Phan tich nuoc

1

4500-O C. Phương pháp Winkler (APHA et al., 1995)

1. Nguyên lý

Trong môi trường bazơ mạnh, oxy hòa tan (DO) trong nước sẽ oxy hóa ion Mn2+ thành

Mn4+ tạo kết tủa nâu.

Mn2+ + 2OH- + ½ O2 = MnO2 + 2H2O

Trong môi trường acid và có sự hiện diện của ion I-, Mn4+ bị khử thành Mn2+ và giải

phóng I2 tương đương với lượng O2 có trong mẫu nước lúc ban đầu.

MnO2 + 2I- + 4H+ = Mn2+ + I2 + 2H2O

I2 được giải phóng ra sẽ hòa tan trong nước và được xác định bằng phương pháp chuẩn

độ với dung dịch Na2S2O3. Hồ tinh bột được sử dụng làm chất chỉ thị để xác định điểm

dừng chuẩn độ (I2 tạo phức màu xanh với hồ tinh bột).

I2 + Tinh bột-I2 (xanh) + Na2S2O3 → Na2S4O6 + NaI + H2O + Tinh bột (không màu)

2. Các chất gây nhiễu

Các chất oxy hóa sẽ oxy hóa I- thành I2 làm tăng kết quả phân tích (nhiễu dương). Các

chất khử thì khử I2 thành I- làm giảm kết quả phân tích (nhiễu âm). Hầu hết chất hữu cơ

bị oxy hóa trước khi M4+ bị kết tủa. Theo APHA et al. (1995), phương pháp wincler có

một số sửa đổi để loại bỏ các chất gây nhiễu: (i) Phương pháp dùng NaN3 (4500-O C.

Azide modification) để loại bỏ các chất oxy hóa như NO2-; (ii) Phương pháp xử lý mẫu

nước với KMnO4 và K2C2O4 (4500-O D. Permanganate modification); (iii) Phương pháp

xử lý mẫu nước với KAl(SO4)2.12H2O và NH4OH (4500-O E. Alum flocculation

modification) để loại bỏ vật chất lơ lửng trong mẫu nước… Trong các phương pháp

Winkler sửa đổi thì phương pháp dùng NaN3 là thích hợp để phân tích nước ao.

3. Thu mẫu và bảo quản

Thu mẫu nước vào lọ nút mài nâu 125 mL, cố định bằng 1 mL MnSO4 và 1mL dung dịch

KI-NaOH, đậy nắp lọ lại, lắc đều, trong lọ xuất hiện kết tủa. Chú ý, khi thu mẫu và sau

khi cố định không để bọt khí xuất hiện trong chai khi thu mẫu nước.

4. Thuốc thử

a) Dung dịch Mn2+: Hòa tan 50 g MnSO4.5H2O hay 41 g MnCl2.4H2O với nước cất thành 100 mL.

b) Dung dịch KI-NaOH-NaN3: Hòa tan 50 g NaOH và 15 g KI (hay 14 g NaI) vớ i nước cất thành 100 mL. Hòa tan 10 g NaN3 trong 40 mL nước cất, sau đó trộn với dung dịch KI-NaOH.

c) H2SO4 đđ (d =1,84) hay H3PO4 đặc (d = 1,88).

d) Dung dịch Na2S2O3 tiêu chuẩn 0,1N: Pha một ống Na2S2O3 chuẩn 0,1N trong 1000mL nước cất

e) Dung dịch Na2S2O3 0,01N: Pha loãng 50 mL dung dịch Na2S2O3 0,1N với nước cất thành 500 mL.

2

f) Chỉ thị hồ tinh bột 1%: Hòa tan 1 g tinh bột trong 100 mL nước ấm (từ 80-90 oC) khuấy đều cho đến khi dung dịch màu trong suốt, cho vào 0,5 mL formaline nguyên chất để sử dụng được lâu.

5. Tiến hành

a) Thêm 2 mL H2SO4 đđ, lắc đều mẫu để hòa tan kết tủa

b) Đong 50 mL cho vào bình tam giác 100 mL.

c) Chuẩn độ bằng dung dịch Na2S2O3 0,01N cho đến khi dung dịch có màu vàng

nhạt, cho 3 giọt chỉ thị hồ tinh bột, lắc đều dung dịch có màu xanh, tiếp tục chuẩn

độ cho đến khi dung dịch chuyển từ màu xanh sang không màu thì dừng lại. Ghi

thể tích (V1) dung dịch Na2S2O3 chuẩn độ. Lặp lại quá trình phân tích một lần

nữa,ghi thể tích (V2) dung dịch Na2S2O3 chuẩn độ lần 2. Từ V1 và V2, tính thể tích

V trung bình của dung dịch Na2S2O3 đã sử dụng.

6. Tính kết quả

Tính hàm lượng CO2 tự do theo công thức sau:

Trong đó:

− V là thể tích trung bình dung dịch Na2S2O3 chuẩn độ.

− N là nồng độ đương lượng của dung dịch Na2S2O3.

− Vm là thể tích mẫu (50 mL)

mV

xxNxVLmgDO

000.18)/( =

3

4500-CO2 C . Phương pháp chuẩn độ (APHA et al., 1995)

1. Nguyên lý

CO2 tự do phản ứng với NaOH hoặc Na2CO3 tạo thành NaHCO3. Phản ứng xảy ra hoàn

toàn được xác định bằng chỉ thị điện thế hoặc sự tạo phức màu hồng với chỉ thị

phenolphthalein ở pH tương đương 8,3.

NaOH + CO2 → NaHCO3

Na2CO3 + CO2 + H2O → 2NaHCO3

Như vậy, có 2 cách xác định CO2 tự do là chuẩn độ bằng NaOH hoặc Na2CO3 với chỉ thị

là phenolphthalein ở điểm dừng là pH=8,3, khi đó dung dịch chuyển từ không màu sang

màu hồng.


Các cation và anion gây ảnh hưởng đến cân bằng CO2-CO32-. Các ion kim loại bị kết tủa

trong dung dịch kiềm như nhôm, chronium, đồng, sắt là tăng kết quả phân tích, Fe2+

không được vượt quá 1 mg/L. Các ion kiềm yếu như ammonia hay amine, các muối của

acid yếu hay bazơ mạnh như borate, nitrite phosphate, silicate và sulfide gây nhiễu dương

(tăng kết quả phân tích). Các chất này không nên vượt quá 5% của hàm lượng CO2.

Phương pháp chuẩn độ không áp dụng cho nước thải có chứa acid khoáng. Tổng chất rắn

hòa tan (TDS) cao sẽ gây nhiễu âm (giảm kết quả phân tích), đặc biệt là nước biển.


Dùng chai nút mài thủy tinh thu mẫu nước, tránh bị bọt khí trong chai. Tốt nhất là phân

tích ngay sau khi thu mẫu, có thể giữ mẫu trong 2-3 giờ trong điều kiện nhiệt độ thấp (4 oC) hoặc cho vài giọt chloroform để ngăn cản quá trình hô hấp của vi sinh vật làm tăng

hàm lượng CO2.

4. Thuốc thử

a) Nước cất không chứa CO2: Đun sôi nước cất hoặc nước khử ion trong 15 phút,

làm nguội bằng nhiệt độ phòng, pH phải lớn hơn 6 và độ dẫn điện phải nhỏ hơn

2µmhos/cm. Dùng nước này để pha thuốc thử và pha loãng mẫu.

b) Dung dịch mẹ NaOH 0,1N: Có 2 cách chuẩn bị dung dịch mẹ.

(i) Pha 1 ống NaOH chuẩn 0,1N (do nhà sản xuất cung cấp) với nước cất thành

1.000mL.

(ii) Hòa tan 4 g NaOH với nước cất không có CO2 tự do thành 1.000 mL. Phải

chuẩn hóa dung dịch mẹ bằng dung dịch H2C2O4 0,1 N. Cách tiến hành như sau:

Cho 20mL dung dịch H2C2O4 0,1N và 3 giọt chỉ thị phenolphthalein vào bình tam

giác 100mL, lắc đều, chuẩn độ bằng dung dịch NaOH mới pha ở trên cho đến khi

dung dịch chuyển từ không màu sang màu hồng nhạt. Ghi thể tích V1 của dung

dịch NaOH đã sử dụng. Làm lại như trên lần nữa để lấy giá trị trung bình. Sau đó

hiệu chỉnh lại nồng độ dung dịch NaOH cho chính xác theo công thức:

N1V1=N2V2.

c) Dung dịch NaOH 0,01N: Pha 100mL NaOH 0,1N với nước cất thành 1.000mL

4

d) Dung dịch chuẩn Na2CO3 0,02N: Sấy Na2CO3 ở 140oC và để nguội trong bình hút

ẩm. Hòa tan 1.06 g với nước cất 1000 mL. Dung dịch này nên chuẩn bị mới mỗi

khi phân tích.

e) Dung dịch H2C2O4 0,1N: Hòa tan 0,63gram H2C2O4.2H2O với nước cất thành

100mL.

f) Dung dịch đệm pH= 8,3:

Dung dịch Na2B4O7 0,05M: Hòa tan 1,91gram Na2B4O7.10H2O với nước cất thành

100mL.

Dung dịch H3BO3 0,2M: Hòa tan 1,24 gram H3BO3 với nước cất thành 100mL.

Lấy 20mL dung dịch Na2B4O7 0,05M cho vào 30mL dung dịch H3BO3 0,2M. Ta

sẽ được dung dịch đệm có pH=8,3.

g) Dung dịch chỉ thị Phenolphthalein 1%: Hòa tan 1g chỉ thị Phenolphthalein

(C20H14O4) trong 100ml cồn 60o.

5. Tiến hành

a) Xác định màu tại điểm dừng chuẩn độ theo các bước sau:

− Đong 50 mL dung dịch đệm pH= 8,3

− Thêm 3 giọt chỉ thị phenolphthlein, lắc đều, dung dịch có màu hồng nhạt.

b) Xác định hàm lượng CO2 tự do trong mẫu nước

− Đong 50 mL mẫu nước.

− Thêm vào mẫu nước 3 giọt chỉ thị phenolphthlein, lắc đều. Nếu dung dịch có màu

hồng thì trong nước không chứa CO2 tự do. Nếu dung dịch không màu, trong nước

có chứa CO2 tự do, tiếp tục thực hiện bước tiếp theo.

− Dùng dung dịch chuẩn NaOH 0,01N chuẩn độ từ từ cho đến khi dung dịch trong

bình có màu hồng nhạt giống như màu của dung dịch đệm (Chú ý: có thể dùng

dung dịch Na2CO3 0,02 N thay cho dung dịch NaOH 0,01N). Ghi thể tích V1 (mL)

dung dịch NaOH 0,01N đã sử dụng. Lặp lại các bước trên, ghi thể tích V2 (mL).

Từ giá trị V1 và V2 tính giá trị trung bình V (mL).


Tính hàm lượng CO2 tự do theo công thức sau:

Nếu dùng dung dịch Na2CO3 để chuẩn độ thì hàm lượng CO2 tự do được tính theo công

thức sau:

Trong đó:

− V: là thể tích trung bình dung dịch NaOH hoặc Na2CO3.

− N: là nồng độ đương lượng của dung dịch NaOH hoặc Na2CO3.

mV

xxNxVLmgCO

000.144)/(2 =

mV

xxNxVLmgCO

000.122)/(2 =

5

2340 B. Độ kiềm - Chuẩn độ acid (APHA et al., 1995)

1. Nguyên lý

Lượng acid chuẩn để trung hòa bazơ trong nước dùng để xác định độ kiềm. Các chất gây

kiềm bao gồm HCO3-, CO3

2-, OH-, SiO32-, PO4

3-, NH3 và một số chất hữu cơ khác, nhưng

HCO3-, CO3

2-, OH- chiếm phần lơn trong độ tổng độ kiềm. Nước có pH>4,5 có thể chứa

HCO3-, nước sẽ có màu vàng với chỉ thị methyl cam (methyl orange). Nước có màu hồng

với chỉ thị phenolphthalein khi trong nước có chứa CO32- hoặc OH- (pH>8,3). Do đó, độ

kiềm tổng cộng và độ kiềm của các thành phần được xác định qua 2 bước: Bước 1, chuẩn

độ acid với điểm dừng (điểm tương đương) của chỉ thị phenolphthalein (pH=8,3); Bước

2, chuẩn độ acid với điểm dừng của chỉ thị methyl cam (pH=4,5). Phản ứng xảy ra qua

các bước chuẩn độ như sau:

CO32- + H+ = HCO3

-

HCO3- + H+ → H2O + CO2

2. Thu mẫu và bảo quản:

Thu mẫu trong chai nhựa hoặc thủy tinh và giữ ở nhiệt độ thấp (4oC), hoạt động của vi

sinh vật có thể làm thay đổi hàm lượng khí trong mẫu nước. Lấy mẫu đầy chai, đậy kín,

trách bọt khí bên trong bởi vì như thế có thể làm mất hoặc tăng khí CO2 hoặc khí khác

khi tiếp xúc với không khí. Phân tích mẫu trong vòng 1 ngày.

3. Thuốc thử

a) Nước cất không chứa CO2: Đun sôi nước cất trong 15 phút, làm nguội bằng nhiệt

độ phòng, pH phải lớn hơn 6 và độ dẫn điện phải nhỏ hơn 2µmhos/cm. Dùng nước

này để pha thuốc thử và pha loãng mẫu.

b) Dung dịch mẹ H2SO4 hoặc HCl 0,1N: có 2 cách để pha dung dịch mẹ

(i) Pha loãng 1 ống axít chuẩn (do nhà sản xuất cung cấp) với nước cất thành

1000mL.

(ii) Hòa tan 2,8 mL H2SO4 hoặc 8,3 mL HCl đậm đặc với nước cất thành 1000mL.

Chuẩn hóa nồng độ của dung dịch mẹ bằng dung dịch chuẩn NaOH hoặc Na2CO3

0,1N. Cho 20 mL (V2) dung dịch NaOH hoặc và 3 giọt chỉ thị phenolphthalein vào

bình tam giác 100 mL, lắc đều, chuẩn độ bằng dung dịch acid mới pha ở trên cho

đến khi dung dịch chuyển từ màu hồng sang không màu. Ghi thể tích của dung

dịch acid đã sử dụng. Lặp lại quá trình trên một lần nữa, tính thể tích trung bình V1

của dung dịch acid đã sử dụng. Sau đó hiệu chỉnh lại nồng độ dung dịch acid cho

chính xác theo công thức: N1V1 = N2V2.

c) Dung dịch chuẩn H2SO4 hoặc HCl 0,01N: Pha 100 mL của dung dịch mẹ với nước

cất thành 1000 mL.

d) Dung dịch chỉ thị Phenolphthalein 1%: Hòa tan 1g chỉ thị Phenolphthalein

(C20H14O4) trong 100ml EtOH 60%.

e) Dung dịch methyl orange 0,1%: hòa tan 0,1g methyl orange với nước cất thành

100ml

6

4. Tiến hành phân tích

a) Xác định độ kiềm phenolphthalein (phenolphthalein alkalinity):

− Đong 50 mL mẫu nước

− Thêm vào mẫu nước 2-3 giọt chỉ thị phenolphthalein, lắc đều. , thực hiện bước

chuẩn độ tiếp theo.

− Nếu dung dịch có màu hồng thì độ kiềm phenolphthalein lớn hơn 0, dùng dung

dịch chuẩn H2SO4 hoặc HCl 0,01N chuẩn độ đến khi dung dịch chuyển từ màu

hồng sang không màu. Ghi thể tích V1 (mL) dung dịch H2SO4 hoặc HCl 0,01N đã

sử dụng. Lặp lại các bước trên, ghi thể tích V2 (mL). Từ giá trị V1 và V2 tính giá trị

trung bình VP (mL).

− Nếu dung dịch không màu thì độ kiềm phenolphthalein bằng 0, thực hiện tiếp

bước b.

b) Xác định độ kiềm tổng cộng (total alkalinity) − Thêm vào mẫu nước trên 2-3 giọt chỉ thị methyl da cam, lắc đều.

− Dùng dung dịch chuẩn H2SO4 hoặc HCl 0,01N chuẩn độ cho đến khi dung dịch

chuyển từ màu vàng sang màu cam. Ghi thể tích V1 (mL) dung dịch H2SO4 hoặc

HCl 0,01N đã sử dụng. Lặp lại các bước trên, ghi thể tích V2 (mL). Từ giá trị V1

và VT tính giá trị trung bình T (mL).


Tính độ kiềm theo công thức sau:

VP × N × 50 × 1000 P (mg CaCO3/L) = ------------------------ Vm

VT × N × 50 × 1000 T (mg CaCO3/L) = ------------------------ Vm

Trong đó:

− T và P là độ kiềm tổng cộng và độ kiềm phenolphthalein, tương ứng.

− VP và VT là thể tích trung bình dung dịch H2SO4 hoặc HCl chuẩn độ (mL).

− N: là nồng độ đương lượng của dung dịch H2SO4 hoặc HCl.

− Vm là thể tích mẫu nước (mL)

Tính độ kiềm của từng thành phần theo bảng sau:

Kết quả chuẩn độ Độ kiềm OH- Độ kiềm CO32- Độ kiềm HCO3

-

P = 0 0 0 T

P < ½ T 0 2P T-2P

P = ½ T 0 2P 0

P > ½ T 2P -T 2(T-P) 0

P = T T 0 0

7

2340 C. Độ cứng - Chuẩn độ EDTA (APHA et al., 1995)

1. Nguyên lý

Tổng hàm lượng Ca2+ và Mg2+ tính bằng đơn vị CaCO3 là tổng độ cứng của nước.

Eriochrome Black-T (C20H13O7N3SNa) được sử dụng làm chất chỉ thị để xác định điểm

dừng chuẩn độ, Eriochrome black-T kết hợp với ion Ca2+ và Mg2+ hình thành phức chất

không bền vững có màu hồng của rượu vang. Khi dùng EDTA chuẩn độ trong môi

trường pH=10, các ion Ca2+ và Mg2+ sẽ kết hợp với EDTA hình thành phức chất không

màu và bền vững, phản ứng sẽ giải phóng Eriochrome Back-T tự do, dung dịch có màu

xanh lơ.

Mg2+ + Ca2+ + MgCa-Eriochrome Black-T (màu đỏ rượu vang) + EDTA → CaEDTA +

MgEDTA + Eriochrome Black-T (màu xanh)

Điểm dừng chuẩn độ càng rõ khi pH càng cao, nhưng không thể tăng pH quá cao bởi vì

CaCO3 sẽ bị kết tủa. Trong quá trình chuẩn độ H+ được tạo thành làm giảm pH, do đó

dung dịch đệm NH4Cl-NH4OH được sử dụng để giữ pH ổn định.

Khi có sự hiện diện của ion Mg2+ thì điểm dừng chuẩn độ sẽ rõ ràng, để đảm bảo điều

này một lương nhỏ muối MgEDTA được thêm vào dung dịch đệm.


Các ion kim loại thường gây nhiễu làm mờ hoặc không phân biệt sự thay đổi màu của chỉ

thị tại điểm dừng chuẩn độ hoặc tiêu thụ EDTA. Các chất thường gây nhiễu như: Al, Ba,

Cd, Co, Cu, Fe, Pb, Mn, Ni, Sr, Zn, polyphosphate. Để giảm hiện tượng gây nhiễu, thêm

250mg NaCN hoặc 50 mg Na2S.9H2O vào mẫu nước trước khi chuẩn độ. Nếu hàm lượng

kim loại quá cao thì không dùng phương pháp chuẩn độ EDTA để đo độ cứng.


Thu mẫu trong chai nhựa hoặc thủy tinh và giữ ở nhiệt độ thấp (4oC). Phân tích mẫu

trong vòng vài ngày, không bảo quản mẫu quá lâu.

4. Thuốc thử

a) Dung dịch đệm pH=10: Hòa tan 6,7g NH4Cl trong 57mL NH4OH đậm đặc

(d=0,91) sau đó dùng nước cất pha loãng thành 100mL tiếp tục cho tiếp 1mL dung

dịch MgSO4 0,05N và 0,5mL dung dịch EDTA 0,1N lắc đều.

b) Dung dịch mẹ EDTA 0,1N:

Pha loãng 1 ống EDTA 0,1N (C10H14O8N2Na2.2H2O) chuẩn do nhà sản xuất cung

cấp với nước cất thành 1000mL.

Hòa tan 18,612 g EDTA (đã sấy ở 80oC, để nguội trong bình hút ẩm) trong 400mL

nước cất, sau đó pha loãng thành 1000 mL. Chuẩn hóa nồng độ dung dịch EDTA

bằng dung dịch CaCO3 tiêu chuẩn 0,1N. Đong 10 mL (V2) dung dịch CaCO3 tiêu

chuẩn 0,1N, cho vào bình tam giác 250mL tiếp tục cho vào 90 mL nước cất, 2 mL

dung dịch đệm pH=10 và chỉ thị Eriochrome Black-T lắc đều, dung dịch có màu

hồng rượu vang. Dùng dung dịch EDTA mới pha ở trên chuẩn độ trên từ cho đến

8

khi dung dịch chuyển từ màu hồng rượu vang sang màu xanh lơ thì dừng lại, ghi

thể tích dung dịch EDTA đã sử dụng (V1). Điều chỉnh nồng độ dung dịch EDTA

cho chính xác bằng công thức thức: V1N1 = V2N2.

c) Dung dịch chuẩn EDTA 0,01N: Pha 50mL dung dịch mẹ EDTA với nước cất

thành 500 mL.

d) Dung dịch CaCO3 tiêu chuẩn 0,1N: Hoà tan 5 gam CaCO3 trong vài giọt dung dịch

HCl 1:1, pha loãng với nước cất thành 200 mL, đun sôi 5-10 phút, dùng dung dịch

NH4OH 3N điều chỉnh pH của môi trường về bằng 7 sau đó pha loãng với nước

cất thành 1000mL.

e) Dung dịch MgSO4 0,05N: Hòa tan 1,232gram MgSO4.7H2O trong một ít nước cất,

sau đó pha loãng thành 100mL.

f) Dung dịch NH4OH 3N: Hòa tan 22,5mL NH4OH đặc (d=0,91) với nước cất thành

100 mL.

g) Chỉ thị Eriochrome Black-T: Trộn 0,5 g Eriochrome Black T với 100 g NaCl đã

sấy khô ở 110oC và nghiền mịn. Giữ trong lọ nâu và đậy kín. Một cách khác, hòa

tan 4,5 g NH2OH.HCl và 0,5 g Eriochrome Black-T với 100 mL cồn ethanol 70o,

sử dụng trong vòng 2-3 tháng.


a) Đong 50 mL mẫu nước cho vào bình tam giác

b) Tiếp tục cho vào 1-2 mL dung dịch đệm pH=10, thêm một lượng nhỏ Eriochrome

Black-T (một nhóm bằng hạt đậu) hoặc 3-4 giọt dung dịch Eriochrome Black-T

c) Lắc đều nếu có ion Ca2+, Mg2+ trong mẫu nước sẽ có màu hồng rượu vang.

d) Dùng dung dịch EDTA 0,01N chuẩn độ cho đến khi dung dịch chuyển từ màu

hồng rượu vang sang màu xang lơ thì dừng lại, ghi thể tích dung dịch EDTA

0,01N đã sử dụng (V1). Lặp lại các bước trên một lần nữa, ghi thể tích (V2). Từ giá

trị V1 và V2, tính thể tích trung bình (VH)


Tính độ kiềm theo công thức sau:

V x N x 50 x 1000 H (mg CaCO3/L) = ------------------------ Vm

Trong đó:

− H là độ cứng tổng cộng

− V là thể tích trung bình dung dịch EDTA chuẩn độ (mL).

− N: là nồng độ đương lượng của dung dịch EDTA.

− Vm là thể tích mẫu nước (mL)

Chú ý: Nếu mẫu nước có độ cứng quá thấp (<5 mg/L), tăng thể tích mẫu và thể tích dung dịch

đệm, dùng micro-buret khi chuẩn độ. Thực hiện phân tích mẫu trắng (blank) để loại trừ lượng

Mg có trong dung dịch đệm.

9

3500-Fe D. Phương pháp Phenanthroline (APHA et al., 1995)

1. Nguyên lý

Sắt bị khử thành dạng Fe2+ bằng cách đun sôi với acid và hydroxylamine và được xử lý

với 1,10 phenanthroline ở pH 3,2 - 3,3. Ba phân tử phenanthroline tạo hợp chất càng cua

với mỗi một nguyên tử Fe2+ thành dạng phức chất có màu đỏ-cam. Phức màu hấp thụ ánh

sáng tối đa (λmax) ở bước sóng 510ηm.

2. Các chất gây nhiễu và giới hạn phân tích

Các chất gây nhiễu trong phân tích gồm: chất oxy hóa, cyanide, nitrite, polyphosphate, Cr

và Zn (lớn hơn 10 lần của Fe), Co và Cu ( lớn hơn 5 mg/L), Ni (lớn hơn 2 mg/L. Bi, Cd,

Hg, Mo, và Ag gây kết tủa phenanthroline. Đun mẫu với acid để chuyển polyphosphate

thành orthophosphate và loại bỏ cyanide, nitrite. Xử lý hydroxylamine để loại bỏ các chất

oxy hóa. Trong trường hợp bị nhiễu do kim loại cao nên tăng thêm lượng phenanthroline

khi phân tích.

Hàm lượng Fe nhỏ hơn 10µg/L có thể xác định bằng máy quang phổ với độ dài truyền

quang 5 cm hoặc lớn hơn.

3. Thu mẫu và bảo quản mẫu

Rửa sạch chai đựng mẫu bằng acid (20%), tráng lại bằng nước cất trước khi thu mẫu. Thu

trực tiếp mẫu nước vào chai đối với mẫu phân tích Fe tổng số (Mẫu X), đối với mẫu phân

tích Fe hòa tan phải lọc mẫu qua giấy lọc 0,45 µm (Mẫu Y). Mẫu nước cần được cố định

với acid HCl (1 mL/100 mL mẫu nước) để tránh Fe bị bám dính trên thành của chai chứa

mẫu. Để phân tích Fe2+ tốt nhất là thực hiện tại hiện trường bởi vì có thể có sự thay đổi tỉ

lệ Fe2+/Fe3+ theo thời gian trong dung dịch acid (Mẫu Z). Fe trong mẫu nước cũng có thể

bị kết tủa trong quá trình vận chuyển khi tiếp xúc với không khí (bị oxy hóa).

4. Thiết bị

Thiết bị đun nóng, máy quang phổ

5. Thuốc thử

a) Dung dịch A: HCl đậm đặc

b) Dung dịch B (Hydroxylamine 10%): hòa tan 10g NH2OH.HCl với nước cất thành

100mL.

c) Dung dịch C (pH = 5): 250g CH3COONH4 trong 150mL nước cất sau đó thêm

700mL CH3COOH đậm đặc.

d) Dung dịch D: hòa tan 100 mg Phenanthroline trong 100mL nước cất đã làm nóng

ở 800C (không đun sôi). Nếu thêm vào nước cất 2 giọt HCl thì không cần thiết

phải đun trong quá trình pha.

e) Dung dịch chuẩn (Fe2+ 200mg/L):

Thêm 20mL H2SO4 đậm đặc vào 50mL nước cất sau đó hoà tan 1,404g

Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O. Thêm vài giọt KMnO4 0,1N dung dịch sẽ có màu hồng

10

nhạt, pha loãng thành 1000mL.

Dung dịch Fe2+ 10mg/L: 5ml dung dịch Fe2+ 200mg/L pha loãng thành 100ml

6. Tiến hành:

a) Đong 25 mL mẫu nước cần phân tích vào bình tam giác

b) Thêm vào mẫu chuẩn và mẫu nước 1 mL dung dịch A và 1 mL dung dịch B

c) Sau đó, đem đun trên bếp cho cạn còn khoảng 10-15mL, đem để nguội

d) Định mức lại với nước cất thành 25mL

e) Chuẩn bị mẫu chuẩn theo sơ đồ sau:

f) Lấy 5 mL của 06 mẫu chuẩn và mẫu nước cân phân tích vào các ống nghiệm,

lần lượt thêm các thuốc thử sau:

g) 1 mL dung dịch C và 2 giọt dung dịch D (0,1 mL), lắc đều

h) Đo độ hấp thụ quang (A) ở bước sóng λ = 510 nm.


Dựa vào sự tương quan giữa nồng độ C và độ hấp thụ quang A của mẫu chuẩn, lập

phương trình tương quan dạng A = aC + b. Trong đó : A: Độ hấp thụ quang C: nồng độ

của mẫu chuẩn (mg/L)

Sau khi thiết lập phương trình, chúng ta thế độ hấp thụ quang (AM) của mẫu nước cần

phân tích vào phương trình chúng ta sẽ tính được nồng độ (CM) của Fe có trong mẫu

nước.

a

bAC M

M

−=

8 mL DDW

5 mL DDW

5 mL DDW

5 mL DDW

5 mL DDW

Fe2+ 10mg/L

2 mg/L 1 mg/L 0,5 mg/L

0,25

mg/L

0,125

mg/L

0 mg/L

5 mL DDW

2 mL

5 mL 5 mL 5 mL 5 mL

11

5220. C COD. Hoàn lưu kín - chuẩn độ (APHA et al., 1995)

1. Nguyên lý

Hầu hết chất hữu cơ bị oxy hóa bởi Cr2O72- và acid sulfuric trong điều kiện đun nóng.

Mẫu nước được hoàn lưu trong dung dịch acid mạnh và một lượng thừa Cr2O72-.

Chất hữu cơ + Cr2O72- + H+ → Cr3+ + CO2 + H2O

Sau khi công phá, lượng Cr2O72- thừa được chuẩn độ với Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O (ferrous

ammonium sulfate) để xác định lượng Cr2O72- tham gia phản ứng, chất hữu cơ bị oxy hóa

được tính bằng đơn vị oxy (mg O2/L).

6Fe2+

+ Cr2O72- + 14H+ → 2Cr3+ + Fe3+ + 7H2O


Một số chất béo mạch thẳng bay hơi sẽ không bị oxy hóa vì không tiếp xúc với chất oxy

hóa (K2Cr2O7). Do đó, nếu dùng phương pháp công phá hở sẽ dẫn đến sai số. Phương

pháp công phá hở có thể chấp nhận khi hàm lượng COD trong mẫu nước lớn hơn 50 mg

O2/L. Đối với mẫu nước có hàm lượng COD nhỏ hơn 50 mg O2/L phải dùng phương

pháp công phá kín và sử dụng Ag2SO4 làm chất xúc tác để làm tăng hiệu quả oxy hóa.

Mẫu nước lợ, mặn có chứa ion Cl-, dichromate sẽ oxy hóa ion Cl- dẫn đến sai số khi phân

tích. Hơn nữa ion Cl- sẽ phản ứng với Ag2SO4 tạo nên chất kết tủa làm giảm hiệu quả xúc

tác của Ag2SO4.

Để cản ion Cl-, một lượng HgSO4 được thêm vào với tỉ lệ HgSO4:Cl- là 10:1. Ion Cl- kết

hợp với Hg tạo thành HgCl2, hợp chất này không bị oxy hóa bởi K2Cr2O7. Khi dùng

HgSO4 để cản ion trong nước có hàm lượng Cl- lớn hơn 2000 mg/L thì không hiệu quả và

khi sử dụng HgSO4 với lượng lớn sẽ gây ô nhiễm môi trường. Vì vậy, phương pháp này

chỉ sử dụng tốt để phân tích nước có hàm lượng Cl- nhỏ hơn 2000 mg/L (3,5‰).

Ion NO2- trong nước quá cao cũng dẫn đến sai số khi phân tích, 1 mg NO2

- sẽ tiêu thụ 1,1

mg O2 khi bị oxy hóa. Trong nước hàm lượng NO2- ít khi vượt quá 1 mg/L cho nên hiện

tượng gây nhiễu này thường được bỏ qua, nhưng nếu hàm lượng NO2- vượt quá 1 mg/L

nên dùng 10 mg acid sunfamic cho mỗi mg NO2- để cản ion này.

3. Thiết bị, máy móc

Ống nghiệm chịu nhiệt 16x100 mm. Máy công phá COD sâu 45-50 mm. Tủ sấy 150 ±

2oC

4. Thuốc thử

a) Dung dịch oxy hóa K2Cr2O7 0,00417M (0,025N): Hòa tan 1,2259 g K2Cr2O7 (sấy

khô 103 oC trong 2 giờ) với 500 mL nước cất, thêm 167 mL H2SO4 đậm đặc và

33,3 g HgSO4 (nếu phân tích nước ngọt thì không dung HgSO4). Hòa tan, làm mát

rồi định mức thành 1000 mL.

b) Acid sulfuric: Hòa tan 5,5 g Ag2SO4 trong 1kg H2SO4 đậm đặc (550 mL), để yên

1-2 ngay để Ag2SO4 hòa tan hoàn toàn.

12

c) Chỉ thị Ferroin: Hòa tan 1,458 g 1,10-phenanthroline (C12H8N2.H2O) và 0,695 g

FeSO4.7H2O. định mức thành 100 mL.

d) Dung dịch chuẩn độ Sulfate amôn sắt - FAS 0,025M (0,025N): Hòa tan 9,8 g

Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O trong nước cất, thêm 20 mL H2SO4 đậm đặc, làm nguội và

định mức thành 1000 mL. Chuẩn lại nồng độ FAS (khi phân tích) bằng dung dịch

K2Cr2O7 theo các bước sau:

- Cho 2,5 mL nước cất vào ống nghiệm, thêm 1,5 mL dung dịch oxy hóa K2Cr2O7

0,0167M và 3,5 mL H2SO4. Làm mát ở nhiệt độ phòng và thêm vào 1-2 giọt chỉ

thị ferroin. Chuẩn độ với dung dịch FAS

Thể tích của K2Cr2O7 0,00417 M (mL)

Nồng độ của dung dịch FAS = -------------------------------------------- x 0,025

Thể tích của FAS chuẩn độ (mL)

Từ dung dịch FAS 0,025 M pha thành dung dịch chuẩn độ FAS 0,01M

e) Sulfamic acid: Nếu có nitrite trong mẫu nước thì dùng Sulfamic acid với tỉ lệ 10:1

của acid sulfamic:nitrite.

f) Dung dịch chuẩn C3H4N2 (Imidazole) hoặc HOOCC6H4COOK (KHP):

Hòa tan 663,6 mg Imidazole (đã sấy khô và nghiền mịn) trong 1000 mL nước cất.

Imidazole theo lý thuyết có giá trị COD là 1,507 mgO2/mg, do đó dung dịch này

có giá trị COD là 1.000 mg O2/L. Cách khác, hòa tan 425 mg trong nước cất và

định mức thành 1000 mL. KHP theo lý thuyết có giá trị COD là 1,176 mgO2/mg,

do đó dung dịch này có giá trị COD là 500 mgO2/L.

5. Tiến hành và tính kết quả

Rửa ống nghiệm và nắp đậy bằng dung dịch H2SO4 20%. Lần lượt đong 2,5 mL nước cất

(mẫu trắng) và nước mẫu vào 2 ống nghiệm, thêm vào 1,5 mL dung dịch oxy hóa (dung

dịch a), cẩn thận cho vào tiếp 3,5 mL dung dịch acid sulfuric (dung dịch b). Đậy nắp ống

nghiệm và lắc nhẹ vài lần để trộn đều mẫu nước với thuốc thử. (Chú ý: quá trình thêm acid

sulfuric sẽ sinh nhiệt, dùng găng tay để đảm bảo an toàn trong khi thao tác).

Đặt ống nghiệm lên máy công phá COD, công phá mẫu ở 150 oC trong 2 giờ. Sau đó, để

nguội, lắc đều rồi cho vào 1-2 giọt chỉ thị ferroin. Dùng dung dịch FAS 0,01M chuẩn độ

cho đến khi dung dịch chuyển từ màu xanh lam sang màu nâu đỏ thì dừng lại, lắc đều

trong khi chuẩn độ, ghi thể tích FAS. Tính hàm lượng COD theo công thức sau:

(A-B) × N × 8000

COD (mg O2/L) = ----------------------------

Thể tích mẫu (mL)

A: Thể tích FAS chuẩn độ cho mẫu trắng

B: Thể tích FAS chuẩn độ cho mẫu nước

N: Nồng độ đương lượng của dung dịch FAS

Để đánh giá về kỹ thuật phân tích và chất lượng hóa chất, tiến hành thử với dung

dịch chuẩn Imidazol hoặc KHP, dung dịch f.

13

4500-NH3 F. Phương pháp Phenate (APHA et al., 1995)

1. Nguyên lý

Ammonia phản ứng với hypochlorite và phenol với chất xúc tác là sodium nitroprusside

sẽ tạo thành phức indophenol có màu xanh, phức này hấp thụ ánh sáng tối đa (λmax) ở

bước sóng 640ηm.

NH3

+ ClO-

NH2Cl + OH

-

NH2Cl + 2 OH + 2ClO

-

O N OH + 3HCl + 2OH-

O N OH O N O- + H+

Indophenol

NH3

+ ClO-

NH2Cl + OH

-

NH2Cl + 2 OHOH + 2ClO

-

O N OHO N OH + 3HCl + 2OH-

O N OHO N OH O N O- + H+

Indophenol


Ca và Mg bị kết tủa trong môi trường pH cao (do NaOH cho vào mẫu nước trong quá

trình phân tích) làm dung dịch bị đục làm ảnh hưởng đến kết quả đo độ hấp thụ quang.

Cho vào mẫu nước trisodium citrate để tránh hiện tượng kết tủa của Ca và Mg. Nếu mẫu

nước chứa H2S với hàm lượng cao, cần phải loại bỏ H2S bằng cách giảm pH xuống 3

bằng HCl và sục khí đến khí không còn mùi của H2S.


Thu mẫu vào chai 125 mL, bảo quản lạnh (4oC) trong 24 giờ hoặc làm giảm pH<2 và bảo

quản lạnh (4oC) trong 28 ngày. Nếu dùng acid để bảo quản mẫu, cần trung hòa trước khi

phân tích. Đo nhiệt độ và pH của nước tại thời điểm thu mẫu để tính ra hàm lượng N-

NH3 sau khi phân tích.

4. Thiết bị

Máy quang phổ (Spectrophotometer)

5. Thuốc thử

a) Nước cất không đạm: Hòa tan 2 mL FeSO4.7H2O có nồng độ 100g/L vào 1.000

mL nước máy, thêm vào 0,1-0,2 mL H2SO4 đậm đặc để hạ pH <4,5 (phản ứng vớ i

chỉ thị methyl da cam). Sau đó, chưng cất đến khi còn lại ¼ thể tích, chú ý loại bỏ

50 mL nước cất đầu tiên.

b) Dung dịch A: Hòa tan 11,1 mL C6H5OH (>89%) với Ethanol 95% thành 100 mL.

Dung dịch này chỉ sử dụng trong vòng 1 tuần.

Chú ý: mang găng tay, kính bảo vệ mắt và thao tác trong tủ hút khi pha dung dịch

phenol.

c) Dung dịch B: Hòa tan 0,5 g Sodium Nitroprusside - Na2[Fe(CN)5NO].2H2O

(sodium nitroferricyanide) với 100 mL nước cất không đạm. Chức trong lọ nâu và

sử dụng trong vòng 1 tháng.

14

d) Dung dịch C: Hòa tan 20 g Trisodium citrate (C6H5Na3O7.2H2O) và 1 g NaOH với

nước cất không đạm thành 100 mL, sau đó thêm vào 25 mL NaOCl 5%. Dung

dịch C tốt nhất nên chuẩn bị mới mỗi ngày.

e) Dung dịch chuẩn:

− Dung dịch mẹ N-NH4 500mg/L: Hòa tan 0,2358g (NH4)2SO4 với nước cất không

đạm thành 100mL.

− Dung dịch chuẩn N-NH4 10 mg/L: pha 1ml dung dịch mẹ (500mg/L) với nước cất

không đạm thành 50 mL.


a) Mẫu nước phải được lọc áp lực qua giấy lọc 0,45 µm trước khi tiến hành phân

tích.

b) Chuẩn bị mẫu chuẩn theo sơ đồ:

c) Lấy 5 mL của 06 mẫu chuẩn và mẫu nước cân phân tích vào các ống nghiệm, lần

lượt thêm các thuốc thử sau:

d) 4 giọt (0,2 mL) dung dịch A, lắc đều.

e) 4 giọt (0,2 mL) dung dịch B, lắc đều.

f) 10 giọt (0,5 mL) dung dịch C, lắc đều.

g) Đậy mẫu, ủ trong nhiệt độ phòng và trong điều kiện ánh sáng yếu trong vòng 30’.

Đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 630 ηm (nước ngọt) và 640 ηm (nước lợ).





Sau khi thiết lập phương trình, chúng ta thế độ hấp thụ quang (AM) của mẫu cần phân tích

vào phương trình chúng ta sẽ tính được nồng độ (CM) của TAN có trong mẫu nước.

9 mL DDW

5 mL DDW

5 mL DDW

5 mL DDW

5 mL DDW

N-NH4+

10mg/L 1 mg/L 0,5

mg/L

0,25 mg/L

0,125 mg/L

0,0625 mg/L

0 mg/L

5 mL DDW

1 mL

5 mL 5 mL 5 mL 5 mL

15

a

bAC M

M

−=

Chú ý: Kết quả thu được từ quá trình phân tích trên là tổng đạm amôn - TAN (Total Ammonia

Nitrogen). Tra bảng mối tương quan giữa nhiệt độ và pH với tỉ lệ NH3/TAN để tính hàm lượng

N-NH3.

Bảng tỉ lệ % NH3 theo pH và nhiệt độ

pH Nhiệt độ (oC)

16 18 20 22 24 26 28 30 32

7.0 0.30 0.34 0.40 0.46 0.52 1.60 0.70 0.80 0.92

7.2 0.47 0.54 0.63 0.72 0.82 0.95 1.10 1.27 1.00

7.4 0.74 0.56 0.99 1.14 10.30 1.50 1.73 2.60 2.36

7.6 1.17 1.35 1.56 1.79 2.05 2.35 2.72 3.13 3.96

7.8 1.84 2.12 2.45 2.80 3.21 3.65 0.00 4.88 5.72

8.0 2.88 3.32 3.83 4.37 4.99 5.71 6.55 7.52 8.75

8.2 4.49 5.16 5.94 5.76 7.68 8.75 10.00 11.41 13.22

8.4 6.93 7.94 9.09 10.30 11.65 13.20 14.98 16.96 19.46

8.6 10.56 12.03 13.68 15.40 17.28 19.42 21.83 24.45 27.66

8.8 15.76 17.82 20.08 22.38 24.88 27.64 30.68 33.90 37.76

9.0 22.87 25.57 25.47 31.37 34.42 37.71 41.23 44.84 49.02

9.2 31.97 35.28 38.65 42.01 45.41 48.96 52.65 56.30 60.38

9.4 42.68 46.32 50.00 53.45 56.86 60.33 63.79 67.12 70.72

9.6 54.14 54.77 61.31 64.54 67.63 70.67 73.63 76.39 79.29

9.8 65.17 68.43 74.53 74.25 76.81 79.25 61.57 83.68 85.85

10.0 74.78 77.46 79.92 82.05 84.90 85.25 87.52 89.05 90.58

10.2 82.45 84.48 86.32 87.87 89.27 90.56 91.75 92.80 93.84

16

4500-P D. Phương pháp SnCl2 (APHA et al., 1995)

1. Nguyên lý

Muối orthophosphate trong môi trường acid, ion PO43- sẽ phản ứng với thuốc thử

Molybdate ammonium cho một phức chất ammonium phosphomolybdate, màu vàng

chanh.

PO43- + 12(NH4)2MoO2 + 24H+ = (NH4)2PO4.12MoO3 + 21NH4

+ + 12H2O

(Ammonium phosphomolybdate)

Với sự hiện diện của các chất khử như SnCl2, dạng ammonium phosphomolybdate bị khử

thành dạng molybden blue có màu xanh. Cường độ màu đậm hay nhạt phụ thuộc vào hàm

lượng ion PO43- có trong mẫu nước lúc ban đầu.

(NH4)3PO4.12MoO3 + Sn2+ + 16H+ = (NH4)3PO4.(4MoO2.2MoO3)2 + Sn4+ +

8H2O

Phức màu này hấp thụ ánh sáng tối đa (λmax) ở bước sóng 690 ηm.


SiO2 và AsO43- gây nhiễu dương khi mẫu nước bị đun nóng. Các chất AsO4

3-, F-, thorium

(Th), bismuth (Bi), sulfide, thiosulfate, thiocyanate gây nhiễu âm. Fe2+ gây nhiễu khi hàm

lượng lớn hơn 100 mg/L. Cl- gây nhiễu khi hàm lượng lớn hơn 75 mg/L và có sử dụng

HNO3 trong quá trình phân tích.

Hàm lượng lượng thấp nhất có thể phát hiện bằng phương pháp này là 3 µg/L.


Thu mẫu vào chai 125 mL, bảo quản lạnh (4oC) trong 24 giờ, bảo quản ở -20oC trong 28

ngày.

4. Thiết bị

Máy quang phổ (Spectrophotometer), máy đo pH.

5. Thuốc thử

a) Dung dịch acid mạnh: Cho từ từ 30 mL H2SO4 đậm đặc vào 60 mL nước cất. Làm nguội, tiếp tục cho vào 0,4 mL HNO3 đậm đặc, sau đó pha thành 100 mL.

b) Dung dịch A (Amonium molybdate): Cân 2,5 g (NH4)6Mo7O24.4H2O hòa tan trong 17,5 mL nước cất. Đong 28 mL H2SO4 đậm đặc pha với 40mL nước cất, để nguội. Trộn lẫn hai dung dịch lại rồi pha loãng với nước cất thành 100 mL

c) Dung dịch B (SnCl2): Cân 2,5g SnCl2.H2O hòa tan trong 100mL Glycerin (Cung cấp nhiệt). Bảo quản dung dịch ở tủ lạnh

d) Dung dịch chuẩn

Dung dịch mẹ P-PO43- 500 mg/L: hòa tan 0,2197g KH2PO4 trong 100 mL nước cất

17

Dung dịch chuẩn P-PO4 10mg/L: hòa tan 1mL dd P-PO4 500mg/L với nước cất

thành 50 mL

6. Tiến trình phân tích

a) Trước khi phân tích cần điều chỉnh pH của mẫu nước. Lấy 100 mL mẫu nước đã

lọc qua giấy lọc 0,45 µm, thêm vào 1 giọt phenolphthalein. Nếu mẫu nước không

có màu thì thực hiện các bước phân tích tiếp theo. Nếu mẫu nước có màu hồng thì

cho vào từng giọt dung dịch acid mạnh cho đến khi mất màu. Trong trường hợp

thêm 5 giọt acid mạnh mà dung dịch vẫn còn màu hồng, pha loãng mẫu nước sau

đó tiếp tục thêm acid mạnh đến khi mất màu.

b) Chuẩn bị mẫu chuẩn theo sơ đồ:



d) 4 giọt (0,2 mL) dung dịch A, lắc đều

e) 1 giọt dung dịch B, lắc đều

f) Đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 690nm sau 10 phút và trước 15 phút






vào phương trình chúng ta sẽ tính được nồng độ (CM) của P-PO43- có trong mẫu nước

a

bAC M

M

−= (1)

Chú ý: Nếu mẫu nước bị pha loãng trong quá trình điều chỉnh pH, nhân kết quả phân tích từ

công thức (1) với hệ số pha loãng để được hàm lượng P-PO43-

của mẫu nước.

9 mL DDW

5 mL DDW

5 mL DDW

5 mL DDW

5 mL DDW

P-PO43-

10mg/L 1 mg/L 0,5

mg/L 0,25 mg/L

0,125

mg/L

0,0625

mg/L

0 mg/L

5 mL DDW

1 mL

5 mL 5 mL 5 mL 5 mL

18

4500-NO2- B. Phương pháp so màu (APHA et al., 1995)

1. Nguyên lý

Nitrite (NO2-) trong môi trường acid mạnh sẽ hình thành HNO2, HNO2 mới hình thành sẽ

kết hợp với sulfanilamide thành muối diazonium sulfanilamide.

Sau đó muối diazonium sulfanilique sẽ kết hợp với thuốc thử N-(1-Naphthyl)-

ethylenediamine dihydrochloride to thành phức chất có màu đỏ tía.

Cường độ màu đậm hay nhạt tùy thuộc vào hàm lượng NO2- có trong mẫu nước. Phức

màu hấp thụ ánh sáng tối đa (λmax) ở bước sóng 543 ηm.


NCl3 làm sai lệch màu đỏ của phức màu. Các ion sau đây gây kết tủa như Sb3+, Au3+,

Bi3+, Fe3+, Pb2+, Hg2+, Ag+, PtCl62-, VO3

2-. Ion Cu làm giảm xúc tác và phân hủy muối

diazonium.


Thu mẫu vào chai 125 mL, bảo quản lạnh (4oC) trong 24 giờ, bảo quản ở -20oC trong vài

ngày. Không dùng acid để bảo quản mẫu khi phân tích NO2-.

4. Thiết bị

Máy quang phổ (Spectrophotometer), nồi đun.

5. Thuốc thử

a) Nước cất không chứa NO2-: Thêm vào 1 lít nước cất 1 mL H2SO4 đậm đặc, 0,2 mL

MnSO4 (36,4 g MnSO4.H2O/100 mL) và 1-3 mL KMnO4 (400 mg KMnO4/L). Sau

đó chưng cất lại, chú ý loại bỏ 50 mL nước cất đầu tiên. Dùng nước cất này để pha

thuốc thử và mẫu chuẩn.

b) Dung dịch hiện màu: Hòa tan 80 mL nước cất với 10 mL acid phosphoric 85% và

1g sulfanilamide. Khi sulfanilamide hòa tan hoàn toàn, thêm vào 0,1 g N-(1-

naphthyl)-ethylenediamine dihydrochloride, pha với nước cất thành 100mL.

c) Dung dịch Sodium oxalate 0,025M (0,05N): Hòa tan 0,335 g Na2C2O4 chuẩn với

nước cất thành 100mL.

d) Dung dịch ferrous ammonium sulfate (FAS) 0,05M (0,05N): Hòa tan 1,9607 g

Fe(NH4)(SO4)2.6H2O với 2 mL H2SO4 đậm đặc sau đó hòa tan với nước cất thành

100 mL. Xác định nồng độ của FAS theo bước 5220C.4d (Phân tích COD).

SO2NH2 NH2 + NO2- + 2H+ → SO2NH2 N=N+ + 2H2O

SO2NH2 N=N+

NHCH2CH2NH2

+ →

NHCH2CH2NH2

N=N SO2NH2

+ H+

19

e) Dung dịch KMnO4 chuẩn 0,01M (0,05N): Dùng dung dịch KMnO4 chuẩn do các

nhà sản xuất cung cấp. Nếu dùng hóa chất dạng rắn thì hòa tan 1,6 g KMNO4

trong 1 L nước cất, giữ trong lọ nút mài nâu ít nhất 1 tuần. Gạn bỏ cặn, sau đó

chuẩn hóa nồng độ theo quy trình sau:

Cân 100-200 mg Na2C2O4 khan (chính xác 0,1 mg) trong cốc 400 mL. Thêm lần

lược 100 mL nước cất, khuấy đều cho đến khi hòa tan hoàn toàn, thêm 10 mL 1+1

H2SO4, làm nóng 90-95oC. Chuẩn độ bằng dung dịch KMnO4 đến khi xuất hiện

màu tím nhạt (tồn tại ít nhất 1 phút) thì dừng lại, ghi thể tích chuẩn độ (A) . Không

để nhiệt độ giảm xuống dưới 85oC trong khi chuẩn độ, có thể làm nóng cốc trong

khi chuẩn độ nếu cần thiết. 100 mg Na2C2O4 sẽ tiêu thụ 6 mL dung dịch KMnO4.

Thực hiện chuẩn độ với mẫu trắng và H2SO4, ghi thể tích chuẩn độ (B). Tính nồng

độ KMnO4 theo công thức sau: KMnO4 (N) = (g Na2C2O4)/[(A-B)x 0,33505]

f) Dung dịch chuẩn:

− Dung dịch mẹ N-NO2- 250 mg/L: Hoà tan 0,1232 g NaNO2 với nước cất không

đạm thành 100 mL. Vì NaNO2 dễ bị oxy hóa trong điều kiện ẩm, cần chuẩn hóa

hàm lượng N-NO2- theo quy trình sau: Đong 50 mL KMnO4 chuẩn 0,01M

(0,05N), 5 mL H2SO4 đậm đặc và 50 mL dung dịch mẹ N-NO2-, đặt đầu pipet

ngập trong dung dịch KMnO4 khi thêm dung dịch mẹ. Lắc đều và làm nóng đến

70-80oC. Làm mất màu KMnO4 bằng cách thêm 10 mL Na2C2O4 0,025M. Chuẩn

độ Na2C2O4 thừa bằng KMnO4 0,01M đến khi màu tím nhạt thì dừng lại, ghi thể

tích. Nếu dùng dung dịch FAS thay thế cho Na2C2O4 thì không cần làm nóng

nhưng kéo dài thời gian phản ứng giữa KMnO4 và Fe2+ đến 5 phút trước khi chuẩn

độ với KMnO4. Tính nồng độ N-NO2- của dung dịch mẹ theo công thức:

− A = {[(BxC) – (DxE)] x 7}/F với A: mg N-NO2-/mL; B: tổng mL KMnO4 sử

dụng; C: nồng độ N của KMnO4; D: tổng thể tích của chất khử; E: Nồng độ N của

chất khử; F: mL của dung dịch mẹ NaNO2.

− Dung dịch chuẩn N-NO2- 10 mg/L: Dựa vào nồng độ chuẩn hóa của dung dịch mẹ,

pha thành dung dịch chuẩn 5 mg/L.


a) Mẫu nước phải được lọc qua giấy lọc 0,45 µm trước khi tiến hành phân tích. Điều

chỉnh pH của mẫu nước về 5-9 bằng HCl hoặc NH4OH (1N) nếu cần thiết.

b) Chuẩn bị mẫu chuẩn theo sơ đồ sau:

1 mL

5 mL 5 mL 5 mL 5 mL

9 mL DDW

5 mL DDW

5 mL DDW

5 mL DDW

5 mL DDW

N-NO2-

10mg/L 1 mg/L 0,5 mg/L 0,25 mg/L 0,125 mg/L 0,0625 mg/L 0 mg/L

5 mL DDW

20

c) Lấy 5 mL của 06 mẫu chuẩn và mẫu nước cân phân tích vào các ống nghiệm.

d) Thêm 10 giọt (0,5 mL) dung dịch hiện màu, lắc đều.

e) Đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 540 nm.






vào phương trình chúng ta sẽ tính được nồng độ (CM) của N-NO2- có trong mẫu nước

a

bAC M

M

−=

21

4500-NO3- E. Phương pháp khử cadmium (APHA et al., 1995)

1. Nguyên lý

Nitrate (NO3-) bị khử thành NO2

- khi đi qua cột cadmium (Cd), phương trình phản ứng

xảy ra như sau:

NO3- + H2O + Cd → NO2

- + Cd2+ + OH-

NO2- hình thành được xác định bằng phương pháp so màu diazonium (4500-NO2

- B.)


Hàm lượng vật chất lơ lửng quá cao làm giảm hiệu suất của cột khử, lọc mẫu qua giấy lọc

0,45 µm trước khi cho qua cột khử. Các ion kim loại như Fe2+, Cu2+ và các kim loại khác

cũng làm giảm hiệu suất của cột khư khi hàm lượng đạt vài mg/L, dùng EDTA để loại trừ

ảnh hưởng này. Dầu, mỡ trong mẫu nước sẽ bao quanh bề mặt các hạt Cd là giảm sự tiếp

xúc của mẫu nước với hạt Cd, do đó mẫu nước cần loại dầu mỡ bằng dung môi hữu cơ

trước khi cho qua cột khử. Dư lượng chlorine sẽ oxy hóa Cd cũng làm giảm hiệu suất của

cột khử, có thể kiểm tra dư lượng chlorine bằng chỉ thị DPD và khử chlorine bằng

Na2S2O3.

NCl3 làm sai lệch màu đỏ của phức màu. Các ion sau đây gây kết tủa như Sb3+, Au3+,

Bi3+, Fe3+, Pb2+, Hg2+, Ag+, PtCl62-, VO3

2-. Ion Cu làm giảm xúc tác và phân hủy muối

diazonium.


Thu mẫu vào chai 125 mL, bảo quản lạnh (4oC) trong 24 giờ, dùng 5 giọt H2SO4 đđ và

giữ lạnh (4oC) nếu bảo quản lâu hơn. Không dùng acid để bảo quản mẫu khi phân tích

NO2-.

4. Thiết bị

Máy quang phổ (Spectrophotometer), cột khử cadmium.

5. Thuốc thử

a) Hạt Cu-Cd: Rửa 25 g hạt Cd mới hoặc đã sử dụng qua các hóa chất sau: 100 mL

Acetone trong 1 phút; rữa bằng nước cất 3 lần cho sạch Acetone; thêm 100 mL

acid HCl 6N (18%), trong 1 phút; rữa bằng nước cất 3 lần cho sạch HCl; thêm từ

từ dung dịch CuSO4 2% trong 1 phút; rữa sạch dung dịch Coating (3 lần) và bảo

quản cột bằng dung dịch NH4Cl-EDTA pha loãng .

b) Dung dịch hiện màu (xem phương pháp 4500-NO2- B.)

c) Dung dịch HCl 6N: Hòa tan HCl đậm đặc và nước cất tỉ lệ 1:1

d) Dung dịch CuSO4 2%: Hòa tan 10g CuSO4.5H2O + 25 mL H2SO4đđ với nước cất

thành 500 mL.

e) Dung dịch NH4Cl-EDTA: Hòa tan 13 g NH4Cl và 1,7 g EDTA trong 900 mL nước

cất, điều chỉnh pH về 8,5 bằng NH4OH đậm đặc rồi pha thành 1000 mL.

22

f) Dung dịch NH4Cl-EDTA pha loãng: hòa tan 300 mL dung dịch NH4Cl-EDTA vớ i

nước cất thành 500 mL.

g) Dung dịch mẹ N-NO2- (250 mg/L) và dung dịch chuẩn (10 mg/L): (xem phương

pháp 4500-NO2- B.).

h) Dung dịch mẹ N-NO3- (1000 mg/L): Sấy khô KNO3 ở 105oC trong 24 giờ. Hòa tan

0,7218 g với nước cất thành 100 mL, thêm 2 mL CHCl3 để bảo quản trong vòng 6

tháng.

i) Dung dịch chuẩn N-NO3- (10 mg/L): Pha 1 mL dung dịch mẹ với nước cất thành

100 mL.


a) Chuẩn bị cột khử: Đặt ở đáy cột khử một miếng sợi thủy tinh hoặc bông, đổ đầy

nước vào cột khử. Cho các hạt Cd-Cu đã xử lý (bước 5a) vào cột khử, đảm bảo

chiều cao của hạt Cd-Cu khoảng 18,5 cm và tránh bọt khí chứa trong cột khử. Đặt

một miếng sợi thủy tinh hoặc bông ở đầu trên của cột khử. Rửa cột khử bằng 200

mL dung dịch NH4Cl-EDTA pha loãng. Hoạt hóa cột bằng 100 mL dung dịch

chứa N-NO3- 0,25-1 mg/L.

b) Xử lý mẫu: Lấy 50 mL mẫu nước, Điều chỉnh pH của mẫu nước trong khoảng 7-9

bằng dung dịch HCl hoặc NaOH. Cho mẫu nước chảy qua cột khử với tốc độ 7-10

mL/phút. Loại bỏ 25 mL đầu và lấy phần còn lại để phân tích N-NO2-.

c) Phân tích tích hàm lượng N-NO2- của mẫu nước trước khi đi qua cột khử (B) và

sau khi đi qua cột khử (A) bằng phương pháp 4500-NO2- B.

d) Thực hiện bước 6b và 6c với mẫu chuẩn N-NO3-, sau đó tính hệ số hiệu chỉnh của

cột khử theo công thức sau:

Hàm lượng N-NO3- của mẫu chuẩn (mg/L)

F (%) = ------------------------------------------------------ x 100 Hàm lượng N-NO2

- đo được (mg/L)


Dựa vào kết quả đo hàm lượng của N-NO2- trước và sau khi đi qua cột khử, hàm lượng

N-NO3- của mẫu nước được tính theo công thức sau:

(A-B) x F N-NO3

- (mg/L) = --------------- 100

Trong đó:

A là hàm lượng N-NO2- của mẫu nước sau khi đi qua cột khử

B là hàm lượng N-NO2- của mẫu nước trước khi đi qua cột khử

F là hệ số hiệu chỉnh của cột khử

23

4500-S2-

D. Phương pháp Methylene Blue (APHA et al., 1995)

1. Nguyên lý

Nguyên lý của phương pháp này dựa trên phản ứng của hydrogen sulfide (H2S) với FeCl3

và N,N-dimethyl-p-phenylenediamine tạo nên methylene blue (màu xanh). Ammonium

phosphate được thêm vào sau khi hiện màu để khử màu của FeCl3. Methylene blue hấp

thụ ánh sáng tối đa (λmax) ở bước sóng 664 nm.


Sulfite (SO32-) làm chậm phản ứng hiện màu nếu hàm lượng lớn hơn 10 mg/L ngay cả khi

hàm lượng H2S cao. Để khắc phục sự gây nhiễu của SO32-, tăng lượng Fe3+ tham gia phản

ứng lên 2-6 lần.


Thu mẫu nước vào lọ nút mài nâu 125 mL, bảo quản ở 4oC trong 24 giờ. Nếu bảo quản

mẫu hơn 24 giờ phải cố định bằng 4 giọt acetate kẽm 2N trong 100 mL mẫu nước, thêm

NaOH để đảm bảo pH > 9. Chú ý, khi thu mẫu và sau khi cố định không để bọt khí xuất

hiện trong lọ mẫu nước.

4. Thuốc thử

a) Dung dịch A: Hòa tan 0,4 g C8H14Cl2N2 với 1:1 HCl hoặc H2SO4 thành 100 mL.

b) Dung dịch B: Hòa tan 4,3 g FeCl3.6H2O với 1:1 HCl hoặc H2SO4 thành 100 mL.

c) Dung dịch C: Hòa tan 8,5 g (NH4)2HPO4 với nước cất thành 100 mL.

d) Dung dịch mẹ Na2S.9H2O 100mg/L: Hòa tan 0,750g Na2S.9H2O trong 1000mL nước cất không oxy (nước cất không oxy: đun nước cất lên sôi khoảng 10 phút đem khỏi bếp bịt kín ngay ).

e) Dung dịch chuẩn Na2S.9H2O 1 mg/L: Hòa tan 1 mL dung dịch mẹ với nước cất thành 100mL.

24

5. Tiến hành

a) Mẫu nước phải được lọc áp lực qua giấy lọc 0,45 µm trước khi phân tích.




d) 10 giọt (0,5) mL dung dịch A, lắc nhẹ.

e) 5 giọt (0,25 mL) dung dịch B, lắc nhẹ

f) Đợi 3-5 phút, sau đó thêm 5 giọt (0,5 mL) dung dịch C

g) Đo độ hấp thụ quang của mẫu chuẩn và mẫu nước khi màu đã ổn định (khoảng 15

phút) ở bước sóng 665 nm.

Chú ý: Trong trường hợp mẫu nước được cố định bằng acetate kẽm thì lắc đều mẫu nước, lấy 10

mL kế đến cho lần lượt thêm các loại thuốc thử A, B, C, cuối cùng là lọc mẫu trước khi đo độ

hấp thụ quang.






vào phương trình chúng ta sẽ tính được nồng độ (CM) của tổng sulfide có trong mẫu nước

a

bAC M

M

−=

Dựa vào giá trị pH và nhiệt độ ở thời điểm thu mẫu để tính ra hàm lượng H2S theo bảng

sau:

9 mL

DDW

5 mL

DDW

5 mL

DDW 5 mL

DDW

5 mL

DDW

S2-

10mg/L 1 mg/L 0,5

mg/L 0,25

mg/L 0,125 mg/L

0,0625 mg/L

0 mg/L

5 mL

DDW

1 mL

5 mL 5 mL 5 mL 5 mL

25

Bảng tỉ lệ của H2S/tổng sulfide.

pH Nhiệt độ nước (oC)

22 24 26 28 30 32

5,0 99,1 99,1 99,0 98,9 98,9 98,9

5,5 97,3 97,1 96,9 96,7 96,5 96,3

6,0 92,0 91,4 90,8 90,3 89,7 89,1 6,5 78,1 77,0 75,7 74,6 73,4 72,1

7,0 53,0 51,4 49,7 48,2 46,6 45,0

7,5 26,3 25,0 23,8 22,7 21,6 20,6

8,0 10,1 9,6 9,0 8,5 8,0 7,5

8,5 3,4 3,2 3,0 2,9 2,7 2,5

9,0 1,1 1,0 1,0 0,9 0,9 0,8

26

4500-Si E. Phương pháp Heteropoly Blue (APHA et al., 1995)

1. Nguyên lý

Trong môi trường pH thấp (~1) (NH4)2MoO4 (ammonium molybdate) hoặc

(NH4)6Mo7O24.4H2O (ammonium pentamolybdate) phản ứng với silic hòa tan (reactive

silica) trong nước tạo thành molybdosilicic acid (silicomolybdic acid) màu vàng.

SiO2 + H2O → H2SiO3 (Silicic acid)

H2SiO3 + 3H2O → H8SiO6 (silicic acid hydrate)

H8SiO6 + 12(NH4)2MoO4 + 18 H2SO4 → H8[Si(Mo2O7)6] + 12 (NH4)2SO4 + 12 H2O

Molybdosilicic acid bị khữ bởi ascorbic acid hoặc aminonaphtholsulfonic acid thành

heteropoly blue (màu xanh). Heteropody blue hấp thụ ánh sáng tối đa (λmax) ở bước sóng

815 ηm.

Phosphate cũng phản ứng với ammonium molybdate tạo thành phosphomolybdic acid

(màu vàng). Vì vậy, phosphate có trong mẫu nước sẽ gây nhiễu khi phân tích silic. Dùng

oxalic acid hoặc citric acid để phá hủy phosphomolybdic acid trước khi khử

Molybdosilicic acid thành heteropoly acid có thể khắc phục sự nhiễu do phosphate. Giới

hạn phân tích là 50µg/L với phương pháp so màu quang phổ.


Dụng cụ thủy tinh và hóa chất chứa silic có thể gây nhiễu, nên dùng hóa chất và dụng cụ

có hàm lượng silic thấp. Tanin, phosphate, sắt, màu, nước đục có thể gây nhiễu, oxalic

acid có thể loại trừ nhiễu do phosphate và tanin. Nếu cần thiết thì có thể hiệu chỉnh độ

hấp thụ quang đối với mẫu nước đục và có màu.


Thu mẫu nước vào lọ nhựa 125 mL, bảo quản ở 4oC đến khi phân tích.

4. Thuốc thử

Dùng các hóa chất có hàm lượng silic thấp và thuốc thử phải chứa trong lọ nhựa để tránh nhiễm silic.

a) Dung dịch HCl 1:1

b) Dung dịch A: Hòa tan 5,5 g (NH4)6Mo7O24.4H2O trong HCl 1:1 thành 100 mL.

c) Dung dịch B: Hòa tan 11,5g H2C2O4.2H2O trong nước cất thành 100 mL.

d) Dung dịch C: Hoà tan 4,4 g acid ascorbic (C6H3O6) trong 100 mL nước cất.

e) Dung dịch mẹ Na2SiO3 1.000 mg/L: Hoà tan 4,73g Na2SiO3.9H2O với nước cất

thành 1.000 mL

f) Dung dịch chuẩn Na2SiO3 10 mg/L: lấy 10 mL dung dịch mẹ pha thành 1000 mL.

5. Tiến hành

a) Mẫu nước phải được lọc qua giấy lọc 0,45 µm trước khi tiến hành phân tích.

27




d) 10 giọt (0,5 mL) dung dịch A, lắc nhẹ

e) Đợi 5-10 phút, thêm 10 giọt (0,5 mL) dung dịch B, lắc nhẹ

f) Đợi 2-15 phút, thêm 5 giọt (0,25 mL) dung dịch D, lắc nhẹ

g) Đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 815 nm khi màu đã ổn định (sau 5 phút).






vào phương trình chúng ta sẽ tính được nồng độ (CM) của Si có trong mẫu nước

a

bAC M

M

−=

5 mL

5 mL 5 mL 5 mL 5 mL

5 mL DDW

5 mL DDW

5 mL DDW

5 mL DDW

5 mL DDW

Si

10 mg/L 5 mg/L 2,5

mg/L

1,25

mg/L 0,625 mg/L

0,3125 mg/L

0 mg/L

5 mL DDW

Documents

Phan tich nuoc