Nghiên cứu các phản ứng hấp thụ và xác định hàm lượng so2co trong môi trường khí

Luận văn tốt nghiệp Đại học

-

lời cảm ơn
Với tấm lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn:

 Thầy giáo, TS. Nguyễn Hoa Du - người đã giao đề tài, hướng dẫn tận
tình, chu đáo, tạo điều kiện về mọi mặt để tơi thực hiện và hồn thành đề tài;

 Thầy giáo, TS. Nguyễn Quốc Thắng - người đã tạo mọi điều kiện, động
viên, giúp đỡ tôi trong q trình hồn thành đề tài;

 Các thầy cơ trong khoa Hố đã tạo mọi điều kiện có thể để giúp tơi hồn
thành đề tài;

 Và xin chân thành cảm ơn các bạn bè, người thân đã động viên tôi trong
q trình thực hiện đề tài.

Phan Văn Hịa

MỤC LỤC
Trang
Mở đầu.....................................................................................................................1
Phần 1: TỔNG QUAN

Chun ngành Hố vơ cơ

1

Luận văn tốt nghiệp Đại học
1. Khơng khí và sự ô nhiễm không khí...............................................2
1.1. Cấu trúc và thành phần khí quyển...............................................2
1.2. Các chất gây ơ nhiễm dạng khí...................................................3
1.2.1. Sunfuadioxit (SO2)........................................................3
1.2.2. Cacbon monoxit (CO)...................................................4
1.2.3. Một số chất gây ô nhiễm khác......................................5
1.3. Một số ảnh hưởng tồn cầu của ơ nhiễm khơng khí...................6
2. Tính chất hố học của một số chất khí ơ nhiễm điển hình ..........7
2.1. Khí sunfurơ................................................................................7
2.2. Khí cacbonoxit............................................................................9
3. Một số phƣơng pháp xác định hàm lƣợng một số chất
ô nhiễm dạng khí................................................................................10
3.1. Định lượng anhidritsunfurơ(SO2)..............................................10
3.2. Định lượng cacbonmonoxit(CO)...............................................11
3.3. Định lượng nitơdioxit(NO2)......................................................11
3.4. Định lượng cacbondioxit(CO2) ................................................13
3.5. Định lượng ozon(O3 )................................................................13
3.6. Định lượng amoniac(NH3)........................................................13
3.7. Định lượng clo (Cl2)..................................................................14
3.8. Định lượng hidrosunfua(H2S)....................................................14
Phần 2: Thực nghiệm .............................................................................15
1. Dụng cụ, hoá chất, thiết bị.............................................................15
1.1. Dụng cụ.....................................................................................15
1.2. Hoá chất....................................................................................15
1.3. Chuẩn bị các dung dịch thuốc thử.............................................15
1.4. Bộ dụng cụ thí nghiệm điều chế và hấp thụ SO2.......................16
1.5. Bộ dụng cụ thí nghiệm hấp thụ CO...........................................17
2. Kỹ thuật thực nghiệm....................................................................18
2.1. Điều chế, hấp thụ và xác định hàm lượng SO2.........................18

2.2. Điều chế, hấp thụ và xác định hàm lượng CO..........................19
3. Nghiên cứu khả năng hấp thụ và định lƣợng khí SO2 bằng
dung dịch phức của Fe(III) và 1,10- phenantrolin.........................20
3.1.Khảo sát ảnh hưởng của glixerin đến sự hấp thụ khí SO2..........20
3.2. Khảo sát ảnh hưởng của pH......................................................21
3.3. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ F- trong dung dịch hấp thụ...23
3.4. Khảo sát ảnh hưởng của lưu tốc dịng khí đến khả năng
hấp thụ bởi dung dịch Fe (III)-1,10 - phenantrolin..........................24
3.5. Xác định hiệu suất hấp thụ........................................................25
3.6. Xây dựng đường chuẩn.............................................................27
4. Nghiên cứu khả năng hấp thụ và định lƣợng CO bằng I2O5
phân tán trên silicagel.......................................................................29

Chuyên ngành Hoá vô cơ

2


Luận văn tốt nghiệp Đại học
4.1. Khảo sát ảnh hưởng của lưu tốc đến khả năng hấp thụ
CO bằng I2O5 phân tán trên silicagel...............................................29
4.2. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và lưu tốc đến quá trình
thổi iod ra khỏi ốnh hấp thụ chữ U..................................................30
4.3. So sánh khả năng hấp thụ CO theo 2 phương pháp: dùng
phân tán I2O5 trên silicagel và dùng I2O5 không phân tán................35
Phần 3. kết luận chung...........................................................................39
Tài liệu tham khảo..................................................................................41
Phụ lục .....................................................................................................43
Một số tiêu chuẩn Việt Nam về tiêu chuẩn khơng khí
1. Giá trị giới hạn các thơng số cơ bản trong khơng khí xung

quanh (TCVN 5937-1995)................................................................43
2. Nồng độ tối đa cho phép của một số chất độc hại trong
khơng khí xung quanh khu vực dân cư (TCVN 5938-1995) ...........43
3.Giới hạn tối đa cho phép của bụi và các chất vơ cơ trong
khí thải cơng nghiệp.........................................................................44
4.Giới hạn tối đa cho phép ..............................................................44

MỞ ĐẦU
Mơi trường khơng khí đã và đang bị ô nhiễm nặng nề bởi các chất gây ơ
nhiễm dạng khí được thải ra từ các khu cơng nghiệp, giao thơng vận tải, sinh
hoạt của lồi người, thiên tai, đốt phá rừng bừa bãi, các quá trình sinh
hố…Và nó trở thành một hiểm hoạ của lồi người: Làm xấu đi môi sinh mà
con người đang tồn tại, bên cạnh đó nó cịn gây ra những ảnh hưởng mang
tính tồn cầu như mưa axit, hiệu ứng nhà kính, thủng tầng ozon… Do vậy
việc xác định và kiểm sốt hàm lượng các chất ơ nhiễm thải vào mơi trường
cũng như việc kiểm định chất lượng môi trường không khí là việc làm cần
thiết và cấp bách.

Chun ngành Hố vô cơ

3


Luận văn tốt nghiệp Đại học
Đã có một số phương pháp xác định hàm lượng của một số chất gây ơ
nhiễm dạng khí. Tuy nhiên các phương pháp đó ngồi ưu điểm có những hạn
chế riêng. Vì vậy chúng tơi chọn đề tài: “Nghiên cứu phản ứng hấp thụ và
xác định hàm lượng SO2 , CO trong mơi trường khí ”.
Trong đề tài này chúng tôi tập trung nghiên cứu hai phương pháp xác
định hàm lượng SO2 và CO mà chưa được đề cập cụ thể trong các tài liệu

khác đó là:
1. Nghiên cứu khả năng hấp thụ và định lượng SO2 bằng dung dịch Fe(III)1,10-phenantrolin.
2. Nghiên cứu khả năng hấp thụ và định lượng CO bằng I 2O5 phân tán trên
silicagel.

PHẦN 1

TỔNG QUAN
1. KHƠNG KHÍ VÀ SỰ Ơ NHIỄM MƠI TRƢỜNG KHƠNG KHÍ [1,2,3,14,15]

1.1.

Cấu trúc và thành phần của khí quyển
Khí quyển là một lớp khí bao quanh trái đất, cấu tạo bởi nhiều hợp chất

khác nhau. Trong khí quyển có khoảng 50 hợp chất hố học được tạo nên bởi

Chun ngành Hố vơ cơ

4


Luận văn tốt nghiệp Đại học
hàng loạt phản ứng cân bằng với nhau. Thành phần và hàm lượng các chất
này tuỳ thuộc vào điều kiện địa lý, khí hậu và phân bố theo chiều cao kể từ
mặt đất trở lên. Càng lên cao áp suất càng giảm. ở độ cao 100km, áp suất chỉ
bằng một phần triệu áp suất ở bề mặt trái đất.
Cấu trúc của khí quyển được chia thành 2 phần:
Phần trong gồm: tầng đối lưu, tầng bình lưu, tầng trung gian, tầng nhiệt.
Phần ngoài: tầng điện ly

Tầng đối lƣu (troposphere): từ 0  50 km kể từ mặt đất, nhiệt độ
giảm theo chiều cao từ +40oC đến 50oC, tổng khối lượng các khí ở
tầng này khoảng 4.12.1015 tấn (thành phần chủ yếu là N2, O2, CO2.... và
hơi nước) so với tổng khối lượng khí 5,15.1015tấn
Tầng bình lƣu (stratosphere): ở độ cao từ 11 đến 50km. Nhiệt độ thay
đổi từ -56 đến -20C, áp suất giảm theo độ cao. Thành phần chủ yếu là:
O3,N2,O2 và một số gốc hoá học khác. O3 xuất hiện ở độ cao 18 đến
30km, nồng độ khoảng 10ppm, nó hoạt động như một lớp bao bọc, bảo
vệ trái đất khỏi những tác hại của tia tử ngoại từ mặt trời chiếu đến.
Tầng trung gian (mesosphere): ở độ cao từ 50 đến 85km, nhiệt độ
thay đổi từ -2 đến -920C. Thành phần hoá học của tầng gồm O 2 , O+,
NO+ và N2.
Tầng nhiệt (thermosphere): ở độ cao từ 85 đến 100km. Nhiệt độ tăng
từ -92 đến 12000C, mật độ khơng khí lỗng, áp suất thấp, thành phần
hoá học chủ yếu: O2+, O+, O, NO+, e, CO2+, NO2, NO3.
Tầng điện ly hay tầng ngoài (exosphere): bao quanh trái đất ở độ cao
lớn hơn 800km, nhiệt độ tăng nhanh tới 1700 0C. Các ion có mặt: ion
oxy O+ (<1500km), He+(<1500km), H+ (>1500km).

 Thành phần của khí quyển
Tầng đối lưu chiếm một tỷ trọng lớn trên tổng khối lượng khơng khí và
có ảnh hưởng trực tiếp đến mơi trường khí của con người. Vì vậy, trong phần
này chúng ta chỉ quan tâm đến thành phần của tầng đối lưu. Bên cạnh thành
phần chính chiếm thành phần % hầu như không đổi như: N2, O2, CO2, He,

Chuyên ngành Hố vơ cơ

5

Luận văn tốt nghiệp Đại học
Ne… là hàng loạt thành phần vết chiếm khoảng 0,002% thể tích. Hàm lượng
của hơi nước thường biến thiên mạnh theo nhiệt độ và vị trí địa lí.
Tuy nhiên, trong những thập niên gần đây, thành phần trên có thay đổi.
Ví dụ trong vịng 100 năm nay hàm lượng CO2 đã tăng từ 0,029% thể tích lên
0,035% và các chất khí khác như SO2,CO… cũng tương tự. Sự tăng nồng độ
các chất gây ô nhiễm như: SO2, CO2, CO… do các hoạt động sản xuất của
con người, do cháy rừng, hoạt động núi lửa, .... vượt quá khả năng tiếp nhận
và tự làm sạch của khí quyển, dẫn đến sự ơ nhiễm khơng khí. Việc đánh giá
mức độ ô nhiễm được dựa trên các tiêu chuẩn về môi trường (phụ lục 1).

1.2. Các chất gây ô nhiễm dạng khí
Các chất gây ô nhiễm dạng khí như: SOx , NOx , COx … các hợp chất
hữu cơ. Chúng có thể có nguồn gốc tự nhiên hay nhân tạo, chẳng hạn: do các
hoạt động sinh hoạt và sản xuất của con người, các quá trình tự nhiên...
Sau đây là một vài chất ơ nhiễm điển hình.
1.2.1. Sunfuđioxit (SO2):
SO2 là chất khí khơng màu, có mùi hăng cay khi nồng độ là 1ppm và có
vị axit từ nồng độ 0,6mg/m3. Hàm lượng SO2 trong khí quyển chủ yếu được
sinh ra từ các quá trình đốt cháy nhiên liệu hố thạch có chứa S ( như than đá,
xăng dầu…), các quá trình tinh chế dầu mỏ, luyện kim, sản xuất xi măng, giao
thơng vận tải... Mỗi năm bầu khí quyển phải tiếp nhận đến 132 triệu tấn SO2.
SO2 là khí tương đối nặng nên thường ở gần mặt đất ngang tầm sinh hoạt
của con người. Nó lại có khả năng hồ tan cao hơn các chất khí gây ơ nhiễm
khác nên dễ phản ứng với cơ quan hô hấp của người và động vật.
SO2 là một khí độc. Nó làm sưng niêm mạc, khi hàm lượng cao
(>0,5mg/m3 ) SO2 gây tức thở, ho, viêm loét đường hô hấp, ở nồng độ cao có
thể dẫn đến nguy hiểm chết người. Đối với thực vật, SO2 kìm hãm quá trình
quang hợp và những hoạt động trao đổi chất, gây bệnh úa vàng và rụng lá.
Trong khơng khí, SO2 tham gia các q trình hố học và quang hố: dễ

dàng bị oxi hố thành SO3 khi có mặt các bụi của oxit kim loại, bụi kim loại,

Chun ngành Hố vơ cơ

6


Luận văn tốt nghiệp Đại học
các oxit nitơ, các hyđrocacbon hoặc với một số gốc sinh ra từ các quá trình
quang hố:
SO2 + 12 O2 + H2O  H2SO4
SO2 + HO2*

OH + SO3

SO2+ RO2

RO + SO3( R: gốc ankyl )

SO2 + HO*+ M
HOSO2* + O2

HOSO2* + M +….(M: là bụi kim loại)
HOSO2O2*

HOSO2O2* + NO

HOSO2O* + NO2

SO2 + HO-

HOSO2-

HOSO2- + O2

SO3 + HO2-

SO2 + O3

SO3 + O2

SO2 +H2O2

H2SO4 + 1/2O2

SO2 + 1/2O2 xúc tác ôxit kim loại SO3
SO3 + H2O

H2SO4

Do các q trình trên SO2 trong khí quyển chuyển thành axitsunfuric, gây
nên hiện tượng mưa axit, làm tăng tốc độ ăn mòn các loại vật liệu, làm giảm
độ pH của đất, huỷ diệt rừng, mùa màng, gây nguy hại đối với sinh vật dưới
nước, đối với động vật… Ngoài ra SO2 còn làm biến màu các tác phẩm nghệ
thuật, làm giảm độ bền của các vật liệu vô cơ và hữu cơ, các sản phẩm nilon,
tơ nhân tạo, đồ dùng da, giấy …
1.2.2. Cacbon monoxit (CO)
Là khí khơng màu, khơng mùi, không vị, được tạo ra khi đốt cháy nhiên
liệu chứa cacbon ở điều kiện thiếu oxi, ở nhiệt độ cao. Mỗi năm có khoảng
250 triệu tấn CO thải vào khơng khí, trong đó một phần có nguồn gốc sinh

học, phần còn lại được thải ra từ trong lĩnh vực giao thông vận tải, nhà máy
sản xuất năng lượng dùng than, một số nghành cơng nghiệp và q trình thiêu
đốt chất rắn…
CO là loại khí rất độc. Người và động vật có thể chết đột ngột khi tiếp
xúc, hít thở khí CO, do nó có khả năng liên kết với hemoglobin (Hb) mạnh

Chun ngành Hố vơ cơ

7


Luận văn tốt nghiệp Đại học
hơn oxy khoảng 250 lần, làm mất khả năng vận chuyển oxy của máu, gây
ngạt và làm mất hoạt tính của một số enzym chứa kim loại:
Hb.O2 + CO

Hb.CO + O2

Người nhiễm độc CO thường bị đau đầu, ù tai, chóng mặt buồn nơn, mệt
mỏi, co giật và bị hơn mê, có thể dẫn tới tử vong. Nhiễm độc CO để lại di
chứng hay quên, thiếu máu. Hàng năm trên thế giới có hàng trăm người chết
do nhiễm độc khí CO.
Thực vật khi tiếp xúc với CO ở nồng độ cao (100 đến 10000 ppm) sẽ bị
rụng lá, xoắn quăn, cây non bị chết, chậm phát triển.
1.2.3. Một số chất gây ô nhiễm khác
Cacbon dioxit (CO2)
Là chất khí khơng màu, khơng mùi, vị chua, sinh ra do q trình đốt cháy
hồn tồn ngun liệu chứa cacbon, do q trình hơ hấp, do hoạt động của núi
lửa… ở nồng độ cao là chất gây nguy hại, gây “hiệu ứng nhà kính” trên phạm
vi tồn cầu.

Nitơ oxit (NO): là chất khí khơng màu, khơng mùi, ít tan trong nước, tạo
với hồng cầu trong máu thành chất không vận chuyển ơxy, dễ oxy hố thành
NO2, và gây tác hại như NO2.
Nitơđiơxit (NO2): là chất khí màu nâu, có mùi hắc khó thở từ nồng độ
0,2mg/m3, có tính axit, dễ hòa tan vào màng nhầy niêm mạc, gây bệnh đường
hô hấp, gây ra hiện tượng mưa axit, làm phai thuốc nhuộm vải, hỏng bơng, ăn
mịn kim loại…
Khí hidrosunfua (H2S): chất khí khơng màu, mùi trứng thối, độc tính cao.
Từ nồng độ 1,6-5mg/m3 gây khó thở, loét giác mạc, đường hô hấp, ảnh hưởng
tới thần kinh, mệt mỏi, nhức đầu, muốn ngủ, có thể làm chết người. Đối với
thực vật, H2S làm tổn hại lá cây, làm rụng lá và giảm sinh trưởng.
Amoniac (NH3): là chất khí khơng màu, có mùi khó chịu và làm viêm
đường hơ hấp cho người và động vật, gây loét giác mạc và thanh quản, khí
quản, gây nhiễm độc cấp tính.

Chun ngành Hố vơ cơ

8


Luận văn tốt nghiệp Đại học
Ozon (O3): là một khí khơng màu (nồng độ cao có màu xanh), có mùi từ
nồng độ 0,05mg/m3, có tính oxi hóa mạnh, ít tan trong nước, ảnh hưởng tới
phổi do oxi hố các prơtêin, axit amin, men, mỡ, giảm khả năng miễn dịch,
gây ho, đau mắt, ơzon là thành phần chính của khói mù quang hoá.
Clo (Cl2) và hidro clorua (HCl): Clo là chất khí màu vàng lục, có mùi
từ nồng độ 0,15 đến 0,3mg/m3, có tính oxi hố mạnh. Hidro clorua là khí
khơng màu, có tính axit mạnh. Các chất này có thể gây nhiễm độc đường hô
hấp, được hấp thụ ở lớp niêm mạc trong mũi, phổi, miệng, mặt … có thể gây
chết người ở nồng độ cao.

Ngồi ra cịn có các hợp chất hữu cơ gây ô nhiễm như xeton, phenol,
mercaptan,PAH, fomadehit, benzen…
1.3. Một số ảnh hƣởng tồn cầu của ơ nhiễm khơng khí
Do sự xuất hiện và tăng q mức nồng độ các khí gây ơ nhiễm, gây ra
một số ảnh hưởng toàn cầu như: mưa axit, hiệu ứng nhà kính, thủng tầng
ơzơn.
 Mưa axit: Ngun nhân của hiện tượng này là do các nguồn tự nhiên
hay nhân tạo đưa vào khí quyển các khí có tính axit như SO 2,NOx
HNO3,HCl…Các chất khí này hồ tan vào nước mưa tạo thành axit hoặc kết
hợp với một số sản phẩm trong khơng khí sau đó kết hợp với nước mưa tạo
axit tương ứng, làm cho độ pH của nước mưa giảm xuống. Mưa axit ăn mịn
và phá huỷ mạnh các cơng trình lộ thiên, giảm độ pH của đất, huỷ diệt rừng,
mùa màng, gây nguy hại đối với sinh vật dưới nước, đối với con người và
động vật.
 Hiệu ứng nhà kính: đó là do sự có mặt của một số chất "khí nhà kính"
như: CO2, hơi nước, CH4, O3… Sự gia tăng quá mức hàm lượng của các chất
khí này (đặc biệt là CO2) đã gây ra một số tác động khơng nhỏ như hiện tượng
ấm lên tồn cầu làm mực nước biển dâng cao nhấn chìm một số vùng đất thầp
ven biển, nạn bão lũ, úng, làm thay đổi khí hậu tồn cầu.
 Thủng tầng ozơn: tầng ozơn như chiếc áo giáp bảo vệ loài người và thế
giới động vật khỏi những tai hoạ do các tia bức xạ tử ngoại của mặt trời. Tuy

Chun ngành Hố vơ cơ

9


Luận văn tốt nghiệp Đại học
nhiên, trong những năm gần đây người ta phát hiện nồng độ ozôn ở một số
nơi suy giảm mà nguyên nhân là do thải vào khí quyển các chất như: freon,

dẫn xuất halogen của mêtan, Cl2, HCl, CO, NOx, CH4…đóng vai trị là chất
xúc tác cho q trình phân huỷ ozon. Nếu tầng ozơn bị thủng thì một lượng
lớn các tia bức xạ tử ngoại của mặt trời sẽ tới mặt đất gây ra một số bệnh như:
ung thư da, huỷ hoại mắt, bệnh đường hơ hấp...
2. TÍNH CHẤT CỦA MỘT SỐ CHẤT KHÍ Ơ NHIỄM ĐIỂN HÌNH [10,11,12,13,17]

2.1.

Sunfuđioxit (SO2)
Ở điều kiện thường, SO2 là khí khơng màu, có mùi xốc, dễ hố lỏng (t 0s

=100C), dễ hoá rắn (t 0nc = 750C), là phân tử có cực ( = 1,59D) nên tan
nhiều trong nước (40lít SO2/lít H2O ở 200C).
Dung dịch SO2 trong nước có tính axit yếu. Phần lớn khí SO2 đã tan vào
dung dịch ở dạng hidrat hoá SO2.xH2O :
SO2 + xH2O
SO2.xH2O

SO2.xH2O
H3O+ + HSO 3 + (x-2) H2O

SO2 là một oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm tạo hai loại muối:
SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O
SO2 + NaOH = NaHSO3
bị hấp thụ bởi dung dịch [HgCl4]2- do sự tạo phức:
[HgCl4]2 + 2SO2 + 2H2O = [Hg(SO3)2]2 + 4H+ + 4Cl
SO2 làm mất màu một số chất hữu cơ: ví dụ phản ứng làm mất màu
fucsin

H2N

C=

=NH2+ Cl

+ SO2 + H2O

H2N
CH3
Fucsin (màu hồng)

H2N

Chuyên ngành Hố vơ cơC
H2N

SO3H

NHOSOH
10

+ HCl


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Sơ đồ thế điện cực thể hiện khả năng oxi hoá khử của S(IV) trong môi
trường axit như sau:

SO 24

+0,17V

SO2

+0,4V

+0,51V

S2O32

+0,5V

S

+0,14V

H2 S

S4O62

SO2 cũng như SO 32 thể hiện tính khử mạnh: tác dụng với các chất oxi
hoá như H2O2, KClO3, I2, KMnO4, Fe[phen]33+...
Cl2 + Na2SO3 + H2O = Na2SO4 + 2HCl
3SO2 + KClO3 + 3H2O = 3H2SO4 + KCl
SO2 + I2 + 2H2O = H2SO4 + 2HI

(dùng để chuẩn độ dung dịch

Fe[phen]33+ + SO2 + 2H2O

Fe[phen]32+ + 4H+ +

SO2)
SO 24

Kcb=1030,17
Các bán phản ứng :
SO 24 + 4H+ + 2e

SO2 + 2H2O

E 10 = 0,17 (v)

Fe[phen]3+ + e
Fe[phen]32+
E20 = 1,06(v)
Khi gặp các chất khử mạnh hơn SO2, SO 32 , HSO 3 thể hiện tính oxi hố:
SO2 + 2H2S = 3S + H2O
0

300 C

SO2 + 2H2 == S + 2H2O

Chun ngành Hố vơ cơ

11

Luận văn tốt nghiệp Đại học
Trong phịng thí nghiệm SO2 có thể điều chế bằng cách cho axit sunfuric
đậm đặc vào muối sunfit hoặc hidrosunfit:
NaHSO3 + H2SO4 = NaHSO4 + SO2 + H2O

Tính chất của cacbon monoxit (CO).

2.2.

Là chất khí khơng màu, khơng mùi, khó hố lỏng (t0 sơi = 191,5 0C),
khó hố rắn (t0 nóng chảy = 204 0C) và ít tan trong nước, bền với nhiệt, kém
hoạt động ở nhiệt độ thường nhưng ở nhiệt độ cao khả năng khử tăng lên.
CO thể hiện tính khử khi tác dụng với O2, Cl2, ơxit của một số kim loại,
I2O5...
Ví dụ:

2CO + O2 = 2CO2
Fe2O3 + 3CO

H0 = - 283 KJ/mol

= 2Fe + 3CO2

PdCl2 + CO + H2O = Pd + 2HCl + CO2
I2O5 + 5CO = I2 + 5CO2.
Khi gặp chất khử mạnh CO thể hiện tính ơxi hố như: phản ứng với
H2,...
Một tính chất quan trọng của CO là nó có khả năng tạo thành nhiều phức
chất với ion kim loại trong dung dịch cũng như với kim loại ở bậc oxi hố 0.
Ví dụ:

0

50 C

Ni + 4CO

Ni(CO)4

[Cu(NH3)2]Cl + CO == [Cu(NH3)(CO)]Cl + NH3
hoặc kết hợp với hemoglobin (Hb) trong máu
Hb + CO == Hb.CO
Trong phịng thí nghiệm CO được điều chế bằng cách cho H 2SO4 đậm
đặc vào HCOOH 85%

H2SO4 đđ

HCOOH

CO + H2O

3. MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG MỘT SỐ CHẤT Ơ
NHIỄM DẠNG KHÍ [3,6,10,16,17]

3. Định lƣợng anhidrit sunfurơ
3.1.1. Phương pháp trắc quang với thuốc thử fucsinfomalđehit .

Chun ngành Hố vơ cơ

12

Luận văn tốt nghiệp Đại học
Nguyên tắc:
Khi anhiđrit sunfurơ tác dụng với fucsinfomalđehit, phản ứng cho một
chất màu tím đỏ có cực đại hấp thụ ở bước sóng  = 590nm, thuận lợi cho
phương pháp trắc quang. Độ nhạy của phương pháp: 0,1g/3ml. Chất cản trở:
nitơ đioxit.
3.1.2. Phương pháp đo độ đục.
Nguyên tắc:
Anhiđrit sunfurơ khi tác dụng với kaliclorat sẽ bị ơxi hố thành axit
sunfuric.
3SO2 + KClO3 + 3H2O = 3H2SO4 + KCl
Kết tủa sunfat bằng dung dịch BaCl2 tạo thành huyền phù.
H2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2HCl
Đo độ đục của dung dịch huyền phù thu được ở  = 670nm.
Độ nhạy của phương pháp: 0,0010 mg/ 7ml. Các chất cản trở: SO 3,
H2SO4.
3.1.3. Phương pháp West và Gaeke[3].
SO2 được hấp thụ bởi dung dịch Na2[HgCl4] tạo thành [Hg(SO3)2]2 hấp
thụ ở  = 560 nm theo phản ứng:
[HgCl4]2 + 2SO2 + 2H2O == [Hg(SO3)2]2 + 4H+ + 4Cl
Dùng phương pháp so màu để định lượng [Hg(SO3)2]2. Chất cản trở:
NO2. Phương pháp này có thể xác định nồng độ SO2 trong khoảng: 0,002  5 ppm.
3.1.4. Phương pháp hiđropeoxit [3].
Người ta hấp thụ SO2 bằng dung dịch H2O2 3%.
SO2 + H2O2 = H2SO4
Sau đó chuẩn độ axít thu được bằng dung dịch NaOH 0,002M; với chỉ thị là
hỗn hợp bromcrezol xanh và metyl đỏ.
3.2.

Định lƣợng cacbon monoxit

3.2.1. Phương pháp hấp thụ hồng ngoại [3].

Chun ngành Hố vơ cơ

13


Luận văn tốt nghiệp Đại học
CO hấp thụ các bức xạ hồng ngoại rất mạnh. Trên cơ sở đó người ta chế
tạo máy phân tích CO dựa trên sự chênh lệch về cường độ chùm bức xạ hồng
ngoại trước và sau khi bị hấp thụ bởi khí CO.
3.2.2. Phương pháp ôxi hoá CO thành CO2 bằng I2O5 không phân tán [3].
CO được ơxi hố bởi I2O5 ở nhiệt độ: 110  120 0C.
0

110120 C

I2O5 + 5CO

==

I2 + 5CO2

Xác định hàm lượng I2 hoặc CO2 sinh ra, trên cơ sở đó xác định hàm
lượng CO.
3.2.3. Phương pháp hấp thụ bằng dung dịch PdCl2.
Nguyên tắc phản ứng
CO + PdCl2 + H2O == CO2 + Pd + 2HCl

Dùng thuốc thử Folinxiocantơ.
2H3PO4.10MoO3 + 2Pd + 4HCl == 2PdCl2 + 2[(MoO3)4(MoO2).H3PO4] + 2H2O
màu vàng

màu xanh

Dùng phương pháp so màu dung dịch thu được để tính hàm lượng CO.
3.3.

Định lƣợng nitơđioxit (NO2).

3.3.1. Xác định nồng độ NO2 bằng hiện tượng phát quang hố học [3].
Ngun tắc:
Khí NO tác dụng với O3 sẽ tạo ra một số phân tử NO2 kích thích (NO2*).
Phân tử này phát ra bức xạ có bước sóng từ 600  3000nm và trở về trạng
thái thường.
NO + O3 = N O *2 + O2
NO + O3 = NO2+ O2
N O *2 = NO + h
Đo cường độ của bức xạ sẽ xác định được nồng độ NO ban đầu. Để xác
0

C
định nồng độ NO2, trước hết chuyển NO2 về NO: NO732
2

xác định hàm lượng NO được sinh ra.
3.3.2. Phương pháp chuẩn độ axit [3].

Chun ngành Hố vơ cơ

14

NO + 1/2O2 và


Luận văn tốt nghiệp Đại học
Nguyên tắc: hấp thụ NO2 bằng dung dịch H2O2 loãng.
2NO2 + H2O2 == 2HNO3
O2 + 2NO + H2O2 == 2HNO3
Chuẩn độ HNO3 sinh ra bằng dung dịch NaOH 0,01M với chỉ thị metyl
đỏ.
NaOH + HNO3 == NaNO3 + H2O
3.3.3. Phương pháp dùng thuốc thử Griess Ilesvay.
Nguyên tắc: hấp thụ NO2 bằng NaOH.
2NaOH + 2NO2 == NaNO2 + NaNO3 + H2O.
Thêm CH3COOH, axit sunfanilic, naphtylamin xảy ra các phản ứng.
SO3H
C6H4

+ CH3COOH + NaNO2
NH2
SO3Na +
CH3COO + 2H2O

C6H4
N2

SO3Na +
CH3COO + C10H7 NH2

C6H4

-Naphtylamin

N2
SO3Na
C6H4

+ CH3COOH
N = N  C10H6 NH2
Hợp chất màu hồng

Xác định hàm lượng sản phẩm sau cùng theo phương pháp so màu. Từ
đó suy ra hàm lượng của NO2. Độ nhạy của phương pháp: 0,0005 mg NO 2
hay 0,001 mg NO2.
3.4.

Cacbon điôxit. (CO2).

3.4.1. Phương pháp hấp thụ bằng bary hiđroxit.

Chun ngành Hố vơ cơ

15


Luận văn tốt nghiệp Đại học
Khí CO2 được tiếp thụ bằng dung dịch Ba(OH)2 dư.
Ba(OH)2 + CO2 == BaCO3 + H2O.

Chuẩn độ Ba(OH)2 (dư) bằng axit oxalic, chỉ thị phenolphtalein.
Ba(OH)2 + HOOCCOOH == Ba(COO)2 + 2 H2O
Độ chính xác của phương pháp: 0,1%. Sai số cho phép trong phạm vi
 5%.

Ngồi ra cịn có phương pháp hấp thụ bằng dung dịch bari sacharats.
3.5.

Ozon (O3).

3.5.1. Phương pháp phản ứng phát quang hoá học.
Nguyên tắc: Ozon tác dụng với etylen tạo ra các phản ứng bị kích thích
và phát quang ở bước sóng vùng khả kiến. Cường độ bức xạ tỉ lệ thuận với
nồng độ của ozon. Trên cơ sở đo cường độ bức xạ suy ra được nồng độ của
ozon trong khí thải.
3.5.2. Phương pháp kali iodua.
Nguyên tắc: ozon được hấp thụ bởi KI. Phản ứng xảy ra là:
O3 + 3KI + H2O = 2KOH + KI3 + O2
Xác định hàm lượng O3 dựa vào lượng iod giải phóng.
3.6.

Amoniắc(NH3).
Nguyên tắc: NH3 bị hấp thụ bởi dung dịch thuốc thử Nessler tạo hợp chất

màu vàng đến nâu đục.
Hg
2K2[HgI4] +3KOH + NH4OH

O

NH2I + 7KI + 3H2O
Hg

Đo mật độ quang của dung dịch màu thu được để xác định hàm lượng
NH3. Độ nhạy của phương pháp : 0,001 mg NH3/10ml dung dịch. Chất gây
trở ngại H2S, HCHO.
3.7.

Clo (Cl2)
Nguyên tắc: clo oxi hoá o -tolidin cho một hỗn hợp màu vàng. Trên cơ

sở đó định lượng clo bằng phương pháp so màu ở  =620nm. Độ nhạy của
phương pháp: 0,0003 mg Clo.

Chun ngành Hố vơ cơ

16


Luận văn tốt nghiệp Đại học

3.8.

Đihyđrosunfua (H2S).
Nguyên tắc: khí H2S được hấp thụ vào dung dịch CdSO4, cho tác dụng

với dung dịch p-amino đimetyl anilin với sự có mặt của FeCl 3 trong môi
trường axit cho màu xanh metylen.
H2S + 2[H2NC6H4N(CH3)2.HCl] + 6FeCl3
N

 (CH3)2 NC6H3

C6H3N(CH3)2 + NH4Cl + 6FeCl2 + 6HCl
S

Xanh metylen

Xác định cường độ màu dung dịch thu được suy ra hàm lượng của H2S.
Ngồi ra cịn có các phương pháp xác định hàm lượng của SO3, HCl(k),
H2SO4(hơi), HCN(k), hơi kiềm, benzen, phenol, fomaldehit, và các hợp chất hữu
cơ khác.

PHẦN 2

THỰC NGHIỆM
1. DỤNG CỤ, HOÁ CHẤT, THIẾT BỊ
1.1. Dụng cụ.
1. Máy hút khí.

2. Ống hấp thụ hình trụ, hình chữ U.

3. Bình rửa khí.

4. Bình cầu 500ml.

5. Burét 25ml, pipét các loại.

6. Bình định mức các loại.

7. Cân phân tích ( 0,0001g)

8. Lị nung ( có điều khiển nhiệt độ)

Chun ngành Hố vơ cơ

17


Luận văn tốt nghiệp Đại học

9. Máy so màu Jenway 6300 (cuvet có l = 1cm).
10. Máy đo pH 744  Metrohm.
1.2. Hoá chất.
Các hoá chất dùng trong đề tài đều thuộc loại tkpt.
1. Natri hidroxit NaOH.

. 8. Axit iodic HIO3.

2. Axit sunfuric H2SO4.

9. Na2S2O3.5H2O.

3. 1,10 Phenantrolin (Phen).

10. Axit formic HCOOH 85%.

4. Glixerin.
5. Natri sunfit Na2SO3.

11. Silicagel, cỡ hạt 40120 m.

12. KI.

6. Natri florua NaF.

13. Nước cất 2 lần.

7. Phèn sắt amoni: (NH4)Fe(SO4)2. 12H2O
1.3. Chuẩn bị các dung dịch thuốc thử [6,7,8].
1. Dung dịch Fe(III) 0,01M
Hoà tan 0,4822 (g) NH4Fe(SO4)2.12H2O (tkpt) trong nước cất, thêm
1ml H2SO4 đậm đặc và thêm tiếp nước cất đến 100ml.
2. Dung dịch NaF 0,1M.
Hoà tan 1,05 g NaF (tkpt) (đã được sấy khô trước ở 105 0C) bằng nước
cất và định mức dung dịch đến 250ml, được dung dịch NaF 0,1M. Dung dịch
NaF 0,01M được pha từ dung dịch trên.
3. Dung dịch glixerin 10%.
Hoà tan 20,0 g glixerin trong 180 ml nước cất, lắc đều.
4. Dung dịch Na2SO3 0,01M.
Hoà tan 2,5216 g Na2SO3.H2O (tkpt) bằng nước cất và địch mức dung
dịch đến 100ml. Chuẩn độ lại bằng dung dịch iod 0,1N (trong khí quyển
CO2). Dung dịch Na2SO3 0,01M được pha chế từng dung dịch trên.
Các dung dịch Na2SO3 được đựng trong các bình thuỷ tinh có nút nhám.
5. Dung dịch SO2 chuẩn 0,01 mg/ml.
Cho H2SO4 1 M tác dụng với tinh thể Na2SO3. H2O xảy ra phản ứng:
3

Chun ngành Hố vơ cơ

18

Luận văn tốt nghiệp Đại học
2H2SO4 + Na2SO3 > H2O + SO2 + 2NaHSO4
Hấp thụ khí thu được bằng nước cất. Sau đó tiến hành chuẩn độ như sau.
Cho vào bình tam giác: 10 ml dung dịch iod 0,1N; 10ml dung dịch axit
sunfuric 0,2N; thêm 20 ml nước cất.
Nhỏ từ từ dung dịch SO2 vào đến màu vàng nhạt, thêm vào bình tam giác
0,2ml hồ tinh bột 0,5%. Tiếp tục nhỏ dung dịch SO2 đến mất màu. Ghi thể
tích, xác định nồng độ dung dịch SO2. Phản ứng chuẩn độ:
SO2 + I2 + 2H2O = H2SO4 + 2HI.
1 ml iod 0,1N tương ứng 3,203 mg anhiđrit sunfurơ. Nếu dùng hết V ml dung
dịch SO2 thì nồng độ của SO2 là: 32,03/V (mg/ml)
Dung dịch tiêu chuẩn SO2 0,01 (mg/ml) được pha từ dung dịch trên .
1.4. Bộ dụng cụ thí nghiệm điều chế và hấp thụ SO2
Sơ đồ nguyên tắc hoạt động của hệ thống điều chế và hấp thụ SO 2 do
chúng tơi thiết kế được mơ tả trong hình 1.
3

4

(1) các bình rửa khơng khí
(2) bình cầu tạo SO2

1

(3) buret đựng axit H2SO4
lỗng
2
5

(4) máy hút khí
(5) các bình hấp thụ

Hình 1. Bộ dụng cụ thí nghiệm điều chế và hấp thụ SO2
Nguyên tắc hoạt động của bộ dụng cụ điều chế và hấp thụ SO2:
Máy bơm (4) hút không khí qua các bình rửa (1) lần lượt đựng dung dịch
NaOH (đ) và H2SO4 (đ) để giữ lại các cấu tử như: SOx, CO2, NOx, NH3..., sau đó
khơng khí sạch được hút vào bình cầu (2).
Tại bình cầu (2) một lượng cần thiết SO2 được điều chế bằng phản ứng:
Na2SO3 + H2SO4 = SO2 + H2O + Na2SO4

Chuyên ngành Hoá vô cơ

19


Luận văn tốt nghiệp Đại học
SO2 cùng với khơng khí pha lỗng được sục qua 2 bình hấp thụ (5) đựng
dung dịch hấp thụ. Khả năng hấp thụ của dung dịch nghiên cứu được khảo sát
bằng cách thay đổi thành phần dung dịch hấp thụ trong bình (5).
1.5. Bộ dụng cụ thí nghiệm hấp thụ CO
Để hấp thụ những lượng chính xác CO, chúng tơi thiết kế bộ dụng cụ thí
nghiệm như mơ tả ở hình 2.
(1) bình đựng khơng khí

5

thử

3

2

4

(2) máy hút khí
(3) ống hấp thụ CO

1

(4) ống hấp thụ I2
(5) các khố điều chỉnh

Hình 2. Bộ dụng cụ thí nghiệm hấp thụ CO
Nguyên tắc hoạt động của bộ dụng cụ: một thể tích chính xác khí CO
được nạp vào bình (1) từ dụng cụ điều chế, thêm khơng khí sạch bằng phương
pháp đẩy nước để pha lỗng khí CO thành mẫu thử có thể tích 1 lít. Bằng cách
điều chỉnh các khố (5) điều chỉnh tốc độ dịng khí đi vào ống hấp thụ chứa
I2O5 phân tán trên silicagel. Lượng I2 sinh ra được hấp thụ vào dung dịch KI
10% trong bình (4).

Ống hấp thụ (3) chứa chất hấp thụ I2O5 gồm 2 loại:
Ống chứa chất hấp thụ I2O5 phân tán trên silicagel:
Hoà tan 50 g HIO3 (tkpt) trong 50 ml nước cất, thêm dần 15g bột SiO2,
vừa thêm vừa khuấy đều đến khi được hỗn hợp bột nhão. Cho hỗn hợp vào lò
nung ở 110 0C nung trong 1 giờ, sau 3 phút lại lấy ra đảo đều và tán nhỏ phần
vón cục để được dạng bột mịn. Sau đó nâng dần nhiệt độ lên 1500C trong1
giờ và 2000C trong1 giờ cứ sau 20 phút lấy ra đảo đều.

Chun ngành Hố vơ cơ

20


Luận văn tốt nghiệp Đại học
Nạp chất hấp thụ dạng bột này vào ống chữ U, cứ 1 lớp bột dày 1cm
được đệm 1 lớp bông thuỷ tinh để tăng độ xốp. Bảo quản trong bình hút ẩm.
Ống chứa chất hấp thụ I2O5 dạng không phân tán:
Lấy 30 ml nước cất. Thêm tinh thể HIO3 (tkpt) và khuấy đều đến khi
được dung dịch quá bão hoà. Gạn lấy dung dịch thu được, sấy khô rồi nung ở
các nhiệt độ 1100C, 1500C, 2000C, nạp vào ống chữ U tương tự phần trên.
Bảo quản trong bình hút ẩm.

2. KĨ THUẬT THỰC NGHIỆM
2.1. Điều chế hấp thụ và xác định hàm lƣợng SO2
Lấy chính xác 0,15ml Na2SO3 0,01(N) vào bình (2). Dung dịch H2SO4
từ buret (3) được nhỏ vào từng giọt với tốc độ 50 - 60 s/giọt vào bình cầu (2).
Hỗn hợp khí từ bình cầu (2) được hút qua các bình hấp thụ (5). Tổng thể
tích dung dịch hấp thụ trong 2 bình là 50 ml ( bình 1: 30 ml và bình 2: 20ml)
chứa 1ml dung dịch Fe(III) 0,01M, 4ml dung dịch phen 0,25% và cấu tử khác.
Tại đây xẩy ra phản ứng.
2[Fe(phen)3]3+ + SO2 + 2H2O  2[Fe(phen)3]2+ + 4H+ + SO42
xanh nhạt

đỏ

Máy bơm được đặt ở cùng chế độ và thời gian bơm của mỗi thí nghiệm
là 30 phút. Sau khi kết thúc thí nghiệm thêm 1ml dung dịch NaF vào dung
dịch hấp thụ để loại ảnh hưởng của Fe(III) dư như : Fe[Phen] 33  ... theo phản
ứng:

Fe [ Phen ]33  + 6 F   FeF6 3 phen
3

xanh nh ạ t

kh ô ng mµu

Điều chỉnh pH của dung dịch sau khi hấp thụ đến 3  4, thêm nước cất
đến 100ml. Đo mật độ quang ở tư = 510nm [16,17] để xác định hàm lượng
của phức màu đỏ [Fe(phen)3]2+, từ đó xác định được hàm lượng của SO2 ban
đầu. Hiệu suất hấp thụ SO2 được tính từ giá trị mật độ quang D đo được của
dung dịch sau khi hấp thụ so với mật độ quang của dung dịch được thêm một
thể tích chính xác dung dịch SO2 tiêu chuẩn.
2.2. Điều chế hấp thụ và xác định hàm lƣợng CO

Chun ngành Hố vơ cơ

21


Luận văn tốt nghiệp Đại học
2.2.1. Chuẩn bị mẫu khí thử
Nạp dung dịch HCOOH 85% vào bình cầu. Nhỏ từng giọt H 2SO4 đậm
đặc từ buret, tốc độ nhỏ giọt H2SO4 điều chỉnh lượng CO thốt ra theo
phương trình
H 2 SO 4d

HCOOH  CO + H2O.
Thu khí CO thu được vào bình định mức 100 ml theo phương pháp đẩy
nước.

Chuẩn bị mẫu khí
Chuyển CO từ bình 100 ml sang bình định mức 1000 ml. Thêm khơng
khí sạch (khơng khí sau khi qua các bình rửa) đến 1000 ml.
2.2.2. Hấp thụ và xác định hàm lƣợng CO

 Thí nghiệm với I2O5 phân tán trên silicagel
Điều chỉnh các khoá (5), máy hút (2) để điều chỉnh lưu tốc mẫu khí qua
ống hấp thụ (3). Tại (3) xẩy ra phản ứng hấp thụ:
I2O5 + 5CO = I2 + 5 CO2.
Hàm lượng CO được xác định nhờ vào lượng I2 thoát ra. Lượng iod này
một phần nhỏ đi vào dung dịch hấp thụ (4) (chứa 30ml dung dịch KI 10%),
phần còn lại vẫn nằm trong ống chữ U (3). Để thu hồi hoàn toàn iod, cho ống
chữ U vào lò nung ở nhiệt độ thích hợp và thổi khơng khí sạch đi qua.
Cho tồn bộ dung dịch hấp thụ (4) vào bình định mức 50ml, thêm nước
cất đến vạch, lấy 10ml chuẩn độ bằng dung dịch Na2S2O3 0,05N với chỉ thị hồ
tinh bột. Phản ứng chuẩn độ:
I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6.

 Thí nghiệm với I2O5 không phân tán (phương pháp chuẩn theo
USEPA).
Tiến hành tương tự như trên, chỉ thay ống hấp thụ (3) chứa I 2O5 phân tán
trên silicagel bằng ống hấp thụ chứa I2O5 không phân tán và được đặt trong lị
nung ở nhiệt độ: 110  1200C. Khơng khí thử được hút qua với lưu tốc 1  2
bọt khí/s qua ống chữ U và qua dung dịch hấp thụ (4). Sau khi hút hết khí thử,
thổi thêm 200 ml khơng khí sạch (hoặc khí N2) qua để tồn bộ lượng iod từ

Chun ngành Hố vơ cơ

22

Luận văn tốt nghiệp Đại học
ống chữ U chuyển hoàn toàn vào dung dịch KI 10%. Chuẩn độ dung dịch thu
được bằng dung dịch Na2S2O3 0,05N. Từ đó xác định hàm lượng CO.

3. NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP THỤ KHÍ SO2 TRONG MƠI
TRƯỜNG KHÍ BẰNG DUNG DỊCH Fe3+  1,10PHENANTROLIN
3.1. Khảo sát ảnh hƣởng của glixerin đến sự hấp thụ SO2.
Lấy các bình định mức 50 ml, cho vào mỗi bình 1 ml Fe (III) 0,01 M, 4
ml phen 0,25%, 2 ml H2SO4 0,01 N và thêm các thể tích glixirin 10% khác
nhau. Mỗi thí nghiệm tiến hành 3 lần trong các điều kiện hoàn toàn như nhau.
Dung dịch sau khi hấp thụ được xử lý và đo mật độ quang D theo cách đã mô
tả ở phần kỹ thuật thực nghiệm. Kết quả thu được nêu trong bảng 1 và biểu
diễn trên đồ thị hình 3.
Bảng 1. Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp thụ SO2 vào nồng độ glixerin.
TN

V glixerin 10% (ml)

Nƣớc cất vừa đủ

1

0

50

2

5

50

3

10

50

4

15

50

5

20

50

Lần
1
2
3
1
2
3
1
2

3
1
2
3
1
2
3

Từ các kết quả trên chúng tôi xây dựng được đồ thị sau

Chuyên ngành Hố vơ cơ

23

Di
0,125
0,126
0,126
0,233
0,232
0,232
0,279
0,278
0,277
0,288
0,288
0,290
0,288
0,287
0,289

D

0,126

0,232

0,278

0,288

0,288


Luận văn tốt nghiệp Đại học

2D Graph 1

D

0.300
0.280
0.260
0.240
0.220
0.200
0.180
0.160
0.140
0.120

0.100
0

5

Col 1 vs Col 2

10

15

20

25

V(glixerin),ml

Hình 3: Đồ thị phụ thuộc mật độ quang D vào V(glixerin).
Từ kết quả thực nghiệm thu được cho thấy glixerin trong dung dich hấp
thụ có ảnh hưởng rõ rệt đến hiệu suất hấp thụ SO2 của dung dịch Fe(III)-1,10phenantrolin, nguyên nhân có thể là do glixerin làm tăng độ nhớt của dung
dịch hấp thụ tạo điều kiện về động học và nhiệt động học cho phản ứng hấp
thụ SO2 bằng dung dịch Fe(III) -1,10- phenantrolin.Thể tích glixerin 10% tối
ưu thêm vào 50 ml dung dịch hấp thụ là 15ml (hay nồng độ glixerin trong
dung dịch hấp thụ là 3%).
3.2. Khảo sát ảnh hƣởng của pH.
Lấy các bình định mức 50 ml, cho vào mỗi bình 1 ml Fe (III) 0,01M, 4
ml phen 0,25%, 15 ml glixerin 10%, thêm nước cất gần đến vạch định mức,
điều chỉnh pH đến các giá trị cần khảo sát và tiến hành các thí nghiệm hấp
thụ. Dung dịch sau khi hấp thụ được xử lý và đo mật độ quang như phần kỹ
thuật thực nghiệm. Kết quả được nêu trong bảng 2 và hình 4.

Các kết quả thực nghiệm cho thấy, pH của dung dịch hấp thụ có ảnh
hưởng rõ rệt đến khả năng hấp thụ SO2 bằng dung dịch Fe(III) - 1,10phenantrolin, hiệu suất hấp thụ cực đại khi pH của dung dịch hấp thụ là 3,5.
Bảng 2. Sự phụ thuộc của khả năng hấp thụ SO2 vào pH dung dịch hấp thụ

Chun ngành Hố vơ cơ

24


Luận văn tốt nghiệp Đại học

TN

PH

1

4,5

2

4,0

3

3,5

4

3,0

D

TN

D

0,222
0,223
0,223
0,274
0,272
0,273
0,290
0,290
0,289
0,273
0,276
0,276

pH

0,223

5

2,5

0,273

6

2,0

0,290

7

1,0

D

D

0,190
0,192
0,191
0,139
0,139
0,139
0,044
0,043
0,043

0,191

0,139

0,043

0,275

2D Graph 2
D 0.350
0.300
0.250
0.200
0.150
0.100
0.050
0.000
0

1

2

3

4

5

pH
Col 1 v Col 2

Hình 4: Đồ thị phụ thuộc mật độ quang D vào pH

Điều này có thể giải thích như sau: phản ứng hấp thụ:
Fe(phen)33+ + SO2 + 2H2O == Fe(phen)32+ + SO42 + 4H+

Chun ngành Hố vơ cơ

25