Phân Tích Một Số Chỉ Tiêu Trong Nước - Bài 2: Độ Acid

I. GIỚI THIỆU CHUNG

1. Ý nghĩa môi trường

Độ acid biểu thị khả năng phóng thích proton H+của nước. Độ acid của mẫu nước phần lớn do sự hiện diện của các acid yếu như acid carbonic, acid tanic, acid humic bắt đầu từ nguồn phản ứng phân hủy chất hữu cơ… gây ra, phần khác do sự thủy phân các muối của acid mạnh như sulfate nhôm, sắt tạo thành, nước sẽ có pH rất thấp.

Nước thiên nhiên sử dụng cho nước cấp luôn luôn duy trì một thế cân bằng giữa các ion bicarbonate, carbonate và khí carbon dioxide hòa tan, do đó nước thiên nhiên thường đồng thời mang tính chất khác nhau: tính acid và tính kiềm. Khi bị ô nhiễm bởi các acid vô cơ hoặc các muối acid từ khu vực hầm mỏ, đất phèn hoặc do nguồn nước thải công nghiệp, pH thấp hơn 7 khá nhiều.

2. Nguyên tắc

Dùng các dung dịch kiềm mạnh để định phân độ acid của cả acid vô cơ mạnh cũng như acid hữu cơ hoặc acid yếu.

Do ảnh hưởng của acid vô cơ độ acid được xác định bằng cách định phân đến điểm đổi màu của chỉ thị hỗn hợp được gọi là ĐỘ ACID METHYL CAM (dung dịch từ màu đỏ xám chuyển sang màu xanh).

Acid toàn phần được thực hiện đến điểm đổi màu của chỉ thị phenolphthalein, gọi là ĐỘ ACID TỔNG CỘNG (dung dịch không màu chuyển sang màu hồng nhạt).

Trong thực nghiệm hai khoảng pH chuẩn được sử dụng để biểu thị sự khác biệt trên. Khoảng pH thứ nhất ứng với điểm đổi màu của chất chỉ thị hỗn hợp (từ 4,2 -  4,5) đánh dấu sự chuyển biến ảnh hưởng của các acid vô cơ mạnh sang vùng ảnh hưởng của cacbonic acid. Khoảng pH thứ hai ứng với điểm đổi màu của chất chỉ thị phenophthalein (từ 8,2 – 8,4) chuyển sang vùng ảnh hưởng của nhóm carbonate trong dung dịch.

Chú ý:
- Nếu mẫu có pH < 4,5: có cả hai độ acid: độ acid methyl cam và độ acid tổng cộng
- Nếu mẫu có pH > 4,5: chỉ có độ acid tổng cộng.

3.  Các trở ngại

Các chất khí hòa tan làm ảnh hưởng đến độ acid là CO¬2, H2S, NH3 có thể bị mất đi hoặc hòa tan vào mẫu trong quá trình lưu trữ hoặc định phân mẫu. Có thể giảm ảnh hưởng này bằng cách định phân nhanh chóng, tránh lắc mạnh và tránh để mẫu ở những nơi có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ ban đầu của mẫu.

Khi định phân mẫu nước cấp, kết quả ảnh hưởng bởi hàm lượng chlorine khử trùng nước có tính tẩy màu. Muốn tránh sai số này, cần phải thêm vài giọt Na2S2O3 0,1N vào mẫu để loại bỏ ảnh hưởng của chlorine. Nếu mẫu có độ màu và độ đục cao, phải xác định độ acid bằng phương pháp chuẩn độ điện thế.

II. DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT 

1. Dụng cụ và thiết bị 

- Erlen 250 ml
- Ống đong 100 ml
- Buret 25 ml hoặc 50 ml 
- Máy khuấy  từ

2. Hóa chất

a. Dung dịch sodium hydroxide (NaOH) 0,02N: Hoả tan 0.8333 g NaOH trong nước cất định mức thành 1000 ml. Định phân lại nồng độ dung dịch NaOH trên bằng dung dich H2C2O4 0.02 N với chỉ thị PP 0.1% 

b. Chỉ thị phenophthalein 0.1%: hòa tan 0.1g phenolphthalein trong 100 ml ethanol 

c. Chỉ thị màu hỗn hợp bromcresol lục và methyl đỏ: cân 0.1g methyl đỏ và 1g bromoresol lục pha loãng thành 500 ml với ethanol 950.

III. THỰC HÀNH

1. Mẫu có pH < 4,5 (mẫu có hai độ acid)

a. Độ acid methyl cam

Lấy 50 ml mẫu vào erlen, thêm 3 giọt chỉ thị hỗn hợp. Dùng dung dịch NaOH 0,02N định phân để đến khi dung dịch có màu xanh. Ghi nhận thể tích V1 ml dung dịch NaOH đã dùng để tính độ acid methyl cam.

b. Độ acid tổng cộng

Lấy 50 ml mẫu vào erlen khác, thêm 3 giọt phenolphthalein, dùng dung dịch NaOH 0,02N định phân để đến khi dung dịch có màu tím nhạt. Ghi thể tíchV2 ml dung dịch NaOH đã dùng để tính độ acid tổng cộng.

2. Mẫu có pH > 4,5 (mẫu chỉ có độ acid tổng cộng)

Lấy 50 ml mẫu vào erlen thêm 3 giọt phenolphthalein. Dùng dung dịch NaOH 0,02N định phân để đến khi dung dịch có màu tím nhạt. Ghi nhận thể tích V2 ml dung dịch NaOH đã dùng, tính độ acid tổng cộng.

IV. CÁCH TÍNH

Độ acid methyl cam 

Độ acid tổng cộng

V. CÂU HỎI

1. Mẫu nước có pH = 7,3 và hàm lượng HCO3- là 30 mg/l. Giả sử rằng ảnh hưởng của chất rắn hòa tan trên hoạt tính của các ion không đáng kể, nhiệt độ của nước là 25 0C. Tính hàm lượng CO2 của mẫu nước.

2. Nước cấp có hàm lượng HCO3- là 50 mg/l và hàm lượng CO2 là 30 mg/l. Tính pH của nước ở nhiệt độ 250C. Nếu hàm lượng CO2 của mẫu giảm còn 3 mg/l bởi sục khí, pH của mẫu nước lúc này là bao nhiêu?