Luận Văn Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy Chloroform bằng tác nhân Fe0/H+ và Na/NH3

Khóa luận tốt nghiệp năm 2012
Đề tài: Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy Chloroform bằng tác nhân Fe0/H+ và Na/NH3


Mục lục
MỞ ĐẦU 7
1. Tính cấp thiết của đề tài 9
2. Mục đích nghiên cứu 10
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu . 10
4. Phương pháp nghiên cứu 10
5. Kết cấu của đề tài . 10
CHƯƠNG I 12
TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 12
1.1 Tổng quan về Cloroform 12
Bảng 1.1: Một số thông số vật lý của Chloroform 13
1.2 Cơ chế của quá trình khử . 13
1.2.1 Bằng tác nhân Fe0/H+ . 13
1.2.2 Bằng tác nhân Na/NH3 . 15
1.3 Phương pháp chuẩn độ kết tủa 16
1.3.1 Đặc điểm chung của phương pháp . 16
1.3.2. Đường định phân trong phương pháp bạc 17
1.3.3. Phương pháp Mohr (Mo). . 21
1.3.4. Phương pháp Volhard(Vonha) 23
1.3.5. Phương pháp dùng chỉ thị hấp phụ - phương pháp Fajans (Pha Gian) 25
1.4. Sơ lược về các nguồn nước thải và các biện pháp xử lí hiện nay 28
1.4.1. Sơ lược về các nguồn nước thải . 28
1.4.2. Các phương pháp xử lí nước thải hiện nay . 34
CHƯƠNG II . 41
NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM . 41
2.1. Nguyên liệu, hóa chất, thiết bị, dụng cụ dùng thí nghiệm nghiên cứu 41
2.1.2. Dụng cụ và trang thiết bị phụ trợ: 41
2.2. Các thí nghiệm xác định hiệu suất của quá trình phân hủy . 42
2.2.1 Hoá chất . 42
2.3. Các bước tiến hành thực nghiệm: 43
2.3.1 Hệ Fe0/H+ . 43
2.3.2 Hệ Na/NH3 . 44
2.4 Các thí nghiệm khảo sát: 45
2.4.1 Khảo sát ảnh hưởng của của pH đến sự phân hủy CHCl3: 45
2.4.2 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng Fe đến sự phân hủy CHCl3: 45
2.4.3 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ CHCl3
ban đầu đến sự phân hủy CHCl3: . 45
CHƯƠNG III 46
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 46
3.1 Kết quả 46
3.1.1. Ảnh hưởng của V H2SO4(5M) ban đầu ([CHCl3 0] = 1000ppm,hàm lượng Fe = 20g/l) . 46
3.1.2 Khảo sát hàm lượng Fe ([CHCl3]=1000ppm, [H2SO4 5M] = 2ml) 48
3.1.3 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ CHCl3ban đầu . 50
3.2. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ nNa/Cl-đến sự phân hủy Chloroform: 52


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong phòng thí nghiệm hóa học, chloroform là một dung môi thông dụng, nó
được sử dụng rất thông dụng trong nghiên cứu và chiết tách các hợp chất hóa học, tuy
nhiên đây là một chất độc đối với cơ thể cũng như đối với môi trường. Hiện nay, trong
hầu hết các phòng thí nghiệm ở nước ta, lượng chloroform dư vẫn chưa được xử lý
đúng cách, đa số lượng dư này được đổ trực tiếp ra môi trường cùng với hệ thống thoát
nước của phòng thí nghiệm. Do đó cần thiết phải có một phương pháp xử lý lượng
chloroform dư này một cách hiệu quả và kinh tế nhất.
Với nhiều phương pháp để xử lý lượng chloroform dư này, tuy nhiên phương pháp
tương đối có hiệu quả và kinh tế là sử dụng Fe
0
/H
+
và Na/NH
3
.
Đối với tác nhân Fe
0
/H
+
:
Fe
0
 Fe
2+
+ 2e (1)
CHCl3 + ne + mH
+
 sản phẩm khử + 3Cl
-(2)
2H
+
+ 2e  H2
(3)
Đối với tác nhân Na/NH
3
:
Na + NH
3 →
chậm
Na+(NH3
)
x
+ e
-(NH
3
)
y
R. (R
.
Xn-1
) →
H
RH (RHXn-1
) RX(RXn
)
Cơ chế của các quá trình phân hủy trên khá đơn giản, sản phẩm tạo ra là những chất
không độc với sức khỏe con người.
Với những lý do trên, tôi đã chọn đề tài “Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá
trình phân hủy Chloroform bằng tác nhân Fe
0
/H
+
và Na/NH
3
” với mong muốn
đóng ghóp một phần nhỏ bé vào việc phân hủy lượng dư Chloroform trong các phòng
thí nghiệm hiện nay.
2. Mục đích nghiên cứu
Tìm các thông số tối ưu đạt hiệu quả cao nhất sử dụng hệ Fe
0
/H
+
, Na/NH
3
để
phân hủy Chloroform trong qui mô phòng thí nghiệm.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đề tài được thực hiện tại phòng thí nghiệm của trường Đại học Sư phạm Đà
Nẵng trên các mẫu giả chứa Chloroform, khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sự phân
huỷ Chloroform.
4. Phương pháp nghiên cứu
Hiệu suất chuyển hóa được tính trên nồng độ ion Cl
có mặt trong dung dịch,
được xác định bằng các phương pháp chuẩn độ kết tủa là phương pháp chuẩn độ ngược
Volhard và phương pháp Mo.
5. Kết cấu của đề tài
Nội dung của đề tài được trình bày trong 3 chương:
Chương I: Trình bày khái quát về:
-Cloroform.
- Sơ lược về cơ chế quá trình khử bằng hệ Fe
0
/H
+
và Na/NH
3
.
- Các phương pháp chuẩn độ kết tủa.
- Sơ lược về nước thải và một số biện pháp xử lí.
Chương II: Trình bày các phương pháp thực nghiệm:
- Chuẩn bị hoá chất thí nghiệm.
11
- Quá trình thực hiện và các công thức tính hiệu suất của quá trình
Chương III: Trình bày các kết quả thu được và giải thích.
Cuối cùng là phần kết luận và các phụ lục như bảng biểu
6. Đóng góp của đề tài
- Kết quả nghiên cứu này là cơ sở cho những nghiên cứu sâu hơn vê vấn đề
phân huỷ các chất hữu cơ độc hại bằng Fe
0
/H
+
, Na/NH
3
.
- Làm tài liệu cho sinh viên các khoá sau.


Chloroform là một dung môi phổ biến trong phòng thí nghiệm bởi vì nó là
tương đối trơ, có thể trộn với với hầu hết các chất lỏng hữu cơ, và thuận tiện, dễ bay
hơi. Chloroform được sử dụng như một dung môi trong ngành công nghi ệp dược phẩm
và sản xuất thuốc nhuộm và thuốc trừ sâu. Chloroform là một dung môi có hiệu quả
cho alkaloid do đó nguyên liệu thực vật thường được chiết xuất bằng chất chloroform
cho chế biến dược phẩm. Ví dụ, nó được sử dụng trong thương mại để trích xuất
morphine từ anh túc và scopolamine từ cây cà độc.
Dung môi của phenol: chloroform: isoamyl rượu 25:24:1 được sử dụng để hòa
tan các phân tử sinh học axit nucleic không nhổ DNA và RNA.
Chloroform có chứa deuterium (hydrogen nặng), CDCl 3 , là một dung môi phổ
biến được sử dụng trong máy quang phổ NMR .
Lượng cloroform thấp nhất có thể cho phép là 10 mL (14,8 g), với cái chết do
ngừng hô hấp hoặc tim.
Được sử dụng như là một loại thuốc gây mê , chloroform hơi ức chế hệ thống
thần kinh trung ương. Là ngay lập tức gây nguy hiểm cho cuộc sống và sức khỏe vào
khoảng 500 ppm , theo Viện An toàn nghề nghiệp và Sức khỏe Quốc gia Hoa Kỳ. Thở
khoảng 900 ppm trong một thời gian ngắn có thể gây chóng mặt, mệt mỏi, và đau đầu.
Chloroform tiếp xúc mãn tính có thể gây tổn hại gan (chloroform được chuyển hóa
thành châ t ho a học ) và thận , và một số người phát triển vết loét khi làn da được đắm
mình trong chloroform.
1.2 Cơ chế của quá trình khử [8][9][12]
1.2.1 Bằng tác nhân Fe
0
/H
+


TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng việt:
[1]. Đinh Thị Thái Bình, Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy
nitrobenzen bằng hệ xúc tác quang hóa đồng thể Fenton/UV, Khóa luận tốt nghiệp
2011
[2]. Bùi Xuân Vững (2009), Bài giảng môn phương pháp phân tích công cụ, Đà Nẵng.
[3]. Lê Thị Mùi (2009), Bài giảng Hóa học phân tích định lượng, Đà Nẵng.
[4]. Lâm Vĩnh Sơn, Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải, Hà Nội.
[5]. Lâm Ngọc Thụ, Cơ sở hóa học phân tích, NXB Đại học Quốc gia Hà nội 2005.
Tiếng Anh:
[6].A YUEQIANG LIU, † SARA A. MAJETICH, ROBERT D. TILTON, DAVID S.
SHOLL,ANDGREGORY V. LOWRY, TCE Dechlorination Rates, Pathways,and
Efficiency of Nanoscale Iron Particles with Different Properties, ,Department of Civil
& Environmental Engineering,Physics Department, and Department of Chemical
Engineering, Carnegie Mellon University, Pittsburgh, Pennsylvania 15213-3890
[7]. Javiera Cervini-Silva a,*, Richard A. Larson b, Jun Wu b, Joseph W. Stucki ba,
Dechlorination of pentachloroethane by commercial Fe and ferruginous smectite
Department of Environmental Science, Policy, and Management, University of
California, 151 Hilgard Hall #3110,Berkeley, CA 94720-3110, USA bDepartment of
Natural Resources and Environmental Sciences, University of Illinois, W-521 Turner
Hall,1102 South Goodwin Avenue, Urbana, IL 61801, USA
[8]. Jay M. Thompson1 Achintya N. Bezbaruah2WRRI, Selected Pesticide
Remediation with Iron Nanoparticles: Modeling and Barrier Applications, by
Graduate Research Fellow1 and Assistant Professor2 ,Department of Civil Engineering
North Dakota State University Fargo, ND 58105, September, 2008
[9]. Guang-Ri Sun, Jin-Bao He, Charles U. Pittman Jr., Destruction of halogenated
hydrocarbons with solvatedelectrons in the presence of water, *Department of
56
Chemistry, University/Industry Chemical Research Center, Mississippi State
University, Mississippi State,MS 39762-9573, USA Received 25 June 1999; accepted
1 September 1999
Các trang web:
[10]. http://en.wikipedia.org/wiki/Chloroform
[11]***********
[12] http://en.wikipedia.org/wiki/Zerovalent_iron