TT các PP PT cấu trúc và đl buổi 1 phổ phân tử (1)

1 GIÁO TRÌNH THỰC TẬP CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CẤU TRÚC VÀ ĐỊNH LƯỢNG PHẦN 1 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG BẰNG CÔNG CỤ (Các bài TT trong phần này được trích từ giáo trình “Thực tập phân tích công cụ” 2 BUỔI 1 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHỔ PHÂN TỬ BÀI 1 PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ (UV VIS) Xác định hàm lượng amoni, nitơ hữu cơ và tổng nitơ trong mẫu nước 1 1 Mục đích thí nghiệm Nitơ trong môi trường tồn tại ở nhiều dạng hóa học khác nhau bao gồm nitơ vô cơ như ammoni (NH4 +), nitrit (NO2.

BU I 1: CÁC PH NG PHÁP PHÂN TÍCH PH PHÂN T

Xác đ nh hƠm l ng amoni, nit h u c vƠ t ng nit trong m u n c

1.1 M c đích thí nghi m

Nit trong môi tr ng t n t i nhi u d ng hóa h c khác nhau bao g m nit vô c

nh ammoni (NH4+), nitrit (NO2-), nitrat (NO3-), nit ôxit (N2O), nit ôxit (NO), ho c nit vô c nh khí nit (N2) Nit h u c có th t n t i trong các sinh v t s ng, đ t mùn,

ho c các s n ph m trung gian c a quá trình phân h y các v t ch t h u c nh protein, ure, axit nucleic, các hóa ch t t ng h p ch a nit , Các quá trình trong chu trình nit

s chuy n đ i nit t m t d ng này sang d ng khác M t s quá trình nƠy đ c ti n hành

b i các vi khu n, qua quá trình đó ho c đ chúng l y n ng l ng ho c đ tích t nit thành m t d ng c n thi t cho s phát tri n c a chúng

L ng l n nit , cùng v i photpho, t n c th i sinh ho t, n c th i t ho t đ ng

s n xu t công nghi p vƠ nông nghi p lƠ nguyên nhơn gơy ra hi n t ng phú d ng (eutrophication) ơy lƠ m t d ng suy gi m ch t l ng n c th ng x y ra các

h ch a khi n ng đ N, P trong h t ng cao lƠm bùng phát các lo i th c v t n c (nh rong, t o, l c bình, bèo v.v ), lƠm t ng các ch t l l ng, ch t h u c , lƠm suy gi m

l ng ôxy trong n c, nh t lƠ t ng d i sơu, d n đ n s suy gi m đa d ng sinh h c trong môi tr ng n c vƠ gia t ng m c đ ô nhi m môi tr ng không khí gơy ra nh ng khó kh n, t n kém cho các ngƠnh kinh t qu c dơn

i v i phơn tích môi tr ng, hƠm l ng nit t ng s là m t ch tiêu quan tr ng

đ đánh giá ch t l ng n c, góp ph n xác đ nh ngu n phát th i nit , ki m soát hàm

l ng nit trong n c th i đ u vƠo vƠ đ u ra đ đánh giá hi u qu x lí Tùy theo lo i

đ i t ng m u n c mà s có m t d ng nào c a N là ch y u c ng nh m c hƠm l ng

c a chúng mà có cách phân tích t ng N phù h p

Trong bài th c t p này, sinh viên s s d ng ph ng pháp đo quang vùng VIS đ

đ nh l ng amoni sau khi t o h p ch t có màu v i các thu c th h u c Hai ch tiêu khác lƠ xác đ nh nitrat và nitrit b ng ph ng pháp đo quang, sinh viên có th tham kh o thêm các qui trình trong tiêu chu n HƠm l ng ni t h u c đ c xác đ nh b ng hai

ph ng pháp:

Ph ng pháp A: Xác đ nh t ng hƠm l ng Ni t trong m u n c m t ho c n c

ng m trên c s oxi hóa t t các các d ng ni t thƠnh nitrat b ng cách đun m u v i h n

h p K2S2O8 / KOH trong n i h p (autoclave) vƠ đo quang vùng UV đ xác đ nh nitrat

t o thƠnh HƠm l ng ni t h u c b ng t ng hƠm l ng ni t tr đi 3 d ng nit vô c amoni, nitrat và nitrit

Ph ng pháp B: i v i m u n c th i có hƠm l ng ch t h u c cao vƠ t ng

hƠm l ng N l n thì có th xác đ nh t ng ni t h u c vƠ amoni theo ph ng pháp Kendal (g i là t ng ni t Kendal TNK) sau khi chuy n t t c các d ng ni t h u c vƠ amoni thành NH4+, thêm ki m chuy n thành NH3 (c t đ m) và s c vào dung d ch H2SO4 Xác đ nh l ng amoni thu đ c b ng cách chu n đ l ng H2SO4 d b ng dung d ch chu n NaOH (n u l ng N l n) ho c đo quang xác đ nh amoni n u l ng nit nh

1 2 C s lý thuy t c a ph ng pháp phơn tích

1.2.1 S h p th phân t UV-Vis

đi u ki n th ng các phân t t n t i tr ng thái c b n b n v ng có n ng

l ng th p Khi chúng đ c cung c p n ng l ng, ch ng h n nh có ngu n sáng kích thích v i b c sóng thích h p, thì các electron hóa tr trong phân t s h p th n ng

l ng c a ngu n sáng và chuy n lên tr ng thái kích thích có n ng l ng cao h n

Theo c h c l ng t , trong phân t tr ng thái c b n, các electron đ c x p

đ y vào các obitan liên k t , ho c các c p electron hóa tr ch a tham gia liên k t n có

m c n ng l ng th p N u chi u chùm sáng có b c sóng thích h p vào các phân t

đó thì các electron s chuy n lên các obitan ph n liên k t có m c n ng l ng cao h n

nh *, * , n *, n * Tr ng thái nƠy đ c g i là tr ng thái kích thích, nó không b n ch t n t i trong kho ng th i gian r t ng n (kho ng 10-8 giây)

N ng l ng h c a photon đúng b ng hi u c a hai m c n ng l ng c a hai obitan

S d ch chuy n c a m t electron gi a hai obitan đ c g i là s d ch chuy n electron và quá

* 120 230

Thông th ng trong quá trình kích thích electron có kèm theo quá trình quay và

dao đ ng c a các phân t Do đó n ng l ng chung c a h phân t b ng t ng n ng

l ng c a các quá trình trên:

E = Ee + Ed + Eq

Trong đó: Ee lƠ n ng l ng c a các electron trong các obitan l p v c a phân t

Ed lƠ n ng l ng các dao đ ng gi a các nguyên t trong toàn b phân t

Eq là n ng l ng liên quan v i s quay c a phân t quanh tr ng tâm c a

chúng

B c nh y n ng l ng đ i v i s kích thích electron l n h n b c nh y n ng

l ng đ i v i s dao đ ng và l n h n b c nh y n ng l ng ng v i s quay phân t :

Ee >> Ed >> Eq (1.4)

S h p th phân t trong vùng t ngo i kh ki n g m nh ng d i h p th đ c t o

do r t nhi u v ch có kho ng cách r t g n nhau, do v y ph UV-VIS không ph i là ph

v ch nh ph phát x ho c h p th nguyên t mà là ph đám

Nh v y ph h p th phân t UV-VIS là ph xu t hi n do s t ng tác c a các

electron hóa tr trong phân t hay nhóm phân t v i chùm sáng kích thích có b c sóng

n m trong vùng UV-VIS t o ra

1.2.2 Màu s c và ph h p th vùng VIS

Ánh sáng là m t b c x đi n t có đ dƠi sóng khác nhau (hay nói khác đi lƠ m t

dòng các phôton có n ng l ng khác nhau)

Trong ph ng pháp ph h p th phân t UV-Vis, các vùng ph th ng đ c

áp d ng lƠ vùng có b c sóng n m trong kho ng 200÷800 nm:

200 400 800 (nm)

Vùng t ngo i chân không Vùng t ngo i Vùng kh ki n Vùng h ng ngo i



Trong đó :  lƠ đ dài sóng (1nm = 10A = 100 -9m)

nó m t vùng ph nh t đ nh ng v i m t b c sóng xác đ nh, t đó suy ra hƠm l ng

c a ch t nghiên c u X

+) đ nh l ng các h p ch t h u c ng i ta th ng d a trên ph n ng t ng h p

ch t màu Ngoài ra còn dùng ph n ng oxihoá kh , ph n ng xúc tácầ

Nh v y, ph n ng hoá h c chi m vai trò quan tr ng trong ph ng pháp ph h p

th phân t Th i gian phơn tích, đ chính xác và tính ch n l c c a ph ng pháp ph

thu c ch y u vào vi c l a ch n ph n ng hoá h c vƠ các đi u ki n t i u đ hình thành

h p ch t h p th ánh sáng

* nh lu t Bouguer-Lambert (Buge-Lambe)

S ph thu c gi a s gi m c ng đ dòng sáng đ n s c vào b dày c a l p dung

d ch màu h p th ánh sáng đ c nhà Bác h c Bouguer (ng i Pháp) thi t l p n m 1729

vƠ đ c nhà Bác h c Lambert (ng i c) xác nh n vƠo n m 1760 T đó hình thƠnh lên

đ nh lu t BouguerậLambert (Buge- Lambe ) có n i dung nh sau:

ắ L ng t ng đ i c a dòng ánh sáng b h p th b i môi tr ng mƠ nó đi qua không ph thu c vƠo c ng đ tia t i M i m t l p dung d ch có b dƠy nh nhau h p

th m t ph n dòng đ n s c đi qua dung d ch nh nhauẰ

n

I I n

I n

I I n

I

2 0 1 2 0

V i n là s l n giá tr c ng d dòng sáng y u đi khi đi qua m i l p dung d ch

có b dƠy nh nhau

nh lu t Beer mô t s ph thu c đ h p th quang c a dung d ch vào n ng đ

c a ti u phân h p th ánh sáng có trong dung dch đó nh lu t nƠy đ c thi t

l p vƠo n m 1852 v i n i dung:

ắS h p th dòng sáng t l b c nh t v i s ph n t c a ch t h p th mà dòng ánh sáng đi qua nóẰ

Hay có th phát bi u theo cách khác ắ h p th ánh sáng c a dung d ch màu (đ

h p th quang) t l b c nh t v i n ng đ c a dung d ch ch t h p th ánh sángẰ

A = lg

lI

I0

= Kl C (1.17) Trong đó: Kl là h s t l , ph thu c b n ch t ch t h p th ánh sáng

C là n ng đ h p ch t màu

- nh lu t h p nh t Bouguer - Lambert- Beer

nh lu t Bouguer - Lambert vƠ đ nh lu t Beer cho th y đ h p th ánh sáng (đ

h p th quang A) c a dung d ch màu t l b c nh t v i b dày (l) c a l p dung d ch màu

và n ng đ (C) c a ch t h p th ánh sáng

T h p hai đ nh lu t trên ng i ta đ c đ nh lu t h p nh t Bouguer - Lambert- Beer (th ng g i lƠ đ nh lu t Bouguer - Lambert- Beer, đôi khi g i t t lƠ đ nh lu t Beer)

Bi u th c toán h c c a đ nh lu t Bouguer - Lambert- Beer có d ng: Il =I0.10−lC(1.18),

là h s h p th mol phân t c a ch t màu h p th ánh sáng

*H s h p th mol phân t lƠ m t hàm s c a đ dài sóng ( = f ()), nó

không ph thu c vào n ng đ c a h p ch t màu h p th ánh sáng mà ch ph thu c vào

b n ch t c a ch t h p th vƠ b c sóng c a ánh sáng t i, nó đ c dùng đ xác đ nh đ

nh y c a ph n ng đo quang m t b c sóng xác đ nh

H s h p th mol phân t th c khác v i h s h p th phân t bi u ki n ch :

H s h p th phân t bi u ki n xác đ nh đ c trong các đi u ki n th c nghi m, còn h

s h p th mol phân t th c đ c tính toán theo ph ng trình lý thuy t:

lC

A

=

 (1.20)

Theo Brauđe thì h s h p th phân t  ch dao đ ng trong kho ng l n nh t t 105

đ n 1,2.105, các h s  >>105 theo tính toán c a hoá l ng t thì ít có xác su t

Nh v y đ nh lu t Bouguer - Lambert- Beer mô t s ph thu c c a đ i l ng đ

h p th quang c a dung d ch vào n ng đ và b dày l p dung d ch màu h p th ánh

sáng

NgoƠi đ i l ng đ h p th quang A, trong ph ng pháp phơn tích ph h p th

phân t còn dùng đ i l ng đ truy n quang T

truy n quang T là t s c ng đ dòng sáng đ n s c đi qua dung d ch Il và

Trong tr ng h p ch t h p th ánh sáng tuơn theo đ nh lu t Beer, thì s ph thu c

A =f(C) và A =f(l) là s ph thu c tuy n tính Th c t cho th y r ng n ng đ dung

d ch h p th ánh sáng có giá tr l n, đ th không còn lƠ đ ng th ng ph thu c b c

nh t mà nó có d ng đ ng cong Do v y khi phân tích ph h p th phân t ph i ch n xây d ng đ ng chu n khu v c có s ph thu c tuy n tính Các đ ng này ph i đ c

x lý th ng kê vƠ đ i l ng đ h p th quang ph i đ c đo b c sóng max

*Các nguyên nhân sai l ch kh i đ nh lu t h p nh t

nh lu t h p nh t xây d ng đ c d a trên ba gi thi t:

+ Dòng sáng chi u vào dung dch lƠ dòng sáng đ n s c

+ H s khúc x dung d ch là h ng s

+ Không có các quá trình ph x y ra trong dung d ch

Các nguyên nhân không tho mãn các gi thi t trên đ u gây ra s h p th c a dung d ch không tuân theo (sai l ch kh i) đ nh lu t h p nh t g m:

Các ch t đi n li l có m t trong dung d ch màu h p th ánh sáng làm bi n d ng các ph n t ho c các ion ph c màu, làm nh h ng đ n s h p th ánh sáng c a các ti u phân h p th ánh sáng

Các hi u ng này làm gi m n ng đ các phân t dung môi t do, lƠm thay đ i

n ng đ các dung d ch mƠu do đó lƠm nh h ng đ n s h p th ánh sáng c a dung d ch màu

- Do hi u ng liên h p

Trong m t s tr ng h p x y ra s t ng tác c a chính các ti u phân h p

th ánh sáng đ t o ra các ti u phơn polime lƠm thay đ i n ng đ h p ch t màu

- nh h ng m c đ đ n s c c a ánh sáng

Trong tr ng h p dùng ánh sáng đa s c làm ngu n chi u thì s h p th ánh sáng

c a dung dch không tuơn theo đ nh lu t h p nh t, b i vì m i ch t ch h p th ch n l c

các tia sáng

- nh h ng c a pH c a dung d ch

S thay đ i [H+] hay pH c a dung d ch s d n t i s l ch kh i đ nh lu t Beer do + S thay đ i [H+] làm chuy n d ch cân b ng t o thành ch t màu

HnR + Men+ MeR + nH+

*Khi t ng pả ph c màu có th b phân hu do có s t o thành ph c hiđroxo theo

ph n ng c nh tranh:

MeR + nOH- Me(OH )n + R

Hi n t ng này c n đ c bi t l u ý đ i v i các ch t có tính ch t thu phân m nh

nh : Ti4+; Zr4+; Hf4+

*Thay đ i pH d n t i thay đ i tr ng thái h p ch t màu h p th ánh sáng

Do nh h ng c a H +, tr ng thái t n t i và màu c a dung d ch c ng thay đ i,

đi u này gây ra s sai l nh kh i đ nh lu t h p nh t, VD :

2CrO42- + 2H+ Cr2O72- + H2O

Màu vàng màu da cam

- nh h ng c a s pha loãng dung d ch ph c màu

Khi pha loãng dung d ch ph c màu có hi n t ng phân li c a ph c màu d n t i

s h p th ánh sáng c a dung d ch màu không tuân theo đ nh lu t h p nh t

1.2.4.C u t o c a thi t b đo quang UV-VIS

Các thi t b đo quang có nhi u lo i và có c u t o khác nhau, song chúng đ u có

m t s đ kh i chung nh nhau (Hình 1.3)

Hình 1.3 S đ kh i chung c a thi t b đo quang

3- B ph n t o tia đ n s c; 4- Cuvet đ ng dung d ch;

7- Các khe sáng; 8- B ghi đo (a- đi n k ; b- thi t b t ghi hay hi n

3 2

1

- Ngu n sáng (source)

Tu theo yêu c u, n u dùng các tia sáng trong vùng kh ki n thì dùng đèn s i tóc nung (đèn vonfram) còn n u dùng các tia sáng trong vùng t ngo i (200  350 nm) thì ph i dùng đèn d teri ho c đèn thu ngân

- B phân t o tia sáng có vùng ph h p (monochromator)

t o ra nh ng chùm sáng có vùng ph h p, trong các thi t b đo quang ng i

ta th ng dùng l ng kính (prism), cách t (grating) hay kính l c sáng (filter) N u dùng kính l c thì đ t o tia đ n s c kém xa l ng kính vƠ cách t , ta ch t o đ c m t chùm tia

có vùng ph h p, ví d n u dùng kính l c sáng có màu l c thì khi ánh sáng tr ng chi u qua, nó s ch cho chùm sáng có b c sóng t 500  560 nm đi qua Ta bi t ánh sáng không đ n s c s lƠm cho phép đo kém nh y H u h t các thi t b quang hi n nay s

nh t c a dung d ch ph c mà ta ch n b dày c a cuvet sao cho giá tr đ h p th quang

n m trong kho ng có sai s phép đo nh nh t Hi n nay ph bi n trong các thi t b đo quang là cuvet có b dày 1 cm

-Detector:

Detector có nhi m v bi n dòng quang thƠnh dòng đi n r i chuy n vào b ph n ghi đo Tu theo mi n ph c n đo mƠ ta ch n lo i t bƠo quang đi n có đ nh y cao vùng ph đó thì k t qu m i chính xác Khi dòng sáng đ p vào t bƠo quang đi n quá

y u, ta thay t bƠo quang đi n b ng t bƠo nhơn quang đi n T bƠo nhơn quang đi n

c ng có tác d ng bi n dòng quang thƠnh dòng đi n nh t bƠo quang đi n mà còn có tác d ng khu ch đ i dòng đi n lên 10a l n, vì v y có th đo đ c nh ng dòng sáng có

c ng đ nh

V i các thi t b đo quang c , detector th ng dùng t bƠo quang đi n (photo tube)

Hi n nay ph bi n là các thi t b quang s d ng nhơn quang đi n (photomultiplier tube) (Hình 1.4) ho c m ng điot quang (PDA) (Hình 1.5)

Hình 1.4 S đ kh i và hình nh nhơn quang đi n

-B ghi tín hi u vƠ ghi đo (signal processing)

Dòng đi n t t bƠo quang đi n đ c chuy n đ n b ph n ghi tín hi u, khu ch

đ i lên r i chuy n sang b ph n ghi đo ghi tín hi u có th dùng đi n k nh y hay thi t b t kí ho c hi n s , ngày nay h u h t các thi t b đo quang lo i t t b ph n ghi đo

th ng là thi t b tính

Ngoài ra, trong thi t b đo tùy theo yêu c u có b ch nh n n song song hay không

mà thi t b đo quang có th c u t o m t chùm tia (single beam ) (Hình 1.6) hay hai chùm tia (split beam) (Hình 1.7)

Hình 1.5 S đ thi t b đo quang dùng detector m ng điot quang (PDA)

và hình nh PDA

Hình 1.6 S đ kh i thi t b đo quang m t chùm tia

Hình 1.7 S đ kh i thi t b đo quang hai chùm tia

Khi có m t l ng d thymol, mono cloroamin ph n ng v i thymol t o thành

h p ch t mang màu xanh indothymol có max= 693nm

Các y u t gây nh h ng ch y u đ n phép xác đ nh lƠ đ đ c c a n c, các ch t

kh , H2S và mu i c a nó Ngoài ra ph n ng nƠy còn đ c th c hi n trong môi tr ng

ki m nên các ion kim lo i có kh n ng t o thành hydroxit không tan l l ng trong dung

d ch, gây nh h ng t i k t qu đo lo i b đ đ c c a dung d ch ta có th lo i b các h p ch t không tan gơy đ c n c

i v i các ion kim lo i có kh n ng t o k t t a trong môi tr ng ki m ta có th

s d ng ch t che là EDTA, KNaC4H4O6ầ

Kjeldahl

Nit t ng s là m t ch tiêu phân tích quan tr ng trong phơn tích môi tr ng, th c

ph m, công nghi p và nhi u l nh v c khác HƠm l ng nit t ng s bao g m hƠm l ng nit Kjeldahl (amoniac, mu i amoni vƠ nit h u c có th kh đ c) vƠ hƠm l ng nitrit, nitrat Ph ng pháp phơn tích hƠm l ng nit t ng s đ c nhà hóa h c an M ch Johan Kjeldahl công b vƠo n m 1883

i v i phân tích th c ph m, ph ng pháp Kjeldahl đ c ng d ng đ xác đ nh hƠm l ng protein, d ng ch t không th thi u đ i v i s t n t i và phát tri n c a c

th con ng i HƠm l ng protein trong th c ph m đ c tính toán thông qua hƠm l ng nit t ng s theo m t h s t l ng v i t ng đ i t ng khác nhau nh : s a và các s n

ph m t s a, th t và các s n ph m t th t, các lo i h t vƠ ng c c, các lo i rau và n m, các lo i bánh, bia, đ ng, siro, n c m m, HƠm l ng protein là ch tiêu c b n ph n ánh giá tr dinh d ng c a th c ph m

i v i phân tích công nghi p, s d ng ph ng pháp Kjeldahl có th đ xác đ nh hƠm l ng nit t ng s trong các đ i t ng nh : d u thô và nhiên li u thô; các lo i polyme nh ABS, SAN, cao su; các lo i phân bón hóa h c nh ure, phơn khoáng ph c

h p (MAP, DAP, ), phân khoáng h n h p (NK, NP, NPK, NPKS, );

Ph ng pháp Kjeldahl bao g m 3 b c chính sau đơy:

B c 1: Chuy n các d ng nit v d ng mu i amoni b ng cách vô c hóa b ng h n

h p g m axit sunfuric, mu i kali sunfat (ho c natri sunfat) và m t ho c h n h p c a các

ch t xúc tác nh th y ngơn (II) oxit, đ ng (II) sunfat, selen, titan dioxit chuy n các

d ng nitrat và nitrit v d ng amoni c n dùng ch t kh nh h p kim devarda trong môi

tr ng ki m ho c x lí l n l t v i h n h p axit salicylic : axit sunfuric và thiosunfat

B c 2: Chuy n d ng mu i amoni thành amoniac b ng ph n ng v i dung d ch

ki m đ c (th ng là dung d ch NaOH n ng đ c 30%), khí amoniac sinh ra đ c c t lôi cu n h i n c b ng b c t b ng th y tinh ho c b ng b c t t đ ng Dòng ch t c t

đ c s đ c d n vào bình h ng ch a dung d ch axit v i l ng bi t tr c (th ng là axit boric ho c axit sunfuric)

B c 3: Xác đ nh hƠm l ng nit t ng s b ng m t trong ba cách sau đơy:

Cách 1: Chu n đ l ng d axit b ng dung d ch ki m v i ch t ch th axit-baz Cách 2: Chu n đ đi n th xác đ nh l ng axit d b ng dung d ch ki m Cách này

c n s d ng đi n c c th y tinh v i thi t b đo pH ho c thi t b chu n đ t đ ng

Cách 3: Ph ng pháp đo quang xác đ nh ion amoni b ng ph n ng v i h n h p thu c th salicylat, hipoclorit và nitroprusside, ph c t o thành có màu xanh và có c c

đ i h p th t i max  650 nm Ph ng pháp nƠy phù h p khi hƠm l ng ni t t ng s

nh h n 5 mg/l

i v i m u n c th i có nhi u ch t h u c , đ xác đ nh amoni trong m u

c ng c n c t amoni theo ph ng pháp c t đ m nói trên

Các y u t nh h ng:

L ng l n nitrat (> 10 mg/L) s oxi hóa amoni sinh ra và gây sai s ơm Ch a có cách đ lo i b y u t nƠy nh ng có th d đoán đ c m c đ nh h ng d a vào vi c xác đ nh hƠm l ng nitrat trong m u tr c khi xác đ nh b ng ph ng pháp nƠy

Mu i vô c ho c ch t r n lƠm t ng nhi t đ c a quá trình vô c hóa m u, n u nhi t

đ v t quá 4000C có th làm m t mát nit do s phân h y nhi t Các h p ch t h u c

n u t n t i v i l ng l n trong m u c ng tiêu t n axit sunfuric và ph n ng t a nhi t làm cho nhi t đ t ng cao C n thêm l ng d axit sunfuric v i t l phù h p (1 mL H2SO4 / 1 g mu i ho c ch t r n và 10 mL H2SO4 / 3000 mg COD) đ n đ nh nhi t đ

và theo dõi nhi t đ trong quá trình vô c hóa m u

Clo d n u t n t i trong m u (th ng đ i v i m u n c) c n đ c lo i b b ng thiosunfat tr c khi vô c hóa m u và c t amoniac

Nit trong các h p ch t h u c b n v ng s không phơn tích đ c b ng ph ng pháp này Các nhóm ch t này bao g m: azide, azine, azo, hydrazone, nitrile, nitro, nitroso, oxim và semicarbazone

Trong thí nghi m này, gi i thi u ph ng pháp xác đ nh hƠm l ng nit Kjeldahl trong m u n c sau khi vô c hóa m u b ng h n h p axit sunfuric, kali sunfat, đ ng (II) sunfat trong bình Kjeldahl ho c trong b vô c hóa m u t đ ng Velp Scientifica DK6 Amoniac đ c c t trong b c t t đ ng Velp Scientifica UDK149 và h p th vào dung

d ch axit sunfuric Amoni trong dung d ch m u t o thành s đ c xác đ nh b ng ph ng pháp đo quang nh m c 2.1 trên

1.3.3 Xác đ nh các t ng hàm l ng ni t h u c trong m u theo ph ng pháp oxi

hóa các d ng ni t thành nitrat và đo quang vùng UV

M t ph ng pháp khác đ xác đ nh ni t h u c , thay th cho ph ng pháp Kjeldahl là oxi hóa t t c các d ng ni t ho c photpho trong m u thành nitrat và phot phát b ng các ch t oxi hóa m nh sau đó xác đ nh b ng ph ng pháp đo quang vùng UV (v i Nitrat) ho c vùng VIS ( v i photphat sau khi t o ph c d đa mƠu xanh) trên thi t

b UV-VIS ho c b ng ph ng pháp s c ký trao đ i ion

Trong quá trình oxi hóa, ion persunphat đ u tien s b phân h y b i nhi t thành bisunphat (và b trung hòa b i KOH) và oxi

S2O82- + H2O → 2 HSO4- + ½ O2

Sau khi toàn b persunphat b phân h y, pH c a h s gi m xu ng đ n kho ng 2, các d ng ni t s b oxi hóa h t thƠnh nitrat HƠm l ng ni t h u c đ c ác đ nh b ng cách l y t ng hƠm l ng ni t tr đi các d ng amoni, nitrat và nitrit

Trong ph ng pháp nƠy, hƠm l ng clo đ n h n 1000 mg/l không gơy nh h ng nên r t phù h p đ xác đ nh t ng ni t trong m u n c bi n Nh ng n u hƠm l ng clo

l n h n s ph n ng v i pesunphat t o ra oxyclo ho c Cl2 và tiêu th pesunphat c n cho

ph n ng oxi hóa c ng nh nh h ng đ n phép đo nitrat theo ph ng pháp đo quang vùng UV HƠm l ng l n sunphat đ n 1000 mg/l c ng không nh h ng Tuy nhiên,

n u m u phân tích ch a l ng l n cacbon h u c (trên 150 mg/l) s ph n ng v i pesunphat thành CO2 và tiêu th thêm pesunphat

1.4 Hóa ch t, d ng c , thi t b

1.4.1.Hóa ch t do phòng thí nghi m chu n b

Các hóa ch t thu c th đ c s d ng là tinh khi t phân tích, pha ch b ng n c

c t hai l n

- Ch t chu n: NH4Cl (đư s y khô 100oC, trong 1h), đ t trong bình hút m (Desicator)

- H n h p ch t xúc tác cho vô c hóa m u : tr n CuSO4.5H2O v i KOH theo t l kh i

l ng 1:3

- Axit sunfuric đ c 98%

*Dung d ch thu c th thymol 3% (w/v)

Dung d ch Thymol 3% pha trong NaOH 2M và EDTA 0,1M: Cân 3g thymol cho vƠo bình đ nh m c 100ml có ch a 8g NaOH khan và 3g EDTA Cho thêm m t ít n c

c t, l c cho tan h t, đ ngu i, sau đó đ nh m c đ n v ch B o qu n trong bình s m màu

*Dung d ch đ m hidrocacbonat /cacbonat có pH=11

Cân 1g NaHCO3 và 1,5g Na2CO3 cho vƠo bình đ nh m c 100ml Cho n c c t vƠo đ nh m c đ n v ch, sau đó đi u ch nh pH trên thi t b đo pH

*Dung d ch thu c th hypoclorit NaClO 0,1%: Xác đ nh l i n ng đ NaClO trong

n c Javen b ng ph ng pháp Iot thiosunfat vƠ pha loưng thƠnh dung d ch NaClO 0,1% trong dung dch đ m cacbonat pH=11 đư chu n b trên

1.4.2 Hóa ch t do sinh viên chu n b

*Dung d ch natri nitropussiat 0,1% (w/v): Cân 0,1g natri nitropussiat

(Na2[Fe(CN)5NO].2H2O ), cho vƠo bình 100ml nh m c đ n v ch b ng n c c t Dung d ch này c n pha l i hàng ngày

* Dung d ch chu n g c NO 3 - 1000ppm: Cân 0,1629g KNO3 cho vƠo bình đ nh m c dung tích 100 ml, hòa tan vƠ đ nh m c đ n v ch m c v i n c c t hai l n

*Dung d ch chu n lƠm vi c NO3-10ppm: Hút 10,00 ml dd g c, đ nh m c vƠo bình đ nh

m c dung tích 100 ml v i n c c t

- Dung d ch NaOH 1,5M: Cơn 6g NaOH, thêm n c c t hai l n đ n 100ml trong

c c chia v ch

* Dung d ch K 2 S 2 O 8 trong NaOH 0.15M: Cân 10g K2S2O8 vào bình 250ml, thêm 25ml

dd NaOH 1.5M rung siêu ơm cho tan h t vƠ đ nh m c lên 250ml Dung d ch đ c chu n

b hƠng ngƠy vƠ b o qu n 4oC khi không s d ng

▪ B vô c hóa m u t đ ng Velp Scientifica DK6 (hình 8a)

▪ B c t t đ ng Velp Scientifica UDK149 (hình 8b)

Hình 1.8 B vô c hóa m u t đ ng DK6 và B c t t đ ng UDK149

- Thi t b đo pH HANNA instrument 211 (micro processor pH merter)

- Ph n h ng d n s d ng thi t b đo pH xem v trí đ t thi t b

- Cơn phơn tích Scientech SA 210 đ đ c đ n 0,0001 g

- Thi t b đo quang UV-VIS 1650PC c a hãng Shimazu (Nh t B n), detector nhơn quang đi n, b c sóng đo 200nm ậ 900nm, cuvet th ch anh có chi u dày 1cm (hình 1.9)

Hình 1.9 Thi t b đo quang UV-1601 PC detector nhân quang đi n

n c th i, lo i m u l y tùy thu c vƠo yêu c u quan đo, qui trình x lý c a nhƠ thi t b

vƠ nên l y t các v trí đ c tr n l n t t trong dòng ch y đ có th đ i di n cho dòng

t ng s

N u không b o qu n m u thì c n phơn tích ngay sau khi l y m u Tuy nhiên n u

c n l u m u l i đ phơn tích sau thì ph i lo i b clo d b ng cách thêm Natri thiosulfate ngay sau khi l y m u N u phơn tích amoni vƠ t ng N t i PTN c n axit hóa m u đ n pH

<2 b ng axit H2SO4 vƠ lƠm l nh 4°C (có th gi m u 28 ngƠy) Không dùng HgCl 2

vì nh h ng đ n qu trình đu i amoni Chai đ ng m u c n ph i ch u đ c quá trình

n mòn Chai c n r a b ng xà phòng, n c thi t b sau đó tráng s ch b ng n c c t

Tr c khi phơn tích, c n lo i b các ph n t l l ng trong m u b ng cách l c qua mƠng l c 0,45 µm

1.5.2 Xác đ nh hàm l ng amoni trong m u n c m t

1.5.2 1 Chu n b dưy dung d ch chu n

L n l t l y các th tích dung d ch chu n N-NH4+10,0ppm vƠo các bình đ nh m c

25 ml sao cho n ng đ cu i c a N-NH4+ (ppm) t 0,1- 5 ppm, l n l t thêm th 4ml dung d ch natri nitroprussiat 0,1% lƠm xúc tác; 0,25ml dung d ch NaClO 0,1% pha trong đ m pH = 11 theo t l th tích 1: 10; 1 ml dung d ch thu c th thymol 3%, sau đó

đ nh m c đ n v ch b ng n c c t, đ yên 5 phút C n lƠm song song v i m u tr ng

1.5 2.2 Xác đ nh c c đ i h p th c a h p ch t indothymol vƠ h s h p th mol phâ n t

L y 3 dung d ch chu n có n ng đ amoni n m trong kho ng gi a đ ng chu n đ

đo s ph thu c đ h p th quang vƠo b c sóng (ph h p th ) T ph h p th s xác đ nh đ c b c sóng h p th c c đ i c a ph c màu và giá tr đ h p th quang

t i c c đ i c a 3 dung d ch

- Nh n xét có hay không s chuy n d ch c c đ i khi n ng đ amoni thay đ i -Tính giá tr th c nghi m h s h p th mol phân t c a ph c màu

Chú ý: - Thi t b đo quang đã đ c b t tr c 15 phút đ n đ nh thi t b

- Click vào bi u t ng ph n m m thi t b đo trên màn hình destop

- Trong giao di n chính, Ch n mode “Scan", vào m c“Setup” và đ t các thông s theo h ng d n c a giáo viên Click “Zero” đ hi u ch nh đ h p th quang c a

m u tr ng khi đã đ t m u tr ng đ t trong c 2 cuvet

1.5.2.3 X ơy d ng đ ng chu n vƠ xác đ nh amoni trong m u n c m t

Sau khi đư ch n đ c b c sóng c c đ i c a ph c mƠu, đo đ h p th quang t i b c sóng c c đ i v i m u tr ng đ lƠm dung d ch so sánh

D ng đ ng chu n bi u di n đ h p th quang theo n ng đ amoni trong dung

d ch chu n, tìm ph ng trình đ ng chu n theo ph ng pháp bình ph ng t i thi u

L y vƠo bình đ nh m c 25 ml m t th tích m u phù h p (sao cho n ng đ amoni

n m trong đ ng chu n), ti n hƠnh các thí nghi m gi ng nh khi xơy d ng đ ng chu n

vƠ đo đ h p th quang c a dung d ch m u c a m u phơn tích

T đ ng chu n xác đ nh hƠm l ng amoni trong bình đ nh m c 25 ml

Sinh viên t l p công th c tính hƠm l ng amoni trong m u ban đ u (mg N- NH4+/l)

1.5.3 Xác đ nh hàm l ng nit h u c theo ph ng pháp Kjeldahl

1.5.3.1.Vô c hóa m u thành amoni

• Cách 1: Vô c hóa m u dùng bình Kendal Hút chính xác 25,00 ml m u n c

c n phơn tích vƠo bình Kendan dung tích 100 ml, thêm vƠo đó 3-4 g h n h p xúc tác CuSO4- K2SO4 Rót t t theo thƠnh bình Kendan đ n h t 5 ml H2SO4 đ c,

l c đ u đ th m đ u m u (tránh đ m u dính lên thƠnh bình), đ y bình b ng ph u thu tinh vƠ l p bình vƠo giá đ sao cho bình nghiêng 45 0 t bình trên b p đi n

vƠ đun nóng đ vô c hoá m u đ n khi dung d ch trong bình trong vƠ có mƠu h i xanh lƠ đ c (kho ng 30 phút) (ng c l i, c n l y ra kh i b p, đ ngu i, thêm vƠi gi t H2O2 đ c vƠ ti p t c vô c hoá m u cho đ t yêu c u)

• Cách 2: Vô c hóa m u dùng b phá m u t đ ng Velp Scientifica DK6 Hút chính xác 25,00 mL m u n c c n phơn tích chuy n vƠo ng phá m u c a b vô

c hóa m u Thêm 3 g h n h p xúc tác Dùng pipet thêm t t 10 mL axit sunfuric

đ c vƠo ng nghi m, l c nh đ axit th m đ u m u, tránh đ m u dính lên thƠnh

ng L p ng nghi m vƠo b vô c hóa m u vƠ ti n hƠnh thí nghi m theo h ng

d n s d ng thi t b

Thao tác v n hƠnh đ i v i b vô c hóa m u t đ ng Velp Scientifica DK6

▪ B t công t c đi n màu xanh trên thân thi t b Màn hình hi n th nh sau:

024 0 C Start P01  Main menu

▪ n phím Enter (), màn hình hi n th :

Acept P01  Set P01 

▪ cƠi đ t thông s , n phím Down (), màn hình hi n th :

Set P 1 XXX 0 C  Time 1 YYY’m 

▪ cƠi đ t nhi t đ cho giai đo n 1, n phím Enter (), dùng phím Up () và Down ( ) đ đi u ch nh nhi t đ , n phím Enter () đ xác nh n nhi t đ

v a cƠi đ t s nghe ti ng bip Màn hình s chuy n xu ng ph n cƠi đ t th i

gian, dùng phím Up () và Down ( ) đ đi u ch nh th i gian, n phím Enter

() đ xác nh n th i gian v a cƠi đ t s nghe ti ng bip n phím Down ()

đ ti p t c cƠi đ t nhi t đ và th i gian cho các giai đo n 2,3,4 thao tác t ng

t nh v i giai đo n 1 Khi hoàn t t vi c cƠi đ t ch ng trình nhi t đ , n phím

Esc () s tr l i màn hình:

Acept P01 