II/ các phương pháp phân tích 2.1 Phân tích COD Nguyên tắc: COD được xác định theo phương pháp bicromat. Theo phương pháp này mẫu được đun hồi lưu 2h ở 150oC với K2Cr2O7 trong môi trường axit đặc có Ag2SO4 làm xúc tác (Ag2SO4 được dùng để thúc đẩy quá trình oxy hóa các hợp chất hữu cơ có phân tử lượng thấp) theo phản ứng: Cr2O72- + 14H+ + 6e →
2Cr3+ + 7H2O
Nếu trong nước có hàm lượng Cl- cao ( ≥ 300 mg/L) xảy ra phản ứng Cr2O72- + 14H+ + 6Cl- → 3Cl2 + 2Cr3+ + 7H2O Điều này cản trở quá trình xác định COD, vì vậy để tránh ảnh hưởng của ion này ta thêm HgSO4 để tạo phức với Cl-. Ngoài ra còn có ảnh hưởng của NO2-. Tuy nhiên NO2- từ 1 – 2 ng/L thì ảnh hưởng của NO2- không đáng kể. Để loại bỏ ảnh hưởng này thêm 1 lượng axit sunfamic tỷ lệ 10mg/1 mg NO2-. Sau quá trình oxuy hóa chất hữu cơ bằng K2Cr2O7, chỉ số COD được xác định bẵng cách xác định hàm lượng Cr3+ sau phản ứng bằng phương pháp so màu ở bước sóng 600nm. Hóa chất: + Pha hỗn hợp phản ứng: sấy K2Cr2O7 ở 105oC trong 2h, cân 10,216 g K2Cr2O7 hòa tan, thêm 167 ml dung dịch H2SO4 đặc và 33.3 g HgSO4. Để nguội rồi định mức lên 1000ml. + Pha thuốc thử axit: hòa tan 4.96 g Ag2SO4 trong 500 ml H2SO4. ( pha thuốc thử theo tỷ lệ 22g/4kg H2SO4. Để dung dịch đã pha trong 2 ngày trước khi sử dụng để lượng Ag2SO4 tan hoàn toàn). + Dung dịch chuẩn kaliphtalat: Sấy khô kaliphtalat (HOOCC6H4COOK) ở 1200C, cân 850 mg kaliphtalat hòa tan trong nước cất và định mức 1000 ml. Được dung dịch chuẩn có nồng độ 1000 mg O2/l. Làm đường chuẩn: + lần lướt lấy 2,5 ml dung dịch chuẩn có nồng độ là 0, 20, 50, 100, 200, 400, 600 mg/L. thêm 1,5 ml hỗn hợp phản ứng và 3,5 ml thuốc thử axit, lắc đều đem đun ở 1500C trong 2h. Để nguội đem đo quang ở bước sóng 600 nm. Xác định COD. Lấy 2,5 ml vào ống phá mẫu, thêm 1,5 ml hỗn hợp phản ứng và 3,5 ml thuốc thử axit, lắc đều đem đun ở 1500C trong 2h. Để nguội đem đo quang ở bước sóng 600 nm. 2.2 Phân tích N-NO3 Nguyên tắc: Phản ứng giữa nitrat và brucide ở pH = 2-3 tạo dung dịch có màu vàng. Đo màu ở bước sóng 415 nm. Chuẩn bị thuốc thử:
Hòa tan 1g brucide (C23H26O4N2)2.H2SO4.7H2O) và 0,1 g axit sunfamil (H2NC6H4SO3H) và 3ml HCl vào 70 ml nước cất nóng. Làm lạnh tới nhiệt độ phòng. Định mức tới 100 ml với nước cất. Lập đường chuẩn: Chuẩn bị các ống thủy tinh có nút, dung tích 20 ml. Chuẩn bị dung dịch gốc: hòa tan 6,071 g NaNO3 đã sấy khô ở 105oC/3h trong 100 ml nước deion, định mức đến 1000ml. dung dịch có nồng độ 1g N-NO3-/L. Chuẩn bị dung dịch chuẩn 1mg N-NO3-/l từ dung dịch gốc 1g N-NO3-/l. Bảng : các điểm tương ứng với các nồng độ (lập đường chuẩn) Nồng độ N-NO3- mg/l
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
Vdung dịch chuẩn (ml)
0
1
2
3
4
5
Vdeion (ml)
5
4
3
2
1
0
Cách tiến hành: + Chuẩn bị mẫu nằm trong khoảng đường chuẩn < 1mg/l. + Lấy 5ml mẫu vào ống. + Thêm 1ml muối NaCl 30%. + Lắc trên máy rung 5 giấy. + Thêm 5ml H2SO4 80%. + Làm lạnh dưới vòi nước. + Lắc 30 giây. + Thêm 0,2 ml brucide sulfanil. + Lắc 30 giây. + Đun sôi ở > 95oC. + Làm lạnh tới nhiệt độ phòng. + Đo ở bước sóng 414 nm. Đường chuẩn xây dựng được. 2.3 Phương pháp phân tích N-NO2 Nguyên tắc: Phản ứng giữa nitrit và hỗn hợp sunfanilamide với naphtylenediamine tạo ra phức màu hồng ở pH = 2-2,5. Đo màu ở bước sóng 540 nm.
Chuẩn bị thuốc thử: Dung dịch sunfanilamide: cân 0,6 g NH2C6H4SO2NH2 hòa tan trong 50 ml nước cất deion nóng, làm lạnh thêm 40 ml HCl đặc định mức đến 100 ml. Dung dịch naphtylenediamine dihydrochloride: Cân 0,1 g C10H7NHCH2NH2.2HCl hòa tan trong 100 ml nước cất. Đựng trong chai màu nâu (nếu dung dịch chuyển sang màu nâu thì không dùng nữa). Các dung dịch thuốc thử đều phải bảo quản trong tủ lạnh. Lập đường chuẩn: Chuẩn bị các ống thủy tinh có thể tích khoảng 15ml. Chuẩn bị dung dịch gốc N-NO2- có nồng độ 250 mg N-NO2- /l: hòa tan 1,23 g NaNO2 trong 1000 ml nước cất. Chuẩn bị dung dịch N-NO2- có nồng độ 1mg N-NO2- /l từ dung dịch gốc bằng cách pha loãng nồng độ. Bảng : các điểm tương ứng với các nồng độ (lập đường chuẩn) Nồng độ N-NO2- mg/l
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
Vdung dịch chuẩn (ml)
0
0,2
0.4
0.6
0,8
1
Vdeion (ml)
10
9,8
9,6
9.4
9,2
10
Cách tiến hành: -
Chuẩn bị dung dịch mẫu nằm trong khoảng giới hạn < 0,1 mg/l.
-
Lấy 10 ml mẫu vào ống thủy tinh.
-
Thêm 0,2 ml sunfanilamide.
-
Trộn đều và giữ yên trong 5 phút.
-
Thêm 0.2 ml naphtylenediamine dihydrochloride.
-
Trộn đều và giữ yên trong 10 phút.
-
Đo ở bước sóng 540 nm.
-
Với các dung dịch đường chuẩn cũng làm tương tự. Đường chuẩn xây dựng được.
2.4 Phương pháp phân tích N-NH4. Nguyên tắc: Phản ứng của amoni và hypochloride với sự có mặt của xúc tác phenol tạo thành hợp chất indophenol màu xanh đậm. Đo màu ở bước sóng 640 nm. Giới hạn phát hiện > 0,1 mg N-NH4/l.
Thuốc thử: Hypochloride : 15 g NaOH khan + 500 ml NaOCl 0,1% sau đó định mức đến 1000 ml bằng nước cất. Dung dịch phenol – sodium nitroprusside: hòa tan 5 g + 0.025 g nitroprusside (Na2[Fe(CN)5.NO].2H2O) trong nước cất. Định mức đến 500 ml bằng nước cất. Dung dịch chuẩn: Dung dịch chuẩn được lấy từ NH4Cl tinh khiết sấy ở 105oC trong 3h để nguội trong bình hút ẩm. Cân 3,819 g NH4Cl hòa tan và định mức đến 1000 ml bằng nước cất. Dung dịch có nồng độ 1g N-NH4+/l. Chuẩn bị dung dich có nồng độ 1 mg /l (không tiến hành pha loãng nồng độ quá 100 lần). Lập đường chuẩn có các điểm tương ứng với các nồng độ Bảng : các điểm tương ứng với các nồng độ (lập đường chuẩn) Nồng độ N-NO3- mg/l
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
Vdung dịch chuẩn (ml)
0
1
2
3
4
5
Vdeion (ml)
5
4
3
2
1
0
Cách tiến hành: -
Giới hạn đường chuẩn tối đa cho phép xác định < 1mg/l.
-
Lập đường chuẩn và phân tích các mẫu theo các bước sau: + Mẫu đưa về có nồng độ nằm trong khoảng giới hạn đường chuẩn. + Lấy 5ml mẫu vào ống thủy tinh. + Thêm 3ml thuốc thử phenol – sodium nitroprusside. + Lắc trên máy rung 30 giây. + Thêm 3 ml dung dịch hypochloride. + Lắc trên máy rung 30 giây. + Điều nhiệt ở 30 ÷ 40oC trong 20 – 30 phút. + Đo ở bước sóng 640 nm. Đường chuẩn xây dựng được. 2.5 Phương pháp xác định amoni bằng phương pháp Nessler. Nguyên tắc:
Amoni trong môi trường kiềm phản ứng với thuốc thử Nessler (K2HgI4) tạo thành phức có màu vàng hay nâu sẫm theo phản ứng : NH4+ + 3OH- + 2[HgI4]2- → [NH2Hg2OH]I + H2O Cường độ màu phụ thuộc vào amoni có trong mẫu nước. Đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 420 nm. Hóa chất, thuôc thử: -
Muối Xenhet: hòa tan 50 g KNaC6H4O6 trong nước cất.
-
Thuốc thử Nessler:
+ Dung dịch A – K2HgI4: cân 36 g KI cho vào bình định mức dung tích 1000 ml có chứa 100 ml nước cất 2 lần. Sau đó, cân 13,55 g HgCl2 cho vào bình định mức lắc kỷ, định mức đến vạch bằng nước cất 2 lần. + Dung dịch B: cân 50 g NaOH vào cốc thủy tinh, cho vào bình định mức 1000 ml rồi định mức đến vạch bằng nước cất. Trộn lẫn 100 ml dung dịch A với 30 ml dung dịch B. Dung dịch được bảo quản trong bình tối màu, nuát nhựa, tránh ánh sáng. + Dung dịch chuẩn amoni: cân 14,861 mg NH4Cl đã sấy khô ở 100oC trong khoảng 1h, hòa tan vào bình định mức 1000 ml. Dung dịch có nồng độ 5 mg NH4+/l. Xây dựng đường chuẩn: Chuẩn bị dãy bình định mức dung tích 25 ml và lần lượt cho vào mỗi bình các dung dịch thuốc thử theo bảng sau. Sau khi cho thuốc thử, lắc nhẹ cho đều và thêm nước cất đến vạch định mức. Lắc đều , để yên trong 10 phút sau đó đo độ hấp thu quang ở bước sóng 420 nm. Bảng : cách chuẩn bị mẫu đường chuẩn Bình
1
2
3
4
5
6
7
Nước cất ml
5
4,5
4
3,5
3
2,5
2
Dung dịch NH4+
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
Dung dịch Xenhet
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
Thuốc thử Nessler
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
2.6 phân tích NH4 bằng phương pháp phenat. + chuẩn bị thuốc thử:
+ Dung dịch NH4+: cân 0.03189 g NH4Cl định mức thành 100 ml nước cất 2 lần. thu được dung dịch gốc 0,1 g/l. bảo quản trong tủ lạnh. + dung dịch làm việc: lấy 10ml pha loãng 10 lần định mức 100ml. + natri nitro pruxit: cân 0.5 g natri nitro purit pha thành 25 ml.bảo quản trong tủ lạnh. + dung dịch làm việc: lấy 2,5 ml pha loãng 10 lần vào bình định mức 25 ml. + dung dịch đệm: cân 0,794 g Na2CO3 và 0.504 g NaHCO3 định mức thành 100ml. + NaOCl: lấy 1ml dung dịch 5% Clo dư. + 4 ml nước cất sau đó lắc đều cho vào lọ màu nâu có nút vặn. bảo quản trong tủ lạnh + dung dich làm việc : lấy 1ml pha loãng 10 lần thành 10 ml. + thymol: cân 1.5 g thymol + 4 g NaOH định mức thành 50ml. Tiến hành : -
lấy V ml mẫu
-
thêm 0,5 ml natri nitro pruxit → lắc đều
-
thêm 0,5 ml dung dịch đệm Na2CO3 → lắc đều.
-
thêm 0.25 ml dung dịch NaClO → lắc đều.
-
Thêm 0.5 ml thymol → lắc đều.
-
Định mức lên 25ml.(dung dịch nếu có amoni sẽ chuyển sang màu xanh)
-
Để yên 5 phút rồi đem đo quang ở bước sóng 690nm.