báo cáo đề tài phân tích nước

Phân tích nước
Mục lục
Mục lục 1
1. ĐỘ pH 1
Một số kiến thức về máy đo pH 2
2.1 ĐỘ KIỀM (Alkalinity) 5
2.2 ĐỘ AXIT (Acidity) 7
3. ĐỘ ĐỤC (Turbidity) 7
Đơn vị : NTU, FTU 7
4. ĐỘ MÀU 9
5. THẾ ÔXY HÓA KHỬ (ORP/ Eh ) 10
6. ĐỘ DẪN ĐIỆN (EC) 12
7. ĐỘ MẶN (Salinity) 14
8. TỔng chẤt rẮn hòa tan (TDS) (Cặn hoà tan) 15
9. TỔNG CHẤT RẮN LƠ LỬNG (TSS) (Cặn không tan) 16
10. ĐỘ CỨNG (Hardness) 17
11. CANXI 21
12. OXY HÒA TAN (DO) 22
12.1 Phương pháp chuẩn độ Winkler cải tiến (azide modification) 24
12.2 Phương pháp đầu đo điện hóa 26
12.3 Phương pháp so màu 28
13. NHU CẦU OXY SINH HỌC (BOD5) 28
13.1 Nguyên tắc phương pháp chuẩn độ iod 30
13.2 Nguyên tắc phương pháp đo độ giảm áp suất bằng đầu dò 31
14. NHU CẦU ÔXY HÓA HỌC (COD) 33
14.1 Phương pháp KMnO4 (Chỉ số Permanganat) 34
14.2 Phương pháp K2Cr2O7 35
15. CACBON HỮU CƠ TỔNG SỐ (TOC) 37
17. TỔNG SẮT 40
18. NHÔM 42
19. CACBON DIOXIT (CO2) 43

20. HYDROGEN SUNFUA (H2S) 44
21. AMMONIUM (NH4) 45
22. NITRIT (NO2) 48
23. NITRAT (NO3) 49
a. Tổng quan 49
b. Nguyên tắc phương pháp cột khử Cd 50
c. Thực nghiệm 51
24. TỔNG NITƠ (Total Nitrogen ) 52
24a. Phương pháp phân hủy Kjehdahl: 52
24b. Phương pháp phân hủy mẫu bằng persunphat: 54
25. PHOSPHAT (PO4) 56
26. TỔNG PHOSPHO 58
Phân tích nước
27. PHÚ DƯỠNG HÓA 58
28. SILICA (SiO2) 60
29. SUNPHAT (SO4) 61
30. CLORUA 63
30.1 Phương pháp chuẩn độ AgNO3 chỉ thị K2CrO4 (Phương pháp
MOHR) 63
30.2 Phương pháp chuẩn độ Hg(NO3)2 65
31. DẦU MỠ (OIL AND GREASE) 65
30.1 Phương pháp khối lượng 65
30.2 Phương pháp hồng ngoại xác định dầu khoáng/ dầu tổng 66
30.3 Phương pháp sắc ký khí xác định dầu khoáng 66
30.4 Phương pháp hùynh quang xác định dầu khoáng (petroleum oil) 66
32. VI SINH 67
Phân tích nước
1. ĐỘ pH
Độ pH là một trong những nhân tố môi trường có ảnh hưởng rất lớn trực tiếp
và gián tiếp đối với đời sống thủy sinh vật như: sinh trưởng, tỉ lệ sống, sinh sản và

dinh dưỡng. pH thích hợp cho tất cả các động vật đều gần bằng 7. Độ pH an toàn
cho cây lúa là trên 4,1. Do đó, khi pH môi trường quá cao hay quá thấp đều không
thuận lợi cho quá trình phát triển của thủy sinh vật. Tác động chủ yếu của pH khi
quá cao hay quá thấp là làm thay đổi độ thẩm thấu của màng tế bào làm rối loạn quá
trình trao đổi muối - nước giữa cơ thể và môi trường ngoài. Do đó, pH là nhân tố
quyết định giới hạn phân bố của các loài thủy sinh vật.
Độ pH còn ảnh hưởng đến cân bằng chuyển dịch giữa các khí độc NH
3
, H
2
S
(dạng phân tử ) và ion của chúng (NH
4
+
, HS
-
, S
2-
). Môi trường quá kiềm gây bất lợi
vì dạng NH
3
chiếm đa số so với dạng NH
4
+
. Ngược lại, môi trường quá axit cũng
gây bất lợi dạng H
2
S chiếm đa số so với dạng HS
-
, S

2-
Độ pH có ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển của phôi, quá trình dinh
dưỡng, sinh trưởng và sinh sản của cá. Cá sống trong môi trường có pH thấp sẽ
chậm phát dục, nếu pH quá thấp sẽ không đẻ hay đẻ rất ít. Theo Swingle (1969) thì
sự ảnh hưởng của pH nước đến cá nuôi như sau:
- pH = 4: điểm chết acid
- pH = 5: cá không sinh sản
- pH = 5-6,5: cá phát triển chậm
- pH = 6,5-9,0: môi trường thích hợp cho các loài tôm cá
- pH = 9,0-11,0: cá phát triển chậm
- pH = 11,0: điểm chết bazơ
Độ pH nước tự nhiên nằm trong khoảng 6,0-8,5, phụ thuộc cân bằng giữa
cacbonat, bicacbonat, cacbonic cũng như axit humic, fulvic. Cũng chính nhờ hệ
1
Phân tích nước
đệm cacbonat mà pH của máu người được ổn định từ 7,35 -7,45. Ở những vùng đất
phèn, nước có độ pH rất thấp do quá trình thuỷ phân muối sắt và nhôm, pH trung
bình khoảng 4. Độ pH đặc biệt thấp sau trận mưa đầu mùa (pH=2,1) nhất là nước
đọng ở ruộng hoang, nước trong kênh tiêu và nước mạch phèn.
Độ pH của nước phụ thuộc vào:
 Quá trình hô hấp của thủy sinh vật, quá trình phân hủy của các hợp chất hữu
cơ phóng thích CO
2
làm giảm pH nhưng không làm thay đổi độ kiềm
CO
2
+ H
2
O → HCO
3

−
+ H
+
Trong các ao giàu dinh dưỡng, thực vật phù du phát triển mạnh, pH nước
thấp nhất vào lúc sáng sớm (bình minh 6h) khoảng 6,5. Sau đó khi quá trình
quang hợp xảy ra mạnh pH nước tăng dần, đạt cực đại lúc 14-16h, pH có thể
lên đến 9 - 10. Biên độ dao động pH càng lớn nếu rong tảo phát triển mạnh và
nước có hệ đệm yếu.
 CO
2
từ khí quyển làm giảm pH nếu dung dịch có pH > 4. Do đó, các
dung dịch đệm pH 10 kém bền khi tiếp xúc không khí. Muốn nước cất
không có CO
2
, có thể đun nóng hoặc sục khí nitơ. Nước cất không chứa
CO
2
có pH>6 và EC< 2 µ S/cm. Nước mưa sạch pH có thể thấp 5,6 hay
hơn nữa do hấp thu CO
2
khi rơi xuống.
 Mưa axit do các hoạt động của con người thải vào khí quyển NH
3
,
SO
2
, NO
x
.
Ngoài ra, pH còn phụ thuộc nhiệt độ, sự hoạt động của vi sinh vật và tác động

của con người.
Một số kiến thức về máy đo pH
- Giá trị pH có thể thay đổi nhanh chóng do các quá trình hoá học, vật lý,
sinh học trong mẫu nước. Do đó, cần đo pH càng sớm càng tốt, không để quá 6 giờ
sau khi lấy mẫu
- Điện cực thuỷ tinh không bị ảnh hưởng sai số do độ màu, độ mặn, chất lơ
lửng, chất oxy hoá, chất khử. Tuy nhiên, khi pH>12, điện cực mắc sai số Na và cho
kết quả pH thấp hơn giá trị thật. Còn khi pH<1, điện cực lại cho kết quả pH cao hơn
giá trị thật.
- Đối với nước có lực ion thấp (độ dẫn nhỏ hơn 50 µ S/cm) như nước qua
cột trao đổi ion và nước mưa sẽ gặp khó khăn: kết quả chậm ổn định, độ lặp lại
kém.
- Với máy đo pH có hai hiệu chuẩn ứng với hai nguyên nhân gây sai số:
2
Phân tích nước
+ Asymmetry/offset: là giá trị mV khi đo đệm pH 7. Trên lý thuyết pH=7
ứng với điểm Zero mV. Thực tế có thể chấp nhận điểm Zero trong khoảng 7,00 ±
0,34 pH, tức là ± 20mV.
+ Slope/span (độ dốc): là giá trị mV ứng với 1 đơn vị pH, trên lý thuyết là
59,16 mV ở 25
o
C. Có thể coi đây là đại lượng đặc trưng cho độ nhạy của máy.
Kiểm tra slope bằng cách đo 2 dung dich đệm khác nhau và yêu cầu phải trên 92%
tức là lớn hơn 54,4 mV.
- Khi nhiệt độ thay đổi thì độ dốc thay đổi theo, do đó, các máy pH đều có bộ
phận bù trừ nhiệt độ Auto Temperature Compensation (ATC). Sai số này khoảng
0,003 pH/
o
C.

Đánh giá tình trạng điện cực theo WTW
Rất tốt Trung
bình
Xấu Không phù hợp
3
Phân tích nước
Asymmetry [mV] -15 +15 -30 +30 <-30 hay >+30
Slope[mV/pH] -60,5 58 -62 61 hay
-56 50
<-62 hay >-50
<85% hay >105%
Việc hiệu chuẩn được thực hiện 1,2 hay 3 điểm với hốc điều chỉnh. Các máy
pH hiện đại đều tự động nhận biết giá trị pH của đệm, việc hiệu chuẩn tiếp theo do
máy thực hiện. Thông thường ta hiệu chuẩn 2 điểm gồm một dung dịch pH 7.Các
dung dịch đệm thường dùng là: 1,68/ 2,00/ 4,01/ 6,86/ 7,01/ 9,18/ 10,01
Đệm pH
HCl 1,0-2,2
potassium hydrogen phthalate 2,2-5,9
Na
2
HPO
4
/KH
2
PO
4
5,8-8,0
tris (hydroxymethyl)
aminomethane
7,0-9,0

Na
2
B
4
O
7
.10H
2
O 8,0-10,8
Na
2
CO
3
/NaHCO
3
9,6-11,0
Na
2
HPO
4
10,9-12,0
NaOH 12,0-13,0
Khi pha các dung dịch đệm có pH > 4, để đạt pH chính xác cần đuổi khí CO
2
khỏi dung dịch bằng nhiều cách: đun nóng, đánh sóng siêu âm, tạo áp suất kém,
chất hoạt động bề mặt.
- Làm sạch các điện cực thường xuyên bằng cách lau cẩn thận bằng vải mềm,
hoặc nếu mẫu chứa tạp chất hữu cơ thì tráng điện cực bằng êtanol (70%), axêtôn
hoặc dung dịch chất tẩy rửa nhẹ ở nhiệt độ 50
o

C. Sử dụng dung môi hữu cơ chỉ
trong thời gian ngắn bởi vì dung môi hữu cơ làm giảm độ nhạy của điện cực thuỷ
tinh do nó làm mất lớp nước ở ngoài. Nếu dùng dung môi hữu cơ thì lại phải ngâm
điện cực vào nước nhiều giờ.
- Khi không dùng, luôn đảm bảo bề mặt điện cực có hơi ẩm bằng cách bảo
quản trong dung dịch KCl bão hoà 3-4 M (đối với loại điện cực thuỷ tinh kép) hay
dung dịch đệm pH= 4 (đối với loại điện cực thuỷ tinh đơn) hay bất kỳ dung dịch
muối nào có EC>4000 µ S/cm. Không ngâm nước cất vì các ion trong thuỷ tinh
khuếch tán ra làm mất hoạt tính điện cực.
- Nếu điện cực được bảo quản khô, phải hoạt hoá lần lượt bằng dung dịch
HCl 0,1N và NaOH 0,1N.
4
Phân tích nước
2.1 ĐỘ KIỀM (Alkalinity)
Do nước tự nhiên có tính chất của một hệ đệm kép nên người ta đặc trưng
tính chất acid baz của nước tự nhiên không chỉ bằng giá trị pH mà có thêm thông số
độ kiềm. Độ kiềm đóng vai trò quan trọng thông qua khả năng làm giảm sự biến
động pH. Độ kiềm là tổng các baz có thể chuẩn độ, chủ yếu là các dạng bicarbonat.
Ở pH 6 - 7, nồng độ bicarcbonat lớn gấp 10
4
lần nồng độ carbonat. Ngoài ra, các
muối của acid yếu cũng đóng góp vào độ kiềm như: borat, phosphat, silicat, sulfua,
amoniac, anion của axit humic và các axit hữu cơ khác.
Quá trình phong hoá feldspar (một dạng silicat), đá vôi:
2NaAlSi
3
O
8
+ 2CO
2

+ 11H
2
O → Al
2
Si
2
O
5
(OH)
4
+ 2Na
+
+ 2HCO
3
-
+ 4H
4
SiO
4
CaCO
3
+ H
2
O + CO
2
→ Ca
2+
+ 2HCO
3
-

Nước có độ kiềm cao có khả năng trung hòa axit, bazơ có nguồn gốc từ mưa
axit, nước thải, do đó pH được duy trì ổn định, cũng như không ảnh hưởng do nồng
độ CO
2
dao động trong ngày. Độ kiềm cao thường do nước chảy qua vùng địa chất
đá vôi hay tảo phát triển mạnh. Độ kiềm thấp thường do nước chảy qua vùng địa
chất đá granit hay mưa axit.
Trong nồi hơi, khí CO
2
bị đuổi ra khỏi nước, pH có thể lên tới 11.
2HCO
3
-

↔ CO
3
2-
+ H
2
O + CO
2
CO
3
2-
+ H
2
O → 2OH
-
+ CO
2

Trong keo tụ hoá học, độ kiềm của nước đủ lớn sẽ trung hòa lượng axit giải
phóng ra từ chất keo tụ, đóng vai trò 1 hệ đệm với khoảng pH thích hợp cho quá
trình keo tụ. Độ kiềm là thông số chính dùng để tính toán nhu cầu hoá chất (vôi,
soda) để làm mềm nước bằng phương pháp kết tủa.
Độ kiềm thích hợp cho nuôi trồng thủy sản là 20-150 mg/l CaCO
3
mg/meq 50,043 * meq/LmgCaCO3/L
=
Phương pháp: Chuẩn độ với chất chỉ thị pH, nếu mẫu đục hoặc có màu thì phân tích
bằng chuẩn độ điện thế (đo pH). Với mẫu có pH>8,3, ta có hai độ kiềm:
- Độ kiềm phenoltalein là độ kiềm hydroxid và carbonat ; xác định với chỉ
thị phenolphtalein 0,5% trong etanol:nước tỷ lệ 1:1 có pT = 8,3: chuyển từ màu
hồng sang mất màu.
- Độ kiềm tổng số là độ kiềm bicacbonat, cacbonat và hydoxyt trong nước.
Có thể dùng 1 trong 3 chỉ thị sau:
+ Metyl cam 0,1% trong nước, màu trung gian dừng chuẩn độ ứng với pH
cuối
= pT = 4,0: chuyển từ màu vàng sang da cam (nhận ra ánh sáng hồng).
pH<3,1 màu đỏ / pH>4,4 màu vàng
5
Phân tích nước
+ Metyl đỏ 0,2% trong etanol, màu trung gian dừng chuẩn độ ứng với pH
cuối
= pT = 5,5: chuyển từ màu vàng sang cam.
pH<4,4 màu đỏ / pH>6,2 màu vàng
+ Chỉ thị hỗn hợp: Hòa tan 0,020g metyl đỏ và 0,100g bromocresol lục trong
100ml etanol hay nước cất. Trung hòa dung dịch bằng khoảng 2ml natri hydroxit
0,1 mol/l đến khi màu nâu xuất hiện. Kiểm tra độ trung hòa của dung dịch chỉ thị
bằng cách chuẩn độ một mẫu đến điểm cuối. Nếu màu nâu không tồn tại sau khi
thêm hơn 10 giọt chỉ thị thì điều chỉnh pH của dung dịch chỉ thị. Giữ trong bình

thủy tinh màu nâu, dung dịch bền ít nhất 6 tháng.
Chỉ thị (pT=5,4) chuyển từ màu xanh lá sang xám với vệt màu đỏ.
Ở pH≥ 5,4, bromocresol lục sẽ giữ nguyên màu chàm(trơ màu).
Xanh ngọc
Đỏ hồng
Do dùng một giá trị pH điểm cuối cao hơn, ảnh hưởng của các chất nhận H
+
như anion của axit humic trong phương pháp này được giảm đi. Ngoài ra, chỉ thị
hỗn hợp cho kết quả chính xác hơn vì có khoảng pH đổi màu hẹp, màu sắc giữa
dạng acid và dạng baz rất tương phản, vì vậy khi chuẩn độ không cần để ý đến màu
trung gian.
Tại điểm tương đương, pH sẽ phụ thuộc vào nồng độ CO
2
, nồng độ CO
2
lại
phụ thuộc vào độ kiềm. Như vậy pH điểm tương đương sẽ khác nhau tùy thuộc độ
kiềm: ở 30mg/l pH=4,9; 150mg/l pH=4,6 và 500mg/l pH=4,3. Khi sục khí không
chứa CO
2
vào bình chuẩn độ để đuổi H
2
CO
3
dưới dạng CO
2
ra khỏi dung dịch thì
6
Phân tích nước
khoảng bước nhảy pH được nới rộng, có thể sử dụng chỉ thị có pT>4,5, tránh sai số

đối với mẫu có độ kiềm lớn.
Thực nghiệm:
Xác định độ kiềm tổng số (độ kiềm cacbonat) có giá trị gần với độ kiềm metyl cam.
* Na
2
CO
3
0,02N: sấy ở 250
o
C trong 4h (hay 285
o
C trong 1h), cân 0,5300 g pha
trong 500ml nước cất. Dung dịch này bền ít nhất 1 tháng nếu giữ ở 4
0
-8
0
C.
* Axit HCl 1 N: hòa tan khỏang 85 ml HCl 37% (d=1,18g/l) trong 1000ml nước cất.
* Axit HCl 0,02 N pha loãng 50 lần từ dung dịch HCl 1N, xác định lại nồng độ
bằng Na
2
CO
3
Lưu ý: Clo dư làm mất màu chỉ thị. Có nhiều cách loại bỏ clo dư như tia UV, sục
khí hay dung dịch Na
2
S
2
O
3

2,5% , NaAsO
2
2%, H
2
O
2
3%. Thử lại clo dư bằng KI-hồ
tinh bột hay DPD.
2.2 ĐỘ AXIT (Acidity)
Độ acid nước tự nhiên gây ra bởi carbonic, tanic, humic, fulvic và từ quá
trình thủy phân muối kim lọai (Fe, Al).
- Chuẩn gốc xác định lại nồng độ NaOH:
+ Potassium hydrogen phthalate (M=204,10) 0,05N: sấy ở 120
o
C trong 2 giờ,
cân 5,1025g hoà tan trong 500 ml nước cất.
+ Hydrazin sulfat (M=130,12): hòa tan 0,4346g trong 500 ml nước cất
3. ĐỘ ĐỤC (Turbidity)
Đơn vị : NTU, FTU
Độ đục đặc trưng cho khả năng nước tán xạ và hấp thu ánh sáng (khả năng
ánh sáng chiếu xuyên qua nước) gây ra bởi các hạt lơ lửng như phù sa, các mảnh
hữu cơ nhỏ, sinh vật phù du. Nguồn gốc của độ đục là do phân huỷ thực vật, xói
mòn, nước thải. Ở những thủy vực khác nhau, nguyên nhân gây ra độ đục khác
nhau:
• Ở sông: độ vẫn đục của nước là do sự có mặt của các chất lơ lửng, các chất
keo có nguồn gốc vô cơ và hữu cơ. Do đó độ vẫn đục thay đổi theo mùa rõ
rệt: mùa mưa - nước mưa chảy vào sông cuốn theo các tạp chất trên mặt đất
nên độ vẫn đục của nước sông cao (thường thấy sau trận mưa lớn) và độ vẫn
đục giảm dần theo mùa khô.
• Ở ao: ngoài các nguyên gây ra độ vẫn đục như ở sông còn do sự phát triển

của các vi tảo.
7
Phân tích nước
Độ đục cao thì lượng ánh sáng xâm nhập vào thủy vực ít gây ảnh hưởng:
giảm cường độ quang hợp của thực vật phù du, gây hạn chế phát triển tảo & thực
vật, giảm khả năng tìm thức ăn của cá. Ngược lại, khi độ trong quá cao, nước
nghèo dinh dưỡng, sinh vật phù du phát triển kém, hạn chế thành phần thức ăn tự
nhiên của cá - năng suất cá nuôi giảm.
Cùng với màu sắc và mùi vị, đây là chỉ tiêu ảnh hưởng cảm quan thường
được quan tâm đối với nước máy, nước đóng chai, bia rượu. Ngoài ra, độ đục còn
làm cho quá trình khử trùng nước kém hiệu quả. Bộ Y tế quy định tiêu chuẩn nhỏ
hơn 2 NTU.
Máy đo độ đục kiểu nephelometer là đo bức xạ khuếch tán (scatter) gây ra do
các hạt lơ lửng. Trong cấu tạo máy, detector được đặt vuông góc 90
o
hay 90
o
± 30
o
so với tia sáng tới. Về nguồn sáng, hiện nay có 2 tiêu chuẩn khác nhau:
+ Tiêu chuẩn quốc tế ISO, Châu Âu EN sử dụng đèn hồng ngoại IR-LED
bước sóng phát xạ 860nm có ưu điểm là loại trừ sai số âm do độ màu, tuy nhiên
kém nhạy với các hạt lơ lửng kích thước nhỏ.
+ Tiêu chuẩn Mỹ USEPA sử dụng đèn tungsten; có ưu điểm là nhạy với
khoảng nồng độ thấp, tuy nhiên dễ mắc sai số âm nếu mẫu có màu và chỉ nên đo
trong vùng giá trị 0 – 40 NTU để tránh sai số. Các mẫu có độ đục cao cần pha loãng
bằng nước cất.
Cường độ của bức xạ khuếch tán phụ thuộc vào bước sóng của các bức xạ
tới, góc đo và hình dạng, kích cỡ hạt và sự phân bố hạt lơ lửng trong nước. Do đó,
không có công thức liên hệ giữa tổng hàm lượng chất lơ lửng (TSS) và độ đục cho

mọi trường hợp. Các yếu tố ảnh hưởng kết quả: độ màu, các hạt vụn lơ lửng không
lắng xuống gây kết quả thấp, bọt khí gây kết quả cao.
- Hóa chất :
Dung dịch chuẩn độ đục formazin C
2
H
4
N
2
không bền nên không có bán sẵn, do vậy
có thể chuẩn bị như sau:
+ Dung dịch A: 10,00g hexametylentetramin C
6
H
12
N
4
trong 100ml
+ Dung dịch B: 1,000g hydrazinsulfat (NH
2
)
2
.H
2
SO
4
trong 100 ml.
Cảnh báo - Hydrazin sunfat là chất gây ung thư
Sau đó hút 5 ml dung dịch A và 5 ml dung dịch B giữ ở 25 ± 3
0

C trong 24
giờ. Sau đó pha loãng bằng nước đến 100 ml có được dung dịch chuẩn 400 NTU
(nephelometer turbidity units). Chuẩn này bền 1 tháng nếu bảo quản tối. Các chuẩn
nồng độ thấp hơn chỉ bền khoảng 1 tuần.
8
Phân tích nước
Hiện nay có bán chuẩn pha sẵn là copolymer của styren và divinylbenzen với
ưu điểm bền hơn và ít độc hơn.
- Thực nghiệm:
Trước khi đo mẫu cần lắc trộn mẫu, đợi hết bọt khí, các hạt kích thước lớn
nhanh chóng lắng xuống đáy để kết quả ổn định.
Nếu mẫu lạnh cần để đến nhiệt độ phòng để tránh hơi nước ngưng tụ thành
ngoài cuvet gây sai số. Đánh dấu vị trí cuvet để luôn đo cùng một vị trí, tránh sai số
do thành cuvet không đồng nhất.
4. ĐỘ MÀU
Khái niệm “độ màu” dùng để chỉ màu thực của nước, là màu sau khi lọc bỏ
các chất lơ lửng gây đục mẫu nước. Độ màu do các hợp chất hòa tan trong nước gây
ra: các muối Fe, Mn, Cu, các chất hữu cơ như axit humic, thuốc nhuộm công
nghiệp. Nước tự nhiên có màu nâu vàng nhạt chủ yếu do các chất mùn hấp thu cực
đại ở bước sóng 436 nm. Tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống của Bộ Y tế năm 2005
quy định độ màu nhỏ hơn 15 mg Pt/L.
Còn màu giả hay màu biểu kiến (apparent) là màu của cả chất hòa tan và chất
lơ lửng, sinh vật phù du trong nước gây ra. Bằng cách đông tụ hay lọc, ta có thể loại
bỏ được màu giả của dung dịch. Màu giả được xác định trực quan gồm: cường độ
màu (không màu, màu nhạt, hoặc màu sẫm); màu sắc (màu nâu hơi vàng,…), độ
trong của mẫu (trong, đục hoặc mờ đục).
Trong ngành nuôi trồng thủy sản ta chú ý đến màu giả của nước nhiều hơn,
vì qua đó có thể đánh giá sơ bộ mật độ sinh vật phù du, môi trường nước giàu hay
nghèo dinh dưỡng. Màu nước thích hợp cho các ao nuôi là màu xanh lá chuối non.
• Nước màu xanh lá cây nhạt: do tảo lục (Chlorophyta) - là thức ăn tốt cho

tôm cá
• Nước màu xanh lá cây đậm: do tảo lam (Cyanophyta) - nhiều độc tố,
không tốt.
• Màu vàng gạch: do có váng sắt, nước có nhiều sắt.
• Màu nâu vàng: nước có nhiều tảo cát (Diatom), chất hữu cơ hoà tan, axit
humic từ đất, phân huỷ thực vật, đặc trưng cho các loại nước ở vùng đầm
lầy và rừng.
• Màu nâu đỏ: nước có nhiều phù sa do đất cát bị bào mòn.
• Màu nâu đen: do sự phát triển của tảo mắt (Euglenophyta).
9
Phân tích nước
• Màu xanh đen hay màu vàng nâu: có lẫn nước thải sinh hoạt trong công
nghiệp.
• Màu xanh dương: nước trong, năng suất thấp.
• Nước trong: rất ít tảo do phèn
Thực nghiệm :
Phương pháp xác định độ màu dựa trên các dung dịch chuẩn Pt-Co lần đầu tiên
được mô tả bởi Hazen vào năm 1892. Phương pháp này thực chất là đo màu vàng
của mẫu và được ứng dụng phân tích nước, các dung môi, hoá chất, xăng dầu.
- Chuẩn màu 500 mg Pt/L: Hoà tan 1,246g kali hexacloplatinat (IV)
(K
2
PtCl
6
) tương đương 500 mg Pt và 1,000g coban (II) clorua ngậm 6 phân tử nước
(CoCl
2
.6H
2
O) trong 500ml nước. Thêm 100ml axit HCl tinh khiết trong bđm

1000ml và thêm nước tới vạch. Bảo quản dung dịch này trong chai thủy tinh đậy
nắp kín trong chỗ tối ở nhiệt độ thấp hơn 30
0
C. Dung dịch này bền ít nhất là 6
tháng.
Từ chuẩn này pha thành các chuẩn 5,10,20,30,40,50,60,70 (bền 1 tháng).
- Bước sóng: Hiện nay có nhiều tài liệu quy định khác nhau: TCVN dùng
bước sóng 436 nm, WHO 465 nm, HACH 455nm.
Đầu tiên lọc mẫu qua màng 0,45µ m, nếu quá nhiếu chất lơ lửng thì đem ly
tâm, đem đo chuẩn và mẫu ở 436nm. Vì độ pH của mẫu thử có liên quan tới màu
sắc nên nếu cần phải chỉnh về pH =7,6.
Đối với nước thải công nghiệp, màu sắc chủ yếu do các chất lơ lửng nên cần
đo cả màu thực và màu biểu kiến. Tuy nhiên, màu thực không như màu chuẩn Pt-Co
nên cần đo mật độ quang tại bước sóng hấp thu cực đại.
5. THẾ ÔXY HÓA KHỬ (ORP/ E
h
)
ORP là điện thế giữa cực bằng kim loại trơ, chẳng hạn như platin hoặc
cacbon và một điện cực so sánh. Thế càng dương thì môi trường càng có tính oxi
hoá mạnh và thế càng âm thì tính khử của môi trường càng mạnh.
E
h
là thế đo khi dùng điện cực so sánh là điện cực hydro tiêu chuẩn (Standard
Hydrogen Electrode). Còn ORP là khái niệm dùng chung cho mọi loại điện cực so
sánh. Vì SHE ít được dùng do có bất tiện, điện cực so sánh Ag/AgCl là loại thông
dụng nhất. Khi đó, phải bù trừ ORP một khoảng chênh lệch về thế (+207mV@25
o
C,
+203mV@30
o

C) để quy đổi về E
h
. Vì đều sử dụng chung điện cực so sánh nên
thường 2 loại điện cực pH và ORP được kết hợp làm một, còn nếu điện cực ORP
nằm riêng thì có thể đo trên tất cả máy pH/mV.
10
Phân tích nước
Các lĩnh vực ứng dụng chủ yếu của ORP là:
+ Nuôi trồng thuỷ sản:
Nước chất lượng tốt, phù hợp cho tôm cá có ORP khoảng 300 mV. Khi ORP
thấp báo hiệu nước ô nhiễm vì khi đó, hàm lượng chất oxy hoá thấp làm giảm tốc
độ phân huỷ chất hữu cơ, khả năng tự làm sạch kém. Còn khi ORP trên 500 mV gây
ảnh hưởng, độc tính đối với các loài thuỷ sản.
+ Khử trùng nước hồ bơi, spa:
Trong các hồ bơi, ORP dùng chỉ thị nồng độ chorine tự do, qua đó kiểm tra
vi sinh, tình trạng vệ sinh nước hồ bơi. Nếu ORP > 600 mV, vi khuẩn chỉ sống sót
trong 2 phút, khi ORP=650 mV là 30 giây, còn trên 700 mV vi khuẩn chết ngay lập
tức. Nước hồ bơi có ORP >700 mV được coi là đạt tiêu chuẩn, không cần cho thêm
chất oxy hoá. Nếu nước bị nhiễm bẩn làm giảm hoạt tính tẩy uế của chlorine thì
lượng chlorine phải dùng nhiều hơn để đạt cùng giá trị E
h
.
+ Xử lý nước thải công nghiệp: quá trình khử cromat, quá trình ôxi hoá
xyanua, quá trình phản nitrat.
Vì ORP phản ảnh chung cho tính oxy hoá/khử của dung dịch nên đối với
nguồn nước tự nhiên, người ta ít khi đo ORP mà chỉ đo trong trường hợp hiện diện
một dạng oxy hoá/khử chiếm ưu thế nồng độ cao (oxygen, sắt, sulfua, chlorine,…)
trong theo dõi phản ứng hoá học, nước hồ bơi, nước thải. Đặc điểm của điện cực
ORP là thời gian đáp ứng chậm hơn điện cực pH, độ dốc ít biến đổi do chế tạo từ
kim loại Pt hay Au.

Với ORP, người ta không quan tâm đến độ chính xác mà quan tâm đến sự
thay đổi tương đối. Các dung dịch ORP bán sẵn không được coi là dung dịch hiệu
chuẩn máy (calibration) mà chỉ là dung dịch kiểm tra (checking) xác nhận tình trạng
hoạt động cuả máy. Bản thân các dung dịch này có ORP biến động lớn ± 35mV và
thay đổi theo thời gian, nhiệt độ, pH. Sự thay đổi của ORP theo nhiệt độ phức tạp
và không dễ bù trừ.
Mặt khác, các quy trình cũng không yêu cầu hiệu chuẩn máy đo ORP và
nhiều máy không có phần hiệu chuẩn. Có thể kiểm tra tình trạng hoạt động của máy
(điện cực chỉ thị Pt, điện cực so sánh Ag/AgCl KCl bão hoà 25
o
C) theo một trong
nhiều cách sau:
- Dung dịch Zobell 1000 ml: ORP=229 mV
+ 1,0480 g K
4
Fe(CN).3H
2
O
+ 1,0975 g K
3
Fe(CN)
+ 7,4555 g KCl
11
Phân tích nước
- Dung dịch Light 1000 ml: ORP=476 mV
+ 39,21 g Fe(NH
4
)
2
(SO

4
)
2
.6H
2
O
+ 48,22 g Fe(NH
4
)(SO
4
)
2
.12H
2
O
+ 56,2 ml H
2
SO
4
- Dung dịch Quinhydrone 255± 15 mV@25
o
C
6. ĐỘ DẪN ĐIỆN (EC)
Độ dẫn điện của nước là do các ion của các muối hoà tan trong nước, phụ
thuộc vào nồng độ, điện tích và kích thước của ion. Tuy nhiên, ngay đối với các
dung dịch cùng chứa 1 loại muối, độ dẫn không tăng tỷ lệ thuận tuyệt đối với nồng
độ, mà do tương tác ion, ở nồng độ lớn khả năng phân ly của chất điện ly giảm đi.
Đơn vị đo lường quốc tế SI là miliSiemen/m (mS/m).
Giá trị EC tăng theo nhiệt độ. Tuy nhiên sai lệch do nhiệt độ này không
tuyến tính trên toàn thang đo, sai lệch trung bình khoảng 2 %/

o
C. Sai số này sẽ càng
lớn khi EC thấp, dưới 500 µ S/cm sai lệch là 5%/
o
C. Theo quy ước, kết quả đo EC
phải được thực hiện ở nhiệt độ tiêu chuẩn 25
o
C. Với máy đo có bù trừ nhiệt độ, EC
sẽ được quy đổi về nhiệt độ tiêu chuẩn 25
o
C.
Lưu ý: Các chất rắn như đường tan được trong nước nhưng không đóng góp
vào EC.
Độ dẫn (µ S/cm)
Resistivity
Lý thuyết K
w
=10
-14
0,0548
Nước siêu sạch 0,055
18,3 MΩ .cm
12
Phân tích nước
(absolute pure)
Nước nồi hơi 1,0
Nước deionised 0,1-1
1 MΩ .cm
Nước cất <2,0
300 kΩ .cm

Nước RO 10
100 kΩ .cm
Nước máy 65
15 kΩ .cm
- EC của không khí khoảng 120 µ S/cm, do đó các chuẩn nhỏ hơn 120
µ S/cm EC sẽ tăng chậm đến khi đạt cân bằng, không còn đúng giá trị ban đầu. Các
dung dịch nhỏ hơn 10 µ S/cm bị ảnh hưởng bởi khí cacbonic và amoni.
- Lau sạch điện cực bằng chất tẩy rửa nhẹ hay dung dịch HCl 5% hay HNO
3
1% (w/w).
- Sau khi đo xong có thể ngâm nước hay để khô điện cực. Nếu bảo quản điện
cực kiểu không ngâm dung dịch, khi dùng lại phải hoạt hoá lại điện cực: ngâm điện
cực trong nước, bật máy trong 30-60 phút.
- Máy đo độ mặn thật ra là đo EC sau đó nhân cho 1 hệ số mà nhà sản xuất
đã cài đặt sẵn.
Kiểm tra EC bằng tổng nồng độ đương lượng các ion:
EC
tính
( μS/cm) = [349,7. 10
3-pH
+ 80,0. c(SO
4
-2
) + 71,5. c(NO
3
-
) +
76,3. c(Cl
-
) + 73,5. c(NH

4
+
) + 50,1.c(Na
+
) + 73,5. c(K
+
) + 59,8. c(Ca
+2
) +
53,5. c(Mg
+2
) + 44,5. c(HCO
3
-
) ]
Từ đây tính được hệ số R như sau:
R = 100 x (EC
tính
– EC
đo
)/ (EC
tính
+ EC
đo
)
Bảng Khoảng biến thiên %R cho phép
EC μS /cm %R
< 5.0
± 20
5.0 - 30

± 13
> 30
± 9
OIML Series certified conductivity standard solutions
**
Type Value Tolerance(expanded
13
Phân tích nước
uncertainty k=2)
KCl 1 D 111.3 mS/cm ±0.5% at 25°C
KCl 0.1 D 12.85 mS/cm±0.35% at 25°C
KCl 0.01 D 1408 µS/cm ±0.5% at 25°C
NaCl
0.05%
1015 µS/cm ±0.5% at 25°C
KCl 500 µS/cm
KCl 5 mS/cm
7. ĐỘ MẶN (Salinity)
Đơn vị : g/l - ppt - ‰
Độ mặn là phép đo tổng hàm lượng các muối trong nước. Có thể coi độ mặn
là tổng nồng độ 7 ion Na, K, Ca, Mg, Cl, SO
4
, HCO
3
vì các ion này thường chiếm
95% tổng số ion hoà tan. Đo độ mặn bằng tỉ trọng kế, khúc xạ kế (tiện lợi hơn,
chính xác hơn) hoặc máy đo độ dẫn EC.
Nước biển có độ mặn trung bình 35‰. Trong đó, nồng độ NaCl khoảng
27g/l, chiếm hơn 75%, tuy nhiên chưa bằng 1/10 mức bão hoà là 35,9g NaCl/100
ml @25°C. Biển hở có độ mặn lớn nhất là biển Hồng Hải(38‰). Biển kín có độ

mặn lớn nhất là biển Chết (31.5%). Biển nhạt nhất là biển Baltic, độ mặn khoảng
8‰.
Độ mặn S (‰)
EC (µ S/cm)
Nước ngọt < 0,5 1.495
Nước lợ 0,5 - 30
Nước biển 30 - 35 60.000
Khi độ mặn trên 4 g/l (EC ∼ 6.000 µ S/cm), cây trồng bị giảm năng suất và
khi trên 8 g/l tất cả các thực vật đều bị chết, trừ rừng ngập mặn. Theo tiêu chuẩn
nước tưới cho nông nghiệp, độ mặn cho phép là 1 g/l đối với mạ và 4 g/l đối với lúa
ở giai đoạn sinh trưởng. Do đó, người ta thường lấy độ mặn 4 g/l là ranh mặn-ngọt.
Tiêu chuẩn này đối với rau màu và cây ăn trái càng thấp hơn (1 g/l) do nhạy cảm
với mặn hơn lúa và thủy sản, đặc biệt là cây ăn trái lúc ra hoa và đọt non.
Thủy sản nước ngọt có thể chịu được độ mặn cao hơn 4 g/l. Tiêu chuẩn cho
gia súc là 0,4 g/l.
Tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống của Bộ Y tế năm 2005 quy định độ mặn
nhỏ hơn 1,0 g/l.
Bảng Hướng dẫn FAO 1985 nước tưới
Độ dẫn điện Mức độ ảnh hưởng
14
Phân tích nước
(µ S/cm)
Không
Năng suất 100%
Nhẹ
Năng suất 50-90%
Nghiêm trọng
Năng suất <50%
Cây trồng nói
chung

<700 700-3.000 >3.000
Cây lúa <2.000 2.000-4.800 >4.800
8. TỔng chẤt rẮn hòa tan (TDS) (Cặn hoà tan)
Các chất rắn hoà tan trong nước bao gồm chủ yếu là chất vô cơ (muối
khoáng) và một phần nhỏ chất hữu cơ từ sự phân huỷ động thực vật. Định nghĩa này
tương tự với độ mặn. Khái niệm TDS thích hợp hơn cho nước uống, còn khái niệm
độ mặn thường dùng trong các ngành trồng trọt, thuỷ sản. Tiêu chuẩn vệ sinh nước
ăn uống do Bộ Y tế ban hành năm 2002 và TCVN 5502: 2003 về nước cấp sinh
hoạt đều quy định TDS nhỏ hơn 1000 mg/l.
Thực nghiệm :
Các phương pháp xác định:
1) PP trọng lượng: sau khi lọc qua giấy lọc 2 µm, hút một thể tích chính xác, làm
bay hơi hết (95
o
C rồi 105
o
C) và đem cân tính ra phần cặn. Cách này tốn thời gian
nhưng cho kết quả đúng hơn đo máy. PP mắc sai số nếu mẫu chứa chất hữu cơ phân
tử lượng nhỏ-dễ bay hơi. Tuy nhiên, với nước tự nhiên không cần quan tâm đến sai
số này. Mẫu nước có hàm lượng muối lớn thì hút ẩm mạnh, đòi hỏi thời gian sấy lâu
và cân nhanh.
Khi nung ở 180
o
C, bicarbonat sẽ bị chuyển về carbonat và kết quả sẽ gần với
tính toán từ các thành phần ion đã biết.
2NaHCO
3
→ Na
2
CO

3
+ H
2
O + CO
2
200
o
C
2) PP đo máy : Từ phép đo độ dẫn điện, máy sẽ cho ra giá trị TDS sau khi nhân cho
hệ số quy đổi f.
TDS
(mg/l)
= f x EC
(
µ
S/cm)
với f =0,55-0,7
Với nước tự nhiên có thành phần 4-4-2 (40% Na
2
SO
4
+ 40% NaHCO
3
+ 20% NaCl)
thì hệ số f = 0,67. Với nước biển, thành phần chủ yếu NaCl, cần dùng hệ số f nhỏ
hơn f =0,568. VD: Khi Sal=0.5g/l: f=0,66. Khi Sal=13g/l: f=0,52
Có 2 nguyên nhân làm phép đo TDS cũng như độ mặn không chính xác:
- Đối với các dung dịch cùng chứa 1 loại muối, độ dẫn không tăng tỷ lệ thuận
tuyệt đối với nồng độ muối, nguyên nhân do tương tác ion ở nồng độ lớn khả năng
phân ly của chất điện ly giảm đi.

15
Phân tích nước
- Ngoài ra, nước trong tự nhiên thành phần hoá học thay đổi khác nhau trong
khi hệ số quy đổi này chỉ đúng với một loại nước thành phần biết trước.
3) Kiểm tra TDS bằng tổng nồng độ các ion mg/l, riêng độ kiềm là mg CaCO
3
/l:
TDS = 0,6(Alkalinty) + Mg + Ca + Na + K + Cl +SO
4
+ SiO
3
+ NO
3

2,1
tính
TDS
ðo
TDS
0,1
<<
9. TỔNG CHẤT RẮN LƠ LỬNG (TSS) (Cặn không tan)
TSS được dùng đánh giá sự xói mòn bề mặt, ảnh hưởng của chất thải, vận
chuyển chất dinh dưỡng như phosphat, kim loại nặng, hoá chất nông-công nghiệp.
Vào mùa lũ, TSS nước sông có thể lên tới 1–10g/L. Các hạt lơ lửng được
phân loại dựa vào kích thước: 0,00024 – 0,005mm là hạt sét, từ 0,005 – 0,05mm là
phù sa, trên 0,05mm là hạt cát mịn. Thành phần hữu cơ trong sediment chiếm dưới
1%, chất hữu cơ chủ yếu là các chất mùn. Trong các chất mùn thì axit humic, phần
không tan chiếm trên 70%, đây là chất không tan trong cả môi trường kiềm hay axit,
do đó rất bền vững và không thể phân huỷ sinh học trong tự nhiên.

Các chất lơ lửng có thể mang theo vi sinh vật gây bệnh. Trong xử lý nước,
quá trình keo tụ loại bỏ các vật thể lơ lửng che chắn vi sinh vật trước tác động của
clo, nhờ đó việc khử trùng bằng clo hiệu quả hơn, giảm tiêu hao hoá chất khử trùng
do giảm được nhu cầu clo của nước.
Hoá chất, dụng cụ :
- Huyền phù so sánh, ρ = 500mg/l.
Hoà tan 0,500g vi tinh thể xenlulô (microcrystalline cellulosis) đã sấy khô,
loại dùng cho sắc kí lớp mỏng (TLC) hoặc tương đương, trong bình định mức
1000ml và thêm nước cất đến vạch mức. Huyền phù này bền ít nhất ba tháng. Lắc
kỹ huyền phù trước khi dùng.
- Huyền phù xenlulô so sánh, ρ = 50mg/l.
Lắc kỹ huyền phù so sánh 500mg/l cho đến hoàn toàn đồng thể. Đong nhanh
vào bình định mức 100ml. Chuyển thể tích đã đo vào bình định mức 1000ml và
định mức đến vạch mức bằng nước cất. Chuẩn bị huyền phù xenlulo so sánh này
hàng ngày và lắc kĩ trước khi dùng.
Thực nghiệm :
16
Phân tích nước
Lắc trộn đều mẫu, sau đó cho một thể tích mẫu lọc qua giấy lọc sợi thuỷ tinh
loại tiêu chuẩn đường kính 47 mm, cỡ lọc 2 µ m (Whatman GF/A) đã biết trước
khối lượng W
1
, tốt nhất ngâm giấy lọc 24h rồi sấy và cân. Sấy giấy lọc có chất lơ
lửng ở 105
o
C ± 2
o
C trong 1-2 giờ. Lấy ra cho vào bình hút ẩm để nguội 30 phút,
đem cân. Lập lại quy trình sấy-làm nguội-cân cho đến khi giấy lọc có khối lượng
không đổi W

2
không sai khác 0,0005 g hay 4% so với lần trước(chọn giá trị nào nhỏ
hơn). Thể tích mẫu chọn lựa sao cho cho độ chênh lệch ∆ W trong khoảng 0,0050 –
0,0500 g.
V
WW
TSS
12
−
=
Khi nung bằng lò ở 550
o
C trong 15 phút, phần mất đi là chất rắn bay hơi
(VSS), phần cặn là chất rắn cố định (fixed solid),
Lưu ý:
- Các mẫu chứa dầu mỡ khó đạt đến khối lượng không đổi.
- Giới hạn dưới của phép xác định là khoảng 2 mg/l.
- Đối với các mẫu độ mặn trên 1g/l, cần tráng cái lọc ba lần sau khi nước
mẫu rút hết, mỗi lần 50ml nước cất.
- Kết quả xác định phụ thuộc vào loại cái lọc được dùng. Bởi vậy cần chỉ rõ
kích thước lỗ của giấy lọc.
- Cỡ các hạt trong các loại nước có thể rất khác nhau. Không có mối quan hệ
giữa kết quả thu được với cỡ lỗ của giấy lọc, và không có hệ số chuyển đổi kết quả
từ các loại giấy lọc khác nhau.
- Độ hao khối lượng trong một phép thử trắng khi thay mẫu bằng 150ml nước
cất phải nhỏ hơn 0,0003 g.
10. ĐỘ CỨNG (Hardness)
Độ cứng để chỉ các ion kim loại hóa trị II, chủ yếu là Ca và Mg, ngoài ra còn
có Sr, Ba, Fe, Mn. Trong nước sông, các ion này chủ yếu ở dạng bicarbonat. Trong
nước biển thì ngược lại dạng clorua, sunfat chiếm ưu thế, độ kiềm sẽ bằng độ cứng

cacbonat (độ cứng tạm thời). Tác hại của độ cứng là tạo ra cặn lắng trong thiết bị
đun nóng, ống dẫn-dễ gây nổ thiết bị, tăng lượng điện tiêu thụ, làm giảm hiệu quả
tẩy rửa. Đối với sức khỏe con người, nước cứng sẽ gây hại cho sức khỏe qua ăn
uống, qua đường tiêu hóa tạo các bệnh sỏi mật, sỏi thận, sỏi bàng quang, gây bướu
cổ, ảnh hưởng đến men răng Tiêu chuẩn nước sinh hoạt & ăn uống cho phép độ
cứng đến 300mg/L, nhưng chỉ cần nước có độ cứng khoảng 100mg/L là có thể có
hiện tượng cặn trắng khi đun sôi, pha trà sẽ sậm màu.
17
Phân tích nước
Cần phân loại độ cứng theo anion để lựa chọn phương pháp làm mềm nước
thích hợp. Độ cứng cacbonat (độ cứng tạm thời) là tổng nồng độ các muối
bicacbonat, cacbonat của Ca
2+
, Mg
2+
trong nước. Nhưng vì hàm lượng cacbonat
trong nước thiên nhiên rất nhỏ, nên thực chất độ cứng cacbonat chủ yếu do muối
bicacbonat của Ca
2+
, Mg
2+
. Độ cứng phicacbonat (vĩnh cửu) là tổng nồng độ các
muối clorua, sunfat, nitrat của Ca
2+
, Mg
2+
trong nước.
Có thể giảm độ cứng (làm mềm nước) bằng hoá chất, cột trao đổi ion .
Ca(HCO
3

)
2
+ Ca(OH)
2
→ 2CaCO
3
+ 2H
2
O loại bỏ độ cứng do HCO
3
CaSO
4
+ Na
2
CO
3
→ Na
2
SO
4
+ CaCO
3
loại bỏ độ cứng do SO
4

Bảng Phân loại nước theo độ cứng
Phân lọai mg/l CaCO3
Rất mềm 0-20
Mềm 20-50
Cứng 50-500

Rất cứng >500
Phương pháp chuẩn độ EDTA với chỉ thị EBT:
EDTA có công thức vắn tắt là H
4
Y nằm chung trong một nhóm các hợp chất
chứa nhóm amino-dicarboxylic, goi là một complexon. Nó có khả năng tạo phức
bền với nhiều ion kim loại với tỉ lệ hợp thức 1:1. Trong phân tử EDTA có 4 nhóm
carboxyl và 2 nhóm amin, có thể tạo ra 6 nối hoá trị với một ion kim loại. Ở pH≤12,
hai nhóm amin vẫn còn ái lực với proton nên EDTA chỉ tạo phức chelat có 4 nối
hoá trị. Chelate là phức chất vòng càng, là một dạng phân tử mà trung tâm là một
ion của 1 nguyên tố kim loại ở giữa, và các phối tử xung quanh là các chất hữu cơ.
MeEBT + H
2
Y
2-
→ MeY + 2H
+
+ EBT
đỏ nho ko màu ko màu xanh dương
Đầu tiên Mg
2+
tạo phức bền hơn với EBT (pK’
pH=10
=5,37 so với 3,8 của Ca
2+
).
Sau đó, Ca
2+
bị chuẩn độ trước do hằng số bền phức EDTA của Ca lớn hơn Mg
2+

(pK’
pH=10
=10,24 so với 8,24 của Mg
2+
). Phức của Ca-EBT có màu đỏ lợt, còn phức
Mg-EBT có màu đỏ đậm. do đó, sự hiện diện của Mg
2+
làm chuyển màu rõ rệt hơn.
Vì vậy, nếu mẫu không chứa Mg
2+
, cần cho vào dung dịch đệm một ít Mg-EDTA ,
điều này không gây ảnh hưởng phép xác định vì Mg và EDTA đều thêm vào tỷ lệ
bằng nhau 1:1.
Phản ứng chuẩn độ được thực hiện trong khoảng pH từ 7-11 vì các nguyên
nhân sau:
18
Phân tích nước
+ Màu phức của kim loại với chỉ thị có màu đỏ. Ở pH < 6,3 chỉ thị có màu
đỏ, pH>11,6, chỉ thị có màu cam. Chỉ khi duy trì pH=7-11 chỉ thị có màu xanh
dương thì sự chuyển màu có tính tương phản.
+ Với đệm pH=10, EDTA tồn tại ở dạng H
2
Y
2-
phức của Ca, Mg với EDTA
bền nhất, phức với các kim loại khác kém bền nhất, nhiều kim loại có thể kết tủa, vì
vậy, cần cho thêm vào 1 chất tạo phức cạnh tranh ngăn không cho các hydroxit tạo
thành. Trong trường hợp này, NH
3
và trietanolamin đóng vai trò như vậy.

Trietanolamin N(CH
2
-CH
3
-OH)
3
tạo phức bền với Al
3+
, Mn
2+
, Fe
3+
.
+ Phản ứng sinh ra H
+
, làm giảm pH dẫn tới thay đổi hằng số bền của phức,
màu sắc của chỉ thị. Do đó phải dùng đệm.
Bảng: Hằng số bền các phức EDTA (Martell & Smith, 1974)
Metal Log K Metal Log K
K (+I) 0.8 Pb (+II) 18.04
Na (+I) 1.66 Sn (+II) 18.3
Li (+I) 2.79 Ni (+II) 18.62
Ba (+II) 7.86 Cu (+II) 18.80
Mg (+II) 8.79 Hg (+II) 21.7
Ca (+II) 10.69 Al (+III) 16.3
Cr (+II) 13.6 Cr (+III) 23.4
Mn (+II) 13.87 Mn (+III) 25.3
Fe (+II) 14.32 Fe (+III) 25.1
EBT tạo phức với Cu(II), Ni(II), Co(II), Cr(III), Fe(III), Al(III) bền hơn
phức của EDTA. Như vậy, không thể chuẩn độ trực tiếp các ion trên bằng EDTA

mà phải chuẩn độ ngược. Phép chuẩn độ ngược còn được sử dụng khi phản ứng tạo
phức EDTA xảy ra chậm. Phản ứng của Fe(+III) và Al(+III) cần thúc đẩy bằng
cách đun nóng, sau đó để nguội rồi mới cho chỉ thị.
Với mẫu nước có chứa một lượng đáng kể kim loại nặng thì chỉ thị chuyển
màu không rõ ràng hay mất màu. Có thể dùng 2 chất che sau:
- NaCN là chất che hiệu quả Fe, Cu, Co, Ni. Phải đảm bảo môi trường kiềm
trước khi cho vào.
- Na
2
S là chất che hiệu quả Mn (1 mg/l), Zn, Pb, polyphosphat.
Ngoài ra, trong môi trường kiềm, Mn(II) sẽ chuyển về Mn(IV) phá huỷ chỉ
thị. Để ngăn ngừa cần cho thêm hydroxylamin.
19
Phân tích nước
Hoá chất:
- Chuẩn Ca 20 meq/l : cân 1,000g CaCO
3
và thêm vào từng giọt HCl 1:1 đến khi
tan hoàn toàn, sau đó thêm 200ml nước cất và đun sôi để đuổi CO
2
. Sau khi nguội,
định mức đến vạch 1000ml.
- Dung dịch EDTA nồng độ 20 meq/L có hai cách pha:
- Pha từ dạng muối disodium dihydrat (Titriplex III, M=372,24): nếu cần
sấy ở 80
o
C khoảng 2 giờ, hoà tan 3,72 g pha trong 1L nước cất.
- Pha từ dạng axit (Titriplex II, M=292,25): hoà tan 2,92g pha trong 1L
nước cất, dạng này rất ít tan nên phải cho thêm 0,8850g NaOH để chuyển
về dạng muối dễ tan.

Bình thường có thể coi EDTA là chất chuẩn gốc. Nếu cần thiết, có thể xác định lại
nồng độ EDTA theo chất gốc CaCO
3
. Khi chuẩn lại nồng độ EDTA cần cho 2 giọt
dung dịch MgEDTA 0,85% để phản ứng chuẩn độ chuyển màu dễ nhìn.
- Chỉ thị EBT dạng dung dịch: cân trong beaker 0,5g Eriochrome Black T
(C
20
H
12
N
3
O
7
SNa), thêm 2ml etanol, lắc cho tan, cho vào 100g trietanolamin
[(HOCH
2
CH
2
)
3
N]. Có thể pha dạng bột với NaCl nhưng không pha trong nước cất
hay rượu vì kém bền.
- Dung dịch đệm pH=10: 34g NH
4
Cl + 285ml NH
3
trong 500ml, dùng trong 1
tháng, đậy kín để ngăn ngừa NH
3

bay hơi.
Thực nghiệm :
Hút 20 ml mẫu vào erlen + 1 ml đệm + 1 giọt chỉ thị rồi chuẩn độ từ màu đỏ
nho (wine-red) chuyển sang xanh dương rõ rệt (sky-blue). Điểm cuối chuẩn độ là
lúc ánh đỏ cuối cùng cũng biến mất. Sắc thái màu dung dịch không thay đổi nếu
thêm một giọt EDTA nữa. Khi xuất hiện màu tím (màu trung gian) cần chuẩn độ
chậm lại. Nếu sự chuyển màu không rõ là do chỉ thị hỏng hay có mặt các chất cản
trở (kim loại nặng, polyphosphat).
20
Phân tích nước
Đỏ nho Xanh
Độ cứng
(mg CaCO3/L)
= CaMg
(meq/L)
x 50,043
100 mg/L CaCl
2
→ 0.9 mmol/L CaCl
2

→ 0.9 mmol/L Ca
2+
→ 0.9 mmol/L as CaCO
3
or 90 mg/L as CaCO
3
Lưu ý :
- Chỉ thị calmagit pha trong nước cũng chuyển màu giống EBT nhưng rõ rệt
hơn.

- Sau khi cho đệm nên chuẩn độ sớm trong vòng 5 phút để tránh CaCO
3
kết
tủa mặc dù tủa CaCO
3
có thể tan trở lại khi có EDTA. Với các mẫu hút thể tích nhỏ
nên cho thêm nước trước khi cho đệm. Nên chuẩn độ nơi đủ ánh sáng vì thiếu ánh
sáng thì tới lúc chuyển sang màu xanh vẫn thấy ánh tím.
- Độ cứng tạm thời hay độ cứng carbonat là một phần của độ cứng chung,
tương đương với hàm lượng cacbonat và bicacbonat trong nước: chuẩn độ HCl và
chỉ thị metyl cam.
- Độ cứng vĩnh cửu: đun đến khô mẫu, hoà tan phần cặn với nứơc cất, lọc bỏ
tủa, chuẩn độ EDTA và chỉ thị EBT.
11. CANXI
Canxi có nhiều trong nước chảy qua vùng đá vôi (calcite, CaCO
3
) hay thạch cao
(gypsum, CaSO
4
.2H
2
O). Với mẫu nứơc sông Mekong, nồng độ Ca gấp 3 lần Mg.
Với mẫu nước sông Đồng Nai, Ca=Mg. Với mẫu nước biển Ca=1/4*Mg(16-25%).
21
Phân tích nước
Phương pháp: kết tủa Mg dưới dạng hydroxid ở pH=12. Chuẩn độ Ca bằng EDTA
và dùng chỉ thị murexid . Ngoài ra có thể dùng chỉ thị Eriochrome blue black R có
ưu điểm là chuyển màu rõ rệt hơn, từ đỏ sang xanh da trời.
Thực nghiệm:
- Chỉ thị Murexid dạng khô: 200mg murexid+100g NaCl hay KCl, nghiền thật kĩ.

Nên bảo quản trong bình hút ẩm. Không pha chỉ thị dạng nước do kém bền.
- Dung dịch NaOH 1N
Hút 20 ml mẫu + 1ml NaOH+ 1 ít chỉ thị, chuẩn độ ngay không để lâu vì trong môi
trường kiềm mạnh, chỉ thị không bền, ngoài ra Ca tạo CaCO
3
gây sai số âm. Chỉ thị
chuyển từ màu cam sang màu tím đậm.
12. OXY HÒA TAN (DO)
Quá trình ôxi hóa các chất hữu cơ sẽ tiêu thụ ôxy hoà tan trong nước(DO).
Nếu nước càng ô nhiễm, ôxy hoà tan càng thấp, vi sinh vật kỵ khí sẽ chiếm ưu thế
và phân huỷ chất hữu cơ thành NH
3
, H
2
S (mùi hôi thối), CH
4
(dễ cháy) làm cho
nước giảm khả năng tự làm sạch. Nước uống có DO nhỏ hơn 80% mức bão hòa gây
mùi, vị khó chịu.
Ảnh hưởng lớn nhất của DO là đối với nhu cầu hô hấp của loài thuỷ sản. Nhu
cầu oxy cần thiết cho sinh vật dưới nước thay đổi tùy theo loài và tùy thuộc giai
đoạn sinh trưởng. Nhìn chung có thể đánh giá như sau:
+ DO = 5-6 mg/l: đáp ứng đủ cho sinh trưởng.
+ DO < 3 mg/l: gây căng thẳng, ăn mồi giảm và dễ bị nhiễm bệnh.
+ DO < 2 mg/l: gây chết cá.
Tiêu chuẩn chất lượng nuôi cá của FAO quy định nồng độ DO trong nước
phải cao hơn mức 50% bão hòa tức cao hơn 4 mg/l ở 25
0
C. Ở vùng nhiệt đới, giới
hạn này vào khoảng 3,8 mg/l.

Tiêu chuẩn chất lượng nước ngọt bảo vệ đời sống thủy sinh (TCVN 6774:
2000) quy định DO trung bình ngày phải lớn hơn 5 mg/l.
Trong nước mặt, DO chịu nhiều ảnh hưởng của các quá trình như:
- Quá trình phân hủy các chất hữu cơ làm giảm DO.
- Sự thâm nhập từ không khí (chậm) cụ thể là tốc độ dòng, tốc độ gió, sự
khuấy trộn làm tăng DO.
- Quá trình hô hấp làm giảm DO.
- Quá trình quang hợp của rong tảo làm tăng DO.
22
Phân tích nước
Kết quả của các quá trình trên là DO sẽ thay đổi theo độ sâu và theo thời gian
trong ngày. Tầng nước mặt giàu oxygen do quá trình quang hợp và tiếp xúc không
khí, còn tầng đáy có rất ít oxygen do vật chất hữu cơ tích tụ và phân hủy. Trong ao
hồ giàu dinh dưỡng, thực vật phát triển mạnh, DO thấp nhất khi gần sáng 3-6h
(DO~0 mg/l) và cao nhất là lúc trưa 14-16h (DO~200%).
Về bản chất, khả năng ôxygen hoà tan trong nước phụ thuộc 3 đại lượng vật
lý là độ mặn, nhiệt độ và áp suất khí quyển. Giá trị DO bão hòa tỉ lệ nghịch với độ
mặn, nhiệt độ; tỉ lệ thuận với áp suất khí quyển nên ngoài đơn vị mg/l, vì vậy người
ta thường đo DO theo % so với mức bão hoà để có thể so sánh, đánh giá đúng chất
lượng nguồn nước. Ở nhiệt độ 26-28
o
C, độ mặn 0‰ thì DO bão hoà khoảng 8,1-7,9
mg/l, độ mặn 35‰ thì DO bão hoà khoảng 6,6-6,4 mg/l .
°C
Độ mặn (g/L) tại mực nước biển
°F
0 g/L
10 g/L
20 g/L
30 g/L

35 g/L
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
11.3
10.8
10.3
9.9
9.5
9.1
8.7
8.4
8.1
7.8
10.6
10.1
9.7
9.3
8.9
8.5
8.2
7.9
7.6

7.4
9.9
9.5
9.1
8.7
8.4
8.0
7.8
7.5
7.2
7.0
9.3
8.9
8.6
8.2
7.9
7.6
7.3
7.1
6.8
6.6
9.0
8.6
8.3
8.0
7.6
7.4
7.1
6.9
6.6

6.4
50.0
53.6
57.2
60.8
64.4
68.0
71.6
75.2
78.8
82.4
Cao độ (ft)
Áp suất
(mm Hg)
Hệ số hiệu chỉnh
-540 775 1.02
Sea Level 760 1
500 746 0.98
1000 732 0.96
1500 720 0.95
2000 707 0.93
2500 694 0.91
3000 681 0.9
3500 668 0.88
4000 656 0.86
4500 644 0.85
5000 632 0.83
5500 621 0.82
6000 609 0.8
23