Tài liệu đhcn.phương pháp phân tích các chỉ tiêu môi trường ths. đinh hải hà, 120 trang

BỘ CÔNG THƯƠNG ðẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ & QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG PHÖÔNG PHAÙP PHAÂN TÍCH CAÙC CHÆ TIEÂU MOÂI TRÖÔØNG ThS. ÑINH HAÛI HAØ TP.HOÀ CHÍ MINH, thaùng 09 naêm 2009 (Cập nhật lần 3) Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø LÔØI NOÙI ÑAÀU Kinh teá caøng phaùt trieån keùo theo oâ nhieãm moâi tröôøng ngaøy caøng nhieàu. Neáu nhö chuùng ta khoâng coù nhöõng chính saùch phaùt trieån beàn vöõng – phaùt trieån kinh teá ñi ñoâi vôùi baûo veä moâi tröôøng thì theá heä töông lai cuûa chuùng ta seõ phaûi gaùnh chòu nhöõng haäu quaû naëng neà nhö thieân tai, luõ luït do thay ñoåi khí haäu toaøn caàu, caùc caên beänh ung thö ngaøy caøng nhieàu do caùc chaát thaûi ñoäc haïi ñöôïc thaûi ra moâi tröôøng moät caùch tuøy tieän, söï suy giaûm taàng ozon... Hieän nay coù raát nhieàu nhaø maùy, khu coâng nghieäp haøng ngaøy thaûi ra moâi tröôøng haøng traêm khoái nöôùc thaûi gaây oâ nhieãm moâi tröôøng. Nhaèm ñaùnh giaù möùc ñoä oâ nhieãm do caùc hoaït ñoäng naøy gaây neân töø ñoù ñöa ra höôùng xöû lyù thích hôïp, saùch Phöông Phaùp Phaân Tích Caùc Chæ Tieâu Moâi Tröôøng cung caáp caùc kieán thöùc cho ngöôøi kyõ sö moâi tröôøng khaû naêng ñaùnh giaù chaát löôïng nguoàn nöôùc vaø ñaát taïi khu vöïc ñoù. Ngoaøi ra saùch Phöông Phaùp Phaân Tích Caùc Chæ Tieâu Moâi Tröôøng coøn coù theå söû duïng cho moân hoïc Thöïc Haønh Hoùa Kyõ Thuaät Moâi Tröôøng vaø Thöïc Haønh Moâi Tröôøng Ñaát, thöïc haønh OÂ Nhieãm Khoâng Khí duøng cho sinh vieân thuoäc caùc chuyeân ngaønh nhö Coâng ngheä Moâi tröôøng, Quaûn lyù Moâi tröôøng, Khoa hoïc Moâi tröôøng trong caùc tröôøng Cao ñaúng vaø Ñaïi hoïc trong caû nöôùc cuõng nhö cho caùc caùn boä thuoäc caùc trung taâm nghieân cöùu, phaân tích chaát löôïng nöôùc vaø ñaát, caùc phoøng thí nghieäm cuûa caùc khu coâng nghieäp… Ñeå hoaøn thaønh cuoán saùch taùc giaû ñaõ tham khaûo nhieàu nguoàn taøi lieäu khaùc nhau, xin ñöôïc chaân thaønh göûi lôøi caùm ôn ñeán caùc nhaø khoa hoïc, ñaëc bieät laø caùc thaày coâ thuoäc Khoa Coâng ngheä Moâi tröôøng – tröôøng Ñaïi hoïc Daân Laäp Vaên Lang tp. HCM töø nhöõng naêm 1998 ñaõ phieân dòch töø taøi lieäu nöôùc ngoaøi “ Standard Methods” ñeå cung caáp caùc nguoàn döõ lieäu quí giaù giuùp taùc giaû coù theå hoaøn thaønh cuoán saùch naøy. Raát mong nhaän ñöôïc yù kieán ñoùng goùp ñeå laàn xuaát baûn sau ñöôïc hoaøn thieän hôn. Moïi yù kieán ñoùng goùp xin göûi veà ñòa chæ [email protected] Xin chaân thaønh caûm ôn. Taùc giaû -2- Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø MUÏC LUÏC Chöông 1: Môû ñaàu ....................................................................................................... 5 Baøi 1: Laáy maãu vaø baûo quaûn maãu................................................................................ 5 Baøi 2: Dung dòch chuaån .............................................................................................. 16 Chöông 2: Phaân tích caùc thoâng soá vaät lyù ................................................................ 22 Baøi 3: pH, EC, ñoä maën................................................................................................ 22 Baøi 4: Chaát raén ............................................................................................................ 23 Baøi 5: Ñoä ñuïc .............................................................................................................. 25 Baøi 6: Ñoä maøu ............................................................................................................. 26 Chöông 3: Phaân tích caùc thoâng soá theå tích ............................................................ 28 Baøi 7: Chloride ............................................................................................................ 28 Baøi 8: Ñoä acid ............................................................................................................. 30 Baøi 9: Ñoä kieàm ............................................................................................................ 32 Baøi 10: Ñoä cöùng toång coäng ......................................................................................... 34 Baøi 11: Ñoä cöùng calci ................................................................................................. 38 Baøi 12: Nitrogen – organic ......................................................................................... 39 Chöông 4: Phaân tích caùc thoâng soá traéc quang ....................................................... 42 Baøi 13: Saét ................................................................................................................... 42 Baøi 14: Nitrogen – nitrite (N-NO2-) ............................................................................ 45 Baøi 15: Nitrogen-nitrate (NO3-) .................................................................................. 48 Baøi 16: Nitrogen – ammonia (NH3)............................................................................ 50 Baøi 17: Phosphate ....................................................................................................... 54 Baøi 18: Sunfat.............................................................................................................. 57 Baøi 19: Mangan ........................................................................................................... 59 Baøi 20: Chlorine –Cl2 .................................................................................................. 61 Chöông 5: Phaân tích caùc thoâng soá sinh hoaù ........................................................... 62 Baøi 21: Oxi hoøa tan (DO) .......................................................................................... 62 Baøi 22: Nhu caàu oxy sinh hoïc (biological oxygen demand – BOD) ......................... 65 Baøi 23: Nhu caàu oxi hoùa hoïc (chemical oxygen demand – COD)............................ 68 Chöông 6: Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng ñaát ......................... 71 Baøi 24: Chuaån bò maãu ñaát ........................................................................................... 71 Baøi 25: Xaùc ñònh tæ troïng, dung troïng vaø ñoä xoáp ñaát ................................................. 72 Baøi 26: Phaân tích haït keát ñaát ...................................................................................... 74 Baøi 27: ðộ chua của ñất .............................................................................................. 78 Baøi 28: Phaân tích toång soá muoái tan, clo ..................................................................... 81 -3- Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø Baøi 29: Phaân tích muøn trong ñaát ................................................................................. 82 Baøi 30: Phaân tích N toång soá trong ñaát ........................................................................ 86 Baøi 31: Phaân tích Si, R2O3 trong ñaát .......................................................................... 89 Baøi 32: Phaân tích Al3+ trao ñoåi trong ñaát ................................................................... 95 Baøi 33: Xaùc ñònh caùc daïng toàn taïi cuûa saét trong ñaát ................................................. 97 Baøi 34: Xaùc ñònh pH ñaát ............................................................................................. 99 Baøi 35: Phaân tích CaO, MgO trong ñaát .................................................................... 102 Chöông 7: Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng khí ...................... 106 Baøi 36: Xaùc ñònh acid HCl - phöông phaùp haáp thuï baèng nöôùc caát ........................ 106 Baøi 37: Xaùc ñònh CO2 - phöông phaùp haáp thuï CO2 baèng Ba(OH)2 ......................... 107 Baøi 38: Xaùc ñònh sunfur dioxit (SO2) ....................................................................... 109 Baøi 39: Xaùc ñònh Dioxyt nitô (NO2) ......................................................................... 111 Baøi 40: Xaùc ñònh Ammoniac .................................................................................... 114 Baøi 41: Xaùc ñònh Hydrosunfua ................................................................................. 116 -4- Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø CHÖÔNG 1: MÔÛ ÑAÀU BAØI 1: LAÁY MAÃU VAØ BAÛO QUAÛN MAÃU 1.1 Giôùi thieäu chung ÖÙng vôùi nhu caàu cuûa xaõ hoäi ngaøy caøng ñoøi hoûi chaát löôïng phaân tích caøng cao vaø yeâu caàu cuûa khaùch haøng cuõng ngaøy caøng ña daïng, kieåm soaùt vaø baûo ñaûm chaát löôïng cuûa pheùp phaân tích QAQC (Quanlity Assurance and Quanlity Control) laø nhaèm muïc ñích taêng ñoä tin caäy cuûa khaùch haøng ñoái vôùi keát quaû cuûa pheùp phaân tích. Chính vì vaäy maø yeâu caàu veà chaát löôïng cuûa pheùp phaân tích ñaët ra haøng ñaàu. Muïc ñích cuûa pheùp phaân tích laø tìm ra moät caùch ñònh tính vaø ñònh löôïng thaønh phaàn cuûa caùc chaát coù trong moâi tröôøng. Trong phaân tích moâi tröôøng coù moät soá muïc tieâu cuï theå: • ðể chuẩn bị một ngân hàng dữ liệu nhằm xác ñịnh xu hướng sự biến ñổi một hợp chất nào ñó trong môi trường • Xác ñịnh chính xác thành phần và nồng ñộ của một mẫu môi trường nào ñó nhằm ñưa ra giải pháp công nghệ và xử lý nó Với ñà phát triển này thì hàng loạt các máy móc, thiết bị phân tích kỹ thuật cao ra ñời góp phần tăng ñộ chính xác của một phép phân tích. Tuy nhiên sai số của một phép phân tích có thể ñến từ nhiều nguồn: lấy mẫu, vận chuyển và bảo quản mẫu, chọn lựa phương pháp phân tích, bản thân người phân tích, không hiệu chỉnh thiết bị hợp lý, xử lý và báo cáo số liệu không chính xác. 1.2 Laáy maãu, vaän chuyeån vaø baûo quaûn maãu Chaát löôïng cuûa moät pheùp phaân tích phuï thuoäc raát nhieàu vaøo quy trình laáy maãu. Theo thoáng keâ coù tôùi 66% sai soá cuûa keát quaû phaân tích ñeán töø vieäc laáy maãu sai. Ñoä tin caäy cuûa moät keát quaû phaân tích phuï thuoäc vaøo chieán löôïc laáy maãu, keá hoaïch laáy maãu vaø sô ñoà laáy maãu. Trong phaân tích moâi tröôøng ngöôøi ta phaân bieät laøm 4 loaïi maãu, öùng vôùi moãi loaïi seõ coù sô ñoà laáy maãu töông öùng
Loaïi 1: maãu ñaïi dieän (Representative) laø loaïi maãu mang nhieàu tính chaát. Ñeå baûo ñaûm ñöôïc tính ñaïi dieän cuûa maãu moâi tröôøng ngöôøi ta phaûi xem xeùt traïng thaùi toàn taïi cuûa maãu ngoaøi moâi tröôøng ñoù Ví duï: maãu ñoàng theå (nöôùc soâng, hoà…) Maãu dò theå (chaát thaûi raén) Maãu tónh (nöôùc trong ao, hoà) Maãu ñoäng (nöôùc soâng, bieån)
Loaïi 2: maãu choïn löïa (Selective) hoaøn toaøn phuï thuoäc vaøo keá hoaïch laáy maãu. Chuùng ta choïn löïa maãu sao cho thoûa maõn moät tính chaát thích hôïp naøo ñoù maø chuùng ta döï ñònh vaø boû qua caùc chi tieát khaùc
Loaïi 3: maãu baát kyø (Random) khi tính ñaïi dieän khoâng ñaûm baûo, laáy baát kyø nhöng phaûi xem xeùt cho thoûa maõn moät soá tieâu chí, nhu caàu ñeà ra.
Loaïi 4: maãu hoãn hôïp (Composite) hay coøn goïi laø maãu troän (mixed) -5- Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø 1.2.1 Thôøi gian löu maãu Là khoảng thời gian cực ñại từ thời ñiểm lấy mẫu ñến lúc ño mẫu mà mẫu không có sự biến ñổi ñáng kể nào, về mặt nguyên tắc nên ño mẫu càng nhanh càng tốt sau khi lấy mẫu. Trong quá trình vận chuyển và lưu mẫu mọi thao tác ñều phải ñược ghi nhận. 1.2.2 Moät soá tính chaát cuûa maãu phaân tích Khi xaây döïng chieán löôïc laáy maãu phaûi xem xeùt ñeán caùc yeáu toá nhö: ñoä bay hôi, tính nhaïy vôùi aùnh saùng maët trôøi, tính beàn vöõng veà nhieät, tính phaûn öùng hoùa hoïc… Moïi nguyeân nhaân veà söï nhieãm baån cuûa maãu phaûi ñöôïc xem xeùt caån thaän: söï hoøa tan cuûa moät soá chaát, cuûa vaät chöùa maãu vaøo maãu, thaønh phaàn moâi tröôøng beân ngoaøi (buïi, hoùa chaát khaùc), ñaëc bieät chaát deã bay hôi Moät vaøi nguyeân nhaân gaây bieán ñoåi maãu: - Vi khuaån, taûo vaø caùcvi sinh vaät khaùc coù theå tieâu thuï moät soá thaønh phaàn coù trong maãu, chuùng cuõng coù theå laøm bieán ñoåi baûn chaát cuûa caùc thaønh phaàn vaø taïo ra caùc thaønh phaàn môùi. Hoaït ñoäng sinh hoïc naøy gaây aûnh höôûng ñeán haøm löôïng oxi hoøa tan, cacbondioxit, caùc hôïp chaát nitô, photpho vaø ñoâi khi coù caû silic. - Moät soá hôïp chaát coù theå bò oxy hoaù bôûi oxy hoaø tan trong maãu hoaëc oxy khoâng khí (thí duï nhö caùc hôïp chaát höõu cô, saét II, sunfua). - Moät soá chaát keát tuûa ví duï nhö CaCO3, Al(OH)3, Mg(PO4)2, hoaëc bay hôi ví duï nhö oxy, thuyû ngaân, xianua - pH, ñoä daãn ñieän, haøm löôïng caùcbonñioxit coù theå bò thay ñoåi do haáp thuï cacbonñioxit töø khoâng khí. - Caùc kim loaïi hoaø tan hoaëc ôû daïng keo, moät soá hôïp chaát höõu cô coù theå bò haáp phuï khoâng thuaän nghòch leân bình chöùa hoaëc leân caùc haït raén coù trong maãu - Caùc saûn phaåm polyme hoaù coù bò depolyme hoaù, ngöôïc laïi, caùc hôïp chaát ñôn giaûn coù theå bò polyme hoaù. 1.2.3 Ñieàu kieän löu tröõ maãu, muïc ñích phaân tích Moãi moät maãu caàn phaûi coù cheá ñoä baûo quaûn thích hôïp, muïc ñích laø taïo ra moâi tröôøng löu tröõ toát laøm haïn cheá toái thieåu phaûn öùng hoùa hoïc, sinh hoïc ñoái vôùi maãu. Haàu heát caùc phaûn öùng enzyme xaûy ra ôû nhieät ñoä 20-30oC (nhieät ñoä phoøng) neân löu tröõ maãu trong ñieàu kieän laïnh vaø trong khoâng gian toái. Ñoâi khi ñeå löu maãu phaûi theâm vaøo nhöõng chaát trôï nhö chaát choáng oxy hoùa, choáng keo tuï. 1.2.4 Tieàn xöû lyù maãu Muïc ñích cuûa pheùp phaân tích laø maãu ta ño phaûi phuø hôïp vôùi tính ñaïi dieän cuûa maãu moâi tröôøng. Tröôùc khi ño thöôøng coù moät soá coâng ñoaïn phaûi thao taùc vôùi maãu ñeå phuø hôïp vôùi thieát bò ño vaø phöông phaùp ño nhö: laéc, pha loaõng, coâ ñaëc, nghieàn, caét, loïc, troän… 1.2.5 Löïa choïn phöông phaùp phaân tích Khi caân nhaéc löïa choïn phöông phaùp phaân tích thöôøng döïa vaøo moät soá gôïi yù sau ñaây: Nhöõng phöông phaùp phaân tích maø ta töï xaây döïng neân Nhöõng phöông phaùp ñöôïc coâng boá trong nhöõng taïp chí khoa hoïc chuyeân ngaønh Nhöõng phöông phaùp do caùc toå chöùc thöông maïi cung caáp Nhöõng phöông phaùp ñöôïc cung caáp trong saùch chuyeân ngaønh -6- Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø Nhöõng phöông phaùp do caùc toå chöùc tieâu chuaån hoùa coâng boá (ISO, TCVN…) 1.2.6 Caùc yeáu toá caàn caân nhaéc khi löïa choïn phöông phaùp phaân tích  Giôùi haïn phaùt hieän (LOD – Limit of detection): laø löôïng nhoû nhaát cuûa moät chaát caàn phaân tích trong maãu moâi tröôøng maø phöông phaùp, thieát bò naøo ñoù coù theå phaùt hieän ñöôïc  Ñoä nhaïy cuûa phöông phaùp phaân tích (Sensitivity): bieåu thò söï thay ñoåi kí hieäu cuûa phöông phaùp hay cuûa maùy khi coù söï thay ñoåi veà noàng ñoä cuûa chaát caàn phaân tích trong maãu. Ñoä nhaïy cuûa phöông phaùp phaân tích chính laø ñoä doác cuûa ñöôøng chuaån y=ax+b a=tgaù aù Hình 1. 1 Phöông trình ñöôøng chuaån  Ñoä chính xaùc cuûa phöông phaùp phaân tích (Accuracy): laø ñoä leäch giöõa giaù trò ño ñöôïc vôùi giaù trò ñöôïc xaùc ñònh thoâng qua ñöôøng chuaån. Bieåu thò sai soá cuûa töøng pheùp ño trong töøng phöông phaùp hay thieát bò söû duïng.  Ñoä ñuùng (Precision): laø ñoä leäch giöõa giaù trò ño ñöôïc vôùi giaù trò thöïc cuûa maãu  Ñoä laëp laïi (Reproducibility): laø giaù trò tuyeät ñoái cuûa ñoä leäch chuaån cuûa moät pheùp ño trong cuøng ñieàu kieän ño. Laäp laïi thí nghieäm nhieàu laàn ñeå tin töôûng hôn. 1.2.7 Caùc yeáu toá moâi tröôøng phoøng thí nghieäm caàn caân nhaéc - AÙnh saùng maët trôøi, nhieät ñoä, buïi, ñoä rung ñoäng, caùc tröôøng ñieän töø… -Phöông caùch thieát keá phoøng thí nghieäm: ñoä thong thoaùng, ñoä aåm… -Phöông caùch ñònh vò thieát bò ño: vieäc boá trí caùc thieát bò, hoùa chaát… -Phöông caùch löïa choïn caùc duïng cuï: • Ñoái vôùi thieát bò phaûi ñöôïc kieåm tra xem vaän haønh coù toát khoâng, phaûi hieäu chænh thieát bò thöôøng xuyeân, baûo trì, kieåm tra tính saïch • Ñoái vôùi hoùa chaát phaûi kieåm tra chaát löôïng hoùa chaát ñoù, ñieàu kieän baûo quaûn hoùa chaát • Ñoái vôùi caùc vaät duïng khaùc: kieåm tra ñoä saïch caùc vaät duïng tröôùc khi ño 1.2.8 Phöông thöùc baûo quaûn maãu Phöông thöùc baûo quaûn maãu nöôùc theo chæ tieâu phaân tích ñöôïc trình baøy trong baûng sau: -7- Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø Baûng 1.1 Phöông thöùc baûo quaûn maãu nöôùc Chæ tieâu phaân tích Phöông thöùc baûo quaûn Thôøi gian toàn tröõ toái ña Ñoä cöùng (hardness) Calci (Ca2+) Cloride (Cl-) Floride (F-) Ñoä daãn ñieän Ñoä acid, ñoä kieàm Muøi Maøu Sulphate H2S DO Khoâng caàn thieát Khoâng caàn thieát Khoâng caàn thieát Khoâng caàn thieát 4oC 28 giôø o 4C 24 giôø o 4C 6 giôø o 4C 48 giôø o 4 C; pH<8 28 ngaøy Theâm 2mg/l zinc acetate 7 ngaøy 8 giôø (0,7mlH2SO4+1mlNaN3)/300ml o ;10-20 C COD 2ml/l H2SO4 7 ngaøy o Daàu vaø môõ 2ml/l H2SO4, 4 C 28 ngaøy Carbon höõu cô 2ml/l HCl, pH<2 7 ngaøy o Cyanide NaOH, pH>12, 4 C, trong toái 24 giôø o Phenol H2SO4, pH<2, 4 C 24 giôø o N-NH3 H2SO4, pH<2, 4 C 7 ngaøy o N-NO2; N-NO3 H2SO4, pH<2, 4 C Phaân tích ngay o Phosphate 4C 48 giôø o Fe, Mn HNO3, pH<2, 4 C 6 thaùng Caùch baûo quaûn vaø thôøi gian löu tröõ treân chæ coù tính höôùng daãn, vieäc phaân tích thöïc hieän caøng sôùm caøng toát. 1.3 Ño maãu 1.3.1 Caùc nguyeân nhaân daãn ñeán keát quaû sai khi ño maãu -Naêng löïc cuûa ngöôøi phaân tích, phöông phaùp chuaån ñoä, tieán haønh thí nghieäm khoâng theo trình töï, söï nhieãm baån trong luùc ño, caùc nhieãu: laø söï hieän dieän cuûa caùc thaønh phaàn khaùc trong maãu moâi tröôøng maø coù theå gaây ra aûnh höôûng ñeán muïc ñích ño cuûa chaát caàn phaân tích, veà maët nguyeân taéc thì nhieãu caàn ñöôïc loaïi boû ôû coâng ñoaïn tieàn xöû lyù maãu. -Sai soá do caùc phaûn öùng oxy hoùa -Sai soá thieát bò: thieát bò hoaït ñoäng khoâng ñuùng nhö mong ñôïi, khoâng hieäu chænh, maãu ño khoâng phuø hôïp vôùi thieát bò ñoù -Sai soá do laáy maãu -Söï maát maùt vaø phaân huûy trong luùc ño: bò phaân huûy do phaûn öùng oxy hoùa, nhieät ñoä, bay hôi, bò haáp thuï treân beà maët cuûa caùc vaät duïng phaân tích. -8- Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø 1.3.2 Kieåm tra tính thích hôïp cuûa phöông phaùp phaân tích Laäp laïi thí nghieäm nhaèm muïc ñích giuùp cho ngöôøi phaân tích tin töôûng phöông phaùp ñang thöïc hieän laø ñuùng, ñieàu naøy coù nghóa laø ngöôøi phaân tích ñang tieán haønh ñuùng trình töï phaân tích. Thí nghieäm thu hoài (Recovery test): khi baûn chaát cuûa chaát caàn phaân tích trong moâi tröôøng ta ñaõ xaùc ñònh roõ ta seõ laøm thí nghieäm thu hoài baèng caùch theâm vaøo maãu ñoù moät löôïng xaùc ñònh ñuùng chaát caàn thieát ñoù, ta seõ ño maãu tröôùc vaø sau khi theâm, söï khaùc bieät giöõa hai laàn ño seõ cho ta thoâng tin veà söï hieän dieän cuûa maãu khi so saùnh vôùi ñöôøng chuaån. Ño maãu khoâng (blank): laø maãu khoâng chöùa chaát caàn phaân tích Duøng nhöõng phöông phaùp khaùc nhau ñeå ño Thay ñoåi ñaàu doø  Yeâu caàu veà naêng löïc: moät soá yeâu caàu chung vôùi ngöôøi phaân tích laø tính caån thaän, ngaên naép, goïn gaøng, kyû luaät cao Tröôùc khi phaân tích: phaûi hieåu roõ muïc ñích cuûa phöông phaùp ño, lòch söû cuûa maãu, ñònh ra keá hoaïch cho pheùp ño Trong luùc phaân tích: quan saùt caån thaän, ghi nhaän caùc hieän töôïng xaûy ra trong quaù trình ño, caùc söï coá baát thöôøng xaûy ra. Kieåm tra laïi caùc ñieàu kieän phoøng thí nghieäm, lau chuøi thieát bò, ghi nhaän soá lieäu trong quaù trình ño. Sau khi phaân tích: quaûn lyù döõ lieäu ño ñöôïc moät caùch phuø hôïp, chæ ra ngay nhöõng sai soá, maãu neân ñöôïc löu giöõ moät thôøi gian cho ñeán khi keát quaû ñöôïc tin töôûng, saép xeáp laïi khu vöïc thí nghieäm ñeå saün saøng cho pheùp ño tieáp theo. 1.4 Caùc phöông phaùp öùng duïng trong phaân tích moâi tröôøng 1.4.1 Phöông phaùp phaân tích baèng quang hoùa  Böùc xaï ñieän töø Laø moät daïng naêng löôïng ñöôïc truyeàn ñi trong khoâng gian vôùi vaän toác lôùn. Hai lyù thuyeát noùi leân ñaëc tính cuûa böùc xaï ñieän töø: -Böôùc soùng: böùc xaï ñieän töø laø moät daïng dao ñoäng soùng hình sin ñöôïc ñaëc tröng bôûi moät soá ñaïi löôïng ví duï: nhòp ñoä, böôùc soùng, taàn soá soùng, chu kì, bieân ñoä dao ñoäng. -Böôùc thaúng: xem böùc xaï ñieän töø laø chuøm cuûa nhöõng haït mang naêng löôïng ñöôïc goïi laø proton E=hxv, moãi haït coù mang moät naêng löôïng h:haèng soá Fraêng, v:taàn soá dao ñoäng soùng. Naêng löôïng cuûa proton E tæ leä thuaän vôùi taàn soá dao ñoäng cuûa soùng Phaân loaïi böùc xaï: Böùc xaï tia γ õ: böôùc soùng λ = 0,005-1,5AO Böùc xaï tia X: böôùc soùng λ = 0,1-1005AO Böùc xaï haáp thu tia cöïc tím naèm trong vuøng chaân khoâng: böôùc soùng λ = 10-180nm thu ñöôïc do söï kích hoaït nhöõng electron ngoaøi cuøng. ÖÙng duïng trong phaân tích moâi tröôøng ñoái vôùi maãu khí Böùc xaï trong vuøng cöïc tím: λ = 180-780nm, aùnh saùng nhìn thaáy ñöôïc -9- Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø Böùc xaï hoàng ngoaïi IR: λ = 0,78-300ìm ñöôïc phaùt ra do nhöõng dao ñoäng rung vaø quay cuûa phaân töû. Phaân tích caáu truùc cuûa nhöõng phaân töû phöùc taïp nhaát laø nhöõng phaân töû höõu cô. Nhöõng vuøng coøn laïi: laø vi soùng, soùng radio Khi böùc xaï ñieän töø phaùt ra truyeàn qua moâi tröôøng vaät chaát seõ coù moät soá hieän töôïng xaûy ra:  Hieän töôïng haáp thu böùc xaï: maãu moâi tröôøng seõ haáp thu moät phaàn naêng löôïng böùc xaï ñieän töø. Keát quaû laø naêng löôïng böùc xaï seõ bò yeáu ñi, laøm caên cöù phaân tích ñònh tính vaø ñònh löôïng maãu moâi tröôøng.  Hieän töôïng truyeàn suoát: laøm maãu O ñeå ñieàu chænh maùy phaân tích  Hieän töôïng taùn xaï: khi böùc xaï ñieän töø truyeàn ñeán beà maët cuûa moät vaät theå raén, böùc xaï ñieän töø bò ñoåi phöông truyeàn ra nhöõng höôùng khaùc nhau.  Hieän töôïng nhieãu xaï (diffraction): khi cho böùc xaï ñieän töø qua moät khe heïp, böùc xaï ñieän töø seõ ñöôïc phaân taùn ra thaønh nhieàu chuøm tia khaùc nhau vôùi nhöõng böôùc soùng nhaát ñònh maø coù phaïm vi heïp hôn.  Hieän töôïng khuùc xaï (refraction): cho böùc xaï ñieän töø qua hai moâi tröôøng khaùc nhau, böùc xaï ñieän töø seõ bò thay ñoåi phöông truyeàn theo moät quy luaät nhaát ñònh  Hieän töôïng phaûn xaï: ñoåi phöông truyeàn aùnh saùng  Caáu taïo thieát bò quang hoïc – spectrophotometer 1 2 3 4 5 Hình 1.2 Sô ñoà caáu taïo cuûa Spectrophotometer 1. Nguoàn phaùt ra böùc xaï ñieän töø (Radiation Source): laø duïng cuï phaùt ra böùc xaï trong moät vuøng böôùc soùng maø ta mong muoán 2. Duïng cuï chöùa maãu (Sample Compartment) hay coøn goïi laø Curvet coù nhieàu hình daïng nhö troøn, vuoâng Hình 1.3 Cuvet ñöïng maãu 3. Thieát bò troän vaø taùch soùng (Wave length selection): coù chöùc naêng thu heïp böùc xaï ñieän töø, taêng cöôøng cöôøng ñoä cuûa böùc xaï taïi vò trí thu heïp (khuyeách ñaïi böùc xaï leân vì sau khi qua 2 seõ bò yeáu ñi). Trong thöïc teá maùy quang phoå 3 coù theå laø boä loïc (fifter) hoaëc maùy ñôn saéc (monochromater) -10- Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø Hình 1.4 Maùy ñôn saéc Boä loïc 4. Detector: ghi nhaän tín hieäu vaø chuyeån hoùa tín hieäu naêng löôïng aùnh saùng thaønh tín hieäu ñieän (teá baøo quang ñieän) e Hình 1.5 Teá baøo quang ñieän A 5. Thieát bò ñieàu tuyeán tín hieäu (Data/Signal pressesing): hieån thò döõ lieäu döôùi daïng soá hoùa  Phoå haáp thu phaân töû (Motercular uv-vis) Vuøng öùng duïng 180-3000nm Moät soá khaùi nieäm chung lieân quan ñeán quang phoå haáp thu: khi caùc phaân töû cuûa maãu moâi tröôøng nhaän ñöôïc moät phaàn naêng löôïng böùc xaï noù seõ chuyeån leân traïng thaùi kích thích vaø toàn taïi ôû traïng thaùi naøy raát ngaén (10-7 – 10-8s). Ñeå giaûi thích hieän töôïng haáp thu naøy ngöôøi ta dung moät soá khaùi nieäm: -Ñoä truyeàn suoát (Transmittance) %T = P/PO x 100% -Ñoä haáp thu (Absorbance) A = -logT = -log P/PO = log PO/P -Ñoä haáp thu phaân töû (Molar Absorptivity) vaø ñònh luaät Beer A=abc A: ñoä haáp thu cuûa vaät chaát b: chieàu daøy Curvet c: noàng ñoä vaät chaát trong moâi tröôøng naøo ñoù a: haèng soá phuï thuoäc tính chaát moâi tröôøng -11- Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø Ñònh luaät Beer ñuùng vôùi maãu loaõng C#0.01M (do nhöõng phaân töû cuûa moâi tröôøng ñaäm ñaëc coù khoaûng caùch gaàn nhau, deã va chaïm daãn tôùi khoâng coøn cô hoäi haáp thu naêng löôïng böùc xaï) ÖÙng duïng cuï theå: chuaån ñoä quang hoïc, Sôïi quang (goàm hai sôïi daây truyeàn böùc xaï ñieän töø) Hình 1.6 Moät vaøi loaïi maùy Spectrophotometer 1.4.2 Phöông phaùp phaân tích saéc kyù Ñaïi cöông veà phöông phaùp saéc kyù  Ñaëc ñieåm cuûa phöông phaùp saéc kyù Phöông phaùp saéc kyù do nhaø baùc hoïc ngöôøi Nga Mikhail Tswett (1872-1919) phaùt minh vaøo naêm 1903. OÂng ñaõ duøng coät chöùa oxit nhoâm taùch caùc pigment cuûa laù caây xanh thaønh caùc vuøng maøu rieâng bieät vaø oâng ñaõ ñaët teân cho phöông phaùp naøy laø saéc kyù (chromatography) Hình 1.7 Thí nghieäm cuûa nhaø baùc hoïc Mikhail Tswett -12- Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø Saéc kyù laø moät phöông phaùp duøng ñeå phaân taùch nhöõng thaønh phaàn gaàn gioáng nhau trong moät maãu moâi tröôøng phöùc hôïp. Trong kyõ thuaät saéc kyù, maãu ñöôïc hoøa tan vaøo trong pha ñoäng (mobile sample) coù theå laø moät doøng khí, chaát loûng hay laø moät doøng chaát loûng sieâu tôùi haïn (nhieät ñoä, aùp suaát coá ñònh). Pha ñoäng naøy ñöôïc ñaåy qua moät pha tónh maø khoâng troän laãn pha ñoäng. Pha tónh coù theå coá ñònh treân moät coät hoaëc treân beà maët cuûa chaát raén. Thaønh phaàn cuûa hai pha ñöôïc choïn löïa sao cho caùc thaønh phaàn khaùc nhau cuûa maãu moâi tröôøng seõ phaân boá laãn nhau giöõa pha ñoäng vaø pha tónh. Caùc thaønh phaàn ñöôïc löu giöõ maïnh hôn bôûi pha tónh seõ chuyeån ñoäng moät caùch chaäm chaïp hôn so vôùi doøng pha ñoäng, vaø ngöôïc laïi nhöõng thaønh phaàn ñöôïc löu giöõ bôûi pha tónh yeáu hôn seõ chuyeån ñoäng nhanh hôn. Keát quaû laø nhöõng thaønh phaàn khaùc nhau seõ ñöôïc taùch rôøi ra. Baûng 1.2 Phaân loaïi caùc daïng saéc kyù Loaïi Phöông phaùp Pha tónh Saéc kyù loûng -Saéc kyù loûng-loûng (pha ñoäng laø (saéc kyù phaân boá) chaát loûng) -Saéc kyù loûng-lieân keát pha -Nhöõng chaát loûng ñöôïc haáp thuï treân beà maët chaát raén -Nhöõng phaàn töû höõu cô lieân keát treân beà maët chaát raén -Saéc kyù loûng-raén -Nhöõng haït nhoài (saéc kyù haáp thu) hoaëc chaát raén -Saéc kyù trao ñoåi -nhöïa trao ñoåi ion ion -Saéc kyù ngoaïi côõ -nhöõng haït nhoài coù khoeùt loã Saéc kyù khí -Saéc kyù khí-loûng -Nhöõng chaát loûng (pha ñoäng laø ñöôïc haáp thuï treân chaát khí) beà maët chaát raén -Saéc kyù lieân keát -Nhöõng phaân töû pha höõu cô ñính treân beà maët chaát raén -Saéc kyù khí-raén -Chaát raén Saéc kyù doøng tôùi haïn Traïng thaùi caân baèng -Söï phaân boá giöõa caùc chaát loûng khoâng troän laãn nhau -Söï phaân boá giöõa chaát loûng vaø beà maët lieân keát pha ñoù -Haáp phuï -Söï phaân boá giöõa khí vaø loûng -Söï phaân boá giöõa khí vaø beà maët lieân keát pha ñoù -Haáp phuï vaät lyù ñôn thuaàn -Nhöõng phaân töû -Söï phaân boá giöõa höõu cô ñính treân beà doøng tôùi haïn vaø beà maët chaát raén maët lieân keát pha -13- Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø Hình 1.8 Moâ hình maùy saéc kyù loûng Caùc ñaïi löôïng cô baûn trong saéc kyù Moät quaù trình saéc kyù ñöôïc ñaëc tröng bôûi raát nhieàu caùc ñaïi löôïng ñaëc tröng thuûy ñoäng hoïc cuûa coät saéc kyù, caùc ñaïi löôïng ñaëc tröng cho söï löu giöõ, ñaïi löôïng ñaëc tröng cho söï phaân taùch vaø moät soá ñaïi löôïng khaùc. Trong phaàn naøy chuùng toâi chæ ñeà caäp tôùi moät soá ñaïi löôïng ñaëc tröng quan troïng cuûa moät quaù trình saéc kyù. Hình 1.9 Saéc kyù ñoà Trong ñoù: - tR1, tR2: Thôøi gian löu cuûa caáu töû thöù nhaát vaø thöù 2 - tM: Thôøi gian löu cheát - w1, w2: Beà roäng ñaùy cuûa muõi saéc kyù -14- Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø 1.4.3 Phöông phaùp phaân tích khoái löôïng Phöông phaùp phaân tích khoái löôïng laø moät phöông phaùp cuûa phaân tích ñònh löôïng döïa treân söï ño chính xaùc khoái löôïng cuûa chaát caàn xaùc ñònh, hoaëc cuûa thaønh phaàn noù ñöôïc taùch ra ôû traïng thaùi tinh khieát hoùa hoïc, hoaëc döôùi hôïp chaát thích hôïp (thöôøng caùc thaønh phaàn naøy khoâng ñoåi vaø bieát chính xaùc). Trong phöông phaùp naøy ngöôøi ta thöôøng caân moät löôïng maãu chính xaùc (ñöôïc goïi laø löôïng caân) caàn phaân tích, roài hoøa tan noù thaønh dung dòch. Neáu ñoái töôïng laø dung dòch thì laáy moät theå tích chính xaùc cuûa noù. Sau ñoù keát tuûa hôïp phaàn caàn xaùc ñònh döôùi daïng moät hôïp chaát raát ít tan, ñoâi khi döôùi daïng ñôn chaát. Loïc röûa, saáy vaø nung ñeå chuyeån thaønh moät hôïp chaát beàn coù thaønh phaàn hoùa hoïc xaùc ñònh (töùc laø coù coâng thöùc hoùa hoïc ôû moät daïng nhaát ñònh) ñöôïc goïi laø daïng caân. Cuoái cuøng ñem caân keát tuûa ñaõ ñöôïc saáy hoaëc nung ñoù traân caân phaân tích, döïa vaøo khoái löôïng cuûa noù ñeå tính haøm löôïng chaát caàn xaùc ñònh. Ví duï: -Ñeå xaùc ñònh haøm löôïng cuûa saét coù trong maãu quaëng, ngöôøi ta caân chính xaùc moät löôïng maãu quaëng vaø chuyeån hoaøn toaøn saét veà daïng Fe3+, keát tuûa Fe3+ döôùi daïng Fe(OH)3.xH2O. Loïc, röûa vaø nung keát naøy ñeán khoái löôïng khoâng ñoåi ñeå chuyeån keát tuûa hoaøn toaøn veà daïng Fe2O3. Cuoái cuøng caân löôïng keát tuûa sau khi nung naøy vaø tính ra haøm löôïng cuûa saét. -Xaùc ñònh ñoä aåm cuûa maãu ñaát, xaùc ñònh chaát raén lô löûng trong maãu nöôùc... 1.4.4 Phöông phaùp chuaån ñoä theå tích Phöông phaùp naøy thöôøng duøng ñeå xaùc ñònh noàng ñoä cuûa moät chaát baèng caùch duøng moät chaát khaùc ñaõ bieát noàng ñoä keát hôïp vôùi chæ thò thích hôïp döïa treân löôïng theå tích dung dòch phaûn öùng taïi ñieåm ñoåi maøu cuûa chæ thò. AÙp duïng ñònh luaät baûo toaøn ñöôïng löôïng: Caùc chaát phaûn öùng vôùi nhau theo caùc löôïng tyû leä vôùi ñöông löôïng cuûa moãi chaát trong phaûn öùng ñoù. CN1 x V1 = CN2 x V2 Trong ñoù: CN laø noàng ñoä ñöông löôïng V laø theå tích dung dòch Tuøy thuoäc vaøo loaïi phaûn öùng duøng laøm cô sôû cho moãi phöông phaùp maø phöông phaùp theå tích ñöôïc ñaët teân theo ñoù. Caùc phöông phaùp phaân tích theå tích chia laøm 4 loaïi döïa vaøo phaûn öùng maø chuùng duøng ñeå xaùc ñònh ñieåm töông ñöông : Phöông phaùp keát tuûa: coù phaûn öùng taïo thaønh hôïp chaát ít tan ( keát tuûa). Phöông phaùp trung hoøa : coù phaûn öùng acid - baz Phöông phaùp oxy hoùa khöû: coù phaûn öùng giöõa caùc chaát khöû vaø chaát oxy hoaù . Phöông phaùp Complecxon: coù phaûn öùng taïo phöùc giöõa ion kim loaïi vôùi complexon. -15- Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø BAØI 2: DUNG DÒCH CHUAÅN 1. Ñaïi Cöông Trong quaù trình phaân tích nöôùc vaø nöôùc thaûi thöôøng gaëp nhieàu dung dòch chuaån maø noàng ñoä ghi döôùi hình thöùc soá höõu tæ thay vì soá thaäp phaân hay soá nguyeân. Söï vieäc treân ñöôïc giaûi thích bôûi hai lyù do: Keát quaû baùo caùo: Caùc soá lieäu ñöôïc yeâu caàu ghi theá naøo ñeå ngöôøi thieát keá (thöôøng laø nhöõng ngöôøi khoâng chuyeân moân trong ngaønh hoùa) deã hình dung. Do ñoù ñôn vò thöôøng söû duïng laø mg/l, ñôn vò naøy ñöôïc duøng phoå caäp. Tính toaùn: Ñoái vôùi ngöôøi laøm coâng taùc xeùt nghieäm, coâng thöùc caøng deã daøng, deã nhôù caøng giaûm thôøi gian tính toaùn, caøng traùnh ñöôïc nhöõng nhaàm laãn coù theå xaûy ra. Töø hai lyù do treân, vieäc choïn noàng ñoä dung dòch chuaån ñöôïc tieán haønh nhö moät thoâng leä sao cho: 1 lít dung dòch ñònh phaân luoân luoân töông öùng vôùi 1g chaát caàn ñònh löôïng. Ñieàu naøy cuõng coù nghóa 1ml dung dòch chuaån seõ töông öùng vôùi 1mg chaát caàn ñònh löôïng. Roõ raøng vieäc pha cheá dung dòch chuaån khoâng phuï thuoäc vaøo baûn chaát chuaån maø tuøy thuoäc vaøo khoái löôïng ñöông löôïng (KLÑL) chaát caàn chuaån. KLÑL Dung dòch Noàng ñoä dung Thí duï phaûn öùng Chaát caàn chuaån chuaån dòch chuaån Ñònh löôïng KLÑLNH3 = 17 Acid N/17 amonias Ñònh löôïng KLÑLN-NH3 = 14 Acid N/14 nitrogen daïng amonia Ñònh löôïng ñoä Acid N/50 KLÑLCaCO3 = 50 kieàm daïng CaCO3 Ñònh löôïng carbon KLÑLCO2 = 44 Kieàm N/44 dioxide Ñònh löôïng ñoä KLÑLCaCO3 = 50 Kieàm N/50 acid daïng CaCO3 Ñònh löôïng clorua KLÑLCl = 35,45 AgNO3 N/35,45 Ñònh löôïng NaCl KLÑLNaCl = 58,4 AgNO3 N/58,44 Ñònh löôïng oxy KLÑLO2 = 8 Khöû N/8 hoùa Sau cuøng coâng thöùc tính toaùn haøm löôïng chaát caàn ñònh löôïng trong 1 lít maãu cuõng trôû neân ñôn giaûn vaø deã nhôù Noàng ñoä/haøm löôïng chaát khaûo saùt (mg/l) = mldungdichchuan (1) mlmau Moät vaøi tröôøng hôïp nhö ñònh phaân oxi hoøa tan vôùi theå tích maãu aán ñònh tröôùc, noàng ñoä dung dòch chuaån seõ ñöôïc hieäu chænh vôùi muïc ñích toái giaûn vieäc tính toaùn. Luùc ñoù 1ml dung dòch chuaån khi duøng seõ töông öùng vôùi 1mg/l oxy. -16- Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø 2. Chuaån bò dung dòch chuaån Khoâng phaûi xaùc ñònh laïi noàng ñoä dung dòch chuaån sau khi pha cheá, hoùa chaát chuaån phaûi coù ñoä tinh khieát cao vaø vieäc caân caùc loaïi hoùa chaát caàn caån thaän, ñuùng theo khoái löôïng tính toaùn. Sau khi roùt vaøo caùc bình ñònh möùc coù theå tích rieâng bieät, vieäc ñong ño pha cheá ñoøi hoûi möùc ñoä chính xaùc cao. Thöïc teá nhieàu tröôøng hôp khoâng coù soá lieäu veà ñoä tinh khieát hoaëc khoù ño löôøng chính xaùc vì hoùa chaát deã bay hôi, huùt aåm, bieán chaát nhanh trong khoâng khí. Dung dòch sau khi pha xong phaûi ñònh löôïng laïi vôùi moät dung dòch chuaån cô sôû maø noàng ñoä ñaõ bieát roõ vaø ñaûm baûo. 3. Ñònh chuaån moät dung dòch vôùi moät dung dòch chuaån cô sôû 3.1 Pha cheá vaø xaùc ñònh laïi noàng ñoä dung dòch NaOH N/50 Dung dòch NaOH thöôøng ñöôïc söû duïng trong pheùp ñònh phaân ñoä acid döôùi daïng CaCO3 coù phaân töû löôïng M=100, ñöông löôïng gam = 50. Do ñoù noàng ñoä yeâu caàu laø N/50. Tuy nhieân NaOH thöông maïi thöôøng ôû daïng vieân khoù caân chính xaùc, ñoä huùt aåm cao, deã bieán chaát do CO2 trong khoâng khí. Vì theá dung dòch NaOH N/50 thöôøng ñöôïc pha loaõng töø dung dòch chuaån coù noàng ñoä NaOH 1N ñeå coù ñoä chính xaùc cao. Dung dòch cô sôû laø H2SO4 N/10 3.1.1. Thieát bò vaø duïng cuï Caân kyõ thuaät sai soá ±0.01g Becher 500ml Bình ñònh möùc 1000 ml Buret Erlen 125ml 3.1.2. Hoùa chaát NaOH tinh khieát daïng vieân Dung dòch chuaån cô sôû H2SO4 N/10 3.1.3. Thöïc haønh a.Tính sô khôûi NaOH tinh khieát coù phaân töû gam M=40 trung hoøa 1,008g H+ , soá ñöông löôïng gam =1 Ñeå pha cheá 01 lít dung dòch NaOH 1N, khoái löôïng NaOH tính ñöôïc laø M/1=40/1=40g Ñeå loaïi boû caùc yeáu toá coù theå laøm giaûm noàng ñoä thöïc teá, heä soá an toaøn ñöôïc taêng 5% Khoái löôïng NaOH caàn thieát : 40×1,05 =42g b. Caùch laøm Duøng becher caân 42g NaOH vieân baèng caân kyõ thuaät Hoøa tan löôïng NaOH trong 500ml nöôùc caát, roùt vaøo bình ñònh möùc 1000ml. Traùn saïch becher nhieàu laàn vôùi nöôùc caát. Nhaäp chung nöôùc röûa vaøo bình ñònh möùc. Theâm nöôùc caát cho ñuû 1000ml -17- Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø Duøng pipet huùt 5ml dung dòch treân ra erlen ñònh phaân baèng dung dòch chuaån H2SO4 N/10. Chæ thò maøu phenolphathalein ñoåi töø hoàng nhaït sang maát maøu. Noàng ñoä NaOH pha cheá theo coâng thöùc: N1V1=N2V2 (2) Trong ñoù N1: Noàng ñoä dung dòch acid chuaån cô sôû N/10 V1: Theå tích dung dòch H2SO4 N/10 ñaõ duøng (ml) N2: Noàng ñoä dung dòch NaOH pha cheá V2: Theå tích dung dòch NaOH trích ra ñeå ñònh phaân (ml) Keát quaû tính ñöôïc thöôøng lôùn hôn noàng ñoä mong muoán. Aùp duïng coâng thöùc (2) tính löôïng nöôùc caàn ñeå pha loaõng dung dòch NaOH treân thaønh 1000ml dung dòch NaOH 1N Töø dung dòch NaOH 1N vöøa coù, pha cheá 1000ml dung dòch NaOH N/50 3.2. Pha cheá vaø xaùc ñònh laïi noàng ñoä dung dòch H2SO4 N/50 Dung dòch acid sulfuric thöôøng ñöôïc söû duïng trong phöông phaùp ñònh phaân ñoä kieàm döôùi daïng CaCO3, do ñoù noàng ñoä yeâu caàu laø N/50. Ñaëc tính cuûa acid sulfuric ñaäm ñaëc laø deã huùt aåm, khoù ño löôøng vaø deã gaây phoûng, do ñoù dung dòch H2SO4 N/50 thöôøng ñöôïc pha loaõng töø dung dòch H2SO4 1N löu tröõ. Dung dòch chuaån laø NaOH 1N vaø NaOH n/50 ñaõ pha loaõng trong phaàn treân. 3.2.1. Thieát bò vaø duïng cuï Xem laïi phaàn 2 3.2.2. Hoùa chaát Acid sulfuric P-A, ñoä tinh khieát 96-98%. Khoái löôïng rieâng d=1.84-1.86g/cm3. Dung dòch NaOH 1N 3.2.3. Thöïc haønh a. Tính sô khôûi AÙp duïng coâng thöùc tính gaàn ñuùng :V=100M N/b p d Trong ñoù: V: Theå tích acid sulfuric ñaäm ñaëc tính toaùn (ml) M: Phaân töû gam acid sulfuric (g) N: Noàng ñoä muoán pha b: Trò soá ñöông löôïng p: Ñoä tinh khieát (%) d: Khoái löôïng rieâng (g/cm3) Töông töï nhö treân heä soá an toaøn ñöôïc taêng theâm 2%. Theå tích acid sulfuric ñaäm ñaëc caàn thieát: V(ml)=v×1,02 b. Caùch laøm Duøng pipet vaø quaû boùp cao su huùt caån thaän V(ml) acid sulfuric ñaäm ñaëc vaø 500ml nöôùc caát ñònh saün trong bình ñònh möùc 1000ml. Duøng bình xòt röûa saïch acid sulfuric coøn ñoïng trong pipet, roùt taát caû nöôùc röûa nhaäp chung Theâm nöôùc caát cho ñuû 1000ml -18- Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø Duøng pipet trích dung dòch treân ra erlen. Ñònh phaân baèng dung dòch NaOH 1N ñaõ pha cheá trong giai ñoaïn treân. Chæ thò maøu phenolphthalein chuyeån töø khoâng maøu sang maøu hoàng nhaït beàn. Noàng ñoä dung dòch H2SO4 ñöôïc tính töø coâng thöùc (2). Pha loaõng dung dòch treân thaønh 1000ml H2SO4 Vôùi dung dòch H2SO4 1N vöøa coù, pha cheá 1000ml H2SO4 N/50 3.3. Dung dòch chuaån Fe 3.3.1. Dung dòch löu tröõ saét Ñoå 20ml H2SO4 ñaäm ñaëc vaøo 50ml nöôùc caát vaø theâm vaøo 1,404 Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O. Pha thaønh 1000ml vôùi nöôùc caát (1,00ml = 200µg Fe). 3.3.2. Dung dòch chuaån : chuaån bò moãi khi söû duïng. Laáy 50ml dung dòch löu tröõ saét cho vaøo bình ñònh möùc 1000ml, theâm nöôùc caát tôùi vaïch ñònh möùc (1,00ml = 10,00µg Fe). 3.4. Dung dòch chuaån N-NO3 : (1ml = 2 µg N-NO3) 3.4.1. Dung dòch N-NO3 löu tröõ: (1ml = 2 µg N-NO3) Hoøa tan 0,7218g Anhydrous Potassium Nitrate KNO3 + nöôùc caát = 1 lít. 3.4.2. Dung dòch N-NO3 chuaån: (1ml = 0,002mg = 2 µg N-NO3). Pha loaõng 10ml dung dòch löu tröõ thaønh 500ml ñeå coù 1ml dung dòch chuaån = 2 µg N-NO3. 3.5. Dung dòch chuaån N-NH3(1ml= 10 µ g N-NH3) 3.5.1. Dung dòch löu tröõ NH3 : ( 1ml=1mg N= 1000 µ g N-NH3) Hoøa tan 3,819g NH4Cl( ñaõ saáy khoâ ôû 100oC), theâm nöôùc caát cho ñuû moät lít (1ml =1mgN= 1,22 mg NH3) 3.5.2. Dung dòch chuaån N-NH3: (1ml = 10 µ g N-NH3) Pha loaõng 10ml dung dòch löu tröõ vôùi nöôùc caát cho ñuû moät lít (1ml=0,010 mgN =0.0122mg NH3) 3.6. Dung dòch photphate chuaån 3.6.1. Dung dòch löu tröõ Hoøa tan 219,5 mg KH2PO4 khan (saáy khoâ ôû 105o C moät giôø) trong nöôùc caát vaø ñònh möùc thaønh 1000 ml (1,00 ml=50,0 µ g P-PO4) 3.6.2. Dung dòch chuaån Duøng 50 ml dung dòch chuaån pha loaõng thaønh 1000 ml. Dung dòch naøy coù noàng ñoä 1,00 ml =2,5 µ g p-PO4. 3.7. Dung dòch sulfate chuaån: (1,00 ml= 100 µ g SO42-) Laáy chính xaùc 10,4 ml H2SO4 0.0200N chuaån + nöôùc caát = 100ml hoaëc147,9 mg NaSO4 khan +nöôùc caát pha thaønh 1000 ml. -19- Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu moâi tröôøng - ThS. Ñinh Haûi Haø 4. Coâng thöùc tính pha dung dòch theo caùc noàng ñoä 4.1 Ñoái vôùi chaát raén - Pha theo noàng ñoä mol CM (mol/lit): mct = C M .M A .VPha . 100 1000 P Trong ñoù: mct khoái löôïng maãu caàn caân pha, g CM noàng ñoä hoaù chaát caàn pha, mol/lít. MA phaân töû löôïng cuûa chaát caàn pha, VPha theå tích maãu caàn pha, ml. P laø ñoä tinh khieát cuûa hoaù chaát. - Pha theo noàng ñoä ñöông löôïng CN (N): mct = C N .Ñ .V Pha 100 1000 P Trong ñoù: mct khoái löôïng maãu caàn caân pha, g CN noàng ñoä ñöông löôïng hoaù chaát caàn pha, N Ñ soá ñöông löôïng cuûa hoaù chaát caàn pha. VPha theå tích maãu caàn pha, ml. P laø ñoä tinh khieát cuûa hoaù chaát. - Pha theo noàng ñoä ppm: mct = C ppm *V pha M daïngcaân 100 M daïngxaùcñònh P 10 3 Trong ñoù: Cppm laø soá mg chaát tan trong moät lít mct khoái löôïng maãu caàn caân pha, g. VPha theå tích maãu caàn pha, lít. P laø ñoä tinh khieát cuûa hoaù chaát.%. Mdaïng can: phaân töû löôïng cuûa daïng caân. Mdaïng xaùc ñònh : phaân töû löôïng cuûa daïng caàn xaùc ñònh - Pha noàng ñoä %: mct = C (%).V pha d 100 . 100 P Trong ñoù: C% noàng ñoä phaàn traêm cuûa dung dòch caàn pha. d laø tæ troïng cuûa dung dòch, vôùi dung dòch loaõng xem d≈ 1 Vpha theå tích dung dòch caàn pha, ml. P ñoä tinh khieát cuûa hoaù chaát. -20-