SKKN - nghiên cứu đánh giá một số khả năng hấp thụ ion trong nước ô nhiễm của bèo tây

MỤC LỤC
Nội dung Trang
Phần I. MỞ ĐẦU 2
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 2
II. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 3
III. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 3
IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3
V. NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI 4
Phần II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ
Chương I. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 5
I.1. Ô nhiễm nước và thực trạng hiện nay 5
I. 2. Sử dụng thực vật thủy sinh để làm sạch nguồn nước 6
I. 3. Tìm hiểu về bèo tây và tác dụng làm sạch nước của bèo tây 7
I.4.Một số phương pháp phân tích định lượng trong phòng thí
nghiệm hóa học phổ thông
9
Chương II. THỰC NGHIỆM 10
II. 1. Qui trình nghiên cứu khả năng hấp thụ các ion Fe
3+
, Cu
2+
,
Al
3+
, Pb
2+
, PO
4
3-
của bèo tây
11

II.2. Phân tích các ion trong các dung dịch sau khi nuôi bèo tây
bằng phương pháp chuẩn độ thể tích và khối lượng
11
Chương III. KẾT QUẢ 18
Phần III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 22
TÀI LIỆU THAM KHẢO 25
Trang 1
ĐỀ TÀI
“NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP THỤ MỘT SỐ ION
TRONG NƯỚC Ô NHIỄM CỦA BÈO TÂY”
PHẦN I. MỞ ĐẦU
I. Lí do chọn đề tài.
Trong những thập niên vừa qua, chất lượng môi trường sống của hành
tinh chúng ta bị giảm sút nghiêm trọng, chủ yếu do tác động của con người. Đó
là sự ô nhiễm môi trường gây ra do con người trong hoạt động nông-lâm
nghiệp, công nghiệp, giao thông vận tải, chiến tranh và những chất thải sinh
hoạt. Một trong các vấn đề được quan tâm đó là chất thải công nghiệp chưa
qua xử lý. Đặc biệt là chất thải các nhà máy hóa chất, với các kim loại nặng có
độc tính ảnh hưởng tới môi trường sống con người, động vật, thực vật. Ở các
nước công nghiệp thì chất thải công nghiệp là một trong những vấn đề cấp
bách, ảnh hưởng khá sâu rộng tói môi trường. Ở nước ta, công nghiệp còn nhỏ
bé, phần lớn các thiết bị đều lạc hậu, hiệu quả sử dụng nhiên liệu thấp, chất
thải tính theo số lượng sản phẩm lớn. Nhiều nhà máy chưa có thiết bị xử lý các
chất thải và nước thải trước khi xả vào cống rãnh, sông hồ, nên đã làm suy
giảm chất lượng bề mặt, môi trường không khí cũng như môi trường nước. Vì
vậy việc xử lí các chất thải là việc làm được quan tâm hàng đầu trong việc bảo
vệ môi trường.
Nhìn vào thực tiễn ở địa phương tôi thấy môi trường nước bị ô nhiễm
một phần là do chất thải công nghiệp nhưng tác nhân quan trọng hơn cả là do
nhận thức của người dân còn thấp. Họ có thói quen xả rác thải sinh hoạt xuống

ao hồ, sông suối, gây ô nhiễm môi trường mà điều kiện kinh tế của người dân
không đủ để xây dựng những hệ thống xử lí nước bẩn hiệu quả. Do một sự tình
cờ tôi phát hiện ra ở những ao trồng bèo tây lại có môi trường nước sạch hơn
những ao không có bèo. Đặc biệt, qua tìm hiểu được biết hiện nay xu hướng sử
dụng thực vật thủy sinh để làm sạch nguồn nước được nhiều nhà khoa học
quan tâm. Từ đó tôi đã thử nghiệm kiểm tra khả năng hấp thụ một số ion của
Trang 2
bèo tây để có thể góp phần mang đến một phương pháp sinh học đơn giản, hiệu
quả trong việc giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước.
II. Mục tiêu nghiên cứu.
Mục tiêu chung: Tạo ra một mô hình, một cách thức cải tạo nguồn nước
ô nhiễm đơn giản, không tốn kém và dễ dàng sử dụng ở mọi nơi.
Mục tiêu cụ thể: Nghiên cứu khả năng hấp thụ các ion Fe
3+
, Cu
2+
, Al
3+
,
Pb
2+
, PO
4
3-
của cây Bèo tây từ đó đưa ra một mô hình xử lý nước thải đơn giản,
ít tốn kém, thân thiện và hiệu quả.
III. Đối tượng nghiên cứu.
Sản phẩm chỉ là một đề tài nghiên cứu thực nghiệm trong trường THPT,
với điều kiện phương tiện thực nghiệm, hóa chất, còn hạn chế, tiến hành
nghiên cứu thực nghiệm trong thời gian ngắn thực hiện nghiên cứu đề tài bằng

nguồn vật liệu sẵn có và dễ tìm kiếm.
Các mẫu nghiên cứu được sử dụng ở đây chỉ là các mẫu giả định, pha
sẵn chứ không phải là mẫu thực (mẫu ô nhiễm từ môi trường) bởi vì điều kiện
phòng thí nghiệm khá hạn hẹp không thể nghiên cứu được hàm lượng các
nguyên tố nhỏ như ở mẫu thực.
IV. Phương pháp nghiên cứu
IV.1. Phương pháp phân loại, hệ thống hóa lý thuyết.
Phân loại là phương pháp sắp xếp các tài liệu khoa học một cách
có hệ thống theo từng mặt, từng đơn vị kiến thức, từng vấn đề khoa học có
cùng dấu hiệu bản chất, cùng một hướng phát triển. Phân loại làm cho khoa
học từ chỗ có kết cấu phức tạp trong nội dung thành cái dễ nhận thấy, dễ sử
dụng theo mục đích nghiên cứu của đề tài.
Hệ thống hóa là phương pháp sắp xếp tri thức theo hệ thống, giúp
cho việc xem xét đối tượng nghiên cứu đầy đủ và chi tiết, rõ ràng hơn.
Phân loại và hệ thống hóa luôn đi liền với nhau, trong phân loại có
yếu tố hệ thống hóa, hệ thống hóa phải dựa trên cơ sở phân loại.
IV.2. Phương pháp phân tích tổng hợp tài liệu.
Trang 3
Phân tích tài liệu là phương pháp nghiên cứu các văn bản, tài liệu
bằng cách phân tích chúng thành từng mặt, từng bộ phận để hiểu vấn đề một
cách đầy đủ và toàn diện, từ đó chọn lựa những thông tin cho đề tài nghiên
cứu.
Phương pháp tổng hợp là liên kết từng mặt, từng bộ phận thông
tin từ các lý thuyết đã thu thập được để tạo ra một hệ thống lý thuyết mới, đầy
đủ và sâu sắc về đề tài cần nghiên cứu.
Phân tích tài liệu chuẩn bị cho tổng hợp nhanh và chọn lọc đúng
thông tin cần thiết, tổng hợp giúp cho phân tích sâu sắc hơn.
IV.3. Phương pháp Pilot
Phương pháp Pilot là phương pháp tiến hành xây dựng và thử
nghiệm hệ thống (áp dụng thử quy trình trong một quy mô nhỏ) trước khi đưa

hệ thống vào hoạt động nhằm tìm ra nhược điểm có thể mắc phải và tìm cách
khắc phục và đưa hệ thống ứng dụng vào thực tiễn.
V. Những đóng góp của đề tài
Nước sạch và vệ sinh môi trường là hai yếu tố đặc biệt quan trọng tác
động trực tiếp đến sức khỏe của cộng đồng, tạo nên cơ sở vật chất để phát triển
kinh tế, văn hoá, xã hội, là phương tiện sinh sống và phát triển bền vững của
con người. Nước bẩn, không đảm bảo vệ sinh là môi trường lây lan phát
tán của mầm bệnh, tác động xấu đến sức khỏe của con người. Do vậy, bảo vệ
nguồn nước và môi trường là tự bảo vệ chính bản thân mình và cả cộng đồng.
Tùy mục đích sử dụng chúng ta có thể sử dụng Bèo tây để làm sạch
nước phục vụ cho mục địch sinh hoạt, tẩy rửa, trồng trọt,
PHẦN II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ
Chương I. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
I.1. Ô nhiễm nước và thực trạng hiện nay
Hiện nay ở Việt Nam, mặc dù các cấp, các ngành đã có nhiều cố gắng
trong việc thực hiện chính sách và pháp luật về bảo vệ môi trường, nhưng tình
trạng ô nhiễm nước là vấn đề rất đáng lo ngại. Tốc độ công nghiệp hoá và đô
thị hoá khá nhanh và sự gia tăng dân số gây áp lực ngày càng nặng nề dối với
Trang 4
tài nguyên nước trong vùng lãnh thổ. Môi trường nước ở nhiều đô thị, khu
công nghiệp và làng nghề ngày càng bị ô nhiễm bởi nước thải, khí thải và chất
thải rắn. ở các thành phố lớn, hàng trăm cơ sở sản xuất công nghiệp đang gây ô
nhiễm môi trường nước do không có công trình và thiết bị xử lý chất thải.
Không chỉ ở những đô thị và khu công nghiệp mà hiện nay vẫn đề ô nhiễm
nguồn nước ở nông thôn cũng vô vùng nghiêm trọng do hàng loạt chất thải,
nước thải từ sinh hoạt, chăn nuôi được đổ tràn lan trong các ao, hồ, sông,
suối, bởi nhận thức của người dân ở nông thôn về ô nhiễm môi trường còn
kém và họ không đủ điều kiện để xây dựng hệ thống xử lí nước thải,… Hậu
quả chung của tình trạng ô nhiễm nước là tỉ lệ người chết do các bệnh liên
quan đến ô nhiễm nước như viêm màng kết, tiêu chảy, ung thư ngày càng tăng

lên. Ngoài ra, tỉ lệ trẻ em tử vong tại các khu vực bị ô nhiễm nguồn nước là rất
cao Vậy đâu là giải pháp cho vấn đề ô nhiễm nước nghiêm trọng tại Việt Nam?
Chiến lược lâu dài là có thể cung cấp những nguồn nước uống an toàn đã qua
xử lý và cải thiện hệ thống vệ sinh. Chiến lược ngắn hạn là sử dụng những
phương pháp xử lí nước bẩn đơn giản.
I. 2. Sử dụng thực vật thủy sinh để làm sạch nguồn nước
Thực vật thủy sinh là nhóm thực vật thuộc loài thảo mộc, thân mềm.
Quá trình quang hợp của thực vật thủy sinh hoàn toàn giống với các loài thực
vật trên cạn. Vật chất có trong nước sẽ chuyển hóa qua hệ rễ của thực vật thủy
sinh và đưa lên lá. Lá nhận ánh sáng mặt trời tổng hợp thành các chất hữu cơ.
Các chất hữu cơ này cùng với các chất khác tổng hợp nên tế bào và tạo ra sinh
khối. Thực vật chỉ tiêu thụ các chất vô cơ hòa tan. Vi sinh vật sẽ phân hủy các
chất hữu cơ và chuyển chúng thành các chất và hợp chất vô cơ hòa tan để thực
vật có thể sử dụng tiến hành trao đổi chất. Quá trình vô cơ hóa bởi vi sinh vật
trong nước và hấp thụ chất vô cơ hòa tan bởi thực vật thủy sinh tạo ra hiện
tượng giảm vật chất có trong nước. Cây thủy sinh có trong nước sẽ làm thay
đổi đặc điểm hóa học của nước thải, có tác dụng làm các chất dinh dưỡng trong
nước chuyển đổi. Nhờ có hô hấp bình thường, lại có thức ăn nên thực vật thủy
sinh có thể sống lâu dài trong nước mà không bị thối rữa. Vì vậy thực vật thủy
Trang 5
sinh đóng vai trò quan trọng trong việc xử lí nước thải, là tác nhân làm sạch
nước tự nhiên
Một số loại thủy thực vật thường gặp:
- Thuỷ thực vật sống chìm: Loại thuỷ thực vật này có rễ và thân ở dưới
mặt nước, chỉ phát triển ở những nơi có đủ ánh sáng, độ đục thấp, loại được sử
dụng nhiều là tảo
- Thuỷ thực vật sống trôi nổi: Rễ của thực vật này không bám vào đất
mà lơ lửng trong nước, thân và lá của nó phát triển trên mặt nước. Nó trôi nổi
trên mặt nước theo gió và dòng chảy, loài được sử dụng nhiều nhất là bèo tây.
- Thuỷ thực vật có rễ bám vào đáy, thân trong nước và lá nổi trên mặt

nước hoặc chìm trong nước như sen, súng
- Thủy thực vật có rễ bám vào đáy, thân trong nước, lá trên mặt nước
như lau, sậy, phát lộc
Bảng 1.1. Nhiệm vụ của thủy thực vật trong các hệ thống xử lý nước
Phần cơ thể Nhiệm vụ
Rễ hoặc thân Là giá bám cho vi khuẩn phát triển
Lọc và hấp phụ chất rắn
Thân hoặc lá ở mặt nước
hoặc ở phía dưới mặt nước
Hấp thụ ánh sáng mặt trời, do đó hạn chế sự
phát triển của tảo
Làm giảm ảnh hưởng của gió lên bề mặt xử lý
Làm giảm sự trao đổi giữa nước và khí quyển
Chuyển oxi xuống rễ
I. 3. Tìm hiểu về bèo tây và tác dụng làm sạch nước của bèo tây
Giới thiệu về cây bèo tây.
Bèo tây (danh pháp khoa học: Eichhornia crassipes) còn được gọi là bèo
lục bình, bèo lộc bình, hay bèo Nhật Bản là một loài thực vật thuỷ sinh, nổi
theo dòng nước.
Cây bèo tây mọc cao khoảng 30cm – 1m với dạng lá dài hình tròn, màu
xanh lục, láng và nhẵn mặt. Lá mọc cuốn vào nhau như những cánh hoa, cuống
lá nở phình ra như bong bóng xốp giúp cây bèo nổi trên mặt nước. Ba lá đài
Trang 6
giống như 3 cánh. Rễ bèo trông như lông vũ, sắc đen buông rũ xuống nước, có
thể dài đến 1m.
Vai trò của bèo tây trong xử lý nước thải:
- Lá của cây bèo tây xảy ra quang hợp vào ban ngày nên chúng cung cấp
một lượng lớn O
2
cho vùng rễ và vùng bề mặt thúc đẩy quá trình phân hủy hiếu

khí các hợp chất hữu cơ cũng như quá trình nitơrat hóa các hợp chất nitơ, việc
tăng DO trong nước còn thúc đẩy quá trình lắng đọng photpho trong nước.
- Bèo tây sinh sản rất nhanh trong môi trường nước thải, do vậy sau một
thời gian ngắn chúng sẽ tạo thành bè mảng có tác dụng giảm ánh sáng mặt trời
nên làm giảm sự phát triển của tảo, đồng thời làm giảm tác động của gió lên bề
mặt ao hồ dẫn đến giảm sóng và dòng chảy; chúng cũng có tác dụng làm giảm
sự xáo trộn bởi nhiệt giữa các tầng nước. Chính những điều đó làm tăng khả
năng lắng đọng của của các chất lơ lửng có trong nước thải.
- Bèo tây có đặc điểm là có bộ rễ rất phát triển gồm rất nhiều rễ nhỏ liti,
chúng là giá thể cho rất nhiều vi sinh vật trong nước thải bám dính, tạo điều
kiện tốt nhất cho sự tiếp xúc giữa chất ô nhiễm và vi sinh vật trong nước thải,
tức là thúc đẩy quá trình xử lý nước thải nhanh hơn.
- Cây bèo tây cấu thành từ các sợi thể hang, cấu trúc xốp này giúp cho
cây hút được lượng chất lỏng lớn. Cây bèo tây có bộ rễ rất dài, có khả năng hút
các chất kim loại nặng và phân giải xyanua rất mạnh, nên phần lớn chất cặn bã
và mùi hôi có trong chất thải sinh hoạt được bèo tây xử lí. Đóng góp lớn nhất
của bèo tây là làm sạch nguồn nước, phân giải chất độc. Thí nghiệm chứng tỏ
rằng 1ha mặt nước thả bèo tây, trong 24 giờ nó hút được 34kg Na, 22kg Ca, 17
kg P, 4kg Mn, 2,1kg Phenol, 89g Hg, 104g Al, 297g kẽm, 321g Stronti, Nó
còn có khả năng hút và tích lũy kẽm rất mạnh. Thí nghiệm thả bèo tây trong
một chậu nước bẩn chứa 10mg kẽm/1 lít, trong 38 ngày lượng kẽm tích lũy
trong cơ thể nó cao hơn thực vật thông thường 133%. Ngoài ra, bèo tây còn có
khả năng phân giải phenol và xianua.
- Bộ rễ của bèo tây có diện tích bề mặt rất lớn, do vậy nó có khả năng
hút rất nhiều các chất lơ lửng, làm trong nước.
Trang 7
- Phía dưới của ao hồ xảy ra quá trình phân hủy kị khí các hợp chất của
cacbon và khử nitơrat, trong số các sản phẩm tạo ra là khí độc và có mùi khó
chịu, nhưng do ở phía trên của ao hồ có bèo nên các khí này bị hấp thụ do vậy
ở những vùng xử lý đúng quy cách chúng ta sẽ không phát hiện được mùi của

những khí này.
- Trong quá trình sống bèo có nhu cầu sử dụng các dưỡng chất cần thiết
như đạm, lân, các chất vi lượng như kim loại nặng Do vậy chính bèo tây
cũng tham gia trực tiếp vào việc xử lý các chất ô nhiễm trong nước thải.
- Bèo cải tạo cảnh quan sinh thái của khu vực, nên trang trí bèo trên mặt
nước tạo ra các kiểu dáng đẹp mắt và có thể kết hợp với một số loài thực vật
thủy sinh khác như sen, súng
- Bèo tây còn góp phần vào làm tăng đa dạng sinh học cho vùng thực
hiện chức năng xử lý nước thải như thu hút các loài chim từ nơi khác đến, tăng
các loài bò sát, lưỡng thê, các loài thủy sinh vật
- Khi thu hoạch bèo có thể làm phân hữu cơ, tạo khí biogas, làm thức ăn
cho gia súc gia cầm, làm đồ thủ công mỹ nghệ
* Nhược điểm :
- Khi xử lý nước thải bằng thực vật thuỷ sinh đều có nhược điểm chung
là cần diện tích lớn, khả năng xử lý cao nhưng chậm, do vậy cần thời gian xử
lý lâu.
- Đối với bèo tây, do khả năng sinh sản nhanh, dễ gây tắc nghẽn ao hồ
kênh rạch, nên khi dùng bèo để xử lý nước thải, cần chú ý đến khả năng này,
không để bèo tây tràn ra ngoài. Có thể dùng các vật nổi, để quây bèo tây vào
các khu riêng
- Khi hàm lượng chất dinh dưỡng trong nước giảm cũng như khi bèo tây
già và bắt đầu có hiện tượng úa, phải vớt bèo ra khỏi vùng xử lý. Tránh để bèo
chết trong nước làm ô nhiễm lại nguồn nước.
I.4.Một số phương pháp phân tích định lượng trong phòng thí nghiệm hóa
học phổ thông
I.4.1. Phương pháp thể tích
I.4.1.1. Chuẩn độ
Trang 8
Chuẩn độ là quá trình định lượng chất phân tích dựa theo lượng
thuốc thử tiêu chuẩn tiêu tốn.

Phép chuẩn độ được thực hiện bằng cách thêm một cách cẩn thẩn
lượng dung dịch thuốc thử đã biết nồng độ vào dung dịch chất cần xác định
cho tới khi phản ứng giữa chúng kết thúc, sau đó đo thể tích dung dịch thuốc
thử chuẩn.
Ở một số trường hợp thì thêm dư thuốc thử sau đó chuẩn độ ngược
bằng một thuốc thử khác đã biết nồng độ để xác định lượng dư thuốc thử thứ
nhất không tham gia phản ứng
I.4.1.2. Một số phương pháp chuẩn độ
*Chuẩn độ trực tiếp
Từ buret nhỏ từng giọt thuốc thử R vào một thể tích X xác định.
Dựa vào sự giảm màu của X (nếu X có màu) hay sự tăng màu của R (nếu R có
màu) hay sự đổi màu chất chỉ thị.
Ví dụ: Xác định hàm lượng Fe
2+
trong dung dịch ta có thê dùng
thuốc thử là dung dịch KMnO
4
với nồng độ xác định. Điểm tương đương của
phản ứng chuẩn độ là điểm mà màu tím của dung dịch xuất hiện và không mất
màu nữa. Khi đó ghi chính xác thể tích dung dịch KMnO
4
đã dùng và tính toán
theo phương trình phản ứng chuẩn độ sau:
5Fe
2+
+ MnO
4
-
+ 8H
+

5Fe
3+
+Mn
2+
+ 4H
2
O
*Chuẩn độ ngược (chuẩn độ phần dư)
Thêm thuốc thử dư chính xác vào thể tích xác định chất cần phân tích,
lượng dư thuốc thử dư được chuẩn lại bằng một chất chuẩn khác đã biết trước
nồng độ.
Ví dụ:
Để xác định hàm lượng của Pb
2+
trong dung dịch ta cho vào dung
dịch một lượng biết trước(dư) dung dịch K
2
Cr
2
O
7
. Sau khi chuyển toàn bộ Pb
2+
vào dạng kết tủa PbCrO
4
, lọc kết tủa và chuẩn độ lượng dư K
2
Cr
2
O

7
bằng
phương pháp iot. Từ đó tính được lượng K
2
Cr
2
O
7
đã phản ứng với Pb
2+
.
*Chuẩn độ thế
Thay vì chuẩn độ chất cần phân tích(X), ta chuẩn độ X’ là sản
phẩm của X với thuốc thử.
Ví dụ: Chuẩn độ K
2
Cr
2
O
7
bằng KI giải phóng Iot (X’), nếu chuẩn độ iot
(X’) bằng Na
2
S
2
O
3
thì tính được lượng KMnO
4
.

I.4.2. Phương pháp khối lượng
Trang 9
Phân tích khối lượng là một phương pháp phân tích định lượng hóa học,
trong đó người ta dựa vào việc xác định chính xác khối lượng của chất cần
phân tích (hoặc các hợp chất của nó) được tách ra khỏi mẫu phân tích ở dạng
tinh khiết (hoặc dưới dạng một hợp chất có thành phần đã biết).
Ví dụ: Để xác định magie trong mẫu khoáng vật, người ta hòa tan mẫu
phân tích vào trong dung môi thích hợp để chuyển toàn bộ magie thành Mg
2+
ở
dạng hòa tan. Dùng thuốc thử thích hợp để kết tủa hoàn toàn Mg
2+
dưới dạng
hợp chất khó tan MgNH
4
PO
4
(dạng kết tủa). Sau đó lọc tách kết tủa, rửa sạch
các chất bẩn rồi nung để chuyển hoàn toàn thành dạng cân Mg
2
P
2
O
7
(dạng
cân). Cuối cùng ta cân để xác định khối lượng của nó. Dựa vào công thức của
hợp chất cân được, ta tính được khối lượng của Mg
2+
. Cũng có thể áp dụng
phương pháp này để định lượng photpho.

Chương II. THỰC NGHIỆM
II. 1. Qui trình nghiên cứu khả năng hấp thụ các ion Fe
3+
, Cu
2+
, Al
3+
, Pb
2+
,
PO
4
3-
của bèo tây
Trên cơ sở lý luận đã nêu, căn cứ vào điều kiện thực tế và khả năng sử
dụng phương pháp trong phòng thí nghiệm hóa học ở cấp THPT tôi đưa ra quy
trình nghiên cứu khả năng hấp thu các ion Fe
3+
, Cu
2+
, Al
3+
, Pb
2+
, PO
4
3-
của bèo
tây như sau:
Trang 10

Hình 2.1: Quy trình nghiên cứu khả năng hấp thụ các ion của bèo tây
II.2. Phân tích các ion trong các dung dịch sau khi nuôi bèo tây bằng
phương pháp chuẩn độ thể tích và khối lượng
II.2.1. Phân tích hàm lượng Fe
3+
bằng phương pháp chuẩn độ oxi
hóa khử bằng KMnO
4

Nguyên tắc của phương pháp này là chuyển ion Fe
3+
thành Fe
2+
bằng các
chất khử thích hợp (thường dùng Zn hoặc Sn
2+
) sau đó chuẩn độ Fe
2+
bằng chất
oxi hóa thích hợp.
Các chất oxi hóa thường dùng để chuẩn độ Fe
2+
là K
2
Cr
2
O
7
hoặc
KMnO

4
, Tuy nhiên trong điều kiện phòng thí nghiệm chúng tôi sử dụng dung
dịch KMnO
4
bởi vì có thể lợi dụng màu của KMnO
4
để xác định điểm tương
đương của phép chuẩn độ mà không cần chất chỉ thị như khi dùng với
K
2
Cr
2
O
7
. Các phản ứng xảy ra trong quá trình phân tích:
Zn + 2Fe
3+
Zn
2+
+ 2Fe
2+
Trang 11
5Fe
2+

+ MnO
4
-
+ 8H
+

 5Fe
3+
+ Mn
2+
+ 4H
2
O
Hình 2.2: Sơ đồ phân tích hàm lượng Fe
3+
trong dung dịch sau khi nuôi bèo
II.2.2. Phân tích hàm lượng Cu
2+
và Pb
2+
bằng phương pháp iot
Phản ứng cơ sở của phương pháp iot là phản ứng của thiosunfat
với iot theo phương trình sau:
2Na
2
S
2
O
3
+ I
2
 2NaI + Na
2
S
4
O

6
(natri tetrathionat)
Vì vậy có thể dùng dung dịch chuẩn thiosunfat để chuẩn độ lượng iot
với thuốc thử là hồ tinh bột. Tuy nhiên thiosunfat không phải là chất gốc, hàm
lượng của nó có thể thay đổi theo thời gian bởi một số phản ứng phụ. Chính vì
vậy để chuẩn độ theo phương pháp iot trước hết ta cần xác định lại nồng độ
chuẩn của thiosunfat.
II.2.2.1. Chuẩn độ lại nồng độ của thiosunfat
Trang 12
Natri thiosunfat là một chất tinh thể. Mặc dù có thể điều chế nó ở trạng
thái tinh khiết hóa học trong những điều kiện xác định nhưng không thể pha
chế một dung dịch tiêu chuẩn thiosunfat bằng cách lấy một lượng cân chính
xác bởi vì nó là một chất tương đối không bền, ví dụ nó có thể phản ứng với
axit cacbonic hòa tan trong nước theo phương trình:
Na
2
S
2
O
3
+ H
2
CO
3
NaHCO
3
+ NaHSO
3
+ S
Từ đó ta thấy việc pha chế dung dịch chuẩn bằng cách lấy lượng cân

chính xác thiosunfat là vô nghĩa. Vì vậy việc xác định độ chuẩn của dung dịch
Na
2
S
2
O
3
tiêu chuẩn là việc làm cần thiết trước khi chuẩn độ.
Người ta đã đề nghị dùng nhiều chất đầu khác nhau để xác định độ
chuẩn của dung dịch thiosunfat chẳng hoạn như dùng iot tinh khiết, kali iodat
KIO
3
, kali bromat KBrO
4
, kali ferixyanua K
3
[Fe(CN)
6
], kali bicromat K
2
Cr
2
O
7
hoặc cũng có thể xác định độ chuẩn của natri thiosunfat bằng dung dịch tiêu
chuẩn KMnO
4
. Tuy nhiên, trong thực tế thì K
2
Cr

2
O
7
hay được dùng nhất.
Mặc dù K
2
Cr
2
O
7
có thể oxi hóa trực tiếp Na
2
S
2
O
3
nhưng phản ứng xảy ra
phức tạp và không thể hiện bằng một phương trình được. Do đó, người ta xác
định độ chuẩn của Na
2
S
2
O
3
dựa vào những nguyên tắc chung của phép xác
định chất oxi hóa bằng phương pháp iot. Cụ thể cách tiến hành như sau:
Bước 1: Pha chế dung dịch K
2
Cr
2

O
7
tiêu chuẩn(có nồng độ 0,02M)
Bước 2: Chuẩn độ
Khi chuẩn độ, mới đầu đổ đầy dung dịch Na
2
S
2
O
3
vào buret, điều chỉnh
mức chất lỏng đến vạch không.
Lấy vào eclen 5 ml dung dịch KI 20% và 10 – 15 ml H
2
SO
4
1M. Dùng
pipet lấy thêm 25ml dung dịch K
2
Cr
2
O
7
0,02M vào hỗn hợp trên và đậy eclen
bằng mặt kính đồng hồ để iot khỏi bay mất. Để hỗn hợp 5 phút ở chỗ tối để
phản ứng thực hiện xong.
Sau đó, bỏ mặt kính đồng hồ ra sau đó thêm tiếp vào bình 200ml nước
nữa rồi tiến hành chuẩn độ dung dịch bằng thiosunfat. Ban đầu chuẩn độ không
dùng chỉ thị. Khi màu dung dịch đã chuyển từ màu nâu đậm sang vàng nhạt,
thì cho tiếp 5ml hồ tinh bột và lại tiếp tục chuẩn độ cho tới khi cho thêm một

giọt dung dịch Na
2
S
2
O
3
thì màu dung dịch chuyển từ màu xanh lơ sang màu
Trang 13
xanh nhạt thì dừng chuẩn độ, ghi thể tích là dung dịch trên buret sau 3 lần
chuẩn độ và tính toán lại nồng độ.
II.2.2.2. Xác định hàm lượng Cu
2+
bằng phương pháp iot (chuẩn độ thế)
Một trong những ứng dụng quan trọng nhất của phương pháp iot là xác
định hàm lượng đồng bằng phương pháp phân tích thể tích. Phép xác định dựa
trên phản ứng:
2Cu
2+
+ 4 I
-
 2CuI + I
2
2Na
2
S
2
O
3
+ I
2

 2NaI + Na
2
S
4
O
6
Hình 2.3: Sơ đồ phân tích hàm lượng Cu
2+
trong dung dịch sau khi nuôi bèo
II.2.2.3. Xác định hàm lượng Pb
2+
bằng phương pháp iot (chuẩn độ
ngược)
Trang 14
Phương pháp iot là phương pháp rất tốt dùng để xác định hàm lượng chì.
Trong phương pháp này người ta thêm vào dung dịch hỗn hợp đệm axetat, tiếp
tục thêm lượng chính xác(dư) dung dịch K
2
Cr
2
O
7
để kết tủa hoàn toàn Pb
2+
dưới dạng PbCrO
4
. Sau đó lọc bỏ kết tủa và chuẩn độ lượng K
2
Cr
2

O
7
dư bằng
phương pháp iot.
Hình 2.4: Sơ đồ phân tích hàm lượng Pb
2+
trong dung dịch sau khi nuôi bèo
II.3.3. Phân tích hàm lượng Al
3+
và PO
4
3-
bằng phương pháp khối lượng
II.3.3.1. Phân tích hàm lượng Al
3+

Trang 15
Axit hóa 100 ml dung dịch nghiên cứu bằng 3 – 5 ml HNO
3
2M, đun
nóng nhẹ. Nhỏ từng giọt dung dịch NH
3
10% vào dung dịch cho đến khi thấy
mùi rõ, sau đó dùng đũa thủy tinh khuấy kỹ và thêm khoảng 100 ml nước cất
nóng để làm giảm hấp phụ. Khuấy kỹ một lần nữa rồi để yên 5 phút, sau đó thử
lại xem kết tủa hoàn toàn chưa, bằng cách thêm cẩn thận 1 – 2 giọt NH
3
và
đem lọc ngay. Kết tủa thu được đem sấy và nung đến khối lượng không đổi.
Hình 2.5: Sơ đồ phân tích hàm lượng Al

3+
trong dung dịch sau khi nuôi bèo
II.3.3.2. Phân tích hàm lượng PO
4
3-

Điều chế hỗn hợp magie:
Cân 55 gam MgCl
2
.6H
2
O và 105 gam NH
4
Cl, sau đó thêm nước đã được
axit hóa bằng HCl cho đến thể tích 1 lít.
Phân tích
Lấy 25 ml dung dịch cần phân tích PO
4
3-
thêm 20ml dung dịch NH
4
Cl
2M và 15 ml hỗn hợp magie vừa pha ở trên. Sau đó, thêm từ từ dung dịch NH
3
Trang 16
10% khuấy đều đến khi dung dịch sặc mùi amoniac thì dừng lại. Để yên trong
khoảng 4 giờ rồi đem lọc. Đem lượng kết tủa trên phễu sấy khô. Lấy giấy lọc
và kết tủa đã hoàn toàn khô ra khỏi phễu, dùng tay bóp vụn kết tủa trên giấy
lọc và đổ ra chén sứ. Để xác định lượng kết tủa còn dính ở miếng giấy lọc ta
tiến hành đốt riêng giấy lọc ở nhiệt độ vừa phải sau đó chuyển toàn bộ chất rắn

vào chén sứ ở trên và tiến hành nung đến khối lượng không đổi. Lấy chất rắn
trong chén sứ cân và tính toán kết quả thu được.
Hình 2.6: Sơ đồ phân tích hàm lượng PO
4
3-
trong dung dịch sau khi nuôi bèo
Chương III. KẾT QUẢ
III.1. Kết quả phân tích hàm lượng Fe
3+
Bảng 3.1: Kết quả chuẩn độ Fe
3+
Trang 17
Lần chuẩn độ 1 2 3
V
KMnO4(0,1M)
(ml) 1,5 1,4 1,5
Tính toán:
Từ phản ứng chuẩn độ ta tính được kết quả như sau:
Biểu đồ 3.1: Nồng độ của sắt trong dung dịch trước và sau khi nuôi bèo.
III.2. Kết quả phân tích hàm lượng Cu
2+
Kết quả phân tích
Bảng 3.2: Kết quả chuẩn độ Cu
2+
Lần chuẩn độ 1 2 3
V
Na2S2O3(0,11M)
(ml) 4,1 3,9 4,2
Tính toán:
Trang 18

Biểu đồ 3.2: Hàm lượng Cu
2+
trong dung dịch trước và sau khi nuôi bèo.
III.3. Kết quả phân tích hàm lượng Pb
2+
Kết quả chuẩn độ lượng dư K
2
Cr
2
O
7
Bảng 3.3: Kết quả chuẩn độ ngược Pb
2+
Lần chuẩn độ 1 2 3
V
Na2S2O3(0,11M)
(ml) 19,1 19,3 19,5
Tính toán:
Trang 19
Biểu đồ 3.3: Hàm lượng chì trong dung dịch trước và sau khi nuôi bèo
III.4. Kết quả phân tích hàm lượng PO
4
3-
Kết quả phân tích
Bảng 3.4: Kết quả phân tích PO
4
3-
Lần thí nghiệm 1 2 3
mMg
2

P
2
O
7
(gam) 0,51 0,48 0,52
Tính toán:
Biểu đồ 3.4: Hàm lượng photphat trong dung dịch trước và sau khi nuôi bèo
III.5. Kết quả phân tích hàm lượng Al
3+
Kết quả phân tích:
Trang 20
Do lượng nhôm trong các mẫu là rất nhỏ nên trong mỗi lần phân tích chúng tôi
đều lấy tổng khối lượng của 5 mẫu phân tích sau đó lấy giá trị trung bình thu
được ở bảng sau:
Bảng 3.5: Kết quả trung bình trong phép phân tích Al
3+
Lần thí nghiệm 1 2 3
mAl
2
O
3
(gam)(Tbình) 0,046 0,048 0,046
Tính toán:
Biểu đồ 3.5: Hàm lượng nhôm trong dung dịch trước và sau khi nuôi bèo
Trang 21
PHẦN III. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
III.1. KẾT LUẬN
Bảng 4.1: Kết quả phân tích hàm lượng 5 ion trước và sau khi nuôi bèo
Ion Fe
3+

Cu
2+
Pb
2+
PO
4
3-
Al
3+
Hàm lượng trước khi
nuôi bèo (g/l)
0,5600 0,320 0,20700 4,75 0,27
Hàm lượng sau khi nuôi
bèo (g/l)
0,4116 0,287 0,19044 4,3 0,247
Biểu đồ 4.1: Hàm lượng các ion trước và sau khi nuôi bèo
Qua các kết quả phân tích chúng tôi nhận thấy Bèo tây có khả năng hấp
thụ hầu hết các ion như Fe
3+
, Cu
2+
, Pb
2+
, Al
3+
, PO
4
3-
nhưng khả năng hấp thụ
chưa cao. Điều này có thể lý giải do thời gian nuôi bèo trong dung dịch chứa

các ion chưa nhiều. Tuy nhiên nếu tính ra diện rộng trong khoảng thời gian dài
thì các kết quả nghiên cứu cũng rất đáng lưu tâm. Cụ thể nếu coi quá trình hấp
thụ các ion phụ thuộc vào thời gian theo hàm bậc nhất thì có thể tính thời gian
tương đối để làm sạch các ion như sau:
Bảng 4.2. So sánh hàm lượng các ion trước và sau khi nuôi bèo
Trang 22
Ion Fe
3+
Cu
2+
Pb
2+
PO
4
3-
Al
3+
Hàm lượng trước khi
nuôi bèo (g/l)
0,5600 0,320 0,20700 4,75 0,27
Hàm lượng sau khi nuôi
bèo (g/l) (sau 7 ngày)
0,4116 0,287 0,19044 4,3 0,247
Thời gian dự kiến có thể
làm sạch mẫu nước
20 ngày 60 ngày 80 ngày 67 ngày 75 ngày
III.2. ĐỀ NGHỊ
Sau một thời gian tập trung nghiên cứu tôi đã hoàn thành mục tiêu
nghiên cứu ban đầu đã đặt ra là nghiên cứu đáng giá được khả năng hấp thụ
một số ion của cây bèo tây.

Qua việc nghiên cứu về khả năng xử lý nước thải của bèo tây chúng tôi
có một số kiến nghị sau:
- Cần nghiên cứu sâu hơn nữa về bèo tây trong việc xử lý nước thải để
tìm ra những ưu điểm ứng dụng vào thực tế.
- Nên ứng dụng rộng rãi bèo tây trong việc xử lý nước thải vì nhiều lợi
ích như rất thân thiện với môi trường, ít tốn kém và hiệu quả xử lý cũng
cao……rất phù hợp với điều kiện của Việt Nam.
- Nếu được nghiên cứu kỹ hơn và được kết hợp với những thiết bị xử lý
khác, có thể đạt hiệu quả cao hơn.
- Do hạn chế về mặt thời gian, phương tiện, kỹ thuật nên chưa nghiên
cứu được hết ảnh hưởng của các yếu tố đến hiệu quả hấp thụ. Ví dụ: chưa
nghiên cứu được ảnh hưởng của thời gian nuôi đến hiệu quả hấp thụ, chưa
nghiên cứu được ảnh hưởng của nồng độ chất ô nhiễm đến hiệu quả hấp thụ,
chưa nghiên cứu được ảnh hưởng của mật độ nuôi đến hiệu quả hấp thụ,….
Cần có thêm các nghiên cứu này để có thể đánh giá toàn diện hơn hiệu quả xử
lý của phương pháp.
Xác nhận của cơ quan Người viết đề tài
Trang 23
Trịnh Nhật Quang
Trang 24
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Lê Văn Cát, 1999, Cơ sở hóa học và kỹ thuật xử lý nước, NXB Thanh
Niên.
2. Nguyễn Tinh Dung, 1971 “Phân tích định lượng tập 1 phần phân tích
trọng lượng” - Nhà xuất bản Giáo dục
3. Nguyễn Tinh Dung, 1971 “Phân tích định lượng tập 2 phần phân tích
thể tích” - Nhà xuất bản Giáo dục
4. Hướng dẫn thí nghiệm Hóa phân tích – Trường ĐHBK Hà Nội - 2007
5. Lê Gia Hy, 1997, Công nghệ vi sinh vật xử lý nước thải, Trung tâm
Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia, NXB Hà Nội

Trang 25