THUYẾT TRÌNH chapter 4 10 NITROGEN

Nguyên tắc 2 mol NO3 phản ứng với 1 mol acid sản phẩm phản ứng màu vàng. Độ hấp thu của nó được đo ở 410 nm. Phương pháp này có thể được sử dụng để xác định nồng độ nitrat trong khoảng 0,15 mg NO3— N L1. Cần loại bỏ sự can thiệp của nitrit, clo dư và chất oxy hóa bằng cách thêm sulfite. Lấy ra, định mức bằng H2SO4(đđ)  đậy nút bình, đảo ngược 4 lần chờ 45’ ở t0 phòng. Tránh bọt khí trước khi đo quang chờ 15’ nữa tiến hành đo quang ở λ = 410 nm

Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên

Khoa Môi Trường

Phú dưỡng hóa

Những vấn đề quan tâm về Nitơ

Thành phần Nitrat trong nước uống

Nước mưa acid và chảy tràn từ cánh đồng

có sử dụng phân bón đến nguồn nước

•Từ nước thải (sản xuất giấy, phân ure, …)

•Quá trình Ure hóa (vi khuẩn Ureasa)

CO(NH2)2 + 2H2O  NH4+ + NH3 + HCO

Phương pháp phân tích

• So màu.

• Chuẩn độ.

• Phương pháp dụng cụ sử dụng điện cực màng nhạy cảm với amoniac.

• Nồng độ

• Sự có mặt của các chất gây ảnh hưởng

4.10.2.1 Phương pháp phân tích:

Phương pháp chưng cất

Lượng NH3 bay hơi được xác định:

•So màu chỉ thị Nessler

• So màu bằng idophenol xanh

•Chuẩn độ bằng acid chuẩn

Dụng cụ và hóa chất

Phương pháp chưng cất

- Dd đệm borat Hòa tan 9.5 g Na2B4O7.10H2O trong nước và pha loãng tới 1L Rót 500mL dd vào bình định mức 1L Thêm 88 mL NaOH 0.1 N , lau sạch và Định mức đến vạch

- Bình Kjedal 250 mL

- Dd acid boric, chuẩn bị hòa tan 20g acid boric (H3BO3) vào nước và pha loãng tới 1L

Phương pháp Nessler

Dụng cụ và hóa chất

- Máy đo quang phổ

- Thuốc thử của phương pháp Nessler Thêm 12g NaOH và 70 mL dd

KI bão hòa với HgI2 (dung môi này độc Tránh dính vào da, lau sạch ngay nếu bắn vào da )

- Dd NaOH 6M, hòa tan 120 g NaOH vào trong nước và pha loãng tới

500 mL

- Một phần dd acid ammonium, 1mg N – NH3 mL -1 Sấy khô NH4Cl ở nhiệt độ trên 105 0 C Hòa tan 3.819g NH4Cl khô vào trong nước rồi pha loãng tới 1L.

Dd làm việc NH4+ , 10µg NH3 – N mL -1 Dùng pipet rút 1Ml dd vào trong bình định mức 100mL, sau đó lau sạch bình và đánh dấu vào.

Nước ammonia tự do Nước có chất lượng cao từ hệ thống lọc của phòng thí nghiệm (Mili – Q, NANO pure, ) Sử dụng nước tinh khiết và nước không được ở xung quanh phòng thí nghiệm

Phương pháp chuẩn độ

Dụng cụ và hóa chất

•Hỗn hợp dd chỉ thị Hòa tan 50mg metyl phenyl

đỏ và 100mg bromcrezol xanh trong 100ml ethanol

•Acid HCl 0.01 M, hoặc acid H2SO4 , 0.005 M (1mL =140µg N)

10 mL acid boric

10 mL acid boric

5 mL dd đệm

Borate

thêm NaOH tới pH > 9.5

Phương pháp chưng cất

• Phương pháp Nessler

• Phương pháp chuẩn độ

• Phương pháp idophenol xanh

• Phương pháp Nessler

• Phương pháp chuẩn độ

• Phương pháp idophenol xanh

Chú ý:

Vệ sinh dụng cụ bằng acid và tráng bằng nước cất

Một số thiết bị chưng cất Kjeldahl lắp ráp phiễu nhỏ giọt có van để ngăn sự bay hơi của NH3 sau khi thêm NaOH

Lượng NaOH thêm vào không phải giới hạn vì chỉ

cần lượng để làm tăng giá trị pH > 9.5

Phương pháp này dùng để chưng cất thể tích mẫu

nhỏ

Có thể phân tích sản phẩm chưng cất bằng điện cực chọn lọc ion ammonium nếu có sẵn trong phòng thí nghiệm (mục 4.13)

Phân tích bằng phương pháp Nessler

Đo quang tại bước sóng 410 nm

Kết quả:

Xây dựng đồ thị chuẩn từ các độ hấp thu đo

được và xác định tổng lượng ammonia (nhất là dạng N) trong mẫu bằng đồ thị chuẩn

Công thức:

V: thể tích dung dịch phân tích (50 mL).

Chú ý:

•T hêm

1 m

L ch

ỉ th

ị N essl

er vào

50 ấp ộ h o đ đ và đều ảo u, đ mL mẫthụ út ph 10 sau

•C hu

ẩn

bị đ ườ

ng chuẩ

n n hư tr

ên aci mL 5 êm th có ông kh ưng nh

•D ùn

g cu vet 5

cm th

ay cho

cu vet 1 . hạy h n tín ng m tă ể là cm, đ

Nước tự nhiên,

nước uống tinh

khiết, nước thải có

độ màu thấp

Nước tự nhiên,

nước uống tinh

khiết, nước thải có

ổ su

ng thu

ốc thử kh

ử ch lori

na

te vào

thờ

i đ

•T hu

ốc th

ử N a

g N a

h 1 L ): kh ông

ổ

n đ ịn

h, sử y. ngà ng g tro dụn

•T hu

ốc th

ử N a

g N a

ớc

và pha th àn

h 1 L) : ổ

n đ ịnh kh oản

•T hê

m 2 mL th

uốc thử

g L -1 . mẫu L 1 ong tr dư ine chor

m 1 gi

ọt ED

TA (h

òa tan 50

g EDTA

tr ong h 1 àn g th ãn a lo ph H và aO N 0 g với 1 ớc nư

00 mL 2 êm à th t v g cấ ưn ch ông kh ẫu m vào mL)

chỉ t

hị N essl

er

Ch uẩn bị m ẫu ch uẩn

tư ơn

Chưng cất

Chuẩn độ bằng 0.01 M HCl

(hoặc 0.005 M

H2SO4)

Chuẩn độ bằng 0.01 M HCl

Chú ý:

• Pha loãng sản phẩm chưng cất

theo hệ số lên 100 mL rồi chuẩn độ.

• Chưng cất 1 thể tích lớn hơn (200

mL, 500 mL, ) nhưng phải dùng bình Kjeldahl và bình nhận lớn hơn.

• Chuẩn độ lại thông qua

QUÁ TRÌNH NITRATE HÓA

Vi khuẩn Nitrosomonas

NH4+ +OH - +3/2O2 - H + +NO2- +2H2O

Vi khuẩn Nitrosomonas

oxy hóa NH4+ thành nitrit:

Quá trình oxy hóa các ion amoni thành nitrat nhờ các loài vi khuẩn trong điều kiện hiếu khí

NITRATE (NO3 -)

Ảnh hưởng sức khỏe con người

Tại pH thấp đặc trưng của dạ dày, ion nitrite  acid

nitric

Tại pH thấp đặc trưng của dạ dày, ion nitrite  acid

nitric

Quy định NO 3 - trong nước uống : TCVN 50 ppm

WHO 50 ppm

EU 25 ppm

Phương pháp acid chromotropic

Nguyên tắc

 2 mol NO3- phản ứng với 1 mol acid sản phẩm phản ứng màu vàng

Độ hấp thu của nó được đo ở 410 nm

 Phương pháp này có thể được sử dụng để xác định nồng độ nitrat trong khoảng 0,1-5 mg NO3— N L-1

 Cần loại bỏ sự can thiệp của nitrit, clo dư và chất oxy hóa bằng cách thêm sulfite

Bình định mức dung tích 100 mL

Thí nghiệm

Đặt các bình vào trong một khay chứa nước làm mát có t0 =10-

200CThêm 2 mlantimony

Khoảng 4 phút sau thêm 1 mL acid chromotropic vào

các bình  đảo đều  cho vào khay chờ 3 phút

Lấy ra, định mức bằng H2SO4(đđ)  đậy nút bình, đảo

ngược 4 lần chờ 45’ ở t0 phòng Tránh bọt khí trước khi

đo quang chờ 15’ nữa tiến hành đo quang ở λ = 410 nm

2 mL mẫu đã pha loãng, mẫu

trắng, mẫu chuẩn + 1 giọt thuốc

thử sulfite – ure vào mỗi bình

Phân tích mẫu

Lưu ý : Lọc mẫu nếu có lượng đáng kể các chất lơ lửng

10 mL

Lấy độ hấp thu của mẫu và mẫu chuẩn trừ đi

độ hấp thụ của mẫu trắng nước.

Sản phẩm trung gian của quá trình nitrat hóa do vi khuẩn Nitrosomonas và quá trình khoáng hoá chất hữu cơ

NITRITE

(NO 2 - )

Dễ dàng chuyển thành NitrateĐộc hơn nitrat và ammonia

Lượng nitrite trong nước không

ô nhiễm và nước ngầm là rất thấp, thường 0,01-0,02 mg/L

Giới hạn của EU đối với nước uống là 0,1 mg/L

acid sulfanilic

Muối điazo

1-naphthylamine-7-sulfonic

acid tím hồng (525nm)

Tiến hành

• 40ml mẫu + 2ml acid sulfanilic để 20 phút.

• Thêm 5ml acid Cleve, định mức, 20 phút.

• Đo quang ở 525 nm (cuvet 1cm, mẫu trắng).

Nếu mẫu có chứa chất rắn lơ lửng: lọc qua màng lọc

0,45µm

Nếu mẫu có chứa chất rắn lơ lửng: lọc qua màng lọc

Đo độ pH của mẫu Nếu có tính kiềm, thêm từng

giọt HC1 đậm đặc cho đến khi mẫu có tính acid

nhẹ.

Đo độ pH của mẫu Nếu có tính kiềm, thêm từng

giọt HC1 đậm đặc cho đến khi mẫu có tính acid

nhẹ.

50 mL

Chuẩn bị dãy chuẩn

Lưu ý:

1 Nhiễm màu hoặc đục có thể dẫn đến sai

sót: Rút 40ml dung dịch mẫu vào bđm 50 ml và

thêm 4 ml acid axetic 20% và định mức Đo quang

ở 525 nm và trừ đi kết quả của độ hấp thu của

mẫu đã đo theo cách trên Tương tự cho thể tích mẫu nhỏ hơn 40 mL.

2 Sự ảnh hưởng của các amin và chất ô xi hóa.

3 Cuvet có bề dày lớn hơn (5 hoặc 10 cm) có

thể được sử dụng để xác định nồng độ nitrite thấp hơn.

Mẫu đầu tiên được đun sôi để trục xuất amoniac

phân hủy mẫu.

acid sulfuric dư sẽ được trung hòa làm tăng pH của dd vì vậy NH3 có thể được chưng cất một

cách dễ dàng:

NITƠ HỮU CƠ (ORGANIC NITROGEN)

• Sodium hydroxide natri

thiosunfat tinh khiết

• NaOH 6M

• Bình Kjeldahl, 350 mL.

• Thiết bị làm nóng.

• Hệ thống chưng cất.

• Máy quang phổ.

• Máy đo pH và các điện cực.

Thí nghiệm

• 100 ml mẫu, nếu Vmẫu thấp thì pha

loãng thành 100ml.

• Chỉnh pH = 9.5 bằng dd NaOH.

• Thêm hạt thuỷ tinh hoặc chip sôi.

•Đun sôi ½ dd và làm nguội.

• Thêm 10ml H2SO4 đậm đặc, 5 g

K2SO4 và 0.1g CuSO4.

• Đun sôi cho đến khi V giảm còn

20-50mL

• Tiếp tục đun khoảng 20’ để phá

huỷ chất hữu cơ trong mẫu.

• Làm nguội, thêm 50ml nước, trộn.

• 100 ml mẫu, nếu Vmẫu thấp thì pha

loãng thành 100ml.

• Chỉnh pH = 9.5 bằng dd NaOH.

• Thêm hạt thuỷ tinh hoặc chip sôi.

•Đun sôi ½ dd và làm nguội.

• Thêm 10ml H2SO4 đậm đặc, 5 g

K2SO4 và 0.1g CuSO4.

• Đun sôi cho đến khi V giảm còn

20-50mL

• Tiếp tục đun khoảng 20’ để phá

huỷ chất hữu cơ trong mẫu.

• Làm nguội, thêm 50ml nước, trộn.

Đen Trong suốt,vàng rơm

Đen Trong suốt,vàng rơm.

Khói trắng

20 ml dung dịch thuốc thử Natri

hydroxit - thyosulfate

Hơi NH3hóa lỏng,

10 mL acid

boric

50 - 60mlsản phẩm

Sản phẩm

100ml

Định mức Rút 50ml

mg Organic–NL -1 = µg Organic–N/V

V: Thể tích mẫu đem phân tích (ml)

Cảm ơn sự lắng nghe

của cô và các bạn!