Xác định tổng hàm lượng sắt trong một số mẫu nước sinh hoạt ở thành phố Hồ Chí Minh

8/12/2019 Xác định tổng hàm lượng sắt trong một số mẫu nước sinh hoạt ở thành phố Hồ Chí Minh

http://slidepdf.com/reader/full/xac-dinh-tong-ham-luong-sat-trong-mot-so-mau-nuoc-sinh 1/59

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠTKHOA HÓA HỌC

NGÀNH PHÂN TÍCH----- -----

XÁC ĐỊNH TỔNG HÀM LƯỢ NG SẮT TRONGMỘT SỐ MẪU NƯỚ C SINH HOẠTỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC K.33

GVHD : Th.S HỒ THỊ BÍCH NGỌCSVTH : HOÀNG MINH ĐỨ C

Đà Lạt, năm 2013

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Email: [email protected]

DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN



LỜ I CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn toàn thể các Thầy Cô khoa Hóa Học – Trườ ngĐại học Đà Lạt đã tận tình giảng dạy và truyền đạt những kiến thức quý báu choem trong suốt thờ i gian bốn năm Đại học vừa qua.

Em xin bày tỏ lòng biết ơn tớ i Cô Hồ Thị Bích Ngọc đã tạo mọi điều kiệnthuận lợi, động viên, tận tình và truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm cho em trongsuốt thờ i gian thực hiện đề tài này.

Em xin chân thành cảm ơn Cô Nguyễn Thị Như Mai, Thầy Nguyễn HảiHà đã đọc, góp ý kiến và phản biện cho khóa luận này.

Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn lớ p HHK33 và các bạn có quan tâm đãđộng viên và giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận này.

Cuối cùng, con xin tỏ lòng biết ơn Cha, Mẹ và những người thân đã độngviên và tạo điều kiện thuận lợ i về mọi mặt để con hoàn thành khóa luận này.

Đà Lạt, tháng 5 năm 2013

Sinh viênHoàng Minh Đứ c



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN



LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công tr ình nghiên cứu của tôi. Những k ết quả vàsố liệu trong khóa luận này chưa đượ c ai công bố dướ i bất cứ hình thức nào. Tôihoàn toàn chịu trách nhiệm trước nhà trườ ng về sự cam đoan này.

Đà Lạt, tháng 5 năm 2013 Sinh viên

Hoàng Minh Đứ c



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN



MỤC LỤCTrang

LỜ I MỞ ĐẦU............................................................................................................1CHƯƠNG I: TỔNG QUAN.....................................................................................3

I.1. KHÁI QUÁT VỀ NƯỚ C ................................................................................3I.1.1. Phân loại nguồn nướ c..................................................................................3

I.1.1.1. Phân loại nước theo đặc điểm phân bố trên bề mặt Trái Đất ...............3I.1.1.2. Phân loại nướ c theo nguyên tắc và mục đích sử dụng .........................3

I.1.2. Thành phần và tính chất của nướ c ..............................................................4I.1.2.1. Thành phần của nướ c............................................................................4

I.1.2.2. Tính chất của nướ c ...............................................................................4I.1.3. Vai trò của nước đối với đờ i sống con ngườ i .............................................5I.1.4. Vấn đề ô nhiễm nguồn nướ c .......................................................................6I.1.5. Ô nhiễm môi trường nướ c tại thành phố Hồ Chí Minh ..............................7

I.1.5.1. Đặc điểm của hệ thống kênh r ạch, cấp thoát nước, nướ c thải thành phố Hồ Chí Minh ..............................................................................................7I.1.5.2. Ô nhiễm do nướ c thải sinh hoạt và dịch vụ..........................................8

I.5.1.3. Ô nhiễm do các hoạt động nông nghiệ p ...............................................8I.5.1.4. Ô nhiễm do nướ c thải công nghiệ p.......................................................9I.5.1.5. Hệ thống xử lý và thu gom rác thải ở Thành phố Hồ Chí Minh ..........9

I.2. SẮT VÀ HỢ P CHẤT CỦA SẮT..................................................................10I.2.1. Sắt..............................................................................................................10

I.2.1.1. Tính chất lý học ..................................................................................10I.2.1.2. Tính chất hóa học ...............................................................................11I.2.1.3. Tr ạng thái tựnhiên..............................................................................12

I.2.2. Các hợ p chất của sắt..................................................................................12I.2.2.1. Hợ p chất của Fe(II).............................................................................12I.2.2.2. Hợ p chất của sắt (III)..........................................................................14

I.2.3. Vai trò của sắt ...........................................................................................15I.2.3.1. Đối với cơ thể con ngườ i ....................................................................15

I.2.3.2. Đối vớ i cây tr ồng và chăn nuôi...........................................................16I.2.3.3. Đối vớ i công nghiệ p ...........................................................................17



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN



I.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SẮT .................................................18I.3.1. Phương pháp phân tích định tính sắt (III) .................................................18

I.3.1.1. Phảnứng vớ i K 4[Fe(CN)6] .................................................................18I.3.1.2. Phảnứng vớ i thioxianat ......................................................................18

I.3.2. Phương pháp phân tích định lượ ng sắt (III)..............................................18I.3.2.1. Phương pháp phân tích hóa học..........................................................18I.3.2.2. Phương pháp phân tích hóa lí.............................................................20

I.4. GIỚ I THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG SO MÀU...............22I.4.1. Định luật cơ bản về hấ p thụ quang (định luật Bouguer – Lambert – Beer)............22I.4.2. Điều kiện áp dụng định luật ......................................................................22I.4.3. Các tiêu chuẩn của phức chất dùng trong phương pháp trắc quang so màu .23I.4.4. Các phương pháp xác định nồng độ..........................................................23I.4.5. Ưu điểm của phương pháp trắc quang: .....................................................24

I.5. GIỚ I THIỆU AXIT SUNFOSALIXILIC ...................................................24I.6. XỬ LÝ THỐNG KÊ CÁC K ẾT QUẢ PHÂN TÍCH.................................25

CHƯƠNG II: THỰ C NGHIỆM ............................................................................26II.1. THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, HÓA CHẤT .........................................................26

II.1.1. Thiết bị, dụng cụ......................................................................................26II.1.2. Hóa chất ...................................................................................................26II.1.3. Chuẩn bị các dung dịch............................................................................26

II.2. KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN XÁCĐỊNH SẮT BẰNG PHƯƠNGPHÁP TR ẮC QUANG SO MÀU.......................................................................27

II.2.1. Khảo sát bướ c sóng hấ p thụ cực đại........................................................27II.2.2. Khảo sátảnh hưở ng của thể tích dung dịch NH3 5% ..............................29II.2.3. Khảo sátảnh hưở ng của thể tích dung dịch axit sunfosalixilic 10% .............30II.2.4. Khảo sát thờ i gianổn định màu và bền màu ...........................................32II.2.5. Khảo sát khoảng tuyến tính tuân theo định luật hấ p thụ Bouger –Lambert – Beer...................................................................................................33II.2.6. Khảo sátảnh hưở ng của nguyên tố cản ...................................................35

II.2.6.1. Khảo sátảnh hưở ng của Cu(II) .........................................................35

II.2.6.2. Khảo sátảnh hưở ng của Mn(II) ........................................................37II.2.6.3. Khảo sátảnh hưở ng của Al(III) ........................................................38



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN



II.2.7. Dựng đườ ng chuẩn trên nền nguyên tố cản.............................................40II.2.8. Sai số tương đối của phương pháp trắc quang so màu Fe(III) vớ i thuốcthử axit sunfosalixilic trong môi trườ ng NH3.....................................................42

II.3. ÁP DỤNG CÁC K ẾT QUẢ KHẢO SÁT ĐỂ XÁC ĐỊNH TỔNG HÀM

LƯỢ NG SẮT TRONG MỘT SỐ MẪU NƯỚ C SINH HOẠTỞ THÀNHPHỐ HỒ CHÍ MINH...........................................................................................43

II.3.1. Lấy mẫu và bảo quản mẫu nướ c..............................................................43II.3.1.1. Lấy mẫu nướ c....................................................................................43II.3.1.2. Bảo quản mẫu nướ c...........................................................................43

II.3.2. Thời gian và địa điểm lấy mẫu ................................................................44II.3.3. Xác định tổng hàm lượ ng sắt trong một số mẫu nướ c ở thành phố Hồ ChíMinh ...................................................................................................................45

K ẾT LUẬN..............................................................................................................49TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................50



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN



DANH MỤC BẢNGTrang

Bảng 1: Sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào bướ c sóngλ........................................28Bảng 2: Sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào thể tích dung dịch NH3 5%. ...............29Bảng 3: Sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào thể tích dung dịch axit sunfosalixilic10%............................................................................................................................31Bảng 4: Sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào thờ i gian t. ..........................................32Bảng 5: Sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào nồng độ dung dịch Fe(III)..................34Bảng 6: Sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào thể tích dung dịch Cu(II) 50μg/mL....36Bảng 7: Sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào thể tích dung dịch Mn(II) 50μg/mL...37

Bảng 8: Sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào thể tích dung dịch Al(III) 1mg/mL....39Bảng 9: Sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào nồng độ dung dịch Fe(III)..................41Bảng 10: Các giá tr ị độ hấ p thụ của mẫu giả............................................................42Bảng 11: Các mẫu nướ c phân tích............................................................................44Bảng 12: Bảng số liệu thực nghiệm:.........................................................................46Bảng 13: Bảng k ết quả xác định tổng hàm lượ ng sắt trong một số mẫu nướ c ở thành phố Hồ Chí Minh. .....................................................................................................47



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN



DANH MỤC HÌNHTrang

Hình 1: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào bướ c sóngλ..............28Hình 2: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào thể tích dung dịch NH3 5%..............................................................................................................................30Hình 3: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào thể tích dung dịch axitsunfosalixilic 10%.....................................................................................................31Hình 4: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào thờ i gian t.................33Hình 5:Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào nồng độ dung dịchFe(III). .......................................................................................................................35

Hình 6: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào thể tích dung dịchCu(II) 50μg/mL.........................................................................................................36Hình 7: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào thể tích dung dịchMn(II) 50μg/mL........................................................................................................38Hình 8: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào thể tích dung dịchAl(III) 1mg/mL. ........................................................................................................39Hình 9: Đườ ng chuẩn tr ắc quang Fe(III)..................................................................41



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN



Khóa lu ận t ố t nghi ệp Đại học Khoa Hóa H ọc

Hoàng Minh Đứ c Trang 1

LỜ I MỞ ĐẦU

Nướ c là nguồn sống của sự sống, cần thiết không những đối với con ngườ imà cònđối vớ i tất cả các sinh vật. Con ngườ i có thể không ăn trong nhiều ngày màvẫn sống nhưng sẽ không thể sống nổi chỉ sau ít ngày nhịn khát. Tuy nhiên do quátrình đô thị hóa, công nghiệ p hóa và thâm canh trong nông nghiệp đã làm ảnhhưở ng xấu đến tài nguyên nướ c, gâyảnh hưở ng không nhỏ đến môi trườ ng sinh tháicũng như sức khỏe của con ngườ i.

Trong số những nguyên nhân gây ô nhiễm thì sự ô nhiễm kim loại nặng là r ấtnguy hiểm, trong đó sắt góp phần đáng kể vào tác động tr ực tiếp đến chất lượng nướ c.Hàm lượ ng sắt trong nướ c nhiều sẽ làm cho nướ c có mùi, có màuảnh hưở ng khôngnhỏ đến sức khỏe con ngườ i và vật nuôi, gây ra những bệnh như: tim mạch, tiểuđườ ng, r ối loạn sinh lí, r ối loạn chức năng gan… Tuy nhiên, con ngườ i khi thiếu sắtthường hay đau đầu, chóng mặt, da xanh xao và khô,đổ mồ hôi, r ụng tóc…

Ngày nay, nhu cầu sử dụng nướ c sạch trong sinh hoạt của ngườ i dânở nướ cta hiện nay là r ất lớn, đặc biệt làở thành phố Hồ Chí Minh, ngoài nhu cầu sử dụngnướ c sạch trong sinh hoạt của các hộ dân, nhu cầu tiêu thụ nướ c ở các văn phòngcông sở, trung tâm thương mại, trườ ng học, bệnh viện… cũng cần một lượng nướ csạch không nhỏ. Như vậy cùng vớ i sự phát triển r ất nhanh của nền kinh tế - côngnghiệ p ở thành phố Hồ Chí Minh, nhu cầu sử dụng nướ c sạch của thành phố khôngngừng gia tăng.

Tuy nhiên, môi trường nướ c ở thành phố Hồ Chí Minh hiện nay đã đến mức

độ không chỉ báo động mà phải nói là nguy hiểm hơn mức báo động. Sự ô nhiễmđang hàng ngày, hàng giờ góp phần tác động làm suy giảm sức khỏe, chất lượ ngcuộc sống cư dân thành phố.

Vì vậy, phân tích hàm lượ ng sắt trong nước là điều cần thiết để tạo cơ sở choviệc đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn nước và có phương án khắc phục, xử lý, cảitạo nguồn nướ c một cách hiệu quả.



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





Từ những lý do trên nên chúng tôi chọn đề tài:“Xác định tổng hàm lượ ng sắt trong một số mẫu nướ c sinh hoạt ở thành

phố Hồ Chí Minh”.Trong bài khóa luận tốt nghiệ p, nhiệm vụ cơ bản của đề tài này đặt ra là:

- Xây dựng quy trình phân tích sắt đơn giản, dễ áp dụng trong hầu hết các phòng thí nghiệm phân tích với độ đúng và độ chính xác cao.

- Áp dụng quy trình phân tích trênđể xác định tổng hàm lượ ng sắt trong mộtsố mẫu nướ c sinh hoạt ở thành phố Hồ Chí Minh.



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

I.1. KHÁI QUÁT VỀ NƯỚ C [1], [3], [4], [5], [14]:

Nướ c là hợ p chất hóa học của oxi và hidro, có công thức hóa học là H2O. Nướ c r ất quan tr ọng trong khoa học và đờ i sống, là nguồn tài nguyên vô cùng quýgiá trên toàn thế giớ i. 70% diện tích của Trái Đất đượ c che phủ bởi nước nhưng chỉ có 0,3% tổng lượng nước trên Trái Đất nằm trong các nguồn có thể khai thác dùnglàm nướ c uống.

I.1.1. Phân loại nguồn nướ c: Nướ c là nguồn tài nguyên r ất cần thiết cho sự sống trên Trái đất. Nướ c tồn

tại trong khắ p sinh quyển như trong đất, trong các lưu vực, trong không khí và trongtất cả các cơ thể sống.

I.1.1.1. Phân loại nước theo đặc điểm phân bố trên bề mặt Trái Đất:Dựa vào sự phân bố nước trên trái đất mà ngườ i ta phân loại nguồn nước như

sau:- Nguồn nước dưới đất:

Nguồn nước dưới đất bao gồm: nướ c thổ nhưỡng (nướ c trong tầng đất canhtác), nướ c ngầm và nước trong các túi nướ c tầng sâu (thường là nướ c khoáng).

Theo vị trí tầng chứa nướ c và áp suất của nó, nước dưới đất đượ c chia thành:+ Nước không áp trong đới không khí (nước thượ ng tầng).+ Nướ c ngầm có mặt thoáng tự do, áp suất thay đổi (tầng nướ c bị chặn phía

dướ i, phía trên không bị phủ tầng đất cách nướ c).+ Nướ c ngầm mạch sâu giữa các v ĩa có áp (tầng nướ c bị chặn hai phía bở i

các lớp đất cách nướ c).- Nguồn nướ c mặt lục địa:+ Nước băng tuyết.+ Nướ c hồ và đầm lầy.+ Nướ c sông suối.+ Nướ c biển và đại dương. I.1.1.2. Phân loại nướ c theo nguyên tắc và mục đích sử dụng:Tùy thuộc vào mục đích sử dụng, ngườ i ta phân loại nước như sau: - Nướ c sinh hoạt.



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





- Nướ c sử dụng cho nông nghiệ p.- Nướ c sử dụng trong k ĩ thuật.- Nướ c sử dụng cho các hoạt động vui chơi giải trí…I.1.2. Thành phần và tính chất của nướ c:

I.1.2.1. Thành phần của nướ c: Nướ c là một hợ p chất hóa học có thành phần r ất đa dạng và phức tạ p. Sự

phân bố các chất hòa tan và thành phần khác trong nướ c quyết định bản chất củanướ c:

- Nướ c ngọt, nướ c mặn, nướ c lợ .- Nướ c giàu hoặc nghèo dinh dưỡ ng.- Nướ c cứng hoặc nướ c mềm.- Nướ c bị ô nhiễm nặng hoặc nhẹ.Các chất hòa tan trong nướ c gồm:- Các khí hòa tan trong nướ c.- Các vi sinh vật hòa tan trong nướ c.- Các hợ p chất hữu cơ hòa tan: trong nướ c có chứa nhiều chất hữu cơ do sự

phân hủy của xác thực vật, động vật, do nướ c ngấm qua đất, hòa tan các chất hữu cơ

có trong đất.- Các muối vô cơ hòa tan:đây là thành phần quan tr ọng nhất của các hợ p

chất hòa tan có trong tự nhiên, có hàm lượ ng từ 30mg/l đến 500mg/l, gồm các muốicủa ion kim loại kiềm K +, Na+…; kiềm thổ Ca2+, Mg2+… và các nguyên tố vi lượ ngnhư sắt, đồng, chì…

Trong đó sắt là một nguyên tố có hàm lượng đáng kể và gây ra nhiều ảnhhưởng đến chất lượ ng nguồn nước đang đượ c sử dụng hiện nay.

I.1.2.2. Tính chất của nướ c:- Về mặt lí tính: Nướ c là chất có khả năng tồn tại ở cả ba dạng: r ắn, lỏng và khí. Nướ c là một dung môi tốt nhờ vào tính lưỡ ng cực. Các hợ p chất phân cực

hoặc có tính ion như axit, rượ u và muối đều dễ tan trong nướ c. Tính hòa tan củanước đóng vai trò r ất quan tr ọng trong sinh học vì nhiều phản ứng hóa sinh chỉ xảy

ra trong dung dịch nướ c.



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





Nướ c tinh khiết không dẫn điện. Mặc dù vậy, do có tính hòa tan tốt, nướ chay có tạ p chất pha lẫn, thườ ng là các muối, tạo ra các ion tự do trong dung dịchnướ c cho phép dòngđiện chạy qua.

- Về mặt hóa học:

Nướ c là một chất lưỡ ng tính, có thể phảnứng như một axit hay bazơ. Ở pH = 7(trung tính) hàm lượ ng các ion OH− cân bằng với hàm lượ ng của H3O+. Khi phảnứngvớ i một axit mạnh hơn, ví dụ như với HCl, nướ c phảnứng như một bazơ :

HCl + H2O H3O+ + Cl− Vớ i amoniac, nướ c lại phảnứng như một axit:

NH3 + H2O NH4+ + OH−

Ngoài ra, nướ c còn tham gia tr ực tiế p vào các phản ứng hóa học, trong đó cóhai phảnứng quan tr ọng nhất là phảnứng thủy phân và phảnứng ngưng tụ.I.1.3. Vai trò của nước đối với đờ i sống con ngườ i: Nướ c là một tài nguyên vô cùng quan tr ọng đối vớ i mỗi quốc gia, là thành

phần không thể thiếu đối vớ i mỗi sinh vật. Nước đồng ngh ĩa vớ i cuộc sống của sinh vật, cần thiết không những đối vớ i

con người, động vật mà cả đối vớ i cây cỏ, chiếm một tỷ lệ lớn trong cơ thể sống.

Trong cơ thể con người, nướ c là chất lỏng chiếm 60% đến 70% thể tr ọng của cơthể; nướ c phân bố khắp nơi trong cơ thể như máu, cơ bắ p, não bộ, phổi, xươngkhớp… Con ngườ i có thể không ăn trong vài tháng, nhưng thiếu nướ c trong hai bangày là có nguy cơ tử vong, việc thườ ng xuyên thiếu nướ c làm giảm sút tinh thần,khả năng tậ p trung kém.

Nướ c tham gia vào việc hình thành các dịch tiêu hóa, giúp con ngườ i hấ p thụ chất dinh dưỡ ng, cũng như tạo thành các chất lỏng trong cơ thể, thúc đẩy quá trìnhtrao đổi chất. Nướ c giúp duy trì nhiệt độ trung bình của cơ thể, giúp cơ thể hấ p thụ,chuyên chở chất dinh dưỡ ng và ôxy nuôi tất cả các tế bào, giúp chuyển hóa thực phẩm ra năng lượ ng cần thiết cho các chức năng của cơ thể. Nướ c giúp bảo vệ cáckhớp xương, tránh viêm sưng, đau nhức vì nướ c là chất nhờ n làm cho khớ p cử độngtrơn tru, làm ẩm không khí để sự hô hấ p dễ dàng, tránh dị ứng, ho khan, phòngchống đượ c sự đóng cục máuở các động mạch của tim, não, giảm nguy cơ tai biến

tim và não. Nướ c còn giúp cho việc sản xuất các chất dẫn truyền thần kinh, cáchormon cần thiết cho các chức năng và phản ứng sinh hóa của cơ thể. Uống nước đủ



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





làm cho hệ thống bài tiết hoạt động thườ ng xuyên, bài thải những độc tố trong cơthể, có thể ngăn ngừa sự tồn đọng lâu dài của những độc tố gây bệnh ung thư. Mỗingày cơ thể mất đi khoảng 1,5 lít nước qua đại tiểu tiện, đổ mồ hôi, hơi thở . Khi làmviệc, vận động, cơ thể sẽ mất thêm nướ c. Vì vậy, để giữ lượng nướ c của cơ thể bình

thườ ng, cần phải uống nước để thay thế phần mất đi. Nướ c có vai trò r ất lớn trong đờ i sống cũng như sinh hoạt hàng ngày của con

người như sử dụng trong sinh hoạt, nông nghiệ p, công nghiệ p, y tế, giao thông, dịchvụ…

Hầu hết các hoạt động của con người đều sử dụng nước để ăn, uống, sinhhoạt hàng ngày…

Trong nông nghiệp, nướ c là một nhân tố hết sức quan tr ọng cho nền nôngnghiệ p tồn tại và phát triển. Nướ c giúp cho quá trình sinh tr ưở ng và phát triển củacây tr ồng, tạo ra năng suất lớ n, kích thích ngành nông nghiệ p phát triển.

Trong công nghiệp, người ta dùng nướ c làm nguyên liệu ban đầu, dung môi,chất r ửa, chất làm lạnh…

Trong y tế cũng cần sử dụng nhiều nước như trong dượ c phẩm, trong phòngmổ, r ửa sạch các vết thương, chạy thận nhân tạo…

Trong giao thông vận tải cũng cần đến nước, đặc biệt là ngành giao thôngđườ ng thủy.

Như vậy, nướ c có vai trò r ất lớn trong đờ i sống của con ngườ i cũng như cácloài sinh vật trên Trái Đất. Tuy nhiên hiện nay thì do nhu cầu sử dụng và ý thức củacon người đã và đang làm cho môi trường nướ c bị ô nhiễm nghiêm tr ọng gây ranhữngảnh hưở ng không tốt cho con ngườ i và sinh vật trong khí quyển.

I.1.4. Vấn đề ô nhiễm nguồn nướ c: Ngày nay nhu cầu của con ngườ i sử dụng nướ c ngày càng nhiều về số lượ ng

vớ i nhiều mục đích khác nhau. Nguồn nước mà con ngườ i sử dụng đượ c thì hầu hết là nướ c ngọt từ nguồn

nướ c bề mặt và nướ c ngầm. Ngày nay nguồn nước này đang bị nhiễm bẩn và cạnkiệt do việc xả thải và sử dụng thiếu ý thức của con ngườ i, áp lực của việc gia tăngdân số cùng vớ i tốc độ đô thị hóa.

Nguồn nướ c bị ô nhiễm có nguồn gốc tự nhiên và nhân tạo: Nguồn gốc tự nhiên: do mưa, tuyết tan, gió, bão, lũ lụt.



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





Nguồn gốc nhân tạo: là sự thải các chất độc hại dướ i dạng lỏng. Chủ yếu doxả nướ c thải từ các vùng dân cư, khu công nghiệ p, hoạt động giao thông vận tải,thuốc tr ừ sâu, diệt cỏ, phân bón trong nông nghiệ p.

Các hoạt động nông nghiệ p, công nghiệp đều đòi hỏi một lượng nướ c r ất lớ n.

Mặt khác mức sống của nhân dân được tăng lên đã dẫn đến nướ c sử dụng cho sinhhoạt tăng lên. Nguồn nướ c thải sinh hoạt, nông nghiệ p và công nghiệ p chảy ra sôngngòi làm bẩn nguồn nước ăn và tướ i tiêu. Nguồn nước dùng để ăn uống thì nhiễm bẩn tr ực tiế p, còn dùngđể tướ i tiêu thì ngấm vào cây cối, lương thực thực phẩm,thức ăn cho gia súc, gây hại gián tiếp cho con ngườ i.

Sự có mặt của các loại hóa chất độc hại, phân bón, thuốc tr ừ sâu, chất thảihữu cơ từ các sản phẩm hóa học công nghiệ p, kim loại nặng… lan truyền tích lũydần trong đất đã làm xấu đi các tính chất của của nguồn nướ c.

Ngày nay, chất lượng nướ c kém do ô nhiễm nguồn nước ngày càng gia tăngđang đặt ra cho loài ngườ i những thách thức hết sức nặng nề.

Tóm lại, nướ c có một vai trò cực kì quan tr ọng trong sự phát triển của tự nhiên và đờ i sống trên hành tinh của chúng ta. Tuy nhiên hiện nay nhu cầu sử dụngvà ý thức của con ngườ i làm cho nguồn nước đang bị ô nhiễm nghiêm tr ọng gây

ảnh hưở ng không tốt đến chất lượ ng cuộc sống và các sinh vật trên Trái Đất. Vìvậy, sự chung tay của các quốc gia, con ngườ i trong việc bảo vệ nguồn nước đanglà vấn đề chung của nhân loại.

I.1.5. Ô nhiễm môi trường nướ c tại thành phố Hồ Chí Minh:Hiện nay mỗi ngày thành phố có 600.000m3 nướ c thải nhưng chỉ có khoảng

60% lượng nước này đượ c xử lý sơ bộ vào hệ thống chung nên tình tr ạng ô nhiễmnguồn nước ngày càng tăng.Ô nhiễm nguồn nước trên địa bàn Thành phố Hồ Chí

Minh hiện nay được đánh giá là nghiêm trọng nhất.I.1.5.1. Đặc điểm của hệ thống kênh rạch, cấp thoát nước, nướ c thải

thành phố Hồ Chí Minh:Hệ thống kênh r ạch thành phố phải tiế p nhận một khối lượ ng lớn nướ c thải

sinh hoạt, các cơ sở sản xuất lớ n nhỏ, nguồn nước mưa cuốn theo phân và rác, cácchất gây ô nhiễm có trên mặt đất đi theo. Ngoài ra thành phố còn chịu ảnh hưở ngcủa chế độ bán nhật triều. Khi triều cườ ng xuống, nướ c từ hệ thống kênh r ạch chưa

k ị p rút ra sông lớ n và biển đã bị triều cường lên đẩy ngượ c vào kênh r ạch. Quá trìnhnày làm tù đọng và tích lũy các chất ô nhiễm trong kênh r ạch.



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





Chất lượng nước sinh hoạt, ăn uống của người dân không đạt tiêu chuẩn.Theo thống kê của Trung tâm Y tế dự phòng Thành phố Hồ Chí Minh trong năm2011, chất lượng nước gia đình ở các hộ dân nhiều nơi không ổn định. Các mẫunước không đạt chuẩn vi sinh tập trung nhiều ở các quận: quận 7, 9, Bình Thạnh,

Tân Phú, Phú Nhuận. Về hóa lý, cácmẫu không đạt tập trung nhiều ở quận 6 vàBình Thạnh. Hầu hết không đạt về chỉ tiêu Permanganat, một số mẫu bị nhiễm sắt.Về nước giếng ở các hộ dân, hầu hết các hộ dân không khử tr ùng trước khi sử dụng.

Việc ô nhiễm nguồn nước cũng bắt nguồn do đường ốngdẫn nước tại cáckhu chung cư, đô thị đến các hộ sinh hoạt bị xuống cấp nghiêm tr ọng do đường ốngthoát nước cũ lâu ngày bị r ò r ỉ, nứt vỡ gây ô nhiễm cục bộ trong khu vực. Một sốngười dân tự lắp đặt, cải tạo hệ thống cấp thoát nước thông qua bể chung, gây ônhiễm nguồn nước chung khi nguy cơ từ bãi rác thải các loại côn tr ùng gây bệnhnhư ruồi, muỗi, chuột xâm nhập vào đe dọa chất lượng cuộc sống của người dân.

I.1.5.2. Ô nhiễm do nước thải sinh hoạt và dịch vụ: Hàng ngày Thành phố Hồ Chí Minh có khoảng 450.000 - 520.000m3 nước

thải từ các khu vực dân cư, nhà hàng, khách sạn, bệnh viện đổ xuống nguồn nướckênh r ạch và sông Sài Gòn… làm ô nhiễm nguồn nước và mức độ ô nhiễm ngày

càng tr ầm trọng hơn, đáng lưuý là mức độ ô nhiễm rất cao ở các k ênh Nhiêu Lộc-Thị Nghè, kênh Đôi- kênh Tham Lương … sông Sài Gòn (nhất là đoạn sông gầncảng Sài Gòn).

Thành phố có khoảng 25.000 hộ gia đình sống trong các nhà xây trên kênhr ạch với dân số đến hàng trăm nghìn người. Nhìn chung nước thải sinh hoạt chưađược xử lý mà thải thẳng ra hệ thống cống thoát nước hoặc ra k ênh r ạch.

Ước tính mỗi ngày nước thải sinh hoạt ở khu vực nội thành chứa khoảng56.000 tấn BOD, 125.000 tấn COD, 84.000 tấn chất rắn lơ lửng, 100.000 tấn chấtr ắn hòa tan, 9.000 tấn nitơ và 1.000 tấn photpho.

I.5.1.3. Ô nhiễm do các hoạt động nông nghiệp: Hiện nay vấn đề ô nhiễm môi trường nhất là môi trường nước gây ra do hóa

chất dùng trong nông nghiệp đã tr ở thành vấn đề bức xúc cần được quan tâm. R ất nhiều loại thuốc bảo vệ thực vật được sử dụng hiện nay đã gây ra nhiều

hậu quả nghiêm tr ọng, ảnh hưởng đến sức khỏe của con người, làm giảm tính đadạng sinh học, làm giảm sự phát triển của các loài sinh vật có ích.



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





Ngoài thuốc bảo vệ thực vật, vùng lưu vực sông Đồng Nai- Sài Gòn còn sửdụng lượng phân bón hóa học khá lớn (vài ngàn tấn/năm). Các loại phân này chứahàm lượng chất dinh dưỡng (N, P) cao có khả năng gây ô nhiễm nguồn nước do bchảy tr àn từ ruộng vào sông r ạch.

Bên cạnh các nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nói tr ên thì ô nhiễm dodầu cũng là mộtvấn đề cần được quan tâm.

I.5.1.4. Ô nhiễm do nước thải công nghiệp: Hầu hết các xí nghiệp công nghiệp đều chưa có hệ thống xử lý nước thải cụ

bộ, tất cả các loại nước thải thường được xả trực tiếp vào hệ thống cống thành phốhoặc vào các kênh r ạch. Tuy lưu lượng nước thải công nghiệp nhỏ hơn nước thảisinh hoạt nhưng nồng độ các chất ô nhiễm và tính độc cao.

Theo các số liệu thu thập được, hiện nay thành phố Hồ Chí Minh có khoảng700 cơ sở sản xuất công nghiệp vừa và nhỏ. Trong đó có hơn 500 cơ sở ở nội thành,200 cơ sở ở ngoại thành và được chia thành 22 cụm công nghiệp khác nhau nằm rảirác ở các quận, huyện. Các ngành công nghiệp tiêu biểu như là: dệt nhuộm, thực phẩm, hóa chất, cơ khí, giấy, bia nước ngọt, đường, đông lạnh xuất khẩu …

Ngoài ra, trên địa bàn thành phố có gần 24.000 cơ sở sản xuất tiểu thủ công

nghiệp, trong đó 89% nằm xen lẫn với các khu dân cư nội thành, 115ở ngoại thành. Nhìn chung công tác xử lý nước thải ở các xí nghiệp công nghiệp còn r ất hạn chế vàđây là một trong những nguyên nhân chính gây ô nhiễm nặng môi trường nước khuvực nội thành và vùng ven đô, đặc biệt là trong mùa khô.

I.5.1.5. Hệ thống xử lý và thu gom rác thải ở Thành phố Hồ Chí Minh: Hệ thống thu gom rác thải còn thô sơ và chưa có quy mô, chủ yếu là các quá

trình từ các cơ sở tư nhân. Quá tr ình thu gom rác này làm khuếch tán và lan r ộng racác chất bẩn và các chất độc hại gây ô nhiễm nguồn nước.

Hệ thống xử lý rác thải theo kiểu chôn lấp, xử lý thủ công nên hầu nhưnhững chất có khả năng hòa tanđược đều thấm trực tiếp vào đất và hòa vào nguồnnước ngầm của thành phố gây nên những hậu quả vô cùng nghiêm tr ọng.

Tất cả những vấn đề tr ên cho ta thấy được những bất cập và thực trạng ônhiễm nguồn nước ở thành phố Hồ Chí Minh. Với tình tr ạng như hiện nay, nếu

chúng ta không có biện pháp ngăn ngừa, khắc phục nhanh chóng và k ịp thời thìtrong một tương lai không xa môi trường nước ở nơi đây sẽ bị hủy hoại một cách



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





Feα Feβ Feγ Feδ Felỏng

nghiêm tr ọng, việc cung cấp nước sinh hoạt của Thành phố sẽ không thể duy tr ìđược và cuộc sống của người dân gặp r ất nhiều khó khăn và thách thức.

I.2. SẮT VÀ HỢ P CHẤT CỦA SẮT [1], [3], [14]:I.2.1. Sắt:

Sắt thuộc phân nhóm VIIIB, chu k ỳ 4 trong bảng hệ thống tuần hoànMendeleep.

Ký hiệu hóa học: Fe.Cấu hìnhđiện tử: (Z = 26) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6.Phân loại: kim loại chuyển tiế p.Khối lượ ng nguyên tử: 55,85 đvC. Bán kính nguyên tử: 1,26 A0.Số oxi hóa đặc trưng: +2, +3, ngoài ra còn có số oxi hóa 0, +6.Hóa tr ị: II, III.I.2.1.1. Tính chất lý học:Sắt là kim loại có ánh kim, màu tr ắng xám, dẻo, dễ dát mỏng, có tính sắt từ. Nhiệt độ nóng chảy: 15360C. Nhiệt độ sôi: 28800C.

Tỷ khối d = 7,91 g/cm3.

Sắt có 4 dạng thù hình bềnở những khoảng nhiệt độ xác định:

Dạng Feα, Feβ, có kiến trúc tinh thể kiểu lập phương tâm khối nhưng có kiếntrúc electron khác nhau nên Feα có tính sắt từ và Feβ có tính thuận từ, Feα khác vớ iFeβ là không hòa tan Carbon. Feγ có kiến trúc tinh thể lập phương tâm diện và cótính thuận từ. Feδ có kiến trúc lập phương tâm khối như Feα nhưng tồn tại đến nhiệtđộ nóng chảy.

Sắt tạo nên r ất nhiều hợ p kim quan tr ọng đặc biệt là hợ p kim Fe – C. Tùythuộc vào lượ ng carbon trong sắt mà ngườ i ta chia ra: sắt mềm (<0,2%C), thép(0,2%C – 1,7%C) và gang (1,7%C – 5,0%C).

15360C 13900C 9110C 7000C



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





I.2.1.2. Tính chất hóa học:Sắt là một kim loại có hoạt tính trung bình.- Tác dụng với đơn chất:Ở điều kiện thườ ng nếu không có hơi ẩm, sắt không phảnứng rõ r ệt ngay vớ i

những phi kim điển hình như O2, S, Cl2 và Br 2 vì có màng oxit bảo vệ.Khi đun nóng, phảnứng xảy ra mãnh liệt, nhất làở dạng bột, sắt tác dụng vớ i

hầu hết các phi kim.Khi đun nóng trong không khí khô, sắt tạo nên Fe2O3 và ở nhiệt độ cao hơn,

tạo nên Fe3O4.

3Fe + 2O2 0t Fe3O4

Sắt phản ứng mạnh với các halogen. Khi đun nóng sắt vớ i các halogen thuđượ c Fe(III) halogenua khan FeX3.

2Fe + 3Cl2 0t 2FeCl3 Nung sắt vớ i S cũng có phảnứng tạo sắt sunfua.

Fe + S 0t FeS- Tác dụng vớ i hợ p chất:+ Tác dụng vớ i dung dịch axit như HCl, H2SO4 loãng…sắt bị oxi hóa thành

Fe(II) và giải phóng khí H2.

Fe + 2HCl ot FeCl2 + H2

Fe + H2SO4 0t FeSO4 + H2

+ Tác dụng vớ i các axit có tính oxi hóa mạnh như H2SO4, HNO3 đặc nóng,nhưng lại thụ động hóaở tr ạng thái đặc nguội.

2Fe + 6H2SO4 (đặc) 0t

Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2OFe + 6HNO3 (đặc) 0t

Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O+ Tác dụng với nướ c:Sắt không tác dụng với nướ c ở nhiệt độ thường, nhưng ở nhiệt độ hơi cao thì

khử được nướ c.

3Fe + 4H2O C t 00 570 Fe3O4 + 4H2

Fe + H2O C t 00 570

FeO + H2



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





Do đó sắt bị không khí ăn mòn tạo thành lớ p r ỉ xố p Fe2O3.nH2O; nhất là khichứa tạ p chất.

2Fe +23 O2 + nH2O Fe2O3.nH2O

+ Vớ i muối kim loại kém hoạt động, Fe đẩy đượ c kim loại ra khỏi muối.

Fe + CuSO4 Cu + FeSO4 I.2.1.3. Trạng thái tự nhiên:Sắt là một trong những nguyên tố phổ biến nhất trong tự nhiên, đứng thứ tư

về hàm lượ ng trong vỏ Trái Đất sau oxi, silic, nhôm. Những khoáng vật quan tr ọngcủa sắt là quặng manhetit (Fe3O4), quặng hematit đỏ (Fe2O3), quặng hemantit nâu

(Fe2O3.nH2O), quặng pyrit (FeS2), quặng xiderit (FeCO3). Có r ất nhiều mỏ quặngsắt và sắt nằm dướ i dạng khoáng chất vớ i nhôm, titan, mangan…; sắt còn có trongnướ c thiên nhiên.

I.2.2. Các hợ p chất của sắt:I.2.2.1. Hợ p chất của Fe(II):a. Sắt (II) oxit: FeO FeO là chất bột màu đen, không tan trong nướ c, không có trong tự nhiên.

FeO tác dụng với các axit như HCl, H2SO4 loãng tạo thành muối sắt (II).

FeO + 2HCl FeCl2 + H2OFeO dễ bị khử về kim loại khi đun nóng vớ i các chất khử: H2, CO,…

FeO + H2 0t Fe + H2O

FeO + CO 0t Fe + CO2

Điều chế: FeO được điều chế bằng cách nhiệt phân các muối carbonat, oxalathay nhiệt phân hydroxyt trong môi trườ ng không có oxi.

FeC2O4 0t FeO + CO2 + CO

Fe(OH)2 C 0500 FeO + H2Ob. Sắt (II) hydroxyt: Fe(OH)2 Fe(OH)2 có màu tr ắng, không tan trong nướ c, trong không khí Fe(OH)2

nhanh chóng biến thành Fe(OH)3 có màunâu đỏ.

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





Fe(OH)2 dễ tan trong axit thể hiện tính bazơ.

Fe(OH)2 + 2HCl FeCl2 + 2H2OĐiều chế: cho dung dịch muối Fe(II) tác dụng vớ i dung dịch kiềm.

Fe(NO3)2 + 2NaOH Fe(OH)2 + 2NaNO3 c. Muối sắt (II):Muối sắt (II) kém bền vớ i oxi không khí, dễ tan trong nướ c.Muối khan có màu khác vớ i muối ở dạng tinh thể hidrat. Ví dụ: FeCl2 có

màu tr ắng, FeCl2.6H2O có màu lục nhạt.Trong môi trườ ng axit, Fe(II) có tính khử: Fe(II) dễ bị oxi hóa về Fe(III) bở i

oxi không khí, Cl2, KMnO4.

5Fe2+ + MnO4− + 8H+ 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O

Điều chế: cho Fe (hoặc FeO, Fe(OH)2) tác dụng vớ i axit HCl hoặc H2SO4 loãng. Dung dịch muối sắt (II) điều chế đượ c cần dùng ngay vì trong không khí sẽ chuyển dần thành muối sắt (III).

Fe + 2HCl FeCl2 + H2

FeO + H2SO4

FeSO4 + H2Od. Phứ c chất sắt (II):Sắt (II) tạo nên nhiều phức chất, đa số có cấu trúc bát diện, số phối trí 6.Muối sắt (II) khan k ết hợ p vớ i khí NH3 tạo nên muối phức amoniacat chứa

ion bát diện [Fe(NH3)6]2+. Amoniacat sắt (II) kém bền, chỉ tồn tại ở tr ạng thái r ắnhay trong dung dịch bão hòa amoniac, trong nướ c bị phân hủy tạo thành hydroxyt.

[Fe(NH3)6]Cl2 + 2H2O Fe(OH)2 + 2NH4Cl + 4NH3

Muối sắt (II) tác dụng vớ i dung dịch xianua kim loại kiềm, ban đầu tạo nên k ếttủa Fe(CN)2 màu nâu – vàng, sau đó kết tủa tan trong xianua dư tạo nên những ion phức bát diện [Fe(CN)6]4− màu vàng. Ion [Fe(CN)6]4− là phức bền nhất của sắt (II).

Kali feroxianua K 4[Fe(CN)6].3H2O là chất dạng tinh thể đơn tà, có màuvàng, vị mặn và đắng, dễ tan trong nước và axeton nhưng không tan trong rượ u.

Anion phức [Fe(CN)6]4− phân li r ất kém trong dung dịch (β1,6 = 1024). Tronghóa học phân tích ngườ i ta dùng K 4[Fe(CN)6] để nhận biết ion Fe3+.

Fe3+ + K + + [Fe(CN)6]4− KFe[Fe(CN)6]



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





Điều chế: trong phòng thí nghiệm điều chế kali feroxianua từ FeSO4 vàKCN.

FeSO4 + 2KCN Fe(CN)2 + K 2SO4

Fe(CN)2 + 4KCN K 4[Fe(CN)6]I.2.2.2. Hợ p chất của sắt (III):a. Sắt (III) oxyt: Fe2O3 Fe2O3 là chất bột có màu có màu nâu đỏ, không tan trong nướ c.Fe2O3 có tính lưỡng tính nhưng tính bazơ trội hơn. Ở nhiệt độ cao, Fe2O3 bị CO hoặc H2 khử thành Fe.

Fe2O3 + 3H2 0t

2Fe + 3H2OFe2O3 có thể tan trong kiềm nóng chảy tạo nên ferit (FeO2−).

Fe2O3 + 2NaOH 0t 2NaFeO2 + H2OĐiều chế: phân hủy Fe(OH)3 ở nhiệt độ cao.

2Fe(OH)3 0t Fe2O3 + 3H2O

b. Sắt (III) hydroxyt: Fe(OH)3Sắt (III) hydroxyt là chất r ắn màu nâu đỏ, không tan trong nướ c.Fe(OH)3 dễ tan trong dung dịch axit tạo thành dung dịch muối sắt (III).

2Fe(OH)3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 6H2OKhi đun nóng đến 500 – 7000C, Fe(OH)3 sẽ bị mất nướ c hoàn toàn biến

thành Fe2O3.

2Fe(OH)3 0t Fe2O3 + 3H2OFe(OH)3 tan nhiều trong kiềm nóng chảy tạo thành ferit (MFeO2: M ≡ Li+,

Na+, K +; M’(FeO2)2: M’≡ Mn2+, Co2+, Ni2+, Cd2+); các ferit này thủy phân mạnhtrong dung dịch.

Điều chế: cho dung dịch kiềm tác dụng vớ i dung dịch muối sắt (III).

FeCl3 + 3NaOH Fe(OH)3 + 3NaClc. Muối sắt (III):Đa số muối sắt (III) dễ tan trong nướ c cho dung dịch chứa ion bát diện

[Fe(H2O)6]3+ màu tím nhạt.



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





Khi k ết tinh từ dung dịch, muối sắt (III) thườ ngở dạng tinh thể hidrat. Ví dụ:FeCl3.6H2O có màu nâu vàng; Fe(NO3)3.9H2O có màu tím.

Các muối sắt (III) trong dung dịch có tính oxi hóa, chúng dễ bị khử bở i nhiềuchất khử: I−, S2−…

2Fe3+ + 2I− 2Fe2+ + I2 d. Phứ c chất sắt (III):Sắt (III) tạo nên nhiều phức chất, đa số các phức chất đó có cấu trúc hình bát

diện như M3[FeF6]; M3[Fe(SCN)6]; M3[Fe(CN)6] và một số r ất ít có cấu hình tứ diện như M[FeCl4].

Amoniacat sắt (III) tạo nên khi muối sắt (III) khan tác dụng vớ i NH3. Những

hợ p chất này kém bền hơn amoniacat sắt (II), chúng phân hủy hoàn toàn trong nướ ccho nên khi tác dụng vớ i dung dịch amoniac, muối sắt (III) luôn tạo k ết tủaFe(OH)3.

Sắt (III) trong dung dịch tác dụng vớ i ion thioxianat SCN− tạo một số phứcchất thioxianato màu đỏ đậm.

Kali ferixianua K 3[Fe(CN)6] là một thuốc thử thông dụng trong phòng thínghiệm và là một trong những phức chất bền nhất của sắt (III), anion [Fe(CN)6]3− phân li r ất kém trong nước (β1,6 = 1031).

[Fe(CN)6]3− + e = [Fe(CN)6]4− E0 = 0,36V.Kali ferixianua có tính oxi hóa mạnh. Khi đun nóng trong dung dịch kiềm,

nó chuyển thành feroxianua.4K 3[Fe(CN)6] + 4KOH(đặc) = 4K 4[Fe(CN)6] + 2H2O + O2

Anion [Fe(CN)6]3− tạo nên nhiều cation kim loại những muối có màu và ít

tan. Đặc trưng nhất là phảnứng dùng để nhận biết ion Fe2+

trong dung dịch.Fe2+ + K + + [Fe(CN)6] KFe[Fe(CN)6]

Điều chế: dùng khí clo oxi hóa K 4[Fe(CN)6] trong môi trườ ng axit clohiđric.

2K 4[Fe(CN)6] + Cl2 2K 3[Fe(CN)6] + 2KCl I.2.3. Vai trò của sắt [7], [14]:I.2.3.1. Đối với cơ thể con ngườ i:

Sắt là một nguyên tố vi lượng dinh dưỡ ng r ất quan tr ọng cho cơ thể conngười và động vật. Sắt là nguyên liệu để tổng hợ p nên hemoglobin, chất có mặt



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





trong tế bào hồng cầu và làm cho hồng cầu có màu đỏ, có vai trò vận chuyển oxytrong máu đến với các mô trong cơ thể. Sắt cũng có vai tr ò trong quá trình giải phóng năng lượ ng khi oxy hóa các chất dinh dưỡ ng.

Cơ thể bị thiếu máu do thiếu hụt sắt, con ngườ i cảm thấy mệt mỏi, đau đầu,

mất ngủ, làm giảm nhịp độ phát triển và trí thông minh của tr ẻ em. Bệnh thiếu máudo hemoglobin k ết hợ p vớ i NO2

− chuyển hóa thành methmoglobinamin là chất ngăncản việc liên k ết và vận chuyển oxygen. Nếu trong cơ thể chứa nhiều sắt, chúng gâyảnh hưởng đến tim, gan, khớp và các cơ quan khác, triệu chứng biểu hiện việc thừasắt là: tư tưở ng phân tán, mệt mỏi, bệnh về tim mạch.

Nhu cầu tối thiểu về sắt hằng ngày tùy thuộc vào tuổi, giớ i tính, thể chất vàdao động trong khoảng:

- Đối vớ i tr ẻ con bú sữa mẹ từ 3 – 12 tháng cần đượ c cung cấ p 7mg –9mg/ngày.

- Thanh niên cần 10mg/ngày.- Phụ nữ (từ lúc trưởng thành đến lúc mãn kinh) cần 16mg – 18mg/ngày.- Phụ nữ sau mãn kinh cần 10mg/ngày.- Phụ nữ có thai cần 19mg – 21mg/ngày.

- Phụ nữ nuôi con bú cần 13mg/ngày.Các nguồn chính để cơ thể bổ sung chất sắt là các loại thịt, cá, đậu…I.2.3.2. Đối vớ i cây trồng và chăn nuôi: Sắt có vai trò quan tr ọng trong đờ i sống của cây, thiếu sắt cây vàng úa, làm

giảm khả năng hút kali, cây kém phát triển; nguyên nhân là do sắt có trong thành phần của nhiều loại enzim.

Sắt có vai trò quan tr ọng trong việc hoạt hóa các enzim của quá trình quanghợ p và hô hấ p. Nó không tham gia vào thành phần diệ p lục nhưng có ảnh hưở ngquyết định tớ i sự tổng hợ p diệ p lục trong cây.

Triệu chứng thiếu sắt xuất hiện trướ c hết ở các lá non, sau đó đến lá già vì sắtkhông di động từ lá già về lá non. Thiếu sắt gâyảnh hưở ng r ất lớn đến năng suấtcây tr ồng.

Sắt tham gia vào việc tạo nên cơ, da và lông trên cơ thể vật nuôi.



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





I.2.3.3. Đối vớ i công nghiệp:Sắt là một nguyên tố có vai trò quan tr ọng trong cuộc sống và là kim loại

đượ c sử dụng nhiều nhất, chiếm khoảng 95% tổng khối lượ ng kim loại sản xuất trêntoàn thế giớ i. Hầu hết các ngành k ỹ thuật hiện đại đều có liên quan tớ i việc sử dụng

sắt và hợ p kim của sắt. Các hợ p kim của sắt đóng vai tr ò chủ chốt trong các l ĩnhvực: xây dựng, giao thông vận tải, quốc phòng, chế tạo máy, dụng cụ sản xuất và đồ dùng hàng ngày…

Sắt oxit là hợ p chất tạo màu đầu tiên đượ c sử dụng trong mỹ phẩm. Có baloại oxit sắt cơ bản là: oxit sắt đen, vàng, đỏ. Về mặt hóa học, oxit sắt đen là hỗnhợ p của Fe(II) và Fe(III) (Fe3O4); oxit sắt vàng là sắt (III) oxit hydrat (Fe2O3.H2O);còn oxit sắt đỏ là sắt (III) oxit (Fe2O3) chất gỉ đỏ quen thuộc. Đáng chú ý nhất là,gần như bất kì một màu sắc nào của da đều có thể đượ c tạo ra bở i sự k ết hợ p củacác loại khoáng trên vớ i nhau. Ví dụ: chúng đượ c sử dụng trong kem nền có màu và phấn thoa mặt.

Fe2O3, Fe3O4 đượ c sử dụng r ộng rãi trong các ngành công nghiệ p.- Oxit sắt đỏ: đượ c sử dụng r ộng rãi tr ong sơn màu, vật liệu xây dựng, gốm,

men các loại, các sản phẩm văn hóa giáo dục, kính quang học, hợ p kim thép cao

cấ p.- Oxit sắt vàng: đượ c sử dụng cho chất tạo màu sơn, ngành nhựa, mực in, sử

dụng trong ngành giấy và cao su công nghiệ p.- Oxit sắt đen: đượ c sử dụng r ộng rãi trong sơn dầu, vật liệu xây dựng,ứng

dụng trong công nghiệp điện tử và truyền thông.Các muối ferit của kim loại hóa tr ị hai dùng trong k ĩ thuật máy tính.FeSO4 đượ c dùng trong việc sản xuất mực viết, trong sơn vô cơ, trong

nhuộm vải vàđược dùng để tẩy gỉ kim loại.Trong công nghệ chế biến thực phẩm, sắt là nguyên tố vi lượ ng không mong

muốn do xúc tác các phản ứng oxi hóa chất béo, làm đục nướ c quả và rượ u vang,làm tăng sự phát triển của vi khuẩn trong nướ c uống tinh khiết.



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





I.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SẮT [2], [4], [9], [10], [17],[18], [19]:

I.3.1. Phương pháp phân tích định tính sắt (III):I.3.1.1. Phản ứ ng vớ i K 4[Fe(CN)6]:

Kali feroxianua tác dụng đượ c vớ i Fe(III) tạo thành một k ết tủa vô định hìnhmàu xanh r ất đặc trưng (thườ ng gọi là xanh phổ).

4Fe3+ + 3[Fe(CN)6]4− 0t Fe4[Fe(CN)6]3

I.3.1.2. Phản ứ ng vớ i thioxianat:Oxi hóa Fe(II) về Fe(III) trong môi trườ ng axit mạnh (pH = 2). Fe(III) tạo

đượ c phức chất màu đỏ máu vớ i SCN− có thành phần thay đổi từ [FeSCN]2+ đến

[Fe(SCN)6]3−.I.3.2. Phương pháp phân tích định lượ ng sắt (III):I.3.2.1. Phương pháp phân tích hóa học:a. Phương pháp phân tích khối lượ ng:

Nguyên tắc chung:Để xác định khối lượ ng cấu tử theo phương pháp phân tích khối lượ ng là

tách chất đó ra dướ i dạng nguyên chất hay dướ i dạng một hợ p chất xác định, bằng

cách cân để suy ra hàm lượ ng chất cần xác định có trong đối tượ ng phân tích.Phương pháp phân tích:

Xác định hàm lượng Fe(III) dướ i dạng cân Fe2O3: dùng dung dịch NH3 đặcđể k ết tủa Fe(III) dướ i dạng Fe(OH)3 trong dung dịch nóng.

Fe3+ + 3NH3 + 3H2O 0t Fe(OH)3 + 3NH4

+ Lọc, r ửa k ết tủa. Nung k ết tủa ở 9000C để chuyển thành Fe2O3 r ồi từ dạng

cân để tính hàm lượ ng sắt.

2Fe(OH)3 C 0900 Fe2O3 + 3H2Ob. Phương pháp phân tích thể tích:

Nguyên tắc chung:Để phân tích chất A, ta chuyển chất A vào dung dịch bằng một dung môi

thích hợp (nướ c, axit, kiềm…). Sau đó lấy chính xác VAmL dung dịch thu đượ c vào bình tam giác, từ buret thêm từng ít một dung dịch B có nồng độ chính xác

B N C vào

dung dịch trong bình tam giác chođến khi B phản ứng vừa hết với A (xác định dựavào sự đổi màu của chất chỉ thị).



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





A + B = C + DBiết nồng độ chất B là

B N C và thể tích VB của nó đã dùng trong quá trình

chuẩn độ, ta tính đượ c nồng độ đương lượ ng của chất A trong dung dịch.(C N.V)A = (C N.V)B

A N C = A

B N

V V C ).(

Phương pháp phân tích:- Phương pháp oxi hóa khử : Phương pháp pemanganat:

Khử Fe(III) thành Fe(II) bằng Zn hoặc bằng SnCl2 trong môi trườ ng axit và

loại SnCl2 dư bằng HgCl2.2FeCl3 + SnCl2 2FeCl2 + SnCl4

SnCl2 + 2HgCl2 Hg2Cl2 + SnCl4Chuẩn độ dung dịch Fe(II) bằng dung dịch MnO4

−.

5Fe2+ + MnO− + 8H+ 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2OĐiểm cuối chuẩn độ: dung dịch từ không màu chuyển sang màu hồng. Phương pháp dicromat:

Dùng dung dịch K 2Cr 2O7 xác định nồng độ dung dịch Fe(II) trong môitr ườ ng axit:

Cr 2O72− + 6Fe2+ + 14H+ 2Cr 3+ + 6Fe3+ + 7H2O

Dùng chất chỉ thị diphenylamin có E0 = 0,76V hay diphenylaminsunfonat cóE0 = 0,84V hay axit N – phenylanthanilic có E0 = 1,08V.

Điểm cuối chuẩn độ: vớ i chất chỉ thị diphenylamin dung dịch từ không màu

chuyển sang màu xanh tím. Vớ i chỉ thị diphenylaminsunfonat dung dịch từ khôngmàu chuyển sang màu tím hồng và vớ i chất chỉ thị axit N – phenylanthanilic dungdịch từ không màu chuyển sang màu hồng tím.

- Phương pháp complexon: Dùng dung dịch complexon III xác định Fe(III) trong môi trườ ng pH = 2 vớ i

axit sunfosalixilic làm chỉ thị:

Fe3+ + H2Sal.SO3H [Fe(Sal)SO3H]+ + 2H+

[Fe(Sal)SO3H]+ + H2Y2− FeY− + H2Sal.SO3Htím đỏ vàng nhạt



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





Điểm cuối của quá trình chuẩn độ: dung dịch từ màu tím đỏ chuyển sangmàu vàng nhạt.

I.3.2.2. Phương pháp phân tích hóa lí: a. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử :

Nguyên tắc chung:Dựa trên khả năng hấ p thụ chọn lọc bức xạ điện từ có bướ c sóngứng đúng

với bướ c sóng khi đượ c kích thích do chính nguyên tử sắt đó có thể phát ra.Phương pháp phân tích:

Trong phương pháp này, ngườ i ta phun dung dịch mẫu phân tích vào thiết bị nguyên tử hóa mẫu bằng ngọn lửa không khí C2H2. Trong thiết bị này, mẫu phântích sẽ bị nhiệt phân và tạo ra các nguyên tử sắt tự do. Chiếu một chùm bức xạ có bước sóng xác định vào đám hơi nguyên tử sắt tự do, sắt hấ p thụ bức xạ có bướ csóng 248,3nmứng đúng vớ i các tia bức xạ mà nó có thể phát ra trong quá trình phátxạ để chuyển lên tr ạng thái kích thích có mức năng lượ ng gần nhất. Bức xạ còn lạisau khi nguyên tử sắt tự do đã hấ p thụ được đưa vào các máy đo, kết quả đo đượ c làđộ hấ p thụ A. Từ đó, suy ra hàm lượ ng sắt có trong mẫu phân tích.

b. Phương pháp trắc quang so màu:

Nguyên tắc chung:Tr ong phương pháp trắc quang so màu, ngườ i ta dùng các phản ứng hóa học

để chuyển toàn bộ chất cần xác định thành một hợ p chất tan có màu, có khả nănghấ p thụ ánh sáng trong vùng khả kiến. Sau đó đo độ hấ p thụ của dung dịch màu nàyvà dựa trên độ hấ p thụ đo được ta định lượng đượ c chất cần xác định.

Phương pháp phân tích: - Phương pháp 1,10 – phenantrolin:Chuyển Fe(III) về Fe(II) bằng tác nhân khử hidroxilamin.Trong môi trườ ng có pH từ 2 đến 9, Fe(II) tạo phức vớ i 1,10 – phenantrolin

có màu đỏ da cam (β1,3 = 1021,3).

1,10 - phenantronin phức màu ỏ cam



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





Phức này có cực đại hấ p thụ tại bướ c sóng 530nm.Các ion cản là xianua, nitrit, photphat, crom, k ẽm, coban, niken, đồng.- Phương pháp thioxianat: Oxi hóa Fe(II) về Fe(III) trong môi trườ ng axit mạnh (pH = 2). Fe(III) tạo

đượ c phức chất màu đỏ máu vớ i SCN−.

Fe3+ + 6SCN− [Fe(SCN)6]3−

Phức [Fe(SCN)6]3− kém bền (β1,6 = 103,23). Phức này có cực đại hấ p thụ tại bước sóng 470nm. Người ta xác định sắt bằng phương pháp thioxianat trong môitrườ ng axit HCl, HNO3, H2SO4, HClO4; nồng độ axit tối ưu nằm trong khoảng0,05N – 0,20N.

- Phương pháp axit salixilic: Chuyển Fe(II) thành Fe(III) bằng dung dịch HNO3 đặc.Tùy vào pH của môi trườ ng mà phản ứng giữa Fe(III) vớ i axit salixilic tạo ra

các phức có màu sắc và thành phần khác nhau.- Ở pH từ 1,8 đến 2,5 phức tạo thành có thành phần FeSal+ và màu tím đỏ.- Ở pH từ 4,0 đến 8,0 phức tạo thành có thành phần FeSal2− và có màu đỏ cam.

- Ở pH từ 8,0 đến 11,5 phức tạo thành có thành phần FeSal3

3−

và có màuvàng, phức này r ất bền nên thường dùng để định lượ ng Fe(III) bằng phương pháptr ắc quang so màu.

Phản ứng tạo phức sẽ nhạy hơn nữa nếu thay axit salixilic bằng dẫn xuất dễ tan hơn của nó là axit sunfosalixilic: C6H3(OH)(COOH)SO3H.

Ở pH từ 8,0 đến 11,5 axit sunfosalixilic phản ứng vớ i Fe(III) tạo phức màuvàng(β1,3 = 1032,6):

Phức này có cực đại hấ p thụ tại bướ c sóng 420nm.Phức ứng này r ất đặc biệt hầu như không có ion nào cản tr ở, lượ ng lớ n Al3+,

Cu2+ và Mn2+ mớ i có tác dụng cản tr ở .

đỏ máu

màu vàng



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





V ậ y, có nhi ều phương pháp để phân tích định lượ ng s ắt. Trong khóa lu ận

này, chúng tôi ch ọn phương pháp trắc quang so màu để phân tích t ổ ng hàm

lượ ng s ắt (Fe(II) và Fe(III)) trong nướ c vì:

- S ắt là nguyên t ố vi lượng trong nướ c.

- Đây là phương pháp phân tích phù hợ p với điều ki ện phòng thí nghi ệm.

Trong phương pháp phân tích t r ắc quang so màu, chúng tôi ch ọn axit

sunfosalixilic làm thu ố c th ử vì có tính ch ọn l ọc, t ạo ph ứ c bền vớ i sắt và cho k ế tquả phân tích có độ nh ạy và độ chính xác cao.

I.4. GIỚ I THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG SO MÀU [9],[15], [16]:

I.4.1. Định luật cơ bản về hấp thụ quang (định luật Bouguer – Lambert – Beer):Chiếu một chùm bức xạ song song và đơn sắc có cường độ I0 vào một dung

dịch đồng nhất có nồng độ C (mol/L) đựng trong cuvet có chiều dày 1 cm thì một phần chùm bức xạ có cường độ IR bị phản xạ bề mặt, một phần khác bị dung dịchhấ p thụ, phần còn lại có cường độ I đi ra khỏi cuvet.

Định luật cơ bản về hấ p thụ quang nêu lên mối quan hệ giữa các đại lượ ng I0,I, l và C đượ c biểu diễn như sau:

A = lg I I 0 = ε.l.C

Trong đó: A: là độ hấ p thụ đặc trưng cho khả năng hấ p thụ bức xạ của chất cần xác

định trong dung dịch mẫu.I0, I: là cường độ chùm ánh sáng đi vào và đi ra trong dung dịch.C: là nồng độ dung dịch chất nghiên cứu biểu diễn bằng mol/L.

l: là bề dày của lớ p dung dịch mà bức xạ truyền qua (chính là kích thướ c củacuvet).

ε: là hệ số hấ p thụ phân tử của chất màu (L.mol-1.cm-1), giá tr ị này càng caothì càng cho phép xácđịnh nồng độ của chất cần nghiên cứu càng nhỏ, tức độ nhạycủa phảnứng tạo màu càng cao.

I.4.2. Điều kiện áp dụng định luật:Định luật này chỉ đúng trong những điều kiện lí tưở ng sau:- Ánh sáng đi qua dung dịch phải đơn sắc.- Nồng độ của chất màu không quá lớ n cũng không quá bé.



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





Các chất không màu có nồng độ lớn đôi khi ảnh hưở ng rõ r ệt đến độ hấ p thụ ánh sáng, mặc dù chúng không tham gia vào phảnứng hóa học nào cả.

Định luật cũng không còn đúng nữa khi cân bằng hóa học bị chuyển dịchmạnh khi pha loãng.

Định luật không áp dụng được đối vớ i dung dịch huyền phù hoặc huỳnhquang.

I.4.3. Các tiêu chuẩn của phứ c chất dùng trong phương pháp trắc quangso màu:

Các phức màu dùng trong phương pháp trắc quang so màu phải thỏa mãn cáctiêu chuẩn sau:

- Độ bền cao, hằng số bền phải lớn hơn 107.- Phức có thành phần không đổi để độ hấ p thụ ổn định trong thời gian đủ dài.- Có vùng pH tối ưu cho việc tạo phức tương đối r ộng, để sự thay đổi nhỏ của

pH khôngảnh hưởng đến độ hấ p thụ.- Có hệ số hấ p thụ phân tử tương đối lớ n.- Dung dịch phức màu hấ p thụ ánh sáng tuân theo định luật hấ p thụ.I.4.4. Các phương pháp xác định nồng độ:

Để định lượ ng một chất bằng phương pháp trắc quang so màu ta có thể sử dụng các phương pháp sau:

- Phương pháp cân bằng.- Phương pháp thêm. - Phương pháp đườ ng chuẩn.- Phương pháp chuẩn độ tr ắc quang.- Phương pháp vi sai. Trong khóa luận này, chúng tôi chọn phương pháp đườ ng chuẩn để phân tích

tổng hàm lượ ng sắt trong một số mẫu nướ c sinh hoạt ở thành phố Hồ Chí Minh. Nguyên tắc của phương pháp đườ ng chuẩn như sau: - Chuẩn bị một dãy mẫu chuẩn có lượ ng dung dịch chuẩn đã biết tăng dần,

lượ ng thuốc thử, độ axit và các điều kiện chế hóa khác là như nhau. Đo độ hấ p thụ của dãy dung dịch màu r ồi vẽ đồ thị A = f(C). Sử dụng phương pháp bình phương

tối thiểu vớ i các giá tr ị độ hấ p thụ đo đượ c ta tìmđược phương tr ình đườ ng chuẩncó dạng:



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





A = a.C + b (*)Trong đó : A là độ hấ p thụ của dung dịch màu.

C là nồng độ của dung dịch.a và b là các thông số tính từ phương pháp bình phương tối thiểu.

- Để định lượ ng chất X trong mẫu phân tích, ta tiến hành pha chế dung dịch phân tích như đã chuẩn bị các mẫu chuẩn để dựng đườ ng chuẩn. Sau đó đo độ hấ pthụ của mẫu nghiên cứu trong điều kiện như đo mẫu chuẩn. Dựa vào phương tr ình(*) ta xác định đượ c nồng độ Cx trong mẫu nghiên cứu.

Phương pháp này có ưu điểm là phân tích đượ c hàng loạt mẫu. Điều kiện ápdụng của phương pháp này là các dung dịch hấ p thụ ánh sáng tuân theo định luậthấ p thụ Bouguer – Lambert – Beer.

I.4.5. Ưu điểm của phương pháp trắc quang:- Phạm viứng dụng r ộng rãi, nếu chất định phân tích hấ p thụ ánh sáng yếu

thì có thể thêm vào dung dịch các thuốc thử thích hợp để chuyển hóa thành chất hấ pthụ ánh sáng mạnh.

- Nhờ sử dụng thuốc thử hữu cơ nên phương pháp này có độ nhạy cao, dùngđể xác định cỡ hàm lượ ng vết của các chất hay ion.

- Phương pháp này tiến hành nhanh vì bản chất phép đo là một số thao tácđơn giản. Để loại tr ừ ảnh hưở ng của các ion cản có thể dùng biện pháp: chọn thuốcthử, pH… và có thể chọn ánh sáng thích hợp cho đi qua dung dịch phân tích.

I.5. GIỚ I THIỆU AXIT SUNFOSALIXILIC [8]:Thuốc thử axit sunfosalixilic còn có tên gọi khác là: axit 2- hidroxy-5-

sunfobenzoic.Công thức phân tử là: C7H6O6.2H2O (M=254,2200).Công thức cấu tạo :

- Tính chất: ở điều kiện thườ ng, axit sunfosalixilic là tinh thể tr ắng hay hồng,

dễ hútẩm hay k ết tinh thành khối. Nhuộm hồng khi có vết sắt, loại khan nóng chảyở 1200C. Axit sunfosalixilic r ất dễ tan trong nước, rượ u etylic và eter.



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





- Axit sunfosalixilic là một axit hữu cơ, trong dung dịch nướ c phân ly tạothành anion hữu cơ:

- Ứ ng dụng: axit sunfosalixilic dùng để xác định sắt bằng phương pháp trắcquang so màu, xác định gián tiế p Natri, tác dụng vớ i ion kim loại Al3+, Fe3+,Ti4+…tạo phức chất tan nên có thể dùng để tách các nguyên tố này. Ngoài ra axitsunfosalixilic còn dùng làm chất chỉ thị kim loại để xác định nhiều ion theo phương pháp complexon.

I.6. XỬ LÝ THỐNG KÊ CÁC K ẾT QUẢ PHÂN TÍCH [6], [20]:- Loại tr ừ số đo mắc sai số thô theo chuẩn Dixon.- Đánh giá sai số hệ thống tương đối của phương pháp phân tích:

A% =d

d

X X X . 100

Trong đó: X d : giá tr ị đúng.

X : giá tr ị trung bình của các k ết quả riêng lẻ.Phương pháp trắc quang so màu chấ p nhận A%≤ 5%. - Biểu diễn k ết quả phân tíchở dạng khoảng tin cậy:Các k ết quả phân tích hàm lượ ng chất X đượ c biểu diễnở dạng sau:

μ = X ± t p, f n

S n

Trong đó: μ: hàm lượ ng thật của k ết quả phân tích.

X : hàm lượ ng trung bình của k ết quả phân tích.n: số lần thí nghiệm song song.t p, f : hệ số Student tại xác suất tin cậy P và số bậc tự do f (f = n – 1).

S n : độ lệch chuẩn mẫu, tính theo công thức:

S n =

2

11

2 1

1

1 n

i

i

n

i

i X

n

X

n

X i : các k ết quả phân tích riêng lẻ.



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





CHƯƠNG II: THỰ C NGHIỆM

II.1. THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, HÓA CHẤT:II.1.1. Thiết bị, dụng cụ:- Máy đo quang Prim advance. - Cân phân tích có độ nhạy 10-4g.- Bếp điện.- Dụng cụ thủy tinh: Cốc 2000ml, 1000ml, 200ml, 100ml, 50ml, bìnhđịnh

mức: 250ml, 100ml, 50ml, 25ml, pipet, đũa thủy tinh.

II.1.2. Hóa chất:- NH4Fe(SO4)2.12H2O.- Al2(SO4)3.18H2O.- CuSO4.5H2O.- MnSO4.H2O.- Axit sunfosalixilic.- Dung dịch NH3 25%.- Dung dịch HNO3 đặc (d = 1,40g/cm3).- Dung dịch H2SO4 đặc (d = 1,84g/cm3).II.1.3. Chuẩn bị các dung dịch:- Dung dịch Fe(III) 1mg/mL: cân 0,8634g muối NH4Fe(SO4)2.12H2O (M =

482,2240), hòa tan hoàn toàn bằng nướ c cất r ồi cho vào bìnhđịnh mức 100mL, axithóa bằng 5,0mL dung dịch H2SO4 đặc (d = 1,84g/cm3), định mức đến vạch bằngnướ c cất.

- Dung dịch Fe(III) 50μg/mL: lấy 5,0mL dung dịch Fe(III) 1mg/mL cho vào bìnhđịnh mức 100mL, định mức đến vạch bằng nướ c cất.

- Dung dịch axit sunfosalixilic 10%: cân 10,0000g axit sunfosalixilic, hòa tanhoàn toàn bằng nướ c cất r ồi cho vào bìnhđịnh mức 100mL, định mức đến vạch bằng nướ c cất.

- Dung dịch NH3 5%: lấy 20,0mL dung dịch NH3 25% cho vào bìnhđịnh

mức 100mL, định mức đến vạch bằng nướ c cất.



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





- Dung dịch Cu(II) 1mg/mL: cân 0,3929g CuSO4.5H2O (M = 249,7000), hòatan hoàn toàn bằng nướ c cất r ồi cho vào bìnhđịnh mức 100mL, định mức đến vạch bằng nướ c cất.

- Dung dich Al(III) 1mg/mL: cân 2,4682g Al2(SO4)3.18H2O (M = 666,4160),

hòa tan hoàn toàn bằng nướ c cất r ồi cho vào bìnhđịnh mức 100mL, định mức đếnvạch bằng nướ c cất.

- Dung dịch Mn(II) 1mg/mL: cân 0,3077g MnSO4.H2O (M = 169,0260), hòatan hoàn toàn bằng nướ c cất r ồi cho vào bìnhđịnh mức 100mL, định mức đến vạch bằng nướ c cất.

II.2. KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN XÁC ĐỊNH SẮT BẰNG PHƯƠNGPHÁP TR ẮC QUANG SO MÀU:

II.2.1. Khảo sát bướ c sóng hấp thụ cực đại:a. Tiến hành:Lấy vào 3 bìnhđịnh mức 25mL lần lượ t 2,0mL; 2,5mL; 3,0mL dung dịch

Fe(III) 50μg/mL, thêm vào mỗi bình 5,0mL dung dịch axit sunfosalixilic 10%; 4,0mL dung dịch NH3 5%, định mức đến vạch bằng nướ c cất, lắc đều các dung dịch.

Dung dịch so sánh: lấy vào bìnhđịnh mức 25mL: 5,0mL dung dịch axit

sunfosalixilic 10%; 4,0mL dung dịch NH3 5% định mức đến vạch bằng nướ c cất,lắc đều dung dịch.

Tiến hành đo độ hấ p thụ của các dung dịch màuở các bướ c sóng từ 400nmđến 500nm vớ i cuvet có chiều dày 1cm.



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





b. K ết quả:1Bảng 1: Sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào bướ c sóngλ.

A

λ(nm) 2,0mL dung dịch

Fe(III) 50μg/mL

2,5mL dung dịch

Fe(III) 50μg/mL

3,0mL dung dịch

Fe(III) 50μg/mL

400 0,352 0,439 0,526

410 0,384 0,481 0,583

420 0,402 0,501 0,604

430 0,392 0,494 0,591

440 0,370 0,477 0,563450 0,338 0,431 0,496

460 0,289 0,369 0,434

470 0,239 0,307 0,366

480 0,185 0,240 0,286

490 0,140 0,184 0,219

500 0,113 0,133 0,158

1Hình 1: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào bướ c sóngλ.

A

λ (nm)



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





c. Nhận xét và k ết luận:Dựa vào bảng 1 và hình 1, chúng tôi nhận thấy cực đại hấ p thụ của phức màu

đềuở tại bướ c sóng 420nm; chứng tỏ dung dịch màu này tuân theo định luật hấ p thụ Bouguer – Lambert – Beer. Do đó, trong những khảo sát sau, chúng tôi tiến hành đo

độ hấ p thụ của dung dịch màu này tại bướ c sóng 420nm.II.2.2. Khảo sátảnh hưở ng của thể tích dung dịch NH3 5%:a. Tiến hành:Lấy vào các bìnhđịnh mức 25mL lần lượ t 2,5mL dung dịch Fe(III)

50μg/mL; 5,0mL dung dịch axit sunfosalixilic 10%; VmL dung dịch NH3 5% từ 1,0đến 10,0mL theo bảng 2, định mức đến vạch bằng nướ c cất, lắc đều các dung dịch.Đo độ hấ p thụ của các dung dịch màuở bướ c sóng 420nm vớ i cuvet có chiều dày1cm.

b. K ết quả:2Bảng 2: Sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào thể tích dung dịch NH3 5%.

Bình Thể tích dung dịch NH3 5% (mL) A1 1,0 0,389

2 2,0 0,498

3 3,0 0,5014 4,0 0,500

5 5,0 0,501

6 6,0 0,5007 7,0 0,499

8 8,0 0,500

9 9,0 0,502

10 10,0 0,502



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





2Hình 2: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vàothể tích dung dịch NH3 5%.

c. Nhận xét:Dựa vào bảng 2 và hình 2, chúng tôi nhận thấy khi thể tích dung dịch NH3

5% từ 2,0 đến 10,0mL trong bìnhđịnh mức 25mL thìđộ hấ p thụ của các dung dịchmàu tương đối ổn định. Vì vậy, trong những khảo sát tiế p theo chúng tôi chọn thể tích dung dịch NH3 5% là 4,0mL trong bìnhđịnh mức 25mL để tạo môi trườ ng cho phảnứng.

II.2.3. Khảo sátảnh hưở ng của thể tích dung dịch axit sunfosalixilic 10%:a. Tiến hành:Lấy vào 10 bìnhđịnh mức 25mL lần lượ t 2,5mL dung dịch Fe(III) 50μg/mL;

VmL dung dịch axit sunfosalixilic 10% từ 1,0mL đến 10,0mL theo bảng 3; 4,0mLdung dịch NH3 5%, định mức đến vạch bằng nướ c cất, lắc đều các dung dịch. Đo độ hấ p thụ của các dung dịch màuở bướ c sóng 420nm vớ i cuvet có chiều dày 1cm.

A

Thể tích dung dịch NH3 5% (mL)



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





b. K ết quả:3Bảng 3: Sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào thể tích dung dịch axit

sunfosalixilic 10%.

Bình Thể tích dung dịch axit sunfosalixilic 10% (mL) A

1 1,0 0,3762 2,0 0,4533 3,0 0,497

4 4,0 0,501

5 5,0 0,501

6 6,0 0,500

7 7,0 0,5028 8,0 0,499

9 9,0 0,502

10 10,0 0,501

3Hình 3: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào thể tích dung dịchaxit sunfosalixilic 10%.

A

Thể tích dung dịch axit sunfosalixilic 10%



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





c. Nhận xét và k ết luận:Từ k ết quả bảng 3 và hình 3 chúng tôi nhận thấy:Khi thể tích dung dịch axit sunfosalixilic 10% từ 1,0 đến 4,0mL trong bình

định mức 25mL thìđộ hấ p thụ màu của dung dịch tăng dần do lượ ng thuốc thử chưa

đủ để tạo phức vớ i Fe(III).Khi thể tích dung dịch axit sunfosalixilic 10% từ 4,0 đến 10,0mL trong bình

định mức 25mL thìđộ hấ p thụ màu của dung dịch tương đối ổn định.Do đó, trong những khảo sát tiế p theo chúng tôi chọn thể tích dung dịch axit

sunfosalixilic 10% là 6,0mL trong bìnhđịnh mức 25mL.II.2.4. Khảo sát thờ i gianổn định màu và bền màu:a. Tiến hành:Lấy vào bìnhđịnh mức 25mL lần lượ t 2,5mL dung dịch Fe(III) 50μg/mL;

6,0mL dung dịch axit sunfosalixilic 10%; 4,0mL dung dịch NH3 5%, định mức đếnvạch bằng nướ c cất, lắc đều dung dịch. Đo độ hấ p thụ của dung dịch màuở bướ csóng 420nm vớ i cuvet có chiều dày 1cm.

b. K ết quả:4Bảng 4: Sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào thờ i gian t.

Thờ i gian (phút) A Thờ i gian (phút) A1 0,499 90 0,501

5 0,500 120 0,500

10 0,501 150 0,499

20 0,501 180 0,50130 0,499 200 0,500

50 0,502 220 0,501

60 0,501 250 0,502



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





4Hình 4: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào thờ i gian t.c. Nhận xét và k ết luận:Dựa vào k ết quả ở bảng 4 và hình 4, chúng tôi nhận thấy sau khi tạo màu

dung dịch thì độ hấ p thụ của dung dịch màuổn định khá lâu. Điều này cho thấy phương pháp trắc quang so màu Fe(III) vớ i thuốc thử axit sunfosalixilic trong môitrườ ng kiềm r ất thuận lợi để phân tích hàng loạt mẫu.

II.2.5. Khảo sát khoảng tuyến tính tuân theo định luật hấp thụ Bouger –Lambert – Beer:

a. Tiến hành:Cho vào 17 bìnhđịnh mức 25mL lần lượ t VmL dung dịch Fe(III) 50μg/mL

từ 0,3 đến 6,0mL theo bảng 5; 6,0mL dung axit sunfosalixilic 10%; 4,0mL dungdịch NH3 5%, định mức đến vạch bằng nướ c cất, lắc đều dung dịch. Đo độ hấ p thụ của các dung dịch màuở bướ c sóng 420nm vớ i cuvet có chiều dày 1cm.

A

t (phút)



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





b. K ết quả:5Bảng 5: Sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào nồng độ dung dịch Fe(III).

Bình Thể tích dung dịchFe(III) 50μg/mL (mL)

Nồng độ dung dịchFe(III) μg/mL A

1 0,3 0,6 0,0422 0,4 0,8 0,0673 0,5 1,0 0,093

4 0,7 1,4 0,145

5 1,0 2,0 0,1986 1,5 3,0 0,301

7 1,7 3,4 0,348

8 2,0 4,0 0,402

9 2,5 5,0 0,50210 2,7 5,4 0,548

11 3,0 6,0 0,603

12 3,5 7,0 0,701

13 4,0 8,0 0,798

14 4,3 8,6 0,85315 5,0 10,0 0,901

16 5,5 11,0 0,949

17 6,0 12,0 0,136



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





5Hình 5: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào nồng độ dung dịch Fe(III).

c. Nhận xét và k ết luận: Từ k ết quả bảng 5 và hình 5 chúng tôi nhận thấy:

- Khoảng nồng độ dung dịch Fe(III) tuân theo định luật hấ p thụ Bouguer –Lambert – Beer của phức giữa Fe(III) với axit sunfosalixilic trong môi trườ ng NH3 là từ 0,7 đến 4,3mL dung dịch Fe(III) 50μg/mL trong bìnhđịnh mức 25mL.

- Cận dướ i ứng vớ i nồng độ Fe(III) là 1,4μg/mL. - Cận trênứng vớ i nồng độ Fe(III) là 8,6μg/mL.II.2.6. Khảo sátảnh hưở ng của nguyên tố cản:Phương pháp trắc quang so màu Fe(III) vớ i thuốc thử axit sunfosalixilic

trong môi trườ ng kiềm bị ảnh hưở ng bở i Cu(II), Al(III), Mn(II). Chúng tôi lần lượ tkhảo sátảnh hưở ng của các nguyên tố này.

II.2.6.1. Khảo sátảnh hưở ng của Cu(II):a. Tiến hành:Lấy vào 10 bìnhđịnh mức 25mL lần lượ t 2,5mL dung dịch Fe(III) 50μg/mL;

6,0mL dung axit sunfosalixilic 10%; 4,0mL dung dịch NH3 5% và VmL dung dịch

Cu(II) 50μg/mL theo bảng 6, định mức đến vạch bằng nướ c cất, lắc đều các dung

A

Nồng độ dung dịch Fe(III) (μg/mL)



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





dịch. Đo độ hấ p thụ của các dung dịch màuở bướ c sóng 420nm vớ i cuvet có chiềudày 1cm.

b. K ết quả:6Bảng 6: Sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào thể tích dung dịch Cu(II) 50μg/mL.

Bình Thể tích dung dịch Cu(II) 50μg/mL (mL) A1 1,0 0,499

2 2,0 0,501

3 3,0 0,5014 4,0 0,502

5 5,0 0,499

6 6,0 0,5017 7,0 0,503

8 8,0 0,512

9 9,0 0,527

10 10,0 0,543

6Hình 6: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào thể tích

dung dịch Cu(II) 50μg/mL.

Thể tích dung dịch Cu(II) 50μg/mL (mL)

A



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





c. Nhận xét và k ết luận:Từ k ết quả bảng 6 và hình 6 chúng tôi nhận thấy:- Khi lượ ng Cu(II) từ 50 đến 350μg trong bìnhđịnh mức 25mL thìđộ hấ p thụ

của dung dịch màu tương đối ổn định. - Khi lượ ng Cu(II) lớn hơn 350μg trong bình định mức 25mL thìđộ hấ p thụ

của dung dịch màu tăng lên, tức là khi lượ ng Cu(II) lớn hơn 2,8 lần lượ ng Fe(III) thìCu(II) bắt đầu ảnh hưởng đến độ hấ p thụ của dung dịch màu do màu xanh lơ của phức tạo thành giữa Cu(II) và axit sunfosalixilic đã làm tăng độ hấ p thụ của dungdịch màu [18], [19].

II.2.6.2. Khảo sátảnh hưở ng của Mn(II):a. Tiến hành:Lấy vào 10 bìnhđịnh mức 25mL lần lượ t 2,5mL dung dịch Fe(III) 50μg/mL;

6,0mL dung axit sunfosalixilic 10%; 4,0mL dung dịch NH3 5% và VmL dung dịchMn(II) 50μg/mL theo bảng 6, định mức đến vạch bằng nướ c cất, lắc đều các dungdịch. Đo độ hấ p thụ của các dung dịch màuở bướ c sóng 420nm vớ i cuvet có chiềudày 1cm.

b. K ết quả:

7Bảng 7: Sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào thể tích dung dịch Mn(II) 50μg/mL.Bình Thể tích dung dịch Mn(II) 50μg/mL (mL) A

1 1,0 0,500

2 2,0 0,503

3 3,0 0,5014 4,0 0,499

5 5,0 0,498

6 6,0 0,500

7 7,0 0,5018 8,0 0,502

9 9,0 0,514

10 10,0 0,537

A



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





7Hình 7: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào thể tích dung dịchMn(II) 50μg/mL.

c. Nhận xét và k ết luận:Từ k ết quả bảng 7 và hình 7 chúng tôi nhận thấy: - Khi lượ ng Mn(II) từ 50 đến 400μg trong bình định mức 25mL thìđộ hấ p

thụ của dung dịch màu tương đối ổn định. - Khi lượ ng Mn(II) lớn hơn 400μg trong bình định mức 25mL thìđộ hấ p thụ

của dung dịch màu tăng lên, tức là khi lượ ng Mn(II) lớn hơn 3,2 lần lượ ng Fe(III)thì Mn(II) bắt đầu ảnh hưởng đến độ hấ p thụ của dung dịch màu do màu nâu xámcủa phức tạo thành giữa Mn(II) và axit sunfosalixilic đã làm tăng độ hấ p thụ củadung dịch màu [18], [19].

II.2.6.3. Khảo sátảnh hưở ng của Al(III):a. Tiến hành:Lấy vào 10 bìnhđịnh mức 25mL lần lượ t 2,5mL dung dịch Fe(III) 50μg/mL;

6,0mL dung axit sunfosalixilic 10%; 4,0mL dung dịch NH3 5% và VmL dung dịchAl(III) 1mg/mL theo bảng 8, định mức đến vạch bằng nướ c cất, lắc đều các dungdịch. Đo độ hấ p thụ của các dung dịch màuở bướ c sóng 420nm vớ i cuvet có chiềudày 1cm.

Thể tích dung dịch Mn(II) 50μg/mL (mL)



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





b. K ết quả:8Bảng 8: Sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào thể tích dung dịch Al(III) 1mg/mL.

Bình Thể tích dung dịch Al(III) 1mg/mL (mL) A1 1,0 0,5012 2,0 0,5023 3,0 0,5034 4,0 0,5015 5,0 0,5006 6,0 0,4997 7,0 0,501

8 8,0 0,5009 9,0 0,51710 10,0 0,531

8Hình 8: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào thể tíchdung dịch Al(III) 1mg/mL.

Thể tích dung dịch Al(III) 1mg/mL (mL)

A



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





c. Nhận xét và k ết luận:Từ k ết quả bảng 8 và hình 8 chúng tôi nhận thấy: - Khi lượ ng Al(III) từ 1,0 đến 8,0mg trong bìnhđịnh mức 25mL thìđộ hấ p

thụ của dung dịch màu tương đối ổn định. - Khi lượ ng Al(III) lớn hơn 8,0mg trong bình định mức 25mL thìđộ hấ p thụ

của dung dịch màu tăng lên, tức là khi lượ ng Al(III) lớn hơn 64 lần lượ ng Fe(III) thìAl(III) bắt đầu ảnh hưởng đến độ hấ p thụ của dung dịch màu do lúc này lượ ngAl(III) trong dung dịch đủ lớn để tạo k ết tủa Al(OH)3 làm đục dung dịch màu dẫnđến làm tăng độ hấ p thụ của dung dịch [18], [19].

Trong th ự c t ế, hàm lượng đồng, mangan, nhôm trong nướ c sinh ho ạt

không l ớn hơn hàm lượ ng s ắt n ên phương pháp trắc quang so màu xác đị nh s ắt

trong nướ c sinh ho ạt vớ i thu ố c th ử axit sunfosalixilic không ảnh hưở ng b ở i các

nguyên t ố cản trên.

II.2.7. Dựng đườ ng chuẩn trên nền nguyên tố cản:Dựa vào khoảng tuyến tính tuân theo định luật hấ p thụ Bouger – Lambert –

Beer, chúng tôi xây dựng đườ ng chuẩn biểu thị sự phụ thuộc của độ hấ p thụ vàonồng độ dung dịch Fe(III) từ 1,4 đến 8,6μg/mL trong bìnhđịnh mức 25mL.

a. Tiến hành:Lấy vào 10 bìnhđịnh mức 25mL lần lượ t VmL dung dịch Fe(III) 50μg/mL

theo bảng 9; 6,0mL dung dịch axit sunfosalixilic 10%; 4,0mL dung dịch NH3 5%;2,0mL dung dịch Cu(II) 50μg/mL; 2,0mL dung dịch Mn(II) 50μg/mL; 3,0mL dungdịch Al(III) 1mg/mL, định mức đến vạch bằng nướ c cất, lắc đều các dung dịch. Đođộ hấ p thụ của các dung dịch màuở bướ c sóng 420nm vớ i cuvet có chiều dày 1cm.



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





a. K ết quả:9Bảng 9: Sự phụ thuộc của độ hấ p thụ A vào nồng độ dung dịch Fe(III).

BìnhThể tích dung dịch

Fe(III) 50μg/mL (mL) Nồng độ dung dịch

Fe(III) μg/mL A

1 0,7 1,4 0,1452 1,0 2,0 0,197

3 1,5 3,0 0,3024 1,7 3,4 0,349

5 2,0 4,0 0,403

6 2,5 5,0 0,501

7 3,0 6,0 0,6028 3,5 7,0 0,701

9 4,0 8,0 0,798

10 4,3 8,6 0,854

9Hình 9: Đườ ng chuẩn tr ắc quang Fe(III).

Nồng độ dung dịch Fe(III) (μg/mL)



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





Phương tr ìnhđườ ng chuẩn có dạng:A = 0,0991.C + 0,0057 vớ i R 2 = 0,9998Trong đó: A là độ hấ p thụ của dung dịch màu.

C là nồng độ dung dịch Fe(III) (μg/mL).

II.2.8. Sai số tương đối của phương pháp trắc quang so màu Fe(III) vớ ithuốc thử axit sunfosalixilic trong môi trườ ng NH3:

a. Tiến hành:Lậ p 3 mẫu giả như sau:Lấy vào 3 bìnhđịnh mức 25mL lần lượ t 2,5mL dung dịch Fe(III) 50 μg/mL;

6,0mL dung dịch axit sunfosalixilic 10%; 4,0mL dung dịch NH3 5%; 2,0mL dungdịch Cu(II) 50μg/mL; 2,0mL dung dịch Mn(II) 50μg/mL; 3,0mL dung dịch Al(III)1mg/mL, định mức đến vạch bằng nướ c cất, lắc đều các dung dịch. Đo độ hấ p thụ của các dung dịch màuở bướ c sóng 420nm vớ i cuvet có chiều dày 1cm.

b. K ết quả:10Bảng 10: Các giá tr ị độ hấ p thụ của mẫu giả.

Mẫu 1 2 3A 0,501 0,518 0,511

Nồng độ dung dịch Fe(III) tính theo phương tr ình đườ ng chuẩn lần lượ t là5,00μg/mL; 5,17μg/mL; 5,10μg/mL.

Nồng độ dung dịch Fe(III) trung bình là:

310,517,500,5

C = 5,09 (μg/mL).

Đánh giá sai số hệ thống tương đối (độ đúng) của phương pháp trắc quang somàu:

%80,110000,5

00,509,5100

đ

đ

C

C C

Đánh giá sai số ngẫu nhiên tương đối (độ chính xác) của phương pháp trắcquang so màu:

%67,110009,5

085,0100)(% C

C S CV n



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





Sai s ố trên n ằm trong gi ớ i hạn cho phép c ủa phương pháp trắc quang so

màu nên chúng tôi áp d ụng được các điều ki ện đ ã kh ảo sát vào phân tích hàm

lượ ng s ắt trong m ột số mẫu nướ c ở Thành ph ố H ồ Chí Minh.

II.3. ÁP DỤNG CÁC K ẾT QUẢ KHẢO SÁT ĐỂ XÁC ĐỊNH TỔNG

HÀM LƯỢ NG SẮT TRONG MỘT SỐ MẪU NƯỚ C SINH HOẠTỞ THÀNHPHỐ HỒ CHÍ MINH:

II.3.1. Lấy mẫu và bảo quản mẫu nướ c [12]:II.3.1.1. Lấy mẫu nướ c:Các mẫu nước đượ c lấy và đựng trong các bình nhựa polietilen có dung tích

5 lít đã đượ c tráng sạch bằng nướ c cất, trướ c khi lấy mẫu nào phải tráng bình nhiềulần bằng chính mẫu nước đó.

Mẫu nướ c giếng: lấy vào lúc sáng sớ m.Mẫu nướ c máy: mở vòi cho nướ c chảy mạnh r ồi khoảng 15 phút lấy mẫu

một lần, tiế p tục như vậy cho đến khi lấy mẫu đầy bình.II.3.1.2. Bảo quản mẫu nướ c:Khi lấy mẫu nướ c phân tích, mỗi lít mẫu chúng tôi thêm vào 5,0mL dung

dịch axit HNO3 đặc (d = 1,40g/mL) để bảo vệ mẫu.



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





II.3.2. Thời gian và địa điểm lấy mẫu:11Bảng 11: Các mẫu nướ c phân tích.

Mẫu Địa điểm lấy mẫuThờ i gian lấy

mẫu

1 Nướ c máy nhà 38/69 Nguyễn Văn Quá, P.Đông Hưng Thuận, Q.12, Tp.Hồ Chí Minh.

9h10 ngày24/03/2013

2 Nướ c máy nhà 16/2Lê Đình Cẩn, P. Tân

Tạo, Q. Bình Tân, Tp. Hồ Chí Minh.11h05 ngày24/03/2013

3 Nướ c máy khu 47H CưXá Phú Lâm D, P.

10, Q. 6, Tp. Hồ Chí Minh.14h15 ngày24/03/201

4 Nướ c máy nhà 710/28 Hậu Giang, P. 12, Q.

6, Tp. Hồ Chí Minh.15h05 ngày24/03/2013

5 Nước máy nhà 90A/8/6/8 Âu Dương Lân,

P. 3, Q. 8, Tp. Hồ Chí Minh.16h30 ngày24/03/2013

6 Nướ c giếng nhà 196/2 Nguyễn Thái Sơn, P.

4, Q. Gò Vấ p, Tp. Hồ Chí Minh.6h15 ngày25/03/2013

7 Nướ c giếng nhà 1/19CẤp Đình, xã TânXuân, huyện Hóc Môn, Tp. Hồ Chí Minh.

7h10 ngày25/03/2013

8 Nướ c giếng nhà 39B Chử Đồng Tử, P.7,

Q.Tân Bình, Tp. Hồ Chí Minh.6h10 ngày26/03/2013

9 Nướ c giếng nhà 158/A58 Phan Anh, P. TânThớ i Hiệ p, Q. Tân Phú, Tp. Hồ Chí Minh.

6h45 ngày26/03/2013

10 Nướ c giếng nhà 686/72/66 Cách mạngtháng 8, P. 11, Q. 3, Tp. Hồ Chí Minh.

8h10 ngày26/03/2013



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





II.3.3. Xác định tổng hàm lượ ng sắt trong một số mẫu nướ c ở thành phố Hồ Chí Minh:

a. Quy trình phân tích:

VmL mẫu nước đã axit hóa

50mL mẫu

Chuyển VmL mẫu vào bìnhđịnhmức 25 mL

Đo độ hấ p thụ của dung dịch màu tại bướ c sóngλ = 420nm

K ết quả và xử lý k ết quả

Cô trên bếp điện

+ 6,0 mL dung dịch axit sunfosalixilic 10%+ 4,0mL dung dịch NH3 5%+ Nướ c cất đến vạch



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





b. Tiến hành:Đối vớ i mỗi mẫu nướ c, lấy 2 lít mẫu cho vào cốc cô trên bếp điện cho đến

khi còn 50 mL,để nguội sau đó lấy 10mL mẫu trên cho vào bìnhđịnh mức 25mL,thêm vào bìnhđịnh mức 6,0mL dung dịch axit sunfosalixilic 10%; 4,0mL dung dịch

NH3 5%, định mức đến bằng nướ c cất, lắc đều các dung dịch. Đo độ hấ p thụ của cácdung dịch màuở bướ c sóng 420nm vớ i cuvet có chiều dày 1cm. Mỗi mẫu nướ cchúng tôi làm 3 thí ngiệm song song, thu đượ c k ết quả như bảng 12.

c. Bảng số liệu thự c nghiệm:12Bảng 12: Bảng số liệu thực nghiệm:

AKýhiệumẫu

Thể tích mẫunước đã axit

hóa (VL)

Thể tích nướ ccòn lại sau khi

cô (mL)

Thể tích mẫunước đem tạomàu (VmL) A1 A2 A3

1 2,0 50 10 0,304 0,296 0,313

2 2,0 50 10 0,216 0,224 0,209

3 2,0 50 10 0,281 0,287 0,265

4 2,0 50 10 0,226 0,218 0,237

5 2,0 50 10 0,328 0,312 0,319

6 2,0 50 10 0,351 0,369 0,362

7 2,0 50 10 0,516 0,492 0,506

8 2,0 50 10 0,388 0,371 0,385

9 2,0 50 10 0,305 0,326 0,311

10 2,0 50 10 0,338 0,323 0,331



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





d. K ết quả:13Bảng 13: Bảng k ết quả xác định tổng hàm lượ ng sắt trong một số mẫu nướ c ở

thành phố Hồ Chí Minh.

Mẫu Địa điểm lấy mẫu

Hàm lượ ng Fe(III) (mg/L)

P = 0,95

1 Nướ c máy nhà 38/69 Nguyễn VănQuá, P. Đông Hưng Thuận ,Q. 12,Tp.Hồ Chí Minh.

0,19 ± 0,01

2 Nướ c máy nhà 16/2Lê Đình Cẩn, P.Tân Tạo, Q. Bình Tân, Tp. Hồ ChíMinh.

0,13 ± 0,01

3 Nướ c máy khu 47H CưXá Phú LâmD, P. 10, Q. 6, Tp. Hồ Chí Minh.

0,17 ± 0,02

4 Nướ c máy nhà 710/28 Hậu Giang, P.12, Q. 6, Tp. Hồ Chí Minh.

0,14 ± 0,01

5 Nướ c máy nhà 90A/8/6/8 Âu DươngLân, P. 3, Q. 8, Tp. Hồ Chí Minh.

0,20 ± 0,01

6 Nướ c giếng nhà 196/2 Nguyễn TháiSơn, P. 4, Q. Gò Vấ p, Tp. Hồ ChíMinh.

0,22 ± 0,01

7 Nướ c giếng nhà 1/19CẤp Đình, xãTân Xuân, huyện Hóc Môn, Tp. Hồ Chí Minh.

0,32 ± 0,02

8 Nướ c giếng nhà 39B Chử Đồng Tử,P. 7, Q. Tân Bình, Tp. Hồ Chí Minh. 0,24 ± 0,02

9 Nướ c giếng nhà 158/A58 Phan Anh,P. Tân Thớ i Hiệ p, Q. Tân Phú, Tp.Hồ Chí Minh.

0,19 ± 0,02

10 Nướ c giếng nhà 686/72/66 Cáchmạng tháng 8, P. 11, Q. 3, Tp. Hồ Chí

Minh.

0,21 ± 0,02



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





e. Nhận xét [11], [13]:Dựa vào bảng 13 và theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 5502 – 2003) quy

định hàm lượ ng sắt trong nướ c sinh hoạt là 0,5mg/L. Như vậy, hàm lượ ng sắt trongcác mẫu nước chúng tôi phân tích đều thấp hơn ngưỡ ng cho phép.

Theo quy chuẩn Việt Nam (QCVN 01:2009/BYT) quy chuẩn k ĩ thuật Quốcgia về chất lượng nước ăn uống quy định hàm lượ ng sắt trong nướ c sinh hoạt vànước ăn là 0,3 mg/L. Như vậy chỉ có mẫu nướ c số 7 có hàm lượ ng sắt cao hơnngưỡ ng cho phép.



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





K ẾT LUẬN

- Khảo sát các điều kiện phân tích sắt bằng phương pháp phân tích trắc

quang so màu vớ i thuốc thử axit sunfosalixilic trong môi trườ ng kiềm, chúng tôi k ếtluận:+ Bướ c sóng hấ p thụ cực đại của dung dịch màu là 420nm.+ Thể tích dung dịch axit sunfosalixilic 10% là 6,0mL trong bìnhđịnh mức

25mL.+ Thể tích dung dịch NH3 5% là 4,0mL trong bìnhđịnh mức 25mL.+ Dung dịch màu bền theo thờ i gian.

+ Trong các mẫu nướ c ở thành phố Hồ Chí Minh, các ion Al(III), Cu(II),Mn(II) không gây cản tr ở phép phân tích hàm lượ ng Fe(III) vớ i thuốc thử axitsunfosalixilic trong môi trườ ng kiềm.

+ Khoảng nồng độ dung dịch Fe(III) tuân theo định luật hấ p thụ Bouguer –Lambert – Beer từ 1,4 đến 8,6μg/mL trong bìnhđịnh mức 25mL.

+ Phương tr ìnhđườ ng chuẩn tr ắc quang:A = 0,0991C + 0,0057 vớ i R = 0,9998Trong đó:

A: là giá tr ị độ hấ p thụ của dung dịch màu.C: là nồng độ đung dịch Fe(III) (μg/mL).

+ Sai số hệ thống tương đối là 1,80%.+ Sai số ngẫu nhiên tương đối là 1,67%.- Áp dụng các k ết quả khảo sát để xác định tổng hàm lượ ng sắt trong một số

mẫu nướ c sinh hoạt ở thành phố Hồ Chí Minh, chúng tôi thu đượ c k ết quả theo bảng 13.

+ Theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 5502 – 2003) quy định hàm lượ ng sắttrong nướ c sinh hoạt là 0,5mg/L. Như vậy, hàm lượ ng sắt trong các mẫu nướ cchúng tôi phân tích đều thấp hơn ngưỡ ng cho phép.

+ Theo quy chuẩn Việt Nam (QCVN 01:2009/BYT) quy chuẩn k ĩ thuậtQuốc gia về chất lượng nước ăn uống quy định tổng hàm lượ ng sắt trong nướ c sinh

hoạt và nước ăn là 0,3 mg/L. Như vậy chỉ có mẫu nướ c số 7 có hàm lượ ng sắt caohơn ngưỡ ng cho phép.



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN





TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Hồ Thị Bích Ngọc – Giáo trình Hóa vô cơ – Đại học Đà Lạt – 2010.2. Từ Vọng Nghi, Huỳnh Văn Trung, Trần Tứ Hiếu – Phân tích nướ c - NXB

Khoa học và k ỹ thuật Hà Nội - 1986.3. Hoàng Nhâm – Hóa học vô cơ – Tậ p 2 – Nhà xuất bản Đại học Quốc gia

Hà Nội – 2007.4. Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Cự, Bùi Thị Ngọc Dung, Lê Đức, Tr ần Khắc

Tiệp, Cái Văn Chanh – Phương pháp phân tích đất, nướ c, phân bón, cây tr ồng – Nhà xuất bản giáo dục - 2000.

5. Nguyễn Tuấn Anh (chủ biên), Đỗ Thị Lan, Nguyễn Thế Hùng – Giáo trình phân tích môi trườ ng – NXB Nông Nghiệ p Hà Nội – 2008.

6. Nguyễn Thị Như Mai – Giáo trình xử lý số liệu – Đại học Đà Lạt – 2011.7. Lê Văn Hiếu – Nguyên tố sắt và sức khỏe – Tạ p chí hóa học số 10 – 2006.8. Nguyễn Tr ọng Biểu, Từ Văn Mặc – Thuốc thử hữu cơ – Nhà xuất bản

khoa học và k ĩ thuật Hà Nội - 2002.9. Đặng Thị V ĩnh Hòa – Giáo trình phân tích quang – Trường Đại học Đà Lạt

– 2012.10. Tr ần Văn Quảng, Tr ần Thị Thùy – Phương pháp trắc quang xác định

Fe(III) trong dung dịch r ửa phim màu – Hóa học vàứng dụng – số 6 – 2003.11. TCVN 5502:2003._ Nướ c cấ p sinh hoạt. Yêu cầu chất lượ ng.12. TCVN 5992:1995._ Chất lượng nướ c. Lấy mẫu. Hướ ng dẫn k ỹ thuật lấy

mẫu.13. QCVN 01:2009/BYT). Quy chuẩn k ĩ thuật Quốc gia về chất lượng nướ c

ăn uống.14. Các trang wep:

http://www.google.comhttp://www.hoahoc.orghttp://www.wikipedia.org

15. Nguyễn Thị Xuân Mai – Thực tập chuyên đề phân tích tr ắc quang – Tủ

sách Đại học Tổng hợ p thành phố Hồ Chí Minh - 1995.



DIỄN Đ

ÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN




16. Hoàng Minh Châu (chủ biên), Từ Văn Mạc, Từ Vọng Nghi – Cơ sở hóahọc phân tích – Nhà xuất bản khoa học và k ĩ thuật – 2007.

17. Nguyễn Thị Như Mai, Đặng Thị V ĩnh Hòa – Thực tậ p hóa phân tích 1 –Trường Đại học Đà Lạt – 2010.

18. E.B.Sandell – Colorimetric determination of traces of Metals – NewYork – 1959.

19. N.Howell Furman – Standard methods of chemical analysis – New York – 1962.

20. Tr ần Tứ Hiếu – Hóa học phân tích – Nhà xuất bản Đại học Quốc gia –2003.


ĐÀN TOÁN

LÍ

HÓA 10

00B T

RẦN HƯNG

ĐẠO T

P.QUY N

HƠN

Documents

Xác định tổng hàm lượng sắt trong một số mẫu nước sinh hoạt ở thành phố Hồ Chí Minh