STT bình đònh mức 10ml

GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG



GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM



Bài 8

MANGAN

1. GIỚI THIỆU CHUNG

1.1. Ý NGHĨA MÔI TRƯỜNG

Mangan tồn tại trong thiên nhiên dưới dạng quặng dioxid, tuy nhiên gặp

môi trường có hàm lượng dioxid carbon cao và thiếu oxy hoà tan như nước ngầm,

mangan trở nên dễ hoà tan và trò oxy hoá khử thay đổi từ Mn 2+ thành Mn4+. Có

nhiều đặc điểm giống như sắt, mangan không phải là nguyên tố độc hại đối với con

người, nó thường đi đôi với sắt trong mạch nước ngầm và dễ bò oxy hoá khi tiếp

xúc với khí trời tạo thành kết tủa Mn 4+ có màu, vì thế gây phiền phức cho việc giặt

giũ nhất là ngành công nghiệp dệt…

1.2. NGUYÊN TẮC

Persulfate là một tác chất có tính oxy hoá mạnh đủ đễ oxy hoá Mn 2+ thành

Mn7+ khi có bạc làm chất xúc tác. Sản phẩm sau cùng mang màu tím của

permanganate bền trong khoảng 24 giờ nếu sử dụng một lượng thừa persulfate và

không có mặt chất hữu cơ. Phản ứng xảy ra như sau:

2 Mn2+ + 5 S2O82 + H2O

2 MnO4 + 10 SO42 + 10 H+

1.3. CÁC TRỞ NGẠI

Cl- với hàm lượng 2g/l sẽ gây trở ngại cho việc xác đònh mangan, vì thế phải

loại bỏ Cl- bằng cách thêm 1 g HgSO4 để tạo thành hợp chất bền HgCl2. Bromide

và Iodide dù hàm lượng yếu đối vơí phương pháp này cũng gây trở ngại. Phương

pháp persulfate có thể sử dụng để xác đònh hàm lượng mangan trong nước thải có

hàm lượng chất hữu cơ thấp, nếu thời gian đun được kéo dài sau khi thêm lượng

thừa persulfate. Đối với mẫu có hàm lượng chất hữu cơ cao, cần phải phân huỷ

mẫu bằng aicd H2SO4 và HNO3. Nếu hàm lượng Cl- trong mẫu nước quá cao, đun

sôi với HNO3 nhằm loại bỏ ảnh hưởng do hàm lượng Cl - gây ra. Mẫu tiếp xúc với



28



GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG



GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM



không khí có thể cho kết quả thấp do kết tủa MnO 2. Thêm 1 giọt H2O2 30% vào

mẫu, nằm mục đích hoà tan MnO2 kết tủa, sau đó thêm các hoá chất khác.

2. DỤNG CỤ , THIẾT BỊ VÀ HOÁ CHẤT

2.1. DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ

- Erlen 100 ml

- ng đong 100 ml

- Bếp điện

- Máy spectrophotometer

2.2. HOÁ CHẤT

Ammonium persulfate tinh thể ( NH4)2S2O8

Dung dòch lưu trữ: Cân 0,1536 MnSO4 hòa tan trong 1lit nước cất, nồng độ

của Mn2+ là 1000ppm

Dung dòch H2O2 30%

Dung dòch HNO3 đậm đặc

Dung dòch H2SO4 đậm đặc

Dung dòch sodium nitrite : hoà tan 5 g NaNO2 với 95 ml nước cất

Sodium oxalate tinh thể

Dung dòch sodium bisulfite : hoà tan 10 g NaHSO4 trong 100 ml nước cất.

3.THỰC HÀNH

Lấy 100 ml mẫu hay một thểà tích mẫu thích hợp sao cho hàm lượng Mn

khoảng 0,05 – 1,2 mg/lit.

Cho vào mẫu 5 ml dung dòch xúc tác và 1 giọt H 2O2, đun sôi còn khoảng 90

ml.

Lập đường cong chuẩn với các dung dòch chuẩn như sau:

STT bình đònh mức 10ml

ml dd chuẩn Mn2+=20ppm

V mẫu (ml)

Ag+ 0.5% (giọt)

H3PO4 (ml)

S2O82- 20% (ml)

H2O (ml)

C (mg/l)



1

0



2

1



3

2



4

3



5

4



M1



M2



7



7



0



0



2

1

2

7

0



6

2



5

4



4

6



3

8



Đo độ hấp thu A trên máy spectrophotometer với bước sóng 525nm

4.CÁCH TÍNH

Từ độ hấp thu của loạt chuẩn, vẽ giản đồ A = f (C), sử dụng phương pháp

bình phương cực tiểu để lập phương trình y = ax + b.

29



GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG



GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM



Từ trò số độ hấp thu của mẫu Am suy ra nồng độ Cm của mẫu.

5.CÂU HỎI

1. Trình bày những trạng thái khác nhau của mangan trong nguồn nước tự

nhiên. Nêu những điều kiện tồn tại của mỗi trạng thái.

2. Nêu những nguyên nhân chính gây ô nhiễm mangan trong nước ngầm.



30



GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG



GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM



Bài 9

CHLORIDE

1. GIỚI THIỆU CHUNG.

1.1. Ý NGHĨA MÔI TRƯỜNG

Chloride (Cl-) là ion chính trong nước thiên nhiên và nước thải. Vò mặn của

chloride thay đổi tuỳ theo hàm lượng và thành phần hóa học của nước. Với mẫu

chứa 250 mg Cl- /l người ta đã có thể nhận ra vò mặn nếu trong nước có chứa ion

Na+. Tuy nhiên, khi mẫu nước có độ cứng cao, vò mặn lại khó nhận biết dù nước có

chứa đến 1000 mg Cl-/l. Hàm lượng chloride cao sẽ gây ăn mòn các kết cấu ống

kim loại. Về mặt nông nghiệp, chloride gây ảnh hưởng xấu đến sự tăng trưởng của

cây trồng.

1.2. NGUYÊN TẮC

Trong môi trường trung hòa hay kiềm nhẹ, potassium chromate (K 2CrO4) có thể

được dùng làm chất chỉ thò màu tại điểm kết thúc trong phương pháp đònh phân

chloride bằng dung dòch silver nitrate (AgNO3).

Ag+ + Cl AgCL

(Ksp = 3 × 10-10) (1 )

2Ag+ + CrO42-  Ag2CrO4

(Ksp = 5 × 10-12) (2 )

đỏ nâu

Dựa vào sự khác biệt của tích số tan, khi thêm dung dòch AgNO 3 vào mẫu có hỗn

hợp Cl- và CrO42-, Ag+ lập tức phản ứng với ion Cl - dưới dạng kết tủa trắng đến khi

hoàn toàn, sau đó phản ứng (2) sẽ xảy ra cho kết tủa đỏ gạch dễ nhận thấy.

1.3. CÁC TRỞ NGẠI

Những chất thường có trong nước uống hầu như không ảnh hưởng gì đến việc đònh

phân. Các ion bromide, iodide, cyanide được xem như tương đương với chloride.

Riêng sulfide, thiosulfate, sulfit có thể can thiệp vào phản ứng (1) . Tuy nhiên sulfit

dễ dàng bò oxy hóa bởi nước oxy già (H2O2) trong môi trường trung hòa. Thiosulfate

và sulfide bò mất ảnh hưởng trong môi trường kiềm. Orthophosphat với hàm lượng

cao > 25 mg/l cũng tác dụng với silver nitrate nhưng điều này ít xảy ra. Hàm lượng

sắt trên 10 mg/l sẽ che lấp sự đổi màu tại điểm kết thúc.

2. DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HOÁ CHẤT

2.1. DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ

- Becher 250 ml

- Phễu lọc và giấy lọc đònh lượng Whatman No 40

- Buret 25 ml

- ng đong 100 ml

2.2. HÓA CHẤT

Dung dòch AgNO3 0,0141N: cân 2,395g AgNO3 hòa tan với nước cất và đònh

mức thành 1 lít.

31



GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG



GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM



Chỉ thò màu K2CrO4: hòa tan 2,5 g K2CrO4 trong 30 ml nước cất, thêm từng giọt

AgNO3 đến khi xuất hiện màu đỏ rõ. Để yên 12 giờ, lọc, pha loãng dung dòch qua

lọc thành 50 ml với nước cất.

Dung dòch huyền treo Al(OH)3 : hòa tan 125 g AlK(SO4)2.12H2O hay Al(NH4)

(SO4)2.12H2O trong 1 lít nước cất, làm ấm 60 0C, thêm từ từ 55 ml NH4OH đậm đặc,

lắc đều. Đợi 1 giờ rửa huyền trọc nhiều lần với nước cất đến khi nước rửa không

còn Cl- nữa (thử bằng AgNO3) sau đó thêm nước cất cho đủ 1 lít.

Chỉ thò màu phenolphthalein.

Dung dòch NaOH 0,1 N (hoặc H2SO4 0,1N) tùy pH mẫu ban đầu.

Nước oxy già H2O2 30%.

3. THỰC HÀNH

Lấy 100 ml mẫu hay một lượng mẫu thích hợp và pha loãng thành 100 ml với

nước cất.

Nếu mẫu có độ màu cao, thêm 3 ml huyền treo khuấy kó, lắng, lọc, rửa giấy lọc,

nước rửa nhập chung vào nước qua lọc.

Nếu có sulfide, sulfit hoặc thiosulfate, thêm từng giọt NaOH 0,1N cho đến khi

đổi màu phenolphthalein. Thêm H2O2 quậy đều, sau cùng trung hòa với H 2SO4

0,1N.

Đònh phân mẫu trong khoảng pH = 7 – 10 (tốt nhất là 7 - 8). Nếu pH ngoài

khoảng này, tốt nhất nên trung hòa trước khi thêm 3 giọt chỉ thò K2CrO4.

Dùng dung dòch AgNO3 0.0141N đònh phân đến khi dung dòch từ màu vàng

chuyển sang màu đỏ gạch (có thể so với mẫu trắng gồm nước cất + chỉ thò) K 2CrO4.

Ghi nhận thể tích V1 ml AgNO3 sử dụng.

Làm mẫu trắng có thể tích đồng với thể tích mẫu. Ghi nhận thể tích V o ml

AgNO3 sử dụng.

4.CÁCH TÍNH

(V1 - Vo) × 500

Chloride (mg/l) = ----------------------ml mẫu

NaCl (mg/l) = Chloride (mg/l) × 1,65

Trong đó :

V1 : Thể tích dd AgNO3 dùng đònh phân mẫu

Vo : Thể tích dd AgNO3 dùng đònh phân mẫu trắng

5. CÂU HỎI

1. Tại sao phải thực hiện mẫu trắng trong phương pháp đònh phân chloride.

2. Đònh phân chloride bằng phương pháp Morh được thực hiện trong môi trường

trung hoà. Giải thích tại sao?

3. Kết quả đònh phân chloride sẽ như thế nào khi thêm một lượng thừa

chromate.

32



GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG



GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM



Bài 10

NITROGEN-NITRATE

1. GIỚI THIỆU CHUNG

1.1. Ý NGHĨA MÔI TRƯỜNG :

Nitrate là sản phẩm của giai đoạn oxy hóa cao nhất trong chu trình của

nitrogen, cũng là giai đoạn quan trọng trong tiến trình oxy hóa sinh học. Ở lớp nước

mặt thường gặp nitrate ở dạng vết nhưng đôi khi trong nước ngầm mạch nóng lại có

hàm lượng cao.

Nếu nước uống có quá nhiều nitrate thường gây bệânh huyết sắc tố ở trẻ em.

Do đó, trong nguồn nước cấp cho sinh hoạt giới hạn nitrate không vượt quá 6mg/l.

1.2. NGUYÊN TẮC :

Phản ứng giữa nitrate và brucine cho sản phẩm có màu vàng được áp dụng

để xác đònh hàm lượng nitrate bằng phương pháp so màu. Cường độ màu được đo ở

bước sóng λ = 410nm. Tốc độ phản ứng giữa nitrate và brucine chòu ảnh hưởng rõ

rệt vào lượng nhiệt tỏa ra trong quá trình phản ứng. Vì thế, các chất phản ứng được

thêm vào lần lược và ủ ở một khoảng thời gian chính xác tại nhiệt độ đã biết. Nồng

độ acid và thời gian phản ứng được lựa chọn để tạo màu tốt nhất và ổn đònh.

Phương pháp này thích hợp với cả nước ngọt và nước biển, với hàm lượng N-NO 3

xấp xỉ 0,1-2 mg/l.

1.3. CÁC ẢNH HƯỞNG :

Sự hiện diện của tác nhân oxy hóa có thể được loại trừ bằng cách thêm chất

phản ứng orthotolidine. Trở ngại bởi clor dư có thể bò loại bằng một lượng sodium

arsenite khi chlor dư không quá 5 mg/l. Một lượng dư sodium arsenite nhỏ không

ảnh hưởng đến việc xác đònh nitrate. Ion Fe 2+, Fe3+ và Mn4+ sẽ gây ảnh hưởng nhẹ,

nhưng nếu hàm lượng các ion này nhỏ hơn 1mg/l thì ảnh hưởng không đáng kể. Trở

ngại do nitrite gây ra khi N-NO2 < 0,5 mg/l được ngăn ngừa bằng acid sulfanilic.

Hàm lượng chất hữu cơ cao trong nước thải cũng sẽ gây trở ngại cho việc xác đònh

nitrate.

2. DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT

2.1. DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ :

ng nghiệm 25ml đã đánh số từ 1-5 và 7 ống khác;

Pipet 1ml, 2ml, 10ml, 25ml;

Hộp giấy kín hoặc tủ kín;

Spectrophotometer.

2.2. HÓA CHẤT :

2.2.1. Dung dòch N-NO3 chuẩn : (1ml = 2 µg N-NO3);

Dung dòch N-NO3 lưu trữ: (1ml = 2 µg N-NO3). Hòa tan 0,7218g Anhydrous

Potassium Nitrate KNO3 + nước cất = 1 lít.

33



GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG



GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM



Dung dòch N-NO3 chuẩn: (1ml = 0,002mg = 2 µg N-NO3). Pha loãng 10ml

dung dòch lưu trữ thành 500ml để có 1ml dung dòch chuẩn = 2 µg N-NO3.

2.2.2. Dung dòch Brucine-Sulfanilic:

Cân 1g Brucine Sulfate + 0,1g Sulfanilic Acid trong 70ml nước cất nóng,

thêm 3 ml HCl đậm đặc, làm lạnh, pha loãng thành 100ml. Giữ trong chai đậm màu

ở 5oC. Dung dòch này có màu hồng nhưng không ảnh hưởng đến kết quả phân tích

và có thể dùng rong vài tháng (chú ý: rất độc không được dùng miệng để hút dung

dòch vào pipet).

2.2.3. Dung dòch H2SO4 đậm đặc.

2.2.4. Dung dòch Sodium Arsenite (NaAsO2):

Hòa tan 5,0g NaAsO2 với 1 lít nước cất (chú ý: rất độc không được dùng

miệng để hút dung dòch vào pipet).

2.2.5. Dung dòch Sodium Chloride:

Hòa tan 300g NaCl với 1 lít nước cất.

3. TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM

Nếu mẫu có chlorine, khử lượng clor dư này bằng cách thêm 1 giọt sodium

arsenite cho mỗi 0,1mg Cl2 trên 50ml mẫu.

Chuẩn bò đường chuẩn như sau:

STT bình đònh mức 10ml

DD N-NO3- chuẩn (50ppm)

(ml)

Mẫu (ml)

H2SO4 đđ (ml)

Brucine (ml)

H2O (ml)



1

0



2

1



3

2



4

3



5

4



M1



M2



4



4



2



2



3

1

*

6



5



4



3



2



* Lắc đều, đặt tất cả vào tủ kín hoặc hộp giấy trong bóng tối, đợi 10 phút.

Sau 10 phút rót nhanh nước cất vào từng ống nghiệm, lắc đều. Tiếp tục để

trong bóng tối thêm 20 phút nữa cho phản ứng hoàn toàn.

Đo độ hấp thu A ở λ = 410nm.

4. CÁCH TÍNH

Từ loạt chuẩn đo độ hấp thu.

Vẽ giản đồ A = f(C), sử dụng phương pháp bình phương cực tiểu để lập

phương trình y = ax + b.

5. CÂU HỎI

1. Tại sao phải phân tích Nitrate trong kiểm tra ô nhiễm?

34



GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG



GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM



2. Nitrate có mặt trong nguồn nước mặt, nước ngầm, nước cấp do

nguyên nhân nào?

3. Khi sử dụng nước có chứa nhiều Nitrate có ảnh hưởng đến sức khỏe

như thế nào?



35