Các phương pháp phân tích

Phương pháp xác định COD

          Mục đích sử dụng

          Trong thí nghiệm xử lý nước thải nói chung phép đo COD được dùng để xác định nồng độ các chất bẩn hữu cơ và đôi khi để xác định gián tiếp mật độ sinh khối X. Trong thí nghiệm nitrat hoá, vì nồng độ HC không đáng kể, NH4+ thì không bị ôxy hoá bởi các chất ôxy hoá thông thường nên COD chỉ được dùng để xác định gián tiếp mật độ sinh khối X.

Định nghĩa:  Nhu cầu ôxy hoá học (COD) được định nghĩa như là lượng ôxy (tính bằng mg) tương đương với lượng các chất có thể bị ôxy hoá bằng một tác động nhân ôxy hoá mạnh như K2Cr2O7 hay KMnO4 có trong một lít mẫu.

Trong thực tế có rất nhiều phương pháp để xác định COD nhưng phương pháp mà được ưa chuộng hơn cả đó là phương pháp bicromat bởi nó là một phương pháp cho khả năng ôxy hoá tốt nhất, hiệu suất của nó có thể đạt được gần 95% đến 100% theo giá trị lí thuyết đối với một số chất hữu cơ.

Phương pháp xác định:

Nguyên tắc của phương pháp này là mẫu được đun hồi lưu với kalibicromat K2Cr2O7 và chất xúc tác là bạc sunfat Ag2SO4 trong môi trường axit H2SO4 đặc. Phân tích mẫu nước phản ứng diễn ra như sau:

          Quá trình ôxy hoá cũng có thể được viết:

          Như vậy 1 mol O2 sẽ tiêu thụ 6 mol electron để tạo ra 2 mol Cr3+. Trong đó, mỗi mol O2 tiêu thụ 4 mol electron để tạo ra nước, do đó 1 mol Cr2O72- tương đương với 3/2 mol O2.

          Bạc sunfat dùng để xúc tác cho quá trình oxy hoá của các chất hữu cơ phân tử lượng thấp.

          Các ion Cl- gây cản trở cho quá trình phản ứng:

          Để tránh sự cản trở trên, người ta cho thêm thuỷ ngân(II) sunfat để tạo phức với Cl-. Ngoài sự cản trở của ion Cl- còn phải kể đến sự cản trở của nitrit (NO2-), tuy nhiên với lượng NO2- là 1-2 mg/L thì sự cản trở của chúng được xem là không đáng kể, còn việc tách chúng ra khỏi mẫu thì cần thêm một lượng axit sunfamic với tỉ lệ 10 mg/1 mg NO2-.


phan-tich-nuoc-thai

          Xác định COD bằng cách đo mật độ quang của dung dịch sau phản ứng và được làm nguội tới nhiệt độ phòng ở bước sóng 600 nm

          Chuẩn bị hoá chất:

Hỗn hợp phản ứng: hoà tan 10,216g K2Cr2O7 loại tinh khiết, sấy sơ bộ ở 103 oC trong 2 giờ, thêm 167 mL dung dịch H2SO4 và 33,3g HgSO4. Làm lạnh và định mức tới 1000 mL.

Thuốc thử axit: pha thuốc thử theo tỉ lệ 22g Ag2SO4/4kg H2SO4. Để dung dịch pha khoảng 1 đến 2 ngày để lượng bạc sunfat hoà tan hoàn toàn.

Dung dịch chuẩn kaliphtalat (HOOCC6H4COOK): sấy sơ bộ một lượng kaliphtalat ở nhiệt độ 120 oC. Cân 850 mg kaliphtalat hoà tan và định mức thành 1 L. Dung dịch này chứa 1 mg O2/mL.


          Các hoá chất và dụng cụ máy móc:

          HgSO4, tkpt.

phan-tich-mau-nuoc

          H2SO4 đặc, tinh khiết.

          Máy so màu: UV-Vis Spectrometer Shimadzu UV-1201

          Máy phá mẫu COD Hach.

          Ống phá mẫu có nắp vặn kín bằng TFE

          Pipet các loại.

          Phương pháp xác định:

          Lấy vào ống phá mẫu 2,5 ml mẫu, thêm vào 1,5 ml dung dịch phản ứng và 3,5 ml dung dịch thuốc thử axit. Đem đun trên máy phá mẫu COD ở nhiệt độ 150 oC trong vòng 2h. Lấy ra đem để nguội, đem đo mật độ quang tại bước sóng 600 nm.

          Xây dựng đường chuẩn

          Chuẩn bị một dãy dung dịch chuẩn có nồng độ thay đổi từ 20-1000 mg O2/L. Tiến hành xử lí và phá mẫu và đo hấp thụ quang ABS tương tự như trên. Để đảm bảo độ tin cậy các mẫu đều được đo hai lần, lấy giá trị trung bình. Các kết quả được đưa lên đồ thị hình 2.2. Đây là đường chuẩn.

          Kết quả xây dựng đường chuẩn cho trong bảng 2.3

 Bảng pha dung dịch chuẩn COD và độ hấp thụ ở 600 nm

Nồng độ

mg/L

0

20

50

100

200

300

400

500

600

700

800

1000

Mẫu 1

0.041

0.043

0.049

0.065

0.096

0.124

0.154

0.187

0.213

0.246

0.270

0.334

Mẫu 2

0.041

0.044

0.051

0.075

0.106

0.127

0.156

0.187

0.213

0.246

0.270

0.334

          Ta thấy đường chuẩn rất tốt, hệ số tương quan gần như tuyệt đối.