TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ BẢO HỘ LAO ĐỘNG #" MÔN HỌC HÓA PHÂN TÍCH MÔI TRƯỜNG GIÁO VIÊN: TS. TRƯƠNG THỊ TỐ OANH 1 ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƢỜNG & BẢO HỘ LAO ĐỘNG GV: Tiến Sĩ TRƢƠNG TỐ OANH 2 Chƣơng I GIỚI THIỆU CHUNG I.1 Khái niệm về hóa học phân tích Hóa phân tích là :  ngành khoa học quan trọng trong:  nghiên cứu khoa học;  điều tra cơ bản;  đánh giá chất lƣợng sản phẩm…  ngành hoá học nghiên cứu về thành phần cấu tạo và hàm lƣợng các thành phần trong mẫu khảo sát.  sự tích hợp của nhiều ngành khoa học: vật lý, toán học - tin học, sinh học - môi trƣờng, vũ trụ, hải dƣơng học, địa chất, địa lý… 3  Đối tƣợng nghiên cứu - các chất có sẳn trong thiên nhiên (đất, nƣớc, không khí, quặng, tinh dầu…) - các sản phẩm của công nghiệp…  Các khái niệm - thành phần hoá học - phƣơng pháp phân tích - phƣơng tiện phân tích - quy trình phân tích 4 I.2 Mục đích phân tích Nhiệm vụ cơ bản của hóa phân tích ngày nay:phân tích định tính, định lƣợng, xác định cấu trúc, đánh giá kết quả và chất lƣợng sản phẩm… Xác định sự hiện diện và hàm lƣợng của các chất gây ô nhiễm môi trƣờng Tìm hiểu nguyên nhân Đánh giá mức độ ô nhiễm môi trƣờng do các chât gây ra Đề xuất biện pháp xử lý (giảm thiểu& loại trừ) M Ô I T R Ƣ Ờ N G 5  Các phƣơng pháp phân tích  phƣơng pháp hoá học (pp thể tích, khối lƣợng)  phƣơng pháp vật lý (quang, điện, nhiệt…)  phƣơng pháp hoá lý (pp phổ, pp điện hoá, pp sắc ký, pp phóng xạ)  phƣơng pháp vi sinh  phƣơng pháp phân tích động học  Các kỹ thuật phân tích * phân tích thô * phân tích bán vi lƣợng * phân tích vi lƣợng * phân tích siêu vi lƣợng 6  Các phản ứng hoá học đƣợc sử dụng - phản ứng kết tủa (định tính và định lƣợng) - phản ứng oxy hoá khử (định tính và định lƣợng) - phản ứng tạo phức (định tính và định lƣợng) - phản ứng trung hoà (định lƣợng) 7 I.3 Đảm bảo chất lƣợng phân tích  Đảm bảo chất lượng (Quality Assurance – QA)  Đánh giá chất lượng (Quality Assessment - QA) các chuẩn mực đánh giá: - độ đúng (accuracy) - độ chính xác (precision) - độ nhạy (sensivity) nhằm bảo đảm cho việc phân tích đạt các tiêu chuẩn chất lƣợng quy định.  Kiểm soát chất lượng (Quality Control - QC) là quá trình xảy ra ‘sau khi có kết quả’, sử dụng xử lý thông kê để chọn lọc các kết quả phân tích, loại bỏ các sai số thô có thể làm sai lệch kết quả cuối cùng của sự phân tích 8 I.4 An toàn trong phân tích Để tránh sự cố có thể xãy ra trong quá trình thực hiện các qui trình phân tích, cần phải:  tuân thủ nghiêm ngặt các qui định làm việc trong phòng thí nghiệm hoặc tại hiện trƣờng;  tuân thủ nghiêm ngặt các bƣớc tiến hành trong từng giai đoạn phân tích;  khi sử dụng hoá chất phải hiểu rõ tích chất độc hại của chúng (xem nhãn);  khi sử dụng thiết bị phân tích, phải hiểu rõ nguyên lý vận hành của thiết bị; (xem nội qui phòng thí nghiệm) 9 Chương II PHÂN TÍCH MÔI TRƢỜNG II.1 Lý thuyết cơ bản về hoá phân tích II.1.1 Cân bằng hoá học trong dung dịch II.1.2 Sự hình thành các phức chất II.1.3 Khái niệm về điện hoá II.2 Lựa chọn phƣơng pháp phân tích II.2.1 Môi trƣờng phân tích và thiết bị phân tích II.2.2 Chọn phƣơng pháp áp dụng II.2.3 Sai số trong phân tích [...]... ox1 a red2 b p/u đạt tới cân bằng khi Eox= Ered 27 II.2 Lựa chọn phƣơng pháp phân tích • • • • Môi trƣờng phân tích Phƣơng pháp áp dụng Thiết bị Biểu diển kết quả-Tính sai số 28 II.2.1 Môi trƣờng phân tích và thiết bị phân tích nƣớc đất không khí chất thải Phân tích cổ điển Phân tích hiện đại Phƣơng pháp chuẩn độ thể tích, khối lƣợng Phƣơng pháp quang phổ, điện hoá, sắc ký 29 II.2.2 Chọn phƣơng pháp... thƣờng phụ thuộc vào các yếu tố sau:  mục đích phân tích  đăc tính của mẫu phân tích  mức độ yêu cầu phân tích  mức độ chính xác  chi phí khả thi 31 II.2.3 Sai số trong phân tích Δx  μ  x Có 2 loại sai số: - sai số hệ thống: - sai số ngẩu nhiên : 32 Chƣơng III CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH III.1 Phƣơng pháp chuẩn độ Đây là phƣơng pháp phân tích thể tích, rất thƣờng đƣợc sử dụng Các thuật ngữ dùng... điển (thích hợp với hàm lƣợng lớn) -độ chính xác cao; -chi phí phân tích hợp lý; -thiết bị đơn giản, chi phí đầu tƣ thấp; -lƣợng mẫu lớn; -tính chọn lọc không cao; -thời gian phân tích chậm, Phƣơng pháp hiện đại (thích hợp với hàm lƣợng vết) -lƣợng mẫu nhỏ; - độ chính xác cao; - tính chọn lọc cao; -thời gian phân tích nhanh -chi phí phân tích cao; -chi phí đầu tƣ thiết bị cao; 30 Lựa chọn phƣơng pháp... phản ứng tạo phức trong hoá học phân tích  ứng dụng trong hoá phân tích định tính - phát hiện 1 ion (phản ứng có độ nhạy rất cao); - loại ảnh hƣởng của các ion cản trở (hiệu ứng che); - đẩy ion ra khỏi phức chất (dựa vào K của các phức)  ứng dụng trong hoá phân tích định lƣợng - Chuẩn độ phức chất; - phƣơng pháp phổ hấp thu phân tử (trắc quang); - phƣơng pháp điện hóa; - sắc ký trao đổi ion 23 II.1.3...Chương II PHÂN TÍCH MÔI TRƢỜNG II.1 Lý thuyết cơ bản về hoá phân tích Cân bằng hoá học Hình thành phức chất Điện hoá (oxy hoá – khử) 10 II.1 Lý thuyết cơ bản về hoá phân tích II.1.1 Cân bằng hoá học trong dung dịch a) Nồng độ là gì?  Nồng độ mol và nồng độ đƣơng lƣợng  Nồng độ phần trăm (w/w;... độ Tên gọi Nồng độ mol (mol/L) Nồng độ đƣơng lƣợng (a) (đlg/L) Nồng độ molan (mol/kg dmôi) Nồng độ khối lƣợng (g/L) Công thức tính m(g) CM  M(g) * V(L) m(g) m(g) CN    n * CM θ * V(L) M(g) * V(L) n m(g) Cm  M(g) * q(kg) m(g) Cg/L  V(L) 12 Trong đó m : số gam chất tan M : khối lƣợng phân tử chất tan V : thể tích dung dịch θ : số đƣơng lƣợng (g) n: số ion H+; OH- hay số e- trao đổi của 1 mol chất... VA.CA = VB.CB VA,VB: thể tích dd A và B tác dụng vừa đủ CA,CB: nồng độ đƣơng lƣợng của A và B 19 II.1.2 Sự hình thành các phức chất a) Định nghĩa ligand ligand ligand Ion trung tâm Ag(NH3)2+ = Ag(NH3)+ + NH3 K1 Ag(NH3)+ = Ag+ + NH3 K2 K1 Ag(NH 3 ) NH3   < K1 = 1/β β : hằng số bền Ag(NH )   3 2 20 b) Các yếu tố ảnh hưởng lên độ bền của phức chất  ảnh hưởng của môi trường acid/baz (pH) ML =...  E0  * ln  E0  * lg nF a red n a red R: hằng số khí (8,315J/độ mol) F: hằng số Faraday (96487 Coulomb) T: nhiệt độ tuyệt đối aox: hoạt độ chất oxi hoá 24 b) Các yếu tố ảnh hưởng trên cân bằng oxi -hóa khử  pH MnO4- + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O Edd  E Edd  E 0 0    MnO4 , H /Mn MnO 4 ,8H  /Mn 2 2   0,06 MnO 4 H   log 5 Mn 2     8   0,06 0,06 MnO 4  8  lg H  lg 5 5 Mn2   ... này C đƣợc thay bằng hoạt độ a Hệ thức liên lạc giữa C và a : a = f *C hệ số hoạt độ f  các ion hiện diện trong dung dịch (đƣợc biểu diển qua lực ion µ) 1 n μ   ci * zi 2 2 i 1 µ: lực ion; zi: điện tích ion; Ci: nồng độ ion (mol/L) 17  Công thức tính f 2 µ ≤ 0.02 log fi = - 0.5*zi * dd khá loãng 0.02 < µ ≤ 0.2 log fi = - 0.5*zi 2* 2 = - 0.5*zi * 2 µ > 0.2 log fi = [- 0.5*zi * dd khá đđ μ μ /1+(0.33*108*b*... rất thƣờng đƣợc sử dụng Các thuật ngữ dùng trong phƣơng pháp chuẩn độ:  phản ứng chuẩn độ X + R = C+D chất xác định/ chất chuẩn  điểm tƣơng đƣơng  điểm cuối  chất chỉ thị  đƣờng cong chuẩn độ 33 Phân loại theo cách thức tiến hành chuẩn độ III.1.1 Chuẩn độ trực tiếp Chất chuẩn R đƣợc cho trực tiếp vào chất xác định X, phản ứng hoá học xảy ra: X + R =C + D tại điểm tƣơng đƣơng: số đlƣợng X = số . thành phần hoá học - phƣơng pháp phân tích - phƣơng tiện phân tích - quy trình phân tích 4 I.2 Mục đích phân tích Nhiệm vụ cơ bản của hóa phân tích ngày nay :phân tích định tính, định lƣợng, xác. phân tích II.2.1 Môi trƣờng phân tích và thiết bị phân tích II.2.2 Chọn phƣơng pháp áp dụng II.2.3 Sai số trong phân tích 10 Chương II PHÂN TÍCH MÔI TRƢỜNG II.1 Lý thuyết cơ bản về hoá phân tích Cân. vi sinh  phƣơng pháp phân tích động học  Các kỹ thuật phân tích * phân tích thô * phân tích bán vi lƣợng * phân tích vi lƣợng * phân tích siêu vi lƣợng 6  Các phản ứng hoá học đƣợc sử dụng -