Phúc trình thực tập Hóa môi trường

BÀI 1: OXY HÒA TAN (DO)
1. Đại cương
Giới hạn lượng oxy bão hòa (dissolved oxygen) trong nước thiên nhiên và
trong nước thải tùy thuộc vào điều kiện hóa lý và hoạt động sinh học của các sinh vật .
Việc xác định hàm lượng oxy hòa tan là phương tiện kiểm soát sự ô nhiễm do mọi
hoạt động của con người và kiểm tra hiệu quả xử lý nước thải.
2. Nguyên tắc
Phương pháp Winkler dựa trên sự oxi hóa Mn 4+ bởi lượng oxy hòa tan trong
nước :
Nếu không có oxy hiện diện kết tủa Mn(OH) 2 có màu trắng sau khi thêm MnSO 4 và
dung dịch iodur kiềm (MnOH + KI) vào mẫu. Nếu mẫu có oxy một phần Mn 2+ bị oxi
hóa thành Mn4+ màu nâu:

Hoặc

Lượng oxy tác dụng trong phản ứng được xác định gián tiếp qua việc định phân
lượng iod sinh ra trong phản ứng sau bằng thiosulfate với chỉ thị tinh bột.

P.P Winkler bị giới hạn bởi các tác nhân oxi hóa khác như nitrite, Fe 3+, …các
tác nhân này cũng có thể oxi hóa 2I - → I2, đưa đến việc nâng cao trị số của kết quả.
Ngược lại các tác nhân khử như Fe2+, sulfit, sulfur, và polythiocyanate lại khử I2 → 2Ilàm hạ thấp kết quả.
Đặc biệt ion nitrite là một trong những chất ngăn trở thường gặp, nó không oxi
hóa Mn2+ mà khi môi trường có iodur và acid nó sẽ oxi hóa 2I - → I2, N2O2 tạo thành từ
phản ứng lại bị oxi hóa bởi oxy khi trôi qua mặt thoáng dung dịch để cho lại NO −2


Do đó khi NO −2 trong mẫu, dứt điểm không thể xảy ra bình thường khi có sự
biến đổi liên tục từ 2I- → I2 và ngược lại. Điều này làm cho kết quả của thí nghiệm
không được chính xác.
Để khắc phục nhược điểm trên, phương pháp Winkler cải tiến bằng cách trong
dung dịch iodur kiềm được thêm một lượng nhỏ Azurnatri.

Theo tiến trình này, NO2- bị loại hẳn.
3. Dụng cụ và thiết bị
1 chai BOD :4 cái
2 Pipete 2ml : 2 cái
3 Bình định mức 50ml
4 Buret định phân 25 ml
5 Becher 100ml :3 cái
4. Hóa chất
1 dd MnSO4
2 dd Iodur-Azur-kiềm
3 Acid sunfuric đậm đặc
4 dd Na2S2O3 0,01N
5 Chỉ thị hồ tinh bột
5 . Thực hành
a. Lấy mẫu vào 2 chai BOD , đậy nút gạt bỏ phần trên ,V=300ml , không để bọt khí
trên thành chai
b. Mở nút 2 chai, lần lượt them vào bên dưới mặt thoáng mẫu : 2ml MnSO 4 ,2ml
Iodur-Azur-kiềm.
c. Đậy nút, đảo ngược chai 20 giây.
d. Để yên đến khi kết tủa trắng hoàn toàn, lắc chai một lần nữa , đảo chai ít nhất 2
phút.
e. Đợi kết tủa lắng yên , cẩn thận mở nút , them từ từ 2ml H2SO4 đđ sát thành chai.
f. Đậy nút , rửa chai dưới vòi nước , lắc và đảo chai để hòa tan hoàn toàn kết tủa.


g. Lấy 50ml dd trong chai định phân bằng Na2S2O3 0,01N , đến khi màu vàng thật nhạt
thêm vào 4 giọt chỉ thị hồ tinh bột . Định phân cho tới khi mất màu hoàn toàn . Ghi thể
tích Na2S2O3 đã dung (làm ít nhất 2 lần).
6. Kết quả

Sau 3 lần chuẩn độ ở mỗi bình, ta thu được kết quả như sau:
Lần 1
Bình 1
Bình 2
Ta có

4ml
5.5ml

Lần 2
4.1ml
5.5ml

Lần 3

Trung

4.2ml
5.6ml

bình
4.1ml
5.53ml

Theo định luật đương lượng ta luôn có, số mol đương lượng (nđl) của O2 luôn
bằng với số mol đương lượng của S2O32- đã phản ứng. Vì vậy, ta có:

Gọi C1 và V1 là nồng độ đương lượng của oxi và V của dung dịch mẫu.
C2, V2 là nồng độ đương lượng và V của dung dịch S2O32-.
(1) ta có:

(mol đlg/l)

Thay giá trị của bảng trên vào công thức (1) ta có:
 Bình 1:
DO = (0.01*4.1*8)/50=6.56*10-3 (đlg/l)
 Bình 2:
DO = (0.01*5.53*8)/50= 0.044 (đlg/l)
 Nhận xét: Tuy thực hiện thao tác với bình 1 và Bình 2 là tương tự nhau
nhưng kết quả lại khác nhau. Nguyên nhân là do cách ta bảo quản mẩu
không giống nhau, điều này cho thấy, điều kiện bảo quản mẫu là rất
quang trọng trong thí nghiệm xác đinh DO.


3. Câu hỏi
Câu 1: Viết tất cả các phương trình phản ứng cơ bản xảy ra trong phương pháp
Winkler?
Mn(OH)2 + 1/2O2 → MnO2 + H2O

Quá trình phụ gây ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm:

Vì vậy, cần phải tiến hành theo phương pháp Winkler cải tiến:

Câu 2: Giải thích tại sao cần phải cố định mẫu DO tại hiện trường trước khi vận
chuyển về phòng thí nghiệm phân tích.?
Trong khi đem mẫu về phòng thí nghiệm, nếu không cố định mẫu thì lượng oxi
có trong mẫu nước có thể thoát ra ngoài hoặc có sự hòa tan oxi trong không khí vào
mẫu nước, điều đó làm cho kết quả thí nghiệm không chính xác. Chính vì vậy, việc cố
định mẫu là rất quan trọng.
Câu 3: Tại sao cần phải bổ sung phương pháp Azide vào phương pháp

Winkler?
Azide được thêm vào dung dịch nhằm loại bỏ NO2- trong dung dịch.
Ảnh hưởng của nitrite:

Do đó khi NO −2 trong mẫu, dứt điểm không thể xảy ra bình thường khi có sự
biến đổi liên tục từ 2I- → I2 và ngược lại ,làm cho kết quả của thí nghiệm không được
chính xác.
Phương trình loại bỏ nitrite:


Câu 4: Cho biết 5 loại hoá chất gây cản trở cho phương pháp Winkler và nêu
biện pháp bổ sung thích hợp để khắc phụ ảnh hưởng của những chất cản này.
5 loại hóa chất gây cản trở phương pháp Winkler là:
Nitrite, sắt ba…là những tác nhân oxi hóa.
Sắt hai, sulfit, sulfur, polythiocyanate… là tác nhân khử.
Khắc phục ảnh hưởng cản trở của Fe 3+ bằng dd acid Phosphorid (đđ). Khi acid hóa
mẫu nước đã cố định oxi : ion Phosphate sẽ tạo phức bền với Fe3+ và ngăn sự khử thành
Fe2+.
Với mẫu chứa NO2 > 0.05 mg/l, cần dùng azid để loại trừ ảnh hưởng. Nồng độ NO 2
đến 15 mg/l không gây cản trở phép xác định vì chúng bị phân hủy khi thêm azid.
NO2− + N 3− + 2H+  N2O + N2 +H2O

Nếu mẫu nước có nhiều chất lơ lửng có khả năng cố định hoặc tiêu hao iod => cần
phải loại bỏ bằng nhôm hydroxyt trước khi cố định oxi.
Câu 5: Vai trò của NaOH khi pha chế dung dịch Na2S2O3.
Do trong nước, muối thiosulfate bị phân hủy dễ dàng bởi acid tạo thành S và
SO2 nên NaOH được dùng để trung hòa H+ có trong dung dịch và tạo môi trường ổn
định cho S2O32- .
Câu 6: Hai mẫu cùng lấy tại một vị trí để đo DO. Một mẫu được bảo quản ngay
sau khi lấy, mẫu kia được xử lý sau khi về đến phòng thí nghiệm. Hãy tiên đoán kết

quả phân tích hai mẫu trên.
Mẫu được bảo quản ngay sau khi lấy sẽ có DO cao hơn mẫu được xử lý sau khi
về đến phòng thí nghiệm. Vì trong thời gian vận chuyển thì lượng O 2 sẽ bị giảm do
chất hữu cơ có trong nước dễ bị phân hủy.
Vì vậy cần phải cố định mẫu tại hiện trường trước khi vận chuyển về phòng thí
nghiệm phân tích để tránh sai số khi đo, giúp cho việc xác định chỉ số DO được chính
xác.


Bài 2: NHU CẦU OXY HÓA HỌC (COD)
---oOo--1. Đại cương
Nhu cầu oxy hóa học COD là phương pháp đo lượng oxy tương đương của các
cấu tử hữu cơ trong mẫu nước bị oxy hóa bởi tác nhân hóa học có tính oxy hóa mạnh.
Đây là phương pháp xác định vừa nhanh chóng vừa quan trọng để khảo sát các thông
số của dòng nước và nước thải công nghiệp, đặc biệt trong các công trình xử lý nước
thải.
2. Nguyên tắc
Hầu hết các mẫu hữu cơ đều bị phân hủy khi đun sôi trong hỗn hợp cromic và
acid sulfuric :
với c = 2/3n + a/6 - b/3
Lượng kalidicromat và acid sulfuric biết trước sẽ giảm tương ứng với lượng
chất hữu cơ có trong mẫu và lượng kalidicromat dư sẽ được định phân bằng dung dịch
Fe(NH4)2(SO4)2 và lượng chất hữu cơ bị oxy hóa sẽ tính ra bằng lượng oxy tương
đương qua dicromat bị khử, lượng oxy tương đương này chính là COD.
3. Tiến hành thí nghiệm
a. Chuẩn lại FAS
Pha loãng 2,5 ml 0,0167M K2Cr2O7 với 50ml nước cất  erlen 250ml

Thêm 3,5ml acid H2SO4 đđ
 Nhẹ nhàng trộn đều, làm nguội

Chuẩn độ với FAS 0,1M, sử dụng 2 – 3 giọt chỉ thị ferroin

Màu chuyển từ xanh sang đỏ nâu
Chuẩn lại FAS:
Nồng độ FAS = (ml K2Cr2O7 x 0.1)/ mlFAS
Dựa vào phương trình ta có:

=>


Hay:

b.

Giai đoạn phá mẫu:

Lấy 3 ống ra, chuyển dung dịch sang erlen 250ml. Thêm 3 giọt Ferroin chuẩn
độ bằng FAS tới khi dung dịch chuyển sang màu đỏ nâu. Ghi nhận thể tích.
4. Tính toán:
Giá trị COD được tính bằng công thức sau:


Chứng minh công thức trên:
Ta có:

là số mol đương lượng FAS tác dụng với

K2Cr2O7 (lượng K2Cr2O7 đã tác dụng với mẫu nước) cũng là số mol đương lượng
của oxi
là nồng độ đương lượng của Oxi (g/ml). Từ nồng

độ ta dễ dàng tính được khối lượng của oxi.
Với 1 mol đương lượng của oxi là 8g ta có:
Khối lượng oxi=

(g/l)

Vì đơn vị theo yêu cầu là mg/l nên ta được:
COD(mg/l) = (Vchuẩn độ blank – Vchuẩn độ mẫu)x[FAS]x8000/ml mẫu
5. Kết quả
Sau khi tiến hành các thí nghiệm ta thu được kết quả thí nghiệm như sau:
 Chuẩn lại FAS
Sau 3 lần chuẩn độ ta thu được kết quả như sau:
V1 = 3,8ml
V2 = 3,7ml
V3 = 3,7ml
=> Vtb = 3,73ml
Thay giá trị thể tích trung bình của dd K 2Cr2O7 0.0167M vào công thức:

ta được:
C M ( FAS ) =

0,1x 2,5
= 0,067 M
3,73

Trong trường hợp này, nồng độ đương lượng và nồng độ mol/l của dung dịch
FAS là bằng nhau.
 Kết quả mẫu phân tích
V1 = 2,5ml
V2 = 2,5ml

V3 = 3,4ml
Trong đó, V1 và V2 là thể tích của FAS chuẩn được ở ống 1 và ống 2. V 3
là thể tích chuẩn độ mẫu trắng.


Thay các giá trị vừa tính được ở trên, vào công thức (1) ta có:
COD(mg / l ) =

(3,4 − 2,5) x0,067 x8000
= 19,3(mg / l )
25

Vậy giá trị COD của mẫu nước thải đã khảo sát là 19,3 (mg/l) .


BÀI 3: NITROGEN-AMONIA
1/ Đại cương
Sự hiện diện của ammonia trong nước mặt hoặc nước ngầm bắt nguồn từ hoạt
động phân hủy chất hữu cơ do các loại vi sinh vật trong điều kiện yếm khí. Đối với
nguồn nước cấp cho sinh hoạt, ammonia được tìm thấy khi bị nhiễm bẩn bởi các dòng
nước thải. Trong mạng lưới cấp nước, ammonia còn được sử dụng dưới các dạng hóa
chất diệt khuẩn cloramine. Nhằm tạo lượng clor dư có tác dụng kéo dài thời gian diệt
khuẩn khi lưu chuyển trong đường ống, tùy theo tỉ lệ phối hợpammonia có thể kết hợp
với clor cho monocloramine, dicloramine, tricloramine.

2/ Nguyên tắc
Đẩy muối amoni (NH4+) và NH3 ra thể tự do bằng một chất kiềm mạnh hơn
ammoniac, thí dụ như MgO. Dung hơi nước kéo ammoniac đã được giải phóng ra sang
bình chuẩn độ và định lượng bằng H2SO4 0.1N với methyl đỏ làm chỉ thị màu:
Các phản ứng:

2NH4Cl + MgO →
NH3 + H2SO4 →
NaOH + H2SO4 →

2NH3 + H2O + MgCl2
(NH4)2SO4
Na2SO4 + 2H2O

3 /Thực hành
Phương pháp định phân thể tích

a.

Sử dụng 2 bình Kjeldahl, một bình àm mẫu trắng với 100ml nước cất,
bình kia dung 100ml mẫu nước thải.

b.

Chuẩn bị bình hấp thụ NH3: Lấy một binh tam giác 250ml cho vào
10ml dung dịch H2SO4 0,1N + 25ml nước cất và 3 giọt thuốc thử
metyl đỏ.

c.

Lắp bình Kjeldahl và bình hấp thụ vào hệ thống chưng cất. Đầu ống
ngưng hơi nhúng chìm trong một bình tam giác 250ml.


d.

Cho thật nhanh 1g MgO vào bình Kjeldahl. Lắp kín hệ thống ngay để
tiến hành chưng cất.

e.

Nhiệt độ chưng cất được điều chỉnh sao cho cất được khoảng 6-10
ml/phút. Thử kiểm tra NH3 trong bình Kjeldahl còn không (bằng giấy
quỳ). Tắt hệ thống chưng cất, sản phẩm được khoảng 100ml.

f.

Việc phân định tiến hành trên toàn bộ dịch chưng cất thu được với
NaOH 0,1N. Dứt điểm xảy ra khi màu chuyển từ đỏ sang vàng.

4/ Tường trình
Sau thí nghiệm ta thu được giá trị như sau: VNaOH=9.4ml
Ta có:
CacidVacid = CbazoVbazo
Với C là nồng độ đương lượng.
Từ đây ta suy ra, lượng acid H2SO4 0.1 N đã tác dụng với NH3 là:
10ml – 9.4ml = 0.6ml
2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4
Ta lại có:
CNH3Vddmẫu = CacidVacid
⇒ C NH 3 =

C acid .Vacid
Vddmau

(1)

Với C là nồng độ đương lượng.
Thay các giá trị:
Cacid = 0.1N ; Vacid = 0.6ml ; Vmẫu = 100ml
Ta có:

CNH3=

0.1 × 0.6
d lg
= 0.0006mol
100
l


Suy ra nồng độ của N trong mẫu nước là:
0.0006 × 17 = 0.0102 g / l

5/ Câu hỏi
Câu 1: Nêu nguồn gốc sinh ra N-NH3 trong nước thải.
Trả lời: N-NH3 trong nước thải là sản phẩm của các quá trình các chất hữu cơ,
phân rác trong tự nhiên hay từ sự phân hủy protein trong nước thải sinh hoạt và một số
ngành công nghiệp.
Nói cách khác, sự hiện diện của ammonia trong nước mặt hoặc trong nước
ngầm bắt nguồn từ hoạt động phân hủy chất hữu cơ do các loại vi sinh vật trong điều
kiện yếm khí đối với nguồn nước cấp cho sinh hoạt, ammonia được tìm thấy khi bị
nhiễm bẩn bởi các dòng nước thải. Trong mạng lưới nước cấp ammonia còn sử dụng
dưới dạng hóa chất để diệt khuẩn cloranine. Nhằm tạo lượng clo dư có tác dụng kéo
dài thời gian diệt khuẩn khi lưu chuyển trong đường ống.
Câu 2: Nêu những nguyên nhân có ảnh hưởng đến kết quả thí nghiêm và trình

bày biện pháp khắc phục.
Trả lời: các yếu tố có thể ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm bằng phương pháp
Kjeldahl:
• Nồng độ H2SO4 0.1N, và NaOH 0.1N không đảm bảo chính xác
• Lấy mẫu không đại diện.
• Đong lượng mẫu không chính xác.
• Do các muối amoni, sunfuahydro, các amin béo gây cản trở.
• Biện pháp khắc phục:
• Có clo dư: khắc phục là cho Na2S2O3 để khử Clo.
• Trong dung dịch còn những cặn nhỏ: khắc phục là dùng dung dịch
ZnSO4 và NaOH để tạo kết tủa lắng xuống và lọc bỏ.
• Trong dung dịch còn những kim loại tạo phức được với NH 3 kém bền
làm giảm nồng độ NH3 khắc phục là cho thêm EDTA vào để tạo phức
bền với các kim loại ấy.


BÀI 4: PHOSPHATE
1 . Mục đích
Người ta ứng dụng việc phân tích phosphate để kiểm soát mức độ ô nhiễm của
nguồn nước.

2. Đại cương
Trong thiên nhiên phosphate được xem là sản phẩm của chu trình lân hóa, và
thường gặp dưới dạng vết đối với nước thiên nhiên. Khi hàm lượng phosphate cao sẽ là
một yếu tố giúp rong rêu phát triển mạnh. Đây có thể có nguồn gốc do ô nhiễm bởi
nước sinh hoạt, nông nghiệp hoặc từ nước thải công nghiệp sản xuất bột giặt, chất tẩy
rửa hay phân bón. Hai dạng phổ biến trong thiên nhiên là orthophosphate và
polyphosphate đôi khi cũng có các dạng hợp chất hữu cơ. Phosphate còn được tìm thấy
tồn tại dưới trạng thái huyền trọc hay bùn trong mẫu nghiệm. Tuy nhiên, trừ những
trường hợp đặc biệt, thông thường phosphate chỉ được xác định ở dạng hòa tan. Người

ta ứng dụng việc phân tích phosphate để kiểm soát mức độ ô nhiễm của dòng nước.

3. Nguyên tắc
Các mẫu chứa phosphor dưới dạng phosphor hữu cơ và poly phosphat sẽ được
phá mẫu để chuyển về dạng orthophosphat.
Khi mẫu có orthophosphate, trong môi trường acid trung bình sẽ phản ứng với
ammonium molybdate để phóng thích acid molybdophosphoric, sau đó acid sẽ bị khử
bởi SnCl2 cho molybdenum màu xanh dương.
PO43− + 12( NH 4 ) 2 MoO4 + 24 H + → ( NH 4 )3 PO4 .12MoO3 + 21NH 4+ + 12 H 2O

Sắc đồ màu khi so sánh với các dung dịch màu tham chiếu cho phép xác định
được hàm lượng phosphate trong mẫu.


4 . Tiến hành thí nghiệm
a. Giai đoạn phá mẫu

Cho 25 ml mẫu nước thải → erlen 250 ml
1 giọt chỉ thị phenolphtalein
Nếu xuất hiện màu đỏ, thêm một vài giọt dd acid mạnh vừa đủ làm mất màu
Thêm 1ml dd acid mạnh (phá mẫu P) + 0,5g K2S2O8
Đun sôi nhẹ trên bếp điện cho đến khi thể tích ∼ 10 ml
Làm lạnh và pha loãng → 30 ml bằng nước cất
1 giọt chỉ thị phenolphtalein
Trung hòa → màu hồng nhạt với dd NaOH 1 N
Pha loãng → 50 ml bằng nước cất


b. Chuẩn bị các dung dịch chuẩn và mẫu phân tích
Các dung dịch chuẩn và mẫu phân tích được chuẩn bị theo mẫu sau:

STT

0

1

2

3

4

5

M1

M2

ml dd mẫu đã xử lý

0

0

0

0

0

0

15

20

ml dd PO4 chuẩn

0

2

4

6

8

10

0

0

49

47

45

43

41

39

34

29

1

1

1

1

1

1

1

1

ml nước cất
ml dd Molybdat
ml ddSnCl2
Nồng độ

5 giọt 5 giọt 5 giọt 5 giọt 5 giọt 5 giọt 5 giọt 5 giọt

PO43− lúc sau

(trong 50ml dd) (µg/ml)

0

0.4

0.8

1.2

1.6

2

?

?

Sau 10 phút, nhưng trước 30 phút đo mật độ quang với λ = 690 nm.

5. Tính toán kết quả
Sau khi dung máy đo ta được bảng kết quả như sau:
STT

0

1

2

3

4

5

M1

M2

0

0.4

0.8

1.2

1.6

2

?

?

0.019

0.292

0.594

0.955

1.302

1.689

1.219

1.219

3−
Nồng độ PO4 lúc sau

(trong

50ml

dd)

(µg/ml)
Giá trị mật độ quang
A

Ghi chú: nồng độ PO43- lúc sau được tính như sau:

Thay lần lượt các giá trị C0 = 10µg/ml, Vtổng = 50 ml, V0 lần lượt là các giá trị ở
3−
3−
hàng ml dd PO4 chuẩn. Ta sẽ được các giá trị tương ứng của nồng độ PO4 lúc sau

(trong 50 ml dd).
Từ bảng trên ta lâp được đồ thị đường chuẩn như sau:

Ta thu được phương trình đường chuẩn là: y=0.8386x-0.0301
Thay giá trị mật độ quang của mẫu với y=1.219 vào phương trình trên ta dễ
dàng tính được nồng độ x=1.489 (µg/ml). Tuy nhiên, đây không phải là nồng độ của 25
ml mẫu nước thải ban đầu mà là nồng độ của 50 ml dung dịch đã qua xử lý. Vì vậy, ta
cần tính lại nồng độ của 25 ml mẫu ban đầu:
Nồng độ của 25 ml mẫu ban đầu được tính như sau:
C25ml=(1.489*50)/25=2.978 (mg/ml)
Vậy nồng độ của mẫu nước thải ban đầu là : 2.978 µg/ml


6. Câu hỏi
Câu 1: Trong môi trường thiên nhiên phosphate thường ở những dạng nào ?
Trả lời: Trong thiên nhiên phosphate được xem là sản phẩm của chu trình lân
hóa và thường gặp ở dạng vết đối với nước thiên nhiên. Hai dạng phổ biến trong thiên
nhiên là orthophosphate, polyphosphate, đôi khi cũng có dạng hợp chất phosphate hữu
cơ.
Câu 2: Kết quả có thể xảy ra theo chiều hướng nào nếu sử dụng bột giặt tổng hợp để
rửa các dụng cụ thủy tinh ?
Trả lời: Nếu sử dụng bột giặt để rửa các dụng cụ thuỷ tinh thì: Phosphate có

trong bột giặt sẽ bị lưu giữ một phần trong các bình bởi tính hấp phụ của thành bình sẽ
làm sai lệch kết quả dẫn đến trị số kết quả thấp hơn. Vì vậy nên rửa các dụng cụ bằng
HCl loãng và tráng vài lần bằng nước cất.
Câu 3: Khi mẫu nước thải sinh hoạt được bảo quản vài ngày bằng cách acid hóa để
ngăn chặn các hoạt động sinh hoạt vi khuẩn. Kết quả phân tích sẽ như thế nào so với
hàm lượng orthophosphate thật sự có trong mẫu?
Trả lời: Khi mẫu nước thải sinh hoạt được bảo quản vài ngày bằng cách acid
hoá để ngăn chặn các hoạt động sinh hoạt vi khuẩn. Kết quả phân tích sẽ có giá trị
thấp hơn hàm lượng orthophosphate thật sự vì: Sự phân giải động thực vật, protein do
vi khuẩn thực hiện nên các hợp chất của phosphor sẽ được giải phóng. Vì vậy khi vi
khuẩn đã bị acid hoá thì nó không còn khả năng phân giải động thực vật và Protein có
trong mẫu nước thải.


BÀI 5: ĐỊNH LƯỢNG SẮT TRONG NƯỚC GIẾNG

1/ Mục đích
Fe là kim loại phong phú cấu tạo nên vỏ trái đất. Trong dòng nước mặt, hàm
lượng sắt thay đổi và ít khi vượt quá 1mg/l, nhất là với các loại nước có tính kiềm. Đối
với nước ngầm, pH thấp, lượng Fe có thể cao hơn. Sắt dễ bị oxy hoá trở thành Fe(III)
và bị thủy giải sau đó bền ở dạng ferric hydrat không tan.

2/ Nguyên tắc
Sắt ở dạng ferric hydrat không tan sẽ được hòa tan bằng HCl đđ. Dùng
hydroxylamin khử sắt ba thành sắt hai. Ở pH từ 3 đến 9, Fe 2+ sẽ tạo được phức màu đỏ
cam với o-phenantrolin và được xác định bằng cách đo độ hấp thụ A ở bước sóng =
510nm trên máy quang phổ SECOMAN 250.
Fe(OH)3 + 3H+ →
4Fe3+

+ 2NH2OH

Fe3+
→

+ 3H2O

4Fe2+ + N2O + H2O + 4H+


3/ Thực hành
• Xây dựng đường chuẩn:
Đường cong chuẩn được xây dựng dựa trên đo độ hấp thụ của các dung dịch
chuẩn tại bước sóng hấp thu cực đại λ max =510nm. theo bảng sau:

Số thứ tự cốc

0

1

2

3

4

5

Dung dịch chuẩn cần lấy (ml)

0

5

10

15

20

25

Nước cất (ml)

25

20

15

10

5

0

Dung dịch đệm acetat (ml)

5

5

5

5

5

5

Dung dịch phenanthrolin (ml)

3

3

3

3

3

3

Xây dựng đồ thị độ hấp thụ A theo nồng độ của dung dịch chuẩn: là một đường
thẳng qua gốc tọa độ.
• Xác định nồng Fe tổng cộng trong nước giếng
Lấy 25ml mẫu nước giếng cho vào cốc đốt + 1ml HCl đđ + 1ml NH 2OH.HCl.
Cho vào một đá bọt sôi đun sôi đến khi còn thể tích khoảng 15ml (Nếu lỡ đun cạn thì

khi hòa tan lại dùng 1ml HCl đ và 2,5ml nước cất). Để nguội đến nhiệt độ phòng, pha
thành 25ml nước cất. Sau đó thêm 5ml dung dịch đệm acetat + 3ml O-phenanthroline.
Đậy nút lắc đều. Đợi 10-15 phút.
Đo độ hấp phụ A của dung dịch mẫu ở bước sóng λ max .
Kết hợp với phương trình đường chuẩn, và độ hấp thụ A của dung dịch mẫu. ta có thể
tính được nồng độ của Fe trong mẫu nước giếng.


4/ Tường trình
• Tính toán kết quả
Sau khi đo ta thu được bảng số liệu như sau:
Số thứ tự cốc

0

1

2

3

4

5

0.303

0.606

0.909

1.21

1.515

0.142

0.249

0.351

0.460

0.580

Nồng độ Fe trong dung
dịch cuối (trong 33 ml) 0
(µg/ml)
Mật độ quang A

0.007

Ghi chú: nồng độ Fe lúc sau được tính như sau:
C Fe =

C 0V0
Vtông

Thay lần lượt các giá trị C0 = 2µg/ml, Vtổng = 33 ml, V0 lần lượt là các giá trị ở
hàng ml dd chuẩn. Ta sẽ được các giá trị tương ứng của hàng nồng độ Fe lúc sau (trong

33 ml dd).
Giá trị mật độ quang của dung dịch phân tích A = 0,419.


Từ bảng số liệu trên ta thu đường đường chuẩn sau:

Ta có phương trình đường chuẩn là: y=0.3669x + 0.0181
Thay giá trị mật độ quang vào phương trình đường chuẩn ta thu được giá trị
nồng độ của 33 ml dung dịch đã xử lý x=1.093 µg/ml
Từ đây, ta dễ dàng suy ra được nồng độ của 25 ml mẫu nước giếng ban đầu là:

Cnước giếng=

1.093 × 33
g
= 1.443µ
25
ml

5/ Câu hỏi
Câu 1: Tại sao để phản ứng đạt vận tốc tối đa phải điều chỉnh pH = 2.9 –3.5 và
phải sử dụng lượng thừa o-phenanthroline?
Trả lời: Vì cần phải để phản ứng xảy ra trong môi trường acid để ngăn cản sự
tạo thành tạo tủa Fe(OH)3 .
Mặt khác ta cũng phải sử dụng lượng thừa o-phenanthroline để cho phức tạo
thành được hoàn toàn không còn lượng thừa Fe 2+ trong dung dịch để việc so màu được
chính xác.
Câu 2: Tại sao khi lấy mẫu nước để xác định sắt phải sử dụng bình thủy tinh
không được sử dụng bình nhựa dẻo?

Trả lời: Nếu ta dùng bình nhựa dẻo thì trong mẫu nước nếu có Fe thì Fe sẽ bị
hấp phụ vào thành bình một phần do đó lượng Fe ta cần xác định sẽ không cho kết quả
đúng của nó. Tốt nhất là chúng ta nên dùng bình thuỷ tinh.
Câu 3: Viết các phương trình phản ứng đã sử dụng trong bài xác định hàm
lượng sắt này.
Trả lời:
→

Fe(OH)3 + 3H+

4Fe3+ + 2NH2OH

→

3phen + Fe3+

Fe3+ + H2O

4Fe2+ + N2O +H2O +4H+
→

[Fe(phen)3]3+


BÀI 6: XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ KHỐI LƯỢNG NO2
TRONG KHÔNG KHÍ
I. ĐẠI CƯƠNG

Khí NO2 thường xuất hiện trong các khu vực có mật độ giao thông cao tại

các khu đô thị. Nguồn gốc ban đầu từ quá trình đánh lửa của động cơ đốt trong.
Đây cũng là một trong những thông số cơ bản trong quan trắc và kiểm tra, giám
sát chất lượng môi trường không khí.
II. NGUYÊN TẮC

• Khí NO2 được hấp thụ vào dung dịch NaOH tạo NaNO 2, cho phản ứng với
CH3COOH tạo thành HNO2. Acid nitro tác dụng với acid sulfanilic và α naphtylamin cho ra hợp chất Azoic có màu hồng.
• Độ nhạy của phương pháp 0,5 μg NO2- tương đương với 1 μg NO2.
• Phản ứng diễn ra như sau:
2NO2 + 2NaOH  NaNO2+ NaNO3 + H2O
(1)
NaNO2 + CH3COOH  HNO2 + CH3COONa
(2)

SO3H
+ NO2 + H+ 

C6H4
NH2

+
+ H2O (3)

C6H4
N≡ N

+

SO3H
C6H4

SO3H

H
N≡ N+

SO3H
+ CH3COO + C10H7NH2 

C6H4

+

+ CH3COOH (4)

N=N-C10H6NH2
Hợp chất màu hồng

+
SO3H SO H
3
C6H4

C6H4
N≡ N

NH


 Chú ý:

•

•

Chỉ trộn thuốc thử Griess A và thuốc thử Griess B
( tỉ lệ A:B = 1:1) với nhau ngay trước khi phân tích. Dung dịch này
không giữ được lâu.
Dung dịch chuẩn NaNO2
− Dung dịch chuẩn sử dụng ( 0,5 μg NO2 /ml )
− Theo phản ứng trên, 2 phân tử NO2 cho 1 phân tử NO2-. Do vậy, khi
định lượng NO2 trong không khí, phải nhân đôi kết quả.

III. THỰC HÀNH
a. Thu mẫu
− Cho vào 2 bình hấp thu mỗi bình 10ml dung dịch NaOH hấp thụ. Lắp
vào hệ thống impinger ( gồm 3 bình trong đó có 1 bình bảo vệ).
− Mẫu không khí được hút qua impinger với 2 bình hấp thụ mắc nối tiếp
nhau, mỗi bình chứa 10ml dung dịch NaOH hấp thụ. Mở máy, đặt lưu lượng hút
là 1 lít/phút trong thời gian 1,5 giờ. Sau đó, gom toàn bộ dung dịch ở 2 bình đã
hấp thụ trộn đều lại tiến hành phân tích.
b. Chuẩn bị dãy chuẩn và mẫu đo:
− Lấy 7 ống nghiệm φ = 16 mm đánh số từ 0 đến 6.
− Cho dung dịch chuẩn NO2 nồng độ 5 μg/ml vào các ống nghiệm từ số 0
đến số 4 với các thể tích tương ứng nêu trong bảng. Sau đó thêm dung dịch hấp
thu vào các ống nghiệm cho đủ 4ml. Ống nghiệm số 5, 6 cho dung dịch NaOH
đã chứa mẫu vừa thu xong. Thêm vào các ống nghiệm mỗi ống nghiệm 1ml Acid
Acetic 5N.
− Trộn 8ml dung dịch Gries A và Gries B với nhau trong 1 becher 100ml,
cho vào 7 ống, mỗi ống 2ml hỗn hợp.
Dung dịch \ Ống số

0

1

2

3

4

5

6

Dd NaOH hấp thu, ml

2

1,9

1,8

1,5

1

0

1

Dd chuẩn 5 μg NO2 /ml, ml

0

0,1

0.2

0.5

1.0

0

0

Dd NaOH đã chứa mẫu, ml

0

0

0

0

0

4

3

Dd CH3COOH 5N, ml

3

3

3

3

3

3

3

Dd Griess A và B (1:1), ml

2

2

2

2

2

2

2


− Lắc đều, sau 10 phút đo trên máy so màu tại bước sóng 543nm để xác
định mật độ quang theo sự thay đổi lượng NO2.

IV. TÍNH TOÁN KẾT QUẢ


Nồng độ lúc sau của dung dịch ( trong 7ml dung dịch)
• Ta có:

Trong đó: C0 = 5
μg/ml
Vtổng = 7ml
V0: lần lượt là thể tích dung dịch chuẩn 5 μg NO2 /ml Sau
khi đo mật độ quang và tính toán ta có bảng số liệu sau:
Số thứ tự

Nồng độ lúc sau của dung dịch

0

1

2

3

4

5

6

0

0,071

0,142

0,357

0,714

x1

x2

0

0,110

0,196

0,298

0.410

0.066

0,016

(trong 7ml dung dịch) (5 μg/ml)
Mật độ quang (A)

 Đường chuẩn tương quan giữa mật độ quang và lượng NO 2- từ kết quả
đo của các mẫu ở ống nghiệm số 0 đến số 4: