do an chuyen nganh hoa phan tich (cod)[1]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HCM

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH

KHẢO SÁT, CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUY TRÌNH

XÁC ĐỊNH COD TRONG NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP

PERMANGANAT VÀ KALIDICROMAT

GVHD: Th.S LÊ THANH TÂM

SVTH: NGUYỄN TẤN PHƯỚC

NGUYỄN THỊ KIM THOA

Lớp: CDPT9LT

Khoá: 2010 – 2012

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 02 năm 2012

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP

TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

----- // -----

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do - Hạnh phúc

----- // -----

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN TẤN PHƯỚC MSSV: 10355461

NGUYỄN THỊ KIM THOA MSSV: 10355471

Chuyên ngành: Hóa Phân Tích

Lớp: CDPT9LT

Tên đồ án học phần: Khảo sát, các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình xác định COD trong

nước bằng phương pháp permanganat và kalidicromat.

Nhiệm vụ của đồ án:

1. Tìm hiểu về nước và nước thải.

2. Tìm hiểu về COD và các chỉ tiêu xác định COD.

3. Tìm hiểu về các quy trình lấy mẫu và bảo quản mẫu nước.

4. Tìm hiểu các phương pháp xác định COD trong nước.

5. Đề cương thực nghiệm và dự toán chi phí quy trình xác định COD.

6. Định hướng phát triển đồ án

Ngày giao đồ án: ngày …… tháng ……. năm ……..

Ngày hoàn thành đồ án: ngày …… tháng …… năm ………

Họ tên giáo viên hướng dẫn: Lê Thanh Tâm

Trưởng bộ môn

Th.S Trần Nguyễn An Sa

Tp. Hồ Chí Minh, ngày ……. tháng ……..năm ……

Giáo viên hướng dẫn

Th.S Lê Thanh Tâm

LỜI MỞ ĐẦU

Như chúng ta đã biết nước chiếm tới 3/4 diện tích bề mặt trái đất. Không chỉ vậy

nước còn là một phần tối quan trọng và không thể thiếu trong cuộc sống của con người và

nước cũng chiếm một phần rất quan trọng trong cơ thể. Ở trong cơ thể con người nước

chiếm tới 75%.

Nước cũng chiếm một phần quan trọng trong các hoạt động sản xuất nông nghiệp

như: thủy lợi, tưới tiêu cung cấp nước tưới cho cây trồng ….., trong công nghiệp nước là

một nguồn năng lượng khổng lồ (hải triều, thủy năng) phục vụ cho các công trình thủy

điện, cung cấp nước sản xuất trong các nhà máy, xí nghiệp … và các cung cấp năng lượng

trong các hoạt động sinh hoạt khác trong đời sống của con người .v.v.

Ngoài ra nước còn là chất mang vật liệu, tác nhân điều hòa khí hậu, thực hiện các chu

trình tuần hoàn vật chất trong tự nhiên. Có thể nói nước là yếu tố hàng đầu của tất cả sự

sống trên hành tinh chúng ta.

Nhưng hiện nay cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, các

ngành công nghiệp các khu công nghiệp, các nhà máy, xí nghiệp… nguồn nước trên trái

đất nói chung và ở nước ta nói riêng đang bị ô nhiễm trầm trọng điều này đang trực tiếp đe

dọa đến đời sống của con người và các loài động thực vật cũng như tất cả các sinh vật sống

trên hành tinh chúng ta.

Chính vì vậy chúng ta cần phải biết cách phân tích, kiểm tra, kiểm soát, tìm ra

nguyên nhân, tác nhân trực tiếp gây ô nhiễm nguồn nước nhằm xử lý, tìm ra phương

hướng tối ưu nhất để cải thiện, giảm thiểu tối đa sự ô nhiễm nguồn nước, cải thiện, nâng

cấp nguồn nước đảm bảo cho các hoạt động sinh hoạt trong đời sống của con người ngày

một tốt hơn.

LỜI CÁM ƠN

Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô trong Khoa Công Nghệ Hóa Học của

trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh. Đặc biệt là chủ nhiệm bộ môn

Trần Nguyễn An Sa và GVHD Lê Thanh Tâm đã cận kề, giúp đỡ chúng em trong suốt thời

gian học tập tại trường, truyền đạt cho chúng em những kiến thức, kinh nghiệm sống và

làm việc.

Qua đây chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giám đốc Khoa Công Nghệ

Hóa Học cùng giáo viên bộ môn khác trong Khoa Công Nghệ Hóa Học, đã nhiệt tình giúp

đỡ, và tạo điều kiện thuận lợi nhất cho chúng em có một môi trường làm việc lý tưởng

trong suốt thời gian thực nghiệm tại Khoa Công Nghệ Hóa Học.

Chúng em xin chân thành cảm ơn !!!

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

...............................................................................................................................................

...............................................................................................................................................

...............................................................................................................................................

...............................................................................................................................................

...............................................................................................................................................

...............................................................................................................................................

...............................................................................................................................................

...............................................................................................................................................

...............................................................................................................................................

...............................................................................................................................................

...............................................................................................................................................

...............................................................................................................................................

...............................................................................................................................................

...............................................................................................................................................

...............................................................................................................................................

...............................................................................................................................................

...............................................................................................................................................

...............................................................................................................................................

...............................................................................................................................................

Tp. Hồ Chí Minh, ngày ..… tháng ….. năm 20…..

Giáo viên hướng dẫn

Lê Thanh Tâm

MỤC LỤC

Nhiệm vụ đồ án học phần

Lời nói đầu

Lời cám ơn

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn

MỤC LỤC............................................................................................................................1

PHỤ LỤC.............................................................................................................................1

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC, NƯỚC THẢI VÀ CÁCH LẤY MẪU, BẢO

QUẢN MẪU NƯỚC............................................................................................................1

1.1. Tổng quan về nước thiên nhiên và nước thải................................................................1

1.1.1. Nước thiên nhiên.....................................................................................................1

1.1.2. Nước thải................................................................................................................2

1.2. Các tạp chất và ảnh hưởng của các tạp đối với nước thiên nhiên & nước thải.............4

1.2.1. Các muối canxi và magie........................................................................................4

1.2.2. Muối NaCl và Na2SO4............................................................................................4

1.2.3. Muối sắt..................................................................................................................4

1.2.4. Hợp chất chứa nitơ..................................................................................................5

1.2.5. Hợp chất silic..........................................................................................................5

1.2.6. Hợp chất hữu cơ......................................................................................................5

1.2.7. Các khí hòa tan.......................................................................................................5

1.2.8. Các chất keo............................................................................................................5

1.2.9. Những chất huyền phù............................................................................................5

1.2.10. Các kim loại..........................................................................................................6

1.3. Các chỉ tiêu phân tích nước thiên nhiên và nước thải...................................................6

1.3.1. Xác định pH............................................................................................................6

1.3.2. Xác định hàm lượng cặn không tan........................................................................6

1.3.3. Xác định độ cứng....................................................................................................6

1.3.4. Xác định độ kiềm của nước....................................................................................7

1.3.5. Xác định độ axít của nước......................................................................................7

1.3.6. Xác dịnh SO42- trong nước sinh hoạt bằng sắc kí ion.............................................7

1.4. Tiêu chuẩn và mức chất lượng các loại nước................................................................7

1.4.1. Nước sinh hoạt........................................................................................................8

1.4.2. Nước trong sản xuất công nghiệp...........................................................................8

Chương 2 TỔNG QUAN VỀ COD.....................................................................................9

2.1. Định nghĩa nhu cầu oxi hóa học (COD)........................................................................9

2.2. Ý nghĩa môi trường.......................................................................................................9

2.3. Các phương pháp xác định hàm lượng COD................................................................9

2.3.1. Phương pháp KMnO4 (Phương pháp Manganat)....................................................9

2.3.2. Phương pháp K2Cr2O7 (Phương pháp Dicromat)....................................................9

2.4. Cách lấy mẫu nước và bảo quản mẫu nước.................................................................10

2.4.1. Cách lấy mẫu........................................................................................................10

2.4.1.1. Lấy mẫu bề mặt.................................................................................................10

2.4.1.2. Lấy mẫu ở độ sâu đã định..................................................................................10

2.4.1.3. Lấy mẫu nước từ các vòi của hệ thống cấp nước..............................................10

2.4.1.4. Lấy mẫu từ các giếng bơm tay, bơm máy..........................................................10

2.4.1.5. Lấy mẫu nước uống...........................................................................................10

2.4.2. Bảo quản mẫu.......................................................................................................11

2.4.3. Một số hình ảnh lấy mẫu nước sông tại sông Bình Lợi........................................13

Chương 3 ĐỀ CƯƠNG THỰC NGHIỆM VÀ DỰ TOÁN CHI PHÍ...............................16

3.1. Mục tiêu đề tài.............................................................................................................16

3.2. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị thực nghiệm..................................................................16

3.2.1. Hóa chất xác định hàm lượng COD......................................................................16

3.2.2. Dụng cụ và thiết bị thực nghiệm...........................................................................17

3.3. Thực nghiệm................................................................................................................17

3.3.1. Phạm vi áp dụng...................................................................................................17

3.3.2. Nguyên tắc............................................................................................................17

3.3.2.1. Nguyên tắc xác định COD bằng phương pháp Kali Permanganat....................17

3.3.2.2. Nguyên tắc xác định COD bằng phương pháp Kali Dicromat..........................17

3.3.3. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng và khắc phục.......................................................18

2

3.3.3.1. Đối với phương pháp Manganat (KMnO4)........................................................18

3.3.3.2. Đối với phương pháp Kali dicromat..................................................................18

3.3.4. Tiến hành khảo sát................................................................................................18

3.3.4.1. Khảo sát xác định mẫu thật bằng phương pháp Kali Permanganat...................18

3.3.4.2. Khảo sát xác định mẫu thật bằng phương pháp Kali dicromat..........................19

3.3.5. Tính toán kết quả..................................................................................................20

3.3.5.1 Tính toán kết quả bằng phương pháp Kali Permanganat....................................20

3.3.5.2. Tính toán kết quả bằng phương pháp Kali Dicromat........................................20

3.4. Bảng kết quả phân tích................................................................................................21

3.4.1. Bảng kết quả phân tích của phương pháp Kali Permangant.................................21

3.4.2. Bảng kết quả của phương pháp Dicromat.............................................................21

3.5. Hình ảnh phân tích mẫu...............................................................................................22

Chương 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..........................................................................28

4.1 Kết luận........................................................................................................................28

4.2 Kiến nghị:.....................................................................................................................28

TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................29

3

PHỤ LỤC

Hình 1. 1 Sông Bình Lợi.....................................................................................................13

Hình 1. 2 Địa chỉ lấy mẫu..................................................................................................13

Hình 1. 3 Vị trí lấy mẫu 1...................................................................................................14




Hình 1. 7 Sơ đồ vị trí nơi lấy mẫu......................................................................................15

Hình 2. 1 Mẫu đã acid hóa chuẩn bị đun...........................................................................22

Hình 2. 2 Nhiệt độ phòng...................................................................................................23

Hình 2. 3 Đo pH trước khi đun...........................................................................................23

Hình 2. 4 Đang đun mẫu trắng...........................................................................................23

Hình 2. 5 Đun mẫu được vài phút......................................................................................24

Hình 2. 6 Nhiệt độ sôi đầu tiên của mẫu............................................................................24

Hình 2. 7 Mẫu sau khi đun.................................................................................................24

Hình 2. 8 Chờ hạ nhiệt độ 80 - 90oC..................................................................................25

Hình 2. 9 Cho acid H2C2O4 mẫu từ màu hồng chuyển thành không màu..........................25

Hình 2. 10 Bắt đầu chuẩn độ bằng KMnO4........................................................................25

Hình 2. 11 Chuẩn gần tới điểm tương đương....................................................................26

Hình 2. 12 Kết thúc chuẩn độ mẫu từ không màu chuyển sang màu hồng nhạt................26

Hình 2. 13 Đo pH sau chuẩn độ.........................................................................................26

Hình 2. 14 Thể tích tiêu tốn chuẩn mẫu trắng....................................................................27

Hình 2. 15 Bếp phá mẫu COD...........................................................................................27

Chương 1

TỔNG QUAN VỀ NƯỚC, NƯỚC THẢI VÀ

CÁCH LẤY MẪU, BẢO QUẢN MẪU NƯỚC

1.1. Tổng quan về nước thiên nhiên và nước thải

1.1.1. Nước thiên nhiên

Gồm các loại nước của các nguồn thiên nhiên như: sông ngòi, ao hồ, suối, mạch

nước ngầm, biển, đại dương… Có thể nói nước thiên nhiên là một hệ dị thể nhiều hợp

phần, nước thiên nhiên chứa những nào đó các chất tan và không tan có nguồn gốc vô cơ

cũng như hữu cơ. Các chất đó rơi hoặc đưa vào từ khí quyển, từ đất và đất nền, đất bờ và

các nguồn chứa hoặc các mạch nước chảy qua. Các chất đó còn được tạo thành do hoạt

động sống và bị hủy diệt của các cơ thể động vật, thực vật sống trong nước hoặc đáy các

nguồn nước. Tùy theo hàm lượng và tính chất các tạp chất trên, người ta sử dụng nước

vào các mục đích khác nhau. Theo nguồn phát sinh người ta chia nước thiên nhiên thành

các loại sau: nước mưa, nước mạch (nước ngầm), nước ở trên mặt trái đất.

Nước mưa: thường hòa tan một lượng khí CO2, O2, N2 và một số khí khác. Do đó sự

hòa tan khí cacbonic, ở vùng nhiều đá vôi lâu đời đã sinh ra hang động, ngoài khí hòa tan

ra, trong nước mưa còn có lẫn bụi bặm và vi trùng, nước mưa thuộc loại nước mềm, sạch

mát khi mới hứng.

Nước mạch, nước ngầm: do nước thấm trong lòng đất, lâu đời tạo thành những

mạch chảy trong lòng đất, vì được chắc lọng qua nhiều tầng đất, nước mạch thuộc hai loại

nước mềm, trong mát dùng sinh hoạt rất thuận tiện.

Nước ở trên mặt trái đất như nước của ao, hồ, sông biển nước ở các đại dương.

Đặc điểm của loại nước này thường chứa nhiều các tạp chất khác nhau.

Tóm lại:

Các tạp chất tồn tại và hòa tan trong nước, gồm các muối hòa tan tạo với nước thành

dung dịch, các hợp chất không tan làm cho nước đục và các hợp chất hữu cơ sinh ra

huyền phù, các trạng thái keo lơ lửng, chúng làm cho nước có mùi, ngoài ra còn có loại

1

khí hòa tan. Riêng các muối vô cơ khi hòa tan trong nước thì phân ly thành ion nên khi

phân tích mẫu nước thường phân tích dạng ion.

1.1.2. Nước thải

Cùng với sự phát triển văn minh của nhân loại nhu cầu về nước ngày càng nhiều,

các hoạt động của con người trong các lĩnh vực khác nhau của sản xuất và đời sống hàng

ngày cũng ảnh hưởng đến thành phần của nước thiên nhiên. Sự bón phân cải tạo đất bằng

các hóa chất, các phế thải của nhà máy, các khu công nghiệp, đặc biệt là nước thải công

nghiệp và những hoạt động khác của con người cũng đưa vào nước thiên nhiên những

chất vô cơ và hữu cơ, gây ô nhiễm đáng kể đến nước bề mặt và môi trường.

Nước thải đưa vào bề mặt các loại hóa chất khác nhau từ trạng thái tan đến dạng

huyền phù, nhũ tương cho đến các loại vi khuẩn… Do tương tác hóa học của các chất đó,

do sự thay đổi pH của môi trường nên các sản phẩm thứ cấp được tạo thành. Các chất kết

tủa và huyền phù có trong nước ngăn cản sự phát triển của các loại vi khuẩn tham gia vào

quá trình làm sạch nước. Các chất huyền phù làm cản trở sự đâm xuyên của ánh sáng mặt

trời xuống nguồn nước, do đó hạn chế quá trình quang hợp của thực vật dưới nước đặc

biệt là các loại rong biển, mà dưới tác dụng của ánh sáng lại tạo ra được oxy cần thiết cho

quá trình oxy hóa các chất bẩn hữu cơ.

Một số chất vô cơ và hữu cơ tan trong nước có ảnh hưởng độc hại đến sự phát triển

các vi sinh vật trong nước. Trong số các chất vô cơ phải kể đến các ion và hợp chất của

chì, arsen, flo, crom, đồng… có tác dụng độc hại vì chúng sẽ làm thay đổi pH của nước.

Các khoảng pH nhỏ hơn 6,8 và lớn hơn 8,0 là những khoảng hạn chế sự phát triển một số

loại vi khuẩn cần thiết cho sự làm sạch nước.

Trong những năm gần đây nguy cơ làm ô nhiễm môi trường do các chất hữu cơ, đặc

biệt các sản phẩm của công nghiệp và khai thác chế biến dầu mỏ gây ra ngày càng tăng

lên. Sự có mặt trong nước các loại thuốc trừ sâu, diệt cỏ, các chất tẩy rửa tổng hợp cũng là

mối đe dọa đáng kể đến sự tồn tại của một số loài thủy sinh. Các chất độc và chất phóng

xạ thải ra từ các phòng thí nghiệm và các nhà máy cũng như các sản phẩm tạo thành trong

các vụ thử hạt nhân cũng là những nguyên nhân gây ô nhiễm đáng kể đến nguồn nước

thiên nhiên.

2

Khó có thể có được một thống kê và sự phân loại rõ ràng về thành phần hóa học của

các loại nước thairnvif điều đó phụ thuộc rất nhiều vào quá trình sản xuất và sinh hoạt

trong đó nước được thải ra. Có thể nói nước thải là một hệ dị thể phức tạp bao gồm rất

nhiều chất tồn tại dưới các trạng thái khác nhau. Nếu như nước thải công nghiệp chứa rất

nhiều các hóa chất vô cơ và hữu cơ thì nước thải sinh hoạt lại chứa rất nhiều các chất bẩn

dưới dạng protein, các cacbon hydrat, mỡ, các chất thải ra từ người và động vật, ngoài ra

còn phải kể đến các loại rác rưởi như giấy, gỗ, các chất hoạt động bề mặt.

Để có thể có một định hướng về thành phần hóa học của một số loại nước thải,

chúng tôi xin dẫn ra dưới đây một số chất chủ yếu thường có trong nước thải của một số

quá trình sản xuất:

- Khai khoáng: các kim loại, các acid cô cơ.

- Gia công gỗ: flo, kẽm.

- Đồ gốm: bari, cadimi, liti, mangan, selen…

- Đồ da: canxi, sunphuahydro, sunfua natri, crom, kẽm, niken…

- Luyện cốc: amoniac, sunfua hydro, các kiềm…

- Công nghiệp sơn: bari, clorat, cadimi, coban, chì, kẽm, amoniac, xút, các acid, các

chất hữu cơ…

- Luyện kim: các hợp chất amoni, các acid, kim loại, sunfua hydro, sunfat, clo,

photphat…

- Kỹ nghệ xà phòng: bari, xút, sunfua hidro…

- Hóa dầu: các acid, kim loại, clorua, sunfat, các chất hữu cơ…

- Thuốc trừ sâu: bari, cadimi, đồng, arsen, silic, tetraflorua, flo, clo, một số chất độc

hữu cơ…

- Cao su: Borat, nitrit, selen, lưu huỳnh, antimon…

- Thủy tinh: acid boric, kali, mangan, đồng arsen, sunfua, nitrit, florua, thiếc, selen,

sunfua hidro…

- Kỹ thuật dệt: các hợp chất amoni, thiếc, chì, flo, kiềm, kali, đồng, kẽm…

- Phân bón: kali, amoniac, nitrat, photphat, các acid, các kim loại…

3

- Hóa dược: boran, brom, muối amoni, kali, các acid, các kim loại, kiềm, các chất hữu

cơ…

- Giấy: xút, các kim loại, clo, sunfat, sunfit, sunfua…

Trong các hợp chất gây nhiễm bẩn kể trên thì thủy ngân, berili, cadimi, chì, arsen,

selen có tính chất độc nhất.

Nước thải sinh hoạt có thành phần hóa học đơn giản hơn, chủ yếu là các kim loại

sau: kali, natri, sắt, đồng, chì, kẽm, niken, mangan, thủy ngân, bạc, coban.

1.2. Các tạp chất và ảnh hưởng của các tạp đối với nước thiên nhiên & nước thải

1.2.1. Các muối canxi và magie

Chủ yếu dưới dạng bicabonat, clorua, sunfat gây ra sự đóng cặn khi đun sôi, xà

phòng ít bọt, gây ra nhiều phản ứng với các hóa chất khi pha chúng trong nước. Người ta

gội đó là tính cứng của nước. Tính cứng này thay đổi theo hàm lượng các muối canxi và

magie có trong nước, có ảnh hưởng lớn đến nước sinh hoạt cũng như sản xuất công

nghiệp.

Tùy theo trị số độ cứng mà ta phân biệt các loại độ cứng như bảng sau:

Loại nước Rất mềm Mềm Cứng

trung bìnhHơi cứng Cứng Rất cứng

Độ cứng chung

(mĐg/l)0 – 1,5 1,5 – 3,0 3,0 – 4,5 4,5 – 6,5 6,5 – 11,0 11,0

1.2.2. Muối NaCl và Na2SO4

Hầu như điều có mặt trong các loại nước thiên nhiên. Các muối này không thể hiện

tính cứng của nước và đa số các trường hợp không gây tác hại cho việc sử dụng nước.

Tuy nhiên trong nước chứa nhiều các muối trên, khi sử dụng nước trong nồi hơi thường

gây ra áp suất cao vì nó làm cho hợp chất hữu cơ tan trong nước dễ.

1.2.3. Muối sắt

Trong nước thường tồn tại ở dạng Fe(HCO3)2. Khi nồng độ muối sắt lớn, thường làm

cho nước váng có mùi tanh khó chịu khi tiếp xúc lâu với không khí, muối sắt trên dễ bị

oxy hóa từ muối Fe2+ thành muối Fe3+ và gây ra cặn Fe(OH)3 làm cho nước đục. vì thế

việc xác định muối sắt trong nước khi sử dụng là điều cần thiết.

4

1.2.4. Hợp chất chứa nitơ

Dễ sinh huyền phù, có mùi khi nồng độ nitơ cao, ở trong nước tồn tại ở các dạng vô

cơ như các muối NH4+, NO3

-, NO2- và dạng hữu cơ.

1.2.5. Hợp chất silic

Thường có trong nước thiên nhiên với lượng nhỏ, ở dạng muối hòa tan Na2SiO3,

K2SiO3 và dạng keo H2SiO3 (hay dạng huyền phù lẫn với đất cát). Hợp chất silic này càng

lớn làm cho nước càng mềm, nhưng là hợp chất dễ sinh cáu bẩn trong nước.

1.2.6. Hợp chất hữu cơ

Tồn tại ở trong nước dạng keo như những chất thực vật bị thối rữa, hoặc ở trạng thái

hòa tan. Sự có mặt các hợp chất hữu cơ làm cho nước có tính khử nghĩa là thể hiện khả

năng oxy hóa hay conn gọi là độ oxy hóa bằng KMnO4 của nước. Nhưng khi xác định độ

oxy hóa của nước, cần chú ý đến các hàm lượng khử trong nước như muối Fe2+, NO2-.

1.2.7. Các khí hòa tan

Khí nitơ và CO2 tan trong nước làm cho nước có vị mát, có lợi cho nước sinh hoạt.

Nhưng nước dùng trong công nghiệp nhất là trong nồi hơi, sản xuất các hóa chất thì O2 và

CO2 dễ sinh ra an mòn. Khí H2S đôi khi có trong nước, do sự vô cơ hóa các hợp chất hữu

cơ có chứa lưu huỳnh. Khí độc này tồn tại trong nước dễ ăn mòn thiết bị, trong nước sinh

hoạt không được có khí H2S vì đây là độc tố cao.

1.2.8. Các chất keo

Trong nước thiên nhiên phần lớn là do động thực vật lên men, phân hủy tạo thành

công thức chung hạt keo ở dạng hữu cơ với phân tử lớn. Thường (C6H4O3) ở đây n ≥ 8 các

chất keo này làm nước có phản ứng với axít, có tác dụng ăn mòn kim loại khi tiếp xúc lâu.

Các chất keo trong nước, còn có thể là nH2SiO3.

1.2.9. Những chất huyền phù

Được tạo thành trong nước là do nhiều nguồn khác nhau, có thể là do các hợp chất

vô cơ hoặc hữu cơ. Chúng làm nước vẩn đục, dễ tạo thành cặn bã trong nồi hơi, trong ống

dẫn làm vẫn đục các dụng cụ, thiết bị rữa.

Nước thiên nhiên, tùy loại (hồ, ao, sông, ngòi,…) và từng vùng mà hàm lượng các

tạp chất trên có thể thay đổi. Nên thành phần các tạp chất thiên nhiên nói chung phức tạp

5

và ảnh hưởng đến việc sử dụng nước vào mục đích khác nhau, vì thế trước khi sử dụng,

cần phân tích các thành phân hóa học của nước là điều cần thiết.

1.2.10. Các kim loại

Được tạo thành do nhiều nguồn khác nhau

1.3. Các chỉ tiêu phân tích nước thiên nhiên và nước thải

1.3.1. Xác định pH

Thường xác định bằng phương pháp điện thế.

Phương pháp này có ưu điểm là không bị cản trở bởi một loạt các yếu tố như màu

sắc, độ đục của dung dịch phân tích, sự có mặt của nhiều chất oxy hóa khử và các chất lạ

khác.

1.3.2. Xác định hàm lượng cặn không tan

Tạp chất không tan trong nước có các loại sau:

- Loại cặn khô: đó là các tạp chất dễ tan, được xác định bằng cách lọc qua giấy lọc

băng xanh, sau đó đem sấy và cân.

- Loại cặn sau khi nung gồm các tạp chất tan và không tan, được xác định bằng cách

bốc khô mẫu nước ở 105oC sau đó đem sấy và nung.

Chất rắn tổng cộng (TS) có trong nước bao gồm chất rắn hòa tan (DS) và chất rắn lơ

lửng (SS), cũng có thể xem chất rắn tổng bao gồm chất rắn bay hơi (VS) và chất rắn ổn

định (FS).

Dựa trên phương pháp trọng lượng sau khi cho bay hơi mẫu ở nhiệt độ và thời gian

thích hợp, chất rắn còn lại được xác định bằng phương pháp cân.

1.3.3. Xác định độ cứng

Độ cứng của nước do các kim loại kiềm thổ hóa trị 2, chủ yếu là canxi và magie gây

nên. Độ cứng chung của nước biểu thị bằng tổng lượng muối của canxi và magie có trong

một lít nước

Độ cứng được xác định chuẩn độ tạo phức Ca2+ và Mg2+ với dung dịch EDTA tiêu

chuẩn bằng đệm pH = 10 với chỉ thị ETOO. Điểm tương đương nhận được khi dung dịch

chuyển từ màu đỏ sang xanh chàm.

6

1.3.4. Xác định độ kiềm của nước

Độ kiềm của nước là hàm lượng của các chất phản ứng với axít mạnh, tức là phản

ứng với ion hydro. Để xác định độ kiềm của nước người ta áp dụng phương pháp trung

hòa, dùng dung dịch axít mạnh để chuẩn độ.

Độ kiềm được biểu thị bằng số mĐg axít tiêu tốn ứng với 1 lít nước.

Độ kiềm do các axít amin của axít yếu khi thủy phân sinh ra CO32-, HCO3

-, HPO42-,

OH-, HS-…

Chuẩn mẫu nước bằng HCl tiêu chuẩn theo chỉ thị phenolphtalein gọi là độ kiềm

phenol (độ kiềm tự do), chuẩn theo chỉ thị MO ta có độ kiềm metyl da cam (độ kiềm toàn

phần).

1.3.5. Xác định độ axít của nước

Đối với các loại nước thiên nhiên đa số các trường hợp, độ axít phụ thuộc vào hàm

lượng khí CO2 trong nước. Các chất mùn và các axít hữu cơ yếu có trong nước cũng tạo

nên một phần của độ axít. Trong tất cả các trường hợp đó độ pH của nước thường không

< 4,5.

Đối với các loại nước thải, hàm lượng cảu axít mạnh tự do thường khá lớn, không

những vậy trong nước thải thường chứa các muối tạo thành bởi baz yếu và axít mạnh, nên

độ axít nước cũng cao, pH của nước thường không > 4,5 được gọi là độ axít tự do.

Dùng dung dịch kềm mạnh NaOH để chuẩn độ axít có trong nước do sự hiện diện

của các axít vô cơ mạnh, axít yếu hoặc axít hữu cơ bằng các chỉ thị thích hợp.

1.3.6. Xác dịnh SO42- trong nước sinh hoạt bằng sắc kí ion

Mỗi loại ion được giữ lại trong cột với các thời gian khác nhau, do đó ta có thể nhận

danh được các ion trong hỗn hợp của chúng khi đi qua cột sắc ký trao đổi ion nhờ vào

thời gian lưu đặc trưng chô từng loại ion. Ngoài ra khi so sánh diện tích của peak chuẩn

với mẫu, ta có thể xác định được hàm lượng của ion cần xác định.

1.4. Tiêu chuẩn và mức chất lượng các loại nước

Tùy theo pham vi sử dụng người ta cần chuẩn hóa các loại nước, nước thiên nhiên

không thỏa mãn các yêu cầu chung nên người ta cần tiến hành xử lý nước bằng các

phương pháp khác nhau, để làm cho nước trong và giảm các tạp chất hóa học trong sản

xuất công nghiệp và công nghiệp hóa nhiệt điện,…

7

1.4.1. Nước sinh hoạt

Phải mát, trong suốt, không màu không mùi vị, thành phần của nước phải ít thay đổi

theo thời gian. Nước dùng trong sinh hoạt không có hoặc rất ít theo quy định về độc tố và

các tạp chất có hại.

1.4.2. Nước trong sản xuất công nghiệp

Trong sản xuất công nghiệp nước được dùng với nhiều mục đích khác nhau như

dùng trong nồi hơi, động cơ hơi nước, làm dung môi rửa bẩn hoặc hòa tan,…

Riêng nước dùng trong nồi hơi, ta có các yêu cầu về chất lượng của nước như độ

cứng, lượng O2 và CO2 hòa tan, độ oxy hòa tan, độ oxy hóa, độ dẫn điện, tạp chất đầu mỡ,

…

Xem thêm các tiêu chuẩn và mức chất lượng nước theo TCVN.

8

Chương 2

TỔNG QUAN VỀ COD

2.1. Định nghĩa nhu cầu oxi hóa học (COD)

Là lượng oxy cần thiết để oxy hóa hết các hợp chất hữu cơ có trong nước. Nước

nhiễm bẩn sẽ có độ oxy hóa cao phải tốn nhiều hóa chất cho công tác khử trùng

2.2. Ý nghĩa môi trường

Đây là chỉ tiêu thường được sử dụng trong quan trắc môi trường để đánh giá mức độ

ô nhiễm hữu cơ đối với nguồn nước mặt thuộc những thủy vực nước ngọt. Đối với nước

thải công nghiệp đây là chỉ tiêu không thể thiếu khi đánh giá mức độ ô nhiễm. COD còn

là chỉ tiêu quan trọng làm cơ sở để tính toán và thiết kế các công trình xử lý nước thải.

2.3. Các phương pháp xác định hàm lượng COD

2.3.1. Phương pháp KMnO4 (Phương pháp Manganat)

Các hợp chất hữu cơ trong mẫu bị ôxy hoa bằng KMnO4 trong môi trường acid ở 96

– 98oC trong bể nhiệt (water bath) trong khoảng 20 phút. Lượng permanganat dư sẽ tiếp

tục oxy hoá lượng I- thêm vào và sinh ra lượng I2 tương ứng trong môi trường acid, sau đó

lượng I2 này được xác định bằng cách chuẩn bằng S2O32- với chỉ thị hồ tinh bột.

Phương trình phản ứng :

10I- + 2MnO4- + 16H+ 2Mn2+ + 5I2 + 8H2O

I2 + 2S2O32- 2I- + S4O6

2-

Lưu ý: Nếu mẫu là mẫu nước biển, nước lợ thì oxy hóa trong môi trường trung tính

hoặc kiềm, các mẫu nước còn lại ta xác định trong môi trường acid.

2.3.2. Phương pháp K2Cr2O7 (Phương pháp Dicromat)

Tổng hàm lượng chất hữu cơ có trong nước thải sẽ bị oxy hóa bởi tác nhân oxy hóa

mạnh K2Cr2O7. Các hợp chất hữu cơ trong nước sẽ bị oxy hóa hoàn toàn bởi K2Cr2O7

trong môi trường H2SO4 đậm đặc ở điều kiện đun nóng khoảng 2 giờ.

Cho dư chính xác một lượng K2Cr2O7 để oxy hóa hoàn toàn tổng hàm lượng hợp

chất hữu cơ, sau đó chuẩn lượng K2Cr2O7 dư được chuẩn bằng dung dịch chuẩn Fe2+ với

9

chỉ thị Ferroin. Điểm tương đương nhận được khi dung dịch chuyển từ màu xanh lam

sang màu nâu đỏ.

Phương trình phản ứng:

CnHaObNc + dCr2O72- + (8d+c)H+ nCO2 + H2O + cNH4

+ + 2dCr3+

6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O

2.4. Cách lấy mẫu nước và bảo quản mẫu nước

2.4.1. Cách lấy mẫu

2.4.1.1. Lấy mẫu bề mặt

Lấy mẫu cách mặt nước khoảng 20 cm, chỉ cần nhúng bình, ca hoặc xô vào dòng

sông, suối,.. Sau đó cho nước vào bình chứa mẫu.

2.4.1.2. Lấy mẫu ở độ sâu đã định

Khi lấy mẫu ở trường hợp này cần phải dùng thiết bị lấy mẫu đặc biệt như thiết bị có

ống hở, bơm hoặc lấy mẫu tự động,…

2.4.1.3. Lấy mẫu nước từ các vòi của hệ thống cấp nước

Chọn những vòi cấp nước trực tiếp từ các đường ống chính, không nên lấy từ thùng

hay bồn chứa. Mở các vòi thật lớn và để chảy ra ngoài từ 2 – 3 phút, thời gian này nhằm

để rửa sạch hệ thống vòi trước khi lấy mẫu, giảm tốc độ vòi nước để lấy mẫu vào trong

các bình chứa mẫu.

Nếu mẫu được lấy từ hệ thống phân phối nước của thành phố, khi đó các vòi nước

cần được xả trong một thời gian để những chất rỉ sét được loại bỏ hết, như thế mới đảm

bảo mẫu lấy được tiêu biểu.

2.4.1.4. Lấy mẫu từ các giếng bơm tay, bơm máy

Bơm để rửa vòi 5 phút trước khi lấy mẫu. Nếu giếng đào được trang bị máy bơm,

cũng thực hiện tương tự như máy bơm tay. Trong trường hợp giếng đào không có máy

bơm, mẫu được lấy trực tiếp từ giếng bằng cách buộc chai lấy mẫu vào 1 vật nặng rồi thả

xuống đáy giếng. Phải cẩn thận với vật nặng để tránh nhiễm bẩn.

2.4.1.5. Lấy mẫu nước uống

Lấy mẫu ở giai đoạn của quá trình sản xuất, các vị trí phân phối mẫu nước uống phải

chọn lọc để đảm bảo sự tích luỹ của hệ thống trong suốt mỗi tháng. Vị trí lấy mẫu có thể

10

là ở các vòi nước công cộng, các nơi kinh doanh ngành thực phẩm, hay vòi nước ở gia

đình.

Đối với nước ao hồ, các mục đích sử dụng sẽ quyết định phương thức lấy mẫu, vì

nước ao hồ thay đổi theo mùa, độ sâu, lưu lượng...

Đặc biệt với nước thải, nồng độ chất bẩn còn có khả năng thay đổi theo giờ sinh

hoạt, giờ sản xuất của nhà máy, sản phẩm, lưu lượng, mức độ pha loãng. Do đó lấy mẫu

tổng hợp (lấy mẫu ở nhiều vị trí khác nhau) là tốt nhất để đánh giá mức độ ô nhiễm quanh

vùng khảo sát.

2.4.2. Bảo quản mẫu

Để mẫu nước khi phân tích vẫn giữ được trạng thái ban đầu của nó, tức là có thành

phần, hàm lượng của các thành phần của các hợp chất và các tính chất vẫn giống như khi

lấy nó tại thời điểm và địa điểm lấy mẫu.

Nhiệt độ và pH của nước là hai đại lượng bị biến đổi nhanh nhất, vì vậy hai chỉ tiêu

này phải được kiểm ngay tại chỗ.

Hàm lượng của các khí hòa tan trong nước như O2, CO2, H2S, Cl2... cũng thay đổi rất

nhiều vì chúng sẽ bị bay khỏi nước trong quá trình vận chuyển và bảo quản mẫu. Vì vậy

hàm lượng của các khí cũng cần được xác định ngay.

Khi không phân tích mẫu ngay thì phải chọn những bình đúng quy cách để đựng

mẫu như bình bằng PE tối…

Bảng 1.5.2. Cách bảo quản mẫu nước

Thông sốLoại bình

chứaKỹ thuật bảo quản Nơi phân tích

Thời gian

bảo quản

pHPoliester,

thuỷ tinh

Thấp hơn nhiệt độ khi

lấy mẫu

Đo tại nơi lấy mẫu,

phòng thí nghiệm

Phân tích

càng sớm

càng tốt

TSSPoliester,

thuỷ tinhPhòng thí nghiệm 48 giờ

Độ đục Poliester,

thuỷ tinh

Phòng thí nghiệm Bảo quản

lạnh trong

11



Thời gian

bảo quản

24 giờ

Độ dẫn

điện

Poliester,

thuỷ tinh2 – 5oC


phòng thí nghiệm24 giờ

DO Chai DOCố định oxy tại chỗ và

giữ nơi tối


phòng thí nghiệm

Phân tích

càng sớm

càng tốt

CODPoliester,

thuỷ tinh

Acid hoá đến pH<2

bằng H2SO4, 2 – 5oCPhòng thí nghiệm 24 giờ

BODPoliester,

thuỷ tinh2 – 5oC Phòng thí nghiệm 5 ngày

AmoniacPoliester,

thuỷ tinh



NitricPoliester,

thuỷ tinh2 – 5oC Phòng thí nghiệm 24 giờ

NitratPoliester,

thuỷ tinh



PhotphatPoliester,

thuỷ tinh

Lọc tại chỗ bằng màng

lọc 0.45 µm, 2 –5oCPhòng thí nghiệm 24 giờ

CloruaPoliester,

thuỷ tinh2 – 5oC Phòng thí nghiệm 1 tuần

SunphatPoliester,

thuỷ tinh2 – 5oC Phòng thí nghiệm 1 tuần

Độ acid,

độ kiềm

Poliester,

thuỷ tinh2 – 5oC Phòng thí nghiệm 24 giờ

12



Thời gian

bảo quản

Nhôm PoliesterLọc ngay khi lấy mẫu,

acid hoá đến pH<2Phòng thí nghiệm 24 giờ

Sắt Thuỷ tinhLọc ngay khi lấy mẫu,

acid hoá đến pH<2Phòng thí nghiệm 24 giờ

Canxi,

Magie

Poliester,

thuỷ tinhPhòng thí nghiệm 24 giờ

2.4.3. Một số hình ảnh lấy mẫu nước sông tại sông Bình Lợi

Hình 1. 1 Sông Bình Lợi

Hình 1. 2 Địa chỉ lấy mẫu

13

Hình 1. 3 Vị trí lấy mẫu 1



14


Hình 1. 7 Sơ đồ vị trí nơi lấy mẫu

15

Chương 3

ĐỀ CƯƠNG THỰC NGHIỆM VÀ DỰ TOÁN CHI PHÍ

3.1. Mục tiêu đề tài

Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình xác định hàm lượng COD trong nước

bằng phương pháp permanganat và kalidicromat.

3.2. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị thực nghiệm

3.2.1. Hóa chất xác định hàm lượng COD

- Kali Dicromat (K2Cr2O7) 12,2620g

- Kali Permanganat (KMnO4) 3,1764g

- Sắt (II) Amoni Sunfat [(NH4)2Fe(SO4)2.6H2O] 100g

- Sắt (II) Sunfat (FeSO4.7H2O) 0.7g

- Acid Oxalic (H2C2O4.2H2O) 6,303g

- 1-10 Phenantrolin (C12H8N2.H2O) 1,485g

- Bạc Sunfat (Ag2SO4) 10g

- Thủy Ngân Sunfat (HgSO4) 80g

- Acid Sunfuaric [H2SO4đđ (d = 1,84)] 1500Ml

- Dung dịch KMnO4 0.01N: Cân chính xác 3.19 g KMnO4 – P.a, pha trong 1 L nước

cất. Đun nóng nhẹ dung dịch và để yên khoảng 24 giờ, sau đó để lắng, gạn ấy phần

dung dịch phía trên cho vào chai tối, bảo quản nơi tối. Trước khi sử dụng phải chuẩn

độ lại bằng acid oxalic (H2C2O4).

- Dung dịch chuẩn Kali dicromat: Dung dịch K2Cr2O7 0,0167M. Cân 4,931g

K2Cr2O7 đã được sấy ở 103oC trong 2 giờ để nguội đến nhiệt độ phòng trước đó, hòa

tan với 500mL nước cất, thêm 167mL H2SO4 đđ và 33,3g HgSO4, pha loãng rồi để

nguội sau đó thêm nước cất cho đủ 1000mL.

- Dung dịch FAS chuẩn: FAS 0,25M: Cân chính xác 98g Fe(NH4)2(SO4).6H2O hòa

tan trong một ít nước cất và 20mL H2SO4đđ, làm nguội và định mức cho đủ 1L.

Định phân lại trước khi sử dụng pha loãng 10mL dung dịch K2Cr2O7 0,0417M thành

16

100mL với nước cất, thêm vào 30mL dd H2SO4, làm nguội trước khi dùng dd FAS

định phân, chỉ thị màu ferroin (2-3 giọt).

- Chỉ thị màu ferroin: Hòa tan 1,485g 1,10-phenathrolin monohydrate và 0.695g

FeSO4.7H2O trong nước cất cho đủ 100mL.

- Dung dịch H2SO4: Trong 500mL H2SO4 đđ thêm 5,5g AgSO4, để yên 1-2 ngày cho

đến khi tan hoàn toàn.

3.2.2. Dụng cụ và thiết bị thực nghiệm

Dụng cụ bếp phá mẫu COD và một số dụng cụ thủy tinh thông thường ở phòng thí

nghiệm

3.3. Thực nghiệm

3.3.1. Phạm vi áp dụng

Chỉ áp dụng cho mẫu nước ô nhiễm nhẹ và nồng độ clorua < 300 mg/L (EC < 1200

S/cm).

3.3.2. Nguyên tắc

3.3.2.1. Nguyên tắc xác định COD bằng phương pháp Kali Permanganat

Dựa vào khả năng oxy hóa mạnh của KMnO4 trong môi trường acid. Dựa vào lượng

KMnO4 cho vào mẫu nước thử ban đầu và lượng KMnO4 còn lại sau phản ứng ta có thể

xác định được lượng chất hữu cơ có trong mẫu nước thử.

MnO4- + 5e + 8H+ = Mn2+ + 4H2O

Lượng MnO4- còn dư sau phản ứng được xác định bằng dung dịch (COOH)2

2MnO4- + 5(C2O4)2- + 16H+ = 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O

3.3.2.2. Nguyên tắc xác định COD bằng phương pháp Kali Dicromat

Dùng phương pháp chuẩn độ oxy hóa - khử để xác định COD. Trong môi trường

acid H2SO4 đậm đặc các hợp chất hữu cơ sẽ bị oxy hóa hoàn toàn bởi K2Cr2O7 với điều

kiện đun nóng mẫu ở nhiệt độ 105oC trong 3 giờ, trong môi trường acid. Bằng cách cho

một lượng K2Cr2O7 dư chính xác để oxy hóa hoàn toàn tổng hàm lượng hợp chất hữu cơ.

Chuẩn lượng dư K2Cr2O7 bằng dung dịch chuẩn Fe2+ với chỉ thị ferroin, điểm tương

đương nhận được khi dung dịch chuyển từ màu xanh lam sang màu nâu đỏ.

Phương trình phản ứng

17

CnHaOb + cCr2O72- + 8cH+ nCO2 + H2O + 2cCr3+

Với

3.3.3. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng và khắc phục

3.3.3.1. Đối với phương pháp Manganat (KMnO4)

Phản ứng cũng bị ảnh hưởng bởi ion Cl- (lớn hơn 300 mg/L) , Cl- sẽ phản ứng với

KMnO4 tạo thành Cl2 .Vì thế không thể áp dụng phương pháp permanganat cho

những mẫu nước lợ hay nước mặn.

10Cl-

+ 2MnO4-

+ 16H+

2Mn2+

+ 5Cl2 + 8H2O

Các hợp chất vô cơ (H2S, Fe2+) có thể phản ứng với permanganat

5Fe2+

+ MnO4-

+ 8H+

Mn2+

+ 5Fe3+

+ 4H2O

3.3.3.2. Đối với phương pháp Kali dicromat

- Các hợp chất béo thẳng, hydrocacbon nhân thơm và pyridine không bị oxy hóa.

Khắc phục: Cần cho thêm Ag2SO4 vào để phản ứng xảy ra dễ dàng hơn với hiệu

suất lên tới 85 - 90% tuy nhiên chỉ oxy hóa được rượu và hydrocarbon mạch thẳng.

- Ion Cl- cũng là một yếu tố gây trở ngại cho phản ứng cũng có thể bị oxy hóa theo

phản ứng sau:

6Cl- + Cr2O72- + 14H+ 3Cl2 + 2Cr3+ + 7H2O

Khắc phục: cho thêm HgSO4 vào mẫu với tỷ lệ HgSO4 : Cl- là 10:1 trước khi đun

- Ngoài ra còn có ion nitric, Fe2+, SO32- cũng gây cản trở cho quá trình xác định COD.

Nhưng ảnh hưởng này không thường xuyên và cũng không đáng kể nên có thể bỏ

qua

3.3.4. Tiến hành khảo sát

3.3.4.1. Khảo sát xác định mẫu thật bằng phương pháp Kali Permanganat

Cho vào erlen 250mL (đã rửa sạch và sấy khô) 50mL mẫu nước , thêm vào 5mL

H2SO4 1:2, thêm đúng 10mL dung dịch KMnO4 0,01N (mẫu nước có màu hồng). Sau đó

đun sôi 10 phút trên bếp điện, nhấc xuống chờ cho nhiệt độ hạ xuống 80 - 90 oC rồi thêm

vào 10mL dung dịch (COOH)2 0,01N lắc đều cho mẫu nước mất màu rồi dùng dung dịch

18

KMnO4 0,01N để chuẩn độ cho đến khi mẫu nước chuyển từ không màu sang màu hồng

nhạt thị kết thúc chuẩn độ. Ghi thể tích lượng KMnO4 đã tiêu tốn: V1.

Thay mẫu nước thử bằng 50mL nước cất để thí nghiệm một mẫu trắng. Các bước

tiến hành thí nghiệm được thực hiện như trên. Thể tích tiêu tốn của KMnO4 mẫu trắng V2.

3.3.4.2. Khảo sát xác định mẫu thật bằng phương pháp Kali dicromat

- Rửa ống COD và nắp bằng dd H2SO4 20% trước khi sử dụng

- Chọn thể tích mẫu và hóa chất theo bản hướng dẫn sau:

Kích thước ống Vmẫu thật (mL)DD K2Cr2O7

(mL)H2SO4 (nL)

Vtổng cộng

(mL)

16 x 100 (mm) 2,5 1,5 3,5 7,5

20 x 150 (mm) 5,0 3,0 7,0 17,0

25 x 150 (mm) 10,0 60,0 14,0 30,0

Ống chuẩn 10 mL 2,5 1,5 3,5 7,5

- Cho vào ống nghiệm: mẫu, dd K2Cr2O7 0,1N và H2SO4. Lưu ý phản ứng xảy ra

mạnh nên cần cho acid cẩn thận, chảy dọc theo ống nghiệm. sau đó lắc mẫu thật đều

- Làm tương tự mẫu trắng (thay mẫu bằng nước cất)

- Cho ống nghiệm vào máy COD, nung ở nhiệt độ 150oC trong vòng 2 giờ.

Chú ý: nung kèm theo 1 ống mẫu trắng ở nhiệt độ 150oC.

- Để nguội đến nhiệt độ phòng, đổ ra erlen, thêm 2 giọt chỉ thị ferroin và định phân

bằng FAS 0,1N. Kết thúc phản ứng khi dung dịch chuyển từ màu xanh lục sang nâu

đỏ.

- Thay thể tích mẫu nước thật như bảng trên bằng nước cất để thí nghiệm mẫu trắng.

Các bước tiến hành thí nghiệm được thực hiện như trên. Thể tích tiêu tốn của FAS

tiêu tốn mẫu trắng V2.

19

3.3.5. Tính toán kết quả

3.3.5.1 Tính toán kết quả bằng phương pháp Kali Permanganat

Hàm lượng COD có trong mẫu nước được tính theo công thức sau:

Trong đó:

V1: Lượng thể tích KMnO4 tiêu tốn lúc chuẩn mẫu thật (mL)

V2: Lượng thể tích KMnO4 tiêu tốn lúc chuẩn mẫu trắng (mL)

N: Nồng độ của dung dịch KMnO4

S: Đương lượng gam của oxy

V: Thể tích mẫu nước thải lấy để phân tích (mL)

3.3.5.2. Tính toán kết quả bằng phương pháp Kali Dicromat

Hàm lượng COD có trong mẫu nước được tính theo công thức sau:

Trong đó:

V1: Lượng thể tích FAS tiêu tốn lúc chuẩn mẫu thật (mL)

V2: Lượng thể tích FAS tiêu tốn lúc chuẩn mẫu trắng (mL)

N: Nồng độ của dung dịch FAS

S: Đương lượng gam của oxy

V: Thể tích mẫu nước thải lấy để phân tích (mL)

20

3.4. Bảng kết quả phân tích

3.4.1. Bảng kết quả phân tích của phương pháp Kali Permangant

Ngày phân tích 7/3/2012 9/3/2012 12/3/2012 21/3/2012

Ngày lấy mẫu 7/3/2012 9/3/2012 12/3/2012 21/3/2012

Nơi phân tích F2.05 F2.05 F2.05 F2.05

Nhiệt độ phòng (oC) 30oC 29.5oC 30oC 29oC

Vlấy mẫu (mL) 50 50 50 50

(mL) 9.53 9.73 9.57 9.6

(mL) 9.03 8.93 8.63 8.8

Kết quả 0.8 1.28 1.504 1.28

Nhận xét

3.4.2. Bảng kết quả của phương pháp Dicromat

Ngày phân tích 14/3/2012

Ngày lấy mẫu 14/3/2012


Nhiệt độ phòng (oC) 31oC 31oC 31oC 31oC

Vlấy mẫu (mL) 2.5 5.0 10.0 2.5

V2 (mL) 5.8 8 10.2 5.7

V1(mL) 5 6.5 7.4 5.8

Kết quả 64 60 56 72

Nhận xét

21

Ngày phân tích 21/3/2012

Ngày lấy mẫu 21/3/2012


Nhiệt độ phòng (oC) 30oC 30oC 30oC 30oC

Vlấy mẫu (mL) 2.5 5.0 10.0 2.5

V2 (mL) 6 7.2 11 5.8

V1(mL) 5 5.8 8.6 5

Kết quả 80 56 48 64

Nhận xét

3.5. Hình ảnh phân tích mẫu

Hình 2. 1 Mẫu đã acid hóa chuẩn bị đun

22

Hình 2. 2 Nhiệt độ phòng

Hình 2. 3 Đo pH trước khi đun

Hình 2. 4 Đang đun mẫu trắng

23

Hình 2. 5 Đun mẫu được vài phút

Hình 2. 6 Nhiệt độ sôi đầu tiên của mẫu

Hình 2. 7 Mẫu sau khi đun

24

Hình 2. 8 Chờ hạ nhiệt độ 80 - 90oC

Hình 2. 9 Cho acid H2C2O4 mẫu từ màu hồng chuyển thành không màu

Hình 2. 10 Bắt đầu chuẩn độ bằng KMnO4

25

Hình 2. 11 Chuẩn gần tới điểm tương đương

Hình 2. 12 Kết thúc chuẩn độ mẫu từ không màu chuyển sang màu hồng nhạt

Hình 2. 13 Đo pH sau chuẩn độ

26

Hình 2. 14 Thể tích tiêu tốn chuẩn mẫu trắng

Hình 2. 15 Bếp phá mẫu COD

27

Chương 4

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Từ những nghiên cứu và khảo sát đã trình bày, chúng ta rút ra kết luận và kiến nghị như

sau:

4.1 Kết luận

Qua khảo sát 2 phương pháp ta thấy phương pháp Kali dicromat sẽ cho kết quả

chính xác cao hơn vì:

Các hợp chất béo mạch thẳng, hydrocacbon nhân thơm và pyridine không bị oxy

hóa, mặc dù phương pháp Kali dicromat hầu như oxy hóa hoàn toàn hơn so với phương

pháp dùng KMnO4. Các hợp chất béo mạch thẳng bị oxy hóa dễ dàng hơn khi thêm

Ag2SO4 vào làm chất xúc tác, nhưng bạc dễ phản ứng với các ion họ halogen tạo kết tủa

và chất này cũng có thể bị oxy hóa một phần.

Khi có kết tủa halogen, có thể dùng HgSO4 để tạo phức tan với halogen trước khi

đun hoàn lưu. Mặc dù, 1 g HgSO4 cần cho 50 ml mẫu, nhưng có thể dùng ít hơn khi hàm

lượng chloride < 2.000 mg/l

4.2 Kiến nghị:

Tùy vào mẫu nước ta có thể dùng phương pháp Kali dicromat hay Kali

permanganat, mặc dù phương pháp Kali dicromat thời gian phân tích lâu hơn phương

pháp Kali dicromat. Tuy nhiên thực tế người ta vẫn dùng phương pháp Kali dicromat

nhiều hơn vì phương pháp này sẽ cho ra sai số ích hơn và hạn chế được các yếu tố ảnh

hưởng nhiều hơn so với phương pháp Kali permangat.

28

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] TCVN 5981-2 (ISO 6107-2), Chất lượng nước – Thuật ngữ - Phần 2

[2] TCVN 6491 : 1999 (ISO 6060 : 1989), Chất lượng nước – Xác định nhu cầu oxi hóa

học

[3] TCVN 4565 – 88, Nước thải – Phương pháp xác định độ oxy hóa

[4] TCVN 5945 – 2005, Nước thải công nghiệp – Tiêu chuẩn thải

[5] TCVN 6772 : 2000, Chất lượng nước – Nước thải sinh hoạt – Giới hạn ô nhiễm cho

phép

[6] TCVN 1609 : 1988 Dụng cụ đo dung tích bằng thuỷ tinh dùng trong phòng thí

nghiệm Buret.

[7] ISO 385 -1 : 1984 Dụng cụ thuỷ tinh phòng thí nghiệm − Buret − Phần 1 : Yêu cầu

chung.

[8] ISO 5790 : 1979 Sản phẩm hoá chất vô cơ dùng trong công nghiệp − Phương pháp

chung xác định hàm lượng clorua − Phương pháp thuỷ ngân.

[9] Th.s Huỳnh Thị Minh Hiền, Giáo trình phân tích công nghiệp 3, Khoa Công Nghệ

Hóa Học, Trường ĐH Công Nghiệp Tp.HCM

29

do an chuyen nganh hoa phan tich (cod)[1]

Documents