Luận văn xác định magan trong nước

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ, hiệnnay môi trờng sống ngày càng bị ô nhiễm ảnh hởng trực tiếp đến đời sống và sứckhoẻ con ngời, trong đó không thể nào bỏ qua đợc sự ô nhiễm môi trờng nớ

Mở đầu

Nớc là hợp chất hoá học phổ biến nhất trên trái đất Nớc có mặt ở mọi nơi,

đóng vai trò rất quan trọng trong hoạt động thực tiễn đời sống con ngời Trongcác ngành công nghiệp, nớc đợc dùng làm dung môi, chất rửa, chất làm lạnh

và thực sự là nguồn nguyên liệu quý giá Cùng với sự phát triển mạnh mẽ, hiệnnay môi trờng sống ngày càng bị ô nhiễm ảnh hởng trực tiếp đến đời sống và sứckhoẻ con ngời, trong đó không thể nào bỏ qua đợc sự ô nhiễm môi trờng nớc.Vấn đề phân tích để đánh giá chất lợng nớc chiếm một vị trí rất quan trọng,

đặc biệt là phân tích để xác định hàm lợng của các kim loại nặng Trong số cáckim loại nặng phải kể đến là mangan Mangan là một chỉ tiêu cần đợc đánh giá,vì lợng nguyên tố này góp phần lớn vào chống còi xơng và suy dinh dỡng ở trẻnhỏ Nhng với một lợng lớn các hợp chất chứa mangan sẽ dẫn đến gây ra một sôbệnh nguy hiểm, do đó cần phải kiểm soát chặt chẽ các nguồn có khả năng cungcấp mangan, một trong số các nguồn quan trọng đó là nớc

Có rất nhiều phơng pháp để xác định đợc lợng mangan trong nguồn nớcsinh hoạt Để phù hợp với thực tế chúng tôi chọn phơng pháp trắc quang

Trong luận văn này với đề tài “Xác định magan trong nớc” bằng phơngpháp trắc quang để xác định lợng nhỏ mangan trong một số nguồn nớc tại tỉnhLào Cai

Mong muốn với kết quả nghiên cứu này của đề tài sẽ góp phần đánh giá

đ-ợc chất lợng nguồn nớc đang sử dụng và hy vọng có biện pháp sử lý phù hợpnhằm nâng cao chất lợng nớc sinh hoạt

Phần I

Tổng quan

I Giới thiệu chung về nguyên tố mangan

Mangan là kim loại chuyển tiếp, thuộc phân nhóm phục nhóm (VII) và nằm

ở ô số 25, chu kỳ 4 trong bảng hệ thống tuần hoàn

Cấu hình electron: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s2.

Khối lợng nguyên tử: 54,938đvc

Trong tự nhiêm mangan là nguyên tố khá phổ biến, chiếm 0,1% trong lợng

vỏ trái đất, mangan có trong nớc suối, nớc hồ, nớc biển và có trong cơ thể sốngcủa động thực vật và con ngời Các khoáng vật chủ yếu của mangan là quặngpiroluzit (MnO2), các quặng hosmanit (Mn3O4) và bonit (Mn2O3) cũng có giá trịlớn

Lợng chứa mangan tính theo thành phần phần trăm trong thạch quyển là0,09%, trong đất là 0,085%, trong cơ thể sống là 0,01% Ngoài ra mangan còntồn tại ở một số khoáng vật nh:

- Prilomelan: mMnO.MnO2.nH2O có thành phần hoá học không cố định, tỷ

lệ MnO và MnO2 thay đổi nhiều hay ít tuỳ theo quá trình oxy hoá

- Mangan kim loại đợc điều chế bằng cách dùng nhôm khử oxit của nótrong lò điện [1]

II Tính chất của mangan

2.1 Tính chất vật lý [1]

Mangan là kim loại màu trắng xám tơng đối hoạt động nhng ở nhiệt độ ờng mangam phản ứng với oxy bao phủ bề ngoài kim loại bảo vệ cho kim loạikhông bị oxy hóa tiếp ngay cả khi đun nóng tỷ trọng là 7,43 Nhiệt độ nóng chảy1.2500C; nhiệt độ sôi là 2.1510C

Mangan phản ứng với HNO3 loãng:

3Mn + 8HNO3(L) = 3 Mn(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Mangan không phản ứng với H2SO4 và HNO3 đặc nguội mà chỉ phản ứngvới H2SO4 và HNO3 đặc, nóng

Mn + 4HNO3(đ) = Mn(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O

Mangan là kim loại đứng trớc Fe, trong dãy điện hóa, nó có ái lực với oxycòn lớn hơn Fe, điều này có ứng dụng quan trọng trong công nghiệp luyện thép.Trong khi nấu thép để tăng chất lợng của thép, ngời ta dùng Mn ở giai đoạn cuối

để khử S, O2 Mangan khử oxy của oxit ở trong thép biến MnO2 đi vào dới dạng

2.3 Những hợp chất của magan [2]:

Magan tạo đợc một số các oxit: MnO màu lục xám, Mn2O3 màu đen, Mn3O4màu gạch, MnO2 màu đen và Mn2O7 là một chất lỏng nhờn màu đen lục nhạt

MnO có tính chất bazơ: nó đợc điều chế bằng cách nung Mn(OH)2 có thànhphần là 2MnO, MnO2

MnO2 có tính chất bazơ yếu Ngời ta không thấy có Mn(NO3)2 và H2MnO4 ởtrạng thái tự do mà chỉ thấy các muối tơng ứng của chúng ta là manganat

Mn2O7 ứng với HMnO4; đó là một axit mạnh vì đây vậy các pe-manganat(muối của a xít manganic HMnO4) Axit manganic và các pemaganat nữa đều lànhững chất oxy hoá mạnh nên đều có giá trị lớn hơn trong phân tích hoá học.Cách đây không lâu ngời ta đã điều chế đợc một hợp chất cua magan hoá trịV; ngời ta đem nung chảy MnO2 với NaOH và NaNO2 và thu đợc một hợ chấtcủa Mn5+ có thành phần là Na3MnO4 màu xanh da trời

MnO2 + NaNO2 + 2NaOH = Na3MnO4 + NO↑ + H2O

Các muối của magan hóa trị II; clorua MnCl2, bromua MnBr2, lodua MnL2,Sunphat MnSO4, nitrat Mn(NO3)2, axelat Mn(CH3COO)2 và MMnO4 đều dễ tantrong nớc

Khi một bazơ (kiềm) tác dụng với dung dịch một muối Mn(II), thu đợc kếttủa trắng Hydroxit Mn(OH)2 không bền, nó bị oxy hoá ngay trong dung dịch đó,biến thành MN(OH)4 kết tủa màu nâu:

MnCl2 + Na(OH)2 = 2NaCl + Mn(OH)2↓

2Mn(OH)2 + O2 + 2H2O = 2Mn(OH)4↓

Mn(OH)2 là hợp chất lỡng tính yếu, chỉ tan trong kiềm mạnh khi đun nóng:Mn(OH)2 + 4OH- = [Mn(OH)6] -4

Khi tạo thành phức Mn(II) có số phối trí đặc trng bằng 6 nguyên tử magan

ở trạng thái lai hoá sp3d2 tạo thành phức bắt điện Ngoài ra Mn(OH)2 còn tácdụng đợc với SO3, H2SO4;

Mn(OH)2 + SO3 = Mn(SO)4 + H2O

Mn(OH)2 + H2SO4 = Mn(SO)4 + 2 H2O

Mn2O3 là hợp chất ít bền, bị thuỷ phân mạnh Các muối Mn3+; MnCl3;Mn(SO)4 đèi không bền trong các dung dịch nớc nhất là khi đung nóng, chúng

đều bị phân huỷ thành MnCl2, Mn(SO)4 và cho oxy thoát ra

2MnCl3 + H2O = 2 MnCl2 + 2HCl + 1/2 O2

Mn2(SO)3 + H2O = 2MnSO4 + H2SO4 + 1/2 O2

Hợp chất Mn(IV) có thể xem nh là dẫn xuất của Mn(OH)4 hoặc MnO2.3H2O Hợp chất Mn(IV) có tính chất oxy hoá mạnh, do đó nó có ứng dụng để

điều chế Clo, oxy hoá nhiều chất hữu cơ MnO2 là một oxít lỡng tính yếu, cácmuối mangan hoá trị IV đều rất không bền

2Fe SO4 + MnO3 + 2H2SO4 = Fe2( SO4)3 + MnSO4 + 2 H2O

MnO2 + 2H2SO4 = MnSO4 + 2 H2O + O2

MnO2 + H2O2 = MnO + H2O + O2

Hợp chất Mn(IV) có tên là manganat màu lục và chỉ bền trong môi trờngkiềm Khi để lâu, các dung dụng manganat sẽ bị phân huỷ một phần cho MnO2tách ra và tạo thành pemanganat cùng kiềm tự do

3MnO42- + 2 H2O = 2MnO4- + MnO2 + 4OH

-Khi axit hoá dung dịch Manganat cân bằng sẽ chuyển dịch sang phải vàmàu lục của dung dịch sẽ biến thành màu tím còn khi thêm kiềm vào cân bằng

sẽ dịch chuyển sang trái và màu tím của dung dịch dần chuyển thành màu lục.Vì thế trớc kia KMnO4 đợc gọi là “Camêlêon”

Nh vây: ở hoá trị II; III, Manganat thể hiện rõ tính chất của một kim loại, ởhoá trị cao nh VI; VII nó thể hiện tính chất của môt á kim, đặc biệt ở hoá trị VII

nó giống Clo nhiều

Những hợp chất magan khó tan có giá trị trong phân tích là: MnO2,H2MnO3, MnS, MnCO3, MnC2O4, MnNH4PO4, Mn[Fe(CN)6]

Trong dung dịch nớc magan tao đợc những ion Mn+, MnO3-, MnO4 , MnO4

và cả các ion phức tạp [Mn(C2O4)2]3-, [Mn(CN)6]4-, [Mn(CN)6]3-

2.4 Sự phân bố của Mangan trong tự nhiên [1]

Mangan là nguyên tố phổ biến ở mọi nơi trên trái đất Từ sông hồ, biển cảcho đến những cơ thể sống nh động vật, thực vật và con ngời Có khoản 150khoáng vật

2.5 Vai trò của Mangan [1, 3, 4]

Các hợp chất của mangan đợc sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành kinh tếquốc dân, 90% mangan đợc sử dụng để sản xuất thép và hợp kim

Thép mangan chứa 15% Mn, có độ trắng và độ bền cao Hợp kim chứa 83%

Cu, 13% Mn và 4% Ni đợc dùng trong kỹ nghệ sản xuất dây điện trở

Hợp kim chứa 56,6% Cu; 0,5%Mn; 13% Ni đợc dùng làm cặp pin nhiệt điện.Trong ngành hoá học, mangan thờng dùng làm chất xúc tác cho một số quátrình phản ứng [1]

Trong các đối tợng sinh học, mangan đóng vai trò đặc biệt quan trọng ởthực vật Mangan tham gia vào nhiều quá trình nh hô hấp, quang hợp, tổng hợpClorophylhidrocacbon và vitamin C

Manggan giữ vai trò quan trọng trong quá trình oxy hoá và có thành phầnmen oxy hoá, Ion Mn2+ tham gia trong nhiều phản ứng trao đổi trung gian, thí dụ

Mn2+ kích thích sự phân giải của gluxit, hoạt hoá quá trình photphoric hoáglucoza (men photopho gluconutaza), sự tạo thành axit pyruvic (menenolaza), sựoxy isoxitric (men isoxiticcodehy draza) Ion mangan Mn2+ làm tăng cờng sựtrao đổi protit thông qua sự hoạt hoá các men dipeptidaza và acginaza Nguyên

tố này thám gia vào quá trình tạo xơng bằng cách hoạt hoá men photphataza củaxơng và photphataza kiềm tích luỹ Ca3(PO4) ở mô xơng Trong hầu hết các quátrình này những ion Mn2+ có thể thay thế đợc nhiều ion Mg2+

Vì tham gia vào phản ứng men, nên mangan ảnh hởng đến nhiều qúa trìnhsinh lý, nh tạo huyêt, khả năng sinh trởng của các động vật

Sự thiếu hụt của mangan sẽ gây dị dạng, xơng kém phát triển Mangan đặcbiệt cần cho gia súc non đơng lớn để trống suy dinh dỡng

Gia cầm rất nhạy cảm khi thiếu mangan, chúng sẽ mắc bệnh perozit (làmbiến dạng xơng chân và cánh)

Mangan có vai trò sinh lý rất quan trọng đối với cây trông, đó là sự thamgia của mangan vào quá trình oxy hoá - khử xảy ra trong tế bào sống Ngời ta th-ờng thấy những triệu chứng thiếu mangan ở cây thể hiện ở việc xuất hiện trên lánhững đốm úa vàng nhỏ rải rác và sự phát triển bộ rễ rất yếu Để bổ sung lợngmangan trong đất trồng trọt, ngời ta thờng bón phân NPK có chứa vi lợngmangan [Mn2+] nh ở dạng muối MnSO4 Theo nghiên cứu ở vùng nhiệt đới có

nhiều ngời bị mắc bệnh bớu cổ đã phát hiện rằng, ngoài thiếu iốt, thức ăn, nớcuống ở đây còn có hàm lợng Zn, P, Mn, Co, Cu rất thấp việc thiếu Mn, Co, Cutrong thức ăn đã góp phần làm suy yếu sức khỏe, góp phần thúc đẩy bện bớu cổphát triển

Mangan không phải là tác nhân gây độc nguy hiểm, vì trong nhiều nguồn

n-ớc, nồng độ của nó dao động từ 0,005- 1mg/ml Những hoạt động khai khoáng,nhà máy sản xuất pin, đốt nhiên liệu hoá thạch là những nguồn cung cấp nớc Mnvào nớc

Xác định mangan dới dạng sunfua MnS; Phơng pháp này đợc tiến hành khitrong dung dịch có các muối cảu các kim loại kiềm thổ

Xác định dới dạng kết tinh amôni phốt phát mangan MnNH4PO4.H2O đây làphơng pháp có độ chính xác cao Cơ sở của phơng pháp này là tạo kết tủa từ môitrờng kềim yếu có chứa một lợng muối amôni d mangan amôni phốt phát1.050oC đến dạng Mn2P2O7

Có thể xác định mangan bằng cách kết tủa với axit picnô - lic, phơng phápnày tơng đối nhanh

Xác định mangan dùng O Phênantrolin, Manganat(II) trong môi trờng axitsyếu có mặt ion SCN- sẽ tạo thành với o Phênantrolin một hợp chất ít tan có dạng[Mn(C12H8O2)2] (SCN)2 Các ion kim loại kiềm và kiềm thổ không cản trở việcxác định Môi trờng thích hợp cho việc xác định này ở PH = 3 → 6 Xác địnhmangan dùng α, α’ - đipyriđin: Cơ sở của phơng pháp này là tạo thành kết tủatinh thể mầu vàng với α, α’ - đipyriđin và ion SCN-, thành phần kết tủa đó là:[Mn(C12H8O2)2] (SCN)2

3.2 Phơng pháp phân tích thể tích [5, 14, 9]:

Nguyên tắc chung của phơng pháp này là chuẩn độ, nh chuẩn độ phức chất,chuẩn độ đo thế, chuẩn độ ampe, chuẩn độ oxy hoá khử với các chỉ thị khácnhau Phơng pháp này có độ chính xác cao nhng không cho phép xác định lợngvết các nguyên tố, thờng dùng để xác định hàm lợng Mn(II) ≤ 0,1% Sự xác định

Manganat(II) bằng phơng pháp thể tích dựa vào sự oxy hoá Mn2+ thành Mn7+(pemanganat MnO4) với các chất oxy hoá mạnh và chuẩn độ (MnO4-) bằng chấtkhử

Ví dụ: (MnO4-) + 5Fe2+ + 8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O

Điểm tơng đơng trong phép chuẩn độ, là điểm chuyển từ màu đỏ tím củapemanganat (MnO4-) sang không màu của Mn2+

Dùng phơng pháp chuẩn độ ngợc lợng d EDTA bằng dung dịch Mg(II) vớichỉ thị là của ETOO để xác định mangan hoặc sử dụng dung dịch Zn(II) Phép

đo chuẩn độ đợc tiến hành ở PH = 10 và thêm chất khử để ngăn cản Mn(II) bịoxy hoá lên Mn(III), thực tế thờng dùng axit ascoobic và hydrazinsunphat Tuynhiên ở PH này khi lợng mangan lớn sẽ tạo thành kết tủa Manganat(OH)2, do đóphải thêm ion tactrat vào làm chất tạo phức phụ để ngăn ngầ kết tủa Nhng có lẽphơng pháp đơn giản nhất là phơng pháp pha loãng không ảnh hởng đế độ chínhxác của kết tủa phẩn tích và khi đó những phức của Mn(II) với chất chỉ thị cũng

nh đố với EDTA đủ bền để có thể đảm bảo cho sự chuyển màu rắt đẹp ngày cảtrong dung dịch rất loãng Cùng với Mn(II), Ca(II), và Mg(II) thờng có mặt trongdung dịch nghiên cứu Do vậy cần che Ca(II), Mg(II) bằng ion Florua, tuy nhiênnếu lợng Ca(II) lớn thì các kết tủa thu đợc đợc với Manganat sẽ giảm vì Mn bịcanxifloarua hấp thụ Khó khăn này có thể khắc phục bằng cách thêm EDTA dvào dung dịch kiềm hoá dung dịch rồi mới đa ion Florua vào Có thể dùng KCN

để che những cation tạo phức với ion xyanua

Ngoài ra còn có thể xác định mangan bằng cách chuẩn độ lợng d EDTAbằng dung dịch muối côban hỗn hợp 50% - axeton – nớc có mặt KSCN Tại

điểm tơng đơng sẽ có sự chuyển mầu từ đỏ tím của chỉ thị eriocromden T sangmầu xanh biếc

IV Các phơng pháp phân tích công cụ:

4.1 Các phơng pháp điện hoá:

4.1.1 Phơng pháp cực phổ [8]:

Dựa trên sự khử ion Manganat(II) về Manganat kim loại cho phép xác định

Mn khi có mặt Cu2+, Pb2+, Cd2+ Hay dựa trên sự oxy hoá (Mn2+) lên Mn3+),

ph-ơng pháp này đợc tiến hành trong môi trờng kiềm

Phơng pháp cực phổ xác định Manganat(II) cha phát huy đợc hết tính u viẹtcủa nó vì phải kết hợp với làm giàu thì mới tăng độ nhậy Phơng pháp làm giàuchủ yếu là phơng pháp chiết, việc chiết làm giàu để xác định Manganat, bằng ph-

ơng pháp cực phổ hay các phơng pháp khác đều dựa trên nguyên tắc:

Dùng một thuốc thử cho tác dụng với ion Mn2+, sau đó chiết vào một dungmột thích hợp Dung môi chiết thờng là MIBK, Benzoimin – dibenzoin mentanoxyquinolin, N-benzoin – N – phenylhydroxylamin Để làm giàuManganat(II) trong mẫu phân tích bằng cách chuyển Manganat về dạng MnO2trong môi trờng kiềm

2MnO4 + 3Mn2+ + 2H2O = 5MnO2 + 4H+

Sau đó lấy kết tủa MnO2, hoà tan trong a xít loãng có H2O2

Độ nhạy của phơng pháp cực phổ phụ thuộc vào cờng độ và độ lặp lại củadòng d Phơng pháp này cho phép xác định tới các nồng độ 10-5 – 10-6M Sai sốcủa phơng pháp này thờng là 2 – 3% , trong một số ít trờng hợp đạt đến 1% đốivới nồng độ là 10-3 – 10-4M

4.1.2 Phơng pháp vôn – amphe hoà tan [10,11]:

Đối với phơng này dùng để xác định kim loại có nồng độ rất nhỏ thờng 10-6– 10-8mol/l

Hrabankova Dolezal và Masin đã nghiên cứu làm giàu và xác địnhManganat dới dạng MnO2 trong môi trờng đệm borat hay amoniac trên cựcplatin và đã đi đến kết luận là sự khác nhau giữa Eđp - Ecđ/2 khoảng 0,6 V

Pic đợc tăng cao bằng cách khuấy mạnh dung dịch trong khi điện phân làgiàu và trong hoà tan Ôxy hoà tan trong dung dịch không gây ảnh hởng đếnchiều cáo pic , nhng Pb(II) có ảnh hởng đến chiều cao pic khi tỉ lệ Mn(II):Pb(II)

Là 1/0,5 đến1/1 ;Pic Man gan giảm đi 50%

Các kim loại kiềm, kiềm thổ Zn, Cd , Co ,Cu không gây cản trở cho việcxác định khi chúng có mặt một lợng lớn gấp 10.000 lần.Fe(II) và Al(III) gây ảnh

kết quả của phơng pháp (độ nhạy, độ chính xác thời gian) phụ thuộc vào

đặc tính tơng tác của Mn với thuốc thử phân tích, dung môi hữu cơ

Chẳng hạn nh ngời ta thờng xác định Mn(II) trong mẫu bằng cách ôxy hoáMn(II) thành pemanganat dùng pesunphát với ion Ag+ làm xúc tác, sau đó đomàu của dung dịch pemanganat tạo thành bớc sóng λ = 525nm với (ε = 2300)

Có thể cho Mn(II) tạo phức với 2 – metyl – 8 – oxiquinolin trong khoảng

pH = 1,2 ± 0,2 Sau đó chiết bằng CHCl3 rồi đo mật độ quang ở bớc sóng λ =550nm

Trong H2O, Mn tồn tại ở hai dạng tan và không tan, ở dạng tan Mn tồn tại ởdạng Mn2+, còn không tan Mn tồn tại ở dạng Mn(OH)x hoàm lợng mangan cótrơng nớc tuỳ thuộc vào nguồn nớc, đặc biệt là nguồn nớc thải của các nhà máyluyện kim và mội số nhà máy trong ngành hoá chất, hàm lợng Mn(II) trong nớc

tự nhiên dao động từ 1 đến vài mg/l Để xác định Mn với hàm lợng nhỏ nh vậyngời ta dùng phơng pháp mầu, bản chất là Mn(II) đợc oxi hoá lên đến hoá trị cáonhất (pemanganat) bằng các chất ôxi hoá nh NaBiO3, peiotdat sau đó màu tímhồng của MnO4 vừa tạo thành, độ nhạy của phơng pháp đô mầu là 0,1mg/l

Ôxi hoá manganat bằng NaBiO3 trong môi trờng a xít và để xác địnhmangan dới dạng MnO4-

NaBiO3 không tan trong nớc Trong môi trờng a xít khi đun nóng BiO3 ôxihoá mangan dới dạng MnO4-

2Mn2+ + 5BiO3- + 14H+ = 2 MnO4- + 5Bi3+ + 7H2O

Lợng d chất oxi hoá đợc tách ra bằng cách lọc Ion Cl- khi hàm lợng lớn sẽgây cản trở vì bị NaBiO3 ôxi hoá về Cl2 tự do, cản trở việc đo mầu, nhng hàm l-ợng nhỏ thì không gây ảnh hởng đến việc xác định

Vanadi, Cesi bị ôxi hoá đến hoá trị cao của chúng ta, ở đó chúng có mầuriêng cản trở việc so mầu

Việc ôxi hoá mangan bằng NaBiO3 có thể xả ra ở nhiệt độ thờng chứ khôngphải ở nhiệt độ cao (u điểm của phơng pháp) Nhiệt tối đa để ôxi hoá trong môitrờng HNO3 là 25oC Khi tiến hành ở nhiệt độ cao hơng sẽ tách ra MnO2, MnO4-

đợc tạo ra và đo mầu ở bớc sóng λ = 530nm Hàm lợng mangan đợc xác địnhtheo đờng chuẩn

Ôxi hoá mangan bằng pesunfat và xác định mangan dới dạng MnO4-

Nguyên tắc là dựa trên phản ứng ô xi hóa mangan (II) đến mangan (VII)cso màu tím hồng bằng các pesunphats trong môi trờng axit H2SO4 hoặc HNO3

có mặt AgNO3 là xúc tác

2Mn2+ + 5S2O8- + 8H2O = 2 MnO4 + 10SO42- + 16H+

Độ nhạy của phơng pháp đo cho phép chính xác đến 10υg/l phản ứng xảy

ra khi rất định lợng Để phân tích Mn trong các nguồn nớc sạch, nớc ăn, thiênnhiên cần phải làm giầu bằng cách bay hơi bới nớc

Lợng nhỏ các ion có màu, một số hợp chất hữu cơ làm cản trở việc xác

định Mn(II) trong nớc sinh hoạt, lợng nhỏ Cl- ta loại trừ bằng AgNO3 Đối với

n-ớc có chứa một lợng lớn clorua, chất hữu cơ và lợng Mn(II) từ 0,05 – 1mg/l thìloại trừ ảnh hởng của chúng nh sau:

Lấy vào bát sứ một lợng mẫu thêm H2SO4 đặc nguội + HNO3 đặc làm bayhơi đến khi bốc khói trắng Hoà tan bã bằng H2O cất và axít hoá bằng HNO3loãng, đun nóng dụng dịch và lọc, tráng kỹ thu toàn bộ nớc lọc và nớc rửa, rồi

đem xác định mangan Fe(III) đợc loại trừ bằng cách cho vài giọt H3PO4 loãng.Các ion đicromat và các ion mầu khác đợc loại trừ bằng cách đo một độquang hai lần:

Lần 1 đo mật độ quang của dung dịch có mầu lần 2 đo mật độ quang củadung dịch không có mầu Khử Mn(VII) bằng cách thêm giọt NaCl 5% đến khimất mầu tím Hiệu số mật đọ quang giữa hai lần đo chín h là mật độ quang củaMnO4- Hàm lợng mangan đợc tính theo đờng chuẩn

Phơng pháp đo mầu pemanganat: Sau khi ôxi hoá mangan (II) bằngkalipeitdat theo phản ứng:

2Mn2+ + 5IO4- + 3H2O = MnO4- + 5IO3- + 6H+

Mn2+ đợc ôxi hoá đến MnO4- bằng peiodat, thêm axít phôtphoric có tácdụng làm cản trở kết tủa của các axits mangan peiodat đồng thời tạo phức với ionFe(III) làm cho dung dịch không có mầu của ion Fe(III) và ổn định của a xítHMnO4 (pemanganic vừa tạo ra) Dung dịch phân tích có thể ở dạng nitơrat hoặcsunfat, mầu của dung dịch nhận đợc khi ôxi hóa mangan bằng peiodat bền trongthời gian dài dung dịch MnO4- đợc tiến hành đo mật độ quạng ở bớc sóng530nm

Việc ôxi hoá Mn(II) bằng pesufat trong sự có mặt của Ag+ có u điểm có thểxác định một lợng nhỏ mangan (<0,1mg/l) vì trong trờng hợp đó peiodat phản

Dung dịch có thể bị đục bởi AgCl do Cl- có thể có vết trong các thuốc thử

sử dụng, tuy vậy hiện tợng này có thể tránh đợc bằng cách cho thêm muối Hg2+

để liên kết với ion Cl-

Phổ hấp thụ của MnO4- có 2 cực đại λ1 = 540nm, λ2 = 520nm tơng đơng với

hệ số tắt phân tử ε1 = 2420 và ε2 = 2230

Độ chính xác của phơng pháp xác chỉ hạn chế bởi độ chính xác của dụng cụ

do quang vì nguyên nhân gây sai số do các phản ứng hoá học là không đáng kể.Vậy phơng pháp đo mầu có thể đợc sử dụng là một trong các phơng pháptốt để xác định mangan, có thể nói nếu có máy đo mầu tốt, thì kết quả phân tích

có thể tin cậy đợc

4.2.2 Phơng pháp Formaloxim [15]:

Formaloxim tạo với Mn2+ phức không mầu nhng chuyển nhanh thành nâu

đỏ do sự ôxi hoá của ôxy không khí phức tạo thành có công thức[Mn(CH2NO)6]2- màu sẽ đạt đợc giá trị cực đại trong khoảng vài phút và bền hơn

16 giờ Phức có cực đại hấp thụ λ = 455nm, ε = 11200 Sự hấp thụ quang củaphức Mn2+ với Formaloxim thay đổi khi tăng nhiệt độ và pH của môi trờng, cóthể đợc làm ổn định bằng cách thêm axit tactric ở pH = 10 ữ 13

Các ion Ag(I), Pb(II), Cd(II), As(III), Sb(III), Sn(IV), Au(III), Pt(IV),Mo(VI), W(VI), Cr(III) không ngăn cản phép xác định Mn(II) và không tạosản phẩm mầu với thuốc thử Tuy nhiên, vẫn có sai số nhỏ do mầu của các ionnày, ảnh hởng đó đợc loại trừ bằng cách cho ion CN- để taọ phức không mầu.V(V) ngăn cản sự xác định Mn(II) do tạo thành phức mầu đỏ với thuốc thửBi(III), Ti(IV), Hg(II) cũng ngăn cản phép xác định do hàm lợng đục dung dịch

ảnh hởng cảu ion Fe(III) đợc loại trừ bằng cách che bằng ion CN- khi có mặttactrat một lợng lớn Fe(III) có thể bằng Zn(II) hay bằng cách chiết bởi 8oxyquinolin Để che các tạp chất khi phân tích các nguyên liệu thực vật thì chothêm vào đó trientanolamin hoặc complexon III Phơng pháp xác định mangan

bằng formaloxim nhanh gấp 3 lần và độ nhạy gấp 5 lần và dễ thực hiện hơn việcxác định mangan theo mầu MnO4- độ nhạy cho phép xác định là 0,07àg/ml.Khi phân tích nớc thì Mn(II) đợc tách trớc Thuốc thử formaloxim có côngthức cấu tạo:

CH2 = N – OH

Có nhiệt độ sôi Ts = 84oC, nó là chất lỏng không mầu khúc xạ ánh sángmạnh, tan trong nớc và axít ở nhiệt độ bình thờng trong phòng sẽ dần biếnthành polime không tan trong nớc Dung dịch này không bền ngay ở nhiệt thờng.Muối clorua của nó có nhiệt độ nóng chảy 136oC

- Formaloxim khử đợc HgCl2; AgNO3 và CuSO4

độ nhạy n.10-3%

Nhng với những trang bị hiện đại và những nguồn kích thích phổ mới (IPC)ngời ta có thể đạt đến độ nhạy từ n.10-5 → n.10-6 đối với nhiều nguyên tố mà takhông cần phải là giầu mẫu phân tích