So sánh khả năng định lượng cod trong nước thải bằng phương pháp chuẩn độ thể tích sử dụng K2Cr2O7 và KMnO4

SO SÁNH KHẢ NĂNG ĐỊNH LƯỢNG COD
TRONG NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG
PHÁP CHUẨN ĐỘ THỂ TÍCH SỬ DỤNG
K
2
Cr
2
O
7
VÀ KMnO
4
TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
BỘ MÔN HÓA PHÂN TÍCH
BÁO CÁO ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
GVHD: ThS. TRẦN NGUYỄN AN SA
SVTH: TRẦN CẨM BA
PHẠM ÁNH DƯƠNG
LỚP: CĐPT9
KHOÁ: 2007-2010
NỘI DUNG
Click to add Title
1
TỔNG QUAN
1
Click to add Title
1
ĐẶT VẤN ĐỀ, MỤC ĐÍCH NGHIÊN
CỨU
2
Click to add Title
1

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
3
Click to add Title
1
KẾT LUẬN
4
ĐỊNH NGHĨA COD

COD là chữ viết tắt tiếng Anh của: Chemical Oxygen
Demand – nhu cầu oxy hoá học.

COD là lượng oxy cần thiết để oxy hoá các hợp chất
hữu cơ trong mẫu thành CO
2
và H
2
O, là chỉ tiêu thường
được sử dụng trong quan trắc môi trường để đánh giá
mức độ ô nhiễm hữu cơ đối với nguồn nước mặt thuộc
những thuỷ vực nước ngọt. Đối với nước thải công
nghiệp thì đây là chỉ tiêu không thể thiếu khi đánh giá
mức độ ô nhiễm.

Ưu điểm: phân tích chỉ tiêu COD cho biết kết quả trong
một khoảng thời gian ngắn hơn nhiều (3 giờ) so với BOD
(5 ngày). Do đó trong nhiều trường hợp, COD được dùng
để đánh giá mức độ ô nhiễm của chất hữu cơ thay cho
BOD.

Nhược điểm: một trong những hạn chế chủ yếu của phân

tích COD là không thể xác định phần chất hữu cơ có khả
năng phân huỷ sinh học và không có khả năng phân huỷ
sinh học. Thêm vào đó phân tích COD không cho biết tốc
độ phân huỷ sinh học của các chất hữu cơ có trong nước
thải dưới điều kiện tự nhiên
ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM TRONG PHÂN TÍCH COD
CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH COD

Hiện nay có hai phương pháp thường dùng để xác định COD:

2. Xác định COD bằng phương pháp kali bicromat
1. Xác định COD bằng phương pháp kali permanganat
XÁC ĐỊNH COD BẰNG PHƯƠNG PHÁP PERMANGANAT

Phạm vi áp dụng
COD
Mn
là lượng oxy được tiêu thụ bởi chất chủ yếu là chất
hữu cơ và vô cơ có trong mẫu bị oxy hoá bởi ion permangant.
Phương pháp kali permanganat dùng để xác định COD ở
những nguồn nước ít ô nhiễm hay khi thành phần các chất
hữu cơ trong nước đơn giản.

Nguyên tắc
Mẫu sau khi thêm một lượng dư permanganat và tạo môi
trường acid thì đem đun cách thuỷ. Trong điều kiện này thì ion
permanganat oxy hoá mạnh.
Lượng dư permanganat tiếp tục bị khử bởi iod và tạo ra I
2
Lượng I

2
sinh ra sẽ được chuẩn bởi thiosulphate
Sau đó dùng chỉ thị hồ tinh bột ta xác định điểm tương đương
XÁC ĐỊNH COD BẰNG PHƯƠNG PHÁP BICROMAT

Phạm vi áp dụng
Tổng hàm lượng chất hữu cơ trong nước sẽ bị oxy hoá bởi
tác nhân oxy hoá mạnh là K
2
Cr
2
O
7
và được tính tương đương
với lượng oxy tiêu tốn trong quá trình này. Phương pháp
bicromat thường dùng để xác định COD ở những nguồn nước
bị ô nhiễm nặng hay khi thành phần trong nước là các chất hữu
cơ.

Nguyên tắc
Trong môi trường acid H
2
SO
4
các hợp chất hữu cơ sẽ bị oxy
hoá hoàn toàn bởi K
2
Cr
2
O

7
khi đun nóng trong 2 giờ, sau đó
chuẩn lượng dư bằng dung dịch chuẩn Fe
2+
với chỉ thị Ferroin.
Điểm tương đương nhận được khi dung dịch chuyển từ xanh
lam sang màu nâu đỏ.
Đặt vấn đề và mục tiêu nghiên cứu

Để tìm hiểu thêm về 2 phương pháp KMnO
4
và K
2
Cr
2
O
7
và khả
năng ảnh hưởng khi thay thế hoá chất và cách đun trong
phương pháp xác định COD. Chúng tôi đặt ra 2 vấn đề khảo
sát như sau:
1. Khảo sát ảnh hưởng khi thay Na
2
S
2
O
3
bằng KMnO
4
trong

phương pháp KMnO
4
2. Khảo sát qui trình đun cách thuỷ trong phương pháp
K
2
Cr
2
O
7

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
2. Khảo sát qui trình xác định COD bằng K
2
Cr
2
O
7

1. Khảo sát qui trình xác định COD bằng KMnO
4
KHẢO SÁT QUI TRÌNH XÁC ĐỊNH COD BẰNG
PHƯƠNG PHÁP KMnO
4
1. Khảo sát ảnh hưởng của H
2
SO
4
2. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đun (H
2
SO

4
)
3. Khảo sát ảnh hưởng của AgSO
4
4. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đun (H
2
SO
4 tác nhân
)
5. Khảo sát ảnh hưởng của Fe
3+
6. Khảo sát hiệu suất thu hồi của phương pháp
KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA H
2
SO
4
+ Thay đổi lượng H
2
SO
4
1:3
+ 4 mL KMnO
4
0.1N
Cho vào erlen có nút
50mL
Đậy nút, đun cách
thủy Ở 80
o
C

Lấy ra, làm nguội erlen
Chuẩn độ bằng
Na
2
S
2
O
3
0,025N
+ 1 mL KI 5%
+ 1-2 giọt
hồ tinh bột
1%
Tiếp tục chuẩn
bằng Na
2
S
2
O
3

0,025N
DD vàng rơm
DD không màu
Hút 20mL mẫu
0
20
40
60
80

100
120
0 0.5 1 1. 5 2 2.5 3
V H2SO4
COD (ppm)
10.56ppm
52.82ppm
105 .64ppm
Lượng H
2
SO
4
(1:3) cho vào trong khoảng 1-1.5mL là tối ưu.
KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN ĐUN
ĐỐI VỚI H
2
SO
4
+ H
2
SO
4
1:3
+ 4 mL KMnO
4
0.1N
Cho vào erlen có nút
50mL
Đậy nút, thay đổi thời
gian đun cách thuỷ

Lấy ra, làm nguội erlen
Chuẩn độ bằng
Na
2
S
2
O
3
0,025N
+ 1 mL KI 5%
+ 1-2 giọt hồ
tinh bột 1%
Tiếp tục chuẩn bằng
Na
2
S
2
O
3
0,025N
DD vàng rơm
DD không màu
Hút 20mL mẫu
0
20
40
60
80
100
120

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Thời gian đun
COD (ppm)
10.56ppm
52.82ppm
105.64ppm
Ở cùng nhiệt độ là 80
o
C, với thời gian đun ≥ 30 phút thì
quá trình oxy hóa xảy ra hoàn toàn
KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA AgSO
4
+ Thay đổi lượng H
2
SO
4 tác nhân
+ 4 mL KMnO
4
0.1N
Cho vào erlen có nút
50mL
Đậy nút, đun cách thủy
ở 80
o
C
Lấy ra, làm nguội erlen
Chuẩn độ bằng
Na
2
S

2
O
3
0,025N
+ 1 mL KI 5%
+ 1-2 giọt hồ
tinh bột 1%
Tiếp tục chuẩn bằng
Na
2
S
2
O
3
0,025N
DD vàng rơm
DD không màu
Hút 20mL mẫu
0
20
40
60
80
100
120
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
V H2SO4
COD (ppm)
10.56ppm
52.82ppm

105.64ppm
Lượng H
2
SO
4
tác nhân cho vào ở thể tích 1-1.5mL là tối ưu.
KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN ĐUN ĐỐI
VỚI H
2
SO
4 tác nhân
+ H
2
SO
4 tác nhân
+ 4 mL KMnO
4
0.1N
Cho vào erlen có nút
50mL
Đậy nút, thay đổi thời
gian đun cách thuỷ
Lấy ra, làm nguội erlen
Chuẩn độ bằng
Na
2
S
2
O
3

0,025N
+ 1 mL KI 5%
+ 1-2 giọt hồ
tinh bột 1%
Tiếp tục chuẩn bằng
Na
2
S
2
O
3
0,025N
DD vàng rơm
DD không màu
Hút 20mL mẫu
0
2 0
4 0
6 0
8 0
100
120
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Thời gian đun
COD (ppm)
10 .56ppm
52 .82ppm
10 5.64ppm
Ở cùng nhiệt độ là 80
o

C, với thời gian đun ≥ 30 phút thì quá
trình oxy hóa xảy ra hoàn toàn
KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA Fe
3+
+ 1mL H
2
SO
4 tác nhân
+ 4 mL KMnO
4
0.1N
Hút 20mL mẫu cho vào
erlen có nút 50mL
Đậy nút, thay đổi thời
gian đun cách thuỷ
Lấy ra, làm nguội erlen
Chuẩn độ bằng
Na
2
S
2
O
3
0,025N
+ 1 mL KI 5%
+ 1-2 giọt hồ
tinh bột 1%
Tiếp tục chuẩn bằng
Na
2

S
2
O
3
0,025N
DD vàng rơm
DD không màu
Thêm nồng độ khác nhau
Fe
3+
vào mẫu
Nồng độ Fe
3+
(ppm) 1 3 5 10 15
Thể tích mẫu trắng (mL) 14.30
Thể tích Na
2
S
2
O
3
0.0243N
(mL)
9.20 9.00 8.70 8.35 7.90
COD 52.82 (ppm) 49.98 51.94 54.88 58.31 62.72
Khi nồng độ Fe
3+
từ 3ppm trở lên sẽ ảnh hưởng đến qui trình xác định COD.
KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG KHI THAY Na
2

S
2
O
3

BẰNG KMnO
4
+ H
2
SO
4 tác nhân
+ 4 mL KMnO
4
0.1N
Cho vào erlen có nút
50mL
Đậy nút, thay đổi thời
gian đun cách thuỷ
Lấy ra, làm nguội erlen
Chuẩn bằng KMnO
4
0.1N
DD có màu hồng
bền
Hút 20mL mẫu
+ 5mL Fe
2+
0.1N
+ 1mL H
3

PO
4
đậm đặc
Thế tích mẫu trắng (mL) 1.10
Thể tích KMnO
4
0.096N (mL)
COD 10.56ppm 2.30
COD 52.82ppm 6.55
COD (ppm)
COD 10.56ppm 11.76
COD 52.82ppm 53.41
Kết quả xác định COD bằng KMnO
4
Kết quả xác định COD bằng Na
2
S
2
O
3
Thể tích mẫu trắng 14.20
Thể tích Na
2
S
2
O
3
0.0243N (mL)
COD 10.56ppm 13.00
COD 52.82ppm 9.00

COD (ppm)
COD 10.56ppm 11.66
COD 52.82ppm 52.54
KHẢO SÁT HIỆU SUẤT THU HỒI CỦA
PHƯƠNG PHÁP PERMANGANAT
Để khảo sát hiệu suất thu hồi của phương pháp
permanganat, chúng tôi thêm COD chuẩn vào mẫu
nước thải. Tiến hành phân tích mẫu thêm chuẩn và mẫu
không thêm chuẩn theo phương pháp permanganat. Từ
đó tính ra hiệu suất thu hồi của phương pháp.
Mẫu
Thể tích mẫu
trắng (mL)
Thể tích Fe
2+

0.2381N (mL)
COD (ppm)
Lignin
3.00
2.95
49.02
Nước thải nhà máy
giấy
2.85
147.06
Kết quả COD trên mẫu không thêm dung dịch COD chuẩn
Mẫu
Thể tích
mẫu

trắng
(mL)
COD
thêm
(ppm)
Thể tích
0.2381N
(mL)
∑COD
(ppm)
Hiệu
suất thu
hồi (%)
Lignin
3.00 500
2.45 539.22 98.04
Nước thải
nhà máy giấy
2.40 588.24 88.24
Kết quả COD trên mẫu thêm dung dịch COD chuẩn
mau
them
COD
H(%)
COD
COD
100
=
−
×

∑
Công thức tính hiệu suất thu hồi