Fe2+ tạo phức có màu với 1,10 phenanthrolein ở pH = 3,0 ÷ 3,3. Mỗi nguyên tử Fe2+ sẽ kết hợp với ba phân tử của phenanthrolein tạo thành phức chất màu đỏ cam.
Pha hóa chất
Dung dịch lƣu trữ sắt (500ppm): đổ 20ml H2SO4 đậm đặc vào 50ml nƣớc cất và thêm vào 1,7594g Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O. Sau khi dung dịch đồng nhất, pha thành 500ml với nƣớc cất (1,00ml = 500µg Fe).
Dung dịch chuẩn làm việc: lấy 20ml dung dịch lƣu trữ sắt cho vào bình định mức 1000ml, thêm nƣớc cất tới vạch định mức (1,00ml = 10,00µg Fe).
Dung dịch HCl đậm đặc.
Dung dịch Hydroxylamin: hòa tan 10g NH2OH.HCl trong 100ml nƣớc cất. Dung dịch phenanthrolein: hòa tan 100mg 1,10 phenanthrolein (C12H8N2.H2O) trong 100ml nƣớc cất, khuấy và đun tới 80oC, không đƣợc đun sôi.
Dung dịch đệm ammonium acetate (CH3COONH4): hòa tan 25g NH3C2H3O2 trong 15ml nƣớc cất, thêm 70ml axit axetic (CH3COOH) đậm đặc lắc đều và định phân nƣớc cất đến 100ml.
Xây dựng đƣờng chuẩn
Chuẩn bị 5 bình định mức loại 50ml đã rửa sạch bằng nƣớc cất, đánh số thứ tự từ 1 5. Rồi lần lƣợt cho vào các bình có thể tích dung dịch nhƣ sau:
Số thứ tự 1 2 3 4 5 Vdd chuẩn sắt làm việc (ml) 0 1 3 5 7 V nƣớc cất (ml) 25 24 22 20 18 Vdd đệm ammonium acetate (CH3COONH4) (ml) 5 5 5 5 5 Vdd phenanthrolein (ml) 2 2 2 2 2 Định mức nƣớc cất (ml) 50 50 50 50 50 Nồng độ C (mg/l) 0 0,2 0,6 1 1,4
Sau đó để khoảng 10 đến 15 phút cho cƣờng độ màu ổn định. Đo độ hấp thụ trên máy UV – Vis ở bƣớc sóng 510nm.
Tiến hành đo mẫu
Mẫu phải đƣợc lắc đều trƣớc khi phân tích, lấy 25ml mẫu cho vào bình tam giác. Thêm 2ml HCl đậm đặc và 1ml NH2OH.HCl. Thêm vài viên bi thủy tinh vào bình tam giác, đun sôi đến thể tích còn khoảng 15 đến 20ml (nếu mẫu bị cạn, cho vào 2ml HCl đậm đặc và 5ml nƣớc cất).
Làm nguội mẫu ở nhiệt độ phòng, chuyển dung dịch vào bình định mức 50ml, thêm 5ml dung dịch đệm CH3COONH4 và 2ml dung dịch phenanthrolein.
Cho nƣớc cất tới vạch định mức và lắc đều, sau đó để khoảng 10 đến 15 phút cho cƣờng độ màu ổn định. Đo độ hấp thụ trên máy UV – Vis ở bƣớc sóng 510nm.
Tính kết quả
Vễ giãn đồ A = f(C), sử dụng phƣơng pháp bình phƣơng cực tiểu để thành lập phƣơng trình y = ax + b. Từ trị số độ hấp thụ AM của mẫu, tính nồng độ CM. Nếu trị số AM của mẫu vƣợt quá các trị số của dung dịch chuẩn phải pha loãng tới nồng độ thích hợp.
2.2.2.10. Xác định hàm lƣợng sunfat (SO42-)
Phân tích theo SMEWW 4500 SO42-
Nguyên tắc
Sunfat kết tủa với BaCl2 trong môi trƣờng axit tạo thành BaSO4 kết tủa màu trắng đục. Độ đục tạo thành bởi BaSO4 đƣợc đo bằng máy quang phổ, từ đó suy ra nồng độ SO42- bằng cách so sánh với độ hấp thụ ánh sáng của dung dịch sunfat chuẩn.
SO42- + BaCl2 BaSO4 + Cl- Trắng
Pha hóa chất
Dung dịch SO42- chuẩn (1ml = 100µg): lấy chính xác 10,4ml dung dịch H2SO4 0,02N vào bình định mức 100ml, định mức nƣớc cất tới vạch (hoặc 147,9mg Na2SO4 khan + nƣớc cất pha thành 1000ml).
Dung dịch đệm: hòa tan 30g MgCl2.6H2O, 5g CH3COONa, 1g KNO3 và 20ml CH3COOH đậm đặc trong 500ml nƣớc cất. Thêm nƣớc cất đến 1000ml.
Xây dựng đƣờng chuẩn
Chuẩn bị 5 bình định mức loại 100ml đã rửa sạch bằng nƣớc cất, đánh số thứ tự từ 1 5. Rồi lần lƣợt cho vào các bình có thể tích dung dịch nhƣ sau:
Số thứ tự 1 2 3 4 5 Vdd chuẩn sunfat (ml) 0 5 10 20 40 V nƣớc cất (ml) Định mức thành 100 Vdd đệm (ml) 20 BaCl2 tinh thể (g) 2 Nồng độ C (mg/l) 0 5 10 20 40
Đo mật đọ quang của dãy chuẩn trên máy UV-Vis có bƣớc sóng 420nm. Thời gian đo không quá 5 phút để tránh sự lắng của BaSO4.
Tiến hành đo mẫu
Lấy 100ml mẫu cho vào bình tam giác 250ml. Thêm vào 20ml dung dịch đệm và lắc trên máy khuấy. Trong lúc khuấy thêm 2g BaCl2 tinh thể và bắt đầu tính thời gian khuấy trong 60 giây ở tốc độ không đổi. Sau đó đem đo mật độ quang ở bƣớc sóng 420nm. Thời gian đo không quá 5 phút để tránh sự lắng của BaSO4.
Tính kết quả
Vễ giãn đồ A = f(C), sử dụng phƣơng pháp bình phƣơng cực tiểu để thành lập phƣơng trình y = ax + b. Từ trị số độ hấp thụ AM của mẫu, tính nồng độ CM. Nếu trị số AM của mẫu vƣợt quá các trị số của dung dịch chuẩn phải pha loãng tới nồng độ thích hợp.
2.2.2.11. Xác định hàm lƣợng mangan
Phân tích theo TCVN 6002 – 1995
Nguyên tắc
Thêm dung dịch formandioxim vào mẫu thử và đo quang phức màu đỏ da cam ở bƣớc sóng 450nm.
Nếu mangan tồn tại dƣới dạng huyền phù hoặc liên kết với các hợp chất hữu cơ, cần phải xử lí trƣớc để chuyển mangan thành dạng phản ứng đƣợc với fomandioxim có trong dung dịch.
Phức chất mangan dioxim bền ở pH = 9,5÷10,5 và cƣờng độ màu tỉ lệ với lƣợng mangan có trong dung dịch.
Pha hóa chất
Dung dịch chuẩn mangan 100mg/l: hòa tan 308mg mangan sunfat monohidrat (MnSO4.H2O) bằng nƣớc cất trong bình định mức 1000ml. Thêm 10ml H2SO4 3M rồi định mức bằng nƣớc cất và lắc đều.
Dung dịch chuẩn mangan làm việc 1mg/l: pha loãng 120ml dung dịch chuẩn 100mg/l thành 1000ml bằng nƣớc cất.
Dung dịch EDTA 0,24 mol/l: cân chính xác 44,67g EDTA, hòa tan bằng nƣớc cất, chuyển dung dịch vào bình định mức 500ml, thêm nƣớc cất đến vạch định mức.
Dung dịch formandioxim: hòa tan 10g NH2OH.HCl trong khoảng 50ml nƣớc cất. Thêm vào 5ml dung dịch mêtanal (HCHO) 35% và pha loãng bằng nƣớc cất đến 100ml.
Dung dịch NH2OH.HCl 6 mol/l: hòa tan 42g NH2OH.HCl trong nƣớc cất và