Embed Size (px)
DESCRIPTION
Phương pháp xác định phốt pho
Citation preview
4500-P Phương pháp phân tích Phospho
4500-P A. Giới thiệu
1. Dạng tồn tại
Photpho (P) tồn tại trong nước tự nhiên và nước thải hầu hết tồn tại ở dụng
photphat (PO43-). Được chia lại thành các dạng photphat đơn, photphat kép (pyro-,
meta-, và dạng polyphotphat) và dạng liên kết trong các hợp chất hữu cơ. Chúng tồn
tại trong dung dịch, trong phân tử hoặc đất đá hoặc trong cơ thể vi sinh vật trong nước.
Các dạng photphat phát sinh từ các nguồn khác nhau. Một lượng nhỏ photphat
đơn hoặc photphat kép hình thành trong một số quá trình xử lý nước cấp. Một lượng
lớn của những hợp chất này có thể đã được thêm vào khi nước được sử dụng trong giặt
hoặc làm sạch, vì các chất này là thành phần chính trong trong quá trình sản xuất chất
tẩy rửa thông thường.
2. Một số định nghĩa và thuật ngữ
Phân tích P bao gồm 2 bước: (a) chuyển hóa P từ các dạng về dạng tan của
photphat đơn, và (b) phân tích hàm dạng tan này dựa vào phương pháp so màu. Việc
chia P theo các dạng khác nhau được xác định tùy theo mục đính phân tích.
Lọc qua giấy lọc kích thước mao quản 0,45 µm để tách riêng 2 dạng tan và
dạng huyền phù, lơ lửng của P. Không có khẳng định nào chắc chắn việc lọc qua giấy
lọc 0,45 µm tách loại được hoàn toàn 2 dạng của P; đó chỉ đơn thuần là phương pháp
thuận tiện được sử dụng rộng rãi trong các kĩ thuật phân tích.
Dạng photphat xác định được bằng phương pháp so màu mà chưa cần sử dụng
đến các kĩ thuật phá mẫu được gọi là “ P hoạt động”. P hoạt động thường là các
photphat đơn và một phần nhỏ của bất kỳ dạng photphat cô đặc thường hình thành
trong các quá trình thủy phân không mong muốn. P hoạt động tồn tại trong cả dạng tan
và dạng huyền phù.
Việc thủy phân bằng axit ở nhiệt độ sôi giúp chuyển dạng photphat tan và dạng
photphat cô đặc về dạng photphat đơn, tan. Sự thủy phân không mong muốn giải
phóng một số hợp chất photphat hữu cơ, nhưng điều này có thể giảm thiểu tới tối đa
bằng việc lựa chọn loại axit, thời gian thủy phân và nhiệt độ thích hợp. Thuật ngữ “axit
thủy phân photpho” được ưa thích hơn “photphat cô đặc” cho mục phần này.
P tồn tại trong các hợp chất hữu cơ hoặc trong các liên kết hữu cơ chỉ được
chuyển về dạng photphat đơn bằng phương pháp phân hủy sử dụng chất ôxi hóa. Có
một số phương pháp oxi hóa được sử dụng để chuyển hóa tuy nhiên còn tùy thuộc vào
dạng tồn tại của P và lượng P trong hợp chất hữu cơ. Giống như dạng P hoạt động và
axit-thủy phân P, P hữu cơ cũng tồn tại trong cả 2 dạng tan và dạng huyền phù, không
tan.
Tổng P cũng như dạng tan, dạng P huyền phù lơ lửng. Trong đó tùy theo
phương pháp phân tích có 3 dạng chính : dạng P hoạt động, axit-thủy phân và dạng
hữu cơ. Hình 4500-P:1 miêu tả các bước để phân tích mẫu Photpho thông thường. Để
đối chiếu làm đồng thời 2 mẫu: mẫu có lọc và không lọc. Phần huyền phù, lơ lửng
thường được xác định bằng cách khác, tuy nhiên có thể xác định trực tiếp bằng cách
phân hủy mẫu còn lại trên màng lọc thủy tinh.
Hình 4500-P:1
3. Lựa chọn phương pháp
1. Phương pháp phân hủy mẫu
Vì phopho có thể tồn tại trong các liên kết của chất hữu cơ, phương pháp oxi
hóa phân hủy mẫu để xác định photpho tổng cần phải phân hủy một cách hiệu quả nhất
để chuyển hóa photpho về dạng photphat đơn. Có 3 phương pháp được miêu tả trong
phần 4500-P.B.3, 4500-P.B.4 và 4500-P.B.5. Phương pháp sử dụng axit perchloric là
phương pháp mạnh và tốn thời gian nhất, được khuyến cáo chỉ sử dụng cho các mẫu
đặc biệt khó khăn như các mẫu trầm tích. Phương pháp sử dụng axit nitric-sulfuric
được đề xuất sử dụng cho hầu hết các mẫu. Bởi đến nay phương pháp đơn giản nhất là
kỹ thuật oxi hóa bằng persulfate. Oxy hóa sử dụng persulfate kết hợp với ánh sáng cực
tím cho hiệu quả cao trong hệ thống phân hủy mẫu tự động / xác định bằng phân tích
dòng chảy phun (4500-PI). Tuy nhiên phương pháp này được khuyến cáo được kiểm
tra lại với một hoặc nhiều trong những kỹ thuật phá mẫu mạnh hơn và được thông qua
nếu cho kết quả giống nhau.
Sau khi phá mẫu, xác định photphat đơn giải phóng bằng Phương pháp C, D, E,
F, G, hoặc H. Phương pháp so màu được sử dụng nhiều hơn vì giới hạn phát hiện thấp
và loại bỏ được các yếu tố gây ảnh hưởng.
b. Phương pháp so màu: Có 3 phương pháp để xác định photphat đơn đã được miêu tả,
việc lựa chọn phương pháp nào tùy thuộc vào khoảng nồng độ PO43-. Phương pháp
vanadomolybdophosphoric (C) là phương pháp hữu ích nhất, thường để xác định nồng
độ PO43- từ 1-20 mg P/L. Phương pháp clorua thiếc (D) hoặc phương pháp axit
Ascrobic (E) phù hợp với phạm vi từ 0.01 – 6 mg P/L. Sử dụng phương pháp chiết
được khuyên trong việc phân tích ở khoảng nồng độ thấp, và khi loại bỏ các yếu tố cản
trở. Các phiên bản tự động của phương pháp ascorbic cũng được giới thiệu trong phần
F, G và H. Cần chú ý đến những quy trình giúp áp dụng phương pháp này cho các
nồng độ rất thấp của photpho, ví dụ như để xác định nồng độ P trong nước sạch.
Phương pháp sắc ký ion (phần 4110) và phương pháp độ dẫn điện ion (phần
4140) hữu ích trong việc xác định photphat đơn trong mẫu không cần phân hủy (không
phá mẫu).
4. Độ chính xác và sai số
Để hỗ trợ lựa chọn phương pháp phân tích, bảng 4500-P:I đưa ra một số kết
quả, kết hợp một số phương pháp phá mẫu, thủy phân, và kỹ thuật so màu cho 3 mẫu
nhân tạo được chuẩn bị theo công thức dưới đây:
Mẫu 1: 100 µg photphat đơn (PO43- P/L), 80 µg muối photphat P/L (sodium
hexametaphosphate), 30 µg P hữu cơ P/L (adenylic acid), 1,5 mg NH3-N/L, 0,5 mg
NO3-N/L, và 400 mg Cl-/L.
Mẫu 2: 600 µg PO43- P/L, 300 µg muối photphat đặc P/L (sodium hexametaphosphate),
90 µg Photpho hữu cơ/L (adenylic acid), 0,8 mg NH3-N/L, 5.0 mg NO3—N/L, và 400
µg Cl-/L.
Mẫu 3: 7.00 mg PO43—P/L, 3.00 mg muối photphat đặc P/L (sodium
hexametaphosphate), 0.23 mg Photpho hữu cơ/L (adenylic acid), 0,2 mg NH3-N/L,
0.05 mg NO3—N/L, và 400 µg Cl-/L.
Bảng 4500-P:I Độ chính xác và sai số của một số phương pháp phân tích P
Phương pháp Nồng độ P (µg/L) No. of
laboratorie
s
Độ
lệch
chuẩ
n %
Relativ
e Error
%
Photphat đơn Photphat
kép
Tổng
Vanadomolybdop
hotphoric
100
600
7000
45
43
44
75.5
19.6
8.6
21.6
10.8
5.4
Thiếc clorua 100
600
7000
45
44
45
25.5
14.2
7.6
28.7
8.0
4.3
Ascorbic axit 100
600
7000
3
3
3
9.1
4.0
5.2
10
4.4
4.9
Thủy phân axit +
vanadomolybdoph
otphoric
80
300
3000
37
38
37
106.8
66.5
36.1
7.4
14.0
23.5
Thủy phân axit +
thiếc clorua
80
300
3000
39
36
38
60.1
47.6
37.4
12.5
21.7
22.8
Persulfate +
vanadomolybdoph
otphoric
210
990
10 230
32
32
31
55.8
23.9
6.5
1.6
2.3
0.3
Sulfuric-nitric axit
+ vanadomolybdo
210
990
10 230
23
22
20
65.6
47.3
7.0
20.9
0.6
0.4
Percloric axit +
vanadomolybdo
210 4 33.5 45.2
990
10 230
5
6
20.3
11.7
2.6
2.2
Persulfate + thiếc
clorua
210
990
10 230
29
30
29
28.1
14.9
11.5
9.2
12.3
4.3
Sulfuric-nitric axit
+ thiếc clorua
210
990
10 230
20
17
19
20.8
8.8
7.5
1.2
3.2
0.4
5. Lấy mẫu và bảo quản
Nếu các dạng P tan được làm riêng biệt, thì ngay sau khi thu mẫu phải lọc ngay.
Bảo quản bằng đông lạnh hoặc dưới -10oC. Trong một số trường hợp khác, 40 mg
HgCl2/L có thể được thêm vào mẫu, đặc biệt khi mẫu phải bảo quản lâu để phân tích.
CHÚ Ý: HgCl2 là chất nguy hại, cần phải có những biện pháp phòng ngừa thích hợp,
việc sử dụng nó không được khuyến khích. Không thêm bất cứ axit nào hoặc CHCl3
khi chưa phân tích các dạng P. Nếu chỉ phân tích tổng P, thêm H2SO4 hoặc HCl đến
pH<2 sau đó giữ ở <4oC hoặc đông lạnh mà không cần thêm bất cứ điều kiện nào.
Nếu nồng độ P trong mẫu thấp không được bảo quản mẫu trong chai, lọ bằng
nhựa trừ khi được đông lạnh vì photphat có thể được hấp thu lên trên thành bình.
Tất cả các dụng cụ thủy tinh dùng phân tích P, được rửa bằng dung dịch HCl
loãng, nóng sau đó rửa lại bằng nước cất. Không bao giờ được rửa bằng các hóa chất
tẩy rửa thương mại có chưa photphat dễ gây sai số phân tích.
4500-P B. Chuẩn bị mẫu
1. Lọc sơ bộ
Lọc mẫu để xác định dạng tan của phopho hoạt động, dạng P có thể tan trong
axit, và tất cả dạng tan P có thể lọc qua màng 0,45 µm. Màng lọc thủy tinh có thể được
sử dụng để lọc sơ bộ với những mẫu khó lọc.
Ngâm màng lọc trong nước cất trước khi sử dụng để loại bỏ lượng vết P có thể
bám trên màng. Sử dụng một trong 2 kỹ thuật rửa sau: (a) Ngâm 50 bộ lọc trong 2L
nước cất trong 24h; (b) ngâm 50 bộ lọc trong 2L nước cất trong 1h, thay nước cất và
ngâm tiếp trong 3h. Màng lọc cũng có thể được rửa bằng cách cho chạy nhiều lần từng
phần nước cất 100ml qua màng. Quy trình này cần thường xuyên đánh giá với mẫu
trắng để chắc chắn rằng tính thống nhất của phương pháp rửa và của các bộ lọc khác
nhau.
2. Thủy phân axit sơ bộ
Dạng P có thể bị thủy phân bằng axit được đinh nghĩa là phần P ở giữa dạng P
hoạt động được xác định trong mẫu chưa xử lý và lượng photphat được xác định trong
mẫu đã được thủy phân bằng axit trung bình. Thông thường, nó bao gồm các dạng
photphat đặc như: pyro-, tripoly-, và dạng có khối lượng phân tử lớn như
hexametaphosphate. Ngoài ra, một số nguồn nước trong tự nhiên có chứa các hợp chất
P hữu cơ, chúng có thể được thủy phân về dạng photphat đơn dưới các điều kiện kiểm
tra. Poly photphat thông thường không được ghi nhận là dạng photpho hoạt động,
nhưng nó có thể được thủy phân về dạng photphat đơn bằng cách đun sôi với axit.
Sau khi thủy phân, xác định dạng photpho hoạt động bằng các phương pháp so
màu (C, D, hoặc E). Các yếu tố cản trở, độ chính xác, sai số và độ nhạy tùy thuộc vào
phương pháp sử dụng.
a) Thiết bị
Autoclave hoặc thiết bị đun chịu áp suất, có khả năng làm việc từ 98 – 137 kPa.
b) Hóa chất
1) Dung dịch chỉ thị Phenolphthalein
2) Dung dịch axit mạnh: Nhỏ giọt rất chậm 300 mL H2SO4 đặc vào 600 mL nước cất,
để lạnh, thêm 4.0 mL HNO3 đặc rồi định mức 1L.
3) NaOH 6M
c. Quy trình:
100 mL mẫu hoặc 100 mL mẫu đã pha loãng, thêm 0.05 mL (1 giọt)
Phenolphthalein. Nếu có màu đỏ, nhỏ từng giọt dung dịch axit mạnh tới khi mất màu
thì thêm tiếp 1mL axit mạnh vào.
Đung sôi nhẹ ít nhất 90 phút, thêm nước cất để giữ thể tích mẫu ở khoảng từ 25
– 50 mL. Một cách khác là làm nóng trong autoclave ở áp suất từ 98 – 137 kPa, trong
30’. Để lạnh, trung hòa bằng dung dịch NaOH 6M tới khi xuất hiện màu hồng nhạt,
sau đó dùng nước cất định mức thành 100 mL.
Chuẩn bị các cuvet chuẩn P bằng cách sử dụng một số chất chuẩn PO43- (xem
các phần C, D hoặc E) thông qua bước thủy phân. Không sử dụng mẫu PO43- chuẩn khi
chưa thủy phân, vì một số muối khi thủy phân có thể tăng cường độ màu.
Xác định P hoạt động trong các mẫu đã xử lý, sử dụng phương pháp C, D hoặc
E. Cho kết quả P tổng của cả photphat đơn và photphat kép có trong mẫu. Để tính
lượng P có thể thủy phân bằng axit, thì xác định P hoạt động trong mẫu khi chưa tiến
hành thủy phân, sử dụng các phương pháp so màu tương tự để xử lý mẫu, sau đó trừ
đi.
3. Phân hủy mẫu sử dụng Perchloric axit
a. Dụng cụ
1. Bếp đun: kích thước 30 x 50 cm
2. Khay bảo vệ
3. Kính bảo vệ
4. Bình nón, 125 mL, rửa bằng axit và rửa lại bằng nước cất
b. Hóa chất
1. HNO3 đặc
2. HClO4.2H2O, nồng độ 70 – 72 % HClO4.2H2O
3. NaOH 6M
4. Chỉ thị Methyl da cam
5. Chỉ thị Phenolphthalein
c. Quy trình
CHÚ Ý: Hỗn hợp HClO4 và tác nhân hữu cơ khi đung nóng có thể gây nổ dữ dội.
Tránh ngay hiểm này bằng các biện pháp phòng ngừa sau đây: (a) Không được cho
axit HClO4 vào dung dịch nóng chứa chất hữu cơ. (b) Phân hủy các mẫu chứa chất
hữu cơ bằng HNO3 trước sau đó mới phân hủy hoàn toàn bằng hỗn hợp HNO3 và
HClO4. (c) Không để HClO4 bay hơi trong tủ hút thông thường. Phải có các kết cấu
đặc biệt để bay hơi HClO4 hoặc có các thiết bị hạn chế bay hơi bằng thủy tinh kết nối
với bơm nước. (d) Không để mẫu phân hủy bằng HClO4 bay hơi đến cạn khô.
Chuyển mẫu có lượng lớn P (sẽ được phân tích theo phương pháp C, D hoặc E)
vào bình nón 125 mL. Axit hóa bằng HNO3 chỉ thị methyl da cam, thì thêm tiếp 5 mL
HNO3 đặc, bay hơi bằng hơi nóng hoặc đĩa nóng đến khi còn 15-20 mL.
Thêm 10 mL mỗi axit đặc HNO3 và HClO4 vào bình nón 125 mL, làm lạnh bình
giưa mỗi lần cho axit. Thêm một ít đá sôi, đung nóng trên đĩa nóng, bay hơi đến khi
thấy khói trắng của HClO4 xuất hiện. Nếu dung dịch không trong, đậy bình bằng nắp
kính đồng hồ và tiếp tục đun sôi dung dịch đến khi trong, nếu cần thiết thêm 10 mL
HNO3 để tăng khả năng oxy hóa.
Làm lạnh dung dịch phá mẫu, thêm 1 giọt phenolphthalein, thêm NaOH 6N đến
khi dung dịch chuyển hồng. Nếu cần thiết, lọc dung dịch đã trung hòa và rửa bằng
nước cất. Định mức tới 100 bằng nước cất.
Xác định PO43- -P có trong mẫu bằng phương pháp C, D hoặc E.
Chuẩn bị cuvet chuẩn có chứa một dãy nồng độ của PO43- đã qua bước phân
hủy. Không sử dụng mẫu chuẩn photphat khi chưa xử lý mẫu.
4. Phân hủy mẫu bằng H2SO4-HNO3
a. Thiết bị - dụng cụ
1. Khay phá mẫu (Digestion rack): Trong các thiết bị phá mẫu bằng điện hoặc gas,
khay phá mẫu giúp rút bớt hơi được khuyên dùng. Khay phá mẫu thường phù
hợp cho bình Micro-Kendal.
2. Bình Micro-Kendal
b. Hóa chất
1. H2SO4 đặc
2. HNO3 đặc
3. Chỉ thị phenolphthalein
4. NaOH 1N
c. Quy trình
Cho mẫu vào bình Micro-Kendal. Thêm 1 mL H2SO4 đặc và 5 mL HNO3 đặc.
Phân hủy tới thể tích của 1 mL và tiếp tục đến khi dung dịch không màu để loại bỏ hết
HNO3.
Làm lạnh và thêm khoảng 20 mL nước cất, 0.05 mL (1 giọt) chỉ thị
phenolphthalein, thêm dung dịch NaOH 1N đến khi dung dịch chuyển sang hồng nhạt.
Chuyển dung dịch trung hòa vào bình định mức 100 mL, có thể lọc nếu thấy dung dịch
có cặn lơ lửng hoặc bị đục. Định mức đến 100 mL.
Xác định P bằng phương pháp C, D hoặc E.
5. Phá mẫu bằng Persuldate
a. Dụng cụ
1. Đĩa nóng (hot plate): kích thước 30 x 50 cm.
2. Autoclave: Autoclave hoặc thiết bị chịu áp suất làm việc từ 98 – 147 kPa, đều
có thể làm việc trong đĩa nóng.
3. Muỗng thủy tinh: dùng để lấy tinh thể Persulfate
b. Hóa chất
1. Chỉ thị phenolphthalein
2. Dung dịch H2SO4: thêm cẩn thận 300 mL H2SO4 đặc vào khoảng 600 mL nước,
định mức 1L với nước cất.
3. Amoni persulfate, (NH4)2S2O8 rắn hoặc Kali persulfate, K2S2O8 rắn.
4. Dung dịch NaOH 1N.
c. Quy trình:
Sử dụng 50 mL hoặc một phần phù hợp của mẫu được trộn đều. Thêm 0.05 mL
(1 giọt) chỉ thị phenolphthalein, nếu dung dịch chuyển màu đỏ, thêm từng giọt H2SO4
đến khi mất màu. Sau đó thêm 1 mL H2SO4 và 0,4 g (NH4)2S2O8 hoặc 0,5 g K2S2O8.
Đun sôi nhẹ trên đĩa nóng từ 30 – 40 phút hoặc đến khi thể tích cuối cùng còn
lại 10ml. Hợp chất P hữu cơ ví dụ như AMP có thể cần từ 1,5 – 2h để phân hủy hoàn
toàn. Để lạnh, pha loãng đến 30 mL bằng nước cất, thêm 0.05 mL (1 giọt) chỉ thị
phenolphthalein, và trung hòa dung dịch đến khi có màu hồng nhạt bằng naOH.
Một cách khác, đun nóng 30’ trong autoclave hoặc nồi áp suất ở áp suất từ 98 –
137 kPa. Để lạnh, thêm 0.05 mL (1 giọt) chỉ thị phenolphthalein, trung hòa bằng
NaOH đến khi có màu hồng nhạt. Định mức tới 100 mL bằng nước cất. Với một số
mẫu có thể xuất hiện kết tủa trong bước này, nhưng không dược lọc. Mỗi lần pha
loãng tiếp theo phải lắc đều. Kết tủa (có thể là Canxi photphat) được hòa tan lại ở môi
trường axit khi phân tích P bằng phương pháp so màu. Xác định P bằng các phương
pháp C, D, hoặc E. Chuẩn bị mẫu chuẩn bằng chất chuẩn và được tiến hành phân hủy
mẫu theo quy trình persulfate.
4500-P C. Phương pháp so màu Axit Vanadomolybdophophoric
1. Tổng quan
a. Nguyên tắc
trong dung dịch orthophosphate, dưới điều kiện axit ammonium
molybdate phản ứng tạo thành dạng axit herteropoly và molybdophotphoric axit.
Khi có mặt vanadium tạo thành axit vanadomolybdophosphoric có màu vàng.
Cường độ màu này tỷ lệ với nồng độ photphat trong dung dịch.
b. Yếu tố ảnh hưởng:
Silica và asenate chỉ ảnh hưởng nếu mẫu bị đun nóng. Các anion gây ảnh
hưởng gồm: arsenate, fluoride, thorium, bishmuth, sulfide, thiosulfate,
thiocyanate, hoặc nồng độ molybdate quá cao. Màu xanh tạo bởi sắt không ảnh
hưởng tới kết quả nếu hàm lượng sắt nhỏ hơn 100mg/L. Sulfide gây ảnh hưởng
nhưng có thể loại bỏ bằng cách cho oxy hóa với nước Brôm.
Các ion sau không gây ảnh hưởng đến kết quả ngay cả khi nồng độ lên tới 1000
mg/L như là Al3+, Fe3+, Ca2+, Ba2+, Sr2+, Li2+, Na2+, K+, Cd2+, Mn2+, Pb2+, Hg+,
Hg2+, Sn2+, Cu2+, Ni2+, Ag+, U4+, Zr4+, AsO3-, Br-, CO3
2-, ClO4-, CN-, IO-
3, SiO4
4-,
NO3-, NO2
-, SO42-, SO2-
3, pyrophosphate, molybdate, tetraborate, selenate,
benzoate, citrate, oxalate, lacte, tartrate, formate, and salicylate. Nếu HNO3 được
dùng trong phương pháp, Cl- ảnh hưởng ở 75 mg/L.
C. Giới hạn phát hiện: giới hạn phát hiện nhỏ nhất của phương pháp là 0,2 mg
P/L trong cuvet 1cm.
2. Dụng cụ
a. Thiết bị đo màu: Yêu cầu một số thiết bị sau:
1) Dụng cụ đo quang, bước sóng từ 400 tới 490 nm
2) Lọc quang kế
Bước sóng khác nhau cho độ nhạy màu khác nhau, bởi vì độ
nhạy thay đổi 10 lần với bước sóng 400 tới 490 nm. Sắt là nguyên
nhân ảnh hưởng ở bước sóng thấp, cụ thể ở 400 nm. Do vậy bước 470
nm thường dùng. Khoảng nồng độ P tuyến tính của phương pháp ứng với
các bước sóng khác nhau được miêu tả như bảng dưới:
Nồng độ P
mg/L
Bước sóng
nm
1.0 – 5.0 400
2.0 - 10 420
4.0 – 18 470
b. Dung dịch axit rửa dụng cụ thủy tinh (dd rửa): Dùng dd rửa khi nồng độ P cần
xác định thấp. Các dụng cụ thường bị nhiễm bẩn P vì chúng thường hấp thụ trên
bề mặt dụng cụ thủy tinh. Tránh dùng các sản phẩm tẩy rửa thương mại chứa
phosphate. Làm sạch toàn bộ dụng cụ thuỷ tinh bằng dung dịch HCl nóng và
tráng kỹ với nước cất. Tốt nhất nên dự trữ dụng cụ thuỷ tinh cho việc xác định
Phosphate, và sau khi dùng, rửa và đổ đầy nước cho tới khi cần dùng. Nếu làm
như vậy, xử lý axit chỉ đôi khi yêu cầu.
c. Dụng cụ lọc và giấy lọc: Whatman No.42 hoặc tương đương
3. Hóa chất
a. Chỉ thị Phenolphthalein
b. Axít clohydric, HCL 1+1. H2SO4, hoặc HNO3 có thể thay thế cho HCl.
Nồng độ axit trong phân tích không quy định nhưng nồng độ axit trong
mẫu cuối cùng nên là 0,5N.
c. Than hoạt tính, Darco G60 hoặc tương đương, loại bỏ bộ mịn bằng
cách rửa qua với nước cất.
d. Thuốc thử Vanadate-molybdate:
1) Dung dịch A: Hoà tan 25 g ammonium molybdate,
(NH4)6Mo7O24.4H2O, trong 300 mL nước cất.
2) Dung dịch B: Hoà tan 1,25 g ammonium metavanadate, NH4VO3
trong 300 mL nước cất, đung tới sôi. Làm lạnh và thêm 330 mL
HCl đặc.
3) Làm lạnh dung dịch B về nhiệt độ phòng, rót từ từ dung dịch A và
dung dịch B trộn đều và định mức tới 1L.
e. Dung dịch phosphate chuẩn: Hoà tan trong nước cất 219,5 mg
anhydrous KH2PO4 và định mức 1000 mL; 1.,00 mL = 50.0 µg PO43—
P/L.
4. Quy trình
a. Điều chỉnh pH của mẫu: Nếu pH của mẫu cao hơn 10, thêm 0,005 mL
(1 giọt) chất chỉ thị phenolphthalein vào 50,0 mL mẫu và làm mất
mầu đỏ bằng dung dịch 1 + 1 HCl trước khi định mức tới 100 mL.
b. Loại bỏ màu của mẫu: Loại bớt màu trong mẫu bằng cách lắc khoảng
50 mL với 200 mg than hoạt tính trong bình nón trong 5 phút và lọc
loại bỏ than. Kiểm tra photphat trong từng lô than hoạt tính, bởi mỗi lô
có độ tinh khiết khác nhau.
c. Tạo màu cho mẫu: Lấy 35 mL mẫu hoặc nhỏ hơn, có chứa 0,05 tới 1,0
mg P, trong bình định mức 50 ml. Thêm 10 mL thuốc thử vanadate-
molybdate và định mức tới vạch. Chuẩn bị một bình với 35 mL nước
cất thay cho mẫu làm mẫu trắng. Sau 10 phút hoặc lâu hơn, đo độ hấp
thụ quang của mẫu trắng ở tần bước sóng từ 400 đến 490 nm, tuỳ theo
độ nhạy yêu cầu. Màu bền trong nhiều ngày và cường độ màu không bị
ảnh hưởng bởi nhiệt độ phòng.
d. Xây dựng đường chuẩn: Xây dựng đường chuẩn bẳng cách sử dụng
thể tích phù hợp của mẫu phosphate chuẩn và làm như như phần 4c.
Khi lượng ion sắt thấp đủ để không gây ảnh hưởng, vẽ đồ thị liên hệ
giữa độ hấp phụ quang và nồng độ P. Giới hạn cho phép tùy từng
phương pháp. Phân tích ít nhất một mẫu chuẩn với mỗi đợt phân tích
mẫu.
5. Tính toán
6. Sự chính xác và độ sai lệch
Xem bảng 4500-P:I.
4500-P D. Phương pháp thiếc clorua
1. Tổng quan
a. Nguyên tắc: axit molybdophosphoric được tạo thành và bị khử mạnh bởi
thiếc clorua đến khi có màu xanh molybdenum. Phương pháp này nhạy
hơn phương pháp C và giới hạn đo đến 7 µg P/L bằng cách tăng chiều
dày cuvet. Khi nồng độ dưới 100 µg P/L sử dụng phương pháp chiết để
tăng độ nhạy và giảm yếu tố ảnh hưởng.
b. Sự ảnh hưởng: Xem phần 4500-P.C1b.
c. Nồng độ thấp nhất có thể phát hiện được: Nồng độ thấp nhất có thể phát
hiện được khoảng 3 µg P/L. Độ nhạy tại 0,3010 và thay đổi ở 0,009.
2. Dụng cụ
Giống dụng cụ yêu cầu ở Phương pháp C, ngoại trừ pipet bầu khi
sử dụng có sử dụng phương pháp chiết. Sử dụng bước sóng ở 625 nm khi
đo phần chiết benzene-isobutanol và ở 690 nm cho dung dịch. Nếu công
cụ không đo được ở 690 nm, dùng bước sóng 650 nm cho dung dịch, đến
mức độ nào đó giảm độ nhạy và sự chính xác.
3. Thuốc thử
a. Phenolphthalein
b. Axit mạnh: Chuẩn bị chính xác ở phần 4500-P.B.2b2.
c. Ammonnium molydate I: Hoà tan 25 g (NH4)6Mo7O24.4H2O trong 175 mL
nước cất. Tiếp theo, thêm 280 mL H2SO4 đặc tới 400 mL nước cất. Làm
mát, thêm dung dịch molybdate, và thêm tới 1 L.
d. Thuốc thử clorua thiếc I: Hoà tan 2,5 g SnCl2.2H2O tươi trong 100 mL
glycerol. Đun cách thủy và khuấy bằng đũa thuỷ tinh đến khi hòa tan hoàn
toàn. Thuốc thử bền không phụ thuộc vào phương pháp cũng không phụ
thuộc vào nơi cất giữ.
e. Dung dịch photphat chuẩn: Chuẩn bị chính xác như Phần 4500-P.C.3e.
f. Hóa chất chiết:
1) Dung môi benzen-isobuatanol: Trộng đều thể tích benzen và cồn
isobutyl (CHÚ Ý: Dễ cháy)
2) Thuốc thử ammonium molybdate II: Hoà tan 40,1 g
(NH4)6Mo7O24.4H2O trong khoảng 500 mL nước cất. Từ từ thêm 396
mLthuốc thử ammonium molybdate I. Làm mát và định mức đến 1 L.
3) Dung dịch Alcoholic sulfuric axit: Cẩn thận, thêm 20 mL H2SO4 đặc
vào 980 mL methyl alcohol, sau đó trộn đều.
4) Thuốc thử stannous chloride loãng II: Trộn 8 mL thuốc thử stannous
chloride I với 50 mL glycerol. Thuốc thử này ổn định ít nhất 6 tháng.
4. Quy trình
a. Xỷ lý mẫu sơ bộ: 100 mL mẫu chứa không nhiều hơn 200 µ P và không
có màu và đục, thêm 0,05 mL (1 giọt) chất chỉ thị phenolphthalein. Nếu
mẫu chuyển sang màu hồng, thêm nhỏ giọt dung dịch axit mạnh đến mất
màu. Nếu nhiều hơn 0,25 mL (5 giọt), lấy lượng mẫu ít hơn và định mức
tới đủ 100 mL bằng nước cất sau khi đã làm mất màu hồng bằng axit.
b. Sự tạo màu: Thêm, trộn đều sau mỗi khi cho thuốc thử vào, 4,0 mL thuốc
thử molybdate I và 0,5 mL (10 giọt) thuốc thử stannous chloride I. Tỉ lệ
màu và cường độ màu phụ thuộc và nhiệt độ của dung dịch cuối cùng,
tăng 1oC cường độ màu tăng khoảng 1% màu. Từ đó, giữ mẫu, chuẩn, và
thuốc thử trong pham vi ± 2oC ở khoảng nhiệt độ từ 20 đến 30oC.
c. Đo màu: Sau 10 phút, nhưng trước 12 phút, dùng thời gian giữa các lần
như nhau trong tất cả những lần xác định, đo màu tại 690 nm và so sánh
với một Cuvet chuẩn, sử dụng nước cất làm mẫu chuẩn. Độ dầy cuvet phù
hợp cho khoảng nồng độ như sau:
Khoảng
nồng độ P
mg/L
Độ dầy
cuvet
cm
0,3 – 2
0,1 – 1
0,007 –
0,2
0,5
2
10
Luôn luôn chạy mẫu trắng và thuốc thử với nước cất. Bởi vì đầu
tiên màu tăng dần từng mức và sau đó mất dần, giữ cho thời gian bằng
nhau giữa các lần cho mẫu và chuẩn. Chuẩn bị ít nhất một chuẩn với từng
đợt mẫu hoặc mỗi ngày thực hiện phân tích. Mẫu Cuvet chuẩn có thể
chệch khỏi đường thẳng với nồng độ cao hơn 0,3 ở nồng độ 2,0 mg/L
d. Chiết: Khi cần tăng độ nhạy hoặc hoặc các yếu tố gây cản trở vượt quá
tiêu chuẩn cần chiết photphat theo quy trình sau: Lấy 40 mL mẫu, hoặc
một dung tích pha loãng vào phễu chiết 125 mL. Thêm 50,0 mL dung môi
benzene-isobutanol và 15,0 mL thuốc thử molybdate II. Đóng phễu lại và
lắc mạnh trong 15 s. Nếu có phophat đặc, cần chờ thời gian để chuyển
thành orthophosphate. Mở nút và lấy 25,0 mL ra khỏi hỗn hợp bằng pipet
bầu. Chuyển vào bình định mức 50 mL, thêm 15 – 16 ml dung dịch
alcoholic H2SO4, lắc xoay, thêm 0,50 mL (10 giọt) thuốc thử thiếc clorua
II, lắc tiếp và định mức tới vạch bằng alcoholic H2SO4. Trộn đều, sau 10
phút nhưng trước 30 phút tiến hành đọc kết quả hấp thụ quang ở bước
sóng 625 nm. Dùng 40 mL nước cất làm mẫu trắng và cũng tiến hành các
quy trình như trên. Xây dựng đường chuẩn từ các dung dịch chuẩn P và
cũng tiến hành theo quy trình như trên.
5. Tính toán
a. Theo phương pháp trực tiếp
b. Theo phương pháp chiết
6. Độ chính xác và sai số
Xem bảng 4500-P:I
4500-P E. Phương pháp Ascorbic Axit
1. Thảo luận chung
a. Nguyên lý của phương pháp
Amoni molybdate và kali antimon tartrate phản ứng với PO43- trong môi trường
axit trung bình để tạo ra dạng heteropoly acid—phosphomolybdic acid. Axit này khử
rất mạnh molybden tạo màu xanh bằng axit ascorbic.
b. Yếu tố ảnh hưởng
Arsenates (As V) phản ứng với molydate tạo màu xanh tương tự như màu xanh
tạo với PO43-. Nồng độ 0.1 mg As/L đã gây ảnh hưởng tới phương pháp xác định PO4
3-.
Cr (VI) và NO2- ảnh hưởng tới khoảng 3% ở nồng độ thấp hơn 1 mg/L và ảnh hưởng
khoảng 10-15% khi nồng độ ở 10 mg/L. Sulfide (Na2S) và silicate không gây ảnh
hưởng khi nồng độ từ 1 – 10 mg/L.
c. Giới hạn thấp nhất có thể xác định được: xấp xỉ 10 µg P/L. Giới hạn phát hiện được
miêu tả chi tiết theo bảng sau:
Khoảng giới hạn xác
định P (mg/L)
Chiều dày curvet (cm)
0,30 – 2,0
0.15-1.30
0.01-0.25
0.5
1.0
5.0
2. Dụng cụ
a. Thiết bị đo quang (so màu)
b. Dung dịch axit rửa dụng cụ thủy tinh: như phần 4500-P.C.2b.
3. Hóa chất
a. H2SO4 5N: pha loãng 70 mL H2SO4 đặc tới 500 mL bằng nước cất
b. Dung dịch Kali antimon tartrate: hòa tan 1,3715g K(SbO)C4H4O6.1/2H2O trong 400
mL nước cất tron bình định mức 500 mL, sau đó định mức tới vạch, Đựng trong bình
thủy tinh kín.
c. Dung dịch Amoni molybdat: hòa tan 20 g (NH4)6Mo7O24.4H2O trong 500 mL nước
cất. Đựng trong bình thủy tinh kín.
d. Acobic axit, 0,1M: hòa tan 1,76g Acobic axit trong 100 mL nước cất, dung dịch bền
trong 1 tuần khi giữ ở 4oC.
e. Hỗn hợp thuốc thử: Trộn các chất trên theo tỉ lệ như sau ứng với 100 mL hỗn hợp
thuôc thử: 50 mL 5N H2SO4, 5 mL dung dịch Kali antimon tartrate, 15 mL dung dịch
amoni molybdat, và 30 mL dung dịch axit Acobic. Lắc đều dung dịch mỗi khi thêm 1
chất mới vào bình. Để các thuốc thử về đến nhiệt độ phòng trước khi trộn chúng theo
công thức trên. Nếu thầy hỗn hợp bị đục, lắc và để yên trong vài phút đến khi dung
dịch trong suốt trước khi sử dụng. Thuốc thử chỉ bền trong 4h.
f. Dung dịch photphat (PO43-) gốc: xem phần 4500-P.C.3e
g. Dung dịch photphat chuẩn: pha loãng 50 mL dung dịch photphat gốc trong 1000 mL
nước cất; được dung dịch 1,00 mL = 2,5 µg P (2,5 ppm P/L).
4. Quy trình
a. Xử lý mẫu
lấy 50 mL mẫu vào ống nghiệm khô, sạch hoặc bình nón 125 mL. Thêm 0.0 5mL (1
giọt) chỉ thị phenolphthalein. Nếu có màu đỏ thì dùng H2SO4 5N thêm từng giọt đến
khi hết màu. Thêm 8 mL hỗn hợp thuốc thử, lắc trộn đều. Sau 10 phút nhưng không
quá 30 phút, đem đo kết quả ở bước sóng 880 nm. Mẫu trắng so sánh gồm nước cất và
các thuốc thử như trên.
b. Hiệu chỉnh nếu mẫu bị đục hoặc có màu ảnh hưởng
Màu nước tự nhiên không gây ảnh hưởng ở bước sóng dài sử dụng. Để màu tốt hơn
hoặc với nước đục, chuẩn bị mẫu trắng bằng cách thêm các thuốc thử ngoại trừ axit
acobic và kali antimon tartrate trong mẫu. Trừ độ hấp thụ qua của mẫu trắng trong mỗi
mẫu đo.
c. Lập đường chuẩn
Chuẩn bị 6 mẫu chuẩn theo khoảng nồng độ như phần 1c ở trên, và dùng nước cất
được cho đầy đủ các thuốc thử như trên làm mẫu trắng. Ghi kết quả hấp thụ qua thu
được, cùng với nồng độ P xây dựng đường thẳng qua gốc tọa độ. Kiểm tra ít nhất một
mẫu photphat chuẩn với mỗi đợt phân tích mẫu.
5. Tính toán
mg P/L
6. Độ chính xác và sai số
Độ chính xác và sai số được đưa ra trong bảng 4500-P:I dành cho phương pháp cũ
trong ấn bản thứ 13. Phương pháp hiện tại khác ở tỉ lệ thuốc thử, ngoài ra không có
dung môi và điều kiện axit. Phương pháp này được đem đối chiếu độ chính xác và sai
số với phương pháp cũ với cả 2 mẫu nước cất và nước sông biết nồng độ P là 228 µg
P/L, kết quả như bảng 4500-P:II
