XÁC ĐỊNH MANGAN TRONG nước THẢI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

Môn học:

KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG
MÔI TRƯỜNG

Đề tài: XÁC ĐỊNH MANGAN TRONG NƯỚC THẢI

GVHD: Lê Thị Hồng Thúy

Ngày 18/9/2015 tp.HCM


Nội dung chính

1
Tổng quan về Mn

2
Các phương pháp xác định Mn

3
Tài liệu tham khảo


1

Tổng quan về Mn

1.1
Khái quát về Mn

1.2
Nhiễm độc Mn

1.3
Ứng dụng của Mn


1.1. Mangan
(Mn)

số nguyên tử 25
kim loại màu trắng xám, giống sắt

0,098% kl trên bề mặt trái đất
có mặt trong đất, nước, trầm tích, các vật chất sinh
học khác nhau…

là nguyên tố rất cần thiết cho sự phát triển của
sinh giới.
có tính độc hại khi được hấp thụ ở nồng độ cao

Nguyên tố phổ biến thứ 12 trong sinh quyển


1.2.
Nhiễm độc Mn

 Với người:
gây hội chứng “manganism” ảnh hưởng đến hệ
thần kinh trung ương.
Triệu chứng: đau đầu, mất ngủ, viêm phổi, run
chân tay, đi lại khó khăn, co thắt cơ mặt, tâm
thần phân liệt, ảo giác..

 Ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái thông
qua chuỗi thức ăn.


1.2 Nhiễm độc mangan

•

Hầu hết các trường hợp nhiễm độc Mn xảy ra đối với công nhân công nghiệp làm việc trong các nhà máy sản

xuất gang thép hoặc trong các khu khai thác mỏ. Mn được hấp thụ vào cơ thể thông qua hô hấp sẽ làm tổn thương
phổi với các mức độ khác nhau như: ho, viêm phế quản cấp tính, viêm cuống phổi, ù tai, run chân tay và tính dễ bị
kích thích.

•

Sự nhiễm độc Mn cũng xuất hiện khi con người sử dụng nguồn nước ăn uống có nồng độ Mn cao trong thời gian

dài.

•

Nhiễm độc Mn từ nước uống làm giảm khả năng ngôn ngữ, giảm trí nhớ, giảm khả năng vận dụng sự khéo léo

của đôi tay và tốc độ chuyển động của mắt.

•

Phơi nhiễm Mn lâu dài (hơn 10 năm) đã dẫn đến những triệu chứng thần kinh không bình thường ở người cao

tuổi

•

Nguồn gốc phát sinh: sự rửa trôi, sói mòn, chất thải luyện kim, ắc quy, phân bón hóa học…


1.3 Ứng dụng

 Sản xuất sắt, gang, hợp kim thép, chế tạo thép không ghỉ
 Sản xuất các hợp kim nhôm
 Các hợp chất của Mn ứng dụng trong các lĩnh vực như: điện tử, làm sạch,
khử màu, tẩy uế…


2

Các pp xác định Mn

2.1
TCVN 4678 – 1988

2.2

 

PP so màu chuẩn độ bằng dung dịch

2.2
Phương pháp trắc quang dụng Fomaldoxim.


2

Các phương pháp xác định Mn

 

2.1. PP so màu chuẩn độ bằng dung dịch

TCVN 4578 – 88

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp đo màu để xác
định Mn trong nước thải


TCVN
4578 – 88








Phương pháp lấy mẫu
Phương pháp xác định

-

Nguyên tắc
Yếu tố cản trở

Chuẩn bị thuốc thử
Xây dựng đường chuẩn
Tiến hành đo màu sắc quang kế và tính

kết quả



Tiến hành màu chuẩn độ và tính kết quả




Phương pháp lấy mẫu

TCVN
4578 -88

•-

Mẫu
lấy để phân tích Mn không nhỏ hơn 250 ml.
 

-

Mẫu không xác định ngay cần cố định bằng 3 ml (d =
1,42) hoặc 5 ml HCL 1:1 trong 1000 ml mẫu nước cho đến
pH là 2.

-

Mẫu đã cố định có thể bảo quản được một tháng




Phương pháp xác định

TCVN
4578 - 88

••

Nguyên tắc

 

-

Dùng với xúc tác là ion Ag+ trong môi trường axit để oxy hóa
Mn2+ đến MnO4-.

-

Kết quả được xđ trên máy đo màu hoặc so màu chuẩn độ
bằng dd 0,01N.




•

Phương pháp xác định

TCVN
4578 -88

Yếu
  tố cản trở

-

Ion gây cản trở, kết tủa bằng dd sau đó lọc kết tủa sẽ loại
được .

-

Loại bỏ chất hữu cơ bằng cách vô cơ hóa, thêm vài giọt .
Các chất có màu khác được loại trừ bằng cách dùng mẫu

trắng.




Chuẩn bị thuốc thử

TCVN
4578 - 88

Dd Mn gốc (0,1mg/ml) chuẩn bị như sau:

 

10ml (1:4)

 

(0,2748g)

Các dd khác cần chuẩn bị gồm

 Dd Mn chuẩn làm việc 0.01mg/ml
 đặc và dd 1 : 4
 đặc
 Dd 10% (pha trong nước cất)
 Dd kali hoặc amoni pesufat bão hoà;
 đặc.
 

Hòa tan

Đm đến
1000ml


Xây dựng dường chuẩn

TCVN
4578 - 88




Tiến hành đo màu sắc quang kế

 

TCVN
4578 - 88

 1ml

100ml Mẫu

1ml 10%

(0,005mg/ml)

10ml bão hòa

 

Đun cạn đến 50ml



Lọc, rửa =

Đo màu

Đến 100 ml

ở 520 nm

Tính kết quả

 

Trong đó

X (mg/l) =

C: hàm lượng mangan theo đường chuẩn, mg
V: Thể tích nước lấy để phân tích, ml;




Tiến hành màu chuẩn độ

TCVN
4578 - 88

 100ml mẫu
1ml đặc
1ml 10%

 

10ml

 

Lọc, loại tủa, rửa =

Đun sôi

cất→ 100ml

Đun đến dd màu
hồng tím

250ml

 100ml nước cất

Đồng màu

 Nhỏ từ buret 0,01N

5ml 75%
10ml bh

 

Đun sôi
250ml

1 phút

để nguội, đm =
cất→100m

Đun đến dd màu
hồng tím




Tính kết quả

 

Hàm lượng Mn (X), tính bằng mg/l theo công thức:

Trong đó:

-

n : lượng pemanganat 0,01 N đã dùng, ml
0,11: số mg tương đương với 1ml 0,01 N.
V: thể tích nước lấy để phân tích, ml.

TCVN
4578 - 88


2

Các phương pháp xác định Mn

2.2. PP so màu chuẩn
  độ bằng dung dịch

Nội dung:

 2.2.1. Hóa chất - dụng cụ - thiết bị
 2.2.2. Quy trình xác định
 Nguyên tắc : giống với TCVN 4678 – 1988


2.2.1. Hóa chất - dụng cụ - thiết bị

Buret, pipet, bình nón, bát sứ.




Máy đo quang, cuvet, kính loc.

Thuốc thử riêng:

Hòa 75g HgSO4/400ml HNO3 đđ + 200ml nước + 200mL H3PO4 đđ + 35g AgNO3 → pha loãng 1L + HgSO4 → lọc tủa
(loại clo).




Amonipersunfat hay kali persunfat rắn.
Dung dịch mangan chuẩn 0.1N :

HT 3.2g KMnO4 /nước cất, đm đến 1L. Để yên vài tuần dưới ánh sáng MT hay đun nóng đến gần sôi, lọc, chuẩn lại =

H2C2O4
:Dung dịch Mn gốc 100ppm:
HT 0,2748g MnSO4 khan/10ml H2SO4 1:4 + 1L nước cất




Dung dịch chuẩn: 100ml dd gốc → đm 1L → dd 10ppm
H2O2 30%.

Thêm 1 giọt H2O2 30% vào mẫu sau khi thêm thuốc thử riêng.





HNO3 ; H2SO4 đđ

Dung dịch NaNO2 : hòa tan 5g NaNO2 /95ml nước cất.
Dung dịch H C O


2.2.2. Quy trình xác định:
Lấy mẫu và bảo quản mẫu: xác định càng sớm càng tốt. Hoặc bảo quản mẫu bằng cách acid hóa đến pH<2 với HNO 3 .

Xử lý mẫu
Lấy thể tích mẫu phù hợp sao cho chứa
Loại trừ chất hữu cơ và Cl-

Mẫu

0.05-2mg Mn vào bình ∆ + 90ml nước cất
.

+5ml thuốc thử riêng
Mẫu đã xử lý

Đun sôi 1’

+ 1 giọt H2O2

Để yên 1’ sau đó làm
lạnh

+1g (NH4 )2 S2 O8

Đo trên máy đo quang

Chuẩn bị dãy chuẩn tương

bước sóng 520nm.

tự mẫu

Nồng độ phát hiện tối thiểu của Mn: 0.21ppm → cuvet 1cm ; 0.042ppm → cuvet 5cm

Pha loãng với 100ml nước cất, lắc đều


2

Các phương pháp xác định Mn
2.2 Phương pháp trắc quang dung Fomaldoxim

TCVN 6002:1995 (ISO 6333: 1986)

•

-

Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này đưa ra pp trắc quang dùng fomaldoxim để xđ tổng lượng Mn
(Mn hòa tan, huyền phù, Mn liên kết với các chất hữu cơ) trong nước mặt, nước
uống.
 
PP này dùng để xđ Mn trong khoảng hàm lượng 0,01mg/l 5mg/l. Nếu hàm
lượng Mn > 5mg/l cũng có thể xđ được sau khi pha loãng mẫu thích hợp.
PP này không áp dụng cho các loại nước bị ô nhiễm cao như nước thải công

nghiệp.



•-

Nguyên tắc

TCVN 6002:1995
(ISO 6333: 1986)

 Thêm dd fomaldoxim vào mẫu thử và đo quang phức màu đỏ da cam

ở bước sóng khoảng 450nm.

-

Nếu Mn tồn tại dưới dạng huyền phù hoặc liên kết với các hợp chất hữu
cơ thì cần phải xử lí trước để chuyển Mn thành dạng phản ứng được
với fomaldoxim.

-

Phức chất mangan foinaldoxim bền ở pH 9,5 10,5




•

Nguyên tắc

TCVN 6002:1995
(ISO 6333: 1986)

Formaloxim tạo phức ko màu với Mn 2+ nhưng chuyển nhanh thành nâu đỏ do sự oxi hoá
của O2(kk), phức tạo thành có công thức [Mn(CH2NO)6]2- màu sẽ đạt được giá trị cực đại
trong khoảng vài phút và bền hơn 16h. Phức có = 455nm.

••

 Sự hấp thụ quang của phức Mn2+ với Formaloxim phụ thuộc rất nhiều yếu tố vì vậy ta
cần tiến hành khảo sát các điều kiện tối ưu

•

+ + = [Mn(CH2NO)6]2- +


 Các yếu tố cản trở

TCVN 6002:1995
(ISO 6333: 1986)

-•
-

Ion tạo phức màu tím với fomaldoxim và cản trở việc xác định . Thêm EDTA và
NH2OH.HCl/NH3
làm giảm cản trở này

Co ở nồng độ 1 mg/l gây kết quả tương đương với 40mg Mn/l.
 Nồng độ ion trên 2 mg/l gây sai số âm nếu dung dịch chứa Ca.
Ca và Mg có mặt đồng thời với tổng nồng độ trên 300 mg/l gây sai số dương.
Nếu dd bị đục sau khi tạo thành phức màu, có thể li tâm trước khi đo quang