GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MÔI TRƯỜNG

GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MÔI TRƯỜNG GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM
PHẦN LÝ THUYẾT
MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG PHÂN TÍCH MÔI TRƯỜNG
LẤY MẪU VÀ BẢO QUẢN MẪU
1. GIỚI THIỆU CHUNG
Thực tế không thể đề ra cụ thể những chi tiết có thể áp dụng cho việc lấy mẫu,
và kết quả phân tích cũng không thể nào phản ánh đúng hoàn toàn chất lượng mẫu như
thực. Điều này phụ thuộc vào mục đích của việc lấy mẫu và phương cách khi tiến hành
phân tích. Những chi tiết khác liên quan đến từng phương pháp riêng sẽ được đề cập
đến trong mỗi bài. Phần này chỉ giới thiệu khái quát nhằm áp dụng trước tiên đối với
các phép phân tích khoa học.
Thực chất của việc lấy mẫu là thu nhập một phần vật chất trong một thể tích
vừa đủ, xử lý và vận chuyển về phòng thí nghiệm kịp lúc khi chất lượng mẫu chưa
thay đổi. Mục đích trên nhằm giữ được tỉ lệ tương quan giữa những cấu tử đặc trưng
trong mẫu và nguồn. Mẫu sau đó được bảo quản sao cho những thay đổi nếu có cũng
không đáng kể trước khi tiến hành thí nghiệm.
Người lấy mẫu phải chịu trách nhiệm chính về chất lượng mẫu cho đến khi mẫu
được gởi đến phòng thí nghiệm để phân tích. Thông thường những công việc liên quan
đến nước và nước thải, phòng thí nghiệm đều công bố sự hướng dẫn hoặc quy định rõ
về kỹ thuật lấy mẫu, hoặc phải được thảo luận với người sẽ trực tiếp sử dụng kết quả
xét nghiệm. Những buổi họp như thế rất cần thiết vì giúp nhiều ý kiến về cách chọn
mẫu, phương pháp phân tích cũng như sẽ gợi nên những vấn đề cơ bản trong khi giải
đáp các thắc mắc liên quan đến mẫu.
2. NHỮNG ĐIỀU CẦN LƯU Ý
Mẫu phải đáp ứng đúng theo các yêu cầu của chương trình lấy mẫu và được bảo
quản, tránh mọi nguồn nhiễm bẩn hoặc sự phân hủy có thể xảy đến trước khi đưa về
phòng thí nghiệm .
Phải súc rửa ít nhất ba lần bình lấy mẫu bằng chính nguồn nước trước khi lấy
mẫu, trừ trường hợp bình đã được xử lý bằng hóa chất bảo quản hay tác chất khử clo.
Đối với những mẫu phải vận chuyển xa, không nên lấy quá đầy mà chừa lại độ 1%
dung tích bình, khoảng trống này để phòng hờ sự dãn nở nhiệt. Tuy nhiên điều này tùy

thuộc vào các xét nghiệm cần làm. Hầu hết các trường hợp xét nghiệm các chất hữu
cơ, bình phải được lấy đầy tràn hoặc có lúc được pha trộn và chừa lại một khoảng
trống với mục đích làm thoáng và xáo trộn như trường hợp xét nghiệm vi sinh.
Sự thận trọng luôn cần thiết, nhất là khi mẫu có chất hữu cơ hoặc để xét nghiệm
các vết kim loại. Nhiều cấu tử đôi khi hiện diện ở hàm lượng rất nhỏ (0 g/l) do đó một
phần hoặc toàn bộ chất ấy có thể bị mất hẳn nếu lấy mẫu và bảo quản mẫu không đúng
cách.
Mẫu tiêu biểu cho nhiều nguồn có thể tạo được từ việc pha trộn các mẫu lấy ở
những thời điểm khác nhau hoặc ở từng địa điểm khác nhau. Chi tiết lấy mẫu tất nhiên
thay đổi theo điều kiện địa phương, không có một khuyến cáo cụ thể áp dụng cho mọi
trường hợp.
1
GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MÔI TRƯỜNG GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM
Muốn có nhiều dữ kiện hơn và cũng để tránh sự khó hiểu tại các điểm cực trị
(tối đa và tối thiểu) việc phân tích nên thực hiện trên nhiều mẫu riêng biệt thay vì sử
dụng mẫu hỗn hợp.
Sự thận trọng lúc lấy mẫu không ngoài mục đích đảm bảo kết quả phản ánh
đúng thực chất mẫu. Độ đục chất lơ lửng và chất khử đục, những thay đổi hóa lý do
thông thoáng hay xảy ra trong quá trình tồn trữ là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng
đến kết quả. Cần lưu ý đặc biệt các khâu nghiền, pha trộn, sàng lọc mẫu, chuẩn bị cho
việc phân tính các chất ở dạng vết, nhất là các vết kim loại và vết các chất hữu cơ.
Trong một vài xét nghiệm như chì, hậu quả nhiễm bẩn từ các quá trình trên đều khiến
kết quả không còn chính xác. Cần chú trọng đến các chỉ tiêu xét nghiệm để có cách xử
lý thích hợp cho từng mẫu. Kích thước và bản chất các chất gây đục kèm các yếu tố
khác đều có tác động nhất định trên kết quả.
Thực tế không thể đề ra một phương sách có khả năng bao quát mọi tình huống
và việc chọn kỹ thuật lấy mẫu phải do thí nghiệm viên quyết định. Trên nguyên tắc,
các chất lơ lửng được tách bằng cách lắng, ly tâm hay gạn lọc. Nhưng thông thường
thì độ đục thấp có thể bỏ qua nếu kinh nghiệm cho thấy nó gây ảnh hưởng không đáng
kể trên phép định phân trọng lượng và định phân thể tích, cũng như có thể hiệu chỉnh

được trong phép so màu (là phương pháp dễ bị nhiễu nhất). Tốt nhất nên ghi rõ mẫu đã
lọc hay chưa lọc. Để đo hàm lượng chất rắn tổng cộng (TDS), không được phép loại
bỏ các chất lơ lửng mà phải tùy nghi xử lý cho thích đáng. Phải ghi chép những chi tiết
liên quan đến việc lấy mẫu, cách tiện nhất là dùng các thẻ, nhãn in sẵn mọi đề mục sau
đó đính kèm cho từng bình. Cần ghi chép đầy đủ, rõ ràng tên người lấy mẫu, ngày giờ,
nhiệt độ nước và những dữ liệu khác như thời tiết, mực nước, dòng chảy, trạm quan
trắc thời điểm gởi mẫu. Chỉ thị địa điểm lấy mẫu rõ rệt trên bản đồ, tốt nhất nên đánh
dấu các vị trí bằng cọc, phao hay mô tả các đặc điểm hay bờ để người khác vẫn nhận
diện lại dễ dàng lúc cần mà không phải vận dụng lại trí nhớ hay lần tìm qua lời hướng
dẫn, đặc biệt khi mẫu liên quan đến việc tranh tụng, phải sử dụng đến hồ sơ lưu trữ
(chain-of-custody) để truy cứu mẫu từ khi lấy cho đến lúc có được kết quả sau cùng.
Mẫu khi lấy ở nhiệt độ cao phải được làm nguội trong cùng điều kiện áp suất.
Nếu muốn lấy mẫu từ hệ thống phân phối, nên xả vòi chảy tự do trong một thời gian
ngắn đảm bảo mẫu thể hiện đúng chất lượng nguồn, vận tốc và lưu lượng xả tùy thuộc
vào đường kính và chiều dài ống. Tương tự khi lấy mẫu nước giếng, hãy để giếng hoạt
động tự do một thời gian đến khi chắc rằng mẫu đã đại diện được bản chất nguồn. Đôi
khi muốn xác định nguồn bổ cập, phải điều chỉnh bơm ở một lưu lượng xác định, ghi
lại lưu lượng bơm và lưu lượng bổ cập.
Đối với nước sông, nước suối, chất lượng nước thay đổi theo độ sâu, dòng chảy
và khoảng cách từ vị trí lấy mẫu đến bờ. Lấy mẫu hỗn hợp theo độ sâu ở mặt cắt đến
tận đáy tại vị trí giữa dòng, hoặc dọc theo mặt cắt dòng chảy ở cùng độ sâu trung bình.
Cách lấy mẫu hỗn hợp tùy thuộc vào tính chất, lưu lượng và chế độ thủy lực của dòng
chảy. Nếu chỉ cần lấy mẫu bất kỳ, nên lấy mẫu ở độ sâu bất kỳ, nên lấy mẫu ở độ sâu
trung bình tại vị trí giữa dòng.
Đối với mẫu ở các hồ và hầm chứa, khi lấy mẫu phải lưu ý đến tác động của
mưa, lượng nước chảy tràn trên bề mặt, gió, yếu tố phân tầng theo mùa … Tất cả đều
có thể gây ảnh hưởng đến chất lượng nước. Việc chọn độ sâu, tần số lấy mẫu còn tùy
vào điều kiện địa phương và mục đích khảo sát. Chú ý tránh lớp váng bề mặt.
Đối với một vài thành phần cần khảo sát trong mẫu, vị trí lấy mẫu giữ một vai
trò vô cùng quan trọng, tránh các vùng xáo trộn mạnh vì dễ làm thất thoát các chất dễ

2
GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MÔI TRƯỜNG GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM
bay hơi trong đó có thể có cả chất độc. Tại những vùng như gần đập nước, nguồn có
khuynh hướng phục hồi nhẹ, thay đổi hàm lượng chất lơ lửng. Thông thường, mẫu
được lấy ở vùng tĩnh, dưới mặt thoáng. Nếu có yêu cầu về mẫu hỗn hợp, phải thận
trọng đối với các thành phần dễ thất thoát không phải do quá trình lấy mẫu mà vì việc
xử lý không đúng cách. Thí dụ: khi trộn lẫn, thay vì sử dụng ống si phông cho chảy từ
từ, mẫu lại được đổ ào một lần, đây là nguyên nhân làm giảm hàm lượng các chất dễ
bay hơi mà người lấy mẫu có thể hoàn toàn tránh được. Cũng cần làm lạnh mẫu để
giảm thiểu sự bay hơi.
Chỉ sử dụng các mẫu thích ứng với cuộc khảo sát (hoặc những mẫu nằm trong
chương trình lấy mẫu), khi lấy mẫu ở những điều kiện khác nên ghi chép lại rõ ràng và
đầy đủ mọi chi tiết. Thông thường, trong bản báo cáo cũng cần mô tả phương pháp thí
nghiệm mục đích cuối cùng.
3. BIỆN PHÁP AN TOÀN
Vì trong mẫu có thể có những thành phần độc chất nên phải áp dụng những
biện pháp đề phòng hữu hiệu trong suốt quá trình lấy và xử lý mẫu. Độc chất có thể
thấm qua da, bay hơi thâm nhập vào phổi, cũng không loại trừ tình trạng ngộ độc qua
đường tiêu hóa. Các phương tiện phòng hộ phổ biến là: găng tay, kính bảo hộ mắt …
Trong phòng thí nghiệm, khi tiếp xúc với chất độc dễ bay hơi, nhân viên phải trang bị
thêm mặt nạ chống hơi độc cá nhân và chỉ mở các bình mẫu nghi ngờ có hơi độc nơi
vắng người, thông thoáng tốt hay trong tủ hút mà thôi. Tuyệt đối không được đặt thực
phẩm gần mẫu hay trong phòng trữ mẫu. Luôn rửa sạch tay trước khi tiếp xúc với thức
ăn.
Đối với chất hữu cơ dễ cháy, cần phải áp dụng các biện pháp an toàn thích nghi.
Không được phép hút thuốc gần mẫu, nơi chứa mẫu cũng như trong phòng thí nghiệm.
Cảnh giác với các tia lửa, ngọn lửa hay nguồn nhiệt quá nóng. Trong phòng kín như
phòng lạnh, phòng trữ mẫu, phải lưu ý đến các tiếp điểm của công tắc đèn, máy điều
nhiệt, bộ phức hợp sử dụng điện … là những nơi có thể gây ra tia lửa điện, nguyên
nhân gây ra những vụ cháy nổ.

Khi chưa tin tưởng vào mức độ an toàn, mọi biện pháp đề phòng rất cần thiết,
phải quan tâm đến vấn đề huấn luyện về an toàn lao động. Tuỳ nguồn nhiễm bẩn mà
có biện pháp phòng hộ y tế nghề nghiệp khác nhau.
4.CÁC LOẠI MẪU
4.1. Mẫu bất kỳ hay mẫu cá biệt : (Grab or Catch Samples)
Khi mẫu được lấy vào một thời điểm, ở một vị trí nhất định, nói cho đúng mẫu
ấy chỉ thể hiện được chất lượng nguồn vào thời điểm và tại vị trí đó mà thôi. Tuy
nhiên các thông số liên quan đến nguồn và các khu vực khảo sát được biết rõ trong
suốt thời gian tiếp cận, chất lượng mẫu lúc đó được xem như khả năng tiêu biểu cho
nguồn trong khoảng thời gian đó hoặc cũng có thể bao gồm cho cả khu vực đó hoặc
cùng lúc bao gồm cả hai yếu tố trên chứ không riêng một. Trong trường hợp trên, mẫu
bất kỳ cũng có thể đại diện đặc tính cho dòng chảy một cách hoàn hảo, thí dụ : như với
nguồn nước cấp, nước mặt. Đôi lúc, phương pháp lấy mẫu bất kỳ cũng được áp dụng
cho cả trường hợp nước thải.
3
GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MÔI TRƯỜNG GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM
Đối với nguồn được biết rõ là chất lượng liên tục thay đổi theo thời gian, những
mẫu cá biệt được lấy trong từng khoảng thời gian thích hợp và phân tích riêng sẽ cho
dữ liệu về những biến đổi trong phạm vi giới hạn. Tần số lấy mẫu có thể thay đổi theo
chu kỳ từ 5 phút tới 60 phút hoặc có thể kéo dài hơn. Trong một hệ thống giám sát,
chu kỳ lấy mẫu có thể vượt trên cả tháng khi nghiên cứu các chuyển biến theo mùa.
Trường hợp chất lượng mẫu thay đổi theo không gian, mẫu sẽ được chọn ở thời điểm
thích nghi.
Đối với chất mùn, bùn và nước thải, bùn ven bờ cần phải cân nhắc khi chọn
phương pháp lấy mẫu, nhưng phải thật thận trọng để lấy mẫu cho phù hợp với mục
đích cần thiết.
4.2 Mẫu hỗn hợp : (Composit Sample)
Đối với nhiều trường hợp, thuật ngữ “mẫu hỗn hợp” được dùng để diễn tả sự
trộn lẫn các mẫu cá biệt lấy ở nhiều điểm khác nhau trên cùng một vị trí.
Mẫu hỗn hợp thích hợp cho việc khảo sát các hàm lượng trung bình, thí dụ như

trong cách tính tải trọng hay hiệu quả của công trình xử lý nước thải. Nếu phải chọn
lựa giữa việc phân tích hàng loạt mẫu, sau đó tính giá trị trung bình rồi suy ra tổng
lượng thì mẫu hỗn hợp vẫn có được tính tiêu biểu, hơn nữa còn giúp tiết kiệm công
sức và chi phí cho phòng thí nghiệm. Trong những trường hợp cụ thể, mẫu hỗn hợp
tiêu biểu cho một ca làm việc, cũng có thể cho một chu kỳ ngắn hơn như thời gian một
lần vận hành máy…tất cả đều thích hợp. Để đánh giá những hiệu quả, biến động riêng
biệt hay các lưu lượng thất thường thì cũng chỉ cần lấy mẫu hỗn hợp trong suốt thời
gian sự việc xảy ra cũng đủ .
Muốn xác định các thành phần hay các yếu tố chỉ thị những thay đổi thường
gặp trong hầm chứa thì không nên dùng mẫu hỗn hợp. Trong trường hợp này, các mẫu
riêng lẻ (individual sample) sẽ phù hợp hơn. Sau khi lấy mẫu, việc xét nghiệm cần
phải thực hiện ngay đối với các chỉ tiêu sau: pH, nhiệt độ, khí hòa tan, sulfua hòa tan,
clo dư…Sự thay đổi các thành phần như: oxi hòa tan, khí carbonic tự do trong nước,
pH, nhiệt độ có thể là nguyên nhân kéo theo các thay đổi sâu xa liên quan đến các chất
vô cơ: sắt, mangan, độ kiềm, độ cứng.
Tóm lại, loại mẫu này thường được dùng cho việc xác định thành phần ít thay
đổi trong điều kiện lấy mẫu và bảo quản mẫu.
Mỗi mẫu riêng lẻ được lấy trong một chai riêng miệng rộng 35mm, dung tích
khoảng 120ml. Tuỳ điều kiện hiện trường, việc lấy những mẫu này được thực hiện
hàng giờ, hoặc nửa giờ thậm chí có lúc 5 phút một lần. Nếu có tác chất bảo quản, nên
thêm vào mẫu sau khi vừa lấy.
Việc trộn mẫu được thực hiện trong một bình lớn có dung tích 2-3 lít đủ để phân tích
các thành phần trong nước cống, nước thải, hoặc từ ống thoát nước.
Không nên sử dụng các dụng cụ lấy mẫu tự động trừ khi áp dụng được đầy đủ
các phương pháp bảo quản. Tất cả dụng cụ phải được rửa sạch hàng ngày để tránh sự
phát triển sinh học và các chất lắng đọng khác.
Thỉnh thoảng cũng cần phân tích trên một mẫu riêng lẻ nếu xét thấy cần.
4
GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MÔI TRƯỜNG GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM
5. PHƯƠNG THỨC BẢO QUẢN MẪU

Phương thức bảo quản mẫu nước theo chỉ tiêu phân tích được trình bày trong bảng sau
Chỉ tiêu phân tích Phương thức bảo quản
Thời gian tồn trữ
tối đa
Độ cứng (hardness) Không cần thiết
Calci (Ca
2+
) Không cần thiết
Cloride (Cl
-
) Không cần thiết
Floride (F
-
) Không cần thiết
Độ dẫn điện 4
o
C 28 giờ
Độ acid, độ kiềm
4
o
C
24 giờ
Muøi 4
o
C
6 giờ
Màu 4
o
C 48 giờ
Sulphate 4

o
C; pH<8 28 ngày
H
2
S Thêm 2mg/l zinc acetate 7 ngày
DO (0,7mlH
2
SO
4
+1mlNaN
3
)/300ml;10-20
o
C 8 giờ
COD 2ml/l H
2
SO
4
7 ngày
Dầu và mỡ 2ml/l H
2
SO
4
, 4
o
C 28 ngày
Carbon hữu cơ 2ml/l HCl, pH<2 7 ngày
Cyanide NaOH, pH>12, 4
o
C, trong tối 24 giờ

Phenol H
2
SO
4
, pH<2, 4
o
C 24 giờ
N-NH
3
H
2
SO
4
, pH<2, 4
o
C 7 ngày
N-NO
2
; N-NO
3
H
2
SO
4
, pH<2, 4
o
C Phân tích ngay
Phosphate 4
o
C 48 giờ

Fe, Mn HNO
3
, pH<2, 4
o
C 6 tháng
Cách bảo quản và thời gian lưu trữ trên chỉ có tính hướng dẫn, việc phân tích thực hiện
càng sớm càng tốt. Lưu ý hoạt động của vi sinh vật cũng làm ảnh hưởng nhiều đến
tính chất mẫu nước trong thời gian tồn trữ.
5
GIO TRèNH THC HNH PHN TCH MễI TRNG GING VIấN: Lấ NHT TM

PHAN THệẽC HAỉNH
Bi 1
C
1. GII THIU CHUNG
1.1. í NGHA MễI TRNG :
c ca nc bt ngun t s hin hu ca vụ s vt th li ti trng thỏi
huyn phự nh t sột, vt cht hu c v vụ c, vi sinh vt gm cỏc loi phiờu sinh
ng vt.
1.2. NGUYấN TC :
Nguyờn tc c bn ca phng phỏp ny da trờn s hp thu ỏnh sỏng ca cỏc
cn l lng cú trong dung dch.
1.3. CC TR NGI :
Cn ln cú kh nng lng nhanh, cuvete bn, cú bt khớ trong mu, mu tht
ca mu l nhng nguyờn nhõn nh hng ti kt qu c.
2. DNG C, THIT B V HểA CHT
2.1. Dng c v thit b :
Mỏy Spectrophotometer.
Pipet 5ml, 25ml.
2.2. HểA CHT :

- Dung dch lu tr (s dng trong mt thỏng)
+ Dung dch 1 : hũa tan 1,000g hydrazine sulfate (NH
2
.NH
2
.H
2
SO
4
) trong
100ml nc ct.
+Dung dch 2 : hũa tan 10,00 hexamethylenetetramine (C
6
H1
2
N
4
) trong 100ml
nc ct.
+ Hũa trong 5,0ml dung dch 1 v 5,0 ml dung dch 2. Pha loóng thnh 100ml
vi nc ct, sau ú yờn 24 gi nhit 253
o
C. Dung dch ny cú c l 400
FTU. Lc u khi s dng.
- Nc dựng pha loóng khụng mu.
3. THC HNH
3.1. Lp ng chun :
- Pha ch dung dch chun : pha loóng t dung dch chun cú c chun
theo bng sau :
STT bỡnh nh mc 10ml 0 1 2 3 4 5

Vdung dch chun (ml) 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
Vnc ct (ml) 10 9,8 9,6 9,4 9,2 9,0
c (FTU) 0 8 16 24 32 40
- o hp thu ca cỏc dung dch chun trờn mỏy spectrophotometer bc
súng 450nm.
6
GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM
4. CÁCH TÍNH
Từ độ màu và độ hấp thu của dung dịch chuẩn, vẽ giản đồ A = f(C), sử dụng
phương pháp bình phương cực tiểu để lập phương trình y = ax + b. Từ giá trò độ hấp
thu A
m
của mẫu, tính nồng độ C
m
. Nếu trò số A
m
của mẫu vượt quá các trò số của
dung dòch chuẩn, phải pha loãng mẫu đến nồng độ thích hợp.
5. CÂU HỎI
1. Nguyên nhân tạo độ đục cho :
o Dòng sông.
o Dòng sông bò ô nhiễm.
o Nước thải sinh hoạt.
2. Có sự liên quan nào giữa các đơn vò đo độ đục : mgSiO
2
/l, FTU, NTU?
7
GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM
Bài 2
ĐỘ ACID

1. GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. Ý NGHĨA MÔI TRƯỜNG
Độ aicd biểu thò khả năng phóng thích proton H
+
của nước. Độ aicd của mẫu
nước phần lớn do sự hiện diện của các loại aicd yếu như aicd carbonic, aicd tanic,
aicd humic bắt nguồn từ phản ứng phân huỷ chất hữu cơ… gây ra, phần khác do sự
thủy phân các muối của aicd mạnh như sulfate nhôm, sắt tạo thành. Đặc biệt khi bò
các aicd vô cơ thâm nhập, nước sẽ có pH rất thấp.
Nước thiên nhiên sử dụng cho cấp nước luôn duy trì một thế cân bằng giữa các
ion bicarbonate, carbonate và khí carbon dioxide hoà tan, do đó nước thiên nhiên
thường đồng thời mang hai tính chất đối nhau: tính aicd và tính kiềm. Khi bò ô
nhiễm bởi các aicd vô cơ hoặc các muối aicd từ khu vực hầm mỏ, đất phèn hoặc do
nguồn nước thải công nghiệp, pH thấp hơn 7 khá nhiều.
Trong thực nghiệm hai khoảng pH chẩn được sử dụng để biểu thò sự khác biệt
trên. Khoảng pH thứ nhất ứng với điểm đổi màu của chất chỉ thò methyl cam (từ 4,2
–4,5) đánh dấu sự chuyển biến ảnh hưởng của các aicd vô cơ mạnh sang vùng ảnh
hưởng của carbonic aicd. Khoảng pH thứ hai ứng với điểm đổi màu của chất chỉ thò
phenolphtalein (từ 8,2 – 8,4) chuyển sang vùng ảnh hưởng của nhóm carbonate
trong dung dòch.
1.2. NGUYÊN TẮC CHÍNH:
Là dùng các dung dòch kiềm mạnh để đònh phân độ aicd của cả aicd vô cơ
mạnh cũng như aicd hữu cơ hoặc aicd yếu.
Độ aicd do ảnh hưởng của aicd vô cơ được xác đònh bằng cách đònh phân
đến điểm đổi màu của chỉ thò methyl cam nên được gọi là ĐỘ AICD METHYL
(dung dòch từ màu đỏ chuyển sang da cam).
Quá trình tiếp tục đònh phân sau đó để xác đònh độ aicd toàn phần được thực
hiện đến điểm đổi màu của chỉ thò phenolphthalein, gọi là ĐỘ AICD TỔNG CỘNG
(dung dòch không màu chuyển sang tím nhạt).
1.3. CÁC TRỞ NGẠI:

Các chất khí hòa tan làm ảnh hưởng đến độ aicd là CO
2
, H
2
S, NH
3
có thể bò
mất đi hoặc hòa tan vào mẫu trong quá trình lưu trữ hoặc đònh phân mẫu. Có thể
giảm ảnh hưởng này bằng cách đònh phân nhanh chóng, tránh lắc mạnh và tránh để
mẫu ở nơi có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ ban đầu của mẫu.
Khi đònh phân mẫu nước cấp, kết quả thường bò ảnh hưởng bởi hàm lượng
chlorine khử trùng nước có tính tẩy màu. Muốn tránh sai số này, cần thêm vài giọt
Na
2
S
2
O
3
0,1N vào mẫu để loại bỏ ảnh hưởng của chlorine. Nếu mẫu có độ màu và
độ đục cao, phải xác đònh độ aicd bằng phương pháp chuẩn độ điện thế.
8
GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM
2. DỤNG CỤ THIẾT BỊ VÀ HOÁ CHẤT
2.1. DỤNG CỤ
Erlen 250 ml
ng đong 100 ml
Buret 25 hoặc 50 ml
2.2. HOÁ CHẤT
Dung dòch sodium hydroxide (NaOH) 0,02 N: pha dung dòch NaOH 1N (cân
40g NaOH viên + nước cất = 1 lít) lấy 20 ml dung dòch NaOH 1N + nước cất = 1 lít.

Đònh phân lại bằng dung dòch potassium biphthlate 0,02N (hoà tan 4,085g
KHC
8
H
4
O
4
đã sấy khô trong 2 giờ ở 120
0
C và làm nguội trong desicator + nước cất
= 1 lít)
Chỉ thò phenolphthalein : 500 mg phenolphthalein + 50 ml methanol + nước
cất = 100 ml
Chỉ thò methyl cam : 50 mg methyl cam + nước cất = 100 ml
3. THỰC HÀNH
Nếu mẫu là nước uống, trước khi đònh phân thêm một giọt Na
2
S
2
O
3
0,1N để
loại ảnh hưởng của chlorine.
Nếu mẫu có giá trò pH < 4,5: Lấy 100 ml mẫu vào erlen, thêm 3 giọt methyl
cam. Dùng dung dòch NaOH 0,02N đònh phân đến khi dung dòch có màu da cam.
Ghi nhận thể tích V
1
ml dung dòch NaOH đã dùng để tính độ aicd methyl.
Nếu mẫu có giá trò pH > 4,5: Lấy 100 ml mẫu vào erlen thêm 3 giọt
phenolphthalein. Dùng dung dòch NaOH 0,02N đònh phân đến khi dung dòch vừa có

màu tím nhạt. Ghi nhận thể tích V
2
ml dung dòch NaOH đã dùng, tính độ aicd tổng.
4. CÁCH TÍNH
V
1
 1000
Độ aicd methyl ( mg CaCO
3
/l) =
ml mẫu
V
2
 1000
Độ aicd tổng ( mg CaCO
3
/l) =
ml mẫu
5. CÂU HỎI
1. Mẫu nước có pH = 7,3 và hàm lượng HCO
-
3
là 30 mg/l. Giả sử rằng
ảnh hưởng của chất rắn hòa tan trên hoạt tính của các ion không đáng
kể, nhiệt độ của nước là 25
0
C. Tính hàm lượng CO
2
của mẫu nước.
9

GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM
2. Nước cấp có hàm lượng HCO
-
3
là 50 mg/l và hàm lượng CO
2
là 30
mg/l. Tính pH của nước ở nhiệt độ 25
0
C. Nếu hàm lượng CO
2
của mẫu
giảm còn 3 mg/ l bởi sục khí, pH của nước lúc này là bao nhiêu?
10
GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM
Bài 3
ĐỘ KIỀM
1. GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. Ý NGHĨA MÔI TRƯỜNG
Độ kiềm biểu thò khả năng thu nhận proton H
+
của nước. Nước thiên nhiên hay
nước từ hệ thống cấp nước, độ kiềm đều do 3 ion chính tạo ra: hyproxide,
carbonate và bicarbonate. Trong thực tế các muối aicd yếu như borate, silicate
cũng gây ảnh hưởng lớn đến độ kiềm. Một vài aicd hữu cơ bền với sự oxy hoá sinh
học như aicd humic, dạng muối của chúng có khả năng làm tăng độ kiềm. Trong
điều kiện thiên nhiên thích hợp, tảo dễ dàng xuất hiện và tồn tại đối với một vài
nguồn nước mặt, quá trình phát triển và tăng trưởng của tảo giải phóng một lượng
đáng kể carbonate và bicarbonate làm cho pH nước tăng dần có thể lên đến 9 – 10.
Những nguồn nước được xử lý với hoá chất có chứa nhóm carbonate cũng làm gia

tăng pH.
1.2. NGUYÊN TẮC
Tiến hành đònh phân độ kiềm với chỉ thò phenolphtalein và methyl cam
(hoặc chỉ thò hỗn hợp bromoresol lục = methyl đỏ) trong từng giai đoạn và tùy
trường hợp:
Chỉ thò phenolphtalein sẽ có màu tím nhạt trong môi trường có ion hydroxide
và ion carbonate, màu tiùm sẽ trở nên không màu khi pH < 8,3.
Chỉ thò methyl cam cho màu vàng với bất kỳ ion kiềm nào và trở thành màu
đỏ khi dung dòch trở thành aicd. Việc đònh phân được xem là hoàn tất khi dung dòch
có màu da cam (pH = 4,5), nằm giữa màu vàng (môi trường bazơ) và màu đỏ (môi
trường aicd). Do đó màu ở điểm kết thúc thường được so sánh với hai ống chuẩn.
Vì sự đổi màu của methyl cam khó nhận thấy, nên chỉ thò hỗn hợp
bromocresol lục + methyl đỏ có khoảng đổi màu rõ ràng hơn ở cùng trò số pH nên
thường được sử dụng rộng rãi hơn.
1.3. CÁC TRỞ NGẠI
Lượng chlorine dư trong nước uống ảnh hưởng đến kết quả đònh phân làm
nhạt màu chất chỉ thò. Để tránh sai lệch, ta cho thêm vào mẫu một vài giọt Na
2
S
2
O
3
0,1 N. Khi mẫu nước có độ màu và độ đục cao phải dùng phương pháp chuẩn độ
điện thế. Những chất kết tủa, xà bông, chất dầu, chất rắn lơ lửng có thể phủ điện
cực thuỷ tinh làm cho điểm cuối đến chậm. Để khắc phục hiện tượng này, có thể
chùi electrode mỗi khi tiến hành thí nghiệm. Không lọc, pha loãng hay cô đặc mẫu.
11
GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM
2. DỤNG CỤ THIẾT BỊ VÀ HOÁ CHẤT
2.1. DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ

Erlen 250 ml
ng đong 100 ml
Buret 25 hoặc 50 ml
Máy khoấy từ
2.2. HOÁ CHẤT
Dung dòch sulfuric aicd (H
2
SO
4
) 0,02 N: pha dung dòch H
2
SO
4
1N ( 28 ml H
2
SO
4
đậm

đặc + nước cất = 1 lít), lấy 20 ml dung dòch H
2
SO
4
1N + nước cất = 1 lít. Đònh
phân lại aicd này bằng Na
2
CO
3
0,02N ( hoà tan 1,06g Na
2

CO
3
đã sấy ở 105
0
C và
làm nguội trong desicator + nước cất = 1 lít).
Chỉ thò màu phenolphthalein 0,5 %
Chỉ thò màu methyl cam 0,5 %
Chỉ thò màu hỗn hợp bromocresol lục + methyl đỏ: 20 mg methyl đỏ +
200mg bromocresol + 100 ml ethanol 95%.
3. THỰC HÀNH
Nếu mẫu có pH > 8,3: lấy 100ml mẫu vào erlen, thêm 3 giọt chỉ thò màu
phenolphthalein. Đònh phân bằng dung dòch H
2
SO
4
0,02N đã dùng đề tính ĐỘ
KIỀM PHENOL(P).
Nếu mẫu có pH < 8,3: lấy 100 ml mẫu vào bình tam giác, thêm 3 giọt chỉ thò
màu methyl cam (hay 3 giọt chỉ thò màu hỗn hợp). Làm hai ống đối chứng, cho vào
hai ống nghiệm mỗi ống 25 ml mẫu, ống thứ nhất thêm 1 ml H
2
SO
4
1N + 1 giọt
methyl cam.Ống thứ hai thêm 1 ml NaOH 1N + 1 giọt methyl cam. Đònh phân mẫu
bằng dung dòch H
2
SO
4

cho đến khi dung dòch có màu da cam (màu giữa hai ống đối
chứng). Nếu dùng chỉ thò hỗn hợp, tại điểm kết thúc dung dòch có màu đỏ xám. Ghi
thể tích V
2
ml H
2
SO
4
0,02N đã dùng để tính ĐỘ KIỀM METHYL CAM .
4. CÁCH TÍNH
V
1
 1000
Độ kiềm P (mg CaCO
3
/l) =
ml mẫu
V  1000
Độ kiềm tổng cộng T ( mg CaCO
3
/l) =
ml mẫu
Trong đó V=V
1
+V
2

Dựa trên kết quả có thể tính độ liềm do các ion khác nhau gây ra theo bảng sau:
12
GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM

Kết quả phân đònh Độ kiềm do các các ion ( mg/lCaCO
3
)
OH
-
CO
3
2-
HCO
3
-
P = 0 0 0 T
P < T/2 0 2P T – 2P
P = T/2 0 2P 0
P > T/2 2P - T 2(T – P) 0
P = T T 0 0
P độ kiềm phenol
T độ kiềm tổng cộng
OH
-
(mg/l) = độ kiềm OH
-
(mg/lCaCO
3
)  0,34
CO
3
2-
(mg/l) = độ kiềm CO
3

2-
(mg/lCaCO
3
)  0,6
HCO
3
-
(mg/l) = độ kiềm HCO
3
2-
(mg/lCaCO
3
)  1,22
5. CÂU HỎI
Giả sử rằng ảnh hưởng của các muối hoà tan trên hoạt tính các ion không đáng kể.
Một phần nước ở 25
0
C có pH = 10,3 và hàm lượng carbonate là 120 mg/l.
1. Hãy tính hàm lượng ion bicarbonate (mg/l).
2. Tính độ kiềm OH
-
, CO
3
2-
, HCO
-
3
và độ kiềm tổng cộng của mẫu trên
(mg/lCaCO
3

).
13
GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM
Bài 4
ĐỘ CỨNG
1. GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. Ý NGHĨA MÔI TRƯỜNG
Độ cứng được hiểu là khả năng tạo bọt của nước với xà bông. Ion calci và magnes
trong nước sẽ kết tủa với xà bông, do đó làm giảm sức căn bề mặt và phá huỷ đặc
tính tạo bọt. Những ion dương đa hoá trò khác cũng có thể kết tủa với xà bông,
nhưng thường những ion này ở dưới dạng phức chất, hoặc là chất hữu cơ, do đó ảnh
hưởng của chúng trong nước không đáng kể và khó xác đònh. Trên thực tế, độ cứng
tổng cộng được xác đònh bằng tổng hàm lượng calci, magnes và được biểu thò bằng
mg CaCO
3
/l
1.2. NGUYÊN TẮC ( PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH PHÂN BẰNG EDTA)
Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) hoặc muối natri dẫn xuất (Na-EDTA) khi
thêm vào dung dòch chứa những ion kim loại đa hoá trò dương, ở pH 10,0 ± 0,1, sẽ
tạo thành các phức chất. Đối với hai ion calci và magnes chủ yếu gây độ kiềm
trong nước, nếu có một lượng nhỏ chỉ thò màu hữu cơ như eriochrome blach T hay
calmagite được cho vào, dung dòch trên sẽ trở nên màu đỏ rượu vang. Đònh phân
bằng EDTA, phẩn ứng tạo phức giũa EDTA với ion calci, magnes sẽ làm chuyển
màu dung dòch từ đỏ rượu vang sang xanh dương tại điểm kết thúc.
1.3. CÁC ẢNH HƯỞNG
Một vài ion kim loại nặng gây trở ngại cho việc đònh phân, làm chỉ thò màu nhạt
dần hay không rõ ràng tại điểm kết thúc. Có thể khắc phục trở ngại này bằng cách
thêm chất che lúc đònh phân. Muối Mg-EDTA có tác dụng như một chất phản ứng
kép vừa tạo phức với các kim loại nặng, vừa giải phóng Mg vào trong mẫu, có thể
dùng thay thế cho các chất che có mùi khó chòu và độc tính. Muối Mg-EDTA chỉ có

tác dụng tích cực khi thay thế cho các kim loại nặng song không làm biến đổi độ
cứng tổng cộng trong mẫu nước.
Bảng 1 hướng dẫn cách sử dụng chất che tùy thuộc hàm lượng kim loại nặng hay
lượng polyphosphate có trong mẫu, giúp việc xác đònh Ca và Mg bằng phương pháp
EDTA.
Bảng 1 : HÀM LƯNG TỐI ĐA CÁC CHẤT GÂY NHIỄU CẦN LOẠI BỎ BỞI
CHẤT CHE
Chất gây trở ngại
Hàm lượng tối đa chất gây trở ngại(mg/l)
Chất che 1 Chất che 2
Nhôm
Basium
Cadmium
Cobalt
Đồng
Sắt
20
+
+
Trên 20
Trên 30
Trên 30
20
+
+
0,3
20
5
14
GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM

Chì
Mangness (Mn
2+
)
Niekel
Strontium
Kẽm
Polyphosphate
+
+
Trên 20
+
+
20
1
0,3
+
200
10

Liều lượng trên chỉ thích hợp với 25 ml mẫu pha loãng thành 50 ml.{f (2)}
Những lưu ý khi đònh phân
Việc đònh phân chỉ thực hiện ở nhiệt độ phòng hay gần với nhiệt độ phòng, tránh
sự cách biệt nhiệt quá lớn so với nhiệt độ môi trường xung quanh. Sự đổi màu trở
nên chậm và kết quả kém chính xác như trong trường hợp mẫu được đònh phân gần
khoảng nhiệt độ đông đặc. Chất chỉ thò màu sẽ bò phân huỷ trong nước nóng.
Đặc biệt pH có thể tạo ra môi trường dẫn đến tủa CaCO
3
, tuy nhiên đònh phân
có lâu cũng có thể hòa tan lại kết tủa. Sự thay đổi chậm tại điểm kết thúc thường

cho kết quả thấp hơn . Nhằm giảm thiểu kết tủa CaCO
3
tạo thành. Việc đònh phân
cần hoàn tất trong vòng 5 phút. Ba phương pháp sau đây làm giảm kết tủa CaCO
3
.
Pha loãng mẫu bằng nước cất để tối giảm lượng CaCO
3
. Dùng một lượng mẫu
quá nhỏ dễ dẫn đến sai lệch khi đọc kết quả trên thân ống nhỏ giọt.
Nếu độ cứng đã được biết hay đã được xác đònh bằng phương pháp đònh phân
sơ bộ. Thêm nhanh EDTA với khoảng 90 % lượng cần dùng hay một tỉ lệ thích nghi
tuỳ vào thể tích mẫu cần đònh phân trước khi chỉnh pH bằng dung dòch đệm.
Aicd hóa mẫu và khuấy trong vòng 2 phút để đuổi CO
2
trước khi chỉnh pH xác
đònh độ kiểm sau mỗi lần thêm axit.
2. DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HOÁ CHẤT
2.1. DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ
Cốc 250 ml
Buret 50 ml
Erlen 150 ml
ng đong.
2.2. HÓA CHẤT
2.2.1.Dung dòch đệm
a. Hòa tan 16,9g NH
4
CL trong 143 ml NH
4
OH đậm đặc + 1,25g muối Mg-

EDTA + nước cất = 250 ml
b. Nếu không có muối Mg- EDTA, hoà tan 1,179g muối Na-EDTA(PA) + 780
mg MgSO
4
.7H
2
O hoặc 644 mg MgCL
2
. 6H
2
O trong 50 ml nước cất.
Hòa tan 16,9g NH
4
CL trong 143 ml NH
4
OH đặm đặc.
Trộn đều hai dung dòch trên và pha loãng thành 250 ml vơi nước cất.
Để đạt độ chính xác cao cần giữ đúng tì lệ về phân lượng giữ các hoá chất trên.
15
GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM
Đựng các dung dòch trên trong chai nhựa dẻo hay chai thuỷ tinh trung tính. Thời
hạn sử dụng không quá một tháng. Đậy nắp kín để ngăn NH
3
bay hơi và CO
2
ngoài
không khí không xâm nhập vào dung dòch.
Thêm vào mẫu 1- 2 ml dung dòch đệm, nếu dung dòch mẫu đònh phân chưa đạt
tới pH 10,0 ± 0,1 tại điểm kết thúc chuẩn độ.
2.2.2. Những tác nhân che

Phần lớn các loại nước không cần thêm tác nhân che. Tuy nhiên một vài mẫu
nước chứa những ion gây nhiễu, cần thêm tác nhân che để làm sự đổi màu tại dứt
điểm được rõ ràng. Sau đây là những chất che thích hợp.
Chất che I
Mẫu có tính acid phải được trung hoà tới khi pH = 6 bằng dung dòch đệm hay
NaOH 0,1N trước khi thêm 200 mg sodium cyanide (NaCN) dưới dạng tinh thể.
Thêm đủ dung dòch đệm để có pH 10 ± 0,1. (Chú ý: NaCN rất độc. Cẩn thận khi sử
dụng nó. Xả thật nhiều nước trước khi đổ bỏ dung dòch trên để tránh phản ứng toả
hơi độc hydroxyanide (HCN)).
Chất che II
Hoà tan 5g NaS. 9H
2
O hay 3,7g Na
2
S. 5H
2
O trong 100 ml nước cất.
Dung dòch Na
2
S dễ bò oxy hoá bởi khí trời tạo ra kết tủa sulfide ảnh hưởng đến việc
xác đònh điểm chuyển màu chất chỉ thò. Phải bảo quản dung dòch này trong chai
đậy kín bằng nút cao su. Khi biết rõ có sự hiện diện của các kim loại nặng, sử dụng
chất che xử lý mẫu trước khi đònh phân (xem phần những lưu ý khi đònh phân)
2.2.3. Chất chỉ thò màu
a. ERiochrome Black T : muối natri dẫn xuất từ 1 – (1 hyroxy – 2 naphthylazo
– 5 nitro – 2 naphthol – 4 sulfonic acid), hòa tan 0,5g chỉ thò trên 100g 2, 2
,
,
2
,,

- nitrilotriethanol. Thêm hai giọt cho mỗi 50 ml mẫu. Chỉnh thể tích mẫu
nước cần thiết.
b. Calmagite: 1 – (1 hydroxy – 4 methyl – 2 phenylazo) – 2 napthol – 4
sulfonic acid. Calmagite thích hợp cho dung dòch lỏng và tạo ra sự thay đổi
màu tương tự như Eryochrome Black T. Với điểm kết thúc rõ ràng hơn. Hòa
tan 0,10g Calmagite trong 100ml nước cất. Dùng 1ml cho mỗi 50 ml mẫu
đònh phân. Chỉnh thể tích nếu cần thiết.
c. Chất chỉ thò I và II có thể dùng dưới dạng tinh thể khô. Không nên dùng
chất chỉ thò quá nhiều. Chẩn bò hỗn hợp khô của chất chỉ thò dưới muối tinh
thiết.
d. Nếu tại điểm kết thúc chuẩn độ, sự thay đổi màu của chỉ thò không rõ ràng
trong trường hợp này cần phải thêm tác nhân che. Nếu cho chất che NaCN
vào mẫu mà điểm đổi màu vẫn không rõ ràng, nguyên nhân có thể do chất
chỉ thò mầu bò hư.
2.2.4. Dung dòch chuẩn EDTA 0,01 M
Cân 3,723g EDTA. Hòa tan trong nước cất và pha thành 1000 ml, chuẩn độ
lại bằng dung dòch Calcium.
16
GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM
Dung dòch chuẩn EDTA phải được đựng trong chai thủy tinh trung tính hay
bình nhựa polyethylen.
2.2.5. Dung dòch chuẩn Calcium
Cân 1g CaCO
3
(dùng chất chuẩn tốt nhất hay hoá chất đặt biệt có hàm lượng
các kim loại nặng, độ kềm và magnesium thấp) vào trong một erlen 500 ml. Đặt
một cái phiễu trên miệng bình, mỗi lần thêm một ít HCL (1+ 1) cho tới khi tất cả
CaCO
3
tan hoàn toàn. Thêm 200 ml nước cất và đun sôi vài phút để đổi CO

2
làm
lạnh và thêm vài giọt chỉ thò methyl đỏ, chỉnh lại pH đến khi có màu cam bằng
NH
4
OH 3N hay HCL (1 + 1) chuyển qua bình đònh mức và pha thành một lit1 với
nước cất : 1 ml = 1 mg CaCO
3
.
2.2.6. Dung dòch sodium hydroxide : NaOH 0,1 N.
3. TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM
Pha loãng 50 ml mẫu. Thêm 5 ml dung dòch đệm, thêm chất che nếu sự thay
đổi màu tại điểm kết thúc chuẩn độ không rõ ràng.
Thêm chất chỉ thò màu (khoảng nửa hạt bắp), chuẩn độ từ từ bằng dung dòch
EDTA cho đến lúc có màu xanh da trời lại điểm kết thúc. Nếu thể tích mẫu có đủ
và không có chất gây cản trở thì trò số đònh phân sẽ tăng khi sử dụng 1 lượng mẫu
nhiều hơn được miêu tả trong phần c dưới đây.
Mẫu có độ cứng thấp: nước sau khi qua trao đổi ion, các loại nước mềm khác
và các loại nước thiên nhiên có độ cứng thấp ( ít hơn 50 mg/l) cần lấy 1 thể tích lớn
hơn (100 – 1000 ml) để đònh phân và thêm vào một lượng dung dòch đệm. Chất
che. Chất chỉ thò màu theo tỉ lệ tương đương. Chuẩn độ bằng ống nhỏ giọt đònh
phân nhỏ nhất, làm thêm mẫu thử không: dùng nước cất 2 lần nước qua cột trao đổi
ion bằng thể tích mẫu .Lượng dung dòch đệm. Chất che. Chất chỉ thò màu tương tự
như mẫu. Lấy thể tích EDTA đònh phân của mẫu trừ đi thể tích dùng đònh phân cho
mẫu thử không.
Lưu ý lấy thể tích mẫu sao cho lượng EDTA chuẩn độ không quá 15 ml,
hoàn thành việc đònh phân trong vòng 5 phút tính từ thời điểm cho dung dòch đệm.
4. CÁCH TÍNH

Độ cứng tổng mg CaCO

3
/l=
mau
EDTA
V
mdlCaCOCV
31
××
Trong đó:
V
t
: Thể tích EDTA chuẩn độ (ml)
C
EDTA
: Nồng độ mol của dung dich EDTA
V
mẫu
: Thể tích dung dòch mẫu (ml)
17
GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM
5. CÂU HỎI
1. Nguyên nhân gây ra độ cứng của nước?
2. Mẫu nước được phân tích có các kết quả như sau:
Na
+
= 20mg/l CL
-
= 40 mg/l
K
+

= 30 mg/l HCO
-
3
= 67 mg/l
Ca
2+
= 5 mg/l CO
3
2-
= 0 mg/l
Mg
2+
= 10 mg/l SO
4
2-
= 5 mg/l
Sr
2+
= 2 mg/l NO
-
3
= 10 mg/l
Tính độ cứng tổng cộng, độ cứng carbonate, bicarbonate của mẫu
nước; (đơn vò mgCaCO
3
/l)
18
GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM
Bài 5
CALCI

1. GIỚI THIỆU CHUNG
Calci là một nguyên tố thường gặp trong nước thiên nhiên vì chảy qua những
vùng có nhiều đá vôi, thạch cao, dolomit… Tuỳ theo nguồn gốc và cách xử lý mà
hàm lượng calci trong nước có từ 0 đến vài trăm mg/l. Chỉ với một lượng nhỏ
calcicacbonate cũng có thể tạo nên một màng cứng bám vào mặt trong các ống dẫn
theo thời gian tích tụ, bảo vệ kim loại chống lại sự ăn mòn. Mặt khác, lớp màng
này lại là một tai hại lớn cho những thiết bò sử dụng ở nhiệt độ cao như nồi hơi…
Phương pháp làm mềm nước bằng hóa chất hoặc nhựa trao đổi ion thường được áp
dụng để khử bớt calci tới giới hạn chấp nhận được,
2. NGUYÊN TẮC
Trong dung dòch có chứa calci và magnes, ở pH12-13, magne sẽ bò kết tủa dưới
dạng hydroxy. Chất chỉ thò màu kết hợp với calci cho màu hồng. Khi DETA được
thêm vào dung dòch sẽ kết hợp với calci và phản ứng xảy ra hoàn toàn. Ở điểm kết
thúc dung dòch chuyển màu hồng sang tím
CÁC ẢNH HƯỞNG (XEM PHẦN ĐỘ CỨNG)
3. DỤNG CỤ, THIẾT BỊ, HÓA CHẤT
3.1. DUNG CỤ
Erlen
Pipet
Buret
ng đong
3.2. HÓA CHẤT
Dung dòch NaOH 1N
Chỉ thò màu Murexider: Cân 200g murexider + 100g NaCl nghiền nhỏ, trộn
đều
Dung dòch EDTA 0.01M: Xem phần độ cứng.
4. THỰC HÀNH
Để tránh kết tủa, việc đònh phân cần thực hiện nhanh chóng sau khi nâng pH
a. Lấy 50ml hay một thể tích mẫu pha loãng đến 50ml sao cho thể tích EDTA
dùng đònh phân không vượt quá 15ml. Nếu mẫu nước có hàm lượng calci

vượt quá 300mg/l nên pha loãng hoặc trung hòa với acid rồi đun sôi một
phút, làm nguội trước khi đònh phân.
b. Thêm 2ml dung dòch NaOH 1N hoặc một thể tích lớn hơn để nâng pH lên
12-13, lắc đều
c. Thêm 0,1-0,2g chỉ thò màu murexider, dung dòch có màu hồng nhạt
19
GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM
d. Đònh phân bằng dung dòch EDTA 0,01M, điểm kết thúc dung dòch có màu đỏ
tía. Để kiểm soát điểm kết thúc chuẩn độ, cần ghi nhận thể tích EDTA đã
dùng, sau đó thêm một hoặc hai giọt EDTA để đảm bảo màu của dung dòch
không đổi.
5. CÁCH TÍNH
Calci (mg/l) =
mlmau
V
MlEDTA
8,400×
Độ cứng calci (mgCaCO
3
) =
mlmau
V
mlEDTA
1000×
20
GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM
Bài 6
CHẤT RẮN
1. GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. Ý NGHĨA MÔI TRƯỜNG :

Chất rắn trong nước bao gồm các chất tồn tại ở dạng lơ lửng và dạng hoà
tan. Chất rắn ảnh hưởng xấu đến chất lượng nước hoặc nước thải, các nguồn nước
có hàm lượng chất rắn cao thường có vò và có thể tạo nên các phản ứng lý học
không thuận lợi cho người sử dụng. Nước cấp có hàm lượng cặn lơ lửng cao gây
nên cảm quan không tốt cho nhiều mục đích sử dụng, ví dụ nước tắm. Ngoài ra,
hàm lượng cặn lơ lửng cao còn gây ảnh hưởng nghiêm trọng trong việc kiểm soát
quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học.
1.2. CÁC ĐỊNH NGHĨA:
CHẤT RẮN TỔNG CỘNG: là lượng chất còn lại trong cốc sau khi làm bay
hơi nước trong mẫu và làm khô trong tủ sấy ở nhiệt độ xác đònh.
CHẤT RẮN TỔNG CỘNG: bao gồm tổng hàm lượng các CHẤT RẮN LƠ
LỬNG (phần tổng lượng chất rắn còn lại trên giấy lọc) và hàm lượng CHẤT RẮN
HÒA TAN (phần đi qua giấy lọc).
CHẤT RẮN ỔN ĐỊNH là phần còn lại của chất rắn tổng cộng, lơ lửng và
hoà tan sau khi đốt với thời gian xác đònh và ở nhiệt độ thích hợp. Trọng lượng mất
đi sau khi đốt gọi là CHẤT RẮN BAY HƠI. Việc xác đònh các chất rắn ổn đònh và
chất rắn bay hơi không được phân biệt một cách rõ ràng giữa chất vô cơ và các
chất hữu cơ, nó bao gồm cả khối lượng mất đi do phân hủy hoặc do bay hơi của
một vài loại muối vô cơ.
1.3. NGUYÊN TẮC:
Mẫu đã khuấy trộn đều được làm bay hơi trong cốc đã cân và làm khô đến
trọng lượng không đổi trong tủ sấy ở nhiệt độ 103 – 105
o
C. Độ tăng trọng lượng
cốc chính là khối lượng CHẤT RẮN TỔNG CỘNG. Nếu tiếp tục nung cốc ở 550 ±
50
o
C thì độ tăng trọng lượng của cốc sau khi nung chính là hàm lượng CHẤT
LƯNG ỔN ĐỊNH.
Mẫu đã được khuấy trộn đều được lọc qua giấy lọc sợi thủy tinh tiêu chuẩn

(đã cân xác đònh trọng lượng ban đầu), sau đó làm khô giấy lọc có cặn đến trọng
lượng không đổi ở nhiệt độ 103 – 105
o
C. Độ tăng trọng lượng giấy lọc sau khi sấy
biểu diễn hàm lượng TỔNG CHẤT RẮN LƠ LỬNG.
TỔNG CHẤT RẮN HOÀ TAN = CHẤT RẮN TỔNG CỘNG – TỔNG CHẤT
RẮN LƠ LỬNG
CHẤT RẮN ỔN ĐỊNH = CHẤT RẮN TỔNG CỘNG – CHẤT RẮN BAY HƠI.
21
GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM
1.4. CÁC TRỞ NGẠI:
Loại phễu lọc, kích thước lỗ, độ rộng, diện tích, độ dày của giấy lọc và tính
chất vật lý của cặn như: kích thước hạt, khối lượng các chất giữ lại trên giấy lọc là
yếu tố ảnh hưởng đến việc phân tích chất rắn hoà tan.
Nhiệt độ làm khô có vai trò quan trọng, ảnh hưởng mạnh đến kết quả vì khối
lượng mất đi do sự bay hơi các chất hữu cơ, nước liên kết, nước tinh thể và các khí
từ việc phân hủy hoá học do gia nhiệt, cũng như trọng lượng thu được do oxy hoá,
phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian đun nóng.
Mẫu có hàm lượng dầu mỡ cao cũng có ảnh hưởng đến kết quả phân tích do
khó làm khô đến trọng lượng không đổi trong thời gian thích hợp.
2. DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ
Cốc sứ
Tủ nung: có nhiệt độ 550 ± 50
o
C.
Bếp nung cách thủy.
Bình hút ẩm, có chứa chất hút ẩm chỉ thò màu đối với nồng độ ẩm khác nhau.
Tủ sấy có nhiệt độ từ 103 – 105
o
C.

Cân phân tích, có khả năng cân đến 0,1mg.
Bộ lọc chân không.
3.THỰC HÀNH
3.1. CHẤT RẮN TỔNG CỘNG VÀ TỔNG CHẤT RẮN BAY HƠI:
3.1.1. Chuẩn bò cốc:
- Làm khô cốc ở nhiệt độ 103 – 105
o
C trong 1 giờ. Nếu xác đònh cả chất rắn
bay hơi nung cốc 1 giờ ở nhiệt độ 550 ± 50
o
C trong tủ nung.
- Làm nguội cốc trong bình hút ẩm đến nhiệt độ cân bằng (trong 1 giờ)
- Cân P
O
(mg).
3.1.2. Phân tích mẫu:
* Xác đònh chất rắn tổng cộng:
- Chọn thể tích mẫu sao cho lượng cặn nằm giữa 2,5mg và 200mg.
- Chuyển mẫu có dung tích xác đònh đã được xáo trộn đều vào cốc đã cân.
- Làm bay hơi nước trong tủ sấy ở nhiệt độ 103 – 105
o
C.
- Làm nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ cân bằng (trong 1 giờ).
- Cân P
1
(mg).
* Xác đònh tổng chất rắn bay hơi:
- Thực hiện các bước như phần xác đònh chất rắn tổng cộng.
- Nung cốc trong tủ nung ở nhiệt độ 550 ± 50
o

C.
- Làm nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ cân bằng (trong 1 giờ)
- Cân P
2
(mg).
22
GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM
* Chú ý: Lặp lại chu kỳ sấy (hoặc nung), làm nguội, để trong bình hút ẩm và
cân cho đến khi trọng lượng không đổi (trọng lượng Mất đi nhỏ hơn 4% trọng lượng
trước đó hoặc 0,5 mg, thậm chí nhỏ hơn).
3.2. TỔNG CHẤT RẮN LƠ LỬNG:
3.2.1. Chuẩn bò giấy lọc sợi thủy tinh:
- Làm khô giấy ở nhiệt độ 103-105
o
C trong 1 giờ.
- Làm nguội giấy trong bình hút ẩm đến nhiệt độ cân bằng (trong 1 giờ).
- Cân P
3
(mg).
3.2.2. Phân tích mẫu:
- Lọc mẫu có dung tích xác đònh (đã được xáo trộn đều) qua giấy lọc đã cân.
- Làm bay hơi nước trong tủ sấy ở nhiệt độ 103-105
o
C.
- Làm nguội giấy trong bình hút ẩm đến nhiệt độ cân bằng (trong 1 giờ).
- Cân P
4
(mg).
4.TÍNH TOÁN
Chất rắn tổng cộng (mg/l) =

)(
1000)(
1
mlV
xPP
O
−
Tổng chất rắn bay hơi (mg/l) =
)(
1000)(
21
mlV
xPP −
Tổng chất rắn lơ lửng (mg/l) =
)(
1000)(
34
mlV
xPP −
Trong đó: V: thể tích mẫu (ml).
P
O
: khối lượng cốc (mg).
P
1
: khối lượng cốc + mẫu sau khi sấy ở 103 - 105
o
C (mg).
P
2

: khối lượng cốc + mẫu sau khi sấy ở 550 ± 50
o
C (mg).
P
3
: khối lượng giấy lọc (mg).
P
4
: khối lượng giấy lọc + mẫu sau khi sấy ở 103 - 105
o
C (mg).
5.CÂU HỎI
1. Giải thích tầm quan trọng của việc phân tích chất rắn trong các lónh vực:
a. Hàm lượng chất rắn hòa tan và việc cấp nước đô thò.
b. Chất rắn tổng cộng và chất rắn bay hơi đối với nước thải và bùn lắng.
c. Chất lắng được và nước thải sinh hoạt.
2. Dự đoán kết quả phân tích và giá trò thực khi xác đònh hàm lượng chất rắn
trong các điều kiện sau :
a. Cốc nung còn ẩm.
b. Xác đònh tổng chất rắn bay hơi khi tỉ lệ magne carbonate chứa trong mẫu
cao.
23
GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM
Bài 7
SẮT
1.GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. Ý NGHĨA MÔI TRƯỜNG :
Từ lâu con người đã nhận biết, uống nước có chứa sắt sẽ không gây hại đối
với sức khỏe. Nước mặt sau khi loại bỏ cặn lơ lửng thì hàm lượng sắt ít khi đạt tới
1mg/l. Riêng đối với nước ngầm và nước thải sinh hoạt, hàm lượng sắt có thể cao

hơn rất nhiều. Những loại nước như thế khi tiếp xúc với không khí sẽ trở nên đục
và có màu vàng, nguyên nhân là do sắt dạng Fe
2+
bò oxy hóa thành Fe
3+
tạo ra
những chất kết tủa dưới dạng keo. Ở những điều kiện tự nhiên và pH thấp, tốc độ
của quá trình oxy hóa thường xảy ra chậm và sắt trong nước thường tồn tại dưới
dạng Fe
2+
. Trong môi trường pH<6 và có sục khí, Fe
3+
có thể tồn tại một thời gian.
Tốc độ oxy hóa sẽ tăng lên khi trong môi trường có pH > 6, có mặt của các chất
oxy hóa hay do hoạt động của vi sinh vật. Sắt có trong nước là nguyên nhân làm
cho quần áo bò vàng sau khi giặt, làm ố các đồ vật bằng sứ và tạo ra các vết ố trên
các đồ vật hàn chì. Khi hàm lượng sắt trong nước lớn hớn 1mg/l gây ra vò tanh trong
nước và về mặt cảm quan không thể chấp nhận được. Ngoài ra, cặn sắt bám trên
thành ốngdẫn lâu ngày làm thay đổi lưu lượng và tắc các ống dẫn của hệ thống
phân phối nước. Chính vì những lý do trên nên tiêu chuẩn đặt ra cho nước sử dụng
trong sinh hoạt và ăn uống phải có hàm lượng Fe
tc
< 0,3 mg/l. Đối với một số ngành
công nghiệp, tiêu chuẩn cho phép sắt có trong nước đòi hỏi rất cao như đối với
công nghệ dệt nhuộm thì Fe < 0,1 mg/l.
1.2. NGUYÊN TẮC:
Sắt trong dung dòch được khử thành dạng Fe
2+
(tan trong nước) bằng cách
đun sôi trong môi trường acid và hydroxylamine, sau đó Fe

2+
tạo phức có màu với
1,10 phenanthroline ở pH = 3,0 ÷ 3,3. Mỗi nguyên tử Fe
2+
sẽ kết hợp với ba phân
tử của phenanthroline tạo thành phức chất màu đỏ cam. Cường độ màu tuân theo
đònh luật Lambert-Beer và phụ thuộc vào pH. Phản ứng sẽ đạt tốc độ cực đại khi
pH của môi trường trong khoảng từ 2,9 ÷ 3,5 và sử dụng một lượng thừa
phenanthroline. Các phương trình phản ứng được biểu diễn như sau :
Fe(OH)
3
+ 3H
+
→ Fe
3+
+ 3H
2
O
4 Fe
3+
+ 2NH
2
OH → 4 Fe
2+
+ N
2
O + 4H
+
+ H
2

O
24
GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM

N
N
3
+ Fe
2+
Fe
N-N
N
-
N
N
-
N
2+
(màu đỏ cam)
1.3. TRỞ NGẠI:
Những chất oxy hóa mạnh như cyanua, nitrite và phosphate (polyphosphate
mạnh hơn orthophosphate), crom, kẽm với hàm lượng lớn hơn sắt 10 lần, đồng lớn
hơn 5mg/l và nicken lớn hơn 2 mg/l đều gây ảnh hưởng đến kết quả phân tích.
Bismuth, cadmium, mercury, molybdate và silver kết tủa với phenanthroline. Trong
quá trình thực hiện thí nghiệm, bước đun sôi với acid nhằm chuyển polyphosphate
thành orthophosphate, loại bỏ ảnh hưởng của nitrite và cyanide. Thêm một lượng
thừa phenanthroline để loại bỏ những sai số gây ra bởi các chất oxy hóa mạnh và
tạo phức với một số ion kim loại có trong dung dòch. Nếu hàm lượng các ion kim
loại quá cao, cần phải sử dụng phương pháp trích ly.
Nếu mẫu có màu hay chất hữu cơ, xử lý mẫu bằng cách đun sôi mẫu nhiều

giờ với acid HCl 1:1 trong cốc có quai bằng silica, sứ hay platinum. Khi mẫu cạn,
đốt nhẹ, phần tro còn lại được hòa tan bằng acid. Nếu hàm lượng chất hữu cơ quá
cao, bước phân hủy sẽ được thực hiện trước giai đoạn trích ly.
Phương pháp phenanthroline có thể xác đònh hàm lượng sắt nhỏ nhất là
10µg.
2 . DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT
2.1. DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ:
2.1.1. Dụng cụ:
Dụng cụ thủy tinh: nhằm loại bỏ sắt bám trên thành dụng cụ cần phải rửa tất
cả dụng cụ thủy tinh bằng acid HCl đậm đặc, tráng lại bằng nước cất trước khi sử
dụng.
+ Erlen 125ml
+ Ống đong 50ml
+ Bình đòng mức 100ml.
2.1.2.Thiết bò:
+ Spectrophometer
+Bếp điện
2.2. HÓA CHẤT:
Sử dụng những hóa chất có hàm lượng sắt thấp và nước cất không có sắt để
chuẩn bò các dung dòch chuẩn và tác nhân.
25