ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - LƯƠNG THANH THẢO NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM BỘ PHÂN TÍCH NHANH FLORUA TRONG NƯỚC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - LƯƠNG THANH THẢO NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM BỘ PHÂN TÍCH NHANH FLORUA TRONG NƯỚC Chun ngành: Hóa mơi trường Mã số: 60440120 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS.Phương Thảo Hà Nội – Năm 2014 LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Phương Thảo, người hướng dẫn, truyền đạt kinh nghiệm quý báu tận tình giúp đỡ em hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn giúp đỡ, động viên bảo nhiệt tình anh chị trước tất bạn bè Mặc dù cố gắng nỗ lực mình, song chắn luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận thơng cảm bảo tận tình từ q thầy bạn MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Vài nét phân bố flo tự nhiên 1.2 Độc tính florua 1.3 Tính chất ion florua 1.3.1 Axit flohidric muối florua 1.3.2 Khả tạo phức ion F- 1.4 Các phương pháp phân tích florua môi trường nước 10 1.4.1 Phương pháp phân tích trắc quang 10 1.4.2 Phương pháp điện dùng điện cực chọn lọc ion 10 1.4.3 Phương pháp chuẩn độ complexon (Xác định florua PbCl2) 11 1.4.4 Phương pháp xác định vi lượng flo 12 1.5 Cơ sở lý thuyết phương pháp phân tích so màu xác định nhanh florua nước 14 1.5.1 Sự tạo phức ion kim loại với thuốc thử hữu phân hủy F 14 1.5.2 Một số thuốc thử hữu tạo phức màu với Zirconi ứng dụng phân tích florua 16 1.6 Phương pháp thống kê xử lý số liệu thực nghiệm 19 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 21 2.1 Hóa chất dụng cụ 21 2.1.1 Hóa chất 21 2.1.2 Dụng cụ 22 2.2 Nội dung phương pháp thực nghiệm 23 2.2.1 Nội dung 23 2.2.2 Phương pháp nghiên cứu 23 2.2.2.1 Phương pháp SPADNS 24 a Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ thuốc thử 24 b Khảo sát ảnh hưởng thể tích dung dịch florua 24 c Khảo sát ảnh hưởng thời gian tới thay đổi màu 25 2.2.2.2 Phương pháp Xylenol da cam 25 a Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ thuốc thử 25 b Khảo sát ảnh hưởng thể tích dung dịch florua 25 2.2.2.3 Phương pháp Alizarin đỏ S 26 a Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ thuốc thử thể tích dung dịch florua 26 b Khảo sát ảnh hưởng thay đổi màu theo thời gian 26 c Khảo sát ảnh hưởng ion cạnh tranh tới phương pháp 26 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28 3.1 Phương pháp SPADNS 28 3.1.1 Ảnh hưởng thay đổi tỷ lệ thuốc thử phương pháp SPADNS 28 3.1.2 Ảnh hưởng thay đổi thể tích dung dịch florua phương pháp SPADNS 29 3.1.3 Ảnh hưởng thời gian tới thay đổi màu phương pháp SPADNS 31 3.1.4 Đánh giá sai số phương pháp 32 3.2 Phương pháp xylenol da cam 32 3.2.1 Ảnh hưởng tỷ lệ thuốc thử phương pháp xylenol da cam 32 3.2.2 Ảnh hưởng thể tích dung dịch florua phương pháp xylenol da cam 33 3.2.3 Ảnh hưởng thời gian tới thay đổi màu phương pháp xylenol da cam 35 3.2.4 Đánh giá sai số phương pháp 36 3.3 Phương pháp alizarin đỏ S 37 3.3.1 Khảo sát tỷ lệ thuốc thử thể tích dung dịch florua phương pháp alizarin đỏ S 37 3.3.2 Ảnh hưởng thời gian phương pháp alizarin đỏ S 40 3.3.3 Đánh giá sai số phương pháp 42 3.3.4 Ảnh hưởng ion lạ 43 3.4 Xây dựng thử nghiệm phân tích nhanh florua nước 44 a Thành phần phân tích nhanh florua nước 44 b Qui trình phân tích 45 c Giới hạn nồng độ nhận biết yếu tố ảnh hưởng 45 KẾT LUẬN 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ thuốc thử phương pháp SPADNS 24 Bảng 2.2: Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ thuốc thử thể tích dung dịch florua phương pháp alizarin đỏ S 26 Bảng 3.1: Mật độ quang thay đổi tỷ lệ thuốc thử phương pháp SPADNS 28 Bảng 3.2: Mật độ quang thay đổi thể tích dung dịch florua phương pháp SPADNS 30 Bảng 3.3: Mật độ quang theo thời gian phương pháp SPADNS 31 Bảng 3.4: Thông số thống kê phương pháp SADNS 32 Bảng 3.5: Mật độ quang thay đổi tỷ lệ thuốc thử phương pháp xylenol da cam 33 Bảng 3.6: Mật độ quang thay đổi thể tích dung dịch florua phương pháp xylenol da cam 34 Bảng 3.7: Mật độ quang theo thời gian phương pháp xylenol da cam 36 Bảng 3.8: Thông số thống kê phương pháp Xylenol da cam 37 Bảng 3.9: Mật độ quang thay đổi tỷ lệ thuốc thử thể tích dung dịch florua phương pháp alizarin đỏ S 38 Bảng 3.10: Mật độ quang theo thời gian quang phương pháp alizarin đỏ S 41 Bảng 3.11: Thông số thống kê phương pháp alizarin đỏ S 42 Bảng 3.12: Ảnh hưởng ion đến mật độ quang phương pháp alizarin đỏ S 43 DANH MỤC HÌNH Hình 3.1: Ảnh hưởng tỷ lệ thuốc thử phương pháp SPADNS 29 Hình 3.2: Ảnh hưởng thể tích dung dịch florua phương pháp SPADNS 30 Hình 3.3: Sự thay đổi màu sắc nồng độ florua khác với tỷ lệ mẫu+ thuốc thử 10+1+1 .31 Hình 3.4: Ảnh hưởng thay đổi tỷ lệ thuốc thử phương pháp xylenol da cam 33 Hình 3.5: Ảnh hưởng thể tích dung dịch florua phương pháp xylenol da cam .34 Hình 3.6: Sự thay đổi màu sắc nồng độ florua khác phương pháp xylenol da cam với tỷ lệ mẫu thuốc thử 10+ 1+ 35 Hình 3.7: Ảnh hưởng thời gian tới phương pháp xylenol da cam 36 Hình 3.8: Ảnh hưởng tỷ lệ thuốc thử thể tích dung dịch florua tới mật độ quang phương pháp alizarin đỏ S 38 Hình 3.9: Sự thay đổi màu sắc nồng độ florua khác phương pháp alizarin đỏ S tỷ lệ mẫu+ thuốc thử 10+ 0,5+ 39 Hình 3.10: Sự thay đổi màu sắc nồng độ florua khác phương pháp alizarin đỏ S tỷ lệ mẫu + thuốc thử 20+ 1+ 39 Hình 3.11: Sự thay đổi màu sắc nồng độ florua khác phương pháp alizarin đỏ S tỷ lệ mẫu + thuốc thử 10+ 0,5+ 0,5 39 Hình 3.12: Sự phụ thuộc mật độ quang vào thời gian phương pháp alizarin đỏ S 41 Hình 3.13 Sự thay đổi màu sắc sau phút phương pháp alizarin đỏ S 41 Hình 3.14 Ảnh hưởng ion đến mật độ quang phương pháp alizarin đỏ S 43 Hình 3.15: Bảng màu xác định florua phương pháp alizarin đỏ S 45 MỞ ĐẦU Thơng thường, mặt đất, lịng đất nước chứa flo Trung bình nước biển nguyên tố flo chiếm khoảng 0,0001 % khối lượng Flo xâm nhập vào thể người qua đường nước uống, thức ăn khơng khí, đáp ứng nhu cầu phát triển bình thường người Thiếu hụt dư thừa flo gây bệnh lý xương Nếu flo thâm nhập vào thể người mức cho phép gây bệnh "ngộ độc flo", chủ yếu biểu hiện: ngả màu vàng, ròn, dễ gãy dễ rụng; đau buốt lưng, đùi, khớp xương khó cử động, dễ bị dị hình, gây chứng rối loạn trao đổi chất Thông thường, ngày người cần 1÷1,5 mg F, 2/3 có nước uống, 1/3 có loại thực phẩm khác Nếu hàm lượng flo nước uống nhỏ 0,5 mg/l tỷ lệ trẻ mắc bệnh cao, lớn mg/l tỷ lệ trẻ em mắc bệnh khớp cao Khi phát nguồn nước khu vực nhiễm độc flo, việc xác định nhanh hàm lượng flo cần thiết Hiện để phân tích florua mơi trường nước, thường phải mang mẫu phịng thí nghiệm phân tích, phương pháp địi hỏi máy móc kỹ thuật cao Chưa có phương pháp xác định nhanh florua nước trường, việc nghiên cứu chế tạo phân tích nhanh florua nước theo cần thiết hữu ích Đây mục đích đề tài Yêu cầu phương pháp: đơn giản, dễ thực hiện, không cần chuyên gia, thời gian ngắn, Vì vậy, chúng tơi nghiên cứu đề tài "Nghiên cứu chế tạo thử nghiệm phân tích nhanh Florua nước" Chúng hy vọng đề tài nghiên cứu phát triển ứng dụng xác định hàm lượng florua nước thải nhà máy nước sinh hoạt số địa phương CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Vài nét phân bố flo tự nhiên Flo nguyên tố tương đối phổ biến, trữ lượng vỏ Quả đất vào khoảng 0,02% tổng số nguyên tử Phần lớn flo tập trung vào hai khống vật florit (CaF2) Criolit (Na3[AlF6]) Trong thể người flo chủ yếu xương men Flo nguyên tố có tính chất hóa học linh hoạt, thường có mặt khắp nơi tự nhiên hình thức hợp chất hóa học Trong nước thiên nhiên, hàm lượng flo thường nằm khoảng 0,01 ÷ 0,3 mg/l có lên tới 9,7 mg/l Hàm lượng flo trung bình nước uống 0,25 mg/l Các nguồn gây ô nhiễm florua: - Từ hoạt động tự nhiên: Sự phong hóa đá khống vật chứa flo floapatit [Ca10 F2( PO4)6], Criolit (Na3[AlF6]), Florit (CaF2) giải phóng flo vào nước ngầm sơng suối làm tăng dần hàm lượng flo nước Khí florua phát từ hoạt động núi lửa - Từ hoạt động nhân tạo: + Hoạt động sản xuất nông nghiệp: việc sử dụng dư thừa lượng phân bón hóa chất bảo vệ thực vật + Xử lý chất thải rắn có chứa flo phương pháp tiêu hủy phát thải khí có chứa flo theo nước mưa xuống ao, hồ, sông, suối, kênh rạch + Hoạt động sản xuất cơng nghiệp: nước thải nhà máy xí nghiệp sản xuất phân bón, sản xuất axit photphoric, sản xuất thủy tinh, gốm sứ, xi măng Flo thường có vật liệu thơ cho q trính sản xuất Chẳng hạn, sản xuất phân photphat axit hóa quặng apatit với axit sunfuric giải phóng hiđro florua theo phương trình sau ví dụ minh họa: 3[Ca3(PO4)2 ]CaF2 + 7H2SO4 = 3[Ca(H2PO4)2 ] + 7CaSO4 + 2HF [1] Hình 3.6: Sự thay đổi màu sắc nồng độ florua khác phương pháp xylenol da cam với tỷ lệ mẫu thuốc thử 10+ 1+ Từ kết ta thấy, phương pháp xylenol da cam, thay đổi màu rõ so với phương pháp SPADNS Khi nồng độ florua mg/l thêm thuốc thử vào có màu đỏ hồng, nồng độ florua tăng lên 1,5 mg/l bắt đầu xuất ánh vàng, màu đỏ hồng ban đầu nhạt dần Nồng độ florua tăng lên mg/l lúc ánh hồng, màu vàng đậm lên, nồng độ florua 10 mg/l dung dịch lúc có màu vàng nhạt Tuy nhiên, nồng độ florua từ đến 0,5 mg/l từ đến 1,5 mg/l, mắt thường phân biệt 3.2.3 Ảnh hưởng thời gian tới thay đổi màu phương pháp xylenol da cam Như đề cập, thời gian tiếp xúc florua với thuốc thử yếu tố ảnh hưởng đến thay đổi màu phương pháp trắc quang xác định nồng độ florua Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian tới phương pháp xylenol da cam đưa bảng 3.7 hình 3.7 35 Bảng 3.7: Mật độ quang theo thời gian phương pháp xylenol da cam Nồng độ F- (mg/l) Abs 0,5 10 15p 0,263 0,245 0,228 0,196 0,187 0,119 1h 0,275 0,261 0,238 0,208 0,199 0,121 Hình 3.7: Ảnh hưởng thời gian tới phương pháp xylenol da cam Từ kết ta thấy mật độ quang tăng lên thay đổi thời gian từ 15 phút lên Như vậy, thời gian 15 phút phản ứng ion florua phức Zr- Xylenol da cam diễn chưa hoàn toàn, thời gian chưa thỏa mãn phương pháp đòi hỏi kiểm tra nhanh nồng độ florua nước 3.2.4 Đánh giá sai số phương pháp Đánh giá: Với tỷ lệ thuốc thử xylenol da cam zirconi 1:2 kết đáng tin cậy, phân biệt màu rõ rệt Tiến hành phép lặp tỷ lệ 1:2, phép lặp n = 10 Kết đưa bảng 3.8 36 Bảng 3.8: Thông số thống kê phương pháp Xylenol da cam Nồng độ 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 5,0 10,0 0,256 0,244 0,231 0,206 0,195 0,186 0,170 0,152 1,57.10-5 8,6.10-5 3,75.10-5 3,28.10-5 3,56.10-5 4,9.10-5 7,53.10-5 1,68.10-5 1,25.10-3 2,93.10-3 1,93.10-3 1,81.10-3 1,89.10-3 2,21.10-3 2,74.10-3 4,1.10-3 2,83.10-3 6,6.10-3 4,38.10-3 4,1.10-3 4,27.10-3 5.10-3 6,2.10-3 9,28.10-3 1,11% 2,72% 1,9% 1,99% 2,18% 2,69% 3,65% 6,1% F- (mg/l) Giá trị Abs TB S2 Độ lệch chuẩn Độ xác Sai số tương đối Từ kết ta thấy, phương pháp xylenol da cam sai số tương đối phép đo ứng với nồng độ florua từ đến 10 mg/l nằm khoảng từ 1,1 % tới 6,1 %, cao so với phương pháp SPADNS, độ tin cậy thấp nằm giới hạn tin cậy cho phép 3.3 Phương pháp alizarin đỏ S 3.3.1 Khảo sát tỷ lệ thuốc thử thể tích dung dịch florua phương pháp alizarin đỏ S Phương pháp lựa chọn để phân tích florua đòi hỏi lượng thuốc thử nhỏ cho vào thể tích mẫu chất thích hợp mà kết thay đổi quan sát rõ mắt thường Kết mật độ quang thay đổi tỷ lệ thuốc thử thể tích dung dịch florua phương pháp alizarin đỏ S thể bảng 3.9 hình 3.8 37 Bảng 3.9: Mật độ quang thay đổi tỷ lệ thuốc thử thể tích dung dịch florua phương pháp alizarin đỏ S Nồng độ Abs florua Tỷ lệ thuốc thử (mg/l) 10+0,5+0,5 20+0,5+0,5 10+1+0,5 20+1+1 0,32 0,247 0,435 0,323 0,5 0,253 0,181 0,348 0,257 0,209 0,124 0,258 0,192 1,5 0,148 0,103 0,188 0,131 0,109 0,099 0,118 0,104 2,5 0,106 0,098 0,125 0,099 Hình 3.8: Ảnh hưởng tỷ lệ thuốc thử thể tích dung dịch florua tới mật độ quang phương pháp alizarin đỏ S Từ kết ta thấy, tỷ lệ mẫu+ thuốc thử 10+ 1+ 0,5 mật độ quang tương đối cao, giảm nồng độ florua tăng từ đến mg/l, sau mật độ quang tăng nồng florua từ đến 2,5 mg/l Với mẫu 20+ 1+ 1, mật độ quang giảm nồng độ florua tăng từ đến 2,5 mg/l, màu không rõ Tỷ lệ mẫu thuốc thử 20+ 0,5+ 0,5 mật độ quang giảm màu sắc thay đổi rõ rệt nồng độ florua từ đến 1,5 mg/l, giảm nhẹ nồng độ florua từ đến 2,5 mg/l Tuy nhiên, với tỷ lệ 38 thể tích dung dịch florua 10 ml, mật độ quang cao hơn, màu nhìn rõ mắt thường so với thể tích dung dịch florua 20 ml Hình 3.9: Sự thay đổi màu sắc nồng độ florua khác phương pháp alizarin đỏ S tỷ lệ mẫu+ thuốc thử 10+ 0,5+ Hình 3.10: Sự thay đổi màu sắc nồng độ florua khác phương pháp alizarin đỏ S tỷ lệ mẫu + thuốc thử 20+ 1+ Hình 3.11: Sự thay đổi màu sắc nồng độ florua khác phương pháp alizarin đỏ S tỷ lệ mẫu + thuốc thử 10+ 0,5+ 0,5 Quan sát hình 3.9 đến 3.11, thấy mật độ quang thay đổi rõ với tỉ lệ 10+0,5+1 (độ dốc lớn nhất) thực tế quan sát mắt thường tỉ lệ 10+ 0,5+ 0,5 dễ phân biệt thay đổi màu Khi thêm 0,5 ml Zr + 0,5 ml alizarin đỏ S vào 10 ml 39 dung dịch florua, nồng độ mg/l dung dịch có màu đỏ ánh hồng, nồng độ 0,5 mg/l màu đỏ ánh hồng ban đầu bắt đầu nhạt đi, nồng độ florua tăng lên 1mg/l bắt đầu xuất ánh vàng, nồng độ 1,5 mg/l màu đỏ ánh hồng nhạt hẳn, nồng độ mg/l dung dịch có màu vàng nhạt, màu vàng đậm lên nồng độ dung dịch florua 2,5 mg/l Quan sát mắt thường phân biệt rõ ràng màu sắc nồng độ florua thay đổi * Kết phù hợp với tính tốn lý thuyết: dung dịch thuốc thử Alizarin(Y)Zirconi có màu đỏ hồng, cho vào dung dịch florua, màu đỏ hồng nhạt dần chuyển sang màu vàng Zr4+ + 4Y- → ZrY4 ZrY4 +4F- →ZrF4 + 4Y(đỏ hồng) (vàng) Bằng tính tốn lý thuyết chúng tơi tính được: + Nồng độ F- = mg/l → nF- = 1,1 mol → ZrY4 dư, dung dịch hồng nhạt + Nồng độ F- = 2,5 mg/l → nF- = 2,78 mol → F- dư, dung dịch có màu vàng + Nồng độ F- >5 mg/l dung dịch không đổi màu (màu vàng) Do nghiên cứu chúng tơi tiến hành với tỷ lệ thuốc thử alizarin: zirconi 0,5: 0,5 3.3.2 Ảnh hưởng thời gian phương pháp alizarin đỏ S Với mục đích nghiên cứu chế tạo thử nghiệm phân tích nhanh florua nước, thời gian yếu tố quan trọng, khoảng thời gian ngắn, xác định lượng florua nước Do chúng tơi tiến hành nghiên cứu phản ứng florua thuốc thử thời gian khác để tìm khoảng thời gian thích hợp Kết mật độ quang theo thời gian đưa bảng 3.10 hình 3.12, 3.13 40 Bảng 3.10: Mật độ quang theo thời gian quang phương pháp alizarin đỏ S Nồng độ florua (mg/l) Tỷ lệ thuốc thử Abs 0,5 1,5 2,5 5p 0,282 0,216 0,167 0,123 0,113 0,11 15p 0,3 0,232 0,175 0,121 0,107 0,102 30p 0,312 0,254 0,175 0,12 0,102 0,098 1h 0,319 0,261 0,184 0,132 0,103 0,096 Thời gian 10+0,5+0,5 Hình 3.12: Sự phụ thuộc mật độ quang vào thời gian phương pháp alizarin đỏ S Từ hình 3.12, ta thấy mật độ quang thay đổi không đáng kể theo thời gian Sự thay đổi màu sắc quan sát mắt thường sau phút đưa hình 3.13 Hình 3.13 Sự thay đổi màu sắc sau phút phương pháp alizarin đỏ S Từ kết ta thấy phản ứng florua thuốc thử tiếp tục xảy gần hoàn toàn Màu sắc mẫu đậm dần, rõ rệt, nồng độ florua mg/l có màu đỏ hồng, nồng độ florua 0,5 mg/l màu đỏ nhạt dần có ánh hồng, nồng độ mg/l bắt đầu 41 xuất ánh vàng, nồng độ florua tăng lên 1,5 mg/l mẫu có màu vàng ánh hồng, nồng độ florua mg/l mẫu có màu vàng, nồng độ florua 2,5 mg/l màu vàng đậm lên Như vậy, sau phút mắt thường ta phân biệt mẫu chất Kết đảm bảo điều kiện thích hợp cho phép kiểm tra nhanh nồng độ florua nước 3.3.3 Đánh giá sai số phương pháp - Đánh giá: Từ kết thấy phương pháp alizarin đỏ S tiến hành với tỷ lệ mẫu + thuốc thử 10+ 0,5+ 0,5 mắt thường phân biệt nồng độ florua khác nhau, nên tiến hành phép lặp tỷ lệ - Kết thông số thống kê với phép lặp n=10 phương pháp alizarin đỏ S đưa bảng 3.11 Bảng 3.11: Thông số thống kê phương pháp alizarin đỏ S Nồng độ florua (mg/l) 0,5 1,5 2,5 Giá trị Abs TB 0,32 0,253 0,203 0,145 0,105 0,103 Phương sai (S2) 2,58.10-5 8,44.10-6 2,6.10-5 6,5.10-6 5,3.10-6 5,3.10-6 Độ lệch chuẩn TB 1,6.10-3 9,2.10-4 1,6.10-3 8,1.10-4 7,3.10-4 7,3.10-4 Độ xác 3,63.10-3 2,1.10-3 3,6.10-3 1,82.10-3 1,6.10-3 1,6.10-3 1,13% 0,82% 1,8% Sai số tương đối 1,25% 1,57% 1,6% Từ kết ta thấy, phương pháp alizarin sai số tương đối phép đo ứng với nồng độ florua từ đến 2,5 mg/l nằm khoảng từ 1,13 % tới 1,6 %, kết đáng tin cậy 42 3.3.4 Ảnh hưởng ion lạ Trong thực tế, ion florua không tồn riêng biệt nước, để đánh giá khả áp dụng phương pháp thực tế, tiến hành khảo sát ảnh hưởng ion thường có mặt nước ion clorua, nitrat, sunphat photphat Kết ảnh hưởng ion tới phương pháp alizarin đỏ S thể hình 3.14 bảng 3.12 Bảng 3.12: Ảnh hưởng ion tới mật độ quang phương pháp alizarin đỏ S Nồng độ Cl- (mg/l) 50 100 200 300 500 Abs 0,268 0,247 0,222 0,208 0,193 0,178 % Abs thay đổi 100 92,164 82,836 77,612 72,015 66,418 50 100 200 300 500 Abs 0,268 0,285 0,27 0,311 0,284 0,299 % Abs thay đổi 100 106,343 100,746 116,045 105,970 111,567 0,25 0,5 10 Abs 0,268 0,264 0,259 0,256 0,252 0,222 % Abs thay đổi 100 98,507 96,642 95,522 94,03 82,836 10 20 40 60 80 Abs 0,268 0,266 0,233 0,249 0,262 0,257 % Abs thay đổi 100 99,254 86,940 92,910 97,762 95,896 Nồng độ SO4 (mg/l) 2- Nồng độ PO43-(mg/l) Nồng độ NO3- (mg/l) Hình 3.14: Ảnh hưởng ion tới mật độ quang phương pháp alizarin đỏ S 43 Từ số liệu thực nghiệm cho thấy phần trăm mật độ quang (%Abs) có mặt ion cạnh tranh so với nồng độ ion mg/l nhỏ 80 % lớn 120 % có mặt ion bắt đầu có ảnh hưởng tới nồng độ florua xác định Từ kết ta thấy, nồng độ ion clorua lớn 100 mg/l nồng độ photphat lớn 10 mg/l bắt đầu có ảnh hưởng, cịn ion sunphat có nồng độ 500 mg/l ion nitrat có nồng độ 80 mg/l không ảnh hưởng tới phương pháp alizarin đỏ S hàm lượng florua phân tích 1,5 mg/l Nói cách khác, nồng độ clorua có mặt nước gấp 67 lần nồng độ có mặt florua nồng độ photphat lớn gấp 6,7 lần nồng độ florua nước gây ảnh hưởng đến phương pháp phân tích sử dụng thuốc thử alizarin đỏ S Nồng độ sunphat chưa vượt 333 lần nồng độ florua nồng độ nitrat chưa vượt 53 lần nồng độ florua khơng gây ảnh hưởng đến phép phân tích 3.4 Xây dựng thử nghiệm phân tích nhanh florua nước Từ kết quan sát thay đổi màu sắc thấy phương pháp alizarin đỏ S phương pháp tốt phương pháp cho phép kiểm tra nhanh florua nước Màu sắc thay đổi rõ ràng nhận thấy mắt thường nồng độ florua thay đổi từ đến 2,5 mg/l, thời gian xác định mẫu phút a Thành phần phân tích nhanh florua nước  Thuốc thử: + Dung dịch A: Hòa tan 88,5mg ZrOCl2.8H2O 150ml nước cất Thêm hỗn hợp (8,35 ml H2SO4 25ml HCl) định mức đến 250 ml, chứa lọ thủy tinh tối màu + Dung dịch B: Hòa tan 187,5 mg alizarin đỏ S nước cất, định mức đến 250 ml, chứa lọ thủy tinh tối màu  Cốc PE thể tích 50 ml  Ống hút nhựa lấy mẫu chia vạch thể tích lấy mẫu từ 0,5 đến 10 ml 44  Bảng so màu b Qui trình phân tích Lấy 10 ml dung dịch mẫu chất cần kiểm tra florua cho vào cốc nhựa 50 ml, sau nhỏ thêm vào 0,5 ml dung dịch A 0,5 ml dung dịch B Lắc đều, để phút, quan sát màu sắc so sánh với bảng màu, từ xác định nồng độ florua Hình 3.15: Bảng màu xác định florua phương pháp alizarin đỏ S c Giới hạn nồng độ nhận biết yếu tố ảnh hưởng Phương pháp alizarin đỏ S cho phép xác định nồng độ florua nước nồng độ florua nằm khoảng đến 2,5 mg/l Trong dung dịch mẫu chất cần xác định có ion Cl-, SO42-, PO43-, NO3- nồng độ định ảnh hưởng tới thay đổi màu sắc phương pháp, có mặt ion nitrat với nồng độ 80 mg/l, ion sunphat với nồng độ 500 mg/l không gây ảnh hưởng tới phương pháp Ion clorua với nồng độ 100 mg/l ion photphat với nồng độ 10 mg/l bắt đầu gây ảnh hưởng tới phương pháp 45 KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu luận văn thạc sĩ với nội dung "Nghiên cứu chế tạo thử nghiệm phân tích nhanh florua nước" thu kết sau: Đã nghiên cứu phương pháp phân tích florua nước với thuốc thử hữu khác là: SPADNS, xylenol da cam alizarin đỏ S Trong phương pháp nghiên cứu xác định phương pháp phù hợp để tiến hành kiểm tra nhanh florua nước phương pháp alizarin đỏ S Xác định tỷ lệ mẫu + thuốc thử phù hợp phương pháp alizarin đỏ S 10 + 0,5 + 0,5 (ml) Thời gian xác định florua nước phương pháp alizarin đỏ S phút Đã nghiên cứu ảnh hưởng ion cạnh tranh (Cl-, SO42-, PO43-, NO3-) phương pháp alizarin đỏ S Trong giới hạn nhận biết nồng độ florua phương pháp, có mặt ion nitrat với nồng độ 80 mg/l, ion sunphat với nồng độ 500 mg/l không gây ảnh hưởng Ion clorua với nồng độ 100 mg/l ion photphat với nồng độ 10 mg/l bắt đầu gây ảnh hưởng Đã đề xuất xây dựng phân tích nhanh florua nước: thành phần phân tích, qui trình tiến hành, giới hạn nồng độ nhận biết từ đến 2,5 mg/l mắt thường phân biệt khoảng nồng độ cách 0,5 mg/l yếu tố ảnh hưởng 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Văn Khoa (Chủ biên), Nguyễn Xuân Cự, Bùi Thị Ngọc Dung, Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Cái Văn Tranh (2000), Phương pháp phân tích đất- nước- phân bón trồng, nhà xuất giáo dục Nguyễn Đức Huệ (2011), Giáo trình độc học môi trường, nhà xuất đại học Khoa học tự nhiên- Đại học Quốc gia Hà Nội Hoàng Nhâm (2006), Hóa học vơ cơ, tập tái lần thứ 7, nhà xuất giáo dục Nguyễn Tinh Dung (1976), Phân tích định tính, nhà xuất giáo dục Hồ Viết Quý (2002), Cơ sở hóa học phân tích đại, tập 2, nhà xuất đại học sư phạm Hà Nội QCVN 08: 2008/ BTNMT Đào Hữu Vinh, Lâm Ngọc Thụ (1978), Chuẩn độ phức chất, nhà xuất khoa học kỹ thuật Lê Thị Mùi (2009), Hóa học phân tích, nhà xuât đại học sư phạm Đà Nẵng Lâm Ngọc Thụ (2005), Cơ sở hóa học phân tích, nhà xuất đại học quốc gia Hà Nội 10 A.K.Bapko.A.T.Pilipenko (1975), Phân tích trắc quang, tập 1,2 nhà xuất khoa học kỹ thuật 11 Nguyễn Trọng Biểu, Từ Văn Mặc (1978), Thuốc thử hữu cơ, nhà xuất khoa học kỹ thuật 12 Tạ Thị Thảo (2008), Sai số hóa học phân tích, nhà xuất đại học Khoa học tự nhiên- đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội 13 A.K Chaturvedi, K.P Yadava, K.C Pathak, V.N Singh (1990), Defluoridation 47 of waterby adsorption on fly ash, Water Air Soil Pollut 49, 51–61 14 A.M Raichur, M.J Basu (2001), Adsorption of fluoride onto mixed rare earth oxides, Sep Purif Tech 24, 121–127 15 APHA (1998), Method 4500 F- D.: SPADNS Method Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, Washington 16 A Tor, N Danaoglu, G Arslan, Y Cengeloglu (2009), Removal of fluoride from water by using granular red mud: batch and column studies, J.Hazard Mater 164 , 271–278 17 C Diaz-Nava, M.T Olguin, M Solache-Rios (2002), Water defluoridation by Mexican heulandite-clinoptilolite, Sep Sci Technol 37, 3109–3128 18 C.S Sundaram, N Viswanathan, S Meenakshi (2009), Fluoride sorption by nanohydroxyapatite/chitin composite, J Hazard Mater 172, 147–151 19 C Zhu, Z Luan, Y Wang, X Shan (2007), Removal of cadmium from aqueous solu-tions by adsorption on granular red mud (GRM), Sep Purif Technol 57, 161– 169 20 Forgen Albertsson (1966), The Sorption on Crystalline Zirconium Phosphate and Its dependence upon Crystallinity, Institude of Inorganic and Physical Chemistry, University of Lund, Lund Sweden, Acta chemical Scandinavica 20,1689-1702 21 http://www.bgs.ac.uk/research/groundwater/health/fluoride.html 22 I Abe, S Iwasaki, T Tokimoto, N Kawasaki, T Nakamura, S Tanada (2004), Adsorption of fluoride ions onto carbonaceous materials, J Colloid Interface Sci 275, 35–39 23 I.B Solangi, S Memon, M.I Bhanger (2010), An excellent fluoride sorption behaviour of modified amberlite resin, J Hazard Mater 176, 186–192 24 J Fawell, K Bailey, E Chilton, E Dahi, L Fewtrell, Y Magara(2006) Fluoride in Drinking Water, World Health Organization, IWA Publishing,UK 25 J.J Murray (1986), Appropriate Use of Fluorides for Human Health, World Health Organisation, Geneva 48 26 M.A.M Sahli, S Annouar, M Tahaikt, M Mountadar, A Soufiane, A Elmi- daoui (2007), Fluoride removal for underground brackish water by adsorption on the natural chitosan and by electrodialysis, Desalination 21, 37–45 27 Meenakshi, R.C Maheshwari (2006), Fluoride in drinking water and its removal, Centre for Rural Development and Technology, Indian Institute ofTechnology, Delhi, Hauz Khas, New Delhi, India, Journal of Hazardous Materials B137, 456–463 28 M.G Sujana, R.S Thakur, S.B Rao (1998), Removal of fluoride from aqueous solutionby using alum sludge, J Colloid Interface Sci 206 , 94–101 29 M Islam, R Patel (2011), Thermal activation of basic oxygen furnace slag and evalu-ation of its fluoride removal efficiency, Chem Eng J 169, 68–77 30 P.D Nemade, A.V Rao, B.J Alappat (2002), Removal of fluorides from water using low cost adsorbents, Water Sci Tech Water Supply 2, 311–317 31 P Trivedi, L Axe (2006), Long-term fate of metal contaminants in soils and sediments: role of intraarticle diffusion in hydrous metal oxides, R Hamon, M.McLaughlin, E Lombi (Eds.), Natural Attenuation of Trace Element Availability in Soils, CRC Taylor and Francis Group, New York, 57–71 32 R.L Ramos, J Ovalle-Turrubiartes, M.A Sanchez-Castillo (1999), Adsorption of flu-oride from aqueous solution on aluminium-impregnated carbon, Carbon 37, 609– 617 33 R Piekos, S Paslawska (1999), Fluoride uptake characteristics of fly ash, Fluoride 32, 14–19 49 ... Vì vậy, nghiên cứu đề tài "Nghiên cứu chế tạo thử nghiệm phân tích nhanh Florua nước" Chúng hy vọng đề tài nghiên cứu phát triển ứng dụng xác định hàm lượng florua nước thải nhà máy nước sinh... TỰ NHIÊN - LƯƠNG THANH THẢO NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM BỘ PHÂN TÍCH NHANH FLORUA TRONG NƯỚC Chun ngành: Hóa mơi trường Mã số: 60440120 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA... dùng để phân tích florua plastic 22 2.2 Nội dung phương pháp thực nghiệm 2.2.1 Nội dung Có nhiều phương pháp xác định florua nước, với mục đích chế tạo thử nghiệm phân tích nhanh florua nước chọn