Bài giảng Hóa kỹ thuật môi trường 1 - Chương 10: Cloride
2/27/2009
Giaùo trình hoùa kó thuaät moâi tröôøng
1
Ñaïi cöông veà clorua
Clorua laø anion chính trong nöôùc thieân nhieân vaø nöôùc thaûi. Vò maën cuûa
clorua thay ñoåi theo haøm löôïng vaø thaønh phaàn hoaù hoïc cuûa nöôùc.
Vôùi maãu nöôùc chöùa haøm löôïng clorua 250 mgCl-/L coù theå nhaän ra
vò maën.
Tuy nhieân maãu nöôùc coù ñoä cöùng cao, vò maën laïi khoù nhaän bieát duø
nöôùc coù chöùa haøm löôïng clorua 1000 mgCl-/L.
Clorua coù maët trong taát caû caùc nguoàn nöôùc töï nhieân vôùi noàng ñoä thay
ñoåi trong daõy raát roäng. Noàng ñoä clorua thöôøng taêng khi noàng ñoä
khoaùng chaát taêng.
Nguoàn nöôùc töø caùc vuøng nuùi vaø cao nguyeân thöôøng coù noàng ñoä
clorua töông ñoái thaáp.
Nöôùc soâng vaø nöôùc ngaàm thöôøng coù khoái löôïng ñaùng keå clorua.
Nöôùc bieån coù löôïng dö do bay hôi moät phaàn cuûa nöôùc töï nhieân
chaûy vaøo bieån vaø möùc ñoä clorua raát cao.
2
1
2/27/2009
Ñaïi cöông veà clorua (tt)
Clorua ñöôïc ñöa vaøo nöôùc theo nhieàu con ñöôøng:
Khaû naêng hoøa tan clorua vaøo nöôùc cuûa lôùp ñaát beà maët vaø caùc lôùp
ñaát saâu hôn.
Nöôùc bay hôi töø bieån mang vaøo ñaát lieàn caùc gioït nöôùc hoaëc tinh
theå muoái nhoû li ti keát quaû do vieäc bay hôi töø caùc gioït nöôùc.
Caùc nguoàn naøy cung caáp moät caùch ñeàu ñaën löôïng clorua vaøo ñaát
lieàn ôû nhöõng nôi maø chuùng rôi xuoáng.
Nöôùc bieån di vao soâng ve phia thuong nguon do thuy trieu, ñaëc bieät laø
caùc con soâng saâu hôn. Nöôùc muoái coù tyû troïng lôùn hôn, chaûy leân thöôïng
löu beân döôùi lôùp nöôùc ngoït chaûy veà phía haï löu.
Nöôùc ngaàm trong caùc khu vöïc tieáp xuùc vôùi ñaïi döông caân baèng thuûy
tónh vôùi nöôùc bieån. Bôm quaù löôïng nöôùc ngaàm taïo neân söï cheânh leäch
möïc nöôùc vôùi nöôùc bieån vaø nöôùc bieån seõ xaâm laán vuøng nöôùc ngoït.
3
Ñaïi cöông veà clorua (tt)
Haàu heát löôïng nöôùc söû duïng cho töôùi tieâu ñeàu bò maát ñi do bay hôi ñeå
laïi löôïng muoái chöùa trong nöôùc töôùi.
Löôïng muoái naøy phaûi ñöôïc laáy ñi ñeå traùnh vieäc phaù huûy khaû naêng
troàng troït cuûa ñaát vaø keát quaû nöôùc töôùi coù haøm löôïng muoái cao khi
chaûy vaøo nguoàn nöôùc daãn ñeán laøm taêng noàng ñoä clorua cuûa nöôùc beà
maët, vôùi caùc nguoàn nöôùc khaùc chaûy vaøo.
Chaát thaûi cuûa con ngöôøi, ñaëc bieät laø nöôùc tieåu, chöùa clorua vôùi khoái
löôïng baèng vôùi löôïng clorua ñöôïc tieâu thuï vôùi thöùc aên vaø nöôùc.
Khoái löôïng naøy trung bình khoaûng 6 g clorua trong moät ngaøy vaø laøm
taêng khoái löôïng clorua Cl- trong nöôùc thaûi ñoâ thò khoaûng 15 mg/L so vôùi
nguoàn nöôùc. Nhieàu loaïi chaát thaûi coâng nghieäp chöùa moät khoái löôïng
ñaùng keå clorua.
4
2
2/27/2009
ÝYÙ nghóa moâi tröôøng
Haøm löôïng clorua cao seõ aûnh höôûng ñeán keát caáu oáng kim loaïi,
ñoàng thôøi veà maët noâng nghieäp clorua cuõng gaây aûnh höôûng xaáu
ñeán chaát löôïng vaø saûn löôïng noâng phaåm.
Clorua ôû noàng ñoä thích hôïp khoâng gaây ñoäc haïi ñeán con ngöôøi. ÔÛ
noàng ñoä treân 250 mg/L clorua laøm nöôùc coù vò maën laøm cho nhieàu
ngöôøi khoâng chaáp nhaän. Vì lyù do naøy, noàng ñoä clorua bò giôùi haïn laø
250 mg/L ñoái vôùi caùc nguoàn caáp nöôùc.
Noàng ñoä clorua cuûa nöôùc söû duïng cho töôùi tieâu vaø caây troàng noâng
nghieäp ñöôïc kieåm soaùt theo noàng ñoä muoái toång coäng cuûa nöôùc.
Quaù trình bay hôi daãn ñeán vieäc taêng noàng ñoä clorua vaø muoái ôû
vuøng reã cuûa thöïc vaät laøm cho chuùng khoù huùt nöôùc do söï cheânh
leänh veà aùp suaát thaåm thaáu giöõa nöôùc beân ngoaøi vaø beân trong teá
baøo thöïc vaät.
Vì lyù do naøy, noàng ñoä clorua vaø noàng ñoä muoái toång coäng baèng
hoaëc döôùi tieâu chuaån nöôùc uoáng ñöôïc xaùc ñònh cho nöôùc duøng
trong töôùi caùc loaïi caây troàng nhaïy caûm vôùi muoái.
5
ÝYÙ nghóa moâi tröôøng (tt)
Clorua ñöôïc söû duïng trong moät soá tröôøng hôïp nhö chat tao vet
trong thöïc teá kyõ thuaät moâi tröôøng.
Vieäc söû duïng chuùng nhö caùc chaát tao vet ñang ñöôïc thay theá
cho thuoác nhuoäm höõu cô (đanh gia su phan bo dong chaytrong
be lang, be chua, be phan ung).
Trong nghieân cöùu nöôùc ngaàm, ôû nhöõng nôi tyû leä ñaát vaø nöôùc raát
cao, thuoác nhuoäm höõu cô daãn ñeán haáp phuï ñeán möùc ñoä ñaùng
keå duø raèng chuùng di chuyeån chaäm hôn so vôùi nöôùc Æ Chlorua
su dung tot hon.
Trong mot so truong hop, Chlorua khoâng thuaän tieän söû duïng vì
lam taêng nong do clorua vaø taêng doøng dam dac.
Clorua hoaëc coù theå laø caùc halogen (ít phoå bieán nhö brom), coù
theå cung co the su dung nhu chaát tao vet.
6
3
2/27/2009
Öùng duïng trong vieäc xaùc ñònh clorua
Noàng ñoä clorua cuûa nöôùc töï nhieân laø chæ tieâu quan troïng trong vieäc
löïa choïn nguoàn caáp nöôùc cho sinh hoat, coâng nghieäp vaø noâng
nghieäp
Nöôùc lôï phaûi ñöôïc söû duïng cho muïc ñích sinh hoaït, ham löôïng
cuûa clorua laø yeáu toá quan troïng trong vieäc xaùc ñònh loaïi thieát bò khöû
muoái phaûi ñöôïc söû duïng.
Vieäc xaùc ñònh clorua ñöôïc söû duïng ñeå kieåm soaùt vieäc bôm nöôùc
ngaàm töø caùc nôi coù khaû naêng bò nöôùc bieån xaâm nhaäp.
Vieäc xaû nöôùc muoái vaø chaát thaûi coâng nghieäp chöùa noàng ñoä clorua
cao phaûi ñöôïc kieåm soaùt ñeå baûo veä nguoàn tieáp nhaän,.
Clorua aûnh höôûng ñeán vieäc xaùc ñònh nhu caàu oxy hoùa hoùa hoïc
(COD). Vieäc hieäu chænh phaûi ñöôïc thöïc hieän treân cô sôû khoái löôïng
coù maët baèng vieäc boå sung HgSO4.
7
Öùng duïng trong vieäc xaùc ñònh clorua (tt)
Clorua natri coøn ñöôïc söû duïng nhö nguyeân toá vi löôïng. Moät trong nhöõng öùng
duïng cuûa noù laø chaát oâ nhieãm daãn ñöôøng trong caùc gieáng. No ùthích hôïp caùc
muïc ñích nhö vaäy vì naêm lyù do:
Söï coù maët cuûa noù laø khoâng coù khaû naêng phaùt hieän baèng maét.
Noù laø thaønh phaàn bình thöôøng trong nöôùc vaø khoâng coù aûnh höôûng ñoäc
haïi.
Ion clorua khoâng bò haáp phuï leân ñaát.
Noù khoâng bò thay ñoåi hoaëc aûnh höôûng veà khoái löôïng do caùc quaù trình
sinh hoïc.
Ion clorua deã ño.
Thí nghieäm clorua coù giaù trò ñaëc bieät ôû nhöõng vuøng coù möùc ñoä clorua thaáp.
Vieäc khaûo saùt noàng ñoä clorua cuûa nöôùc ngaàm thöôøng ñöôïc thöïc hieän
vaø laäp baûn ñoà trình baøy möùc ñoä bình thöôøng.
Vôùi vò trí vôùi möùc ñoä clorua töông töï ñöôïc noái vôùi nhau baèng caùc ñöôøng
vaø thu ñöôïc caùc ñöôøng ñoàng möùc clorua.
Caùc baûn ñoà nhö vaäy cho caùc thoâng tin tham khaûo coù giaù trò ñaùng keå
trong vieäc khaûo saùt veä sinh ôû nhöõng nôi coù theå bò oâ nhieãm do nöôùc thaûi.
Ngaøy nay, caùc thí nghieäm hoùa hoïc ñöôïc thay theá moät caùch roäng raõi
baèng caùc thí nghieäm vi khuaån nhaïy caûm hôn.
8
4
2/27/2009
Phöông phaùp xaùc ñònh clorua
Clorua coù theå ñöôïc ño moät caùch deã daøng baèng phöông phaùp theå
tích söû duïng caùc chaát chæ thò beân trong.
Ñoái vôùi nhieàu muïc ñích phöông phaùp Mohr söû duïng chaát ñònh phaân
nitrate baïc vaø chaát chæ thò cromate kali laø thoûa maõn.
Qui trình söû duïng nitrate thuûy ngaân nhö chaát ñònh phaân vaø
diphenylcarbazone nhö chaát chæ thò coù nhöõng öu ñieåm so vôùi phöông
phaùp Morh hoaëc phöông phaùp agon.
Caùc phöông phaùp xaùc ñònh clorua
Phöông phaùp ñònh phaân hieäu ñieän theá
Phöông phaùp saéc kí ion
9
Phöông phaùp xaùc ñònh clorua (tt)
Phöông phaùp ñònh phaân hieäu ñieän theá
Trong ñoù söï thay ñoåi ñieän theá giöõa ñieän cöïc so saùnh vaø ñieän cöïc clorua
baïc ñöôïc quan saùt trong khi maãu ñöôïc ñònh phaân vôùi dung dòch nitrate
baïc.
Söï coù maët cuûa clorua taïo thaønh phöùc vôùi caùc ion baïc theâm vaøo dung
dòch.
Khi taát caû clorua taïo thaønh phöùc, noàng ñoä ion baïc taêng leân, ñieàu naøy
ñöôïc chæ thò baèng vieäc taêng leân ñoät ngoät ñieän theá vaø vieäc ñònh phaân keát
thuùc.
Phöông phaùp cyanite saét töï ñoäng
Trong tröôøng hôïp naøy, ion thuûy ngaân chöùa trong dung dòch ñònh phaân
thiocyanate thuûy ngaân taïo thaønh daïng phöùc hoøa tan vôùi clorua.
Phaûn öùng naøy giaûi phoùng thiocyanate, ñeå phaûn öùng xaûy ra ion saét ba
cuõng ñöôïc theâm vaøo ñeå taïo thaønh thiocyanate saét ba maøu ñoû cam,
cöôøng ñoä maøu tyû leä vôùi noàng ñoä clorua.
Phöông phaùp saéc kyù ion: Phöông phaùp naøy höõu duïng ñoái vôùi vieäc xaùc ñònh
keát hôïp cuûa caùc anion coù maët trong haàu heát caùc loaïi nöôùc töï .
10
5
2/27/2009
Phöông phaùp xaùc ñònh clorua (tt)
Tuy nhieân trong baøi ta chæ xeùt hai phöông phaùp phaân tích clorua, coù
theå deã daøng thöïc hieän taïi hieän tröôøng, hoaëc trong haàu heát phoøng thí
nghieäm coù ngaân saùch giôùi haïn laø:
Phöông Phaùp Mohr (Argentometric)
Phöông Phaùp Nitrate Thuûy Ngaân
11
Phöông phaùp xaùc ñònh clorua (tt)
Phöông Phaùp Mohr (Argentometric)
Phöông phaùp Mohr söû duïng dung tích nitrate baïc ñeå ñònh phaân. Ñieàu naøy
töông öùng vôùi dung tích N/71 hoaëc trong moãi moät mililit dung dòch töông
ñöông vôùi 0,5 mg clorua.
Dung dòch nitrate baïc coù theå ñöôïc chuaån ñoä ñoái vôùi dung dòch clorua
tieâu chuaån ñöôïc chuaån bò töø clorua natri tinh khieát.
Trong ñònh phaân ion clorua keát tuûa thaønh clorua baïc maøu traéng.
Ag+ +Cl− → AgCl ↓
Kht = 3.10−10
Ñieåm keát thuùc khoâng theå phaùt hieän baèng maét tröø khi chaát chæ thò maøu trình
dieãn söï coù maët cuûa moät löôïng dö Ag+ coù maët.
Khi noàng ñoä ion clorua tieán ñeán khoâng, noàng ñoä ion baïc taêng leân ñeán
möùc ñoä taïi ñoù tích hoøa tan cuûa chromate baïc dö vaø noù baét ñaàu taïo
thaønh keát tuûa naâu ñoû.
2−
2Ag+ +CrO4 → Ag2CrO4
Kht = 5.10−12
12
6
2/27/2009
Phöông phaùp xaùc ñònh clorua (tt)
Phöông Phaùp Mohr (tt)
Moät soá löu yù khi tieán haønh phöông phaùp Mor
Kích thöôùc maøu ñoàng nhaát phaûi ñöôïc söû duïng.
pH phaûi naèm trong khoaûng 7 ñeán 8 vì Ag+ bò keát tuûa ôû daïng
AgOH taïi pH cao vaø CrO42- chuyeån thaønh Cr2O72- ôû pH thaáp.
Moät löôïng xaùc ñònh chaát chæ thò phaûi ñöôïc söû duïng ñeå cho noàng
ñoä naøo ñoù cuûa CrO42-; ngöôïc laïi Ag2CrO4 coù theå taïo thaønh quaù
sôùm hoaëc khoâng kòp thôøi.
13
Phöông phaùp xaùc ñònh clorua (tt)
Phöông Phaùp Nitrate Thuûy Ngaân
Phöông phaùp nitrate thuûy ngaân ñeå xaùc ñònh clorua seõ ít aûnh höôûng hôn so
vôùi phöông phaùp Mohr vì vieäc ñònh phaân ñöôïc thöïc hieän trong maãu nöôùc
coù pH ñöôïc ñieàu chænh ñeán giaù trò khoaûng 2,5.
Döôùi caùc ñieàu kieän naøy, ion Hgkeát hôïp vôùi Clñeå taïo thaønh phöùc HgCl2
laø chaát hoøa tan.
Hg+ +Cl− → HgCl2
β2 =1,7.1013
Khi noàng ñoä Cl- tieán ñeán zero, noàng ñoä Hg+ taêng ñeán möùc ñoä taïi ñoù noù trôû
thaønh ñaùng keå khi nitrate thuûy ngaân ñöôïc theâm vaøo.
Diphenylcarbazone laø chaát chæ thò ñöôïc söû duïng ñeå bieåu thò löôïng dö cuûa
caùc ion Hg+. Noù keát hôïp vôùi caùc ion Hg+ ñeå taïo thaønh maøu ñoû tía (maøu
ñoû vaø maøu lam troän vôùi nhau) roõ raøng.
Acid nitric ñöôïc theâm vaøo chaát chæ thò ñeå laøm giaûm pH cuûa maãu nöôùc
ñeán 2,5 vaø giaù trò phaûi ñöôïc duy trì ñoàng nhaát trong caùc maãu khoâng bieát,
tieâu chuaån vaø maãu kieåm chöùng.
Chaát chæ thò pH, xylene cyanol FF coù maøu xanh taïi pH 2,5 cuõng ñöôïc söû
duïng vaø caûi tieán ñieåm keát thuùc baèng caùch che maøu yeáu xuaát hieän do
diphenylcarbazone trong ñònh phaân.
Vieäc söû duïng caùc dung dòch ñònh phaân nitrate thuûy ngaân coù noàng ñoä
N/35,45 (0,0282N) laø thuaän tieän cho vieäc xaùc ñònh, vì moãi mililit töông
ñöông vôùi 1,0 mg Cl-.
14
7
2/27/2009
Phöông phaùp xaùc ñònh clorua (tt)
Caùc yeáu toá gaây caûn trôû cuûa phöông phaùp phaân tích clorua
Caùc chaát taïo neân caùc hôïp chaát baïc khoâng tan nhö: bromua,
iodua, sunfit, xyanua, thiosulfat, sunfua.
Æ Khi caàn, ion bromua vaø iodua phaûi ñ−ôïc xaùc ñònh rieâng reõ, vaø
keát quaû xaùc ñònh clorua ñöôïc hieäu chænh theo.
Æ caùc sulfit deã daøng bò oxy hoùa bôûi H2O2.
Æ Thiosulfat vaø sulfua bò maát aûnh höôùng trong moâi tröôøng kieàm.
Haøm löôïng Fe > 10 mg/L seõ che khuaát ñieåm ñoåi maøu.
Caùc hôïp chaát taïo thaønh phöùc chaát vôùi ion baïc nh− ion amoni vaø
ion thiosunfat.
Caùc hôïp chaát khöû ion cromat, bao goàm ion saét (II) vaø ion sunfit.
15
8
8 trang
20440
Free
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Hóa kỹ thuật môi trường 1 - Chương 10: Cloride", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_hoa_ky_thuat_moi_truong_1_chuong_10_cloride.pdf
