BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM Tp.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÀI GIẢNG
PHÂN TÍCH NƯỚC
02/2012
Chương 1: Đại cương về phân tích chất lượng nước
1.1. Phân loại nguồn nước sử dụng trong công nghiệp thực phẩm
Trong công nghiệp thực phẩm, nước hầu như hiện diện trong hầu hết các quá
trình công nghệ. Cụ thể nước có thể có các vai trò sau:
 Nguyên liệu chế biến: thường sử dụng là loại nước đạt tiêu chuẩn cho ăn
uống.
 Tham gia vào các quá trình vận chuyển, xử lý nguyên liệu và sử dụng trong
lò hơi: thường sử dụng các loại nước đạt tiêu chuẩn dùng cho sinh hoạt.
1.2. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu nước
Các mẫu được lấy phải có tính chất đại diện nhất và cần phải chú ý sao cho
mẫu không bị thay đổi trong khoảng thời gian lấy mẫu đến khi phân tích. Lấy mẫu
từ các hệ nhiều pha như nước chứa chất rắn lơ lửng hoặc chất lỏng hữu cơ không
trộn lẫn có thể có những vấn đề đặc biệt.
Khi lập chương trình lấy mẫu cần phải xác định rõ các mục tiêu vì các mục
tiêu này là yếu tố cơ bản để xác định vị trí lấy mẫu , tần xuất lấy mẫu , thời gian lấy
mẫu , phương pháp lấy mẫu , cách sử lý mẫu và yêu cầu phân tích. Cần phải lập
bảng các thong số quan tâm một cách chi tiết , kết quả rõ ràng đồng thời nêu các
phương pháp áp dụng .
Thông thường , cần lập chương trình lấy mẫu và phân tích mẫu sơ bộ trước khi
xác định mục tiêu . Điều quan trọng là phải chú ý đến tất cả các số liệu liên quan
cuả các chương trình thực hiện trước đó ở cùng địa điểm hoặc địa điểm tương tự và
những thông tin khác về các điệu kiện ở địa điểm đó . Thời gian và kinh phí cho
việc lập chương trình lấy mẫu thường được tính toán để đảm bảo thu được các
thông tin cần thiết một cách có hiệu quả và kinh tế.

thủy sinh trong vùng nước hoặc vùng cặn đáy.
 Để nghiến cứu hiệu ứng tự tách , sự điều hòa của song và sự chuyển hành
trình nước tự nhiên
 Để đánh giá sự thay đổi về chất lượng nước trong hệ thống phân phối nước.
Những thay đổi này có thể do nhiều nguyên nhân .
1.2.3. Những điểm chú ý khi lấy mẫu
1-Lập chương trình lấy mẫu: tùy theo mục tiêu cần đạt được , mẫu có thể được
lấy từ những điểm riêng lẻ đến toàn bộ vùng nước.
2-Xác định điểm lấy mẫu:xác định điểm lấy mẫu phải đảm bảo lấy mẫu so sánh
vào thời gian khác. Trên các dòng sông , trong nhiều trong nhiều tình huống điểm
lấy mẫu có thể xác định chắc chắn khi so với các mốc trên bờ. Trên cửa sông không
có cây cối và bờ biển , điểm lấy mẫu có thể được đánh dấu bằng cách dùng các vật
tĩnh. Khi lấy mẫu bằng thuyền , cần dùng máy định vị.
3-Đặc tính của dòng chảy: tốt nhất là mẫu cần được lấy ở nơi có dòng xoáy
cuộn , nơi chất lỏng được trộn đều và có thể thì tạo xoáy trên dòng chảy. Điều này
không áp dụng khi lấy mẫu để xác định khí hòa tan và vật liệu dễ bay hơi vì nồng
độ của chúng bị thay đổi bởi cuộn xoáy .
4-Lấy mẫu từ ống dẫn: chất lỏng cần được bơm qua ống có kích thước phù hợp
để duy trì đặc tính chảy xoáy ( ví dụ như lấy mẫu chất lỏng không đồng nhất ,
đường kính ống tối thiểu 25mm ) . Không nên lấy mẫu ở đoạn ống nằm ngang.
5-Bản chất chất lỏng:chất lỏng có thể là loại ăn mòn , cần lưu ý đến khả năng ăn
mòn của thiết bị. Luôn ghi nhớ rằng khi lấy mẫu trong thời gian ngắn không cần
thiết sử dụng những thiết bị chống ăn mòn đắt tiền.
6-Lấy mẫu để xác định chất rắn lơ lửng: chất rắn có thể được phân bố bất kỳ
theo độ sâu của chất lỏng . Cần khuấn trộn đều . Tốc độ chảy đều là đủ để tạo ra
xoáy và mẫu cần lấy trong điều kiện đẳng tốc . Nếu không, cần lấy một loạt mẫu
theo chiều ngang của dòng chảy . Phải nhớ rằng sự phân bố của chất rắn lơ lửng có
thể thay đổi trong thời gian lấy mẫu.
7-Ảnh hưởng của điều kiện khí hậu: điều kiện khí tượng thay đổi có thể dẫn
đến thay đổi mạnh mẽ về chất lượng nước.Những thay đổi như vậy phải được ghi

• Dễ kiếm và giá rẻ
Nếu bình dùng bằng chất dẻo để lấy mẫu nước thải ngoại trừ một số trường hợp đặc
biệt như lấy mẫu để phân tích
• Dấu mỡ
• Hydrocacbon
• Các chất tẩy rửa
• Thuốc trừ sâu
2- Các loại thiết bị lấy mẫu
2.1-Thiết bị lấy mẫu thủ công
Thiết bị lấy mẫu nước thải đơn giản nhất là xô hoặc bình rộng miệng buộc vào
một cái cán có độ dài thích hợp . Thể tích không nên nhỏ hơn 100ml . Khi các mẫu
lấy thủ công dùng đễ chuẩn bị mẫu tổ hợp thì thể tích của xô, bình cần phải chính
xác đến 5%. Lấy mẫu thủ công có thể dùng bình Kêmmrer,bình này là một ống có
dung tích từ 1 đến 3 lít và 2 đầu đều có nắp. Thiết bị lấy mẫu thủ công phải làm
bằng vật liệu trơ, không gây ảnh hưởng đến phân tích sau này.
Trước khi lấy mẫu , thiết bị phải được làm sạch bằng chất tẩy rửa và nước.
Thiết bị lấy mẫu có thể được tráng bằng chính nước cần lấy ngay trước khi lấy mẫu,
điều đó làm giảm khả năng gây sai số khi phân tích . Lưu ý khi lấy mẫu để phân tích
dầu mỡ hoặc phân tích vi sinh vật thì không được tráng bằng nước cần lấy.
2.2- Thiết bị lấy mẫu tự động
Nhiều thiết bị lấy mẫu có thể cho phép tự động lấy mẫu liên tục hoặc hang
loạt.Chúng thường dẽ mang và có thể dùng để lấy mẫu mọi loại nước thải.
1.2.6. Cách lấy mẫu
1-Nơi lấy mẫu:
Trong mọi trường hợp , địa điểm lấy mẫu được chọn phải đại diện cho dòng
nước thải cần kiểm tra. Để chọn các địa điểm lấy mẫu ở cống thải , trước tiên phải
nghiên cứu kĩ hệ thống cống trên bản vẽ. Sau đó là kiểm tra thực địa, vị trí lấy mẫu
là đại diện đối với mục đích lấy mẫu.
1.1- Lấy mẫu ở cống ,rãnh và hố ga:
Trước khi lấy mẫu cần dọn sạch địa điểm đã chọn để loại bỏ các cặn , bùn , các

1.3- Lấy mẫu trên bề mặt nước
Khi lấy nước trên bề mặt để thu thập thông tin về các chất nổi và nhũ hóa cần
dùng bình miệng rộng.
2- Tần số và thời gian lấy mẫu:
Nồng độ các chất cần xác định trong một dòng thải biến động do những thay
đổi hệ thống và ngẫu nhiên. Do đó, phân tích nước phải dựa trên các mẫu lấy ở
những khoảng thời gian đều đặn trong một chu kỳ nào đó. Số mẫu cần lấy trong
mỗi chu kỳ kiểm tra phải dựa trên cơ sở kỹ thuật thống kê.
3- Các loại mẫu
3.1- Mẫu bất kỳ hay mẫu cá biệt
Khi mẫu được lấy vào một thời điểm , ở một vị trí nhất định , nói cho đúng mẫu ấy
chỉ thể hiện được chất lượng nguồn vào thời điểm và tại vị tri đó mà thôi. Tuy
nhiên, các thông số liên quan và các khu vực khảo sát được biết rõ trong suốt thời
gian tiếp cận , chất lượng mẫu lúc đó được xem như khả năng tiêu biểu cho nguồn
trong khoảng thời gian đó hoặc cũng có thể bao gồm cho cả khu vực đó hoặc cùng
lúc bao gồm cả hai yếu tố trên chứ không riêng một.Trong trường hợp trên , mẫu
bất kỳ cũng có thể đại diện đặc tính cho dòng chảy một cách hoàn hảo , thí dụ như
với nguồn nước cấp , nước mặt . Đôi lúc , phương pháp lấy mẫu bất kỳ củng được
áp dụng cho cả nước thải.
Đối với nguồn được biết rõ là chất lượng liên tục thay đổi theo thời gian, những
mẫu cá biệt được lấy trong từng khoảng thời gian thích hợp và phân tích riêng sẽ
cho dữ liệu về những biến đổi trong phạm vi giới hạn. Trong một hệ thống giám
sát , chu kỳ lấy mẫu có thể vượt trên cả tháng khi nghiên cứu các chuyển biến trong
mùa . Trường hợp chất lượng mẫu thay đổi theo thời gian , mẫu sẽ được chọn ở một
thời điểm thích nghi.
Đối với chất mùn , bùn và nước thải , bùn ven bờ cần phải cân nhắc khi chọn
phương pháp lấy mẫu.Không thể đề nghị một phương pháp lấy mẫu hữu hiệu cho
tất cả các mẫu, nhưng phải thật thận trọng để lấy mẫu cho phù hợp với mục đích cần
thiết.
3.2-Mẫu hỗn hợp

1.2.7. Phương thức bảo quản mẫu
Phương thức bảo quản mẫu nước theo chỉ tiêu phân tích được trình bày trong
bảng:
Chỉ tiêu phân tích Phương thức bảo quản Thời gian tồn trữ tối đa
Độ cứng(hardness) Không cần thiết
Calci (ca
2+
) Không cần thiết
Cloride (Cl
-
) Không cần thiết
Floride (F
-
) Không cần thiết
Độ dẫn điện 4
0
C 28 giờ
Độ acid, độ kiềm 4
0
C 24 giờ
Mùi 4
0
C 6 giờ
Màu 4
0
C 48 giờ
Sulphate 4
0
C; pH < 8 28 ngày
H

,pH<2,4
0
C 24 giờ
N-NH
3
4
0
C 7 ngày
N-NO
2
; N-NO
3
H
2
SO
4
,pH<2,4
0
C Phân tích ngay
Phosphate 4
0
C 48 giời
Fe ,Mn HNO
3
,pH<2,4
0
C 6 tháng
Cách bảo quản và thời gian lưu trữ trê chỉ có tính hướng dẫn, việc phân tích
thực hiện càng sớm càng tốt. Lưu ý hoạt động của vi sinh vật cũng làm ảnh hưởng
nhiều đến tính chất mẫu nước trong thời gian tồn trữ.

điều kiện xác định thì Cu kim loại sẽ được tách ra và bám trên catot Platin trơ đối
với dung dịch (và đã được cân trước). Dựa vào lượng cân của catot sẽ xác định
được hàm lượng của Cu trong hợp kim. (Phương pháp điện trọng lượng)
1.3.1.2. Phương pháp kết tủa
Kết tủa định luợng cấu tử cần xác định bằng các phương pháp hóa học dưới
dạng hợp chất ít tan có thành phần xác định nghiêm ngặt. Kết tủa tách ra được rửa,
sấy hay đem nung và được cân trên cân phân tích.
Cần phân biệt dạng kết tủa và dạng cân.
Dạng kết tủa là dạng chất cần xác định được kết tủa. Còn dạng cân là dạng
chất cần xác định được cân.
Ví dụ: Khi xác định ion SO
4
2-
bằng phương pháp trọng lượng, kết tủa chúng
bằng ion Ba
2+
SO
4
2-
+ Ba
2+
= BaSO
4
↓
chất cần xác định dạng kết tủa dạng cân
Trong một số trường hợp dạng cân và dạng kết tủa khác nhau
2Fe
3+
+ OH
-

2
+ 2NaOH → Na
2
CO
3
+ H
2
O
Phương pháp gián tiếp: Trong phương pháp này là xác định phần còn lại của
chất sau khi đã tách hoàn toàn chất cần xác đinh. Hiệu số trước và sau khi cất chất
cần xác định ra sẽ tính được chất cần xác định.
Ví dụ: Tính BaCl
2
.2H
2
O
BaCl
2
.2H
2
O sấy khô → BaCl
2
+ H
2
O ↑
Những ưu điểm và nhược điểm của phương pháp:
- Xác định độ chính xác cao đạt tới 0,01 – 0,005 % vượt xa độ chính xác của
chuẩn độ
- Xác định được nhiều kim loại (cation) và các á kim (anion), các thành phần
của hợp kim, quặng, silicat

2
O
3
trong dung dịch phân tích theo khối lượng của Fe
đã được tách ra. Ta có F = M
Fe2O3
/ 2M
Fe
Trong công thức tính F, tử số là chất cần xác định, mẫu là dạng cân.
1.3.2. Phương pháp thể tích
Điểm tương đương: sự chuẩn độ đạt tới điểm tương đương là khi tại điểm đó
lượng chất chuẩn thêm vào tương đương hóa học với lượng chất phân tích có trong
mẫu.
Điểm tương đương là một điểm lý thuyết, không thể xác định bằng thực
nghiệm.
Điểm kết thúc
Là thời điểm gây ra sự biến đổi tính chất vật lý hay sự đổi màu của chất chỉ
thị. Thường có sự sai biệt về thể tích hay khối lượng giữa điểm tương đương và
điểm kết thúc, người ta gọi là sai số trong chuẩn độ. Trong các phương pháp phân
tích thể tích, sai số trong chuẩn độ E
t
được xác định: E
t
= V
eq
- V
fin
V
eq
: thể tích lý thuyết của thuốc thử cần thiết để đạt đến điểm tương đương

với sự trao đổi electron giữa 2 chất: một chất cho electron và một chất nhận
electron.
- Phương pháp kết tủa: căn cứ trên các phản ứng giữa chất cần định lượng và
thuốc thử tạo ra hợp chất ít tan.
- Phương pháp tạo phức: dựa vào phản ứng tạo phức. Phương pháp complexon
được sử dụng phổ biến dùng định lượng các ion kim loại như định lượng Ca,
Mg trong nước với thuốc thử là EDTA.
Kỹ thuật chuẩn độ
Kỹ thuật chuẩn độ trong phương pháp thể tích nói chung rất đơn giản. Kỹ
thuật thường chỉ cần đo thể tích của các dung dịch với những dụng cụ chính xác
như pipet, buret, bình định mức. Các dụng cụ kém chính xác hơn như ống đong
chỉ dùng để lấy thể tích thuốc thử và dùng để điều chỉnh môi trường phản ứng.
Các phương pháp được dùng trong phân tích thể tích là phương pháp trực
tiếp và phương pháp gián tiếp.
- Chuẩn độ trực tiếp: phương pháp chuẩn độ đơn giản nhất là từ buret đã hiệu
chỉnh chính xác, người ta nhỏ từng giọt dung dịch chuẩn B vào một thể tích
xác định chính xác dugn dịch hay một lượng cân các định chất A đã hòa tan
trong dung môi thích hợp. Khi phản ứng kết thúc, biết lượng dung dịch
chuẩn B dùng để phản ứng với chất cần định lượng A thì có thể tính hàm
lượng chất A.
Chuẩn độ trực tiếp thường dùng để định lượng một acid bằng một base hay
ngược lại.
- Chuẩn độ gián tiếp: người ta dùng phương pháp này khi chất cần định lượng
không phản ứng với dung dịch chuẩn nên cần có một chất trung gian.
- Chuẩn độ ngược hay chuẩn độ thừa trừ: chuẩn độ này áp dụng trong trường
hợp không thể thực hiện chuẩn độ trực tiếp. Người ta thêm một thể tích chính
xác, dư dung dịch chuẩn B vào một thể tích xác định dung dịch hoặc một
lượng cân xác định A đã hòa tan vào dung môi thích hợp. Khi phản ứng kết
thúc, lượng dư thuốc thử B không tham gia phản ứng được chuẩn độ bằng
dung dịch thuốc thử hỗ trợ khác, đã biết nồng độ chính xác. Thể tích thuốc

. Để tính nồng
độ của chất A, áp dụng quy tắc hợp thức: V
A
.N
A
= V
B
.N
B
Nồng độ chất A được suy ra từ công thức:
.
.
A
BB
A
V
NV
N
=
Từ nồng độ xác định, tính được:
- Hàm lượng g/l P(g/l) = N
A
x E
A
E
A
: đương lượng gam của chất cần định lượng
- Hàm lượng tính theo %
100
.

H
2
SO
3
1,8 7,2 Tartric 2,5 4,2
H
3
PO
4
2,1 7,2 12,4 Citric 3,1 4,8 6,4
HF 3,2 Formic 3,8
HNO
2
3,3 Lactic 3,9
H
2
CO
3
6,4 10,3 Bezoic 4,2
H
2
S 7,0 13,8 Acetic 4,7
H
3
BO
3
9,1 12,7 13,8 Phenol 9,9
HCN 9,4
Định lượng acid yếu trong nước
Khi định lượng các acid mạnh thẳng có trọng lượng phân tử hơi cao như các

chất khác đều đóng vai trò là chất khử của permanganat, do vậy thường sử dụng để
định lượng các chất khử.
b. Vai trò của pH
- Trong môi trường acid: Mn
7+
+ 5e → Mn
2+
- Trong môi trường trung tính hay kiềm:
+ Trong môi trường trung tính hay kiềm yếu, khả năng oxy hóa yếu hơn.
Mn
7+
+ 3e → Mn
4+
+ Trong môi trường kiềm mạnh, khả năng oxy hóa còn yếu hơn nữa.
Mn
7+
+ e → Mn
6+
- Trong môi trường trung tính hay kiềm, phản ứng kém lặp lại hơn trong môi
trường acid, sự oxy hóa ngừng ở những giai đoạn khác nhau và sản phẩm có
màu do đó cần sử dụng kỹ thuật chuẩn độ thừa trừ khi muốn thực hiện trong
môi trường này. Thực tế hay sử dụng môi trường acid để chuẩn độ bằng
phương pháp permanganat.
c. Acid được sử dụng trong phép xác định KMnO
4
- HCl: không thể dùng vì MnO
4
-
có thể oxy hóa Cl
-

này trong một lít nước đã đun sôi
trước. Bảo quản dung dịch trong lọ sạch và để vài ngày trước khi thực hiện
chuẩn độ lại. Trong khoảng thời gian này những chất hữu cơ đã bị oxy hóa thì
nồng độ của dung dịch giảm nhẹ. Khi tất cả những chất hữu cơ đã bị oxy hóa thì
nồng độ dung dịch hầu như bền vững. Lọc qua bông thủy tinh hay phễu thủy
tinh xốp. Dịch lọc được chứa trong những chai thủy tinh màu vì ánh sáng xúc
tác sự phân hủy permanganat. Khi sử dụng, xác định lại nồng độ bằng dung dịch
acid oxalic.
Bảo quản: để tránh ánh sáng hoàn toàn vì ánh sáng xúc tác sự phân hủy
permanganat.
Ưng dụng định lượng bằng phép đo permanganat
Định lượng các hợp chất vô cơ
Định lượng muối Fe(II)
Fe(II) có tính khử trong thực tế hay sử dụng muối Mohr Fe
2+
→ Fe
3+
Định lượng muối Fe(III)
Phải khử ion Fe
3+
trước với một lượng thừa thuốc thử Sn
2+
, amalgram Zn hay
H
2
SO
4
. Fe(II) được tạo nên được chuẩn độ bằng dung dịch permanganat.
Phép đo iod
a. Nguyên tắc

hóa yếu (ở vị trí giữa của bảng thế oxy hóa – khử chuẩn).
Tuy vậy, có vài chất được chuẩn độ trực tiếp bằng dung dịch iod thích hợp
hơn vì tác động oxy hóa nhẹ của iod lại có lợi trong khi sử dụng chất chuẩn độ
mạnh hơn có thể gây ra sự oxy hóa không tỷ lượng.
• Chuẩn độ thừa trừ (chuẩn độ ngược)
Thêm một lượng thừa dung dịch KI vào mẫu chứa chất oxy hóa.Chất oxy
hóa này bị iodid khử, kết quả tạo thành một lượng iod tương đương và được chuẩn
độ bằng natri thiosulfat chuẩn.
A
ox
+ I
-
→ A
kh
+ I
2
2 S
2
O
3
2-
+ I
2
→ S
4
O
6
2-
+ 2I
-

+ Cr
2
(SO
4
)
3
+ 4 K
2
SO
4
+ 7 H
2
O
Thay vì định lượng K
2
Cr
2
O
7
thì sẽ định lượng I
2
phóng thích bằng Na
2
S
2
O
3
.
2Na
2

3
[Co(NO
3
)
6
] tạo ra
phức ở dạng tủa màu vàng K
3
[Co(NO
3
)
6
]. Định tính Fe
3+
: Fe
3+
phản ứng với
K
4
[Fe(CN)
6
] tạo kết tủa màu xanh phổ Fe
4
[Fe(CN)
6
]
3
. Để định lượng Fe
3+
,người ta

O
6
vào dung
dịch phân tích, ion Fe
3+
sẽ tạo với các chất đó thành ion phức bền không màu. Khi
đó các phức được hình thành bền vững ngay cả khi cho thuốc thử nhạy với Fe
3+
như
NH
4
SCN cũng không tác dụng rõ rệt với Fe
3+
.
- Dùng phản ứng tạo phức để hòa tan kết tủa
Người ta dùng các phản ứng tạo phức để hòa tan những kết tủa không tan
trong nước, trong acid và trong kiềm. Như trường hợp Ag
+
tác dụng với nhóm
halogenid (Cl
-
, Br
-
, I
-
) tạo thành các muối bạc halogenid không tan. Để tách AgCl ra
khỏi các chất khác, người ta cho vào tủa một lượng thừa NH
3
, AgCl tạo thành phức
[Ag(NH

anion trên.
Phân loại:
- Phương pháp bạc: dựa trên việc dùng dung dịch chuẩn là AgNO
3
, dựa trên
khả năng tạo thành muối bạc
- Phương pháp Hg(I): dựa trên việc dùng dung dịch chuẩn muối thủy ngân (I)
tạo thành hợp chất Hg(I) không tan như Hg
2
Cl
2
, Hg
2
Br
2
, Hg
2
I
2
.
- Phương pháp Hg(II): dựa trên việc dùng dung dịch chuẩn muối thủy ngân
(II) tạo thành hợp chất Hg(II) kém phân ly như HgCl
2
, Hg(SCN)
2
, Hg(CN)
2
Tuy nhiên các phương pháp thủy ngân (I) và (II) có nhược điểm là muối thủy
ngân rất độc nên ít sử dụng.
Yêu cầu đối với phản ứng trong phương pháp kết tủa

trong mẫu. Nếu phân tích dung dịch thì tính hàm lượng
ion C
l-
hay NaCl trong dung dịch thành gam.
 Xác định Ca, Mg
Xác định calci dựa trên phương pháp chuẩn độ trực bằng dung dịch
chuẩn EDTA với chất chỉ thị murexid. Chỉ thị tạo với ion calci phức chất màu đỏ.
Khi chuẩn độ bằng EDTA, ở điểm tương đương màu đỏ chuyển sang màu đặc trưng
của chất chỉ thị tự do.
Khi chuẩn độ muối calci bằng EDTA, xảy ra sự tạo phức CaY
2-
và
acid:
Ca
2+
+ H
2
Y
2-
↔ CaY
2-
+ 2 H
+
Định lượng calci tiến hành ở môi trường kiềm mạnh pH > 11.
 Xác định độ cứng của nước.
Độ cứng của nước được biểu thị bằng số mili đương lượng gam calci
và magie trong 1 lít nước.
Lấy mẫu nước cần định lượng, cho thêm chỉ thị eriocrom đen ở pH =
10, chỉ thị sẽ tạo phức màu đỏ vang với một phần Mg
2+

tính chất hấp thụ chọn lọc dòng sáng đơn sắc. Đây là phương pháp phân tích định
lượng không đo trực tiếp khối lượng của chất mà đo mật độ quang của dung dịch
màu, từ đó suy ra hàm lượng của cấu tử cần xác định.
Vậy bản chất của phương pháp dựa trên sự phụ thuộc xác định giữa đại
lượng hấp thu ánh sáng đơn sắc và lượng chất hấp thụ ánh sáng D = f(C) hay bề dày
của lớp dung dịch hấp thụ D = f(l). Mối liên hệ giữa D = f(C) hay D = f(l) được
thiết lập dựa trên định luật hấp thu ánh sáng.
1) Định luật Lambert
Thí nghiệm:
Chiếu một dòng sáng đơn sắc có cường độ I
o
đi qua một dung dịch đồng
nhất, có bề dày 1 cm. Sau khi đi qua dung dịch cường độ chùm sàng bị suy giảm
còn I.
Dòng sáng đơn sắc I
o
chiếu qua dung dịch màu chia làm các phần: một phần
bị hấp thu bởi dung dịch màu I
a
, một phần bị phản xạ bởi dung môi và các thành
cuvet đựng dung dịch I
r
, và một phần đi qua dung dịch màu I
I
Ta có hệ thức: I
o
= I
a
+ I
r

I
0
là cường độ ban đầu của chùm sáng
I là cường độ chùm sáng sau khi qua dung dịch mẫu
l là chiều dày lớp dung dịch mẫu
K là hệ số tỷ lệ
3) Định luật hợp nhất Lamber – Beer
Xem xét qua 2 định luật riêng rẽ trên ta thấy độ hấp thu A tỷ lệ bậc nhất với
nồng độ C của chất màu và bề dày l của lớp dung dịch, qua đó ta có thể rút ra định
luật sau:
Định luật Lamber – Beer: Độ hấp thu ánh sáng của dung dịch màu (đại
lượng mật độ quang) tỷ lệ với nồng độ của dung dịch và bề dày của lớp dung dịch
hấp thu ánh sáng.
A = lg = εlC
Trong đó:
ε: hệ số hấp mol thu phân tử (Lmol
-1
cm
-1
). Giá trị này phụ thuộc bản chất của
chất nghiên cứu, bước sóng của ánh sáng đi qua và nhiệt độ môi trường tại thời
điểm nghiên cứu.
Hệ số hấp thu mol phân tử ε không phụ thuộc vào nồng độ của hợp chất màu
hấp thu ánh sáng, đặc trưng cho tính chất riêng biệt cho từng chất khác nhau và
được dùng để đánh giá độ nhạy của phản ứng trắc quang. Hợp chất nào có hệ số hấp
mol thu phân tử càng cao thì khi phân tích trắc quang càng nhạy. Một hợp chất đủ
điều kiện để phân tích trắc quang khi có giá trị hệ số hấp mol thu phân tử tối thiểu là
10
-3
Lmol

.
Sau đó người ta chiếu chùm sáng qua một dung dịch được pha trộn giữa 2
chất màu trên sao cho nồng độ tương ứng của chúng vẫn là C
1
và C
2
, thì đo được độ
hấp thu là A = A
1
+ A
2
.
Như vậy ta nói mật độ quang có tính cộng.
Định luật cộng tính: Độ hấp thu quang của dung dịch gồm nhiều cấu tử là
tổng độ hấp thu quang của từng dung dịch chứa riêng rẽ từng cấu tử có nồng độ
tương đương.
=
Trong đó: A
total
là độ hấp thu quang đo được của dung dịch tổng, A
i
là độ hấp
thu quang của các cấu tử thành phần.
Định luật cộng tính là sự bổ sung quan trọng cho các định luật hấp thu ánh
sáng. Định luật cộng tính là cơ sở định lượng cho việc xác định nồng độ của hệ trắc
quang với nhiều cấu tử.
Bản chất của định luật cộng tính là sự độc lập của đại lượng hấp thu của một
chất riêng biệt khi có mặt các chất khác có sự hấp thu ánh sáng riêng.
Sử dụng phương pháp trắc quang trong định lượng hóa học
Yêu cầu về các hợp chất cần xác định là phải bền, ít phân ly, ổn định, không

thêm thuốc thử ta được phức màu vàng cam (λ
max
= 510nm), trongkhi đó thuốc thử
1,10-o-phenanthroline có λ
max
=250nm.
1) Phương pháp so sánh
So sanh cường độ màu của dung dịch cần xác định với cường độ màu của
dung dịch chuẩn đã biết nồng độ.
Điều kiện: cả hai dung dịch trên phải có cường độ nằm trong khoảng tuân
theo định luật Beer.
C
x
A
x
C
tc
A
tc
Ta cần xác định C
x
:
Khi sử dụng 2 dung dịch chuẩn:
Với A
1
, A
2
và C
1
, C

C
x
: nồng độ chất cần xác định trong thể tích V
x
Công thức được thiết lập từ: A
x
= εlC
x
A
x+a
= εl(C
x
+ C
a
)
C
x
được biểu diễn theo đơn vị của C
a
Cách thực hiện: Lấy 3 lần của dung dịch cần xác định nồng độ cho vào 3 bình định
mức có thể tích Vml
Bình 1: Thêm thuốc thử và các chất để tạo môn trường pH cho dug dịch, dung dịch
gọi là dung dịch xác định nồng độ C
x
, độ hấp thu quang tương ứng là A
x
.
Bình 2: Thêm một lượng chính xác dung dịch tiêu chuẩn đã biết chính xác nồng độ
C
a

giống như phương pháp công thức.
Độ hấp thu của các dung dịch thêm so với dung dịch so sánh.
Biểu đồ xác định phương trình hồi quy tương quan của phương pháp then chuẩn sử
dụng đồ thị
Có thể đọc kết quả trên đồ thị hoặc sử dụng phương trinh hồi quy có dạng:
A= aC + b (hồi quy tuyến tính y = ax + b)
A
x
= b
C
x
= b/a
3) Phương pháp đường chuẩn
Ưu điểm là chính xác, thực hiện nhiêu lần
Chuẩn bị từ 6 dung dịch chuẩn (trong khoảng tuân theo định luật Beer)
Thực hiện phản ứng màu với thuốc thử
Đo độ hấp thu quang A của dung dịch ở λ
max
so với các dung dịch so sanh được
chuẩn bị giống như dung dịch chuẩn nhưng không chứa các ion cần xác định.
Biểu diễn sự phụ thuộc A theo C trên đồ thị hoặc tính theo phương trình hồi quy A
= aC + b (a và b là hệ số cần tím của phương trình hồi quy – tương quan)
Dung dịch xác định: chuẩn bị và phản ứng tạo màu với thuốc thử giống như mẫu
chuẩn.
Ví dụ: Dung dịch chuẩn dùng để xây dựng đường chuẩn
Sau khi đo được giá trị độ hấp thu quang của các dung dịch chuẩn, chúng ta có thể
tiếng hành xây dựng đường chuẩn và tìm ra phương trinh hồi quy tương quan:
Biểu đồ xác định phương trình hồi quy tương quan của phương pháp đường chuẩn
Sau khi thiết lập đường chuẩn, ta được dạng phương trinh y = ax + b với y là độ hấp
thu quang , x là nồng độ. Đối với dung dịch xác định, ta tiến hành phản ứng và đo