Phương pháp phân tích các chỉ tiêu môi trường - ThS. Đinh Hải Hà
-28-
CHƯƠNG 3
PHÂN TÍCH CÁC THÔNG SỐ THỂ TÍCH
BÀI 7: CHLORIDE
1. Giới thiệu chung
1.1. Ý nghóa môi trường
Chloride (CT) là ion chính trong nước thiên nhiên và nước thải. Vò mặn của chloride
thay đổi tuỳ theo hàm lượng và thành phần hoá học của nước. Với mẫu chứa 250
mg Cl
-
/l người ta đã có thể nhận ra vò mặn nếu trong nước có chứa ion Na
+
. Tuy
nhiên, khi mẫu nước có độ cứng cao, vò mặn lại khó nhận biết dù nước có chứa đến
1000 mg Cl
-
/l. Hàm lượng chloride cao sẽ gây ăn mòn các kết cấu ống kim loại. Về
mặt nông nghiệp, chloride gây ảnh hưởng xấu đến sự tăng trưởng của cây trồng.
1.2. Nguyên tắc
Trong môi trường trung hoà hay kiềm nhẹ, potassium chromate (K
2
CrO
4
) có thể
được dùng làm chất chỉ thò màu tại điểm kết thúc trong phướng pháp đònh phân
chloride bằng dung dòch silver nitrate (AgNO
3
).
Ag
+

dưới dạng kết tủa trắng đến khi
hoàn toàn, sau đó phản ứng (2) sẽ xảy ra cho kết tủa đỏ gạch dễ nhận thấy.
1.3. Các trở ngại
Những chất thường có trong nước uống hầu như không ảnh hưởng gì đến việc đònh
phân. Các ion bromide, iodide, cyanide được xem như tương đương với chloride.
Riêng sulfide, thiosulfate, sulfit có thể can thiệp vào phản ứng (1). Tuy nhiên sulfit
dễ dàng bò oxy hoá bởi nước oxy già (H
2
O
2
) trong môi trường trung hoà. Thiosulfate
và sulfide bò mất ảnh hưởng trong môi trường kiềm. Orthophosphat với hàm lượng
cao > 25 mg/l cũng tác dụng với silver nitrate nhưng điều này ít xảy ra. Hàm lượng
sắt trên 10 mg/l sẽ che lấp sự đổi màu tại điểm kết thúc.
2. Dụng cụ, thiết bò và hoá chất
2.1. Dụng cụ và thiết bò
- 02 Becher 100 ml
- 03 Erlen 100ml
- 02 Pipet 10ml
- 01 Buret 10ml
2.2. Hóa chất
Dung dòch AgNO
3
0,0141N: cân 2,395g AgNO
3
hoà tan với nước cất và đònh
mức thành 1 lít.
Phương pháp phân tích các chỉ tiêu môi trường - ThS. Đinh Hải Hà
-29-
Chỉ thò màu K

4
OH
đậm đặc, lắc đều. Đợi 1 giờ rửa huyền trọc nhiều lần với nước cất đến khi nước rửa
không còn Cl
-
nữa (thử bằng AgNO
3
) sau đó thêm nước cất cho đủ 1 lít.
Chỉ thò màu phenolphthalein.
Dung dòch NaOH 0,1 N(hoặc H
2
SO
4
0,1N) tuỳ pH mẫu ban đầu.
Nước oxy già H
2
O
2
30%.
3. Thực hành
Lấy 50 ml mẫu cho vào Erlen, dùng NaOH loãng hoặc H
2
SO
4
loãng để chỉnh
pH.
Đònh phân mẫu trong khoảng pH = 7 – 10 (tốt nhất là 7 - 8). Nếu pH ngoài
khoảng này, tốt nhất nên trung hoà trước khi thêm 3 giọt chỉ thò K
2
CrO

O
2
quậy đều, sau cùng trung hòa với H
2
SO
4
0,1N.
4. Cách tính
(V
1 -
V
o
) 󽞵 500
Chloride (mg/l) =
ml mẫu
NaCl (mg/l) = Chloride (mg/l) 󽞵 1,65
Trong đó :
V
1
: Thể tích dd AgNO
3
dùng đònh phân mẫu thật
V
o
: Thể tích dd AgNO
3
dùng đònh phân mẫu trắng
5. Câu hỏi
1. Tại sao phải thực hiện mẫu trắng trong phương pháp đònh phân chloride?
2. Đònh phân chloride bằng phương pháp Morh được thực hiện trong môi trường

màu đỏ chuyển sang da cam).
Quá trình tiếp tục đònh phân sau đó để xác đònh độ acid toàn phần được thực hiện
đến điểm đổi màu của chỉ thò phenolphthalein, gọi là ĐỘ ACID TỔNG CỘNG
(dung dòch không màu chuyển sang tím nhạt).
1.3. Các trở ngại
Các chất khí hoà tan làm ảnh hưởng đến độ acid là CO
2
, H
2
S, NH
3
có thể bò mất đi
hoặc hòa tan vào mẫu trong quá trình lưu trữ hoặc đònh phân mẫu. Có thể giảm ảnh
hưởng này bằng cách đònh phân nhanh chóng, tránh lắc mạnh và tránh để mẫu ở nơi
có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ ban đầu của mẫu.
Khi đònh phân mẫu nước cấp, kết quả thường bò ảnh hưởng bởi hàm lượng chlorine
khử trùng nước có tính tẩy màu. Muốn tránh sai số này, cần thêm vài giọt Na
2
S
2
O
3
0,1N vào mẫu để loại bỏ ảnh hưởng của chlorine. Nếu mẫu có độ màu và độ đục
cao, phải xác đònh độ acid bằng phương pháp chuẩn độ điện thế.
Phương pháp phân tích các chỉ tiêu môi trường - ThS. Đinh Hải Hà
-31-
2. Dụng cụ- thiết bò – hoá chất
2.1. Dụng cụ
02 Erlen 150 ml
01 Ống đong 100 ml

1
ml dung dòch NaOH đã dùng để tính
độ acid methyl.
Nếu mẫu có giá trò pH > 4,5: lấy 10 ml mẫu vào erlen thêm 3 giọt
phenolphthalein. Dùng dung dòch NaOH 0,02 N đònh phân đến khi dung dòch vừa có
màu tím nhạt. Ghi nhận thể tích V
2
ml dung dòch NaOH đã dùng, tính độ acid tổng
cộng.
Làm hai Erlen đối chứng khi dùng chỉ thò Metylcam, cho vào hai Erlen mỗi
Erlen 20 ml nước cất, Erlen thứ nhất thêm 1 ml H
2
SO
4
1N + 3 giọt methyl cam.
Erlen thứ hai thêm 1 ml NaOH 1N + 3 giọt methyl cam.
4. Cách tính
V 󽟎 1000
Độ acid (mg CaCO
3
/ l) =
ml mẫu
Với V : thể tích dung dòch NaOH dùng đònh phân : V
1
, V
2
5. Câu hỏi
1.Mẫu nước có pH = 7,3 và hàm lượng HCO
3
-

humic, dạng muối của chúng có khả năng làm tăng độ kiềm. Trong điều kiện thiên
nhiên thích hợp, tảo dễ dàng xuất hiện và tồn tại đối với một vài nguồn nước mặt,
quá trình phát triển và tăng trưởng của tảo giải phóng một lượng đáng kể carbonate
và bicarbonate làm cho pH nước tăng dần có thể lên đến 9 – 10. những nguồn nước
được xử lý với hoá chất có chứa nhóm carbonate cũng làm gia tăng pH.
1.2. Nguyên tắc
Tiến hành đònh phân độ kiềm với chỉ thò phenolphtalein và methyl cam (hoặc
chỉ thò hỗn hợp bromoresol lục + methyl đỏ) trong từng giai đoạn và tùy trường hợp:
Chỉ thò phenolphtalein sẽ có màu tím nhạt trong môi trường có ion hydroxide
và ion carbonate, màu tiùm sẽ trở nên không màu khi pH < 8,3.
Chỉ thò methyl cam cho màu vàng với bất kỳ ion kiềm nào và trở thành màu
đỏ khi dung dòch trở thành acid. Việc đònh phân được xem là hoàn tất khi dung dòch
có màu da cam (pH = 4,5), nằm giữa màu vàng (môi trường baz) và màu đỏ (môi
trường acid). Do đó màu ở điểm kết thúc thường được so sánh với hai ống chuẩn.
Vì sự đổi màu của methyl cam khó nhận thấy, nên chỉ thò hỗn hợp
bromocresol lục + methyl đỏ có khoảng đổi màu rõ ràng hơn ở cùng trò số pH nên
thường được sử dụng rộng rãi hơn.
1.3. Các trở ngại
Lượng chlorine dư trong nước uống ảnh hưởng đến kết quả đònh phân làm
nhạt màu chất chỉ thò. Để tránh sai lệch, ta cho thêm vào mẫu một vài giọt Na
2
S
2
O
3
0,1 N. Khi mẫu nước có độ màu và độ đục cao phải dùng phương pháp chuẩn độ
điện thế. Những chất kết tủa, xà bông, chất dầu, chất rắn lơ lửng có thể phủ điện
cực thuỷ tinh làm cho điểm cuối đến chậm. Để khắc phục hiện tượng này cần phải
chùi sạch điện cực mỗi khi tiến hành thí nghiệm. Không lọc, pha loãng hay cô đặc
mẫu.

2
CO
3
đã sấy ở 105
0
C và
làm nguội trong bình hút ẩm + nước cất = 1 lít).
Chỉ thò màu phenolphthalein 0,5 %
Chỉ thò màu methyl cam 0,5 %
Chỉ thò màu hỗn hợp bromocresol lục + methyl đỏ: 20 mg methyl đỏ + 200mg
bromocresol + 100 ml ethanol 95%
3. Thực hành
Nếu mẫu có pH > 8,3: lấy 10ml mẫu vào erlen, thêm 3 giọt chỉ thò màu
phenolphthalein. Đònh phân bằng dung dòch H
2
SO
4
0,02N cho đến khi mất màu. Ghi
thể tích V
1
ml H
2
SO
4
0,02N đã dùng để tính ĐỘ KIỀM PHENOL(P).
Nếu mẫu có pH < 8,3: lấy 10 ml mẫu vào bình tam giác, thêm 3 giọt chỉ thò
màu methyl cam (hay 3 giọt chỉ thò màu hỗn hợp). Đònh phân mẫu bằng dung dòch
H
2
SO

3
/l) =
ml mẫu
Dựa trên kết quả có thể tính độ kiềm do các ion khác nhau gây ra theo bảng sau:
Kết quả phân đònh
Độ kiềm do các các ion (mg/lCaCO
3
)
OH
-
CO
3
2-
HCO
3
-
P = 0
0
0
T
P < T/2
0
2P
T – 2P
P = T/2
0
T-2P
0
P > T/2
2P - T

3
2
(mgCaCO
3
/l) 󽟎 1,22
5. Câu hỏi
Giả sử rằng ảnh hưởng của các muối hoà tan trên hoạt tính các ion không đáng kể.
Một phần nước ở 25
0
C có pH = 10,3 và hàm lượng carbonate là 120 mg/l.
- Hãy tính hàm lượng ion bicarbonate (mg/l).
- Tính độ kiềm OH, CO
3
2
, HCO
3
và độ kiềm tổng cộng của mẫu trên (mg/lCaCO
3
).
BÀI 10: ĐỘ CỨNG TỔNG CỘNG
1. Giới thiệu chung
1.1. Ý nghóa môi trường
Độ cứng được hiểu là khả năng tạo bọt của nước với xà bông. Ion calci và magnes
trong nước sẽ kết tủa với xà bông, do đó làm giảm sức căn bề mặt và phá hủy đặc
tính tạo bọt. Những ion dương đa hoá trò khác cũng có thể kết tủa với xà bông,
nhưng thường những ion này ở dưới dạng phức chất, hoặc là chất hữu cơ, do đó ảnh
hưởng của chúng trong nước không đáng kể và khó xác đònh. Trên thực tế, độ cứng
tổng cộng được xác đònh bằng tổng hàm lượng calci, magnes và được biểu thò bằng
mg CaCO
3

Cobalt
Đồng
Sắt
Chì
Mangness (Mn
2+
)
Niekel
Strontium
Kẽm
Polyphosphate
20
+
+
Trên 20
Trên 30
Trên 30
+
+
Trên 20
+
+
20
+
+
0,3
20
5
20
1

xác đònh độ kiềm sau mỗi lần thêm axit.
2. Dụng cụ, thiết bò và hoá chất
2.1. Dụng cụ và thiết bò
02 Cốc 250 ml
01 Buret 10 ml
01 Erlen 100 ml
01 Ống đong
Phương pháp phân tích các chỉ tiêu môi trường - ThS. Đinh Hải Hà
-36-
2.2. Hoá chất
2.2.1.Dung dòch đệm
a. Hòa tan 16,9g NH
4
CL trong 143 ml NH
4
OH đậm đặc + 1,25g muối Mg- EDTA +
nước cất = 250 ml
b. Nếu không có muối Mg- EDTA, hoà tan 1,179g muối Na-EDTA(PA) + 780 mg
MgSO
4
.7H
2
O hoặc 644 mg MgCl
2
. 6H
2
O trong 50 ml nước cất.
Hoà tan 16,9g NH
4
Cl trong 143 ml NH

O trong 100 ml nước cất.
Dung dòch Na
2
S dễ bò oxy hóa bởi khí trời tạo ra kết tủa sulfide ảnh hưởng đến việc
xác đònh điểm chuyển màu chất chỉ thò. Phải bảo quản dung dòch này trong chai đậy
kín bằng nút cao su. Khi biết rõ có sự hiện diện của các kim loại nặng, sử dụng chất
che xử lý mẫu trước khi đònh phân (xem phần những lưu ý khi đònh phân)
2.2.3. Chất chỉ thò màu
a. Eriochrome Black T : muối natri dẫn xuất từ 1 – (1 hyroxy – 2 naphthylazo – 5
nitro – 2 naphthol – 4 sulfonic acid), hòa tan 0,5 g chỉ thò trên 100 g 2, 2
󽜭
, 2
󽜭󽜭
-
nitrilotriethanol. Thêm hai giọt cho mỗi 50 ml mẫu. Chỉnh thể tích mẫu nước cần
thiết.
b. Calmagite: 1 – (1 hydroxy – 4 methyl – 2 phenylazo) – 2 napthol – 4 sulfonic acid.
Calmagite thích hợp cho dung dòch lỏng và tạo ra sự thay đổi màu tương tự như
Eryochrome Black T. với điểm kết thúc rõ ràng hơn. Hoà tan 0,10 g Calmagite trong
100ml nước cất. Dùng 1ml cho mỗi 50 ml mẫu đònh phân. Chỉnh thể tích nếu cần
thiết.
c. Chất chỉ thò I và II có thể dùng dưới dạng tinh thể khô. Không nên dùng chất chỉ
thò quá nhiều. Chẩn bò hỗn hợp khô của chất chỉ thò dưới muối tinh thiết.
Phương pháp phân tích các chỉ tiêu môi trường - ThS. Đinh Hải Hà
-37-
d. Nếu tại điểm kết thúc chuẩn độ, sự thay đổi màu của chỉ thò không rõ ràng trong
trường hợp này cần phải thêm tác nhân che. Nếu cho chất che NaCN vào mẫu mà
điểm đổi màu vẫn không rõ ràng, nguyên nhân có thể do chất chỉ thò mầu bò hư.
2.2.4. Dung dòch chuẩn EDTA 0,01 M
Cân 3,723g EDTA. Hoà tan trong nước cất và pha thành 1000 ml, chuẩn độ

Thêm chất chỉ thò màu (lượng nhỏ bằng 1/5 hạt gạo). Chuẩn độ từ từ bằng
dung dòch EDTA cho đến lúc có màu xanh da trời lại điểm kết thúc . Nếu thể tích
mẫu có đủ và không có chất gây cản trở thì trò số đònh phân sẽ tăng khi sử dụng 1
lượng mẫu nhiều hơn được miêu tả trong phần c dưới đây.
Mẫu có độ cứng thấp: nước sau khi qua trao đổi ion, các loại nước mềm khác
và các loại nước thiên nhiên có độ cứng thấp ( ít hơn 50 mg/l) cần lấy một thể tích
lớn hơn (100 – 1000 ml) để đònh phân và thêm vào một lượng dung dòch đệm. Chất
che. Chất chỉ thò màu theo tỉ lệ tương đương. Chuẩn độ bằng ống nhỏ giọt đònh phân
nhỏ nhất, làm thêm mẫu thử không: dùng nước cất 2 lần nước qua cột trao đổi ion
bằng thể tích mẫu. Lượng dung dòch đệm, chất che, chất chỉ thò màu tương tự như
mẫu. Lấy thể tích EDTA đònh phân của mẫu trừ đi thể tích dùng đònh phân cho mẫu
thử không.
4. Cách tính
( A 󽜫 B 󽜫 1000)
Độ cứng (EDTA) mg CaCO
3
/l = ……………
Phương pháp phân tích các chỉ tiêu môi trường - ThS. Đinh Hải Hà
-38-
ml mẫu
Trong đó:
A ml EDTA tham gia phản ứng trong mẫu
B mg CaCO
3
tương đương 1 ml EDTA đònh phân.
5. Câu hỏi
1. Nguyên nhân gây ra độ cứng của nước?
2.Mẫu nước được phân tích có các kết quả như sau:
Na
+

/l)
BÀI 11: ĐỘ CỨNG CALCI
1. Giới thiệu chung
Calci là một nguyên tố thường gặp trong nước thiên nhiên vì chảy qua những
vùng có nhiều đá vôi, thạch cao, dolomit… Tuỳ theo nguồn gốc và cách xử lý mà
hàm lượng calci trong nước có từ 0 đến vài trăm mg/l. Chỉ với một lượng nhỏ
calcicacbonate cũng có thể tạo nên một màng cứng bám vào mặt trong các ống dẫn
theo thời gian tích tụ, bảo vệ kim loại chống lại sự ăn mòn. Mặt khác, lớp màng này
lại là một tai hại lớn cho những thiết bò sử dụng ở nhiệt độ cao như nồi hơi…
Phương pháp làm mềm nước bằng hóa chất hoặc nhựa trao đổi ion thường được áp
dụng để khử bớt calci tới giới hạn chấp nhận được
2. Nguyên tắc
Trong dung dòch có chứa calci và magnes, ở pH=12-13, magne sẽ bò kết tủa dưới
dạng hydroxy. Chất chỉ thò màu kết hợp với calci cho màu hồng. Khi EDTA được
thêm vào dung dòch sẽ kết hợp với calci và phản ứng xảy ra hoàn toàn. Ở điểm kết
thúc dung dòch chuyển màu hồng sang tím
CÁC ẢNH HƯỞNG (XEM PHẦN ĐỘ CỨNG)
3. Dụng cụ, thiết bò, hóa chất
3.1. Dụng cụ
Erlen
Pipet
Buret
Ống đong
Phương pháp phân tích các chỉ tiêu môi trường - ThS. Đinh Hải Hà
-39-
3.2. Hóa chất
Dung dòch NaOH 1N
Chỉ thò màu Murexider: Cân 200g murexider + 100g NaCl nghiền nhỏ, trộn đều
Dung dòch EDTA 0.01M: Xem phần độ cứng
4. Thực hành

và semi carbazone. Nếu nitrogen ammonia không được khử trước thì phương pháp
này cho kết quả là lượng nitrogen tổng cộng. Vì thế, muốn xác đònh lượng nitrogen
hữu cơ cần xác đònh riêng nitrogen ammonia trước sau đó tiến hành chưng cất tiếp
theo.
1.2. Nguyên tắc
Với sự hiện diện của acid sulfuric, potassium sulfate và mercuric sulfate làm
chất xúc tác, amino-nitrogen của những chất hữu cơ được biến đổi thành ammonium
sulfate. Ammonia tự do và ammonium-nitrogen cũng chuyển thành ammonium
sulfate. Trong thời gian phân hủy mẫu, hỗn hợp mercury ammonium được hình
thành và bò phân tích bởi Na
2
S
2
O
3
. Sau đó trung hòa mẫu bằng dung dòch kiềm và
chưng cất. Hàm lượng ammonia hữu cơ được hấp thu bằng acid boric và xác đònh
Phương pháp phân tích các chỉ tiêu môi trường - ThS. Đinh Hải Hà
-40-
bằng phương pháp so màu hay chuẩn độ với acid chuẩn trên thể tích chưng cất
phẩm thu được.
Phương pháp so màu xác đònh hàm lượng N-Organic thấp khoảng 5mg/l.
Phương pháp chuẩn độ xác đònh hàm lượng N-Organic lớn hơn 5mg/l.
2. Dụng cụ, thiết bò và hoá chất
2.1. Dụng cụ và thiết bò
- Thiết bò phân hủy bình Kjeldahl 800 ml dùng phân hủy mẫu dưới tác dụng của một
dung dòch phân hủy (acid mạnh) và đun ở nhiệt độ 370
o
C.
- Thiết bò chưng cất :hệ thống chưng cất gồm một dàn Kjeldahl với 6 bình Kjeldahl

SO
4
trong 650 ml nước cất + 200 ml H
2
SO
4
đậm đặc. Thêm
vào dung dòch Mercuric sulfat đã điều chế sẵn gồm 2g HgO (mercuric oxid red)
trong 25 ml ,quậy đều + Thêm nước cất cho đủ một lít. Giữ ở nhiệt độ thấp gần
20
o
C.
2.2.6. Dung dòch borate
Thêm 88 ml NaOH 0,1N vào 500 ml dung dòch tetraborate Na
2
B
4
O
7
0,25 M
(9,5g Na
2
B
4
O
7
. 10H
2
O/ lít ) và pha loãng thành một lít.
2.2.7. Dung dòch sodium hidroxide (NaOH) 6N

acid boric + vài giọt chỉ thò màu hỗn hợp). Dùng cặn còn lại trong bình Kjeldahl để
xác đònh lượng Nitrogen hữu cơ.
3.3. Phân hủy: Cẩn thận thêm 50ml dung dòch phân hủy vào bình kjeldahl có chứa
cặn còn lại + vài viên bi thủy tinh và đun nóng trong tủ hút hay trong một thiết bò có
thể loại bỏ khói acid bay ra. Tiếp tục đun cho đến khi thấy khói trắng bay ra, dung
dòch có màu vàng rơm và trong. Để nguội, pha loãng thành 300ml với nước cất rồøi
trung hòa bằng dung dòch sodium hiđroxie – thiosulfate (khoảng 30 – 40ml. dùng
phenolphtalein làm chỉ thò màu) lắc đều, đôi khi thấy xuất hiện trầm đen của HgS.
pH của mẫu lúc này khoảng 11,0.
3.4. Chưng cất: nối bình Kjeldahl vào hệ thống chưng cất, đầu ra nhúng chìm trong
25ml acid boric, chưng cất đến khi chưng cất phẩm thu được khoảng 200ml. Sau đó
đònh phân bằng HCl 0,1N hay H
2
SO
4
0,1N. Làm một mẫu thử không với nước cất.
4. Cách tính
(mg) N-hữu cơ =
mlmẫu
VV
ot
140)( 󽞵󽜮
V
t
: thể tích HCl 0,1N dùng cho thử thật.
V
o
: thể tích HCl 0,1N dùng cho thử không.
5. Câu hỏi
5.1. Ý nghóa môi trường của việc xác đònh nitrogen – organic