Luận Văn Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xác định canxi trong nước bằng EDTA

Khóa luận tốt nghiệp năm 2012
Đề tài: Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xác định canxi trong nước bằng EDTA. Áp dụng trên một số mẫu nước ngầm tại địa bàn thành phố Đà Nẵng


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
1. Tính cấp thiết của đề tài . 2
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3
Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
1.1. Tài nguyên nước và vai trò của nó 4
1.1.1. Tài nguyên nước 4
1.1.1.1. Nước mặt 5
1.1.1.2. Nước ngầm . 6
1.1.2. Vai trò của nước 7
1.1.2.1. Vai trò của nước với sức khỏe con người 7
1.1.2.2. Vai trò của nước đối với con người và nền kinh tế quốc dân . 8
1.2. Canxi và dư lượng của nó trong môi trường 8
1.2.1. Giới thiệu về Canxi 8
1.2.1.1. Tính chất vật lý . 9
1.2.1.2. Tính chất hóa học 9
1.2.2. Nguồn gốc xuất hiện của canxi 10
1.2.3. Vai trò của canxi 10
1.2.3.1. Đối với đất và cây trồng 10
1.2.3.2. Đối với người và động vật 10
1.2.3.3. Ứng dụng khác 11
1.2.4. Tác hại của canxi . 11
1.2.4.1. Đối với môi trường nước 11
1.2.4.2. Đối với môi trường đất 12
1.2.4.3. Đối với người động vật . 13
1.3. Các phương pháp phân tích thể tích 13
1.3.1. Phương pháp chuẩn độ axit - bazơ . 13
1.3.2. Phương pháp chuẩn độ tạo phức 14
1.3.3. Chuẩn độ kết tủa 15
1.3.4. Phương pháp chuẩn độ oxi hóa - khử . 15
1.4. Một số phương pháp xác định canxi . 16
1.4.1. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử 16
1.4.2. Phương pháp chuẩn độ complexon . 16
1.4.3. Phương pháp chuẩn độ permanganat 18
1.4.3.1. Bản chất và điều kiện áp dụng của phép đo . 18
1.4.3.2. Ứng dụng 18
1.4.4. Ưu điểm của phương pháp complexon . 19
1.5. Phương pháp chuẩn độ complexon . 19
1.5.1. Chuẩn độ trực tiếp . 19
1.5.2. Chuẩn độ ngược . 20
1.5.3. Chuẩn độ thay thế 20
1.6. Một số chỉ thị hay dùng trong chuẩn độ complexon 20
1.6.1. Eriocrom đen T 20
1.6.2. Murexit 21
1.7. Chuẩn bị mẫu nước . 22
1.7.1. Lấy mẫu nước 22
1.7.2. Bảo quản mẫu nước . 22
Chương 2: THỰC NGHIỆM . 23
2.1. Dụng cụ, hóa chất . 23
2.1.1. Dụng cụ . 23
2.1.2. Hóa chất 23
2.2. Pha chế dung dịch chuẩn và các dung dịch khác . 23
2.2.1. Pha dung dịch chuẩn complexon III 0,01M 23
2.2.2. Pha dung dịch chuẩn Ca2+200mg/l 23
2.2.3. Pha dung dịch NaOH 8M . 23
2.2.4. Chỉ thị murexit . 24
2.2.5. Dung dịch Cu2+1000mg/l 24
2.2.6. Dung dịch Fe3+1000mg/l . 24
2.2.7. Dung dịch Mn2+1000mg/l . 24
2.2.8. Dung dịch Zn2+1000mg/l 24
2.2.9. Dung dịch Al3+1000mg/l . 24
2.2.10. Dung dịch KCN 10% . 24
2.3. Chọn thuốc thử thích hợp 25
2.4. Nội dung nghiên cứu 25
2.5. Thực nghiệm nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến việc xác định canxi 25
2.5.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng . 25
2.5.1.1. Khảo sát ảnh hưởng của pH 25
2.5.1.2. Khảo sát ảnh hưởng của Cu2+ 26
2.5.1.3. Khảo sát ảnh hưởng của Fe3+ 26
2.5.1.4. Khảo sát ảnh hưởng của Mn2+ . 26
2.5.1.5. Khảo sát ảnh hưởng của Zn2+ 27
2.5.1.6. Khảo sát ảnh hưởng của Al3+ 27
2.5.2. Phương pháp loại trừ các yếu tố ảnh hưởng . 27
2.6. Đánh giá hiệu suất thu hồi của phương pháp . 27
2.7. Đánh giá sai số thống kê của phương pháp . 27
2.8. Đề xuất qui trình phân tích 29
2.9. Phân tích hàm lượng canxi trong một số mẫu nước ngầm trên địa bàn thành 29
2.9.1. Lấy mẫu và bảo quản mẫu phân tích 29
2.9.1.1. Dụng cụ lấy mẫu nước 29
2.9.1.2. Cách lấy và bảo quản mẫu nước 30
2.9.1.3. Địa điểm lấy mẫu nước ngầm . 30
2.9.2. Phân tích hàm lượng canxi trong một số mẫu nước 30
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 31
3.1. Kết quả khảo sát điều kiện xác định canxi tại pH = 13 31
3.2. Kết quả khảo sát điều kiện xác định canxi tại pH = 12 32
3.3. Kết quả khảo sát điều kiện xác định canxi tại pH = 11 32
3.4. Kết quả đánh giá sai số thống kê của phương pháp . 34
3.5. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của Cu2+ . 34
3.6. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của Fe3+ 36
3.7. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của Mn2+ 37
3.8. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của Zn2+ 39
3.9. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của Al3+ 40
3.10. Kết quả khảo sát loại trừ ảnh hưởng 41
3.10.1. Kết quả khảo sát loại trừ ảnh hưởng của Cu2+ . 41
3.10.2. Kết quả khảo sát loại trừ ảnh hưởng của Zn2+ . 43
3.11. Kết quả phân tích mẫu thực tế . 44
KẾT LUẬN . 45
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 46





MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Nước - nguồn tài nguyên vô cùng quý giá nhưng không phải vô tận. Mặc dù
lượng nước chiếm hơn 97% bề mặt trái đất nhưng lượng nước có thể dùng cho sinh
hoạt và sản xuất rất ít, chỉ chiếm khoảng 3% [3].Nước thiên nhiên bao gồm các
nguồn nước, các loại nước của các nguồn thiên nhiên như sông, ngòi, hồ ao,
suối, Có thể nói nước thiên nhiên là một hệ dị thể nhiều hợp phần, vì nước thiên
nhiên luôn luôn chứa một lượng nào đó các chất tan và không tan, có nguồn gốc vô
cơ cũng như hữu cơ. [2]
Nước ngầm là nguồn cung cấp nước sinh hoạt chủ yếu ở nhiều quốc gia và
vùng dân cư trên thế giới. Do vậy, ô nhiễm nước ngầm có ảnh hưởng rất lớn đến
chất lượng môi trường sống của con người. Các tác nhân tự nhiên gây ô nhiễm và
suy thoái nước ngầm như nhiễm mặn, nhiễm phèn, hàm lượng sắt, mangan, nhôm,
đồng, magie, flo và canxi là một trong những nguyên tố thường hiện diện trong
nước thiên nhiên khi nước chảy qua những vùng có nhiều đá vôi, thạch cao nước
thường có độ cứng và độ kiềm khá cao. Thông thường hàm lượng canxi có trong
nước từ 0 đến vài trăm mg/l. Chính sự có mặt của canxi hình thành nên
canxicacbonat, theo thời gian tích tụ có thể tạo nên một màng vẩy cứng bám vào
mặt trong các ống dẫn, bảo vệ kim loại chống lại sự ăn mòn. Tuy nhiên lớp màng
này lại gây nguy hại cho những thiết bị sử dụng ở nhiệt độ cao như bình đun, ống
dẫn, nồi hơi và các dụng cụ nhà bếp. Khi nấu ăn làm rau, thịt khó chín gây lãng
phí nhiên liệu, ảnh hưởng đến chất lượng đời sống của con người. [2]
Có nhiều phương pháp xác định hàm lượng canxi trong nước, tôi chọn phương
pháp chuẩn độ conplexon sẽ cho kết quả tốt, đơn giản, nhanh, và phù hợp với điều
kiện phòng thí nghiệm. Nhưng các nguyên tố kim loại tác dụng với axit etylen
diamin tetra axetic (EDTA) sẽ gây ảnh hưởng đến việc xác định nồng độ của canxi
trong nước. Vì vậy, tôi chọn đề tài “Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá
trình xác định canxi trong nước bằng EDTA. Áp dụng trên một số mẫu nước ngầm
tại địa bàn thành phố Đà Nẵng”.
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Kết quả thu được của đề tài nhằm tìm ra các yếu tố gây cản trở đến việc xác
định canxi trong nước. Từ đó, tìm ra cách loại trừ yếu tố ảnh hưởng cho phù hợp
trong điều kiện phòng thí nghiệm.
Quy trình phân tích đơn giản, ít tốn chi phí nên có thể áp dụng vào phân tích
các yếu tố ảnh hưởng trên một số mẫu nước bề mặt trong địa bàn thành phố Đà
Nẵng.


Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tài nguyên nước và vai trò của nó
1.1.1. Tài nguyên nước [3]
Trái đất có khoảng 361 triệu km
2
diện tích các đại dương (chiếm 71% diện
tích bề mặt trái đất). Trữ lượng tài nguyên nước có khoảng 1,5 tỷ km
3
, trong đó
nước khác chỉ chiếm 91 triệu km
3
(6,1%), còn 93,9% là nước biển và đại dương.
Tài nguyên nước ngọt chiếm 28,25 triệu km
3
(1,88% thủy quyển), nhưng phần lớn
lại ở dạng đóng băng ở hai cực trái đất (hơn 70% lượng nước ngọt). Lượng nước
thực tế con người có thể sử dụng được là 4,2 triệu km
3
(0,28% thủy quyển).
Các nguồn nước trong tự nhiên không ngừng vận động và chuyển trạng thái
(lỏng, rắn, khí), tạo nên vòng tuần hoàn nước trong sinh quyển: nước bốc hơi,
ngưng tụ và mưa. Nước vận chuyển trong các quyển, hòa tan và mang theo nhiều
chất dinh dưỡng, chất khoáng và một số chất cần thiết cho đời sống của động và
thực vật. Nước ao, hồ, sông và đại dương nhờ năng lượng mặt trời bốc hơi vào
khí quyển, hơi nước ngưng tụ lại rồi mưa rơi xuống bề mặt trái đất. Nước chu
chuyển trong phạm vi toàn cầu, tạo nên các cán cân cân bằng nước và tham gia vào
quá trình điều hòa khí hậu trái đất. Hơi nước thoát từ các loài thực vật làm tăng độ
ẩm không khí. Một phần nước mưa thấm qua đất thành nước ngầm và nước mặt đều
hướng ra biển để tuần hoàn trở lại, đó là chu trình nước. Tuy nhiên lượng nước ngọt
và nước mưa trên hành tinh phân bố không đều. Hiện nay hằng năm trên toàn thế
giới mới chỉ sử dụng khoảng 4000 km
3
nước ngọt, chiếm khoảng hơn 40% lượng
nước ngọt có thể khai thác được.


TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. TS. Nguyễn Đăng Đức (2008), Giáo trình hóa học phân tích, Thái Nguyên.
[2]. Từ Vọng Nghi – Huỳnh Văn Trung – Trần Từ Hiếu, Phân tích nước, nhà xuất
bản khoa học và kỹ thuật.
[3]. Lê Thị Thúy (2009), Ô nhiễm nước và hậu quả của nó, TP Hồ Chí Minh.
[4]. Bùi Xuân Vững (2010), Giáo trình hóa phân tích định lượng, TP Đà Nẵng.
[5]. PGS, TS Trần Thanh Xuân (2010), Tài nguyên nước mặt Việt Nam và những
thách thức trong tương lai, Viện Khí tượng Thuỷ văn - Bộ Tài nguyên và Môi
trường.
[6]. http://agriviet.com/home/archive/index.php/t-2662.html
[7]. http://***********/xem-tai-lieu/ky-thuat-xu-ly-nuoc-ngam.312593.html
[8]. TCVN 6201 : 1995