Kỹ thuật phân tích chất lượng nước-Phần 2 docx

1
4500-O C. Phương pháp Winkler (APHA et al., 1995)

1. Nguyên lý
Trong môi trường bazơ mạnh, oxy hòa tan (DO) trong nước sẽ oxy hóa ion Mn
2+
thành
Mn
4+
tạo kết tủa nâu.
Mn
2+
+ 2OH
-
+ ½ O
2
= MnO
2
+ 2H
2
O
Trong môi trường acid và có sự hiện diện của ion I
-
, Mn
4+
bị khử thành Mn
2+
và giải
phóng I

2
tương đương với lượng O
2
có trong mẫu nước lúc ban đầu.
MnO
2
+ 2I
-
+ 4H
+
= Mn
2+
+ I
2
+ 2H
2
O
I
2
được giải phóng ra sẽ hòa tan trong nước và được xác định bằng phương pháp chuẩn
độ với dung dịch Na
2
S
2
O
3
. Hồ tinh bột được sử dụng làm chất chỉ thị để xác định điểm
dừng chuẩn độ (I
2
tạo phức màu xanh với hồ tinh bột).

I
2
+ Tinh bột-I
2
(xanh) + Na
2
S
2
O
3
→ Na
2
S
4
O
6
+ NaI + H
2
O + Tinh bột (không màu)
2. Các chất gây nhiễu
Các chất oxy hóa sẽ oxy hóa I
-
thành I
2
làm tăng kết quả phân tích (nhiễu dương). Các
chất khử thì khử I
2
thành I
-
làm giảm kết quả phân tích (nhiễu âm). Hầu hết chất hữu cơ

bị oxy hóa trước khi M
4+
bị kết tủa. Theo APHA et al. (1995), phương pháp wincler có
một số sửa đổi để loại bỏ các chất gây nhiễu: (i) Phương pháp dùng NaN
3
(4500-O C.
Azide modification) để loại bỏ các chất oxy hóa như NO
2
-
; (ii) Phương pháp xử lý mẫu
nước với KMnO
4
và K
2
C
2
O
4
(4500-O D. Permanganate modification); (iii) Phương pháp
xử lý mẫu nước với KAl(SO
4
)
2
.12H
2
O và NH
4
OH (4500-O E. Alum flocculation
modification) để loại bỏ vật chất lơ lửng trong mẫu nước… Trong các phương pháp
Winkler sửa đổi thì phương pháp dùng NaN

3
là thích hợp để phân tích nước ao.
3. Thu mẫu và bảo quản
Thu mẫu nước vào lọ nút mài nâu 125 mL, cố định bằng 1 mL MnSO
4
và 1mL dung dịch
KI-NaOH, đậy nắp lọ lại, lắc đều, trong lọ xuất hiện kết tủa. Chú ý, khi thu mẫu và sau
khi cố định không để bọt khí xuất hiện trong chai khi thu mẫu nước.
4. Thuốc thử
a) Dung dịch Mn
2+
: Hòa tan 50 g MnSO
4
.5H
2
O hay 41 g MnCl
2
.4H
2
O với nước cất
thành 100 mL.
b) Dung dịch KI-NaOH-NaN
3
: Hòa tan 50 g NaOH và 15 g KI (hay 14 g NaI) với
nước cất thành 100 mL. Hòa tan 10 g NaN
3
trong 40 mL nước cất, sau đó trộn với
dung dịch KI-NaOH.
c) H
2

SO
4
đđ (d =1,84) hay H
3
PO
4
đặc (d = 1,88).
d) Dung dịch Na
2
S
2
O
3
tiêu chuẩn 0,1N: Pha một ống Na
2
S
2
O
3
chuẩn 0,1N trong
1000mL nước cất
e) Dung dịch Na
2
S
2
O
3
0,01N: Pha loãng 50 mL dung dịch Na
2
S

2
O
3
0,1N với nước
cất thành 500 mL.

2
f) Chỉ thị hồ tinh bột 1%: Hòa tan 1 g tinh bột trong 100 mL nước ấm (từ 80-90
o
C)
khuấy đều cho đến khi dung dịch màu trong suốt, cho vào 0,5 mL formaline
nguyên chất để sử dụng được lâu.
5. Tiến hành
a) Thêm 2 mL H
2
SO
4
đđ, lắc đều mẫu để hòa tan kết tủa
b) Đong 50 mL cho vào bình tam giác 100 mL.
c) Chuẩn độ bằng dung dịch Na
2
S
2
O
3
0,01N cho đến khi dung dịch có màu vàng
nhạt, cho 3 giọt chỉ thị hồ tinh bột, lắc đều dung dịch có màu xanh, tiếp tục chuẩn
độ cho đến khi dung dịch chuyển từ màu xanh sang không màu thì dừng lại. Ghi
thể tích (V
1

) dung dịch Na
2
S
2
O
3
chuẩn độ. Lặp lại quá trình phân tích một lần
nữa,ghi thể tích (V
2
) dung dịch Na
2
S
2
O
3
chuẩn độ lần 2. Từ V
1
và V
2
, tính thể tích
V trung bình của dung dịch Na
2
S
2
O
3
đã sử dụng.
6. Tính kết quả
Tính hàm lượng CO
2

tự do theo công thức sau:



Trong đó:
− V là thể tích trung bình dung dịch Na
2
S
2
O
3
chuẩn độ.
− N là nồng độ đương lượng của dung dịch Na
2
S
2
O
3
.
− V
m
là thể tích mẫu (50 mL)

m
V
xxNxV
LmgDO
000.18
)/( =

3
4500-CO
2
C . Phương pháp chuẩn độ (APHA et al., 1995)
1. Nguyên lý
CO
2
tự do phản ứng với NaOH hoặc Na
2
CO
3
tạo thành NaHCO
3
. Phản ứng xảy ra hoàn
toàn được xác định bằng chỉ thị điện thế hoặc sự tạo phức màu hồng với chỉ thị
phenolphthalein ở pH tương đương 8,3.
NaOH + CO
2
→ NaHCO
3

Na
2
CO
3
+ CO
2
+ H
2
O → 2NaHCO

3

Như vậy, có 2 cách xác định CO
2
tự do là chuẩn độ bằng NaOH hoặc Na
2
CO
3
với chỉ thị
là phenolphthalein ở điểm dừng là pH=8,3, khi đó dung dịch chuyển từ không màu sang
màu hồng.
2. Các chất gây nhiễu
Các cation và anion gây ảnh hưởng đến cân bằng CO
2
-CO
3
2-
. Các ion kim loại bị kết tủa
trong dung dịch kiềm như nhôm, chronium, đồng, sắt là tăng kết quả phân tích, Fe
2+

không được vượt quá 1 mg/L. Các ion kiềm yếu như ammonia hay amine, các muối của
acid yếu hay bazơ mạnh như borate, nitrite phosphate, silicate và sulfide gây nhiễu dương
(tăng kết quả phân tích). Các chất này không nên vượt quá 5% của hàm lượng CO
2
.
Phương pháp chuẩn độ không áp dụng cho nước thải có chứa acid khoáng. Tổng chất rắn
hòa tan (TDS) cao sẽ gây nhiễu âm (giảm kết quả phân tích), đặc biệt là nước biển.
3. Thu mẫu và bảo quản
Dùng chai nút mài thủy tinh thu mẫu nước, tránh bị bọt khí trong chai. Tốt nhất là phân

tích ngay sau khi thu mẫu, có thể giữ mẫu trong 2-3 giờ trong điều kiện nhiệt độ thấp (4
o
C) hoặc cho vài giọt chloroform để ngăn cản quá trình hô hấp của vi sinh vật làm tăng
hàm lượng CO
2
.
4. Thuốc thử
a) Nước cất không chứa CO
2
: Đun sôi nước cất hoặc nước khử ion trong 15 phút,
làm nguội bằng nhiệt độ phòng, pH phải lớn hơn 6 và độ dẫn điện phải nhỏ hơn
2µmhos/cm. Dùng nước này để pha thuốc thử và pha loãng mẫu.
b) Dung dịch mẹ NaOH 0,1N: Có 2 cách chuẩn bị dung dịch mẹ.
(i) Pha 1 ống NaOH chuẩn 0,1N (do nhà sản xuất cung cấp) với nước cất thành
1.000mL.
(ii) Hòa tan 4 g NaOH với nước cất không có CO
2
tự do thành 1.000 mL. Phải
chuẩn hóa dung dịch mẹ bằng dung dịch H
2
C
2
O
4
0,1 N. Cách tiến hành như sau:
Cho 20mL dung dịch H
2
C
2
O

4
0,1N và 3 giọt chỉ thị phenolphthalein vào bình tam
giác 100mL, lắc đều, chuẩn độ bằng dung dịch NaOH mới pha ở trên cho đến khi
dung dịch chuyển từ không màu sang màu hồng nhạt. Ghi thể tích V
1
của dung
dịch NaOH đã sử dụng. Làm lại như trên lần nữa để lấy giá trị trung bình. Sau đó
hiệu chỉnh lại nồng độ dung dịch NaOH cho chính xác theo công thức:
N
1
V
1
=N
2
V
2
.
c) Dung dịch NaOH 0,01N: Pha 100mL NaOH 0,1N với nước cất thành 1.000mL

4
d) Dung dịch chuẩn Na
2
CO
3
0,02N: Sấy Na
2
CO
3
ở 140
o

C và để nguội trong bình hút
ẩm. Hòa tan 1.06 g với nước cất 1000 mL. Dung dịch này nên chuẩn bị mới mỗi
khi phân tích.
e) Dung dịch H
2
C
2
O
4
0,1N: Hòa tan 0,63gram H
2
C
2
O
4
.2H
2
O với nước cất thành
100mL.
f) Dung dịch đệm pH= 8,3:
Dung dịch Na
2
B
4
O
7
0,05M: Hòa tan 1,91gram Na
2
B
4

O
7
.10H
2
O với nước cất thành
100mL.
Dung dịch H
3
BO
3
0,2M: Hòa tan 1,24 gram H
3
BO
3
với nước cất thành 100mL.
Lấy 20mL dung dịch Na
2
B
4
O
7
0,05M cho vào 30mL dung dịch H
3
BO
3
0,2M. Ta
sẽ được dung dịch đệm có pH=8,3.
g) Dung dịch chỉ thị Phenolphthalein 1%: Hòa tan 1g chỉ thị Phenolphthalein
(C
20

H
14
O
4
) trong 100ml cồn 60
o
.
5. Tiến hành
a) Xác định màu tại điểm dừng chuẩn độ theo các bước sau:
− Đong 50 mL dung dịch đệm pH= 8,3
− Thêm 3 giọt chỉ thị phenolphthlein, lắc đều, dung dịch có màu hồng nhạt.
b) Xác định hàm lượng CO
2
tự do trong mẫu nước
− Đong 50 mL mẫu nước.
− Thêm vào mẫu nước 3 giọt chỉ thị phenolphthlein, lắc đều. Nếu dung dịch có màu
hồng thì trong nước không chứa CO
2
tự do. Nếu dung dịch không màu, trong nước
có chứa CO
2
tự do, tiếp tục thực hiện bước tiếp theo.
− Dùng dung dịch chuẩn NaOH 0,01N chuẩn độ từ từ cho đến khi dung dịch trong
bình có màu hồng nhạt giống như màu của dung dịch đệm (Chú ý: có thể dùng
dung dịch Na
2
CO
3
0,02 N thay cho dung dịch NaOH 0,01N). Ghi thể tích V
1

(mL)
dung dịch NaOH 0,01N đã sử dụng. Lặp lại các bước trên, ghi thể tích V
2
(mL).
Từ giá trị V
1
và V
2
tính giá trị trung bình V (mL).
6. Tính kết quả
Tính hàm lượng CO
2
tự do theo công thức sau:



Nếu dùng dung dịch Na
2
CO
3
để chuẩn độ thì hàm lượng CO
2
tự do được tính theo công
thức sau:

Trong đó:
− V: là thể tích trung bình dung dịch NaOH hoặc Na
2
CO
3

.
− N: là nồng độ đương lượng của dung dịch NaOH hoặc Na
2
CO
3
.

m
V
xxNxV
LmgCO
000.144
)/(
2
=
m
V
xxNxV
LmgCO
000.122
)/(
2
=

5
2340 B. Độ kiềm - Chuẩn độ acid (APHA et al., 1995)

1. Nguyên lý
Lượng acid chuẩn để trung hòa bazơ trong nước dùng để xác định độ kiềm. Các chất gây
kiềm bao gồm HCO

3
-
, CO
3
2-
, OH
-
, SiO
3
2-
, PO
4
3-
, NH
3
và một số chất hữu cơ khác, nhưng
HCO
3
-
, CO
3
2-
, OH
-
chiếm phần lơn trong độ tổng độ kiềm. Nước có pH>4,5 có thể chứa
HCO
3
-
, nước sẽ có màu vàng với chỉ thị methyl cam (methyl orange). Nước có màu hồng
với chỉ thị phenolphthalein khi trong nước có chứa CO

3
2-
hoặc OH
-
(pH>8,3). Do đó, độ
kiềm tổng cộng và độ kiềm của các thành phần được xác định qua 2 bước: Bước 1, chuẩn
độ acid với điểm dừng (điểm tương đương) của chỉ thị phenolphthalein (pH=8,3); Bước
2, chuẩn độ acid với điểm dừng của chỉ thị methyl cam (pH=4,5). Phản ứng xảy ra qua
các bước chuẩn độ như sau:
CO
3
2-
+ H
+
= HCO
3
-

HCO
3
-
+ H
+
→ H
2
O + CO
2

2. Thu mẫu và bảo quản:
Thu mẫu trong chai nhựa hoặc thủy tinh và giữ ở nhiệt độ thấp (4

o
C), hoạt động của vi
sinh vật có thể làm thay đổi hàm lượng khí trong mẫu nước. Lấy mẫu đầy chai, đậy kín,
trách bọt khí bên trong bởi vì như thế có thể làm mất hoặc tăng khí CO
2
hoặc khí khác
khi tiếp xúc với không khí. Phân tích mẫu trong vòng 1 ngày.
3. Thuốc thử
a) Nước cất không chứa CO
2
: Đun sôi nước cất trong 15 phút, làm nguội bằng nhiệt
độ phòng, pH phải lớn hơn 6 và độ dẫn điện phải nhỏ hơn 2µmhos/cm. Dùng nước
này để pha thuốc thử và pha loãng mẫu.
b) Dung dịch mẹ H
2
SO
4
hoặc HCl 0,1N: có 2 cách để pha dung dịch mẹ
(i) Pha loãng 1 ống axít chuẩn (do nhà sản xuất cung cấp) với nước cất thành
1000mL.
(ii) Hòa tan 2,8 mL H
2
SO
4
hoặc 8,3 mL HCl đậm đặc với nước cất thành 1000mL.
Chuẩn hóa nồng độ của dung dịch mẹ bằng dung dịch chuẩn NaOH hoặc Na
2
CO
3

0,1N. Cho 20 mL (V
2
) dung dịch NaOH hoặc và 3 giọt chỉ thị phenolphthalein vào
bình tam giác 100 mL, lắc đều, chuẩn độ bằng dung dịch acid mới pha ở trên cho
đến khi dung dịch chuyển từ màu hồng sang không màu. Ghi thể tích của dung
dịch acid đã sử dụng. Lặp lại quá trình trên một lần nữa, tính thể tích trung bình V
1

của dung dịch acid đã sử dụng. Sau đó hiệu chỉnh lại nồng độ dung dịch acid cho
chính xác theo công thức: N
1
V
1
= N
2
V
2
.
c) Dung dịch chuẩn H
2
SO
4
hoặc HCl 0,01N: Pha 100 mL của dung dịch mẹ với nước
cất thành 1000 mL.
d) Dung dịch chỉ thị Phenolphthalein 1%: Hòa tan 1g chỉ thị Phenolphthalein
(C
20
H
14
O

4
) trong 100ml EtOH 60%.
e) Dung dịch methyl orange 0,1%: hòa tan 0,1g methyl orange với nước cất thành
100ml

6
4. Tiến hành phân tích
a) Xác định độ kiềm phenolphthalein (phenolphthalein alkalinity):
− Đong 50 mL mẫu nước
− Thêm vào mẫu nước 2-3 giọt chỉ thị phenolphthalein, lắc đều. , thực hiện bước
chuẩn độ tiếp theo.
− Nếu dung dịch có màu hồng thì độ kiềm phenolphthalein lớn hơn 0, dùng dung
dịch chuẩn H
2
SO
4
hoặc HCl 0,01N chuẩn độ đến khi dung dịch chuyển từ màu
hồng sang không màu. Ghi thể tích V
1
(mL) dung dịch H
2
SO
4
hoặc HCl 0,01N đã
sử dụng. Lặp lại các bước trên, ghi thể tích V
2
(mL). Từ giá trị V
1
và V
2

tính giá trị
trung bình V
P
(mL).
− Nếu dung dịch không màu thì độ kiềm phenolphthalein bằng 0, thực hiện tiếp
bước b.
b) Xác định độ kiềm tổng cộng (total alkalinity)
− Thêm vào mẫu nước trên 2-3 giọt chỉ thị methyl da cam, lắc đều.
− Dùng dung dịch chuẩn H
2
SO
4
hoặc HCl 0,01N chuẩn độ cho đến khi dung dịch
chuyển từ màu vàng sang màu cam. Ghi thể tích V
1
(mL) dung dịch H
2
SO
4
hoặc
HCl 0,01N đã sử dụng. Lặp lại các bước trên, ghi thể tích V
2
(mL). Từ giá trị V
1

và V
T
tính giá trị trung bình T (mL).
5. Tính kết quả
Tính độ kiềm theo công thức sau:

V
P
× N × 50 × 1000
P (mg CaCO
3
/L) =
V
m

V
T
× N × 50 × 1000
T (mg CaCO
3
/L) =
V
m

Trong đó:
− T và P là độ kiềm tổng cộng và độ kiềm phenolphthalein, tương ứng.
− V
P
và V
T
là thể tích trung bình dung dịch H
2
SO
4
hoặc HCl chuẩn độ (mL).
− N: là nồng độ đương lượng của dung dịch H

2
SO
4
hoặc HCl.
− V
m
là thể tích mẫu nước (mL)
Tính độ kiềm của từng thành phần theo bảng sau:
Kết quả chuẩn độ Độ kiềm OH
-
Độ kiềm CO
3
2
-
Độ kiềm HCO
3
-

P = 0 0 0 T
P < ½ T 0 2P T-2P
P = ½ T 0 2P 0
P > ½ T 2P -T 2(T-P) 0
P = T T 0 0



7
2340 C. Độ cứng - Chuẩn độ EDTA (APHA et al., 1995)

1. Nguyên lý

Tổng hàm lượng Ca
2+
và Mg
2+
tính bằng đơn vị CaCO
3
là tổng độ cứng của nước.
Eriochrome Black-T (C
20
H
13
O
7
N
3
SNa) được sử dụng làm chất chỉ thị để xác định điểm
dừng chuẩn độ, Eriochrome black-T kết hợp với ion Ca
2+
và Mg
2+
hình thành phức chất
không bền vững có màu hồng của rượu vang. Khi dùng EDTA chuẩn độ trong môi
trường pH=10, các ion Ca
2+
và Mg
2+
sẽ kết hợp với EDTA hình thành phức chất không
màu và bền vững, phản ứng sẽ giải phóng Eriochrome Back-T tự do, dung dịch có màu
xanh lơ.
Mg

2+
+ Ca
2+
+ MgCa-Eriochrome Black-T (màu đỏ rượu vang) + EDTA → CaEDTA +
MgEDTA + Eriochrome Black-T

(màu xanh)
Điểm dừng chuẩn độ càng rõ khi pH càng cao, nhưng không thể tăng pH quá cao bởi vì
CaCO
3
sẽ bị kết tủa. Trong quá trình chuẩn độ H
+
được tạo thành làm giảm pH, do đó
dung dịch đệm NH
4
Cl-NH
4
OH được sử dụng để giữ pH ổn định.
Khi có sự hiện diện của ion Mg
2+
thì điểm dừng chuẩn độ sẽ rõ ràng, để đảm bảo điều
này một lương nhỏ muối MgEDTA được thêm vào dung dịch đệm.
2. Các chất gây nhiễu
Các ion kim loại thường gây nhiễu làm mờ hoặc không phân biệt sự thay đổi màu của chỉ
thị tại điểm dừng chuẩn độ hoặc tiêu thụ EDTA. Các chất thường gây nhiễu như: Al, Ba,
Cd, Co, Cu, Fe, Pb, Mn, Ni, Sr, Zn, polyphosphate. Để giảm hiện tượng gây nhiễu, thêm
250mg NaCN hoặc 50 mg Na
2
S.9H
2

O vào mẫu nước trước khi chuẩn độ. Nếu hàm lượng
kim loại quá cao thì không dùng phương pháp chuẩn độ EDTA để đo độ cứng.
3. Thu mẫu và bảo quản:
Thu mẫu trong chai nhựa hoặc thủy tinh và giữ ở nhiệt độ thấp (4
o
C). Phân tích mẫu
trong vòng vài ngày, không bảo quản mẫu quá lâu.
4. Thuốc thử
a) Dung dịch đệm pH=10: Hòa tan 6,7g NH
4
Cl trong 57mL NH
4
OH đậm đặc
(d=0,91) sau đó dùng nước cất pha loãng thành 100mL tiếp tục cho tiếp 1mL dung
dịch MgSO
4
0,05N và 0,5mL dung dịch EDTA 0,1N lắc đều.
b) Dung dịch mẹ EDTA 0,1N:
Pha loãng 1 ống EDTA 0,1N (C
10
H
14
O
8
N
2
Na
2
.2H
2

O) chuẩn do nhà sản xuất cung
cấp với nước cất thành 1000mL.
Hòa tan 18,612 g EDTA (đã sấy ở 80
o
C, để nguội trong bình hút ẩm) trong 400mL
nước cất, sau đó pha loãng thành 1000 mL. Chuẩn hóa nồng độ dung dịch EDTA
bằng dung dịch CaCO
3
tiêu chuẩn 0,1N. Đong 10 mL (V
2
) dung dịch CaCO
3
tiêu
chuẩn 0,1N, cho vào bình tam giác 250mL tiếp tục cho vào 90 mL nước cất, 2 mL
dung dịch đệm pH=10 và chỉ thị Eriochrome Black-T lắc đều, dung dịch có màu
hồng rượu vang. Dùng dung dịch EDTA mới pha ở trên chuẩn độ trên từ cho đến

8
khi dung dịch chuyển từ màu hồng rượu vang sang màu xanh lơ thì dừng lại, ghi
thể tích dung dịch EDTA đã sử dụng (V
1
). Điều chỉnh nồng độ dung dịch EDTA
cho chính xác bằng công thức thức: V
1
N
1
= V
2
N
2

.
c) Dung dịch chuẩn EDTA 0,01N: Pha 50mL dung dịch mẹ EDTA với nước cất
thành 500 mL.
d) Dung dịch CaCO
3
tiêu chuẩn 0,1N: Hoà tan 5 gam CaCO
3
trong vài giọt dung dịch
HCl 1:1, pha loãng với nước cất thành 200 mL, đun sôi 5-10 phút, dùng dung dịch
NH
4
OH 3N điều chỉnh pH của môi trường về bằng 7 sau đó pha loãng với nước
cất thành 1000mL.
e) Dung dịch MgSO
4
0,05N: Hòa tan 1,232gram MgSO
4
.7H
2
O trong một ít nước cất,
sau đó pha loãng thành 100mL.
f) Dung dịch NH
4
OH 3N: Hòa tan 22,5mL NH
4
OH đặc (d=0,91) với nước cất thành
100 mL.
g) Chỉ thị Eriochrome Black-T: Trộn 0,5 g Eriochrome Black T với 100 g NaCl đã
sấy khô ở 110
o

C và nghiền mịn. Giữ trong lọ nâu và đậy kín. Một cách khác, hòa
tan 4,5 g NH
2
OH.HCl và 0,5 g Eriochrome Black-T với 100 mL cồn ethanol 70
o
,
sử dụng trong vòng 2-3 tháng.
5. Tiến hành phân tích
a) Đong 50 mL mẫu nước cho vào bình tam giác
b) Tiếp tục cho vào 1-2 mL dung dịch đệm pH=10, thêm một lượng nhỏ Eriochrome
Black-T (một nhóm bằng hạt đậu) hoặc 3-4 giọt dung dịch Eriochrome Black-T
c) Lắc đều nếu có ion Ca
2+
, Mg
2+
trong mẫu nước sẽ có màu hồng rượu vang.
d) Dùng dung dịch EDTA 0,01N chuẩn độ cho đến khi dung dịch chuyển từ màu
hồng rượu vang sang màu xang lơ thì dừng lại, ghi thể tích dung dịch EDTA
0,01N đã sử dụng (V
1
). Lặp lại các bước trên một lần nữa, ghi thể tích (V
2
). Từ giá
trị V
1
và V
2
, tính thể tích trung bình (V
H
)

6. Tính kết quả
Tính độ kiềm theo công thức sau:
V x N x 50 x 1000
H (mg CaCO
3
/L) =
V
m

Trong đó:
− H là độ cứng tổng cộng
− V là thể tích trung bình dung dịch EDTA chuẩn độ (mL).
− N: là nồng độ đương lượng của dung dịch EDTA.
− V
m
là thể tích mẫu nước (mL)
Chú ý: Nếu mẫu nước có độ cứng quá thấp (<5 mg/L), tăng thể tích mẫu và thể tích dung dịch
đệm, dùng micro-buret khi chuẩn độ. Thực hiện phân tích mẫu trắng (blank) để loại trừ lượng
Mg có trong dung dịch đệm.


9
3500-Fe D. Phương pháp Phenanthroline (APHA et al., 1995)

1. Nguyên lý
Sắt bị khử thành dạng Fe
2+
bằng cách đun sôi với acid và hydroxylamine và được xử lý
với 1,10 phenanthroline ở pH 3,2 - 3,3. Ba phân tử phenanthroline tạo hợp chất càng cua
với mỗi một nguyên tử Fe

2+
thành dạng phức chất có màu đỏ-cam. Phức màu hấp thụ ánh
sáng tối đa (λ
max
) ở bước sóng 510ηm.
2. Các chất gây nhiễu và giới hạn phân tích
Các chất gây nhiễu trong phân tích gồm: chất oxy hóa, cyanide, nitrite, polyphosphate, Cr
và Zn (lớn hơn 10 lần của Fe), Co và Cu ( lớn hơn 5 mg/L), Ni (lớn hơn 2 mg/L. Bi, Cd,
Hg, Mo, và Ag gây kết tủa phenanthroline. Đun mẫu với acid để chuyển polyphosphate
thành orthophosphate và loại bỏ cyanide, nitrite. Xử lý hydroxylamine để loại bỏ các chất
oxy hóa. Trong trường hợp bị nhiễu do kim loại cao nên tăng thêm lượng phenanthroline
khi phân tích.
Hàm lượng Fe nhỏ hơn 10µg/L có thể xác định bằng máy quang phổ với độ dài truyền
quang 5 cm hoặc lớn hơn.
3. Thu mẫu và bảo quản mẫu
Rửa sạch chai đựng mẫu bằng acid (20%), tráng lại bằng nước cất trước khi thu mẫu. Thu
trực tiếp mẫu nước vào chai đối với mẫu phân tích Fe tổng số (Mẫu X), đối với mẫu phân
tích Fe hòa tan phải lọc mẫu qua giấy lọc 0,45 µm (Mẫu Y). Mẫu nước cần được cố định
với acid HCl (1 mL/100 mL mẫu nước) để tránh Fe bị bám dính trên thành của chai chứa
mẫu. Để phân tích Fe
2+
tốt nhất là thực hiện tại hiện trường bởi vì có thể có sự thay đổi tỉ
lệ Fe
2+
/Fe
3+
theo thời gian trong dung dịch acid (Mẫu Z). Fe trong mẫu nước cũng có thể
bị kết tủa trong quá trình vận chuyển khi tiếp xúc với không khí (bị oxy hóa).
4. Thiết bị
Thiết bị đun nóng, máy quang phổ

5. Thuốc thử
a) Dung dịch A: HCl đậm đặc
b) Dung dịch B (Hydroxylamine 10%): hòa tan 10g NH
2
OH.HCl với nước cất thành
100mL.
c) Dung dịch C (pH = 5): 250g CH
3
COONH
4
trong 150mL nước cất sau đó thêm
700mL CH
3
COOH đậm đặc.
d) Dung dịch D: hòa tan 100 mg Phenanthroline trong 100mL nước cất đã làm nóng
ở 80
0
C (không đun sôi). Nếu thêm vào nước cất 2 giọt HCl thì không cần thiết
phải đun trong quá trình pha.
e) Dung dịch chuẩn (Fe
2+
200mg/L):
Thêm 20mL H
2
SO
4
đậm đặc vào 50mL nước cất sau đó hoà tan 1,404g
Fe(NH
4
)

2
(SO
4
)
2
.6H
2
O. Thêm vài giọt KMnO
4
0,1N dung dịch sẽ có màu hồng

10
nhạt, pha loãng thành 1000mL.
Dung dịch Fe
2+
10mg/L: 5ml dung dịch Fe
2+
200mg/L pha loãng thành 100ml
6. Tiến hành:
a) Đong 25 mL mẫu nước cần phân tích vào bình tam giác
b) Thêm vào mẫu chuẩn và mẫu nước 1 mL dung dịch A và 1 mL dung dịch B
c) Sau đó, đem đun trên bếp cho cạn còn khoảng 10-15mL, đem để nguội
d) Định mức lại với nước cất thành 25mL
e) Chuẩn bị mẫu chuẩn theo sơ đồ sau:

f) Lấy 5 mL của 06 mẫu chuẩn và mẫu nước cân phân tích vào các ống nghiệm,
lần lượt thêm các thuốc thử sau:
g) 1 mL dung dịch C và 2 giọt dung dịch D (0,1 mL), lắc đều
h) Đo độ hấp thụ quang (A) ở bước sóng λ = 510 nm.
7. Tính kết quả
Dựa vào sự tương quan giữa nồng độ C và độ hấp thụ quang A của mẫu chuẩn, lập
phương trình tương quan dạng A = aC + b. Trong đó : A: Độ hấp thụ quang C: nồng độ
của mẫu chuẩn (mg/L)
Sau khi thiết lập phương trình, chúng ta thế độ hấp thụ quang (A
M
) của mẫu nước cần
phân tích vào phương trình chúng ta sẽ tính được nồng độ (C
M
) của Fe có trong mẫu
nước.
a
bA
C
M
M
−
=

8 mL
DDW
5 mL
DDW
5 mL
DDW
5 mL
DDW
5 mL
DDW
Fe
2+

10mg/L
2 mg/L 1 mg/L
0,5
mg/L
0,25
mg/L
0,125
mg/L
0 mg/L
5 mL
DDW
2 mL
5 mL
5 mL 5 mL 5 mL

11
5220. C COD. Hoàn lưu kín - chuẩn độ (APHA et al., 1995)

1. Nguyên lý
Hầu hết chất hữu cơ bị oxy hóa bởi Cr
2
O
7
2-
và acid sulfuric trong điều kiện đun nóng.
Mẫu nước được hoàn lưu trong dung dịch acid mạnh và một lượng thừa Cr
2
O
7
2-
.
Chất hữu cơ + Cr
2
O
7
2-
+ H
+
→ Cr
3+
+ CO
2
+ H
2
O
Sau khi công phá, lượng Cr
2
O

7
2-
thừa được chuẩn độ với Fe(NH
4
)
2
(SO
4
)
2
.6H
2
O (ferrous
ammonium sulfate) để xác định lượng Cr
2
O
7
2-
tham gia phản ứng, chất hữu cơ bị oxy hóa
được tính bằng đơn vị oxy (mg O
2
/L).
6Fe
2+
+ Cr
2
O
7
2-
+ 14H

+
→ 2Cr
3+
+ Fe
3+
+ 7H
2
O
2. Các chất gây nhiễu và giới hạn phân tích
Một số chất béo mạch thẳng bay hơi sẽ không bị oxy hóa vì không tiếp xúc với chất oxy
hóa (K
2
Cr
2
O
7
). Do đó, nếu dùng phương pháp công phá hở sẽ dẫn đến sai số. Phương
pháp công phá hở có thể chấp nhận khi hàm lượng COD trong mẫu nước lớn hơn 50 mg
O
2
/L. Đối với mẫu nước có hàm lượng COD nhỏ hơn 50 mg O
2
/L phải dùng phương
pháp công phá kín và sử dụng Ag
2
SO
4
làm chất xúc tác để làm tăng hiệu quả oxy hóa.
Mẫu nước lợ, mặn có chứa ion Cl
-

, dichromate sẽ oxy hóa ion Cl- dẫn đến sai số khi phân
tích. Hơn nữa ion Cl
-
sẽ phản ứng với Ag
2
SO
4
tạo nên chất kết tủa làm giảm hiệu quả xúc
tác của Ag
2
SO
4
.
Để cản ion Cl
-
, một lượng HgSO
4
được thêm vào với tỉ lệ HgSO
4
:Cl
-
là 10:1. Ion Cl
-
kết
hợp với Hg tạo thành HgCl
2
, hợp chất này không bị oxy hóa bởi K
2
Cr
2

O
7
. Khi dùng
HgSO
4
để cản ion trong nước có hàm lượng Cl
-
lớn hơn 2000 mg/L thì không hiệu quả và
khi sử dụng HgSO
4
với lượng lớn sẽ gây ô nhiễm môi trường. Vì vậy, phương pháp này
chỉ sử dụng tốt để phân tích nước có hàm lượng Cl
-
nhỏ hơn 2000 mg/L (3,5‰).
Ion NO
2
-
trong nước quá cao cũng dẫn đến sai số khi phân tích, 1 mg NO
2
-
sẽ tiêu thụ 1,1
mg O
2
khi bị oxy hóa. Trong nước hàm lượng NO
2
-
ít khi vượt quá 1 mg/L cho nên hiện
tượng gây nhiễu này thường được bỏ qua, nhưng nếu hàm lượng NO
2
-

vượt quá 1 mg/L
nên dùng 10 mg acid sunfamic cho mỗi mg NO
2
-
để cản ion này.
3. Thiết bị, máy móc
Ống nghiệm chịu nhiệt 16x100 mm. Máy công phá COD sâu 45-50 mm. Tủ sấy 150 ±
2
o
C
4. Thuốc thử
a) Dung dịch oxy hóa K
2
Cr
2
O
7
0,00417M (0,025N): Hòa tan 1,2259 g K
2
Cr
2
O
7
(sấy
khô 103
o
C trong 2 giờ) với 500 mL nước cất, thêm 167 mL H
2
SO
4

đậm đặc và
33,3 g HgSO
4
(nếu phân tích nước ngọt thì không dung HgSO
4
). Hòa tan, làm mát
rồi định mức thành 1000 mL.
b) Acid sulfuric: Hòa tan 5,5 g Ag
2
SO
4
trong 1kg H
2
SO
4
đậm đặc (550 mL), để yên
1-2 ngay để Ag
2
SO
4
hòa tan hoàn toàn.

12
c) Chỉ thị Ferroin: Hòa tan 1,458 g 1,10-phenanthroline (C
12
H
8
N
2
.H

2
O) và 0,695 g
FeSO
4
.7H
2
O. định mức thành 100 mL.
d) Dung dịch chuẩn độ Sulfate amôn sắt - FAS 0,025M (0,025N): Hòa tan 9,8 g
Fe(NH
4
)
2
(SO
4
)
2
.6H
2
O trong nước cất, thêm 20 mL H
2
SO
4
đậm đặc, làm nguội và
định mức thành 1000 mL. Chuẩn lại nồng độ FAS (khi phân tích) bằng dung dịch
K
2
Cr
2
O
7

theo các bước sau:
- Cho 2,5 mL nước cất vào ống nghiệm, thêm 1,5 mL dung dịch oxy hóa K
2
Cr
2
O
7

0,0167M và 3,5 mL H
2
SO
4
. Làm mát ở nhiệt độ phòng và thêm vào 1-2 giọt chỉ
thị ferroin. Chuẩn độ với dung dịch FAS
Thể tích của K
2
Cr
2
O
7
0,00417 M (mL)
Nồng độ của dung dịch FAS = x 0,025
Thể tích của FAS chuẩn độ (mL)
Từ dung dịch FAS 0,025 M pha thành dung dịch chuẩn độ FAS 0,01M
e) Sulfamic acid: Nếu có nitrite trong mẫu nước thì dùng Sulfamic acid với tỉ lệ 10:1
của acid sulfamic:nitrite.
f) Dung dịch chuẩn C
3
H
4

N
2
(Imidazole) hoặc HOOCC
6
H
4
COOK (KHP):
Hòa tan 663,6 mg Imidazole (đã sấy khô và nghiền mịn) trong 1000 mL nước cất.
Imidazole theo lý thuyết có giá trị COD là 1,507 mgO
2
/mg, do đó dung dịch này
có giá trị COD là 1.000 mg O
2
/L. Cách khác, hòa tan 425 mg trong nước cất và
định mức thành 1000 mL. KHP theo lý thuyết có giá trị COD là 1,176 mgO
2
/mg,
do đó dung dịch này có giá trị COD là 500 mgO
2
/L.
5. Tiến hành và tính kết quả
Rửa ống nghiệm và nắp đậy bằng dung dịch H
2
SO
4
20%. Lần lượt đong 2,5 mL nước cất
(mẫu trắng) và nước mẫu vào 2 ống nghiệm, thêm vào 1,5 mL dung dịch oxy hóa (dung
dịch a), cẩn thận cho vào tiếp 3,5 mL dung dịch acid sulfuric (dung dịch b). Đậy nắp ống
nghiệm và lắc nhẹ vài lần để trộn đều mẫu nước với thuốc thử. (Chú ý: quá trình thêm acid
sulfuric sẽ sinh nhiệt, dùng găng tay để đảm bảo an toàn trong khi thao tác).

Đặt ống nghiệm lên máy công phá COD, công phá mẫu ở 150
o
C trong 2 giờ. Sau đó, để
nguội, lắc đều rồi cho vào 1-2 giọt chỉ thị ferroin. Dùng dung dịch FAS 0,01M chuẩn độ
cho đến khi dung dịch chuyển từ màu xanh lam sang màu nâu đỏ thì dừng lại, lắc đều
trong khi chuẩn độ, ghi thể tích FAS. Tính hàm lượng COD theo công thức sau:
(A-B) × N × 8000
COD (mg O
2
/L) =
Thể tích mẫu (mL)
A: Thể tích FAS chuẩn độ cho mẫu trắng
B: Thể tích FAS chuẩn độ cho mẫu nước
N: Nồng độ đương lượng của dung dịch FAS
Để đánh giá về kỹ thuật phân tích và chất lượng hóa chất, tiến hành thử với dung
dịch chuẩn Imidazol hoặc KHP, dung dịch f.

13
4500-NH
3
F. Phương pháp Phenate (APHA et al., 1995)

1. Nguyên lý
Ammonia phản ứng với hypochlorite và phenol với chất xúc tác là sodium nitroprusside
sẽ tạo thành phức indophenol có màu xanh, phức này hấp thụ ánh sáng tối đa (λ
max
) ở
bước sóng 640ηm.
NH
3

+ ClO
-
NH
2
Cl + OH
-
NH
2
Cl + 2
OH
+ 2ClO
-
O
N
OH + 3HCl + 2OH
-
O
N
OH O
N
O- + H
+
Indophenol
NH
3
+ ClO
-
NH
2
Cl + OH

-
NH
2
Cl + 2
OHOH
+ 2ClO
-
O
N
OHO
N
OH + 3HCl + 2OH
-
O
N
OHO
N
OH O
N
O- + H
+
Indophenol

2. Các chất gây nhiễu và giới hạn phân tích
Ca và Mg bị kết tủa trong môi trường pH cao (do NaOH cho vào mẫu nước trong quá
trình phân tích) làm dung dịch bị đục làm ảnh hưởng đến kết quả đo độ hấp thụ quang.
Cho vào mẫu nước trisodium citrate để tránh hiện tượng kết tủa của Ca và Mg. Nếu mẫu
nước chứa H
2
S với hàm lượng cao, cần phải loại bỏ H

2
S bằng cách giảm pH xuống 3
bằng HCl và sục khí đến khí không còn mùi của H
2
S.
3. Thu mẫu và bảo quản
Thu mẫu vào chai 125 mL, bảo quản lạnh (4
o
C) trong 24 giờ hoặc làm giảm pH<2 và bảo
quản lạnh (4
o
C) trong 28 ngày. Nếu dùng acid để bảo quản mẫu, cần trung hòa trước khi
phân tích. Đo nhiệt độ và pH của nước tại thời điểm thu mẫu để tính ra hàm lượng N-
NH
3
sau khi phân tích.
4. Thiết bị
Máy quang phổ (Spectrophotometer)
5. Thuốc thử
a) Nước cất không đạm: Hòa tan 2 mL FeSO
4
.7H
2
O có nồng độ 100g/L vào 1.000
mL nước máy, thêm vào 0,1-0,2 mL H
2
SO
4
đậm đặc để hạ pH <4,5 (phản ứng với
chỉ thị methyl da cam). Sau đó, chưng cất đến khi còn lại ¼ thể tích, chú ý loại bỏ

50 mL nước cất đầu tiên.
b) Dung dịch A: Hòa tan 11,1 mL C
6
H
5
OH (>89%) với Ethanol 95% thành 100 mL.
Dung dịch này chỉ sử dụng trong vòng 1 tuần.
Chú ý: mang găng tay, kính bảo vệ mắt và thao tác trong tủ hút khi pha dung dịch
phenol.
c) Dung dịch B: Hòa tan 0,5 g Sodium Nitroprusside - Na
2
[Fe(CN)
5
NO].2H
2
O
(sodium nitroferricyanide) với 100 mL nước cất không đạm. Chức trong lọ nâu và
sử dụng trong vòng 1 tháng.

14
d) Dung dịch C: Hòa tan 20 g Trisodium citrate (C
6
H
5
Na
3
O
7
.2H
2

O) và 1 g NaOH với
nước cất không đạm thành 100 mL, sau đó thêm vào 25 mL NaOCl 5%. Dung
dịch C tốt nhất nên chuẩn bị mới mỗi ngày.
e) Dung dịch chuẩn:
− Dung dịch mẹ N-NH
4
500mg/L: Hòa tan 0,2358g (NH
4
)
2
SO
4
với nước cất không
đạm thành 100mL.
− Dung dịch chuẩn N-NH
4
10 mg/L: pha 1ml dung dịch mẹ (500mg/L) với nước cất
không đạm thành 50 mL.
6. Tiến hành phân tích
a) Mẫu nước phải được lọc áp lực qua giấy lọc 0,45 µm trước khi tiến hành phân
tích.
b) Chuẩn bị mẫu chuẩn theo sơ đồ:

c) Lấy 5 mL của 06 mẫu chuẩn và mẫu nước cân phân tích vào các ống nghiệm, lần
lượt thêm các thuốc thử sau:
d) 4 giọt (0,2 mL) dung dịch A, lắc đều.
e) 4 giọt (0,2 mL) dung dịch B, lắc đều.
f) 10 giọt (0,5 mL) dung dịch C, lắc đều.
g) Đậy mẫu, ủ trong nhiệt độ phòng và trong điều kiện ánh sáng yếu trong vòng 30’.
Đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 630 ηm (nước ngọt) và 640 ηm (nước lợ).
7. Tính kết quả
Dựa vào sự tương quan giữa nồng độ C và độ hấp thụ quang A của mẫu chuẩn, lập
phương trình tương quan dạng A = aC + b. Trong đó : A: Độ hấp thụ quang C: nồng độ
của mẫu chuẩn (mg/L)
Sau khi thiết lập phương trình, chúng ta thế độ hấp thụ quang (A
M
) của mẫu cần phân tích
vào phương trình chúng ta sẽ tính được nồng độ (C
M
) của TAN có trong mẫu nước.
9 mL
DDW
5 mL
DDW
5 mL
DDW
5 mL
DDW
5 mL
DDW
N-NH

4
+

10mg/L
1 mg/L
0,5
mg/L
0,25
mg/L
0,125
mg/L
0,0625
mg/L
0 mg/L
5 mL
DDW
1 mL
5 mL
5 mL 5 mL 5 mL

15

a
bA
C
M
M
−
=
Chú ý: Kết quả thu được từ quá trình phân tích trên là tổng đạm amôn - TAN (Total Ammonia

Nitrogen). Tra bảng mối tương quan giữa nhiệt độ và pH với tỉ lệ NH
3
/TAN để tính hàm lượng
N-NH
3
.


Bảng tỉ lệ % NH
3
theo pH và nhiệt độ

pH
Nhiệt độ (
o
C)
16 18 20 22 24 26 28 30 32
7.0
0.30 0.34 0.40 0.46 0.52 1.60 0.70 0.80 0.92
7.2
0.47 0.54 0.63 0.72 0.82 0.95 1.10 1.27 1.00
7.4
0.74 0.56 0.99 1.14 10.30 1.50 1.73 2.60 2.36
7.6
1.17 1.35 1.56 1.79 2.05 2.35 2.72 3.13 3.96
7.8
1.84 2.12 2.45 2.80 3.21 3.65 0.00 4.88 5.72
8.0
2.88 3.32 3.83 4.37 4.99 5.71 6.55 7.52 8.75
8.2

4.49 5.16 5.94 5.76 7.68 8.75 10.00 11.41 13.22
8.4
6.93 7.94 9.09 10.30 11.65 13.20 14.98 16.96 19.46
8.6
10.56 12.03 13.68 15.40 17.28 19.42 21.83 24.45 27.66
8.8
15.76 17.82 20.08 22.38 24.88 27.64 30.68 33.90 37.76
9.0
22.87 25.57 25.47 31.37 34.42 37.71 41.23 44.84 49.02
9.2
31.97 35.28 38.65 42.01 45.41 48.96 52.65 56.30 60.38
9.4
42.68 46.32 50.00 53.45 56.86 60.33 63.79 67.12 70.72
9.6
54.14 54.77 61.31 64.54 67.63 70.67 73.63 76.39 79.29
9.8
65.17 68.43 74.53 74.25 76.81 79.25 61.57 83.68 85.85
10.0
74.78 77.46 79.92 82.05 84.90 85.25 87.52 89.05 90.58
10.2
82.45 84.48 86.32 87.87 89.27 90.56 91.75 92.80 93.84

16
4500-P D. Phương pháp SnCl
2
(APHA et al., 1995)

1. Nguyên lý
Muối orthophosphate trong môi trường acid, ion PO
4
3-
sẽ phản ứng với thuốc thử
Molybdate ammonium cho một phức chất ammonium phosphomolybdate, màu vàng
chanh.
PO
4
3-
+ 12(NH
4
)
2
MoO
2
+ 24H
+
= (NH
4
)
2
PO
4

.12MoO
3
+ 21NH
4
+
+ 12H
2
O
(Ammonium phosphomolybdate)
Với sự hiện diện của các chất khử như SnCl
2
, dạng ammonium phosphomolybdate bị khử
thành dạng molybden blue có màu xanh. Cường độ màu đậm hay nhạt phụ thuộc vào hàm
lượng ion PO
4
3-
có trong mẫu nước lúc ban đầu.
(NH
4
)
3
PO
4
.12MoO
3
+ Sn
2+
+ 16H
+
= (NH

4
)
3
PO
4
.(4MoO
2
.2MoO
3
)
2
+ Sn
4+
+
8H
2
O
Phức màu này hấp thụ ánh sáng tối đa (λ
max
) ở bước sóng 690 ηm.
2. Các chất gây nhiễu và giới hạn phân tích
SiO
2
và AsO
4
3-
gây nhiễu dương khi mẫu nước bị đun nóng. Các chất AsO
4
3-
, F

-
, thorium
(Th), bismuth (Bi), sulfide, thiosulfate, thiocyanate gây nhiễu âm. Fe
2+
gây nhiễu khi hàm
lượng lớn hơn 100 mg/L. Cl
-
gây nhiễu khi hàm lượng lớn hơn 75 mg/L và có sử dụng
HNO
3
trong quá trình phân tích.
Hàm lượng lượng thấp nhất có thể phát hiện bằng phương pháp này là 3 µg/L.
3. Thu mẫu và bảo quản
Thu mẫu vào chai 125 mL, bảo quản lạnh (4
o
C) trong 24 giờ, bảo quản ở -20
o
C trong 28
ngày.
4. Thiết bị
Máy quang phổ (Spectrophotometer), máy đo pH.
5. Thuốc thử
a) Dung dịch acid mạnh: Cho từ từ 30 mL H
2
SO
4
đậm đặc vào 60 mL nước cất. Làm
nguội, tiếp tục cho vào 0,4 mL HNO
3
đậm đặc, sau đó pha thành 100 mL.

b) Dung dịch A (Amonium molybdate): Cân 2,5 g (NH
4
)
6
Mo
7
O
24
.4H
2
O hòa tan trong
17,5 mL nước cất. Đong 28 mL H
2
SO
4
đậm đặc pha với 40mL nước cất, để nguội.
Trộn lẫn hai dung dịch lại rồi pha loãng với nước cất thành 100 mL
c) Dung dịch B (SnCl
2
): Cân 2,5g SnCl
2
.H
2
O hòa tan trong 100mL Glycerin (Cung
cấp nhiệt). Bảo quản dung dịch ở tủ lạnh
d) Dung dịch chuẩn
Dung dịch mẹ P-PO
4
3-
500 mg/L: hòa tan 0,2197g KH

2
PO
4
trong 100 mL nước cất

17
Dung dịch chuẩn P-PO
4
10mg/L: hòa tan 1mL dd P-PO
4
500mg/L với nước cất
thành 50 mL
6. Tiến trình phân tích
a) Trước khi phân tích cần điều chỉnh pH của mẫu nước. Lấy 100 mL mẫu nước đã
lọc qua giấy lọc 0,45 µm, thêm vào 1 giọt phenolphthalein. Nếu mẫu nước không
có màu thì thực hiện các bước phân tích tiếp theo. Nếu mẫu nước có màu hồng thì
cho vào từng giọt dung dịch acid mạnh cho đến khi mất màu. Trong trường hợp
thêm 5 giọt acid mạnh mà dung dịch vẫn còn màu hồng, pha loãng mẫu nước sau
đó tiếp tục thêm acid mạnh đến khi mất màu.
b) Chuẩn bị mẫu chuẩn theo sơ đồ:









c) Lấy 5 mL của 06 mẫu chuẩn và mẫu nước cân phân tích vào các ống nghiệm, lần

lượt thêm các thuốc thử sau:
d) 4 giọt (0,2 mL) dung dịch A, lắc đều
e) 1 giọt dung dịch B, lắc đều
f) Đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 690nm sau 10 phút và trước 15 phút
7. Tính kết quả
Dựa vào sự tương quan giữa nồng độ C và độ hấp thụ quang A của mẫu chuẩn, lập
phương trình tương quan dạng A = aC + b. Trong đó : A: Độ hấp thụ quang C: nồng độ
của mẫu chuẩn (mg/L)
Sau khi thiết lập phương trình, chúng ta thế độ hấp thụ quang (A
M
) của mẫu cần phân tích
vào phương trình chúng ta sẽ tính được nồng độ (C
M
) của P-PO
4
3-
có trong mẫu nước

a
bA
C
M
M
−
= (1)
Chú ý: Nếu mẫu nước bị pha loãng trong quá trình điều chỉnh pH, nhân kết quả phân tích từ
công thức (1) với hệ số pha loãng để được hàm lượng P-PO
4
3-
của mẫu nước.

9 mL
DDW
5 mL
DDW
5 mL
DDW
5 mL
DDW
5 mL
DDW
P-PO
4
3
-

10mg/L
1 mg/L
0,5
mg/L
0,25
mg/L
0,125
mg/L
0,0625
mg/L
0 mg/L
5 mL
DDW

1 mL
5 mL
5 mL 5 mL 5 mL

18
4500-NO
2
-
B. Phương pháp so màu (APHA et al., 1995)

1. Nguyên lý
Nitrite (NO
2
-
) trong môi trường acid mạnh sẽ hình thành HNO
2
, HNO
2
mới hình thành sẽ
kết hợp với sulfanilamide thành muối diazonium sulfanilamide.

Sau đó muối diazonium sulfanilique sẽ kết hợp với thuốc thử N-(1-Naphthyl)-
ethylenediamine dihydrochloride to thành phức chất có màu đỏ tía.

Cường độ màu đậm hay nhạt tùy thuộc vào hàm lượng NO
2
-
có trong mẫu nước. Phức
màu hấp thụ ánh sáng tối đa (λmax) ở bước sóng 543 ηm.
2. Các chất gây nhiễu và giới hạn phân tích

NCl
3
làm sai lệch màu đỏ của phức màu. Các ion sau đây gây kết tủa như Sb
3+
, Au
3+
,
Bi
3+
, Fe
3+
, Pb
2+
, Hg
2+
, Ag
+
, PtCl
6
2-
, VO
3
2-
. Ion Cu làm giảm xúc tác và phân hủy muối
diazonium.
3. Thu mẫu và bảo quản:
Thu mẫu vào chai 125 mL, bảo quản lạnh (4
o
C) trong 24 giờ, bảo quản ở -20
o

C trong vài
ngày. Không dùng acid để bảo quản mẫu khi phân tích NO
2
-
.
4. Thiết bị
Máy quang phổ (Spectrophotometer), nồi đun.
5. Thuốc thử
a) Nước cất không chứa NO
2
-
: Thêm vào 1 lít nước cất 1 mL H
2
SO
4
đậm đặc, 0,2 mL
MnSO
4
(36,4 g MnSO
4
.H
2
O/100 mL) và 1-3 mL KMnO
4
(400 mg KMnO
4
/L). Sau
đó chưng cất lại, chú ý loại bỏ 50 mL nước cất đầu tiên. Dùng nước cất này để pha
thuốc thử và mẫu chuẩn.
b) Dung dịch hiện màu: Hòa tan 80 mL nước cất với 10 mL acid phosphoric 85% và

1g sulfanilamide. Khi sulfanilamide hòa tan hoàn toàn, thêm vào 0,1 g N-(1-
naphthyl)-ethylenediamine dihydrochloride, pha với nước cất thành 100mL.
c) Dung dịch Sodium oxalate 0,025M (0,05N): Hòa tan 0,335 g Na
2
C
2
O
4
chuẩn với
nước cất thành 100mL.
d) Dung dịch ferrous ammonium sulfate (FAS) 0,05M (0,05N): Hòa tan 1,9607 g
Fe(NH
4
)(SO
4
)
2
.6H
2
O với 2 mL H
2
SO
4
đậm đặc sau đó hòa tan với nước cất thành
100 mL. Xác định nồng độ của FAS theo bước 5220C.4d (Phân tích COD).
SO
2
NH
2
NH

2

+ NO
2
-
+ 2H
+

→
SO
2
NH
2
N=N
+

+ 2H
2
O
SO
2
NH
2
N=N
+

NHCH
2
CH
2

NH
2


+
→

NHCH
2
CH
2
NH
2


N=N SO
2
NH
2

+ H
+


19
e) Dung dịch KMnO
4
chuẩn 0,01M (0,05N): Dùng dung dịch KMnO
4
chuẩn do các

nhà sản xuất cung cấp. Nếu dùng hóa chất dạng rắn thì hòa tan 1,6 g KMNO
4

trong 1 L nước cất, giữ trong lọ nút mài nâu ít nhất 1 tuần. Gạn bỏ cặn, sau đó
chuẩn hóa nồng độ theo quy trình sau:
Cân 100-200 mg Na
2
C
2
O
4
khan (chính xác 0,1 mg) trong cốc 400 mL. Thêm lần
lược 100 mL nước cất, khuấy đều cho đến khi hòa tan hoàn toàn, thêm 10 mL 1+1
H
2
SO
4
, làm nóng 90-95
o
C. Chuẩn độ bằng dung dịch KMnO
4
đến khi xuất hiện
màu tím nhạt (tồn tại ít nhất 1 phút) thì dừng lại, ghi thể tích chuẩn độ (A) . Không
để nhiệt độ giảm xuống dưới 85
o
C trong khi chuẩn độ, có thể làm nóng cốc trong
khi chuẩn độ nếu cần thiết. 100 mg Na
2
C
2

O
4
sẽ tiêu thụ 6 mL dung dịch KMnO
4
.
Thực hiện chuẩn độ với mẫu trắng và H
2
SO
4
, ghi thể tích chuẩn độ (B). Tính nồng
độ KMnO
4
theo công thức sau: KMnO
4
(N) = (g Na
2
C
2
O
4
)/[(A-B)x 0,33505]
f) Dung dịch chuẩn:
− Dung dịch mẹ N-NO
2
-
250 mg/L: Hoà tan 0,1232 g NaNO
2
với nước cất không
đạm thành 100 mL. Vì NaNO
2

dễ bị oxy hóa trong điều kiện ẩm, cần chuẩn hóa
hàm lượng N-NO
2
-
theo quy trình sau: Đong 50 mL KMnO
4
chuẩn 0,01M
(0,05N), 5 mL H
2
SO
4
đậm đặc và 50 mL dung dịch mẹ N-NO
2
-
, đặt đầu pipet
ngập trong dung dịch KMnO
4
khi thêm dung dịch mẹ. Lắc đều và làm nóng đến
70-80
o
C. Làm mất màu KMnO
4
bằng cách thêm 10 mL Na
2
C
2
O
4
0,025M. Chuẩn
độ Na

2
C
2
O
4
thừa bằng KMnO
4
0,01M đến khi màu tím nhạt thì dừng lại, ghi thể
tích. Nếu dùng dung dịch FAS thay thế cho Na
2
C
2
O
4
thì không cần làm nóng
nhưng kéo dài thời gian phản ứng giữa KMnO
4
và Fe
2+
đến 5 phút trước khi chuẩn
độ với KMnO
4
. Tính nồng độ N-NO
2
-
của dung dịch mẹ theo công thức:
− A = {[(BxC) – (DxE)] x 7}/F

với A: mg N-NO
2

-
/mL; B: tổng mL KMnO
4
sử
dụng; C: nồng độ N của KMnO
4
; D: tổng thể tích của chất khử; E: Nồng độ N của
chất khử; F: mL của dung dịch mẹ NaNO
2
.
− Dung dịch chuẩn N-NO
2
-
10 mg/L: Dựa vào nồng độ chuẩn hóa của dung dịch mẹ,
pha thành dung dịch chuẩn 5 mg/L.
6. Tiến hành phân tích
a) Mẫu nước phải được lọc qua giấy lọc 0,45 µm trước khi tiến hành phân tích. Điều
chỉnh pH của mẫu nước về 5-9 bằng HCl hoặc NH
4
OH (1N) nếu cần thiết.
b) Chuẩn bị mẫu chuẩn theo sơ đồ sau:







1 mL
5 mL

5 mL 5 mL 5 mL
9 mL
DDW
5 mL
DDW
5 mL
DDW
5 mL
DDW
5 mL
DDW
N-NO
2
-

10mg/L
1 mg/L
0,5 mg/L 0,25 mg/L
0,125 mg/L 0,0625 mg/L
0 mg/L
5 mL
DDW

20
c) Lấy 5 mL của 06 mẫu chuẩn và mẫu nước cân phân tích vào các ống nghiệm.
d) Thêm 10 giọt (0,5 mL) dung dịch hiện màu, lắc đều.
e) Đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 540 nm.
7. Tính kết quả
Dựa vào sự tương quan giữa nồng độ C và độ hấp thụ quang A của mẫu chuẩn, lập
phương trình tương quan dạng A = aC + b. Trong đó : A: Độ hấp thụ quang C: nồng độ

của mẫu chuẩn (mg/L)
Sau khi thiết lập phương trình, chúng ta thế độ hấp thụ quang (A
M
) của mẫu cần phân tích
vào phương trình chúng ta sẽ tính được nồng độ (C
M
) của N-NO
2
-
có trong mẫu nước

a
bA
C
M
M
−
=

21
4500-NO
3
-
E. Phương pháp khử cadmium (APHA et al., 1995)

1. Nguyên lý
Nitrate (NO
3
-
) bị khử thành NO

2
-
khi đi qua cột cadmium (Cd), phương trình phản ứng
xảy ra như sau:
NO
3
-
+ H
2
O + Cd → NO
2
-
+ Cd
2+
+ OH
-

NO
2
-
hình thành được xác định bằng phương pháp so màu diazonium (4500-NO
2
-
B.)
2. Các chất gây nhiễu và giới hạn phân tích
Hàm lượng vật chất lơ lửng quá cao làm giảm hiệu suất của cột khử, lọc mẫu qua giấy lọc
0,45 µm trước khi cho qua cột khử. Các ion kim loại như Fe
2+
, Cu
2+

và các kim loại khác
cũng làm giảm hiệu suất của cột khư khi hàm lượng đạt vài mg/L, dùng EDTA để loại trừ
ảnh hưởng này. Dầu, mỡ trong mẫu nước sẽ bao quanh bề mặt các hạt Cd là giảm sự tiếp
xúc của mẫu nước với hạt Cd, do đó mẫu nước cần loại dầu mỡ bằng dung môi hữu cơ
trước khi cho qua cột khử. Dư lượng chlorine sẽ oxy hóa Cd cũng làm giảm hiệu suất của
cột khử, có thể kiểm tra dư lượng chlorine bằng chỉ thị DPD và khử chlorine bằng
Na
2
S
2
O
3
.
NCl
3
làm sai lệch màu đỏ của phức màu. Các ion sau đây gây kết tủa như Sb
3+
, Au
3+
,
Bi
3+
, Fe
3+
, Pb
2+
, Hg
2+
, Ag
+

, PtCl
6
2-
, VO
3
2-
. Ion Cu làm giảm xúc tác và phân hủy muối
diazonium.
3. Thu mẫu và bảo quản:
Thu mẫu vào chai 125 mL, bảo quản lạnh (4
o
C) trong 24 giờ, dùng 5 giọt H
2
SO
4
đđ và
giữ lạnh (4
o
C) nếu bảo quản lâu hơn. Không dùng acid để bảo quản mẫu khi phân tích
NO
2
-
.
4. Thiết bị
Máy quang phổ (Spectrophotometer), cột khử cadmium.
5. Thuốc thử
a) Hạt Cu-Cd: Rửa 25 g hạt Cd mới hoặc đã sử dụng qua các hóa chất sau: 100 mL
Acetone trong 1 phút; rữa bằng nước cất 3 lần cho sạch Acetone; thêm 100 mL
acid HCl 6N (18%), trong 1 phút; rữa bằng nước cất 3 lần cho sạch HCl; thêm từ
từ dung dịch CuSO

4
2% trong 1 phút; rữa sạch dung dịch Coating (3 lần) và bảo
quản cột bằng dung dịch NH
4
Cl-EDTA pha loãng .
b) Dung dịch hiện màu (xem phương pháp 4500-NO
2
-
B.)
c) Dung dịch HCl 6N: Hòa tan HCl đậm đặc và nước cất tỉ lệ 1:1
d) Dung dịch CuSO
4
2%: Hòa tan 10g CuSO
4
.5H
2
O + 25 mL H
2
SO
4
đđ với nước cất
thành 500 mL.
e) Dung dịch NH
4
Cl-EDTA: Hòa tan 13 g NH
4
Cl và 1,7 g EDTA trong 900 mL nước
cất, điều chỉnh pH về 8,5 bằng NH
4
OH đậm đặc rồi pha thành 1000 mL.

22
f) Dung dịch NH
4
Cl-EDTA pha loãng: hòa tan 300 mL dung dịch NH
4
Cl-EDTA với
nước cất thành 500 mL.
g) Dung dịch mẹ N-NO
2
-
(250 mg/L) và dung dịch chuẩn (10 mg/L): (xem phương
pháp 4500-NO
2
-
B.).
h) Dung dịch mẹ N-NO
3
-
(1000 mg/L): Sấy khô KNO
3
ở 105
o
C trong 24 giờ. Hòa tan
0,7218 g với nước cất thành 100 mL, thêm 2 mL CHCl
3
để bảo quản trong vòng 6
tháng.
i) Dung dịch chuẩn N-NO
3

-
(10 mg/L): Pha 1 mL dung dịch mẹ với nước cất thành
100 mL.
6. Tiến hành phân tích
a) Chuẩn bị cột khử: Đặt ở đáy cột khử một miếng sợi thủy tinh hoặc bông, đổ đầy
nước vào cột khử. Cho các hạt Cd-Cu đã xử lý (bước 5a) vào cột khử, đảm bảo
chiều cao của hạt Cd-Cu khoảng 18,5 cm và tránh bọt khí chứa trong cột khử. Đặt
một miếng sợi thủy tinh hoặc bông ở đầu trên của cột khử. Rửa cột khử bằng 200
mL dung dịch NH
4
Cl-EDTA pha loãng. Hoạt hóa cột bằng 100 mL dung dịch
chứa N-NO
3
-
0,25-1 mg/L.
b) Xử lý mẫu: Lấy 50 mL mẫu nước, Điều chỉnh pH của mẫu nước trong khoảng 7-9
bằng dung dịch HCl hoặc NaOH. Cho mẫu nước chảy qua cột khử với tốc độ 7-10
mL/phút. Loại bỏ 25 mL đầu và lấy phần còn lại để phân tích N-NO
2
-
.
c) Phân tích tích hàm lượng N-NO
2
-
của mẫu nước trước khi đi qua cột khử (B) và
sau khi đi qua cột khử (A) bằng phương pháp 4500-NO
2
-
B.
d) Thực hiện bước 6b và 6c với mẫu chuẩn N-NO

3
-
, sau đó tính hệ số hiệu chỉnh của
cột khử theo công thức sau:
Hàm lượng N-NO
3
-
của mẫu chuẩn (mg/L)
F (%) = x 100
Hàm lượng N-NO
2
-
đo được (mg/L)
7. Tính kết quả
Dựa vào kết quả đo hàm lượng của N-NO
2
-
trước và sau khi đi qua cột khử, hàm lượng
N-NO
3
-
của mẫu nước được tính theo công thức sau:
(A-B) x F
N-NO
3
-
(mg/L) =
100
Trong đó:
A là hàm lượng N-NO

2
-
của mẫu nước sau khi đi qua cột khử
B là hàm lượng N-NO
2
-
của mẫu nước trước khi đi qua cột khử
F là hệ số hiệu chỉnh của cột khử





23
4500-S
2-
D. Phương pháp Methylene Blue (APHA et al., 1995)

1. Nguyên lý
Nguyên lý của phương pháp này dựa trên phản ứng của hydrogen sulfide (H
2
S) với FeCl
3

và N,N-dimethyl-p-phenylenediamine tạo nên methylene blue (màu xanh). Ammonium
phosphate được thêm vào sau khi hiện màu để khử màu của FeCl
3
. Methylene blue hấp
thụ ánh sáng tối đa (λ
max

) ở bước sóng 664 nm.

2. Các chất gây nhiễu
Sulfite (SO
3
2-
) làm chậm phản ứng hiện màu nếu hàm lượng lớn hơn 10 mg/L ngay cả khi
hàm lượng H
2
S cao. Để khắc phục sự gây nhiễu của SO
3
2-
, tăng lượng Fe
3+
tham gia phản
ứng lên 2-6 lần.
3. Thu mẫu và bảo quản
Thu mẫu nước vào lọ nút mài nâu 125 mL, bảo quản ở 4
o
C trong 24 giờ. Nếu bảo quản
mẫu hơn 24 giờ phải cố định bằng 4 giọt acetate kẽm 2N trong 100 mL mẫu nước, thêm
NaOH để đảm bảo pH > 9. Chú ý, khi thu mẫu và sau khi cố định không để bọt khí xuất
hiện trong lọ mẫu nước.
4. Thuốc thử
a) Dung dịch A: Hòa tan 0,4 g C
8
H
14
Cl
2

N
2
với 1:1 HCl hoặc H
2
SO
4
thành 100 mL.
b) Dung dịch B: Hòa tan 4,3 g FeCl
3
.6H
2
O với 1:1 HCl hoặc H
2
SO
4
thành 100 mL.
c) Dung dịch C: Hòa tan 8,5 g (NH
4
)
2
HPO
4
với nước cất thành 100 mL.
d) Dung dịch mẹ Na
2
S.9H
2
O 100mg/L: Hòa tan 0,750g Na
2
S.9H

2
O trong 1000mL
nước cất không oxy (nước cất không oxy: đun nước cất lên sôi khoảng 10 phút
đem khỏi bếp bịt kín ngay ).
e) Dung dịch chuẩn Na
2
S.9H
2
O 1 mg/L: Hòa tan 1 mL dung dịch mẹ với nước cất
thành 100mL.










24
5. Tiến hành
a) Mẫu nước phải được lọc áp lực qua giấy lọc 0,45 µm trước khi phân tích.
b) Chuẩn bị mẫu chuẩn theo sơ đồ sau:

c) Lấy 5 mL của 06 mẫu chuẩn và mẫu nước cân phân tích vào các ống nghiệm, lần
lượt thêm các thuốc thử sau:
d) 10 giọt (0,5) mL dung dịch A, lắc nhẹ.
e) 5 giọt (0,25 mL) dung dịch B, lắc nhẹ
f) Đợi 3-5 phút, sau đó thêm 5 giọt (0,5 mL) dung dịch C
g) Đo độ hấp thụ quang của mẫu chuẩn và mẫu nước khi màu đã ổn định (khoảng 15
phút) ở bước sóng 665 nm.
Chú ý: Trong trường hợp mẫu nước được cố định bằng acetate kẽm thì lắc đều mẫu nước, lấy 10
mL kế đến cho lần lượt thêm các loại thuốc thử A, B, C, cuối cùng là lọc mẫu trước khi đo độ
hấp thụ quang.
6. Tính kết quả
Dựa vào sự tương quan giữa nồng độ C và độ hấp thụ quang A của mẫu chuẩn, lập
phương trình tương quan dạng A = aC + b. Trong đó : A: Độ hấp thụ quang C: nồng độ
của mẫu chuẩn (mg/L)
Sau khi thiết lập phương trình, chúng ta thế độ hấp thụ quang (A
M
) của mẫu cần phân tích
vào phương trình chúng ta sẽ tính được nồng độ (C
M
) của tổng sulfide có trong mẫu nước

a
bA
C
M
M
−

=
Dựa vào giá trị pH và nhiệt độ ở thời điểm thu mẫu để tính ra hàm lượng H
2
S theo bảng
sau:





9 mL
DDW
5 mL
DDW
5 mL
DDW
5 mL
DDW
5 mL
DDW
S
2
-

10mg/L
1 mg/L 0,5
mg/L
0,25
mg/L
0,125

mg/L
0,0625
mg/L
0 mg/L
5 mL
DDW
1 mL
5 mL
5 mL 5 mL 5 mL