Phân Tích Một Số Chỉ Tiêu Trong Nước - Bài 3: Độ Kiềm

Chào mừng quý khách đến với Wesharevn.Com - Website đang trong giải đoạn thử nghiệm. Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc nào về vấn đề bản quyền, xin vui lòng liên hệ cho chúng tôi, xin cảm ơn !

Bài 3: Độ Kiềm

  • 19/04/2023
  • 303
Độ kiềm khác với pH. Trong khi pH cho biết dung dịch là axit hoặc bazơ, thì độ kiềm cho biết dung dịch có thể hấp thụ bao nhiêu axit mà không làm thay đổi pH. Về cơ bản, đó gọi là khả năng đệm của dung dịch (còn gọi là nước). Do đó, các dung dịch có độ kiềm thấp có khả năng đệm thấp hơn và thay đổi pH khá nhanh khi thêm axit vào. Ngược lại, các mẫu có độ kiềm cao có khả năng đệm cao hơn và ít bị ảnh hưởng hơn khi thêm axit; bạn phải thêm nhiều axit hơn để có được sự thay đổi pH giống như trong mẫu có độ kiềm thấp.
Bài 3: Độ Kiềm

I. GIỚI THIỆU CHUNG

1. Ý nghĩa môi trường

Độ kiềm biểu thị khả năng thu nhận proton H+ của nước. Nước thiên nhiên hay nước từ hệ thống cấp nước, độ kiềm đều do 3 ion chính tạo ra: hydroxide, carbonic và bicarbonate. Trong thực tế các muối acid yếu như borate, silicate cũng gây ảnh hưởng lớn đến độ kiềm. Một vài acid hữu cơ bền với sự oxy hóa sinh học như acid humic, và các dạng muối của chúng có khả năng làn tăng độ kiềm. Trong điều kiện thiên nhiên thích hợp, tảo dễ dàng xuất hiện và tồn tại đối với một vài nguồn nước mặt, khi tảo sử dụng khí CO2 ở dạng tự do và kết hợp cũng làm tăng pH của nước. Những nguồn nước  được xử lý với hóa chất có chứa nhóm carbonate hoặc hydroxide cũng làm tăng pH.

2. Nguyên tắc

Dùng dung dịch acid mạnh để định phân độ kiềm với chỉ thị phenolphthalein và chỉ thị hỗn hợp.

Độ kiềm phenol được xác định bằng cách định phân mẫu đến điểm đổi màu của chỉ thị phenolphthalein (dung dịch từ màu hồng chuyển sang không màu khi pH nhỏ hơn 8,3).

Độ acid tổng cộng được xác định bằng định phân mẫu đến điểm đổi màu của chỉ thị hỗn hợp (dung dịch từ xanh chuyển sang đỏ khi pH nhỏ hơn 4,5).

3. Các trở ngại

Lượng ion dư trong nước uống ảnh hưởng đến kết quả định phân làm nhạt màu chất chỉ thị. Để tránh sai lệch, ta cho thêm vào mẫu một vài giọt Na2S2O3 0,01N. Khi mẫu nước có độ màu và độ đục cao phải dùng phương pháp chuẩn độ điện thế. Những chất kết tủa, xà bông, chất dầu, chất rắn lơ lửng có thể phủ điện cực thủy tinh làm cho điểm cuối đến chậm. Để khắc phục hiện tượng này, có thể làm sạch electrode mỗi khi tiến hành thí nghiệm. Không lọc, pha loãng hay cô đặc mẫu.

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 sulfuric acid (H2SO4) 0,02N: pha dung dịch H2SO4 1N (hòa tan 28 ml H2SO4 đậm đặc trong nước cất thành 1 lít), lấy 20 ml dung dịch H2SO4 1N thêm nước cất cho đủ 1 lít. Định phân lại acid này bằng Na2CO3 0,02N (hòa tan 1,06 g Na2CO3 đã sấy ở 1050C, thêm nước cất thành 1 lít).

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 95

d. Chỉ thị màu methyl cam 0,1%: hòa tan 0.1g methyl cam trong 100 ml ethanol 

III. THỰC HÀNH

1. Mẫu có pH > 8,3 (mẫu có 2 độ kiềm)

a. Độ kiềm phenol

Lấy 50 ml mẫu vào erlen, thêm 3 giọt chỉ thị màu phenophthalein. Định phân bằng dung dịch H2SO4 cho đến khi dung dịch vừa mất màu hồng. Ghi thể tích V1 ml H2SO4 0,02N đã dùng để tính độ kiềm phenol (P).

b. Độ kiềm tổng cộng

Lấy 50 ml mẫu vào erlen khác, thêm 3 giọt chỉ thị hỗn hợp (lúc này mẫu có màu xanh). Định phân mẫu bằng dung dịch H2SO4 cho đến khi dung dịch có màu đỏ xám. Ghi thể tích V2 ml H2SO4 0,02N đã dùng để tính  độ kiềm tổng cộng.

2. Mẫu có pH < 8,3 (mẫu chỉ có độ kiềm tổng cộng). 

Lấy 50 ml mẫu vào erlen khác, thêm 3 giọt chỉ thị hỗn hợp (lúc này mẫu có màu xanh). Định phân mẫu bằng dung dịch H2SO4 cho đến khi dung dịch có màu đỏ xám. Ghi thể tích V2 ml H2SO4 0,02N đã dùng để tính  độ kiềm tổng cộng.

IV. CÁCH TÍNH

Độ kiềm phenol P:

Độ kiềm tổng cộng T: 

Dựa trên kết quả có thể tính độ kiềm do các ion khác nhau gây ra theo bảng sau:

Kết quả định phân

         Độ kiềm do các ion (mg CaCO3/L)

OH-

CO32-

HCO3-

P = 0

0

0

T

P < T/2

0

2P

T – 2P

P = T/2

0

2P

0

P > T/2

2P – T

2(T – P)

0

P = T

T

0

0

 

Trong đó

  • P: độ kiềm phenol
  • T: độ kiềm tổng cộng
  • OH- (mg/l)     =  độ kiềm OH- (mgCaCO3/l) x 0,34
  • CO32- (mg/l)    =  độ kiềm CO32-  (mgCaCO3/l) x 0,6
  • HCO3- (mg/l)     =  độ kiềm HCO3-  (mgCaCO3/l) x 1,22

V.  CÂU HỎI

Giả sử rằng các muối hòa tan trên hoạt tính các ion không đáng kể. Một phần nước ở 250C có pH = 10,3 và hàm lượng carbonate là 120 mg/l.

- Hãy tính hàm lượng ion bicarbonate (mg/l)

- Tính độ kiềm OH-, CO32-, HCO3- và độ kiềm tổng cộng của mẫu trên (mgCaCO3/l)

zalo
0984842357