BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA HÓA HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
CỬ NHÂN HÓA HỌC
TÊN ĐỀ TÀI

XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG SẮT HÒA TAN TRONG
NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG SỬ
DỤNG THUỐC THỬ 1,10-PHENALTROLIN

GVHD: ThS TRẦN THỊ LỘC
SVTH: LÊ TRẦN TUẤN ANH

Thành Phố Hồ Chí Minh
Ngày 10 tháng 5 năm 2012


Lời cảm ơn
ua quá trình tìm hiểu, học tập, nghiên cứu khoa học, tiến hành thực
nghiệm, khóa luận đã được hoàn thành tại phòng thí nghiệm Hóa
Công-Nông – Khoa Hóa Học – Trường Đại Học Sư Phạm Thành Phố Hồ Chí
Minh.
Bằng tấm lòng trân trọng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới
Thầy Nguyễn Văn Bỉnh, Cô Trần Thị Lộc – người đã hướng dẫn khoa học,
tận tình chỉ bảo em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Em xin trân trọng cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa Hóa học và các thầy
cô ở các tổ bộ môn, các phòng thí nghiệm - Trường Đại Học Sư Phạm Thành
Phố Hồ Chí Minh đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn
thành khóa luận này.

Khóa luận tốt nghiệp

1.1.1.
1.1.2.

GVHD: ThS Trần Thị Lộc

Nước trong sinh quyển...........................................................................1

Vai trò của nước trong sinh quyển...........................................................1

1.1.2.1. Vai trò của nước với sự sống của các sinh vật và con

người..............1

1.1.2.2. Ảnh hưởng của nước đến khí hậu ......................................................2

1.1.2.3. Vai trò của nước đối với sự phát triển kinh tế xã hội..........................2

1.2. CHU TRÌNH NƯỚC TOÀN CẦU( chu trình thủy văn)..................................3
1.3. PHÂN LOẠI NƯỚC.........................................................................................4

1.3.1 Nước mặt.....................................................................................................4

1.3.2 Nước ngầm .................................................................................................6
1.3.3. Nước biển...................................................................................................9

1.4. PHÂN BỐ NƯỚC TRÊN TRÁI ĐẤT............................................................10

1.4.1. Nước ngọt trên bề mặt Trái Đất...............................................................10


1.7.1.3.

Các chất rắn.....................................................................................15

1.7.1.2.
1.7.1.4.

Các khí hòa tan..............................................................................15

Các chất hữu cơ...............................................................................15

1.7.2. Thành phần sinh học của nước..................................................................16

1.8. Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC................................................................16
1.8.1. Khái niệm................................................................................................16
1.8.2.

Nước thải sinh hoạt từ khu dân cư..........................................................16

1.8.3.

Nước thải công nghiệp ...........................................................................17

1.8.4. Nước chảy tràn mặt đất...........................................................................17

1.8.5. Môi trường nước bị ô nhiễm do yếu tố tự nhiên.....................................17

1.8.5.1. Nhiễm phèn......................................................................................17



2.4. SẮT VÀ SỰ CHUYỂN HÓA SẮT TRONG MÔI TRƯỜNG......................24
2.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SẮT......................................................26

2.5.1. Phương pháp trọng lượng........................................................................26

2.5.2. Phương pháp chuẩn độ phức chất............................................................26

2.5.3. Phương pháp phân tích thể tích...............................................................26

2.5.4

Phương pháp phổ hấp thu nguyên tử....................................27

2.5.5. Phương pháp trắc quang..........................................................................28
2.5.5.1. Phương pháp trắc quang sử dụng thuốc thử
Sunfosalixilic.................28

2.5.5.2. Phương pháp trắc quang sử dụng

thuốc thử Batophenaltrolin.........29

2.5.5.3. Phương pháp trắc quang sử dụng thuốc thử 1,10-phenaltrolin
hoặc α- α’ dipiridin...................................................................................29
Phương pháp Thioxyanua.............................................................................29

SVTH: Lê Trần Tuấn Anh

2.5.5.4.


hợp......................32

3.3. SỰ HẤP THỤ ÁNH SÁNG CỦA CÁC CHẤT. ĐỊNH LUẬT HẤP THỤ CƠ
BẢN..........................................................................................................................33

3.3.1. Sự hấp thụ ánh sáng của các chất............................................................33
3.3.2.

Các định luật cơ bản về hấp thụ ánh sang.............................................33

3.3.2.1. Định luật Bouguer – Lambert...........................................................33

3.3.2.2. Định luật Beer...................................................................................33

3.4. CÁC ĐẠI LƯỢNG THƯỜNG DÙNG TRONG PHÂN TÍCH TRẮC QUANG

3.4.1. Độ truyền qua (T-Transmission)............................................................34
3.4.2. Mật độ quang A (Absorbance)................................................................35

3.4.3. Hệ số hấp thụ phân tử gam (ε)................................................................35
3.4.4. Hệ số hấp thụ phân tử.............................................................................36

SVTH: Lê Trần Tuấn Anh

Trang 4


Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: ThS Trần Thị Lộc


LẤY MẪU VÀ BẢO QUẢN MẪU..............................................................40

5.1.1. Lấy mẫu..................................................................................................40
5.1.2.

Bảo quản mẫu........................................................................................40

5.2. NGUYÊN TẮC CỦA PHƯƠNG PHÁP........................................................40
5.3. HÓA CHẤT....................................................................................................41
SVTH: Lê Trần Tuấn Anh

Trang 5


Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: ThS Trần Thị Lộc

5.4. DỤNG CỤ......................................................................................................43

5.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH...............................................................44

5.5.1. Phương pháp đường chuẩn.......................................................................44
5.5.2. Phương pháp thêm chuẩn.........................................................................45

5.6. TÍNH TOÁN KẾT QUẢ.................................................................................45

CHƯƠNG 6 : KẾT QUẢ PHÂN TÍCH....................................................................46
6.1 CHỌN BƯỚC SÓNG CỰC ĐẠI..................................................................46

GVHD: ThS Trần Thị Lộc

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BC: Bình Chánh
CC: Củ Chi
Ch: chuẩn
GV: Gò Vấp
HM: Hóc Môn
n/c: nghiên cứu
PHTNT: phổ hấp thu nguyên tử
Q12: Quận 12
TB: Tân Bình
TPHCM: Thành phố Hồ Chí Minh

SVTH: Lê Trần Tuấn Anh

Trang 7


Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: ThS Trần Thị Lộc

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI

Trang
Hình 1.1. Phân bố nước trên trái đất………………………………….9
Hình 1.2. Các tầng chứa nước dưới đất…………………………........11
Hình 2.1. Nước nhiễm sắt khi để lâu…………………………….…...23

Bảng 6.3.Kết quả hàm lượng sắt có trong nước giếng…………………….49
Bảng 6.4.Kết quả hàm lượng sắt có trong nước sông……………………..52
Bảng 6.5.Kết quả hàm lượng sắt hòa tan có trong nước sông đo bằng phương
pháp PHTNT (AAS)………………………………………………………54
Phụ lục
Bảng 1.Địa điểm lấy mẫu nước sông…………………………………..…58
Bảng 2.Địa điểm lấy mẫu nước giếng…………………………...………..59
Bảng 3.Mật độ quang A của các dung dịch chuẩn sắt (nước sông)……....60
Bảng 4.Mật độ quang A của các dung dịch chuẩn sắt (nước giếng)………..60
Bảng 5.Mật độ quang của các mẫu nước sông……………………………...61
Bảng 6.Mật độ quang của các mẫu nước giếng………………………...…61
Bảng 7.Kết quả gây nhiễu của ion canxi……………………………….…62
Bảng 8.Kết quả gây nhiễu của ion magiê………………………………….62
Bảng 9.Kết quả gây nhiễu của ion đồng……………………………….….63
Bảng 10.Kết quả gây nhiễu của ion mangan………………………….......63
Bảng 11.Kết quả gây nhiễu của ion nhôm………………………………..64
Bảng 12.Kết quả gây nhiễu của ion niken……………………………......64

SVTH: Lê Trần Tuấn Anh

Trang 9


Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: ThS Trần Thị Lộc

MỞ ĐẦU
1.



Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: ThS Trần Thị Lộc

2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

• Xác định hàm lượng sắt hòa tan trong nước.
• Nghiên cứu sự cản nhiễu các ion gây ảnh hưởng đến kết quả phân tích.
3. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

• Tìm hiểu tổng quan về nước(trên trái đất ,ở Việt Nam ở TP Hồ Chí
Minh).
• Cơ sở lý luận các phương pháp phân tích sắt.
• Phân tích hàm lượng sắt hòa tan trong nước.
• Đánh giá kết quả phân tích.
• Nghiên cứu sự cản nhiễu của các ion hòa trong nước.
4.

ĐỐI TƯỢNG VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU

Sử dụng phương pháp trắc quang dùng thuốc thử 1,10-phenaltrolin để xác định
hàm lượng sắt trong nước ở một số vị trí dọc theo sông Sài Gòn và nước giếng một
số nơi ở TPHCM; xác định các ion cản nhiễu quá trình nghiên cứu.
5.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

• Nghiên cứu tài liệu.
• Phương pháp nghiên cứu bằng thực nghiệm.



CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ NƯỚC[1],[2],[3],[5]
1.1.

NƯỚC VÀ VAI TRÒ CỦA NƯỚC TRONG SINH QUYỂN
Nước trong sinh quyển

1.1.1.

Nước là một chất quen thuộc và cần thiết để duy trì sự sống trong tự nhiên
và trong các hệ sinh thái. Cấu trúc của nước gồm một phân tử oxi và hai phân
tử hidro. Nước tồn tại ở thể lỏng khi nhiệt độ lớn hơn 00C và nhỏ hơn 1000C.
Nước sôi khi nhiệt độ lớn hơn 1000C. Khi nhiệt độ giảm xuống 00C và thấp
hơn (khi áp suất là 1 atm) thì nước đóng băng và ở thể rắn. Như vậy nước có
ở tất cả mọi nơi trên hệ sinh thái, nhiều nhất là thể lỏng trong các đại dương,
sông, hồ, trong các lớp đất đá, trong cơ thể sinh vật sống, sau đó là thể rắn
như băng ở các cực và thể hơi như hơi nước có trong khí quyển của trái đất.
Nước nguyên chất là một chất không màu, không mùi, không vị và có
nhiệt dung riêng rất lớn. Khi được đốt nóng thì nước hấp thụ nhiệt và khi
nguội thì tỏa ra nhiệt ra môi trường bên ngoài. Nhờ tính chất này mà các khối
nước trong các hồ lớn có khả năng điều hòa nhiệt độ và tạo ra khí hậu dịu mát
tại các vùng hồ.
1.1.2.

Vai trò của nước trong sinh quyển

1.1.2.1.

Vai trò của nước với sự sống của các sinh vật và con người

hậu vùng Tây Âu dịu mát nhờ có vai trò của dòng hải lưu nóng khổng lồ
Gulf-stream chảy từ vịnh Mexico qua Đại Tây Dương vòng qua bờ biển Anh
vả Nauy. Đại dương cùng với gió đóng vai trò điều hoà thành phần không khí,
hòa tan các chất khí của khí quyển, còn các dòng hải lưu thì chuyển chúng đi
rất xa.
1.1.2.3.

Vai trò của nước đối với sự phát triển kinh tế xã hội

Nước đáp ứng nhu cầu đa dạng của con người như sử dụng trong sinh hoạt
như tắm rửa, giặt, nấu ăn…Tùy theo trình độ phát triển xã hội và khả năng
cung cấp mà lượng nước cần cung cấp cho mỗi người một ngày trong các
vùng đô thị có thể đạt từ 100-300 lít hoặc lớn hơn.

SVTH: Lê Trần Tuấn Anh

Trang 1


Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: ThS Trần Thị Lộc

Trong nông nghiệp, nước là yếu tố vô cùng quan trọng để tạo ra năng suất
và sản lượng cây trồng. Nước có vai trò hòa tan các loại muối khoáng trong
đất và giúp cho rễ cây có thể hút được các chất dinh dưỡng cần thiết để nuôi
cây. Nước, không khí, các chất khoáng là những nguyên liệu cần thiết để cây
trồng tổng hợp nên các chất hữu cơ trong cây, nhưng nước là yếu tố mà cây
trồng phải sử dụng một khối lượng lớn nhất. Lượng nước này 99,8% được sử
dụng vào quá trình bay hơi mặt lá và chỉ có từ 0,1% đến 0,3% là để xây dựng


cầu là nước mặn. Còn khoảng 3% nước ngọt lại tập trung ở hai cực và trong lòng
đất chỉ khoảng 1%.
Nguồn nước trong tự nhiên luôn được luân hồi theo một chu trình. Theo chu trình
này, lượng nước được bảo toàn, chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác (lỏng, khí,
rắn) hoặc từ nơi này sang nơi khác. Tùy theo loại nguồn nước (đại dương, hồ, song,
hơi ẩm đất…) thời gian luân hồi có thể rất ngắn(8 ngày đối với hơi ẩm không khí )
hoặc có thể kéo dài hàng năm, hàng ngàn năm (đại dương 1400 năm)
Trong chu trình thủy văn nguồn nước ngọt được luân hồi qua quá trình bốc hơi và
mưa ( thời gian luân hồi thường là ngắn theo hằng năm). Hiện nay hàng năm toàn
thế giới mới sử dụng khoảng 4000 km3 nước ngọt, chiếm khoảng hơn 40% tổng
lượng nước ngọt có thể khai thác. Tuy nhiên nguồn nước mưa và nước ngọt phân bố
rất không đều, trong khi có nhiều vùng bị ngập lụt thì các vùng khác lại thiếu nước
ngọt.
1.3. PHÂN LOẠI NƯỚC[11],[12]
1.3.1

Nước mặt

Đây là khái niệm chung chỉ các nguồn nước trên mặt đất, bao gồm các dạng động
(chảy) như sông, suối, kênh, rạch và dạng tĩnh hoặc dạng chảy chậm như ao, hồ,
đầm, phá…Nước mặt có nguồn gốc chính là nước chảy tràn do mưa hoặc cũng có
thể từ nước ngầm chảy ra do áp suất cao hay dư thừa độ ẩm trong đất cũng như dư
thừa số lượng trong các tầng nước.
Nước chảy tràn vào các sông luôn ở trạng thái động, phụ thuộc vào lưu lượng và
mùa trong năm. Chất lượng nước phụ thuộc nhiều vào các lưu vực. Nước qua vùng
núi đá vôi, đá phấn thì nước trong và cứng. Nước chảy qua cùng đất có tính thấm
kém thì nước đục và mềm. Các hạt mịn hữu cơ và vô cơ bị cuốn theo khó sa lắng.
Nước chảy qua rừng rậm thì nước trong và nhiều chất hữu cơ hòa tan. Nạn phá rừng
làm cho nước cuốn trôi hầu hết các thành phần trong đất.

BOD 5 (200C)

mg/l

35

4

Oxy hòa tan

mg/l

>6

>2

5


Cadimi

mg/l

0,01

0,02

9

Chì

mg/l

0,05

0,1

10

Crom(VI)

mg/l

0,05

0,05

11


Mangan

mg/l

0,1

0,08

15

Niken

mg/l

0,1

1

16

Sắt

mg/l

1

2

17



mg/l

0,05

1

20

Florua

mg/l

1

1,5

21

Nitrat(tính theo N)

mg/l

10

15

22

Nitrit(tính theo N)


mg/l

0

0,3

26

Chất tẩy rửa

mg/l

0,5

0,5

27

Coliform

MPN/100ml

5000

10000

mg/l

0,15

Bq/l

1,0

1,0

• Chú thích :
Cột A áp dụng đối với nước mặt có thể dùng làm nguồn cung cấp nước
sinh hoạt (nhưng phải qua quá trình xử lý theo qui định).
Cột B áp dụng đối với nước mặt dùng cho các mục đích khác. Nước dùng
cho nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản có quy định riêng.
1.3.2

Nước ngầm

Nước ngầm tồn tại ở các tầng hoặc túi trong lòng đất. Chất lượng nước ngầm
phụ thuộc vào một loạt các yếu tố: chất lượng nước mưa, thời gian tồn tại, bản chất
lớp đất đá nước thấm qua hoặc chứa tầng nước. Thông thường nước ngầm chứa ít

SVTH: Lê Trần Tuấn Anh

Trang 5


Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: ThS Trần Thị Lộc

tạp chất hữu cơ và vi sinh vật, giàu các ion vô cơ. Nước ngầm ờ các vùng khác nhau
có thành phần khác nhau, như ở vùng núi đá, vùng ven đô thị, vùng công nghiệp…

Độ cứng

mg/l

300-500

4

Chất rắn tổng số

mg/l

750-1500

5

Asen

mg/l

0,05

6

Cadimi

mg/l

0,01


0,01

11

Đồng

mg/l

1,0

12

Florua

mg/l

1,0

13

Kẽm

mg/l

5,0

14

Mangan



Sắt

mg/l

1-5

18

Sunfat

mg/l

200-400

19

Thủy ngân

mg/l

0,001

20

Selen

mg/l

0,01

Chất rắn lơ lửng

Rất thấp, hầu nhứ không
có

Thường cao và thay dổi
theo mùa

Chất khoáng hòa tan

Ít thay đổi, cao hơn so với
nước mặt

Thay đổi tùy thuộc chất
lượng đất, lượng mưa

Hàm lượng Fe2+, Mn2+

Thường xuyên có trong
nước

Rất thấp, chỉ có khi nước
ở sát đáy hồ

Khí CO 2 hòa tan

Có nồng độ cao

Rất thấp hoặc bằng 0



NO 3

-

SVTH: Lê Trần Tuấn Anh

Trang 7


Khóa luận tốt nghiệp

Vi sinh vật

1.3.3.

GVHD: ThS Trần Thị Lộc

Chủ yếu là các vi trùng do
sắt gây ra

Nhiều loại vi trùng, virut
gây bệnh và tảo

Nước biển

Nước biển tương đối đồng đều về thành phần, đặc biệt là giàu NaCl, vì vậy nước
biển được gọi là nước mặn. Khoảng ¾ bề mặt Trái Đất được bao phủ bởi nước biển.
Có thể phân theo tỉ lệ muối hòa tan từ mức độ lớn tới nhỏ là nước mặn ở các vùng
biển và đại dương, nước lợ ở vùng cửa sông và ven biển, nước ngọt ở sông hồ.

GVHD: ThS Trần Thị Lộc

Phân bố nước trên Trái Đất
3.50 %

Khác
Đại dương

96.50 %

Hình 1.1. Phân bố nước trên Trái Đất
Tổng lượng nước lớn nhưng lượng nước ngọt mà con người có thể sử dụng được rất
ít và chỉ có thể khai thác được từ các nguồn sau:
1.4.1.

Nước ngọt trên bề mặt Trái Đất

• Lượng nước mưa rơi xuống mặt đất.
• Nước tồn tại trong các sông, rạch, ao, hồ.
• Một phần nước rất ít từ đầm lầy và băng tuyết.

SVTH: Lê Trần Tuấn Anh

Trang 9