Phân Tích Một Số Chỉ Tiêu Trong Nước - Bài 1. Chất Rắn

I. GIỚI THIỆU CHUNG

1. Ý nghĩa môi trường

Chất rắn trong nước bao gồm các chất tồn tại ở dạng lơ lửng và dạng hòa tan. Chất rắn ảnh hưởng xấu đến chất lượng nước hoặc nước thải, các nguồn nước có hàm lượng chất rắn cao thường có vị và có thể tạo nên các phản ứng lý học không thuận lợi cho người sử dụng. Nước cấp có hàm lượng cặn lơ lửng cao gây nên cảm quan không tốt.

Ngoài ra hàm lượng cặn lơ lửng còn gây ảnh hưởng nghiêm trọng trong việc kiểm soát quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học.

2. Các định nghĩa

Chất rắn tổng cộng là lượng chất rắn trong cốc sau khi làm bay hơi nước trong mẫu và làm khô trong tủ sấy ở nhiệt độ xác định, bao gồm tổng hàm lượng các chất rắn lơ lửng (phần tổng lượng chất rắn còn lại trên giấy lọc) và hàm lượng chất rắn hòa tan (phần đi qua giấy lọc).

Chất rắn ổn định là phần còn lại của chất rắn tổng cộng, lơ lửng và hòa tan sau khi đốt với thời gian xác định và ở nhiệt độ thích hợp.

Chất rắn bay hơi là trọng lượng mất sau khi đốt.

Việc xác định chất rắn ổn định và chất rắn bay hơi không được phân biệt một cách rõ ràng giữa chất vô cơ và chất hữu cơ vì khối lượng mất đi sau khi đốt không phải là các chất hữu cơ, nó bao gồm cả khối lượng mất đi do phân hủy hoặc do bay hơi của một vài loại muối vô cơ.

3. Nguyên tắc

Mẫu đã khuấy trộn đều được làm bay hơi trong cốc đã cân và làm khô đến trọng lượng không đổi trong tủ sấy ở nhiệt độ 103 - 1050C. Độ tăng trọng lượng cốc chính là khối lượng chất rắn tổng cộng. Nếu tiếp tục nung cốc ở 550 - 500C thì độ tăng trọng lượng của cốc sau khi nung so với trọng lượng cốc không ban đầu chính là hàm lượng chất rắn ổn định.

Mẫu đã khuấy trộn đều được lọc qua giấy lọc sợi thủy tinh (đã xác định trọng lượng ban đầu), sau đó làm khô giấy lọc có cặn đến trọng lượng không đổi ở nhiệt độ 103 - 1050C.

Độ tăng trọng lượng giấy lọc sau khi sấy là hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng.

Tổng chất rắn lơ lửng = chất rắn tổng cộng - tổng chất rắn hòa tan

Chất rắn ổn định = chất rắn tổng cộng - chất rắn bay hơi

4. Các trở ngại

Loại phễu lọc, kích thước lỗ, độ rộng, diện tích, độ dày của giấy lọc và tính chất vật lý của cặn như: kích thước hạt, khối lượng các chất giữ lại trên giấy lọc là các yếu tố ảnh hưởng đến việc phân tích chất rắn hòa tan.

Nhiệt độ làm khô có vai trò quan trọng, ảnh hưởng mạnh đến kết quả vì khối lượng mất đi do sự bay hơi các chất hữu cơ, nước liên kết, nước tinh thể và các khí từ việc phân hủy hóa học do gia nhiệt, cũng như trọng lượng thu được do oxy hóa, phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian nung nóng.

Mẫu có hàm lượng dầu và mỡ cao cũng ảnh hưởng đến kết quả phân tích, do khó làm khô đến trọng lượng không đổi trong thời gian thích hợp.

II. DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ

1. Cốc được làm từ vật liệu sau

- Sứ

- Platin

-  Thủy tinh có hàm lượng silicat cao.

2.  Tủ nung: có nhiệt độ 550 - 500C.

3.  Bếp nung cách thủy.

4.  Bình hút ẩm, có chứa chất hút ẩm chỉ thị màu đối với độ ẩm khác nhau.

5.  Tủ sấy có nhiệt độ 103 - 1050C.

6.  Cân  phân tích, có khả năng cân đến 0,1 mg.

7.  Bộ lọc chân không.

III  THỰC HÀNH

1.  Chất rắn tổng cộng và chất rắn bay hơi

a.  Chuẩn bị cốc

-  Làm khô cốc ở nhiệt độ 103 - 1050C trong 1 giờ. Nếu xác định cả chất rắn bay hơi, nung cốc 1 giờ ở nhiệt độ 550 - 500C trong tủ nung.

-  Làm nguội cốc trong bình hút ẩm đến nhiệt độ cân bằng (trong 1 giờ).

-  Cân P0 (mg).

b.  Phân tích mẫu

- Xác định chất rắn tổng cộng 

+ Chọn thể tích mẫu sao cho lượng cặn nằm giữa 2,5 mg và 200 mg.

+ Chuyển mẫu có dung tích xác định đã được xáo trộn đều vào cốc cân.

+ Làm bay hơi nước trong tủ sấy ở nhiệt độ 103 - 1050C

+ Làm nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ cân bằng (trong 1 giờ).

+ Cân P1 (mg).

- Xác định chất rắn bay hơi

+ Thực hiện các bước như phần xác định chất rắn tổng cộng.

+ Nung cốc trong tủ ở nhiệt độ 550 - 500C.

+ Làm nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ cân bằng (trong 1 giờ).

+ Cân P2 (mg).

Chú ý: lặp lại chu kỳ sấy (hoặc nung), làm nguội, để trong bình hút ẩm, và cân cho đến khi thu được trọng lượng không đổi (trọng lượng mất đi < 4% trọng lượng trước đó hoặc 0,5 mg; thậm chí nhỏ hơn).

2.  Tổng chất rắn lơ lửng

a.  Chuẩn bị giấy lọc sợi thủy tinh

-  Làm khô giấy lọc ở nhiệt độ 103 - 1050C trong 1 giờ.

-  Làm nguội giấy lọc trong bình hút ẩm đến nhiệt độ cân bằng (trong 1 giờ).

-  Cân P3 (mg).

b.  Phân tích mẫu

-  Lọc mẫu có dung tích xác định đã được xáo trộn đều qua giấy lọc đã cân.

-  Làm bay hơi nước trong tủ sấy ở nhiệt độ 103 - 1050C.

-  Làm nguội giấy lọc trong bình hút ẩm đến nhiệt độ cân bằng (trong 1 giờ).

-  Cân P4 (mg).

IV  TÍNH TOÁN

1. Chất rắn tổng cộng:

2. Chất rắn bay hơi:

3. Chất rắn lơ lửng:

4. Tổng chất rắn hoà tan:

Trong đó:

- P0: khối lượng cốc

- P1: khối lượng cốc và mẫu sau khi sấy ở nhiệt độ 103 - 1050C (mg)

- P2: khối lượng cốc  và mẫu sau khi ngung ở nhiệt độ 550 - 500C (mg)

- P3: khối lượng giấy lọc (mg)

- P4: khối lượng giấy lọc và mẫu khi sấy ở nhiệt độ 103 - 1050C (mg).

V. CÂU HỎI

1. Giải thích tầm quan trọng của việc phân tích chất rắn trong các lĩnh vực :

a. Chất rắn hòa tan và việc cấp nước và việc cấp nước đô thị.

b. Chất rắn tổng cộng và chất trắn bay hơi đối với nước thải và bùn lắng.

c. Chất lắng được và nước thải sinh hoạt

2. Dự đoán kết quả phân tích và giá trị thực khi xác định hàm lượng chất rắn trong các điều kiện sau:

a. Cốc nung còn ẩm.

b. Xác định tổng chất rắn bay hơi khi tỉ lệ magne cacbonate chứa trong mẫu cao.