Bài giảng Hóa kỹ thuật môi trường 1 - Chương 3: Các khái niệm cơ bản về hóa học phân tích môi trường
2/27/2009
Giaùo trình hoùa kó thuaät moâi tröôøng
CAÙC KHAÙI NIEÄM CÔ BAÛN VEÀ HOÙA
HOÏC PHAÂN TÍCH MOÂI TRÖÔØNG
1
Phaân loaïi hoùa hoïc phaân tích
Hoaù hoïc phaân tích ñöôïc phaân laøm 2 nhoùm chính: phaân
tích ñònh tính vaø phaân tích ñònh löôïng
tích goàm nhöõng nguyeân toá hoaù hoïc naøo, nhöõng ion,
nhöõng nhoùm nguyeân töû hoaëc phaân töû tham gia vaøo
thaønh phaàn chaát phaân tích.
Nhôø phaân tích ñònh löôïng, ta xaùc ñònh thaønh phaàn veà
löôïng caùc hôïp phaàn cuûa hôïp chaát ñaõ cho hoaëc cuûa hoå
hôïp caùc chaát.
2
1
2/27/2009
Nhieäm vuï cuûa hoaù hoïc phaân tích trong lónh vöïc moâi tröôøng
Phaùt hieän ñònh tính caùc nguyeân toá hoaëc caùc hôïp chaát caàn tìm.
Xaùc ñònh haøm löôïng caùc chaát khaùc nhau.
Keát tuûa caùc hôïp chaát ít tan.
Chuyeån caùc daïng oxy hoùa thaáp cuûa caùc nguyeân toá khaùc nhau
thaønh caùc daïng oxy hoaù cao.
Khöû caùc daïng oxy hoaù cao xuoáng caùc daïng oxy hoaù thaáp.
Taùch caùc nguyeân toá hoaëc caùc hôïp chaát vaø phaân tích caùc hoån
hôïp.
Che caùc nguyeân toá ngaêên caûn söï xaùc ñònh naøo ñoù.
Chuyeån caùc nguyeân toá hoaëc caùc hôïp chaát veà daïng phöùc chaát
3
Caùc daïng phaûn öùng duøng trong phaân tích moâi tröôøng
Phaûn öùng trung hoøa giöõa axit vaø bazô.
Phaûn öùng taïo thaønh caùc dung dòch ñeäm.
Phaûn öùng taïo thaønh caùc chaát keát tuûa.
Phaûn öùng taïo thaønh caùc phöùc chaát.
Phaûn öùng thuûy phaân, phaù huûy söï caâân caùc ion trong dung dòch.
Phaûn öùng oxy hoùa khöû.
Phaûn öùng trao ñoåi ion.
4
2
2/27/2009
HOÙA HOÏC PHAÂN TÍCH ÑÒNH LÖÔÏNG
Öùng duïng cuûa phaân tích ñònh löôïng trong lónh vöïc moâi
tröôøng
Xaùc ñònh haøm löôïng hay noàng ñoä caùc chaát caàn xaùc
ñònh trong maãu nghieân cöùu.
Haøm löôïng cuûa taát caû hay moät vaøi nguyeân toá hoaëc ion
coù trong thaønh phaàn phaân tích.
Phaân loaïi phöông phaùp phaân tích ñònh löôïng
Phaân tích troïng löôïng
Phaân tích theå tích.
So maøu
5
PHAÂN TÍCH TROÏNG LÖÔÏNG
Phaân tích troïng löôïng laø phöông phaùp phaân tích ñònh löôïng döïa treân
söï ño chính xaùc caùc chaát caàn xaùc ñònh.
Trong lónh vöïc moâi tröôøng öùng duïng ñeå xaùc ñònh haøm löôïng toång
chaát raén, chaát raén lô löûng, chaát raén bay hôi,…...
Tuy nhieân, neáu coù theå thì neân traùnh söû phöông phaân tích naøy duïng vì
noù coù bò aûnh höôûng bôûi thôøi gian tieán haønh thí nghieäm.
Phaân loaïi phöông phaùp phaân tích troïng löôïng:
Phöông phaùp taùch
Phöông phaùp keát tuûa
Phöông phaùp caát
6
3
2/27/2009
Öu vaø nhöôïc ñieåm cuûa phöông phaùp phaân tích troïng löôïng
Öu ñieåm
Xaùc ñònh ñöôïc vôùi ñoä chính xaùc cao haøm löôïng caùc chaát.
Duøng ñeå xaùc ñònh raát nhieàu kim loaïi, phi kim loaïi, caùc hôïp chaát höõu
cô,...
Nhöôïc ñieåm
Thôøi gian phaân tích keùo daøi
7
Caùch tính keát quaû trong phaân tích khoái löôïng
Keát quaû tính theo phaàn traêm khoái löôïng
m
: Khoái löôïng nguyeân töû, ion caàn phaân tích
m
%m =
x100
mo : Khoái löôïng maãu ñem phaân tích
o
Keát quaû tính theo phaàn traêm theå tích
m
V
v
v
: Theå tích maãu ñem phaân tích
%v =
x
mo : Theå tích maãu chöùa
mo
Tính toaùn ñoä aåm
p0 − p
p
: Khoái löôïng maãu sau khi saáy
ñoä aåm (%) =
x100
po : Khoái löôïng maãu tröôùc khi saáy
po
8
4
2/27/2009
PHAÂN TÍCH THEÅ TÍCH (chuaån ñoä)
Phöông phaùp chuaån ñoä laø phöông phaùp phaân tích ñònh löôïng döïa
treân vieäc ño löôïng thuoác thöû caàn duøng ñeå phaûn öùng vôùi moät löôïng ñaõ
cho cuûa chaát caàn xaùc ñònh.
Phöông phaùp chuaån ñoä ñoøi hoûi caàn phaûi xaùc ñònh ñieåm töông ñöông
nhö söï ñoåi maøu, söï xuaát hieän keát tuûa, ...
Trong lónh vöïc moâi tröôøng, phöông phaùp naøy duøng ñeå xaùc ñònh haøm
löôïng DO, BOD, COD,...
Öu ñieåm cuûa phöông phaùp chuaån ñoä theå tích so vôùi phöông phaùp
phaân tích troïng löôïng laø thôøi gian tieán haønh thí nghieäm ngaén
9
Phaân loaïi phöông phaùp chuaån ñoä
Phaân loaïi theo baûn chaát phaûn öùng
Phöông phaùp trung hoøa hay phöông phaùp axit-bazô.
Phöông phaùp oxy hoaù – khöû.
Phöông phaùp keát tuûa.
Phöông phaùp taïo phöùc.
Phaân loaïi theo trình töï tieán haønh chuaån ñoä
Chuaån ñoä tröïc tieáp: R + X Æ Q + Y
Ñònh phaân X baèng thuoác thöû R Æ Xaùc ñònh haøm löôïng X
Chuaån ñoä ngöôïc: R + X Æ Q + Y
Ñònh phaân löôïng thuoác thöû R dö baèng thuoác thöû R’ Æ Xaùc ñònh haøm löôïng X
Æ
Ñònh phaân Y baèng thuoác thöû R Æ Caùc ñònh haøm löôïng X
Chuaån ñoä giaùn tieáp: X + M Æ MX
Ñònh phaân M dö baèng thuoác thöû R Æ Caùc ñònh haøm löôïng X
Chuaån ñoä phaân ñoaïn: Trong moät soá tröôøng hôïp coù theå chuaån ñoä laàn löôïc caùc chaát X, Y, Z,…...
Trong cuøng moät dung dòch baèng moät hoaëc hai dung dòch chuaån
10
5
2/27/2009
Caùc ñaïi löôïng thöôøng duøng trong phöông phaùp chuaån ñoä
Khoái löôïng ñöông löôïng: Ñ = M/z
Noàng ñoä phaân töû gam (hay noàng ñoä mol): CM = n/V = m/(M.V)
n – soáâ mol chaát tan
m – khoái löôïng chaát tan
M – Khoái löôïng phaân töû
V: Theå tích dung dòch
Noàng ñoä theå tích = tyû soá theå tích cuûa chaát loûng vaø theå tích dung moâi
Noàng ñoä phaàn traêm khoái löôïng: c% = 100a1/(m1 + m2) = 100m1/g
m1 : khoái löôïng chaát tan
m2: khoái löôïng dung moâi
g = m1 + m2: Khoái löôïng dung dòch
Noàng ñoä ñöông löôïng: CN = z/V = m/(Ñ.V)
n – soáâ ñöông löôïng gam
V: Theå tích dung dòch
m – khoái löôïng chaát tan
Ñ: Khoái löôïng ñöông löôïng cuûa chaát tan
Ñoä chuaån: T = m/V = N.Ñ/1000
N – noàng ñoä nguyeân chuaån
11
PHÖÔNG PHAÙP ÑO MAØU
Trong phöông phaùp phaân tích ño maøu, ngöôøi ta söû duïng caùc phaûn
öùng hoùa hoïc trong ñoù chaát caàn xaùc ñònh ñöôïc chuyeån thaønh moät hôïp
chaát coù maøu laøm bieán ñoåi maøu cuûa dung dòch caàn phaân tích.
Phöông phaùp naøy ñöôïc öùng duïng phoå bieán trong lónh vöïc moâi tröôøng.
Söï phuï thuoäc giöõa cöôøng ñoä maøu cuûa dung dòch vaø haøm löôïng cuûa
chaát maøu trong dung dòch ñoù tuaân theo ñònh luaät Lambert - Beer.
Trong ñoù:
Io : Cöôøng ñoä chuøm saùng tôùi dung dòch
I
I
k
c
l
: Cöôøng ñoä chuøm saùng ñi qua dung dòch
: Heä soá haáp thuï aùnh saùng
: Noàng ñoä chaát maøu trong dung dòch
: Chieàu daøy cuûa lôùp dung dòch haáp thuï aùnh saùng
=10−kcl
Io
12
6
2/27/2009
Yù nghóa cuûa ñònh luaät Lembert - Beer
Caùc dung dòch cuûa cuøng moät chaát maøu khi coù cuøng noàng ñoä chaát maøu ñoù vaø
cuøng chieàu daøy cuûa lôùp dung dòch thì haáp phuï moät löôïng aùnh saùng nhö nhau,
töùc laø söï phaáp phuï cuûa nhöõng dung dòch ñoù nhö nhau.
Maøu dung dòch phaân tích
Laù caây vaøng
Maøu kính loïc töông öùng
Tím
Vuøng böôùc soùng truyeàn qua
400 – 450
Vaøng
Xanh bieån
Chaøm
450 – 480
480 – 490
490 – 500
500 – 560
560 – 575
575 – 590
590 – 625
625 - 750
Da cam
Ñoû
Xanh luïc
Laù caây
Vaøng luïc
Vaøng
Ñoû tía
Tím
Xanh bieån
Chaøm
Xanh luïc
Da cam
Ñoû
13
Ñaëc tính cuûa phöông phaùp so maøu
Coù theå ño cöôøng ñoä maøu cuûa caùc dung dòch baèng phöông phaùp chuû
quan (nhìn baèng maét) hoaëc phöông phaùp khaùch quan (traéc quang)
Phöông phaùp nhìn baèng maét goàm:
Phöông phaùp daõy tieâu chuaån.
Phöông phaùp chuaån ñoä so maøu.
Phöông phaùp baèng nhau.
Phöông phaùp ño maøu quang ñieän
Döïa treân nguyeân taéc chuøm aùnh saùng ñi qua dung dòch ñöôïc thu
moät teá baøo quang ñieän trong ñoù
ñoåi thaønh ñieän naêng.
Öu ñieåm chính cuûa phöông phaùp laø tính nhanh choùng, deã xaùc ñònh
vaø ñoä chính xaùc cao.
14
7
2/27/2009
Sô ñoà nguyeân lyù cuûa phöông phaùp ño maøu
Maùy quang phoå so maøu
(Photoelectric colorimeter)
Maùy ño aûnh phoå
(Spectrophotometer)
15
8
8 trang
17420
Free
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Hóa kỹ thuật môi trường 1 - Chương 3: Các khái niệm cơ bản về hóa học phân tích môi trường", 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_3_cac_khai_niem_c.pdf
