Quy trinh phan tich nito tổng photpho tổng trong nước thải dh Thu Dau Mot

1


TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT
KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Bộ môn Hóa học

BÀI GIẢNG
THỰC TẬP PHÂN TÍCH

T

N

(TÀI LIỆU DÙNG CHO SINH VIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT)

Người biên soạn: ThS. Thủy Châu Tờ

THỦ DẦU MỘT, 8/2015

2


XÁC ĐỊNH NITRAT TRONG NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP KHỬ CADIMI
(4500-NO3- E – CADMIUM REDUCTION METHOD)
1. Nguyên tắc
Khử định lượng NO3- thành NO2- bằng tác nhân khử là cadimi kim loại. NO2- tạo thành
được xác định bằng cách đo độ hấp thụ ở bước sóng 543 nm của sản phẩm azo màu đỏ
tía tạo thành giữa ion nitrit, axit sunfanilic (hoặc sunfanilamit) và -naphtylamin (N(1-naphtyl) etylendiamin dihidroclorua) trong khoảng pH từ 2,0 đến 2,5.
Khoảng xác định của phương pháp: 0,01 – 1 mg N-NO3-/l
2. Bảo quản mẫu

- Làm lạnh mẫu ở 40C: mẫu ổn định trong 2 ngày
- Axit hóa bằng H2SO4 (2 ml H2SO4 đậm đặc/l mẫu): thời gian bảo quản mẫu dài hơn!
(lưu ý: khi cần xác định riêng lẻ NO3- và NO2- thì không được bảo quản mẫu bằng axit)

3. Yếu tố ảnh hưởng
- FeII,III, CuII và các ion kim loại khác ở nồng độ > 2 mg/l sẽ làm giảm hiệu quả khử
của cadimi, loại trừ ảnh hưởng này bằng EDTA.
- Cl2 sẽ oxi hóa cadimi, làm giảm hiệu quả khử của cadimi, loại trừ Cl2 bằng Na2S2O3.
4. Thiết bị, dụng cụ và hóa chất
4.1. Thiết bị, dụng cụ
- Máy trắc quang sử dụng ở bước sóng 543 nm, cuvet có bề dày 1 cm
- Các dụng cụ thủy tinh để pha chế và bảo quản thuốc thử...
4.2. Hóa chất
 Cadimi kim loại
 Dung dịch CuSO4 2%: hòa tan 20 g CuSO4.5H2O trong nước và pha loãng đến 1000 ml.
 Dung dịch HCl 6M: trộn dung dịch HCl đậm đặc (36 – 38%, d = 1,18 g/ml) và nước
cất theo tỷ lệ thể tích 1:1.
 Dung dịch NH4Cl-EDTA: hòa tan 13 g NH4Cl và 1,7 g EDTA trong 900 ml nước
cất. Điều chỉnh pH của dung dịch đến 8,5 bằng dung dịch NH4OH đậm đặc. Pha
loãng đến 1000 ml.
 Dung dịch NH4Cl-EDTA làm việc: pha loãng 300 ml dung dịch NH4Cl-EDTA đến
500 ml bằng nước cất.
 Dung dịch gốc nitrat: hòa tan 0,7218 g KNO3 (đã sấy khô ở 1050C trong 24 giờ)
trong nước và định mức đến 1000 ml bằng nước cất. 1 ml dung dịch này chứa 100
g N-NO3- (nồng độ 100 mg N-NO3-/l). Bảo quản với 2 ml CHCl3. Dung dịch bền
trong 6 tháng.
 Dung dịch nitrat trung gian: pha loãng 10,0 ml dung dịch gốc nitrat đến 100 ml bằng
nước cất. 1,00 ml dung dịch này chứa 10 g N-NO3- (nồng độ 10 mg N-NO3-/l).
3

 Dung dịch nitrat làm việc: pha loãng 5,0 ml dung dịch nitrat trung gian đến 100 ml
bằng nước cất. 1 ml dung dịch này chứa 0,5 g N-NO3- (nồng độ 0,5 mg N-NO3-/l).
 Dung dịch thuốc thử: hòa tan 10 g sunfanilamit (hoặc axit sunfanilic) trong 100 ml
H3PO4 85% và 800 ml nước cất đến tan hoàn toàn. Thêm 1g -naphtylamin, khuấy
trộn để hòa tan và pha loãng đến 1000 ml. Dung dịch bền trong 1 tháng khi bảo
quản ở 40C, trong chai màu tối.
5. Quy trình phân tích
5.1. Chuẩn bị cột khử
 Chuẩn bị hỗn hợp Cu-Cd: cân khoảng 25 g Cd kim loại ở dạng hạt, rửa Cd bằng HCl
6M cho đến khi bề mặt Cd có màu trắng bạc. Gạn lấy Cd và rửa sạch bằng nước cất.
Thêm 100 ml dung dịch CuSO4 2% và khấy đều đến khi mất màu xanh của CuSO4.
Gạn lấy Cd và lặp lại việc xử lý với CuSO4 2% cho đến khi bắt đầu xuất hiện kết tủa
keo màu nâu (Cu kim loại). Rửa cẩn thận bằng nước cất để loại hết các kết tủa keo
màu nâu. Hỗn hợp Cu-Cd thu được có màu đen.
 Nhồi cột: dùng 1 buret loại tốt có dung tích 25 ml, nhồi 1 lớp bông thủy tinh mỏng
vào đáy của buret, đóng khóa buret và thêm nước cất vào đầy buret. Nhồi hỗn hợp
Cu-Cd lên cột. Phủ lên trên bề mặt cột một lớp bông thủy tinh mỏng.
(lưu ý: trong quá trình nhồi cột và bảo quản cột phải giữ mức dung dịch luôn luôn ngập cột
khử, cột khử thu được phải không có các bọt khí phân bố giữa các hạt Cd-Cu)

 Rửa và hoạt hóa cột: rửa cột với 200 ml dung dịch NH4Cl-EDTA làm việc. Hoạt hóa cột
bằng cách cho dung dịch hỗn hợp có thành phần 25 ml dung dịch nitrat 1,0 mg N-NO3-/l
và 75 ml dung dịch NH4Cl-EDTA làm việc chảy qua cột với tốc độ 7 - 10 ml/phút.
5.2. Quy trình khử mẫu và xác định nitrit tạo thành
Lấy 10,0 ml mẫu (đã điều chỉnh đến pH trong khoảng 7 - 9), thêm 30 ml dung dịch
NH4Cl-EDTA làm việc và trộn lẫn đều. Cho mẫu chảy qua cột khử với tốc độ 7 - 10
ml/phút. Loại bỏ 25 ml đầu, lấy chính xác 10 ml tiếp theo và thêm vào đó 0,4 ml dung
dịch thuốc thử. Đo mật độ quang ở bước sóng 543 nm với dung dịch mẫu trắng làm dung
dịch so sánh. Màu ổn định trong 10 phút đến 2 giờ sau khi thêm dung dịch thuốc thử.

(Lưu ý:
 Không cần phải rửa cột giữa các lần chạy mẫu
 Nếu không dùng cột trong thời gian hơn 2 giờ thì phải rửa cột bằng 50 ml dung dịch
NH4Cl-EDTA làm việc và bảo quản cột bằng chính dung dịch này
 Dung dịch sau khi qua cột phải lên màu ngay, không được để quá 15 phút)

Xây dựng đường chuẩn:
 Pha dãy dung dịch chuẩn có nồng độ từ 0,05 – 0,50 mg N-NO3-/l theo bảng sau:
STT
Thể tích dd nitrat làm việc  (ml)
Thể tích nước cất
Nồng độ nitrat

(ml)
(mg N-NO3-/l)

1
2,5
0,05

2
5
0,10

3
10

4
15

Vừa đủ 25 ml
0,20
0,30

5
20

6
25

0,40

0,50
4


 Cách tiến hành khử và xác định nitrit tạo thành trong mẫu chuẩn như quy trình trên
 Mẫu trắng: tương tự như mẫu chuẩn nhưng thay dung dịch làm việc bằng nước cất
và cũng tiến hành quá trình khử như đối với mẫu chuẩn
 Xây dựng phương trình đường chuẩn A = f(CN-NO3-)
 Nồng độ nitrat trong mẫu được xác định dựa vào phương trình đường chuẩn
6. Tài liệu tham khảo
Clesceri L. S., Greenberg A. E., Eaton A. D. (1998), Standard methods for the
examination of water and wastewater (4500-NO3- E – Cadmium Reduction Method),
20th Ed., APHA, USA.

5


PHƯƠNG PHÁP PHÂN HỦY MẪU BẰNG PESUNFAT XÁC ĐỊNH

TỔNG NITƠ TRONG NƯỚC
(4500-N C – PERSULFATE METHOD)
1. Nguyên tắc
Mẫu được phân hủy bằng pesunfat trong môi trường kiềm để chuyển toàn bộ các dạng
của nitơ có trong mẫu thành nitrat. Tổng nitơ sẽ được xác định thông qua việc xác định
nitrat tạo thành trong dung dịch phân hủy bằng phương pháp khử cadimi.
(Lưu ý: mẫu không được bảo quản bằng axit khi sử dụng phương pháp này)

2. Thiết bị, dụng cụ
- Autoclave
- Chai thủy tinh có nút vặn chịu nhiệt
- Các thiết bị và dụng cụ dùng trong phương pháp khử cadimi xác định nitrat
3. Hóa chất
 Dung dịch axit glutamic gốc: hòa tan 1,051 g axit glutamic (đã sấy khô ở 1050C
trong 24 giờ), C3H5NH2(COOH)2, trong nước và pha loãng đến 1000 ml. 1 ml dung
dịch này chứa 100 g N. Bảo quản với 2 ml CHCl3.
 Dung dịch axit glutamic trung gian: pha loãng 100 ml dung dịch gốc axit glutamic đến
1000 ml. 1,00 ml dung dịch này chứa 10,0 g N. Bảo quản với 2 ml CHCl3.
 Dung dịch phân hủy: hòa tan 20,1 g K2S2O8 và 3,0 g NaOH trong nước và pha
loãng đến 1000 ml. Dung dịch này phải được chuẩn bị mới khi sử dụng.
 Dung dịch đệm borat: hòa tan 61,8 g H3BO3 và 8 g NaOH trong nước và pha loãng
đến 1000 ml.
 Các hóa chất dùng trong phương pháp khử cadimi xác định nitrat.
4. Quy trình phân hủy mẫu
Lấy 10,0 ml mẫu cho vào chai thủy tinh, thêm 5 ml dung dịch phân hủy, trộn đều, nút
chặt nắp. Cho chai thủy tinh đã nút chặt nắp vào autoclave và đun nóng ở nhiệt độ
khoảng 100 – 1100C trong khoảng 30 phút. Để nguội từ từ đến nhiệt độ phòng. Thêm 1
ml đệm borat. Chuyển toàn bộ dung dịch đã phân hủy sang bình định mức 25 ml và
thêm nước cất đến vạch mức.
N trong dung dịch phân hủy được xác định bằng phương pháp khử cadimi (xem phần

xác định nitrat bằng phương pháp khử cadimi)
Tiến hành xây dựng đường chuẩn như trong phương pháp khử cadimi (nồng độ nitrat
trong khoảng 0,05 – 1,5 mg N-NO3/l).
5. Tài liệu tham khảo
Clesceri L. S., Greenberg A. E., Eaton A. D. (1998), Standard methods for the examination
of water and wastewater (4500-N C – Persulfate Method), 20th Ed., APHA, USA.
6


XÁC ĐỊNH PHOTPHO TRONG NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP
AXIT ASCORBIC
(4500-P E – ASCORBIC ACID METHOD)
1. Nguyên tắc
Amoni molypdat và kali antimonyl tatrat phản ứng với octo photphat trong môi trường
axit tạo thành axit dị đa photpho molypdic. Axit dị đa này bị khử thành xanh molypden
bằng axit ascorbic. Đo mật độ quang của dung dịch ở 880 nm có thể xác định được
nồng độ P.
Phụ thuộc vào việc xử lý mẫu nước cần phân tích mà kết quả xác định P có thể được
phân thành:
- Photpho phản ứng (photpho hoạt động): bao gồm octo photphat, các photphat ngưng
tụ khác như pyro -, tripoly -, hecxa, meta photphat, một số hợp chất photphat hữu cơ.
- Photpho thủy phân trong axit: bao gồm các poly photphat không có phản ứng tạo sản
phẩm xanh molypden. Các dạng photpho này sẽ bị chuyển thành photpho phản ứng,
sau khi đun sôi trong axit một thời gian.
- Photpho tổng: gồm tất cả các dạng hợp chất chứa photpho trong nước ở dạng tan hay
các hạt chất rắn. Để xác định P tổng, cần phân hủy mẫu nước bằng một trong các
phương pháp sau:
Phân hủy bằng hỗn hợp HNO3 - HClO4
Phân hủy bằng hỗn hợp H2SO4 - HNO3
Phân hủy bằng pesunfat

2. Yếu tố ảnh hưởng
- Asen (> 0,1 mg/l) ảnh hưởng việc xác định P bằng phương pháp này, do asen cũng
tạo ra sản phẩm có màu xanh tương tự như P.
- Cr(VI) và NO2- ở nồng độ 1 mg/l gây ra sai số âm khoảng 3%, hoặc 10  15% với
nồng độ 10 mg/l.
- S2-, SiO32- không ảnh hưởng ở khoảng nồng độ 1,0  10 mg/l.
3. Bảo quản mẫu
- Xác định các dạng photpho hòa tan: lọc mẫu ngay sau khi lấy và bảo quản ở  -100C
hoặc bằng 40 mg HgCl2/1 lít mẫu (việc thêm HgCl2 sẽ bảo quản mẫu được lâu hơn
nhưng không khuyến cáo dùng vì lý do môi trường).
- Xác định các dạng của photpho: bảo quản lạnh ở  -100C, không được axit hóa mẫu
hay bảo quản mẫu bằng CHCl3.
- Xác định tổng photpho: axit hóa mẫu đến pH < 2 bằng H2SO4 hay HCl và bảo quản ở
40C hoặc làm lạnh sâu mà không cần thêm bất cứ hóa chất bảo quản nào.
4 Dụng cụ hóa chất
4.1. Dụng cụ – Thiết bị
7


- Máy trắc quang sử dụng ở bước sóng 880 nm, cuvet có bề dày 1 cm
- Các dụng cụ thủy tinh để pha chế và bảo quản thuốc thử...
4.2. Hóa chất
 Dung dịch H2SO4 5 N: pha loãng 70 ml H2SO4 đặc thành 500 ml bằng nước cất.
 Dung dịch kali antimonyl tatrat: hòa tan 1,3715 g K(SbO)C4H4O6.½H2O vào 400
ml nước cất trong bình định mức 500 ml, sau đó định mức thành 500 ml. Bảo quản
trong bình có nút thủy tinh.
 Dung dịch amoni molypdat: hòa tan 20 g (NH4)6Mo7O24.4H2O trong 500 ml nước
cất. Bảo quản dung dịch trong bình thủy tinh có nút.
 Dung dịch axit ascorbic 0,01 M: hòa tan 1,76 g axit ascorbic trong 100 ml nước cất.
Dung dịch bền trong 1 tuần khi bảo quản ở 4oC.

 Dung dịch thuốc thử hỗn hợp: trộn cẩn thận theo thứ tự sau: 50 ml dung dịch H2SO4
5 N, 5 ml dung dịch kali antimonyl tatrat, 15 ml dung dịch amoni molypdat và 30 ml
dung dịch axit ascorbic. Lắc đều sau khi thêm mỗi thuốc thử. Nếu trong quá trình
trộn hỗn hợp, dung dịch bị đục, thì lắc và để yên vài phút đến trong, sau đó mới thêm
tiếp dung dịch thuốc thử mới vào. Thuốc thử hỗn hợp bền trong 4 giờ.
 Dung dịch gốc photphat: hòa tan 219,5 mg KH 2PO4 khan và định mức đến 1000
ml bằng nước cất. 1,00 ml dung dịch này chứa 50,0 g P-PO43- (nồng độ: 50 mg
P-PO43-/l).
 Dung dịch photphat trung gian: pha loãng 10,0 ml dung dịch photphat gốc thành
100 ml bằng nước cất. 1,00 ml dung dịch này chứa 5,0 g P- PO43  (nồng độ: 5,0
mg P-PO43-/l).
 Dung dịch photphat làm việc: pha loãng 5,0 ml dung dịch photphat trung gian thành
100 ml bằng nước cất. 1,00 ml dung dịch này chứa 0,25 g P- PO43- (nồng độ: 0,25
mg P-PO43-/l).
5. Quy trình phân tích
Lấy 10,0 ml mẫu vào ống nghiệm hay bình tam giác, thêm 1 giọt chỉ thị
phenolphtalein, nếu dung dịch có màu hồng, thì thêm từng giọt H2SO4 5 N đến lúc mất
màu. Thêm 1,6 ml dung dịch thuốc thử hỗn hợp, lắc cẩn thận. Để yên 10 phút (nhưng
không quá 30 phút), rồi đem đo mật độ quang ở 880 nm, với dung dịch mẫu trắng làm
dung dịch so sánh.
Xây dựng đường chuẩn:
 Pha dãy dung dịch chuẩn có nồng độ từ 0,01 – 0,25 mg P-PO43-/l theo bảng sau:
STT
Thể tích dd photphat làm việc  (ml)
Thể tích dd thuốc thử hỗn hợp  (ml)
Thể tích nước cất
(ml)
Nồng độ photphat
(mg P-PO43-/l)

1
0,4
1,6
9,6
0,01

2
2,0
1,6
8,0
0,05

3
4,0
1,6
6,0
0,10

4
6,0
1,6
4,0
0,15

5
8,0
1,6
2,0
0,20

6
10,0
1,6
0
0,25
8


 Cách tiến hành xác định photphat trong các mẫu chuẩn như quy trình trên
 Mẫu trắng: tương tự như mẫu chuẩn nhưng thay dung dịch làm việc bằng nước cất
 Xây dựng phương trình đường chuẩn A = f(CP-PO43-)
 Nồng độ photphat trong mẫu được xác định dựa vào phương trình đường chuẩn
6. Tài liệu tham khảo
Clesceri L.S., Greenberg A.E., Eaton A.D. (1998), Standard methods for the
examination of water and wastewater (4500-P E – Ascorbic Acid Method), 20th Ed.,
APHA, USA.

9


PHƯƠNG PHÁP PHÂN HỦY MẪU BẰNG PESUNFAT XÁC ĐỊNH
TỔNG PHOT PHO TRONG NƯỚC
(4500-P B – SAMPLE PREPARATION)
1. Nguyên tắc
Mẫu được phân hủy bằng pesunfat trong môi trường axit để chuyển các dạng của photpho
có trong mẫu thành octo photphat. Tổng photpho được xác định thông qua việc xác định
octo photphat tạo thành trong dung dịch phân hủy bằng phương pháp axit ascorbic.
2. Bảo quản mẫu
Axit hóa mẫu đến pH < 2 bằng H2SO4 hoặc HCl và bảo quản ở 40C hoặc làm lạnh sâu
mà không cần thêm bất cứ hóa chất bảo quản nào.

2. Thiết bị, dụng cụ
- Autoclave
- Chai thủy tinh có nút vặn chịu nhiệt
3. Hóa chất
 Chỉ thị phenolphtalein: 1% trong etanol
 Dung dịch H2SO4: cẩn thận thêm 300 ml H2SO4 đậm đặc vào 600 ml nước cất và
pha loãng đến 1000 ml
 (NH4)2S2O8 hoặc K2S2O8 rắn
 Dung dịch NaOH 1M: hòa tan 40 g NaOH trong nước và pha loãng đến 1000 ml
4. Quy trình phân hủy mẫu
Lấy 50,0 ml mẫu cho vào chai thủy tinh có nút vặn, thêm 1 giọt chỉ thị phenolphtalein.
Nếu dung dịch có màu hồng thì thêm từng giọt dung dịch H2SO4 đến khi mất màu
hồng. Thêm 1 ml dung dịch H2SO4 và 0,4 g (NH4)2S2O8 hoặc 0,5 g K2S2O8. Cho mẫu
vào autoclave và đun nóng ở áp suất khoảng 98 – 130 kPa (0,098 – 0,13 MPa) trong
khoảng 30 phút. Để nguội đến nhiệt độ phòng. Thêm 1 giọt chỉ thị phenolphtalein và
trung hòa bằng NaOH đến khi vừa xuất hiện màu hồng. Chuyển toàn bộ mẫu sang
bình định mức và định mức đến 100 ml bằng nước cất.
(Lưu ý:
- Nếu dùng dung dịch pesunfat thì phải pha mới mỗi khi sử dụng
- Trong trường hợp xuất hiện kết tủa khi trung hòa bằng NaOH thì không được lọc bỏ kết tủa)

P trong dung dịch phân hủy (ở dạng octo photphat) được xác định bằng phương pháp
axit ascorbic (phương pháp 4500-P E). Xây dựng đường chuẩn với nồng độ photphat
trong khoảng 0,05 – 1,0 mg P-PO43-/l).
5. Tài liệu tham khảo
Clesceri L.S., Greenberg A.E., Eaton A.D. (1998), Standard methods for the examination
of water and wastewater (4500-P B – Sample Preparation), 20th Ed., APHA, USA.
10