Giáo trình hóa môi trường part 3 ppsx

GREEN EYE ENVIRONMENT
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG
TẦM NHÌN XANH

GREE
Tel: (08)5150181
Fax: (08)8114594
www.gree-vn.com


ThS: Huyønh Ngoïc Phöông Mai

© Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ trang này.
3-11

Henry [xem Phương trình (2 - 15)] đối với carbonaic khoảng 1.500 mg/L-atm ở nhiệt độ
25
0
C; vì vậy, nồng độ cân bằng của carbonic với không khí là 0,0003 x 1.500 hoặc
khoảng 0,45mg/L. Từ phương trình (16 - 7) có thể được tính toán rằng nước có độ
kiềm 100 mg/L được thổi khí đến trạng thái cân bằng với carbonic trong không khí phải
có pH khoảng 8,6. Nước vôi độ kiềm lớn hơn phải dẫn đến có pH cao hơn trong khi thổi
khí và mẫu nước có độ kiềm thấp dẫn đến pH thấp.

Sự thay đổi pH khi có mặt tảo

Nhiều nguồn nước mặt có điều kiện tốt để cho tảo phát triển. Ở những vùng tảo phát
triển mạnh, đặc biệt là ở nơi nước cặn, pH có thể đạt đến 10. Tảo sử dụng carbonic
cho các hoạt động quang tổng hợp của chúng và việc khử carbonic dẫn đến pH cao.
Chúng ta thấy rằng việc thổi khí khử carbonic dẫn đến pH có thể tăng đến 8 và 9 với độ

kiềm trung bình. Tảo có thể giảm nồng độ carbonic từ đó xuống dưới nồng độ cân bằng
trong không khí và tiếp theo có thể gây nên việc tăng pH rất cao. Khi pH tăng, các dạng
độ kiềm thay đổi với kết quả carbonic có thể được sử dụng cho sự phát triển của tảo
với cả dạng carbonate và bicarbonate theo phương trình cân bằng sau:

2HCO
3
-
→ CO
3
2-
+ H
2
O + CO
2

(3 - 21)

CO
3
2-
+ H
2
O → 2OH
-
+ CO
2
(3 - 22)

Vì vậy, việc khử khí carbonic bằng tảo dẫn đến chuyển các dạng độ kiềm từ

bicarbonate thành carbonate và từ carbonate đến hydroxide. Cần lưu ý rằng trong quá
trình thay đổi này độ kiềm tổng cộng bằng hằng số (không đổi). Tảo có thể tiếp tục sử
dụng khí carbonic của nước cho đến khi pH tăng đến giá trị ảnh hưởng, thường trong
dãy pH 10 đến 11.

Vào ban đêm, tảo sản xuất khí carbonic thay vì tiêu thụ nó. Điều này xảy ra vì quá trình
hô hấp của chúng trong bóng tối cao hơn quá trình quang hợp tổng hợp. Việc sản xuất
carbonic này có ảnh hưởng ngược và dẫn đến làm giảm pH. Sự thay đổi ban ngày của
pH do quá trình quang tổng hợp và hô hấp thường xảy ra trong nước mặt.

Trong nước tự nhiên chứa một lượng đáng kể Ca
2+
, carbonate canxi kết tủa khi nồng
độ ion carbonate, theo Phương trình (3 - 21), đủ lớn để tích hòa tan của CaCO
3
đủ:

Ca
2+
+ CO
3
2-
→ CaCO
3
(3 - 23)
Việc kết tủa này thường xảy ra trước khi pH vượt quá 10. Carbonate canxi lắng cặn
nhỏ kết quả của việc khử carbonic qua hoạt động của tảo tạo nên các cặn lắng là hỗn
hợp của sét và vôi trong hồ. Cặn lắng sét vôi là tiền thân của đá vôi.

Độ kiềm của nước lò hơi

Nước lò hơi chứa cả độ kiềm carbonate và hydroxide. Cả hai loại độ kiềm này nhận
được từ độ kiềm bicarbonate của nước đưa vào lò hơi. Khí carbonic không hòa tan
trong nước lò hơi và được khử cùng với hơi nước nóng. Điều này làm tăng pH và
chuyển độ kiềm từ bicarbonate thành carbonate và từ carbonate thành hydroxide như

GREEN EYE ENVIRONMENT
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG
TẦM NHÌN XANH

GREE
Tel: (08)5150181
Fax: (08)8114594
www.gree-vn.com


ThS: Huyønh Ngoïc Phöông Mai

© Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ trang này.
3-12

đã trình bày trong Phương trình (3 - 21) và (3 - 22). Dưới các điều kiện như vậy, pH
luôn cao hơn 11.


GREEN EYE ENVIRONMENT
CễNG TY MễI TRNG
TM NHèN XANH

GREE

Tel: (08)5150181
Fax: (08)8114594
www.gree-vn.com


ThS: Huyứnh Ngoùc Phửụng Mai

â Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rừ ngun khi bn phỏt hnh li thụng tin t trang ny.
4-1

CHNG 4

OXY HO TAN






4.1 KHI NIM CHUNG

Tt c cỏc sinh vt sng b ph thuc vo oxy dng ny hoc dng khỏc duy trỡnh
quỏ trỡnh trao i cht nhm sn sinh ra nng lng cho s tng trng hoc sinh sn.
Quỏ trỡnh hiu khớ l vn c quan tõm nht khi chỳng cn oxy t do.

Cỏc k s mụi trng quan tõm n iu kin khớ quyn cú liờn quan n mụi trng
cht lng, nc l cht lng ln nht v quan trng nht.

Tt c cỏc cht khớ ca khớ quyn hũa tan trong nc cỏc mc khỏc nhau. C nit
v oxy c phõn loi l cỏc cht hũa tan kộm v vỡ chỳng khụng phn ng vi nc

v mt húa hc, nờn hũa tan t l thun vi ỏp sut riờng phn ca chỳng. Hn na,
nh lut Henry cú th c s dng tớnh toỏn khi lng cú mt ca cỏc cht khớ
trng thỏi bóo hũa ti bt c nhit ó cho no. hũa tan ca c nit v oxy thay
i mt cỏch ỏng k theo nhit trong dóy m cỏc k s mụi trng quan tõm. Hỡnh
4.1 trỡnh by ng cong hũa tan ca hai cht khớ trong nc ct hoc l nc cú
hm lng cht rn thp nm cõn bng vi khụng khớ ti ỏp sut 760 mmHg. hũa
tan s nh hn trong nc mui.

hũa tan ca oxy khớ quyn trong cỏc ngun nc ngt nm trong khong t 14,6
mg/L 0
0
C n khong 7 mg/L 35
0
C di ỏp sut 1 atm. Vỡ nú l khớ hũa tan ớt,
hũa tan ca nú thay i t l thun vi ỏp sut ca khớ quyn ti nhit ó cho. Vỡ tc
oxy húa sinh hc tng cựng vi nhit v nhu cu oxy cng tng mt cỏch tng
ng, iu kin nhit cao, khi oxy hũa tan cú kh nng hũa tan thp nht l vic
liờn quan ln nht i vi k s mụi trng. Hu ht cỏc iu kin ti hn liờn quan
n thiu ht oxy hũa tan, trong thc t, k thut mụi trng xut hin vo nhng
thỏng hố khi nhit cao v hũa tan oxy mc thp nht. Vỡ lý do ny thng
thng mc hũa tan oxy khong 8 mg/L l cao nht di cỏc iu kin ti hn.

hũa tan thp ca oxy l yu t chớnh gii hn kh nng lm sch ca cỏc ngun
nc t nhiờn v cn phi x lý cht thi loi b cỏc cht ụ nhim trc khi x vo
ngun tip nhn. Trong quỏ trỡnh x lý sinh hc hiu khớ, hũa tan gii hn ca oxy l
quan trng nht vỡ nú kim soỏt tc hp th oxy ca mụi trng.


GREEN EYE ENVIRONMENT
CễNG TY MễI TRNG

TM NHèN XANH

GREE
Tel: (08)5150181
Fax: (08)8114594
www.gree-vn.com


ThS: Huyứnh Ngoùc Phửụng Mai

â Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rừ ngun khi bn phỏt hnh li thụng tin t trang ny.
4-2
25
20



Hỡnh 4.1 hũa tan ca oxy v nit trong nc ct c bóo hũa khụng khớ ỏp sut
760 mmHg.

hũa tan ca oxy trong nc mui thp hn so vi nc ngt. Vỡ lý do ny, hũa
tan i vi nhit ó cho gim liờn tc t nc ngt n nc ca sụng v nc
bin. Vic nh hng ny c ch th trong Bng 4.1, lit kờ hũa tan ca oxy ph
thuc vo nhit v hm lng clorua. Nng clorua c s dng nh s hn
hp nc bin v nc ngt trong mu nc. Nng ca clorua trong nc bin
khong 19.000 mg/L.

Trong nc ụ nhim giỏ tr bóo hũa cng thp hn trong nc sch. T s giỏ tr trong
nc ụ nhim v nc sch tham kho nh h s . Tc oxy hũa tan trong nc ụ
nhim thng nh hn trong nc sch v t s ny c tham kho nh giỏ tr . C

hai giỏ tr v l thụng s thit k quan trng trong vic la chn thit b thi khớ.












0
5
10
15
5
10 15 20 25 30
35
0
ẹo
ọ
hoứa tan
,
m
g
/L
Nitụ
oxy

0
CNhie
ọ
t ủo
ọ,

GREEN EYE ENVIRONMENT
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG
TẦM NHÌN XANH

GREE
Tel: (08)5150181
Fax: (08)8114594
www.gree-vn.com


ThS: Huyønh Ngoïc Phöông Mai

© Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ trang này.
4-3

Bảng 4.1 Độ hòa tan của oxy trong nước trong cân bằng với không khí khô ở áp suất
760 mmHg và chứa 20,9% oxy

Nồng độ clorua, mg/L Nhiệt độ
0
C
0 5.000 10.000 15.000 20.000
0 14,6 13,8 13,0 12,1 11,3

1 14,2 13,4 12,6 11,8 11,0
2 13,8 13,1 12,3 11,5 10,8
3 13,5 12,7 12,0 11,2 10,5
4 13,1 12,4 11,7 11,0 10,3
5 12,8 12,1 11,4 10,7 10,0
6 12,5 11,8 11,1 10,5 9,8
7 12,2 11,5 10,9 10,2 9,6
8 11,9 11,2 10,6 10,0 9,4
9 11,6 11,0 10,4 9,8 9,2
10 11,3 10,7 10,1 9,6 9,0
11 11,1 10,5 9,9 9,4 8,8
12 10,8 10,3 9,7 9,2 8,6
13 10,6 10,1 9,5 9,0 8,5
14 10,4 9,9 9,3 8,8 8,3
15 10,2 9,7 9,1 8,6 8,1
16 10,0 9,5 9,0 8,5 8,0
17 9,7 9,3 8,8 8,3 7,8
18 9,5 9,1 8,6 8,2 7,7
19 9,4 8,9 8,5 8,0 7,6
20 9,2 8,7 8,3 7,9 7,4
21 9,0 8,6 8,1 7,7 7,3
22 8,8 8,4 8,0 7,6 7,1
23 8,7 8,3 7,9 7,4 7,0
24 8,5 8,1 7,7 7,3 6,9
25 8,4 8,0 7,6 7,2 6,7
26 8,2 7,8 7,4 7,0 6,6
27 8,1 7,7 7,3 6,9 6,5
28 7,9 7,5 7,1 6,8 6,4
29 7,8 7,4 7,0 6,6 6,3
30 7,6 7,3 6,9 6,5 6,1

4.2 Ý NGHĨA MÔI TRƯỜNG CỦA OXY HÒA TAN

Trong chất thải lỏng, oxy hòa tan là yếu tố xem sự thay đổi sinh học được thực hiện
bằng sinh vật hiếu khí hay kị khí. Loại thứ nhất sử dụng oxy tự do để oxy các chất hữu
cơ hoặc vô cơ và sản xuất ra các sản phẩm cuối cùng không độc hại, ngược lại loại sau
thực hiện các oxy hóa như vậy qua việc khử qua muối không hữu cơ như sulfate và
sản phẩm cuối cùng thường rất có hại. Vì cả hai loại vi sinh vật thường có mặt ở khắp

GREEN EYE ENVIRONMENT
CễNG TY MễI TRNG
TM NHèN XANH

GREE
Tel: (08)5150181
Fax: (08)8114594
www.gree-vn.com


ThS: Huyứnh Ngoùc Phửụng Mai

â Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rừ ngun khi bn phỏt hnh li thụng tin t trang ny.
4-4

ni trong t nhiờn, nú l iu quan trng trong iu kin thun tin cho sinh vt hiu khớ
(iu kin hiu khớ) phi c duy trỡ; ngc li vi sinh vt k khớ s chim a s v kt
qu to thnh mựi hụi thi. Vỡ vy, vic o oxy hũa tan l rt quan trng duy trỡ iu
kin hiu khớ trong cỏc ngun nc t nhiờn tip nhn cỏc cht ụ nhim v trong quỏ
trỡnh x lý hiu khớ c thc hin lm sch nc thi sinh hot v cụng nghip.

Vic xỏc nh oxy hũa tan thng c s dng cho cỏc mc ớch khỏc nhau. Nú l
mt trong nhng thớ nghim n l quan trng nht m ngi k s mụi trng s
dng. Trong hu ht cỏc trng hp liờn quan n vic kim soỏt ụ nhim cỏc dũng
chy, nú l s mong mun duy trỡ iu kin thun li cho vic tng trng v sinh
sn ca qun th cỏ v cỏc loi sinh vt nc khỏc.

Vic xỏc nh oxy hũa tan phc v nh c s ca thớ nghim BOD; vỡ vy, chỳng l c
s ca hu ht cỏc thớ nghim phõn tớch quan trng c s dng ỏnh giỏ nng
ụ nhim ca nc thi sinh hot v cụng nghip. Tc oxy húa sinh húa cú th c
o bng vic nh lng oxy d trong h thng thi gian nht nh.

Cỏc quỏ trỡnh x lý hiu khớ ph thuc vo oxy hũa tan v thớ nghim cho nú l cn thit
nh cụng c kim soỏt tc thi khớ lm chc chn rng khi lng khụng khớ
c cung cp duy trỡ iu kin hiu khớ v cng trỏnh vic s dng quỏ mc
khụng khớ v nng lng.

Oxy l yu t quan trng trong quỏ trỡnh n mũn st v thộp, c bit trong h thng
phõn phi nc v trong lũ hi. Tỏch oxy t nc cp cho lũ hi bng phng phỏp
vt lý v húa hc l thc t thng gp trong cụng nghip v nng lng. Thớ nghim
oxy hũa tan phc v nh phng tin kim soỏt.

4.3 LY MU XC NH OXY HềA TAN

Cn phi cn trng trong khi ly mu xỏc nh oxy hũa tan. Trong hu ht cỏc
trng hp, mc oxy hũa tan s thp hn bóo hũa v vic tip xỳc vi khụng khớ s
dn n lm sai kt qu. Vỡ lý do ny, thit b ly mu c bit tng t nh thit b
c mụ t trong Standard Methods l cn thit. Tt c cỏc mu nh vy c thit
k da trờn nguyờn tc l vic tip xỳc vi khụng khớ l khụng th trỏnh c trong thi
gian chai ly mu c lm y.

Hu ht cỏc mu nc dựng xỏc nh oxy hũa tan c thu gom ti hin trng,
ú khụng thun tin thun tin thc hin ton b cỏc xỏc nh. Vỡ giỏ tr oxy cú
th thay i mt cỏch d dng theo thi gian do hot ng sinh hc, nu mu nc
khụng c n nh ngay sau khi ly mu. Qui trỡnh bỡnh thng l x lý mu vi cỏc
loi húa cht thụng dng c s dng trong thớ nghim xỏc nh oxy hũa tan v sau
ú tin hnh nh phõn khi mu nc c mang v phũng thớ nghim. Qui trỡnh ny
s cho kt qu thp i vi cỏc mu nc cú nhu cu iot cao v trong trng hp ny,
tt hn l bo qun mu bng cỏch thờm vo 0,7 mL acid sulfuaric m c v 0,02 g
natri azide. Khi thc hin iu ny xong, cn phi cho thờm 3 mL iot kim (alkali -
iodide) thay vỡ bỡnh thng l 2 mL vỡ mu cha mt lng acid d. Kt qu tt hn
cng thu c nu mu n nh c gi trong phũng ti v trong nc ó cho n

GREEN EYE ENVIRONMENT
CễNG TY MễI TRNG
TM NHèN XANH

GREE
Tel: (08)5150181
Fax: (08)8114594
www.gree-vn.com


ThS: Huyứnh Ngoùc Phửụng Mai

â Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rừ ngun khi bn phỏt hnh li thụng tin t trang ny.
4-5

khi vic phõn tớch cú th c hon thnh. Vic x lý húa hc s dng trong n nh
l dng tt c cỏc hot ng sinh hc v vic nh phõn cui cựng cú th c

thc hin sau ú 6 gi.

4.4 LA CHN HểA CHT TIấU CHUN O OXY HềA TAN

Hu ht cỏc phng phỏp xỏc nh oxy hũa tan ph thuc vo phn ng gii phúng ra
khi lng iod tng ng vi khi lng oxy hin din ban u, cựng vi vic o
tip theo khi lng iod gii phúng ra bng dung dch chun. Thiosulfate natri l cht
kh thng c s dng v dung dch tinh bt c s dng xỏc nh im kt
thỳc. Tt c cỏc phn ng trong thớ nghim oxy hũa tan liờn quan n quỏ trỡnh oxy húa
v kh. Tuy nhiờn, tinh bt c s dng nh cht ch th im kt thỳc v to thnh
phc iod - tinh bt vi iod t do t dung dch loóng to thnh mu xanh v chuyn
thnh khụng mu khi tt c iod t do b kh thnh ion iod.

La chn dung dch Thiosulfate N/40

Trng lng tng ng ca oxy l 8. Vỡ nng (normality) ca hu ht cỏc cht
nh phõn s dng trong phõn tớch nc v nc thi c iu chnh sao cho mi
millilit dung dch chun tng ng vi 1,0 mg ca cht c o, nh vy s dng
dung dch thiosulfate N/8. Vỡ vy, khi dung dch thiosulfate N/40 (N/8 x 1/5) c s
dng nh phõn 200 mL mu, giỏ tr oxy hũa tan tớnh bng milligram trờn lớt l tng
ng vi th tớch nh phõn tớnh bng miliilit. iu ny loi b s tớnh toỏn khụng cn
thit.

Chun b v chun dung dch thiosulfate N/40 (0,025 N)

Sodium thiosulfat (Na2S2O3.5H2O) cú th tn ti di dng tinh khit. Tuy nhiờn, do
cú cha gc nc, nú cú th b khụ i to thnh hp cht cú thnh phn xỏc nh v
thm chớ cú th mt nc ngay nhit phũng trong iu kin m thp. Do vy,
cn phi iu ch thiosulfat di dng dung dch cú nng cao hn nng cn thit
v chun li chỳng mi khi s dng.

Khi lng ng lng sodium thiosulfate khụng th c tớnh da vo cụng thc
ca nú v s thay i húa tr ca nhng cht kh. Chỳng cú th c tớnh toỏn da
vo cỏc cht oxy húa nh trong trng hp iodine.

2Na
2
S
2
O
3
.5H
2
O + I
2
ặ Na
2
S
4
O
6
+ 2NaI + 10H
2
O (4 - 1)

T Phng trỡnh (4 - 1) cú th tớnh l mi phõn t thiosulfate natri (Na2S2O3.5H2O) thỡ
tng ng vi mt nguyờn t iodine. Khi mi nguyờn t iodine nhn mt electron
trong quỏ trỡnh phn ng to thnh ion iodine, cú ngha l mi phõn t thiosulfate
cung cp mt in t khi oxy húa thnh tetrathionate hay,

2S
2
O
3
2-
+ I
2
ặ S
4
O
6
2-
+ 2I
-
(4 - 2)


GREEN EYE ENVIRONMENT
CễNG TY MễI TRNG
TM NHèN XANH

GREE
Tel: (08)5150181
Fax: (08)8114594
www.gree-vn.com


ThS: Huyứnh Ngoùc Phửụng Mai

â Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rừ ngun khi bn phỏt hnh li thụng tin t trang ny.

4-6

T nhng lý do trờn, cú th kt lun l khi lng ng lng ca thiosulfate natri
bng vi khi lng phõn t ; v nờn s dng mt lng d bng khong 1/40 ca
khi lng phõn t, (khong 6,205 g) iu ch mt lớt dung dch cú nng ln hn
N/40 mt chỳt. Thụng thng thỡ 6,5 g l .

Dung dch thiosulfate cú th c chun bng potassium dichromate hoc potassium bi
- iodate. C hai cú th tn ti dng tinh khit 100%. Thụng thng iu ch dung dch
N/40 bng cỏch cõn chớnh xỏc tinh th bng cõn phõn tớch v pha loóng chỳng vi mt
th tớch xỏc nh bng bỡnh nh mc. C hai cht chun ny phn ng vi ion iodide
trong dung dch acid gii phúng iodine:

Cr
2
O
7
2-
+ 6I
-
+ 14H
+
ặ 2Cr
3+
+ 3I
2
+ 7H
2
O (4 - 3)
2IO

3
-
+ 10I
-
+ 12H
+
ặ 6I
2
+ 6H
2
O (4 - 4)

Lng iodine gii phúng bng vi lng cht oxy húa s dng. Do ú, nu s dng 20
ml K
2
Cr
2
O
7
N/40 hay KIO
3
.HIO
3
thỡ s cú chớnh xỏc 20ml N/40 dung dch thiosulfat
c s dng trong chun .
Phn ng gia Cr
2
O
7
2-

v I
-
khụng xy ra ngay lp tc m cn cú khong 5 phỳt
hon tt phn ng. Sn phm Cr3+ cho mu xanh greenish-blue vi tinh bt. iu ny
cú th khc phc bng cỏch pha loóng mu trc khi chun . Chun bng
potassium bi - iodate c s dng ph bin v nú l cht chun duy nht c gii
thiu trong Standard Methods.

Dung dch thiosulfate b nh hng bi hot ng ca vi khun v bi CO2. Vi khun
sulfur oxi húa thiosulfate thnh sulfate di iu kin k khớ. CO2 lm gim pH l
nguyờn nhõn ca s phõn hy ion thiosulfate thnh SO
3
2-
v S. Cỏc ion SO
3
2-
bin i
thnh SO
4
2-
di tỏc dng ca oxy hũa tan. bo qun dung dch thiosulfat khi nh
hng ca vi khun v CO
2
ta cú th cho vo dung dch 0,4g NaOH/ Lit. Kt qu l pH
cao phũng trỏnh s tng trng ca vi khun v gi cho pH khụng b tt xung khi cú
mt lng nh tha CO
2
trong dung dch. Trỏnh hin tng tha NaOH vỡ iu ny
cng cú th lm dung dch mt tớnh n nh.

4.5 PHNG PHP XC NH OXY HềA TAN

Phng phỏp o oxy hũa tan c in c thc hin bng cỏch t núng mu ui
khớ hũa tan v xỏc nh oxy t mu khớ thu c ny nh ỏp dng phng phỏp phõn
tớch khớ. Phng phỏp ny ũi hi mt lng mu ln v thi gian thc hin di.

Phng phỏp Winkler hay Iodometric v nhng ci bin ca chỳng l nhng k thut
tiờu chun xỏc nh oxy hũa tan hin nay. Vic xột nghim tựy thuc vo lng O2
oxy húa Mn
2+
to thnh mt trng thỏi húa tr cao hn di iu kin kim v
manganese trng thỏi ny cú kh nng oxy húa I
-
thnh I2 trong mụi trng acid. Do
ú, lng I2 c gii phúng bng vi lng oxy hũa tan hin din trong mu. Iodine
c o vi dung dch tiờu chun thiosulfate natri v c gi tờn l oxy hũa tan.

Phng phỏp Winkler

GREEN EYE ENVIRONMENT
CƠNG TY MƠI TRƯỜNG
TẦM NHÌN XANH

GREE
Tel: (08)5150181
Fax: (08)8114594
www.gree-vn.com


ThS: Huỳnh Ngọc Phương Mai

© Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thơng tin từ trang này.
4-7

Phương pháp Winkler ngun gốc bị ảnh hưởng của rất nhiều chất làm cho kết quả
khơng chính xác. Ví dụ: một số chất oxy hóa như nitrite và Fe
3+
có thể oxy hóa I- thành
I
2
làm cho kết quả cao hơn, các chất khử như Fe
2+
, SO
3
2-
, S
2-
, và polythionate khử I
2

thành I
-
và làm cho kết qua nhỏ đi. Phương pháp Winkler ngun gốc chỉ có thể được
áp dụng với nước tinh khiết.

Các phản ứng trong phương pháp Winkler gồm:

(kết tủa trắng)
Mn
2+

+ 2OH
-
Ỉ Mn
(
OH
)
2
↓
(
4
–
5
)


Nếu khơng có oxy hiện diện, kết tủa trắng Mn(OH)
2
sẽ được hình thành khi thêm vào
mẫu MnSO
4
và alkali-iodine reagent (NaOH + KI). Nếu oxygen hiện diện trong mẫu,
một số Mn (II) được oxy hóa thành Mn(IV) và tạo kết tủa nâu. Phương trình phản ứng
như sau:

Mn
2+
+ 2OH
-
+ ½O
2

Ỉ MnO
2
↓ + H
2
O (4 - 6)
hay Mn(OH)
2
+ ½O
2
Ỉ MnO
2
↓ + H
2
O (4 - 7)


Q trình oxy hóa Mn(II) thành MnO
2
, người ta thường gọi là sự cố định oxy, q trình
xảy ra chậm, đặc biệt là ở nhiệt độ thấp. Cần phải lắc mạnh mẫu ít nhất trong 20 giây.
Trong trường hợp nước hơi mặn hay nước biển thì cần phải lắc lâu hơn.

Sau khi lắc mẫu một thời gian đủ để tất cả oxy phản ứng, các kết tủa được phép lắng
để phân thành 2 lớp ít nhất là cách bề mặt nước sạch 5 cm kể từ đỉnh, sau đó thêm
acid sulfuric vào. Trong điều kiện pH thấp cho kết quả là oxy hóa I- thành I2.

MnO
2
↓ + 2I
-

+ 4H
+
Ỉ Mn
2+
+ I
2
+ 2H
2
O (4 - 8)

I2 khơng hòa tan trong nước, nhưng dạng phức với iodine thừa tạo thành dạng hòa tan
tri - iodate, do đó tránh thất thốt I2 khỏi dung dịch:

I
2
+ I
-
Ỉ I
3
-
(4 - 9)

Nên đậy kín mẫu và lắc ít nhất trong 10 giây để phản ứng xảy ra hồn tồn.

Bây giờ mẫu đã sẵn sàng để chuẩn độ với thiosulfate N/40. Sử dụng thiosulfate N/40
để chuẩn 200 mL mẫu. Thêm vào các chất sử dụng trong phương pháp Winkler, phải
pha lỗng mẫu do đó cần phải lấy một lượng mẫu lớn hơn 200 mL để chuẩn. Khi sử
dụng chai 300 mL cần dùng 2 mL MnSO
4
và 2 mL alkali-KI. Khi cho 4ml dung dịch này

vào phải thao tác sao cho chúng đẩy xấp xỉ 4ml mẫu từ trong chai ra ngồi và cần phải
hiệu chỉnh lại. Khi cho vào 2 mL acid, khơng xảy ra sự oxy hóa, do vậy khơng cần phải
hiệu chỉnh cho thao tác này. Để thực hiện việc hiệu chỉnh khi cho vào 2 chất phản ứng
đầu tiên ta sử dụng 203ml mẫu để chuẩn độ.



GREEN EYE ENVIRONMENT
CễNG TY MễI TRNG
TM NHèN XANH

GREE
Tel: (08)5150181
Fax: (08)8114594
www.gree-vn.com


ThS: Huyứnh Ngoùc Phửụng Mai

â Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rừ ngun khi bn phỏt hnh li thụng tin t trang ny.
4-8

Chun 200 mL mu vi thiosulfate N/40, t ú tớnh lng oxygen mg/L.


Bin i Azide ca phng phỏp Winkler

Ion nitrite l mt trong nhng ion thng gp gõy nh hng trong quỏ trỡnh xỏc nh
oxy hũa tan. Aỷnh hng ny xy ra trong nc sau khi x lý sinh hc, trong nc
sụng v trong mu BOD. Nú khụng oxy húa Mn

2+
nhng nú oxy húa I- thnh I2 trong
mụi trng acid. Nú thng gõy nh hng bi tớnh kh ca nú, N
2
O
2
, c oxy húa
bi oxygen i vo trong mu trong khi chun , nú chuyn húa thnh NO
2-
v gõy bin
i chu k phn ng n ni cú th dn n sai kt qu phõn tớch (thng lm tng kt
qu phõn tớch). Cỏc phn ng bao gm:

2NO
2
-
+ 2I
-
+ 4H
+
ặ I
2
+ N
2
O
2
+ 2H
2
O (4 - 10)
v N2O2 + ẵO2 + H2O ( 2NO2- + 2H+ (4 - 11)

Khi cú s hin din ca nitrite thỡ khụng th cú sn phm cui c nh. Ngay lp tc,
mu xanh ca ch th tinh bt bin mt, nhng dng nitrite t phng trỡnh phn ng s
phn ng vi nhiu I
-
to thnh I
2
v mu xanh ca h tinh bt s quay tr li.

Hin tng Nitrite d dng khc phc bng cỏch s dng sodium azide (NaN
3
). Rt d
trn azide vo alkali-KI. Khi thờm acid sulfuric vo cỏc phn ng tip theo xy ra v
NO
2-
b phỏ hy:

NaN
3
+ H
+
ặ HN
3
+ Na
+
(4 - 12)
HN
3
+ NO
2

-
+ H
+
ặ N
2
+ N
2
O + H
2
O (4 - 13)

Bng cỏch ny, nh hng ca nitrite c ngn chn v phng phỏp Winkler tr
nờn n gin v ph bin.

4.6 PHNG PHP IN CC MNG O OXY HềA TAN

S dng mng in cc o DO ngy cng c ph bin do s phỏt trin ca
chỳng. Loi ny c bit hu hiu i vi vic xỏc nh profile DO trong dũng chy.
in cc cú th thp hn i vi s bin i sõu v nng DO, cú th c t mn
hỡnh ni vi in cc trờn b mt dũng chy. Chỳng cng cú th l lng trong b x lý
sinh hc giỏm sỏt mc DO mi thi im. Tc s dng oxygen sinh hc cng
cú th c xỏc nh bi v trớ ly mu cht lng trong 1 chai BOD v sau ú a in
cc vo quan sỏt tc phỏ hy oxygen. Chỳng cng cú th c s dng o
nhanh DO khi kim nh BOD. u im ca nú s thy rừ khi phi phõn tớch mt lng
mu ln. Kh nng d mang theo khi i o c lm cho mng in cc tr thnh mt
thit b tuyt vi.

Mng in cc thng c kim tra bng cỏch o mu ó c phõn tớch ch tiờu DO
bi phng phỏp Winkler. Do ú, mi li t k thut phõn tớch Winkler s c hon
thin bng in cc. Trong sut quỏ trỡnh o DO, mt vn rt quan trng l mu phi