BÁO CÁO PHÂN TÍCH MÔI TRƯỜNG

 Phương pháp chuẩn để xác định các chất tẩy rửa trong nước là chiết - trắc quang sau khi lên màu với thuốc thử xanh metylen..  Trong bài: - Chiết để làm giàu mẫu- tức là làm tăng nồng

GVHD: Nguyễn Thị Cúc 1

Bài 3: Xác định chất tẩy rửa trong nước bằng phương pháp

chiết - trắc quang với thuốc thử xanh metylen

I Tóm tắt lý thuyết, nguyên tắc và phương pháp xác định

I.1 Lý thuyết cơ bản

 Chất tẩy rửa tổng hợp là chất dùng trong sinh hoạt hằng ngày để làm sạch bề mặt vật chất, thường là chất làm bằng nguyên liệu tổng hợp – chủ yếu được sản xuất bằng phế thải dầu mỏ nên giá thành rẻ, được ưa chuộng rộng rãi Thành phần thực sự có tác dụng khử chất bẩn là một chất gọi là ‘chất hoạt động bề mặt’

 Ưu điểm vượt trội để chất tẩy rửa tổng hợp được ưa chuộng hơn so với xà phòng là tính hòa tan mạnh trong nước kể cả với các ion kim loại, không tạo kết lắng hay cặn bám trên vật dụng hay thành chậu thau Do trong chất tẩy rửa tổng hợp có gốc –SO3 dễ tạo phức tan trong nước nên dễ dàng rửa trôi

 Tuy nhiên theo nghiên cứu từ những năm 1947 cho thấy chất tẩy rửa như một tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước Chỉ 1µg chất tẩy rửa/mL (1ppm) sẽ tạo bọt ở sông suối nên dung sai được đặt ở 0,5 ppm

 Có 2 dạng chất tẩy rửa: ABS và LAS

+ ABS là chất tẩy rửa dạng cũ, chứa

 Phương pháp chuẩn để xác định các chất tẩy rửa trong nước là chiết - trắc

quang sau khi lên màu với thuốc thử xanh metylen

 Ưu điểm: Phương pháp dễ làm, dễ nhận biết kết quả, dụng cụ thiết bị đơn giản,

độ nhạy cao ( xác định được dưới 0,1 ppm chất tẩy rửa)

 Về phản ứng, xanh metylen sẽ phản ứng với nhân benzene trong chất tẩy rửa tạo thành liên hợp màu xanh, tan trong chloroform

C16H18ClN3S + HO3S-C6H4-(CH2)11CH3  Complex xanh (1:1) (xanh metylen ) (LAS)

 Chú ý về màu trong dung dịch sau phản ứng (sự tồn tại của các tạp chất):

 Nếu dung dịch có chứa các sulphat, sulphonat, carbocylat, photphat hữu cơ

và các phenol  cường độ màu của dung dịch tăng lên

 Các amin lại làm giảm cường độ màu của phức do có sự cạnh tranh với xanh metylen

 Các ion vô cơ như Cl-, NO3-… lại không gây cản trở

I.4 Nguyên tắc

 Về phương pháp chiết

 Chiết là quá trình chuyển chất tan từ pha này sang pha khác dựa trên tính tan khác nhau của của chất đó trong 2 pha sử dụng trong quá trình chiết Các pha được sử dụng chủ yếu là pha nước và pha hữu cơ

 Trong bài:

- Chiết để làm giàu mẫu- tức là làm tăng nồng độ chất tẩy rửa trong

nước, làm giảm tạp chất trong mẫu gây ảnh hưởng màu, để tạo màu và đo

quang chính xác hơn

- Quá trình chiết thực hiện chiết từ pha nước sang pha hữu cơ Vì pha hữu

cơ mà mẫu tan ít hòa tan các tạp chất, không bị lẫn các chất khác gây nên sai số lúc thí nghiệm

- Nếu không chiết sẽ không đo quang được do: nồng độ chất sẽ không chính xác; lẫn tạp chất gây sai màu; tuy mẫu ở pha nào cũng có thể tạo phức được

GVHD: Nguyễn Thị Cúc 3

tuy nhiên dung dịch em đo sẽ không đồng nhất dẫn đến kết quả sai lệch nhiều

 Về phương pháp trắc quang so màu

 Phương pháp này dựa trên nguyên tắc đo sự hấp thụ của vùng bức xạ khả kiến Tức là chất cần xác định phải có khả năng hấp thụ bức xạ điện từ trong vùng khả kiến, vì thế nên chất cần xác định X cần phải có màu

- Nếu bản thân chất cần xác định có màu thì ta có thể đo ngay độ hấp thụ bức xạ rồi xác định nồng độ hay hàm lượng của chất

- Nếu bản thân chất cần xác định có màu thì ta có thể đo ngay độ hấp thụ bức xạ rồi xác định nồng độ hay hàm lượng của chất

- Nếu chất cần xác định không có màu, ta phải thực hiện phản ứng hóa học (phản ứng oxy hóa khử hay phản ứng tạo phức) với điều kiện thích hợp

để chuyển chất từ không màu thành có màu và có khả năng hấp thụ bức

xạ khả kiến

* Với dung dich cần xác định nồng độ chất tẩy rửa là dung dịch không màu

ta phải thực hiện phản ứng tạo phức màu (màu xanh) với dung dịch xanh

metylen

 Dung dịch mang đi phân tích phải là dung dich đồng nhất (là chất cùng pha- pha lỏng, không chứa các chất lơ lửng, không tách lớp và không có bọt khí)

để đem đi đo bằng máy phân tích quang

 Khi ánh sáng của máy trắc quang chiếu qua cuvet chứa mẫu cần phân tích (trong máy phân tích quang) thì 1 phần năng lượng bị hấp thụ lại, máy đo được cường độ ánh sáng sau khi hấp thụ là I, cường độ ánh sáng bán đầu là

Io và tính ra giá trị A- độ hấp thụ quang theo định luật Beer

l C

I

I

A log 0  Chú thích: A: Độ hấp thụ

 Hệ số hấp thụ màu

l: bề dày cuvet (=1)

C: nồng độ chất cần phân tích( theo thể tích)

GVHD: Nguyễn Thị Cúc 4

 Về phương pháp xây dựng đường chuẩn (tính nồng độ dung dịch phân tích)

 Quan hệ giữa 1 tính chất vật lý hoặc hóa lý được đo y nào đó của chất cần định phân với hàm lượng x của nó trong mẫu thường là quan hệ tuyến tính:

y = a +bx

 Bằng phương pháp chiết- trắc quang sau khi lên màu với thuốc thử xanh metylen ta sẽ xây dựng được đường chuẩn, từ phương trình đường chuẩn ta xác định được hàm lượng chất tẩy rửa trong mẫu nước phân tích

 Trong bài này:

- Ta chuẩn bị dãy mẫu chuẩn chứa chất cần xác định với nồng độ tăng dần (biết rõ nồng độ - ứng với giá trị x)

- Sau đó chuyển dung dịch mẫu chuẩn thành dung dịch mẫu đồng nhất, có màu và không lẫn tạp chất

- Điều chỉnh bước sóng thích hợp với màu của mẫu định phân và đo độ hấp thụ quang A (là tính chất hóa lý - ứng với giá trị y)

- Ta xây dựng được đường chuẩn là mối tương quang giữa độ hấp thụ quang

A và nồng độ của chất C)

 Bằng phương pháp bình phương tối thiểu, có thể xác định giá trị các hệ số

a và b trong quan hệ tuyến tính: y = a + bx theo công thức sau :

1 1

2

1 1 1

1 2

i i

n

i

i i n

i i n

i i n

i i

x x

n

y x x y

x

1 1

2

1 1

1

.

.

i i

n

i i n

i i n

i

i i

x x

n

y x

y x n

Nếu gọi x* - hàm lượng chất định phân trong mẫu phân tích

y* - giá trị y đo được ứng với mẫu phân tích trong cùng điều

kiện khi xây dựng đường chuẩn

Ta có thể tính x* từ phương trình đường chuẩn đã xây dựng: =

Chú ý: Trong bài yêu cầu pha loãng acid H2SO4 1N và 6N từ acid H2SO4 đặc đầu tiên ta cho vào bình định mức 100ml 1 phần nước, sau đó cho từ từ acid đặc vào bình với thể tích yêu cầu (1N- 2.8ml; 6N- 16.8ml) sau đó để nguội bình 1 lúc rồi tiếp tục cho nước cất vào và định mức đến vạch

Ta lấy 15ml dung dịch xanh metylen (1) vào bình định mức 0.5L, them khoảng 250mL nước cất , 20ml dung dịch H2SO4 6N, 25g NaH2PO4.2H2O; lắc đều và định mức đến vạch bằng nước cất

Lấy 25ml dung dịch chuẩn DBS (1) cho vào bình định mức 250mL và định mức đến vạch bằng nước cất ta sẽ thu được dung dịch DBS có ham lượng 1ppm

III Các bước tiến hành và giải thích quá trình xác định hàm lượng CTR

 Trước khi tiến hành thí nghiệm phải thực hiện đồng thời việc pha hóa chất và

sấy khô các bình định mức cùng 1 pipet 5ml (để đảm bảo không lẫn nước khi

 Lấy lần lượt vào 4 phễu chiết dung dịch chuẩn DBS (2) với các thể tích tương

ứng 2.0; 4.0; 6.0 và 8.0mL có nồng độ là 1ppm, thêm nước cất vào các phễu

chiết đến thể tích 50mL ( nồng độ tương ứng với các thể tích của dãy mẫu

chuẩn sau định mức là 0.04; 0.08; 0.12 và 0.16ppm- µgDBS/ 50mldd)

 Điều chỉnh pH: thêm 3-4 giọt phenolphthalein Nếu dung dịch trong phễu chiết không màu , hãy kiềm hóa dung dịch bằng vài giọt NaOH 1N, sau đó làm mất màu phenolphthalein bằng vài giọt H2SO4 1N (mục đích để tạo môi trường

trung tính do môi trường trung tính thì phức màu mới bền)

 Chiết lần 1: cho vào phễu chiết 3ml CHCl3, 7.5ml dung dịch xanh metylen (2)

 lúc này xanh metylen phản ứng với chất tẩy rửa (dung dịch)chứa nhân

benzene tạo thành một liên hợp ion màu xanh tan trong dung dịch chloroform

GVHD: Nguyễn Thị Cúc 7

 Sau đó đóng chặt nút, lắc phễu chiết trong 30s để tách pha (chú ý quan sát màu pha hữu cơ) Nếu xuất hiện nhũ tương cần lắc mạnh phễu chiết hoặc thêm vài

giọt isopropyl ancol (để hoàn tan hoàn toàn các nhũ tương làm tăng hiệu quả

tách pha), trong quá trình lắc lưu ý nên mở nút phễu ra liên tục để khí thoát ra,

tránh tình trạng bật nút ra bất ngờ gây sai lệch kết quả

 Sau khi đã tách 2 pha xong, mở khóa phễu chiết, cho phần pha hữu cơ vào bình

định mức 100ml đã làm khô ở trên Do phần hữu cơ nằm dưới nên khi chiết

ra bình định mức nên chú ý vạch phân cách giữ 2 pha, tránh để pha nước lẫn

vào pha hữu cơ

 Chiết thêm 2 lần nữa bằng cách thêm mỗi lần 3ml dd CH3Cl vào phần pha nước còn lại trong phễu chiết, gom hết các phần chiết hữu cơ vào bình định mức,

định mức đến vạch bằng CH 3 Cl và lắc đều Lúc này nồng độ của dãy mẫu

chuẩn thay đổi thành 0.2; 0.4; 0.6; 0.8ppm (µg DBS/ 10ml dd chiết)

 Sử dụng cuvet thạch anh để đo mật độ quang ( độ hấp thụ quang) của phần chiết hữu cơ trên máy đo màu ở bước sóng 652nm Dung dịch so sánh là CH3Cl

 Đối với mẫu giả định có chứa hàm lượng chất tẩy rửa, ta lấy vào phễu chiết 2ml dung dịch giả định, định mức đến thể tích 50ml bằng nước cất sau đó tiến hành

các thao tác tương tự đối với mẫu chuẩn

IV Tính toán kết quả thí nghiệm, đánh giá, nhận xét và giải thích

GVHD: Nguyễn Thị Cúc 8

b Phương trình đường chuẩn, xây dựng đường chuẩn

Với dãy mẫu chuẩn trên ta có bảng số liệu sau:

2

1 1

2

1 1 1

i

i

n

i i i n

i i n

i

i n

i

i

x x

n

y x x y

x

.

.

.

2

1 1

2

1 1 1

i i

n

i i n

i i n

i i i

x x

n

y x y

x n b

 Ta có phương trình đường chuẩn: A= 1.0015C + 0.9415

 Ta dựng được đường chuẩn trên biểu đồ:

 Nhận xét: Qua biểu đồ đường chuẩn ta thấy được sự sai khác trong số liệu, đường chuẩn dựng tương đối, không làm ảnh hưởng nhiều đến sự sai số Tuy nhiên kết quả cũng không thực sự chính xác do vẫn xuất hiện sai số trong quá trình thực hành

y = 1.0015x + 0.9415 R² = 0.9718

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

C (ppm)

ĐƯỜNG CHUẨN DBS

GVHD: Nguyễn Thị Cúc 9

c Tính toán kết quả ( hàm lượng chất tẩy rửa trong mẫu giả định)

 Ta có độ hấp thụ quang của mẫu giả định là A = 0.310, dựa vào phương trình đường chuẩn ta có thể tính được hàm lượng chất định phân (hàm lượng chất tẩy rửa) trong mẫu phân tích ( mẫu giả định)

 Hàm lượng (nồng độ) chất tẩy rửa trong dung dịch đo:

 Trong quá trình thí nghiệm, ta lấy 2ml mẫu giả định đem định mức đến 50

ml bằng nước cất và sau đó đem chiết thành 10ml dd đo Nên hàm lượng chất tẩy rửa trong 2ml dd mẫu là:

(Khi ta đem định mức 2ml mẫu giả định thanh 50ml dd bằng nước cất nồng

độ dung dịch giảm 5 lần, rồi khi chiết dung dịch bằng CH3Cl nồng độ dung dịch tăng

5 lần so với khi đã định mức, Nên ta có thể bỏ qua bước trung gian tính nồng độ từ bước chiết và định mức vì kết quả vẫn không đổi)

 Hàm lượng chất tẩy rửa trong mẫu giả định là:

= -1.5765 (mg CTR/ L dd mẫu)

 Vậy hàm lượng chất tẩy rửa trong mẫu giả định xác định được là

-1.5765 (mg/L) là con số âm, điều đó nói lên rằng hàm lượng chất tẩy rửa

trong mẫu xác định thấp, không gây ô nhiễm đến nguồn nước

d Nghi ngờ và đánh giá kết quả thí nghiệm

 Thứ nhất, về vấn đề đường chuẩn; tuy kết quả thí nghiệm của cả 4 nhóm đều ra được, nhưng vấn đề đặt ra là độ hấp thụ quang A của dung dịch lại quá lớn ( >1), gây ra sự nghi ngờ về sự sai lệch của kết quả

 Từ sự nghi ngờ về kết quả thí nghiệm, mặc dù việc xây dựng đường chuẩn

và tính toán cũng được kết quả như mong đợi, tuy nhiên độ tin cậy và tính chính xác của kết quả không cao

GVHD: Nguyễn Thị Cúc 10

 Vì thế không nên kết luận vội vàng kết quả thí nghiệm Trong thực nghiệm, nên tiến hành thí nghiệm lại 1 lần nữa để kiểm tra tính đúng đắn của kết quả thu thập được, tránh gây sai sót đáng tiếc

e Giải thích sai số thí nghiệm

 Do thao tác thực hành không đúng, làm lẫn nước vào các dụng cụ thục hiện trong pha hữu cơ

 Do hóa chất pha không đúng, cân đo hóa chất không kỹ càng

 Dụng cụ để không đúng chỗ, lấy lẫn nước và hóa chất khác vào bình

 Không chú ý đến các yếu tố ảnh hưởng kết quả ( pH, nồng độ dung dịch,

độ sạch cuvet )

 Lý do đặc biết lưu ý là dung dịch chloroform để sẵn trong cuvet làm

mẫu rỗng, đó là dung dịch dễ bay hơi, khi để dung dịch trong đó lâu

mà không thay đổi thường xuyên, chloroform sẽ bay hơi làm sai lệch kết quả khi đo trong máy đo quang

 Còn 1 lý do lưu ý của bản thân đề ra đó là trong quá trình thực hiện

thao tác chiết, các sinh viên đã để lẫn nước vào phần hữu cơ được chiết ra; nhưng lý do đó không có căn cứ do sự sai lệch xuất hiện ở cả 4 nhóm chứ không riêng cá nhân nào

f Ghi chú

1ppm = 1µg/ml, 1µg/ml = 1mg/L

HẾT

GVHD: Nguyễn Thị Cúc 11

BÀI 2: Tách Cu2+ và Ni2+ trên cột sắc ký trao đổi cation

I/ Cơ sở lí thuyết:

1/ Kỹ thuật sắc ký trao đổi ion:

-Sắc ký trao đổi ion được sử dụng rộng rãi để tách các ion vô cơ và những chất hữu

cơ có thể tồn tại ở trạng thái ion Bài thực hành này minh họa khả năng tách hỗn hợp hai ion Cu2+ và Ni2+ trên cột nhồi acid yếu dạng Na+

- Trong phòng thí nghiệm, cột sắc ký trao đổi ion là các cột làm bằng thủy tinh hoặc thủy tinh hữu cơ, đáy cột có khóa điều chỉnh tốc độ dòng chảy của dung dịch (pha dộng) qua cột Nếu không có cột sắc ký chuyên dụng, có thể dung burette để thay thế Phần dưới cột (trên khóa), dưới lớp ionit, thường đặt một lớp bi thủy tinh hoặc bong thủy tinh dày 3-10 mm làm lớp đỡ để tránh cho các hạt ionit rớt xuống làm tắt

lỗ khóa hoặc đầu ra cùa cột Phần trên cột có thể để hở hoặc đóng bằng phễu nhỏ giọt, hoặc nối với các bình chứa để dẫn dung dịch rửa, dung dịch giải hấp hoặc dung dịch tái sinh ionit vào cột

- Ionit sau khi ngâm đến trương trong nước được đổ vào cột cùng với nước để: + Tránh sự xuất hiện các bọt khí giữa các hạt ionit, các bọt khí này tạo ra hiện tượng

“nứt cột”- dung dịch dung làm pha động không tiếp xúc được với các ion chất cần tách ở chỗ có các bọt khí này, từ đó làm biến dạng peak sắc ký và làm giảm hiệu quả tách cột

+ Khi sa lắng trong cột xuống phía dưới, các hạt ionit có dung khối lượng và kích thước rơi với tốc độ như nhau, tạo thành những lớp hạt đồng đều nhau trong một tiết diện cắt ngang cột, nhờ đó làm giảm sự giãn vùng đo khuếch tán xoáy

-Lượng ionit đổ vào cột chỉ nên chiếm khoảng 2/3 thể tích cột Trên lớp ionit nên để them một lớp bong thủy tinh dày 3-5 mm vào một lớp bi thủy tinh và một lớp thủy tinh dày 1-2 cm để giữ cho lớp ionit khỏi bị xáo trộn khi rót dung dịch vào

* Một phép tách sắc ký trao đổi ion thường gồm các giai đoạn sau:

1 Hấp thụ hỗn hợp cần tách lên cột Để giữ toàn bộ các ion trong dung dịch định phân, cần dung một lượng ionit lớn hơn lượng tính toán để hỗn hợp phân tích chỉ chiếm một phần rất nhỏ phía trên cột

GVHD: Nguyễn Thị Cúc 12

2 Giải hấp các ion đã được hấp thu trên cột Ở giai đoạn này, lần lượt các ion được giải hấp ra khỏi cộ bằng các dung dịch thích hợp như acid có nồng độ khác nhau, hoặc dung dịch một chất tạo được phức bền với ion cần tách Tùy từng trường hợp

cụ thể mà bằng một dung dịch, có thể giải hấp lien tiếp một số ion; có trường hợp cụ thể mà bằng một dung dịch giải hấp riêng; cũng có khi nồng độ hấp được làm gia tăng dần dần trong quá trình giải hấp (giải hấp gradient)

3 Rửa ionit sau khi giải hấp Dùng dung dịch thích hợp để đuổi hết dung dịch giải hấp còn lưu lại trong cột, trong các khoảng trống giữa các hạt ionit

4 Tái sinh ionit Đưa ionit trở về dạng ban đầu, ví dụ đưa cationit trở về dạng H+hoặc Na+ bằng cách cho dung dịch HCl hoặc NaCl có nồng độ 2-4% chảy qua cột; hoặc đưa anionit trở về dạng OH- hoặc Cl- bằng cách cho qua cột dung dịch NaOH hoặc HCl 2-4%

5 Rưa ionit sau khi tái sinh Rửa cột bằng nước cất để loại hết dung dịch tái sinh còn trong cột Sau giai đoạn này, có thể dung cột cho một phép tách mới

2/ Tách Cu2+ và Ni2+ trên cột trao đổi cation :

Dùng cationit acid yếu dạng Na+ làm pha tĩnh Như đã biết, cationit acid yếu có các nhóm sinh ion là nhóm carbocylic là acid yếu, không phân ly được trong môi trường acid Cationit acid yếu dạng H+ được ký hiệu là R-COOH, dạng Na+ được lý hiệu là R-COOONa, ở đây, R là nền polymer trơ của cationit

Tách sắc ký hỗn hợp Cu2+ và Ni2+ trên cột nhồi cationit acid yếu dạng Na+ gồm các giai đoạn sau:

1.Thay đổi dạng ion linh động của cationit từ H+ sang Na+: đầ tiên nhồi vào cột cationit yếu dạng H+, sau đó cho qua cột một dung dịch hỗn hợp NaOH-NaCl Phản ứng trao đổi ion diễn ra như sau:

R-COOH + Na+(dd) + OH- R-COONa + H2O

Rửa cột bằng nước cấ để đuổi hết dung dịch NaOH-NaCl Kiểm tra bằng cách nhúng giấy quỳ đỏ vào nước rửa chảy ra ở đáy cột

2.Hấp thu hỗn hợp Cu2+ và Ni2+ lên cột Cho hỗn hợp cần tách chứa Cu2+ và Ni2+

qua cột Khi đó diễn ra các phản ứng trao đổi ion như sau:

2R-COONa + Cu2+(dd) (R-COOH)2Cu + 2Na+(dd)

2R-COONa + Ni2+ (dd) (R-COOH)2 Ni + 2Na+(dd)

3.Giai3 hấp

GVHD: Nguyễn Thị Cúc 13

Trước hết, giải hấp Cu2+ bằng cách dội qua cột dung dịch glycerin-NaOH Ion Cu2+

tạo phức mang điện âm màu xanh dương với glycerinat, khôn bị giữ bởi cationit ; trong khi đó, Ni2+ không tạo phức, vẫn được giữ trên cationit :

4.Rửa cột sau khi giải hao61 Dùng nước cất rửa cationit để duổi hết HCl còn lại trong cột

5.Định lượng Cu2+ và Ni2+ trong các phân đoạn giải hấp Xác định Cu2+ trong phân đoạn giải hấp đầu tiên bằng phương pháp iod-thiosulphat ; lượng Ni2+ trong phân đoạn giải hấp bằng HCl được xác định bằng phương pháp complexon

II/ Tiến hành thí nghiệm:

-Cho nhựa cationit (đã được ngâm trương nở) cùng với nước vào cột đến 1/3 chiều cao cột Cho qua cột 100ml dung dịch NaOH 1M – NaCl 1M với tốc độ 2-3 ml/phút Sau đó rửa cột bằng nước cất đến khi hết phản ứng kiềm (thử nước chảy ra bằng giấy quỳ đỏ)

-Cho qua cột 50ml hỗn hợp Cu2+ 1mg/ml – Ni2+ 1mg/ml ở tốc độ 2ml/phút Sau khi cho chảy hết, tiến hành giải hấp và định lượng Cu2+ và Ni2+:

GVHD: Nguyễn Thị Cúc 14

-Giải hấp Cu2+ : cho hỗn hợp Glycerin – NaOH chảy qua cột ở tốc độ 3-4ml/phút Quan sát hiện tượng trên cột, tránh hiện tượng nứt cột Dùng cốc hứng dung dịch chảy ra khỏi cột Tiến hành giải hấp đến khi đến khi dung dịch màu xanh dương (của phức glycerinat-đồng) ra hết khỏi cột thì dừng giải hấp Lấy cốc đựng dung dịch đựng dung dịch đồng được giải hấp ra ngoài, vừa thêm từ từ dung dịch HCl 3M vào dung dịch vừa lắc đều đến khi phức glycerinat-đồng bị phá hủy (dung dịch mất màu xanh dương) Ước lượng thể tích dung dịch rồi dùng bình định mức có thế tích lớn hơn gần nhất, định mức đến vạch bằng nước cất

-Giải hấp Ni2+: cho dung dịch HCl 3M chảy qua cột với tốc độ 3-4 ml/phút Dùng cốc đựng dung dịch chảy ra Tiến hành giải hấp đến khi cột chuyển thành màu của nhựa ban đầu Tiến hành định mức bằng nước cất với bình có thể tích lớn hơn gần nhất

-Định lượng Cu2+ : hút từ dung dịch Cu2+ đã giải hấp ở trên 10ml cho vào bình nón Thêm 2,5ml CH3COOH 4N và 2,5ml KI 5%, lắc nhẹ, đậy bình nón và để yên trong chỗ tối khoảng 10 phút Từ burette nhỏ từng giọt dung dịch thiosulphat, lắc đều đến khi dung dịch có màu vàng rơm Tiếp tục thêm 0,5ml dung dịch hồ tinh bột và lại chuẩn độ bằng dung dịch Na2S2O3 tới mất màu xanh tím Thêm tiếp 2,5 ml dung dịch KSCN 10% lắc kỹ và chuẩn độ đến hoàn toàn mất màu xanh

-Định lượng Ni2+: lấy 10ml dung dịch Ni2+ đã được giải hấp ở trên cho vào bình nón Thêm chỉ thị Murexide Vừa thêm từ từ từng giọt NH4OH 1M (Để trung hòa HCl dùng làm chất giải hấp và tạo độ pH=8-9 thích hợp cho chuẩn độ Ni2+ )vừa lắc đều đến khi xuất hiện màu vàng Sau đó chuẩn độ bằng dung dịch EDTA 0,01M đến khi dung dịch trong bình chuyển sang màu tím hồng

III/ Chuẩn bị hóa chất:

GVHD: Nguyễn Thị Cúc 15

Dung dịch Cu2+ 1mg/mL – Ni2+ 1mg/mL : pha 250mL

M(CuSO4.5H2O)=249,685 g/mol Cu= 63,546

M(NiSO4.7H2O)=280,880 g/mol Ni= 58,71

250ml Cu2+ => 250mg Cu2+ => m(Cu2+)= 982,3 mg= 0,9823g

Tương tự =>m(Ni2+)= 1,196g

Dung dịch NaCl 1M –NaOH 1M : pha 0,5L

Muối NaCl M= 58,443g/mol

*Chuẩn bị hóa chất cho phép đo iod-thiosulphat xác định Cu2+:

Dung dịch CH3COOH 4N: pha 100ml

*Chuấn bị hóa chất cho phương pháp complexon xác định Ni2+:

Dung dịch EDTA 0,01 M pha 0,1L

a= CN.M.V= 0,01.372,24.1= 3,7224(g)

Chỉ thị murexide 1% trong NaCl pha 10g hỗn hợp chỉ thị

Dung dịch NH4OH 1M pha 250ml

a= CN.M.V/1000=1,35.250/1000=8,75(g)

V C C

Cu

O S Na N Cu

N( ) 3 , 13 10 3

5 , 2 5 , 0 5 , 2 5 , 2 10

63 , 5

* 01 , 0 )

(

2

3 2 2 2

V C C

* 01 , 0 )

GVHD: Nguyễn Thị Cúc 18

BÀI 1: Xác định dung lượng trao đổi của cationit và hệ số

phân bố của một số ion kim loại trên cationit

TÓM TẮT LÝ THUYẾT:

1 Khái niệm dung lượng trao đổi của ionit:

Dung lượng trao đổi của là đại lượng đo khả năng hấp thụ các ion từ dung dịch của ionit Dung lượng trao đổi toàn phần của ionit được xác định bởi số mili đương lượng gam (meq) cực đại của các ion có thể được hấp thụ trên 1g ionit khô ở dạng H+ (đối với cationit) hoặc ở dạng Cl- (đối với anionit)

2 Các hệ số phân bố:

Nếu gọi: QR: lượng ion Mn+ đã đi vào pha ionit

QS: lượng ion Mn+ còn lại trong dung dịch

d : khối lượng riêng của ionit

VM : thể tích pha động

VS : thể tích pha tĩnh

Ta có các hệ số phân bố:

 Hệ số phân bố khối lượng Dm (hệ số dung lượng): =

 Hệ số phân bố trao đổi ion Dg : =

 Hệ số phân bố trao đổi ion nồng độ Dc : =

GVHD: Nguyễn Thị Cúc 20

hút ẩm Sau khi chén nguội,, cân chén có nắp đậy Làm như trên đến khi kết quả 2 lần cân liên tiếp không thay đổi

2 Xác định dung lượng trao đổi của cationit:

Cho vào mối bình nón I và II 1,0000g cationit đã biết độ ẩm Thêm vào bình

0,1N Đậy chặt nắp bình và lắc liên tục trong 3 giờ Sau đó hút từ mỗi bình 25mml dung dịch và chuẩn độ, dùng chỉ thị metyl da cam Chuẩn độ 3 lần để lấy kết quả trung bình

Bình I: chuẩn độ NaOH dư bằng HCl 0,1N

Bình II: chuẩn độ HCl sinh ra trong quá trình trao đổi bằng NaOH 0,1N

3 Xác định hệ số phân bố của Cd 2+ và Zn 2+ trên cationit trong các dung dịch HCl có nồng độ khác nhau:

Lấy 4 bình nón, ký hiệu Cd,1; Cd,2; Cd,3; Cd,4 Lấy 4 bình nón khác, ký hiệu Zn,1; Zn,2; Zn,3; Zn,4

Cho vào mỗi bình 1,00g cationit đã biết độ ẩm, 20ml dung dịch Cd2+ hoặc

Zn2+; thêm dung dịch HCl 2N vào mỗi bình sao cho khi pha thành 50ml nồng

độ HCl trong 4 bình có giá trị 0,05; 0,20; 0,50 và 1,00N (V tương ứng: 1,25; 5; 12,5; 25ml) Đậy chặt nắp bình và lắc liên tục trong 3 giờ Sau đó dùng pipette hút từ mỗi bình 10ml dung dịch để xác định Cd2+ hoặc Zn2+ bằng phương pháp chuẩn độ complexon với dung dịch EDTA 0,01M trong môi trường đệm amoni

có pH =10, dùng chỉ thị Eriocrom T đen

TÍNH TOÁN KẾT QUẢ:

1 Xác định độ ẩm của cationit:

Cố không có nhựa:

Khối lượng cốc khi nung lần 1: 32,43g và 38,21g

Khối lượng cốc khi nung lần 2: 32,44g và 38,22g

Vì 2 lần nung có khối lượng gần như nhau nên ta cho là đã nung tới khối lượng không đổi

Cố có nhựa:

Khối lượng cốc và nhựa trước khi nung:

2 Xác định dung lượng trao đổi của cationit:

Bình I: chuẩn NaOH bằng HCl Số ml HCl 0,1N tiêu tốn: