TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 7872 : 2008

NƯỚC - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG AMONIAC -

PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN CỰC CHỌN LỌC AMONIAC

Water - Determination of ammonia content -

Ammonia selective electrode method

Lời nói đầu

TCVN 7872 : 2008 được xây dựng trên cơ sở SMEWW "Standard methods for the examination of water and wastewater 4500-NH₃ D Ammonia selective electrode method"

TCVN 7872 : 2008 do Tiểu Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC47/SC2 Hoá học - Phương pháp thử biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

NƯỚC - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG AMONIAC -

PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN CỰC CHỌN LỌC AMONIAC

Water - Determination of ammonia content -

Ammonia selective electrode method

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này qui định phương pháp điện cực màng chọn lọc amoniac xác định hàm lượng amoniac trong nước.

Tiêu chuẩn này có thể áp dụng cho nước uống, nước bề mặt, nước thải sinh hoạt và công nghiệp có nồng độ amoniac-nitơ (NH₃-N) trong khoảng từ 0,03 mg/l đến 1400 mg/l.

2. Nguyên tắc

Điện cực chọn lọc amoniac sử dụng màng thấm khí không ưa nước, để tách dung dịch mẫu khỏi dung dịch amoni clorua trong điện cực. Amoniac hoà tan (NH_3(aq) và NH₄) được chuyển đổi thành NH_3(aq) bằng cách dùng kiềm mạnh tăng pH lớn hơn 11. NH_3(aq) khuếch tán qua màng và làm thay đổi pH của dung dịch bên trong. Sử dụng điện cực chọn lọc ion clorua có nồng độ clorua xác định làm điện cực so sánh. Phép đo điện thế được thực hiện bằng thiết bị đo pH có thang đo milivol hoặc bằng thiết bị đo ion cụ thể.

3. Cản trở

Các amin gây sai số dương, nhất là trong môi trường axit. Thuỷ ngân và bạc ảnh hưởng bởi sự tạo phức với amoniac, trừ khi sử dụng dung dịch NaOH/EDTA (6.3).

4. Bảo quản mẫu

Các mẫu để lạnh ở 4 ^oC phải phân tích trong vòng 24 h. Các mẫu có hàm lượng chất hữu cơ và nitơ cao và các mẫu khác bảo quản trong thời gian dài hơn, bằng cách dùng H₂SO₄ đậm đặc để giảm pH ≤ 2.

5. Thiết bị, dụng cụ

5.1. Thiết bị điện, thiết bị đo pH có thang đo milivol, chính xác đến 0,1 mV, đo được từ - 700 mV đến + 700 mV hoặc thiết bị đo ion cụ thể.

5.2. Điện cực chọn lọc amoniac 1)

5.3. Máy khuấy từ, cách nhiệt, có thanh từ bọc TFE.

6. Thuốc thử

6.1. Nước không có amoniac, sử dụng để pha chế tất cả các thuốc thử.

6.2. Natri hydroxit, 10 N

6.3. Dung dịch NaOH/EDTA, 10 N: hoà tan 400 g NaOH trong 800 ml nước. Thêm 45,2 g muối tetra-natri tetrahydrat của axit etylendiamintetraaxetic (Na₄EDTA.4H₂O) và khuấy đến tan. Để nguội và pha loãng đến thể tích 1000 ml.

6.4. Dung dịch gốc amoni clorua: hoà tan 3,819 g NH₄CI khan (đã được sấy khô ở 100 ^oC) trong nước, pha loãng đến thể tích 1000 ml: 1,00 ml có chứa 1,00 mg N hoặc 1,22 mg NH₃.

6.5. Dung dịch tiêu chuẩn amoni clorua: Xem 7.2.

7. Cách tiến hành

7.1. Khái quát

Nồng độ đậm đặc của các ion hoà tan có ảnh hưởng đến phép đo, nhưng màu và độ đục thì không ảnh hưởng. Không cần thiết phải chưng cất mẫu. Sử dụng các dung dịch tiêu chuẩn và mẫu ở cùng nhiệt độ và chứa cùng tổng mức các phần hòa tan. Điện cực chọn lọc amoniac phản ứng chậm ở nồng độ NH₃-N nhỏ hơn 1 mg/l; vì thế cần nhúng điện cực lâu hơn (từ 2 min đến 3 min) để nhận được các số đọc ổn định.

7.2. Chuẩn bị dung dịch tiêu chuẩn

Chuẩn bị một dãy các dung dịch tiêu chuẩn có nồng độ NH₃-N là 1000 mg/l, 100 mg/l, 10 mg/l, 1 mg/l và 0,1 mg/l bằng cách pha loãng các dung dịch gốc NH₄CI với nước.

7.3. Hiệu chuẩn thiết bị điện

Cho 100 ml mỗi dung dịch tiêu chuẩn vào từng cốc dung tích 150 ml. Nhúng điện cực vào dung dịch tiêu chuẩn có nồng độ thấp nhất và khuấy bằng máy khuấy từ. Hạn chế tốc độ khuấy để giảm thiểu thất thoát amoniac của dung dịch. Duy trì cùng một tốc độ khuấy và nhiệt độ khoảng 25 ^oC trong suốt quá trình hiệu chuẩn và thử. Thêm một lượng dung dịch NaOH 10 N (khoảng 1 ml) đủ để tăng pH lên hơn 11. Nếu có mặt bạc hoặc thuỷ ngân, sử dụng dung dịch NaOH/EDTA thay cho dung dịch NaOH. Nếu cần, thêm hơn 1 ml dung dịch NaOH hoặc NaOH/EDTA, ghi lại thể tích đã dùng, để sử dụng cho tính toán tiếp theo. Giữ điện cực trong dung dịch cho đến khi nhận được giá trị đọc milivon ổn định. Không thêm dung dịch NaOH trước khi nhúng điện cực, vì amoniac có thể bị mất từ dung dịch kiềm. Lặp lại qui trình với các dung dịch tiêu chuẩn còn lại, bắt đầu từ nồng độ thấp nhất đến nồng độ cao nhất. Ghi giá trị milivon đối với các dung dịch tiêu chuẩn và mẫu có nồng độ NH₃-N ≤ 1 mg/l khi giá trị đọc ổn định (sau 2 min đến 3 min).

7.4. Xây dựng đường chuẩn

Sử dụng giấy đồ thị bản-logarit, vẽ đồ thị theo nồng độ NH₃-N tính bằng mg/l trên trục tung, điện thế tính bằng milivon trên trục hoành bắt đầu với nồng độ thấp nhất tại điểm thấp nhất của thang chia. Khi nồng độ NH₃-N thay đổi mười lần mà điện thế thay đổi 59 mV thì điện cực hoạt động bình thường.

7.5. Hiệu chuẩn thiết bị đo ion, xem hướng dẫn của nhà sản xuất và qui trình trong 7.2 va 7 3.

7.6. Đo mẫu

Cho 100 ml mẫu vào cốc dung tích 150 ml và tiến hành theo 7.3. Ghi thể tích của NaOH 10 N thêm vào. Đọc nồng độ NH₃-N từ đường chuẩn. Nếu cần có thể pha loãng để nồng độ NH₃-N nằm trong dải đường chuẩn.

8. Biểu thị kết quả

Hàm lượng ammoniac-nitơ, tính bằng mg/l, được tính theo công thức sau

A x B x

Trong đó

A là hệ số pha loãng;

B là nồng độ NH₃-N từ đường chuẩn, tính bằng mg/l;

C là thể tích của NaOH 10 N thêm vào dung dịch hiệu chuẩn, tính bằng ml;

D là thể tích của NaOH 10 N thêm vào mẫu, tính bằng ml.

9. Độ chụm và độ chệch

Đối với điện cực màng chọn lọc amoniac trong một phòng thử nghiệm sử dụng mẫu nước bề mặt có nồng độ NH₃-N là 1,00 mg/l; 0,77 mg/l; 0,19 mg/l và 0,13 mg/l, độ lệch chuẩn tương ứng là ± 0,038; ± 0,017; ± 0,007 và ± 0,003. Trong một phòng thử nghiệm sử dụng các mẫu nước bề mặt có nồng độ NH₃-N là 0,10 mg/l và 0,13 mg/l, phần thu hồi tương ứng là 96 % và 91 %. Các kết quả của chương trình nghiên cứu liên phòng có sự tham gia của 12 phòng thử nghiệm sử dụng điện cực chọn lọc amoniac trên nước cất và nước thải được tóm tắt trong Bảng 1.

Bảng 1 - Độ chụm và độ chệch của phương pháp điện cực màng chọn lọc amoniac