Là dùng các dung dòch kiềm mạnh để đònh phân độ aicd của cả aicd vô cơ mạnh cũng như aicd hữu cơ hoặc aicd yếu.

GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG



GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM



2. DỤNG CỤ THIẾT BỊ VÀ HOÁ CHẤT

2.1. DỤNG CỤ

Erlen 250 ml

ng đong 100 ml

Buret 25 hoặc 50 ml

2.2. HOÁ CHẤT

Dung dòch sodium hydroxide (NaOH) 0,02 N: pha dung dòch NaOH 1N (cân

40g NaOH viên + nước cất = 1 lít) lấy 20 ml dung dòch NaOH 1N + nước cất = 1 lít.

Đònh phân lại bằng dung dòch potassium biphthlate 0,02N (hoà tan 4,085g

KHC8H4O4 đã sấy khô trong 2 giờ ở 120 0C và làm nguội trong desicator + nước cất

= 1 lít)

Chỉ thò phenolphthalein : 500 mg phenolphthalein + 50 ml methanol + nước

cất = 100 ml

Chỉ thò methyl cam : 50 mg methyl cam + nước cất = 100 ml

3. THỰC HÀNH

Nếu mẫu là nước uống, trước khi đònh phân thêm một giọt Na 2S2O3 0,1N để

loại ảnh hưởng của chlorine.

Nếu mẫu có giá trò pH < 4,5: Lấy 100 ml mẫu vào erlen, thêm 3 giọt methyl

cam. Dùng dung dòch NaOH 0,02N đònh phân đến khi dung dòch có màu da cam.

Ghi nhận thể tích V1 ml dung dòch NaOH đã dùng để tính độ aicd methyl.

Nếu mẫu có giá trò pH > 4,5: Lấy 100 ml mẫu vào erlen thêm 3 giọt

phenolphthalein. Dùng dung dòch NaOH 0,02N đònh phân đến khi dung dòch vừa có

màu tím nhạt. Ghi nhận thể tích V2 ml dung dòch NaOH đã dùng, tính độ aicd tổng.

4. CÁCH TÍNH

Độ aicd methyl ( mg CaCO3/l) =



V1  1000

-------------ml mẫu



Độ aicd tổng ( mg CaCO3/l) =



V2  1000

-------------ml mẫu



5. CÂU HỎI

1. Mẫu nước có pH = 7,3 và hàm lượng HCO -3 là 30 mg/l. Giả sử rằng

ảnh hưởng của chất rắn hòa tan trên hoạt tính của các ion không đáng

kể, nhiệt độ của nước là 250C. Tính hàm lượng CO2 của mẫu nước.



9



GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG



GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM



2. Nước cấp có hàm lượng HCO-3 là 50 mg/l và hàm lượng CO 2 là 30

mg/l. Tính pH của nước ở nhiệt độ 250C. Nếu hàm lượng CO2 của mẫu

giảm còn 3 mg/ l bởi sục khí, pH của nước lúc này là bao nhiêu?



10



GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG



GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM



Bài 3

ĐỘ KIỀM

1. GIỚI THIỆU CHUNG

1.1. Ý NGHĨA MÔI TRƯỜNG

Độ kiềm biểu thò khả năng thu nhận proton H + của nước. Nước thiên nhiên hay

nước từ hệ thống cấp nước, độ kiềm đều do 3 ion chính tạo ra: hyproxide,

carbonate và bicarbonate. Trong thực tế các muối aicd yếu như borate, silicate

cũng gây ảnh hưởng lớn đến độ kiềm. Một vài aicd hữu cơ bền với sự oxy hoá sinh

học như aicd humic, dạng muối của chúng có khả năng làm tăng độ kiềm. Trong

điều kiện thiên nhiên thích hợp, tảo dễ dàng xuất hiện và tồn tại đối với một vài

nguồn nước mặt, quá trình phát triển và tăng trưởng của tảo giải phóng một lượng

đáng kể carbonate và bicarbonate làm cho pH nước tăng dần có thể lên đến 9 – 10.

Những nguồn nước được xử lý với hoá chất có chứa nhóm carbonate cũng làm gia

tăng pH.

1.2. NGUYÊN TẮC

Tiến hành đònh phân độ kiềm với chỉ thò phenolphtalein và methyl cam

(hoặc chỉ thò hỗn hợp bromoresol lục = methyl đỏ) trong từng giai đoạn và tùy

trường hợp:

Chỉ thò phenolphtalein sẽ có màu tím nhạt trong môi trường có ion hydroxide

và ion carbonate, màu tiùm sẽ trở nên không màu khi pH < 8,3.

Chỉ thò methyl cam cho màu vàng với bất kỳ ion kiềm nào và trở thành màu

đỏ khi dung dòch trở thành aicd. Việc đònh phân được xem là hoàn tất khi dung dòch

có màu da cam (pH = 4,5), nằm giữa màu vàng (môi trường bazơ) và màu đỏ (môi

trường aicd). Do đó màu ở điểm kết thúc thường được so sánh với hai ống chuẩn.

Vì sự đổi màu của methyl cam khó nhận thấy, nên chỉ thò hỗn hợp

bromocresol lục + methyl đỏ có khoảng đổi màu rõ ràng hơn ở cùng trò số pH nên

thường được sử dụng rộng rãi hơn.

1.3. CÁC TRỞ NGẠI

Lượng chlorine dư trong nước uống ảnh hưởng đến kết quả đònh phân làm

nhạt màu chất chỉ thò. Để tránh sai lệch, ta cho thêm vào mẫu một vài giọt Na 2S2O3

0,1 N. Khi mẫu nước có độ màu và độ đục cao phải dùng phương pháp chuẩn độ

điện thế. Những chất kết tủa, xà bông, chất dầu, chất rắn lơ lửng có thể phủ điện

cực thuỷ tinh làm cho điểm cuối đến chậm. Để khắc phục hiện tượng này, có thể

chùi electrode mỗi khi tiến hành thí nghiệm. Không lọc, pha loãng hay cô đặc mẫu.



11



GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG



GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM



2. DỤNG CỤ THIẾT BỊ VÀ HOÁ CHẤT

2.1. DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ

Erlen 250 ml

ng đong 100 ml

Buret 25 hoặc 50 ml

Máy khoấy từ

2.2. HOÁ CHẤT

Dung dòch sulfuric aicd (H 2SO4) 0,02 N: pha dung dòch H 2SO4 1N ( 28 ml H2SO4

đậm đặc + nước cất = 1 lít), lấy 20 ml dung dòch H 2SO4 1N + nước cất = 1 lít. Đònh

phân lại aicd này bằng Na2CO3 0,02N ( hoà tan 1,06g Na2CO3 đã sấy ở 1050C và

làm nguội trong desicator + nước cất = 1 lít).

Chỉ thò màu phenolphthalein 0,5 %

Chỉ thò màu methyl cam 0,5 %

Chỉ thò màu hỗn hợp bromocresol lục + methyl đỏ: 20 mg methyl đỏ +

200mg bromocresol + 100 ml ethanol 95%.

3. THỰC HÀNH

Nếu mẫu có pH > 8,3: lấy 100ml mẫu vào erlen, thêm 3 giọt chỉ thò màu

phenolphthalein. Đònh phân bằng dung dòch H 2SO4 0,02N đã dùng đề tính ĐỘ

KIỀM PHENOL(P).

Nếu mẫu có pH < 8,3: lấy 100 ml mẫu vào bình tam giác, thêm 3 giọt chỉ thò

màu methyl cam (hay 3 giọt chỉ thò màu hỗn hợp). Làm hai ống đối chứng, cho vào

hai ống nghiệm mỗi ống 25 ml mẫu, ống thứ nhất thêm 1 ml H 2SO4 1N + 1 giọt

methyl cam.Ống thứ hai thêm 1 ml NaOH 1N + 1 giọt methyl cam. Đònh phân mẫu

bằng dung dòch H2SO4 cho đến khi dung dòch có màu da cam (màu giữa hai ống đối

chứng). Nếu dùng chỉ thò hỗn hợp, tại điểm kết thúc dung dòch có màu đỏ xám. Ghi

thể tích V2 ml H2SO4 0,02N đã dùng để tính ĐỘ KIỀM METHYL CAM .

4. CÁCH TÍNH

V1  1000

Độ kiềm P (mg CaCO3/l) =

ml mẫu

V  1000

Độ kiềm tổng cộng T ( mg CaCO3/l) =

ml mẫu

Trong đó V=V1+V2

Dựa trên kết quả có thể tính độ liềm do các ion khác nhau gây ra theo bảng sau:

12



GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG



Kết quả phân đònh



GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM



Độ kiềm do các các ion ( mg/lCaCO3)

OHCO32HCO30

0

T

0

2P

T – 2P

0

2P

0

2P - T

2(T – P)

0

T

0

0



P=0

P < T/2

P = T/2

P > T/2

P=T

P độ kiềm phenol

T độ kiềm tổng cộng

OH- (mg/l) = độ kiềm OH- (mg/lCaCO3)  0,34

CO32-(mg/l) = độ kiềm CO32- (mg/lCaCO3)  0,6

HCO3-(mg/l) = độ kiềm HCO32- (mg/lCaCO3)  1,22



5. CÂU HỎI

Giả sử rằng ảnh hưởng của các muối hoà tan trên hoạt tính các ion không đáng kể.

Một phần nước ở 250C có pH = 10,3 và hàm lượng carbonate là 120 mg/l.

1.

Hãy tính hàm lượng ion bicarbonate (mg/l).

2.

Tính độ kiềm OH-, CO32-, HCO-3 và độ kiềm tổng cộng của mẫu trên

(mg/lCaCO3).



13



GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG



GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM



Bài 4

ĐỘ CỨNG

1. GIỚI THIỆU CHUNG

1.1. Ý NGHĨA MÔI TRƯỜNG

Độ cứng được hiểu là khả năng tạo bọt của nước với xà bông. Ion calci và magnes

trong nước sẽ kết tủa với xà bông, do đó làm giảm sức căn bề mặt và phá huỷ đặc

tính tạo bọt. Những ion dương đa hoá trò khác cũng có thể kết tủa với xà bông,

nhưng thường những ion này ở dưới dạng phức chất, hoặc là chất hữu cơ, do đó ảnh

hưởng của chúng trong nước không đáng kể và khó xác đònh. Trên thực tế, độ cứng

tổng cộng được xác đònh bằng tổng hàm lượng calci, magnes và được biểu thò bằng

mg CaCO3/l

1.2. NGUYÊN TẮC ( PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH PHÂN BẰNG EDTA)

Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) hoặc muối natri dẫn xuất (Na-EDTA) khi

thêm vào dung dòch chứa những ion kim loại đa hoá trò dương, ở pH 10,0 ± 0,1, sẽ

tạo thành các phức chất. Đối với hai ion calci và magnes chủ yếu gây độ kiềm

trong nước, nếu có một lượng nhỏ chỉ thò màu hữu cơ như eriochrome blach T hay

calmagite được cho vào, dung dòch trên sẽ trở nên màu đỏ rượu vang. Đònh phân

bằng EDTA, phẩn ứng tạo phức giũa EDTA với ion calci, magnes sẽ làm chuyển

màu dung dòch từ đỏ rượu vang sang xanh dương tại điểm kết thúc.

1.3. CÁC ẢNH HƯỞNG

Một vài ion kim loại nặng gây trở ngại cho việc đònh phân, làm chỉ thò màu nhạt

dần hay không rõ ràng tại điểm kết thúc. Có thể khắc phục trở ngại này bằng cách

thêm chất che lúc đònh phân. Muối Mg-EDTA có tác dụng như một chất phản ứng

kép vừa tạo phức với các kim loại nặng, vừa giải phóng Mg vào trong mẫu, có thể

dùng thay thế cho các chất che có mùi khó chòu và độc tính. Muối Mg-EDTA chỉ có

tác dụng tích cực khi thay thế cho các kim loại nặng song không làm biến đổi độ

cứng tổng cộng trong mẫu nước.

Bảng 1 hướng dẫn cách sử dụng chất che tùy thuộc hàm lượng kim loại nặng hay

lượng polyphosphate có trong mẫu, giúp việc xác đònh Ca và Mg bằng phương pháp

EDTA.

Bảng 1 : HÀM LƯNG TỐI ĐA CÁC CHẤT GÂY NHIỄU CẦN LOẠI BỎ BỞI

CHẤT CHE

Chất gây trở ngại Hàm lượng tối đa chất gây trở ngại(mg/l)

Chất che 1

Chất che 2

Nhôm

20

20

Basium

+

+

Cadmium

+

+

Cobalt

Trên 20

0,3

Đồng

Trên 30

20

Sắt

Trên 30

5

14



GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG



Chì

Mangness (Mn2+)

Niekel

Strontium

Kẽm

Polyphosphate



+

+

Trên 20

+

+



GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM



20

1

0,3

+

200

10



Liều lượng trên chỉ thích hợp với 25 ml mẫu pha loãng thành 50 ml.{f (2)}

Những lưu ý khi đònh phân

Việc đònh phân chỉ thực hiện ở nhiệt độ phòng hay gần với nhiệt độ phòng, tránh

sự cách biệt nhiệt quá lớn so với nhiệt độ môi trường xung quanh. Sự đổi màu trở

nên chậm và kết quả kém chính xác như trong trường hợp mẫu được đònh phân gần

khoảng nhiệt độ đông đặc. Chất chỉ thò màu sẽ bò phân huỷ trong nước nóng.

Đặc biệt pH có thể tạo ra môi trường dẫn đến tủa CaCO 3, tuy nhiên đònh phân

có lâu cũng có thể hòa tan lại kết tủa. Sự thay đổi chậm tại điểm kết thúc thường

cho kết quả thấp hơn . Nhằm giảm thiểu kết tủa CaCO 3 tạo thành. Việc đònh phân

cần hoàn tất trong vòng 5 phút. Ba phương pháp sau đây làm giảm kết tủa CaCO3.

Pha loãng mẫu bằng nước cất để tối giảm lượng CaCO 3. Dùng một lượng mẫu

quá nhỏ dễ dẫn đến sai lệch khi đọc kết quả trên thân ống nhỏ giọt.

Nếu độ cứng đã được biết hay đã được xác đònh bằng phương pháp đònh phân

sơ bộ. Thêm nhanh EDTA với khoảng 90 % lượng cần dùng hay một tỉ lệ thích nghi

tuỳ vào thể tích mẫu cần đònh phân trước khi chỉnh pH bằng dung dòch đệm.

Aicd hóa mẫu và khuấy trong vòng 2 phút để đuổi CO 2 trước khi chỉnh pH xác

đònh độ kiểm sau mỗi lần thêm axit.

2. DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HOÁ CHẤT

2.1. DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ

Cốc 250 ml

Buret 50 ml

Erlen 150 ml

ng đong.

2.2. HÓA CHẤT

2.2.1.Dung dòch đệm

a. Hòa tan 16,9g NH4CL trong 143 ml NH4OH đậm đặc + 1,25g muối MgEDTA + nước cất = 250 ml

b. Nếu không có muối Mg- EDTA, hoà tan 1,179g muối Na-EDTA(PA) + 780

mg MgSO4.7H2O hoặc 644 mg MgCL2. 6H2O trong 50 ml nước cất.

Hòa tan 16,9g NH4CL trong 143 ml NH4OH đặm đặc.

Trộn đều hai dung dòch trên và pha loãng thành 250 ml vơi nước cất.

Để đạt độ chính xác cao cần giữ đúng tì lệ về phân lượng giữ các hoá chất trên.



15



GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG



GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM



Đựng các dung dòch trên trong chai nhựa dẻo hay chai thuỷ tinh trung tính. Thời

hạn sử dụng không quá một tháng. Đậy nắp kín để ngăn NH 3 bay hơi và CO2 ngoài

không khí không xâm nhập vào dung dòch.

Thêm vào mẫu 1- 2 ml dung dòch đệm, nếu dung dòch mẫu đònh phân chưa đạt

tới pH 10,0 ± 0,1 tại điểm kết thúc chuẩn độ.

2.2.2. Những tác nhân che

Phần lớn các loại nước không cần thêm tác nhân che. Tuy nhiên một vài mẫu

nước chứa những ion gây nhiễu, cần thêm tác nhân che để làm sự đổi màu tại dứt

điểm được rõ ràng. Sau đây là những chất che thích hợp.

Chất che I

Mẫu có tính acid phải được trung hoà tới khi pH = 6 bằng dung dòch đệm hay

NaOH 0,1N trước khi thêm 200 mg sodium cyanide (NaCN) dưới dạng tinh thể.

Thêm đủ dung dòch đệm để có pH 10 ± 0,1. (Chú ý: NaCN rất độc. Cẩn thận khi sử

dụng nó. Xả thật nhiều nước trước khi đổ bỏ dung dòch trên để tránh phản ứng toả

hơi độc hydroxyanide (HCN)).

Chất che II

Hoà tan 5g NaS. 9H2O hay 3,7g Na2S. 5H2O trong 100 ml nước cất.

Dung dòch Na2S dễ bò oxy hoá bởi khí trời tạo ra kết tủa sulfide ảnh hưởng đến việc

xác đònh điểm chuyển màu chất chỉ thò. Phải bảo quản dung dòch này trong chai

đậy kín bằng nút cao su. Khi biết rõ có sự hiện diện của các kim loại nặng, sử dụng

chất che xử lý mẫu trước khi đònh phân (xem phần những lưu ý khi đònh phân)

2.2.3. Chất chỉ thò màu

a. ERiochrome Black T : muối natri dẫn xuất từ 1 – (1 hyroxy – 2 naphthylazo

– 5 nitro – 2 naphthol – 4 sulfonic acid), hòa tan 0,5g chỉ thò trên 100g 2, 2 ,,

2,, - nitrilotriethanol. Thêm hai giọt cho mỗi 50 ml mẫu. Chỉnh thể tích mẫu

nước cần thiết.

b. Calmagite: 1 – (1 hydroxy – 4 methyl – 2 phenylazo) – 2 napthol – 4

sulfonic acid. Calmagite thích hợp cho dung dòch lỏng và tạo ra sự thay đổi

màu tương tự như Eryochrome Black T. Với điểm kết thúc rõ ràng hơn. Hòa

tan 0,10g Calmagite trong 100ml nước cất. Dùng 1ml cho mỗi 50 ml mẫu

đònh phân. Chỉnh thể tích nếu cần thiết.

c. Chất chỉ thò I và II có thể dùng dưới dạng tinh thể khô. Không nên dùng

chất chỉ thò quá nhiều. Chẩn bò hỗn hợp khô của chất chỉ thò dưới muối tinh

thiết.

d. Nếu tại điểm kết thúc chuẩn độ, sự thay đổi màu của chỉ thò không rõ ràng

trong trường hợp này cần phải thêm tác nhân che. Nếu cho chất che NaCN

vào mẫu mà điểm đổi màu vẫn không rõ ràng, nguyên nhân có thể do chất

chỉ thò mầu bò hư.

2.2.4. Dung dòch chuẩn EDTA 0,01 M

Cân 3,723g EDTA. Hòa tan trong nước cất và pha thành 1000 ml, chuẩn độ

lại bằng dung dòch Calcium.

16