ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA MÔI TRƯỜNG Báo cáo nhóm môn THỰC HÀNH HÓA ỨNG DỤNG Bài XÁC ĐỊNH OZONE TRONG KHÔNG KHÍ Ca thực hiện: Tp Hồ Chí Minh tháng 01 năm 2014 Ca DANH SÁCH NHÓM MỤC LỤC Tính toán nồng độ so sánh nồng độ ozone hai vị trí lấy mẫu? Rút kết luận? Bình định mức 0.8 1.5 2.3 Từ Lượng ozone (M) Đo quang (A) 0.063 0.013 0.0224 lượng ozone mật độ quang ta phương trình đường chuẩn 0.0295 3.8 0.0367 Thế số vào ta được: Mẫu đo dãy nhà C: Impinger 1: A= 0.0502  M1 = 5.16 (mg/L) = 5.16x10-3 (mg/m3) Impinger 2: A = 0.0212  M2 = 2.23 (mg/L) = 2.23x10-3 (mg/m3) M = M1+M2 = = (mg/m3) Tương tự mẫu đường: Impinger 1: A = 0.0512  M1 = 5.26 (mg/L) = 5.26x10-3 (mg/m3) Impinger 2: A = 0.0222  M2 = 2.33 (mg/L) = 2.33x10-3 (mg/m3) (mg/m3) Nhận xét: So sánh: Theo kết tính toán ta nhận thấy nồng độ ozone đo vỉa hè đường Nguyễn Văn Cừ có nồng độ cao dãy nhà C thuộc trường ĐH Khoa học tự nhiên Tuy nhiên, nồng độ hai nơi không chênh lệch nhiều Nêu ưu nhược điểm phương pháp phân tích ozone hấp thu vào dung dịch KI so với phương pháp phân tích máy đo liên tục So sánh hai phương pháp? Phương pháp hấp thu bằng dd KI - Là phương pháp lấy mẫu chủ động, dùng bơm hút, hấp thu O3 bằng dung dịch KI - - Phương pháp đo bằng máy Là phương pháp lấy mẫu tự động, dựa cường độ phát quang hoá học của sản phẩm tạo từ ozone ethylen Lấy mẫu chủ động nên thường áp dụng cho chương trình lấy mẫu không liên tục - Lấy mẫu liên tục nên có thể đo liên tục nồng độ chất khí - Giá thành rẻ, dễ vận hành - Thiết bị đại, yêu cầu kỹ thuật cao - Không cần loại bụi lấy mẫu - Cần loại bụi để tránh trường hợp bụi tích tụ ống lấy mẫu - Độ xác cao - Hiệu suất phụ thuộc vào loại impinger lưu tốc lấy mẫu Ưu điểm của phương pháp hấp thu so với phương pháp tự động: • Giá thành rẻ, dễ vận hành • Không cần loại bụi lấy mẫu Nhược điểm • Không áp dụng chương trình lấy mẫu liên tục • Độ xác không cao bằng phương pháp tự động • Khi vận hành phải hết sức cẩn thận để đảm bảo chất lượng kết phân tích Vẽ sơ đồ nêu nguyên tắc hệ thống lấy mẫu ozone? Hệ thống lấy mẫu Ozone Hệ thống gốm máy bơm, bình chứa chất hút ẩm (silicagel), hai impinger chứa chất hấp phụ KI để thu hồi Ozone không khí Khi máy bơm hoạt động, khí máy hút di chuyển ống dẫn, qua ống hút ẩm để hút hết nước có khí, không nước không khí khiến kết có sai số âm Khí hút ẩm sau vào impinger thứ nhất, O khí bị KI hấp phụ Impinger thứ hai có nhiệm vụ hấp phụ tiếp lượng O không khí mà Impinger thứ chưa kịp hấp phụ (vì lưu lượng khí lớn nên KI không hấp phụ kịp KI impinger thứ bảo hòa Ozone) Nêu đặc điểm ozone cần phải phân tích ozone? Ozone có công thức phân tử O3 dạng thù hình của oxy, phân tử của chưa ba nguyên tử oxy thay hai thông thường Một số tính chất vật lý của Ozone trình bày bảng Bảng 1: Tính chất vật lý của ozone Công thức phân tử O3 Phân tử gam 47,998 g.mol-1 Bề Khí màu xanh nhạt Tỷ trọng 2,144 g.L-1 Điểm nóng chảy 80,7 K, -192,50C Điểm sôi 161,3 K, -111,9 0C Độ tan của ozone phụ thuộc vào nhiệt độ nước nồng độ ozone kha khí: đơn vị mg/L ppm Bảng 2: Độ tan của ozone O3 GAS 50C 100C 150C 200C 1.5% 11.09 9.75 8.40 6.43 2% 14.79 13.00 11.19 8.57 3% 22.18 19.50 16.79 12.86 Nguồn: http://www.ozoneapplications.com/info/ozone_properties.htm Trong điều kiện nhiệt độ áp suất tiêu chuẩn, ozone chất khí có màu xanh nhạt Ozone hóa lỏng màu xanh thẫm -1120C, hóa rắn có màu xanh thẫm -1930C Ozone có tính oxy hóa mạnh oxy O3 không bền, dễ dàng bị phân hủy thành oxy phân tử oxy nguyên tử Ví dụ: O3 → O + O O3 dễ dàng oxy hóa iodua đến iot tự do: O3 + 2KI + H2O → I2 + O2 + 2KOH Giấy tẩm dung dịch iodua kali hồ tinh bột (giấy iot tinh bột) chuyển thành màu xanh có mặt ozone không khí, bền oxy, dễ bị phân hủy thành oxy thường theo phản ứng: 2O3 → 3O2 Ozone chất độc có khả ăn mòn chất gây ô nhiễm chung Nó có mùi hăng mạnh Nó tồn tại với tỷ lệ nhỏ bầu khí quyển Trái đất Nó có thể tạo thành từ O2 phóng tĩnh điện, tia cực tím, ví dụ tia chớp, tác động của bức xạ điện từ trường cao lượng Ozone điều chế máy ozone phóng điện êm qua oxy hay qua không khí khô, tinh khiết Trong thiên nhiên, ozone tạo thành có phóng điện khí quyển (sấm, sét) Một số thiết bị điện có thể sản sinh ozone mà người có thể ngửi thấy dễ dàng Điều đặc biệt đúng với thiết bị sử dụng điện cao áp ti vi máy photocopy Các động điện sử dụng chổi quét có thể sản sinh ozone đánh lửa lặp lại bên khối Các động lớn, ví dụ sử dụng cho máy nâng hay máy bơm thủy lực, sản sinh nhiều ozone động nhỏ Mật độ tập trung cao của ozone khí quyển nằm tầng bình lưu (khoảng 20 đến 50 km tính từ mặt đất), khu vực biết đến tầng ozone Tại đây, lọc phần lớn tia cực tím từ Mặt trời, tia có thể gây hại cho phần lớn loại hình sinh vật Trái đất Phương pháp tiêu chuẩn để đo lượng ozone khí quyển sử dụng đơn vị Dobson (DU) Ozone sử dụng công nghiệp đo bằng ppm phần trăm theo khối lượng hay trọng lượng Cần phải phân tích ozone vì: • Ozone khí nhà kính, gây ảnh hưởng đến nóng lên toàn cầu nên cần quan tâm đến nồng độ ( ozone tầng đối lưu ) • Ozone gây ô nhiễm môi trường, gây ảnh hưởng đến môi trường sức khỏe người Không khí chứa lượng nhỏ ozone có tác dụng làm cho không khí lành Với lượng ozone lớn gây độc hại với người • Ozone chất độc có khả ăn mòn chất gây ô nhiễm chung Theo chuyên gia Mỹ, việc phơi nhiễm ozone không gây tổn thương phổi mà làm giảm số lượng tế bào miễn dịch quan trọng, khiến thể dễ bị công chất độc có không khí bị ô nhiễm, khu đô thị • Nếu hít phải khí ozone, gây tổn thương tế bào biểu mô lót của đường hô hấp, gây viêm, dẫn đến ho, ngứa họng, làm giảm chức phổi Từ làm cho bệnh hen suyễn, khí phế thũng, viêm phế quản mạn, bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính… nặng lên, làm giảm sức đề kháng của thể với bệnh tật Đối với bệnh nhân bị rung nhĩ rối loạn nhịp tim, nguy tử vong tăng cao ô nhiễm ozone  Cần phải phân tích Ozone để có đánh giá kịp thời nồng độ của không khí xung quanh, từ làm sở liệu cho đời sách hợp lý để kiểm soát nồng độ ozone không khí xung quanh, tránh làm ô nhiễm môi trường ảnh hưởng đến sức khỏe người Tại cần bọc giấy nhôm cho Impinger trình lấy mẫu tốc độ lấy 0.5 L/min? Bọc giấy nhôm Bọc giấy nhôm Impinger để ngăn hỗn hợp tiếp xúc với ánh sáng Nguyên nhân là: • Iot dễ thăng hoa điều kiện ánh sáng • Trong điều kiện có ánh sáng, NO2 tham gia phản ứng quang hóa tạo O3, làm nồng độ O3 tăng lên: NO2 + hν → NO +O• O• + O + M → O + M Tốc độ lấy mẫu Tốc độ lấy mẫu 0.5 l/min nhanh O thời gian phản ứng với KI chậm hơn, thời gian lấy mẫu kéo dài tăng khả I2 bị oxy hóa 10 Những điều trình thực nghiệm theo em dễ mắc sai số đến kết quả? Nêu giải thích điều kiện? Trong trình thực nghiệm dễ mắc sai số đến kết gồm: Quá trình lấy mẫu • Dung dịch hấp thu không hoàn toàn hệ sô hấp thu không đạt 100% • Dung dịch hấp thu không tinh khiết, giảm hiệu suất hấp thu • Bọc giấy bạc không kỹ dẫn đến lượng ozone hấp thu bị phân hủy Quá trình xử lý mẫu Khi xử lý mẫu, thao tác chuyển mẫu từ Impinger sang bình đình mức dễ gây sai số vấn đề: • Chuyển mẫu không hoàn toàn Chất phân tích dính lại Impinger sau lấy • Mất mẫu rơi, tràn Phân tích mẫu • Dung dịch đem đo quang có lẫn chất ảnh hưởng, cặn lơ lửng hay bọt khí nhỏ dẫn đến kết đo quang bị sai • Trường hợp khác lau ống chứa mẫu không sạch, dẫn đến đọng lớp mẫu, lớp nước phìa thành, gây sai số đo 11 ... A= 0.05 02  M1 = 5.16 (mg/L) = 5.16x10-3 (mg/m3) Impinger 2: A = 0. 021 2  M2 = 2. 23 (mg/L) = 2. 23x10-3 (mg/m3) M = M1+M2 = = (mg/m3) Tương tự mẫu đường: Impinger 1: A = 0.05 12  M1 = 5 .26 (mg/L)...  M1 = 5 .26 (mg/L) = 5 .26 x10-3 (mg/m3) Impinger 2: A = 0. 022 2  M2 = 2. 33 (mg/L) = 2. 33x10-3 (mg/m3) (mg/m3) Nhận xét: So sánh: Theo kết tính toán ta nhận thấy nồng độ ozone đo vỉa hè đường Nguyễn... của ozone phụ thuộc vào nhiệt độ nước nồng độ ozone kha khí: đơn vị mg/L ppm Bảng 2: Độ tan của ozone O3 GAS 50C 100C 150C 20 0C 1.5% 11.09 9.75 8.40 6.43 2% 14.79 13.00 11.19 8.57 3% 22 .18