TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 4579:1988

NƯỚC THẢI

PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NHÔM

Waste water

Method for the derter mination of aluminum content

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định nhôm trong nước thải bằng phương pháp đo mầu với thuốc thử aluminon (phương pháp trọng tài) và phương pháp đo màu với thuốc thử 8-oxy quinolin.

1. Phương pháp lấy mẫu

1.1. Lấy mẫu theo TCVN 4556-88

1.2. Mẫu lấy để xác định nhôm không dưới 250ml.

Mẫu lấy để xác định nhôm phải phân tích ngay trong ngày lấy mẫu, nếu không, phải cố định mẫu bằng 3ml HNO₃ (d = 1,42) cho 1000 ml mẫu nước đến pH là 2, hoặc bằng HCl 1 : 1 đến pH là 2, có thể lưu mẫu trong 1 tháng.

2. Phương pháp xác định nhôm bằng thuốc thử aluminon (phương pháp trọng tài)

2.1. Nguyên tắc

Aluminon (amino adrintricaboxylat) trong môi trường nước tạo với ion Al^III một hợp chất keo màu đỏ ở pH là 4.

Cường độ màu tỷ lệ với nồng độ ion Al^III phụ thuộc vào nhiệt độ, thời gian phản ứng và nồng độ ion H⁺.

Chú thích:

1. Muốn cho màu của dung dịch keo ổn đinh, thêm vào một ít gelatin.

2. Các yếu tố cản trở

Khi có mặt sắt (Fe), Florua, poliphotphat, những chất có màu vàng và có độ đục cản trở xác định, phải loại bỏ cản trở của sắt (Fe) nhờ axit thioglycolic, của florua bàng cách cho bay hơi nước thử đến khô thêm vào cặn khô đó 2ml axut sunfuric đặc, cho bay hơi lần thứ hai trên bếp cách thuỷ đến khô, hòa tan cặn khô đó trong 10ml nước cất nóng đã được axit hóa bằng 1 ¸ 2 giọt HCl; lọc dung dịch cho vào bình dung dịch mức dung tích 50ml.

Nước thải thường đục và sẫm màu phải vô cơ hóa trước khi phân tích.

2.3. Dụng cụ và thuốc thử

2.3.1. Dụng cụ

Máy quang sắc kế với kính lọc màu xanh (l = 525nm);

2.3.2. Thuốc thử

Axit clohidric tinh khiết, dung dịch 1 : 1;

Axit xitric, dung dịch 10%;

Axit thioglycolic, dung dịch 1% (dung dịch chỉ bền trong năm ngày);

Gelatin; Aluminon trong dung dịch đêm pH là 4.

Cách pha dung dịch đêm: hòa tan từng phân 100 ml nước cất lớn 138 g amoni axetat, 126ml axit clohidric 9,9g aluminion và 10 g gelatin. Tất cả những chất hòa tan rót vào bình định mưc 1000 ml. Thêm nước cất đến vạch. Lắc kỹ, để yên sang ngày sau lọc bông thuỷ tinh, pH của dung dịch phải đạt 3,8 ¸ 4.

Dung dịch bền trong 6 tháng.

Dung dịch nhôm Al^III chuẩn bị như sau:

Dung dịch I: Hòa tan 1,7582 g Kal (SO₄)₂.12H₂O tinh khiết trong nước cất và pha loãng trong một lít nước (1 ml dung dịch này chứa 0,1mg Al^III).

Dung dịch II: Lấy 10 mg dung dịch I pha thành một lít với nước cất.

(1 ml dung dịch này chứa 0,001 mg Al^III)

2.4. Dựng đường chuẩn

Lấy 8 bình định mức đánh số 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8; cho lần lượt vào các bình đó các số ml dung dịch nhôm Al^{+++ có} độ chuẩn là 0; 2; 5; 10; 20; 30; 40; 50; (0,001 mg chứa trong 1ml).

Tiến hành xác định theo điều 2.5: Đo mật độ quang của dãy chuẩn để dựng thành đường chuẩn.

2.5. Cách tiến hành

Rót 50ml mẫu vào bình định mức dung tích 100ml; nếu cần pha loãng hoặc cho bay hơi sao cho trong một thể tích nước thử như vật có chứa từ 0,001 ¸ 0,050 mg Al⁺⁺⁺. Thêm từng giọt p.nitrophenol và dung dịch amoniac đến khi xuất hiện màu vàng của chỉ thị, cho từng giọt axit clohidric (HCl) cho đến khi mất màu. Thêm 1 ml dung dịch axit xitric và 2ml dung dịch axit thioglicolic. Lắc hỗn hợp. Thêm vào đó 10ml dung dịch aluminon trong dung dịch đệm. Ngâm bình trong nồi cách thuỷ 15 phút. Làm lạnh hỗn hợp đến 20^oC. Chuyển dung dịch vào bình định mức hay ống Netle dung tích 100ml. Thêm nước cất đến vạch và lắc.

Sau 25 phút đo mật độ của dung dịch so màu đồng thời với thang mẫu tiêu chuẩn đã chuẩn bị trong ống Netle.

Xác định song song vói một mẫu trắng. Dựa theo đường chuẩn người ta tính ra nồng độ nhôm Al.

2.6. Cách tính kết quả

Hàm lượng nhôm Al^III (x), tính bằng mg/l theo công thức

Trong đó:

C - nồng độ nhôm Al theo đường chuẩn, mg;

V - thể tích nước thử lấy để xác định, ml

50 - thể tích nước đã được pha loãng để thu kết quả lấy tròn số.

3. Xác định nhôm bằng phương pháp so màu với 8 – oxyquinolin.

3.1. Nguyên tắc

Dựa trên phản ứng của nhôm Al với 8-oxyquinolin trong môi trường axit có pH từ 1,8 ¸ 2,0.

Chất chiết 8-oxyquinolin nhôm trong clorofooc có màu vàng, cường độ màu tỷ lệ với nồng độ nhôm Al^III.

3.2. Yếu tố cản trở

Các chất hữu cơ làm cho nước có màu phải chiết ra khỏi nước bằng clorofooc trước khi cho các thuốc thử. Loại bỏ chất cản trở quan trọng nhất là cất bằng cách chuyển tất cả sắt sang dạng hóa trị ba bằng amoni pesunfat. Sau đó chiết 8-oxyquinolat sắt ra khỏi mẫu nước bằng clorofooc. Điều chỉnh môi trường ở đúng pH là 1,8 ¸ 2,0; ở môi trường đó nhôm 8-oxyquinolat không bị đẩy ra. Nếu cần có thể xác định luôn cả sắt Fe⁺ ở giai đoạn đó. Đồng, nếu có cũng bị chiết ra cùng với sắt (Fe).

Đồng thời, việc chiết nhôm bằng clorofooc chiết cả bitmut; niken, nhưng những nguyên tố này thường có rất ít và ảnh hưởng coi như không đáng kể.

3.3. Dụng cụ và thuốc thử

3.3.1. Dụng cụ

Phễu chiết hay bình gạn dung tích 250 : 300 ml;

Quang sắc kế với kính lọc màu tím l 390nm

Cuvét bề dày 2 ¸ 3 cm;

Bình định mức 100 ml hay ống Netle;

3.2.2. Thuốc thử

Axit clohidric 1N: pha 85mg HCl đặc trong 1l nước cất.

Dung dịch 8-oxyquinolin 2% trong clorofooc: hòa tan 2 g 8-oxyquinolin tinh khiết trong clorofooc đến 100ml.

Dung dịch đệm pH là 4,5 (natri axetat và axit axetic), chuẩn bị như sau:

Dung dịch I: trộn 60g axit axetic pha loãng với nước cất đến 1000ml.

Dung dịch II: Hòa tan 82g natri axetat khan hay 136g Na₂CH₃COO.3H₂O trong nước cất, pha loãng đến 1000ml.

Dung dịch Al³⁺ chuẩn như mục 2.3.

3.4. Dụng đường chuẩn như mục 2.4 trên với hàm lượng Al⁺⁺⁺ từ 0,002 ¸ 0,2 mg/l.

3.5 Cách tiến hành

Chuyển vào phễu chiết từ 50 ¸ 100ml mẫu nước có chứa từ 0,005 ¸ 0,5 mg nhôm Al trong 1000ml.

Thêm vào đó từ 0,1 ¸ 0,2 amoni pesunfat và lắc đến tan. Để yên 1 – 2 phút và trung hoà bằng dung dịch kiềm hay axit clohidric 0,1N (theo metyl da cam).

Axit hóa hỗn hợp trong phễu chết. Thêm vào đó 0,8ml axit clohidric HCl 1N cho 50ml nước thải (sau khi axit hóa dung dịch phải có là pH là 1,8 ¸ 2,0).

Thêm vào đó từ 1,5 ¸ 2 ml dung dịch 8-oxyquinolin trong clorofooc, lắc đều, để lắng, rồi chiết lớp clorofooc, lặp lại hai ba lần cho đến khi lớp clorofooc chiết ra không có màu.

Khi mẫu nước không chứa sắt nữa ta thêm vào trong phễu chiết 2 ¸ 3ml dung dịch 8-oxyquinolin trong clorofooc. Cứ 50ml mẫu nước cho 10ml dung dịch đệm. Các hỗn hợp cẩn thận để yên 1 ¸ 2 phút sau khi chiết lớp clorofooc màu vàng ở dưới vào một bình định mức có dung tích thích hợp (10 ¸ 20ml) chiết lần thứ hai, mỗi lần từ 2,5 ¸ 3ml dung dịch 8-oxyquinolin chuyển các hỗn hợp vào bình cho thêm clorofooc đến thể tích xác định. Chuyển vào cuvét và đo mật độ quang. Làm song song với mẫu trắng.

3.6. Tính kết quả

Hàm lượng nhôm Al (x) tính bằng mg/l, theo công thức:

Trong đó:

a – hàm lượng nhôm Al⁺⁺⁺ tính theo đường chuẩn;

V₁ - thể tích clorofooc đã dùng để chiết mẫu, ml;

V₂ - thể tích clorofooc dùng để xây dựng đường chuẩn, ml;

V - thể tích mẫu nước lấy để phân tích, ml.