BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM Tp.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÀI GIẢNG
PHÂN TÍCH NƯỚC
02/2012
Chương 1: Đại cương về phân tích chất lượng nước
1.1. Phân loại nguồn nước sử dụng trong công nghiệp thực phẩm
Trong công nghiệp thực phẩm, nước hầu như hiện diện trong hầu hết các quá
trình công nghệ. Cụ thể nước có thể có các vai trò sau:
 Nguyên liệu chế biến: thường sử dụng là loại nước đạt tiêu chuẩn cho ăn
uống.
 Tham gia vào các quá trình vận chuyển, xử lý nguyên liệu và sử dụng trong
lò hơi: thường sử dụng các loại nước đạt tiêu chuẩn dùng cho sinh hoạt.
1.2. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu nước
Các mẫu được lấy phải có tính chất đại diện nhất và cần phải chú ý sao cho
mẫu không bị thay đổi trong khoảng thời gian lấy mẫu đến khi phân tích. Lấy mẫu
từ các hệ nhiều pha như nước chứa chất rắn lơ lửng hoặc chất lỏng hữu cơ không
trộn lẫn có thể có những vấn đề đặc biệt.
Khi lập chương trình lấy mẫu cần phải xác định rõ các mục tiêu vì các mục
tiêu này là yếu tố cơ bản để xác định vị trí lấy mẫu , tần xuất lấy mẫu , thời gian lấy
mẫu , phương pháp lấy mẫu , cách sử lý mẫu và yêu cầu phân tích. Cần phải lập
bảng các thong số quan tâm một cách chi tiết , kết quả rõ ràng đồng thời nêu các
phương pháp áp dụng .
Thông thường , cần lập chương trình lấy mẫu và phân tích mẫu sơ bộ trước khi
xác định mục tiêu . Điều quan trọng là phải chú ý đến tất cả các số liệu liên quan
cuả các chương trình thực hiện trước đó ở cùng địa điểm hoặc địa điểm tương tự và
những thông tin khác về các điệu kiện ở địa điểm đó . Thời gian và kinh phí cho
việc lập chương trình lấy mẫu thường được tính toán để đảm bảo thu được các
thông tin cần thiết một cách có hiệu quả và kinh tế.

1.2.1. Yêu cầu khi lập chương trình lấy mẫu
Những yêu cầu để lấy mẫu có thể được phân chia thành các mục tiêu cụ thể
dưới đây:
 Để xác định tính tích hợp của nước cho mục đích sử dụng và nếu cần để
đánh giá các yêu cầu xử lý hoặc kiểm tra
 Để nghiên cứu hiệu ứng thải đối với vùng nước nhận . Ngoài việc gây ô
nhiễm, nước thải có thể gây những phản ứng khác nhau như kết tủa chất
hoặc sinh khí.
 Để đánh giá hiệu quả hoạt động và kiểm soát trạm sử lý nước , nước cống và
nước thải công nghiệp , thí dụ để đánh giá sự thay đổi lâu dài các chất khi đi
vào trạm sử lý nước ; để đánh giá tính hiệu quả của mỗi giai đoạn của quá
trình xử lý; để cung cấp chứng cứ về chất lượng của nước đã xử lý; để kiểm
soát nồng độ các chất đã xử lý kể cả các chất có hại cho sức khỏe hoặc các
chất có thể ức chế hoạt động của vi sinh vật ; để kiểm soát các chất có thể
làm hỏng kết cấu hoặc thiết bị của trạm.
 Để nghiên cứu hiệu ứng của dòng nước ngọt và nước mặn chảy ở cửa song
để có những thông tin về quá trình trộn lẫn và phân lớp biển đổi ở các mức
thủy chiều và dòng chảy nước ngọt.
 Để xác định và định lượng sản phẩm bị mất trong quá trình sản xuất . Thông
tin này là cần thiết khi đánh giá cân bằng sản phẩm qua trạm xử lý và khi
lượng nước thải đo được .
 Để xác định chất lượng của nước nồi hơi, nước ngưng từ hơi hoặc các loại
nước thu hồi khác . Điều này làm cho nước phù hợp với mục đích sử dụng đã
định.
 Để nghiên cứu hiệu ứng của của các chất ô nhiễm trong khí quyển đến nước
mưa. Điều này cung cấp những thông tin có ích về chất lượng không khí và
cũng chỉ ra các vấn đề đang nảy sinh.
 Để đánh giá ảnh hưởng của các chất trong đất tới chất lượng nước. Có thể
những chất tự nhiên hoặc ô nhiễm do phân bón.
 Để đánh giá hiệu ứng tích lũy và thải ra của các chất cặn đáy tới hệ sinh vật

thủy sinh trong vùng nước hoặc vùng cặn đáy.
 Để nghiến cứu hiệu ứng tự tách , sự điều hòa của song và sự chuyển hành
trình nước tự nhiên
 Để đánh giá sự thay đổi về chất lượng nước trong hệ thống phân phối nước.
Những thay đổi này có thể do nhiều nguyên nhân .
1.2.3. Những điểm chú ý khi lấy mẫu
1-Lập chương trình lấy mẫu: tùy theo mục tiêu cần đạt được , mẫu có thể được
lấy từ những điểm riêng lẻ đến toàn bộ vùng nước.
2-Xác định điểm lấy mẫu:xác định điểm lấy mẫu phải đảm bảo lấy mẫu so sánh
vào thời gian khác. Trên các dòng sông , trong nhiều trong nhiều tình huống điểm
lấy mẫu có thể xác định chắc chắn khi so với các mốc trên bờ. Trên cửa sông không
có cây cối và bờ biển , điểm lấy mẫu có thể được đánh dấu bằng cách dùng các vật
tĩnh. Khi lấy mẫu bằng thuyền , cần dùng máy định vị.
3-Đặc tính của dòng chảy: tốt nhất là mẫu cần được lấy ở nơi có dòng xoáy
cuộn , nơi chất lỏng được trộn đều và có thể thì tạo xoáy trên dòng chảy. Điều này
không áp dụng khi lấy mẫu để xác định khí hòa tan và vật liệu dễ bay hơi vì nồng
độ của chúng bị thay đổi bởi cuộn xoáy .
4-Lấy mẫu từ ống dẫn: chất lỏng cần được bơm qua ống có kích thước phù hợp
để duy trì đặc tính chảy xoáy ( ví dụ như lấy mẫu chất lỏng không đồng nhất ,
đường kính ống tối thiểu 25mm ) . Không nên lấy mẫu ở đoạn ống nằm ngang.
5-Bản chất chất lỏng:chất lỏng có thể là loại ăn mòn , cần lưu ý đến khả năng ăn
mòn của thiết bị. Luôn ghi nhớ rằng khi lấy mẫu trong thời gian ngắn không cần
thiết sử dụng những thiết bị chống ăn mòn đắt tiền.
6-Lấy mẫu để xác định chất rắn lơ lửng: chất rắn có thể được phân bố bất kỳ
theo độ sâu của chất lỏng . Cần khuấn trộn đều . Tốc độ chảy đều là đủ để tạo ra
xoáy và mẫu cần lấy trong điều kiện đẳng tốc . Nếu không, cần lấy một loạt mẫu
theo chiều ngang của dòng chảy . Phải nhớ rằng sự phân bố của chất rắn lơ lửng có
thể thay đổi trong thời gian lấy mẫu.
7-Ảnh hưởng của điều kiện khí hậu: điều kiện khí tượng thay đổi có thể dẫn
đến thay đổi mạnh mẽ về chất lượng nước.Những thay đổi như vậy phải được ghi

lại để sử dụng khi giải trình kết quả.
1.2.4. Các tình huống lấy mẫu
1-Kết tủa:
Khi lấy mẫu kết tủa để phân tích hóa học , phải chọn điểm lấy mẫu tránh bị
nhiễm bẩn bởi các vật lạ (bụi , phân bón , thuốc trừ sâu , ….)
2-Sông , suối và kênh:
a- Hỗn hợp : nuế có dòng chảy hoặc sự phân lớp rõ rang ở điểm lấy mẫu thì
cần lấy một loạt mẫu theo chiều ngang và độ sâu để xác định bản chất và độ lớn của
bất kỳ dòng chảy.
b- Chọn điểm lấy mẫu là đại diện , nên chọn ở nơi có sẵn số liệu về dòng
chảy. Cần lấy mẫu ở cả thượng lưu và hạ lưu điểm thải, tuy nhiên cần lưu ý đến sự
trộn lẫn của dòng thải và dòng nước nhận cũng như tác động của nó đến các mẫu
lấy ở hạ lưu. Cần lấy mẫu xa hạ lưu ở một khoảng cách thích hợp để đánh giá được
tác động của sự thải đối với dòng sông.
3- Bể chứa và hồ:
Ngoài điểm nước vào , mẫu cần phải lấy ở tất cả điểm nước ra và ở các độ
sâu nước ra. Vùng nước có thể phân tầng theo nhiệt độ và rất khác nhau về chất
lượng giữa các độ sâu.
4- Nước ngầm:
Tốt nhất là nên chọn nơi mà sự thay đổi chất lượng dường như là rõ rệt
( tránh các điểm thải chính)
1.2.5. Thiết bị lấy mẫu
1-Bình chứa mẫu:
Bình chứa mẫu cần chống được sự mất mát chất do hấp thụ, bay hơi và ô nhiễm
bởi các chất lạ. Những yếu tố cần thiết khi chọn bình chứa mẫu là:
• Bền chắc
• Dễ đậy kín
• Chịu nhiệt
• Hình dạng, kích cỡ phù hợp
• Dễ làm sạch và có thể dùng lại

• Dễ kiếm và giá rẻ
Nếu bình dùng bằng chất dẻo để lấy mẫu nước thải ngoại trừ một số trường hợp đặc
biệt như lấy mẫu để phân tích
• Dấu mỡ
• Hydrocacbon
• Các chất tẩy rửa
• Thuốc trừ sâu
2- Các loại thiết bị lấy mẫu
2.1-Thiết bị lấy mẫu thủ công
Thiết bị lấy mẫu nước thải đơn giản nhất là xô hoặc bình rộng miệng buộc vào
một cái cán có độ dài thích hợp . Thể tích không nên nhỏ hơn 100ml . Khi các mẫu
lấy thủ công dùng đễ chuẩn bị mẫu tổ hợp thì thể tích của xô, bình cần phải chính
xác đến 5%. Lấy mẫu thủ công có thể dùng bình Kêmmrer,bình này là một ống có
dung tích từ 1 đến 3 lít và 2 đầu đều có nắp. Thiết bị lấy mẫu thủ công phải làm
bằng vật liệu trơ, không gây ảnh hưởng đến phân tích sau này.
Trước khi lấy mẫu , thiết bị phải được làm sạch bằng chất tẩy rửa và nước.
Thiết bị lấy mẫu có thể được tráng bằng chính nước cần lấy ngay trước khi lấy mẫu,
điều đó làm giảm khả năng gây sai số khi phân tích . Lưu ý khi lấy mẫu để phân tích
dầu mỡ hoặc phân tích vi sinh vật thì không được tráng bằng nước cần lấy.
2.2- Thiết bị lấy mẫu tự động
Nhiều thiết bị lấy mẫu có thể cho phép tự động lấy mẫu liên tục hoặc hang
loạt.Chúng thường dẽ mang và có thể dùng để lấy mẫu mọi loại nước thải.
1.2.6. Cách lấy mẫu
1-Nơi lấy mẫu:
Trong mọi trường hợp , địa điểm lấy mẫu được chọn phải đại diện cho dòng
nước thải cần kiểm tra. Để chọn các địa điểm lấy mẫu ở cống thải , trước tiên phải
nghiên cứu kĩ hệ thống cống trên bản vẽ. Sau đó là kiểm tra thực địa, vị trí lấy mẫu
là đại diện đối với mục đích lấy mẫu.
1.1- Lấy mẫu ở cống ,rãnh và hố ga:
Trước khi lấy mẫu cần dọn sạch địa điểm đã chọn để loại bỏ các cặn , bùn , các

lớp vi khuẩn …ở trên thành.
Cần chọn địa điểm có dòng chảy xoáy mạnh để đảm bảo pha trộn tốt. Khả
năng tiếp cận, sự an toàn và khả năng cung cấp năng lượng là những vấn đề ưu tiên
khi chọn vị trí lấy mẫu.
Vì các kênh thải thường thiết kế chung cho cả nước thải và nước mưa nên
thường dòng chảy ở chế độ chảy rối . Nếu dòng chảy ở chế độ chảy dòng thì có thể
tạo chế độ chảy rối cho dòng lưu chất bằng cách thu hẹp dòng chảy thí dụ như dùng
các tấm ngăn. Khi thu hẹp dòng chảy lưu ý để không xảy ra hiện tượng lắng cặn ở
thượng lưu của vật cản. Điểm lấy mẫu phải ở hạ lưu của chỗ thu hẹp và theo nguyên
tắc phải cách chỗ thu hẹp một khoảng cách bằng 3 lần đường kính ống thải. Đầu
vào của thiết bị lấy mẫu cần hướng về phía dòng chảy tới, nhưng cũng có khi phải
quay về phía hạ lưu vì dòng thải có quá nhiều rác gây bít tắc. Điểm lấy mẫu phải
nằm ở 1/3 chiều sâu dưới bề mặt nước.
1.2- Các trạm xử lý nước thải:
Khi chọn địa điểm lấy mẫu ở các trạm xử lý rác thải , cần luôn ghi nhớ mục
tiêu của chương trình lấy mẫu . Những mục tiêu điển hình là:
• Kiểm tra hiệu quả của trạm xử lý về tổng thể: các mẫu cần lấy ở đầu vào
chính và đầu ra chính.
• Kiểm tra hiệu quả xử lý của từng công đoạn hoặc một nhóm các công đoạn.
Khi lấy mẫu ở đầu vào của các trạm cần phải nghên cứu cẩn thận mục tiêu của
chương trình lấy mẫu. Trong một số tình huống cần công thô pha trộn với nước hồi
lưu (ví dụ để đánh giá hiệu quả của bể lắng sơ bộ) đôi khi lại yêu cầu loại bỏ nước
hồi lưu (thí dụ để đánh giá nước thải sinh hoạt , công nghiệp đưa vào trạm xử lý
hoặc kiểm soát dòng nước thải công nghiệp)
Khi lấy mẫu nước thải từ trạm xử lý gồm nhiều công đoạn ( ví dụ có nhiều bể
lắng) cần chú ý rằng mẫu phài đại diện cho toàn thể chứ không phải riêng cho một
công đoạn xử lý nào.
Khi lấy mẫu nước thải cần hết sức chú ý khắc phục hoặc giảm thiểu sự không
đồng đều thường có do mặt các chất rắn lơ lửng gây ra bằng cách tăng cường khuấy
trộn dòng chảy trước khi lấy mẫu.

1.3- Lấy mẫu trên bề mặt nước
Khi lấy nước trên bề mặt để thu thập thông tin về các chất nổi và nhũ hóa cần
dùng bình miệng rộng.
2- Tần số và thời gian lấy mẫu:
Nồng độ các chất cần xác định trong một dòng thải biến động do những thay
đổi hệ thống và ngẫu nhiên. Do đó, phân tích nước phải dựa trên các mẫu lấy ở
những khoảng thời gian đều đặn trong một chu kỳ nào đó. Số mẫu cần lấy trong
mỗi chu kỳ kiểm tra phải dựa trên cơ sở kỹ thuật thống kê.
3- Các loại mẫu
3.1- Mẫu bất kỳ hay mẫu cá biệt
Khi mẫu được lấy vào một thời điểm , ở một vị trí nhất định , nói cho đúng mẫu ấy
chỉ thể hiện được chất lượng nguồn vào thời điểm và tại vị tri đó mà thôi. Tuy
nhiên, các thông số liên quan và các khu vực khảo sát được biết rõ trong suốt thời
gian tiếp cận , chất lượng mẫu lúc đó được xem như khả năng tiêu biểu cho nguồn
trong khoảng thời gian đó hoặc cũng có thể bao gồm cho cả khu vực đó hoặc cùng
lúc bao gồm cả hai yếu tố trên chứ không riêng một.Trong trường hợp trên , mẫu
bất kỳ cũng có thể đại diện đặc tính cho dòng chảy một cách hoàn hảo , thí dụ như
với nguồn nước cấp , nước mặt . Đôi lúc , phương pháp lấy mẫu bất kỳ củng được
áp dụng cho cả nước thải.
Đối với nguồn được biết rõ là chất lượng liên tục thay đổi theo thời gian, những
mẫu cá biệt được lấy trong từng khoảng thời gian thích hợp và phân tích riêng sẽ
cho dữ liệu về những biến đổi trong phạm vi giới hạn. Trong một hệ thống giám
sát , chu kỳ lấy mẫu có thể vượt trên cả tháng khi nghiên cứu các chuyển biến trong
mùa . Trường hợp chất lượng mẫu thay đổi theo thời gian , mẫu sẽ được chọn ở một
thời điểm thích nghi.
Đối với chất mùn , bùn và nước thải , bùn ven bờ cần phải cân nhắc khi chọn
phương pháp lấy mẫu.Không thể đề nghị một phương pháp lấy mẫu hữu hiệu cho
tất cả các mẫu, nhưng phải thật thận trọng để lấy mẫu cho phù hợp với mục đích cần
thiết.
3.2-Mẫu hỗn hợp

Đối với nhiều trường hợp , thuật ngữ : “ mẫu hỗn hợp ” được dùng để diễn tả sự
trộn lẫn các mẫu cá biệt lấy ở nhiều điểm khác nhau trên cùng một vị trí.
Mẫu hỗn hợp thích hợp cho việc khảo sát các hàm lượng trung bình , thí dụ như
trong cách tính tỷ trọng hay hiệu quả của công trình xử lý nước thải. Nếu phải chọn
lựa giữa việc phân tích hàng loạt mẫu , sau đó tính giá trị trung bình rồi suy ra tổng
lượng thì mẫu hỗn hợp vẫn có được tính tiêu biểu, hơn nữa còn giúp tiết kiệm tri phí
và công sức cho phòng thí nghiệm.Trong những trường hợp cụ thể ,mẫu hỗn hợp
tiêu biểu cho một ca làm việc , cũng có thể cho một chu kỳ ngắn hơn như thời gian
một lần vận hành máy…tất cả đều thích hợp.Để đánh giá những hiệu quả , biến
động riêng biệt hay các lưu lượng thất thường thì cũng chỉ cần lấy mẫu hỗn hợp
trong suốt thời gian sự việc xảy ra cũng đủ.
Muốn xác định các thành phần hay các yếu tố chỉ thị những thay đổi thường
gặp trong hầm chứa thì nên dùng mẫu hỗn hợp .Trong trường hợp này các mẫu
riêng rẽ (individual sample)sẽ phù hợp hơn .Sau khi lấy mẫu, việc xét nghiệm cần
phải thực hiện ngay với các chỉ tiêu sau :pH, nhiệt độ, khí hòa tan, sunfua hòa tan
,clo dư ,…sự thay đổi các thành phần như ôxy hòa tan , khí cacbonic tự do trong
nước,pH, nhiệt độ có thể là nguyên nhân kéo theo các thay đổi sâu xa liên quan đến
các chất vô cơ: sắt , magan, độ kiềm ,độ cứng .
Tóm lại , loại mẫu này thường được dùng cho việc xác định thành phần ít thay
đổi trong điều kiện lấy mẫu và bảo quản mẫu.
Mỗi mẫu riêng lẻ được lấy trong một chai riêng miệng rộng 35mm, dung tích
khoảng 120ml. Tùy điệu kiện hiện trường , việc lấy những mẫu này được thực hiện
từng giờ, hoặc nửa giờ thậm chí có lúc 5 phút một lần. Nếu có tác chất bảo quản,
nên them vào mẫu sau khi vừa lấy.
Việc trộn mẫu được thực hiện trong một bình lớn có dung tích 2-3 lít đủ để
phân tích các thành phần trong nước cống, nước thải hoặc là từ ống nước thải.
Không nên sử dụng các dụng cụ lấy mẫu tự động trừ khi áp dụng được đầy đủ
cac phương cách bảo quản. Tất cả các dụng cụ phải được rửa sạch hàng ngày để
tránh sự phát triển sinh học và các chất lắng đọng khác.
Thỉnh thoảng cũng cần phân tích trên một mẫu riêng lẻ nếu xét thấy cần.

1.2.7. Phương thức bảo quản mẫu
Phương thức bảo quản mẫu nước theo chỉ tiêu phân tích được trình bày trong
bảng:
Chỉ tiêu phân tích Phương thức bảo quản Thời gian tồn trữ tối đa
Độ cứng(hardness) Không cần thiết
Calci (ca
2+
) Không cần thiết
Cloride (Cl
-
) Không cần thiết
Floride (F
-
) Không cần thiết
Độ dẫn điện 4
0
C 28 giờ
Độ acid, độ kiềm 4
0
C 24 giờ
Mùi 4
0
C 6 giờ
Màu 4
0
C 48 giờ
Sulphate 4
0
C; pH < 8 28 ngày
H

2
S Thêm 2mg/lzine acetate 7 ngày
Do (0,7 ml H
2
SO
4
+ 1ml NaN
3
) /300ml; 10-20
0
C
8 giờ
COD 2ml/1H
2
SO
4
7 ngày
Dầu và mỡ 2ml/1H
2
SO
4
, 4
0
C 28 ngày
Cacbon hữu cơ 2ml/1HCL, pH<2 7 ngày
Cyanide NaOH, pH>12,4,trong tối 24 giờ
Phenol H
2
SO
4

,pH<2,4
0
C 24 giờ
N-NH
3
4
0
C 7 ngày
N-NO
2
; N-NO
3
H
2
SO
4
,pH<2,4
0
C Phân tích ngay
Phosphate 4
0
C 48 giời
Fe ,Mn HNO
3
,pH<2,4
0
C 6 tháng
Cách bảo quản và thời gian lưu trữ trê chỉ có tính hướng dẫn, việc phân tích
thực hiện càng sớm càng tốt. Lưu ý hoạt động của vi sinh vật cũng làm ảnh hưởng
nhiều đến tính chất mẫu nước trong thời gian tồn trữ.

1.3. Các phương pháp phân tích cơ bản
1.3.1. Phương pháp trọng lượng
Đặc điểm của phân tích trọng lượng: Phân tích trọng lượng là một trong
những phương pháp quan trọng của phân tích định lượng, được ứng dụng để xác
định thành phần hóa của những đối tượng nghiên cứu như kim loại, silicat, vô cơ,
hữu cơ.
Bản chất của phân tích trọng lượng: Là một phương pháp của phân tích hóa
học định lượng dựa trên sự đo chính xác khối lượng của chất cần xác định hoặc của
thành phần nó được tách ra ở trạng thái tinh khiết hóa học hoặc dưới dạng hợp chất
thích hợp có thành phần không đổi biết chính xác.
Sự tách trực tiếp chất cần xác định hoặc các thành phần của nó ra khỏi sản
phẩm dưới dạng tinh khiết hóa học gặp nhiều khó khăn, đôi khi không thực hiện do
vậy sử dụng phương pháp kết tủa để tách chất mà chúng ta cần xác định.
Có 3 phương pháp phân tích trọng lượng: phương pháp tách, phương pháp kết
tủa và phương pháp cất.
1.3.1.1. Phương pháp tách
Cấu tử cần xác định được tách ra dưới dạng tự do và được cân trên cân phân
tích.
Ví dụ: Định lượng vàng, đồng từ hợp kim hay từ quặng.
Hòa tan hợp kim trong nước cường thủy (HCl : HNO
3
= 1 : 3) thu được dung
dịch chứa các ion vàng và đồng. Thêm vào dung dịch H
2
O
2
sẽ khử vàng thành
nguyên tố vàng và không ảnh hưởng đến ion đồng.Lọc rửa kết tủa bằng HCl loãng
sau đó rửa lại bằng nước cất. Lấy kết tủa đem nung sấy ta thu được vàng tinh khiết.
Cho dòng điện một chiều chạy qua dung dịch (nước rửa và nước lọc) trong

điều kiện xác định thì Cu kim loại sẽ được tách ra và bám trên catot Platin trơ đối
với dung dịch (và đã được cân trước). Dựa vào lượng cân của catot sẽ xác định
được hàm lượng của Cu trong hợp kim. (Phương pháp điện trọng lượng)
1.3.1.2. Phương pháp kết tủa
Kết tủa định luợng cấu tử cần xác định bằng các phương pháp hóa học dưới
dạng hợp chất ít tan có thành phần xác định nghiêm ngặt. Kết tủa tách ra được rửa,
sấy hay đem nung và được cân trên cân phân tích.
Cần phân biệt dạng kết tủa và dạng cân.
Dạng kết tủa là dạng chất cần xác định được kết tủa. Còn dạng cân là dạng
chất cần xác định được cân.
Ví dụ: Khi xác định ion SO
4
2-
bằng phương pháp trọng lượng, kết tủa chúng
bằng ion Ba
2+
SO
4
2-
+ Ba
2+
= BaSO
4
↓
chất cần xác định dạng kết tủa dạng cân
Trong một số trường hợp dạng cân và dạng kết tủa khác nhau
2Fe
3+
+ OH
-

→ Fe(OH)
3
↓ → Fe
2
O
3
chất cần xác định dạng kết tủa dạng cân
1.3.1.3. Phương pháp cất
Chưng cất định lượng cấu tử cần xác định dưới dạng hợp chất bay hơi.Phần
cần tách ra bằng cách đốt nóng mẫu phân tích hoặc bằng tác dụng của thuốc thử
thích hợp làm giải phóng ra sản phẩm bay hơi.Có phương pháp trực tiếp và gián
tiếp.
Phương pháp trực tiếp: Cấu tử cần phân tích được bay hơi sau đó hấp thụ vào
chất hấp thụ phù hợp, dựa vào sự tăng khối lượng chất hấp thụ người ta tính được
lượng cấu tử cần xác định.
Ví dụ: Xác định CO
2
trong CaCO
3
.
CaCO
3
+ H
+
→ CO
2
↑ + H
2
O
CO

2
+ 2NaOH → Na
2
CO
3
+ H
2
O
Phương pháp gián tiếp: Trong phương pháp này là xác định phần còn lại của
chất sau khi đã tách hoàn toàn chất cần xác đinh. Hiệu số trước và sau khi cất chất
cần xác định ra sẽ tính được chất cần xác định.
Ví dụ: Tính BaCl
2
.2H
2
O
BaCl
2
.2H
2
O sấy khô → BaCl
2
+ H
2
O ↑
Những ưu điểm và nhược điểm của phương pháp:
- Xác định độ chính xác cao đạt tới 0,01 – 0,005 % vượt xa độ chính xác của
chuẩn độ
- Xác định được nhiều kim loại (cation) và các á kim (anion), các thành phần
của hợp kim, quặng, silicat

- Đơn giản về nguyên tắc, dụng cụ phân tích thông thường.
- Độ đúng và độ lặp lại tốt (nếu cẩn thận)
- Kéo dài thời gian, không kinh tế như tiêu hao điện năng
Cách tính toán trong phương pháp trọng lượng:
Đối với kết tủa ở dạng kết tủa tinh thể (ví dụ như BaSO
4
, AgCl ) khối lượng
của chất cần xác định được tính theo công thức sau: g
A
= 0,5.F, trong đó F: là thừa
số phân tích trọng lượng, F = mM
A
/ nM
Al
, 0,5 là khối lượng của dạng cân chất cần
xác định ( đối với kết tủa dạng thể)
Đối với kết tủa vô định hình, khối lượng của chất cần xác định: g
A
= 0,1.F,
0,1 là khối lượng của dạng cân chất cần xác định (đối với kết tủa dạng vô định hình)
Ví dụ: Phân tích hàm lượng Fe trong dung dịch phân tích theo khối lượng
của Fe
2
O
3
đã được tách ra. Ta có F = 2M
Fe
/ M
Fe2O3
Phân tích hàm lượng Fe

2
O
3
trong dung dịch phân tích theo khối lượng của Fe
đã được tách ra. Ta có F = M
Fe2O3
/ 2M
Fe
Trong công thức tính F, tử số là chất cần xác định, mẫu là dạng cân.
1.3.2. Phương pháp thể tích
Điểm tương đương: sự chuẩn độ đạt tới điểm tương đương là khi tại điểm đó
lượng chất chuẩn thêm vào tương đương hóa học với lượng chất phân tích có trong
mẫu.
Điểm tương đương là một điểm lý thuyết, không thể xác định bằng thực
nghiệm.
Điểm kết thúc
Là thời điểm gây ra sự biến đổi tính chất vật lý hay sự đổi màu của chất chỉ
thị. Thường có sự sai biệt về thể tích hay khối lượng giữa điểm tương đương và
điểm kết thúc, người ta gọi là sai số trong chuẩn độ. Trong các phương pháp phân
tích thể tích, sai số trong chuẩn độ E
t
được xác định: E
t
= V
eq
- V
fin
V
eq
: thể tích lý thuyết của thuốc thử cần thiết để đạt đến điểm tương đương

V
fin
: thể tích thật sự sử dụng để phát hiện điểm kết thúc của phản ứng
Các phương pháp xác định điểm tương đương: để xác định điểm tương
đương, người ta sử dụng chất chỉ thị hóa học hay chỉ thị lý hóa.
Chất chỉ thị hóa học
Chỉ thị là chất được cho vào dung dịch khi tiến hành định lượng. Sự thay đổi
về pH, thế oxy hóa – khử…sẽ làm thay đổi màu của chỉ thị.
Các chỉ thị thường dùng trong phương pháp phân tích thể tích:
a. Chỉ thị nội: chỉ thị cho vào dung dịch khi tiến hành định lượng
Chỉ thị màu: metyl cam, phenolphtalein…
Chỉ thị tạo tủa: kali cromat
Chỉ thị tạo huỳnh quang: fluorescene
b. Chỉ thị ngoại: chỉ thị để ngoài, dùng dụng cụ như đũa thủy tinh lấy
dung dịch rồi cho tác dụng với thuốc thử như trường hợp dùng giấy
tẩm hồ tinh bột.
Chỉ thị có thể là:
Một chất : metyl đỏ
Hai chất: thuốc thử Tashiro (metyl đỏ và xanh metylen)
Nhiều chất: thuốc thử vạn năng
Chỉ thị lý hóa
Đo sự đổi màu của dung dịch bằng phương pháp quang phổ, phương pháp
điện hóa như đo điện thế, đo cường độ dòng điện hay đo độ dẫn điện.
Phân loại các phương pháp phân tích thể tích
- Phương pháp trung hòa: phương pháp dùng để định lượng các acid, base và
một số muối trong môi trường là nước hay môi trường khan. Phương pháp
này dựa trên sự trao đổi proton H
+
.
- Phương pháp oxy hóa – khử: dựa trên phản ứng oxy hóa – khử tương ứng

với sự trao đổi electron giữa 2 chất: một chất cho electron và một chất nhận
electron.
- Phương pháp kết tủa: căn cứ trên các phản ứng giữa chất cần định lượng và
thuốc thử tạo ra hợp chất ít tan.
- Phương pháp tạo phức: dựa vào phản ứng tạo phức. Phương pháp complexon
được sử dụng phổ biến dùng định lượng các ion kim loại như định lượng Ca,
Mg trong nước với thuốc thử là EDTA.
Kỹ thuật chuẩn độ
Kỹ thuật chuẩn độ trong phương pháp thể tích nói chung rất đơn giản. Kỹ
thuật thường chỉ cần đo thể tích của các dung dịch với những dụng cụ chính xác
như pipet, buret, bình định mức. Các dụng cụ kém chính xác hơn như ống đong
chỉ dùng để lấy thể tích thuốc thử và dùng để điều chỉnh môi trường phản ứng.
Các phương pháp được dùng trong phân tích thể tích là phương pháp trực
tiếp và phương pháp gián tiếp.
- Chuẩn độ trực tiếp: phương pháp chuẩn độ đơn giản nhất là từ buret đã hiệu
chỉnh chính xác, người ta nhỏ từng giọt dung dịch chuẩn B vào một thể tích
xác định chính xác dugn dịch hay một lượng cân các định chất A đã hòa tan
trong dung môi thích hợp. Khi phản ứng kết thúc, biết lượng dung dịch
chuẩn B dùng để phản ứng với chất cần định lượng A thì có thể tính hàm
lượng chất A.
Chuẩn độ trực tiếp thường dùng để định lượng một acid bằng một base hay
ngược lại.
- Chuẩn độ gián tiếp: người ta dùng phương pháp này khi chất cần định lượng
không phản ứng với dung dịch chuẩn nên cần có một chất trung gian.
- Chuẩn độ ngược hay chuẩn độ thừa trừ: chuẩn độ này áp dụng trong trường
hợp không thể thực hiện chuẩn độ trực tiếp. Người ta thêm một thể tích chính
xác, dư dung dịch chuẩn B vào một thể tích xác định dung dịch hoặc một
lượng cân xác định A đã hòa tan vào dung môi thích hợp. Khi phản ứng kết
thúc, lượng dư thuốc thử B không tham gia phản ứng được chuẩn độ bằng
dung dịch thuốc thử hỗ trợ khác, đã biết nồng độ chính xác. Thể tích thuốc

thử B trong chuẩn độ này không được ít hơn 15 – 20 ml trong phương pháp
đa lượng.
Dụng cụ dùng trong chuẩn độ bằng phương pháp thể tích
Dụng cụ chứa
Bình nón, becher dùng để đựng mẫu
Dụng cụ khắc độ
Ống đong
Pipet khắc độ
Dụng cụ chính xác
Pipet 1 vạch, 2 vạch
Buret dùng để đong một thể tích chính xác thay đổi
Bình định mức dùng để pha một dung dịch có thể tích chính xác, thường
dùng để pha dung dịch chuẩn, pha loãng dung dịch.
Thể tích chất lỏng trong bình biểu diễn bằng ml. Trên bình có ghi dung tích
và nhiệt độ.
Tính toán kết quả: để tính kết quả trong phương pháp phân tích thể tích cần
phải biết thể tích và nồng độ của chất chuẩn.
Tính kết quả dựa vào nồng độ đương lượng:
Đối với nồng độ đương lượng, người ta kết thúc chuẩn độ tại lân cận điểm
tương đương. Ở đó, số đương lượng (hay mili đương lượng) thuốc thử bằng số
đương lượng (hay mili đương lượng) của chất cần xác định.
Lấy V
B
ml dung dịch chất B (chất chuẩn) có nồng độ xác định N
B
dùng chuẩn
độ tại điểm kết thúc hết V
A
ml chất cần định lượng A có nồng độ N
A

. Để tính nồng
độ của chất A, áp dụng quy tắc hợp thức: V
A
.N
A
= V
B
.N
B
Nồng độ chất A được suy ra từ công thức:
.
.
A
BB
A
V
NV
N
=
Từ nồng độ xác định, tính được:
- Hàm lượng g/l P(g/l) = N
A
x E
A
E
A
: đương lượng gam của chất cần định lượng
- Hàm lượng tính theo %
100
.

%
mgA
EN
C
AA
=
1.3.2.1. Phương pháp axit – baz
Định lượng acid
Định lượng acid mạnh trong nước
Nếu định lượng một acid mạnh bằng base mạnh với nồng độ cao thì bước
nhảy pH dài. Do đó hầu hết chỉ thị màu đều sử dụng được. Khi dung dịch được pha
loãng (0,01N) pH thay đổi yếu hơn nên chọn lựa chỉ thị màu phải giới hạn.
Bảng 1: pK của một và acid trong nước
Acid vô cơ pK
1
pK
2
pK
3
Acid hữu cơ pK
1
pK
2
pK
3
H
2
SO
4
1,9 Oxalic 1,2 4,3

H
2
SO
3
1,8 7,2 Tartric 2,5 4,2
H
3
PO
4
2,1 7,2 12,4 Citric 3,1 4,8 6,4
HF 3,2 Formic 3,8
HNO
2
3,3 Lactic 3,9
H
2
CO
3
6,4 10,3 Bezoic 4,2
H
2
S 7,0 13,8 Acetic 4,7
H
3
BO
3
9,1 12,7 13,8 Phenol 9,9
HCN 9,4
Định lượng acid yếu trong nước
Khi định lượng các acid mạnh thẳng có trọng lượng phân tử hơi cao như các

acid alcol (acid lactic, acid tartric, acid citric) bằng kiềm thì sự chuyển màu xảy ra
trong vùng kiềm.Dung dịch để chuẩn độ không được có carbonat.
Nếu nồng độ acid quá thấp, vùng chuyển màu kéo dài nên thích hợp hơn là
phải thay dung môi.
Định lượng base
Định lượng base mạnh trong nước
Giống như trường hợp định lượng một acid mạnh.
Định lượng base yếu trong nước
phải định lượng bằng một acid mạnh, pH ở điểm tương đương sẽ nhỏ hơn 7. Việc
chọn chỉ thị tùy thuộc vào pK
a
của acid liên hợp với base chuẩn độ. Amoniac là
trường hợp đặc biệt quan trọng.
1.3.2.2. Phương pháp oxy hóa khử
Xác định KMnO
4
a. Nguyên tắc:
Phương pháp permanganat vận dụng khả năng oxy hóa của permanganat
MnO
4
-
.Phản ứng thường được thực hiện trong môi trường acid và muối duy nhất
được sử dụng là muối K.
Permanganat là chất oxy hóa mạnh đối với những hệ thống khử (MnO
4
-
/Mn
2+
= +
1,51V ở pH =0) dẫn đến kết quả là tính chọn lọc của chất oxy hóa này rất yếu vì các

chất khác đều đóng vai trò là chất khử của permanganat, do vậy thường sử dụng để
định lượng các chất khử.
b. Vai trò của pH
- Trong môi trường acid: Mn
7+
+ 5e → Mn
2+
- Trong môi trường trung tính hay kiềm:
+ Trong môi trường trung tính hay kiềm yếu, khả năng oxy hóa yếu hơn.
Mn
7+
+ 3e → Mn
4+
+ Trong môi trường kiềm mạnh, khả năng oxy hóa còn yếu hơn nữa.
Mn
7+
+ e → Mn
6+
- Trong môi trường trung tính hay kiềm, phản ứng kém lặp lại hơn trong môi
trường acid, sự oxy hóa ngừng ở những giai đoạn khác nhau và sản phẩm có
màu do đó cần sử dụng kỹ thuật chuẩn độ thừa trừ khi muốn thực hiện trong
môi trường này. Thực tế hay sử dụng môi trường acid để chuẩn độ bằng
phương pháp permanganat.
c. Acid được sử dụng trong phép xác định KMnO
4
- HCl: không thể dùng vì MnO
4
-
có thể oxy hóa Cl
-

giải phóng Cl
2
.
- HNO
3
: thường không được dùng vì HNO
3
trong thương mại luôn chứa NO
2
-
,
anion này khử permanganat.
- H
2
SO
4
và H
3
PO
4
: thường dùng 2 acid này làm môi trường
d. Dung dịch chuẩn sử dụng trong phép đo KMnO
4
Dung dịch chuẩn KMnO
4
0,1N: muối này tự khử dễ dàng khi có mặt những
tạp hữu cơ, do đó khi cân trực tiếp để hòa tan thì nồng độ thường dưới mức
mong muốn.
Điều chế: hòa tan khoảng 3,5g KMnO
4

này trong một lít nước đã đun sôi
trước. Bảo quản dung dịch trong lọ sạch và để vài ngày trước khi thực hiện
chuẩn độ lại. Trong khoảng thời gian này những chất hữu cơ đã bị oxy hóa thì
nồng độ của dung dịch giảm nhẹ. Khi tất cả những chất hữu cơ đã bị oxy hóa thì
nồng độ dung dịch hầu như bền vững. Lọc qua bông thủy tinh hay phễu thủy
tinh xốp. Dịch lọc được chứa trong những chai thủy tinh màu vì ánh sáng xúc
tác sự phân hủy permanganat. Khi sử dụng, xác định lại nồng độ bằng dung dịch
acid oxalic.
Bảo quản: để tránh ánh sáng hoàn toàn vì ánh sáng xúc tác sự phân hủy
permanganat.
Ưng dụng định lượng bằng phép đo permanganat
Định lượng các hợp chất vô cơ
Định lượng muối Fe(II)
Fe(II) có tính khử trong thực tế hay sử dụng muối Mohr Fe
2+
→ Fe
3+
Định lượng muối Fe(III)
Phải khử ion Fe
3+
trước với một lượng thừa thuốc thử Sn
2+
, amalgram Zn hay
H
2
SO
4
. Fe(II) được tạo nên được chuẩn độ bằng dung dịch permanganat.
Phép đo iod
a. Nguyên tắc

Phương pháp iod bao gồm việc định lượng sử dụng tính chất oxy hóa – khử
của hệ thống iod/iodid (I
2
/2I
-
)
Iod là một halogen có tính oxy hóa mạnh thu 1 eletron khi tác dụng với chất
khử.
I
2
+ 2e → 2I
-
Ngược lại iodid (I
-
) có tính khử dễ nhường 1electron khi tác dụng với chất
oxy hóa
2I
-
+ 2e → I
2
Do vậy dung dịch I2 để định lượng chất khử và dung dịch iodid để định
lượng chất oxy hóa.
b. Các kỹ thuật chuẩn độ trong phép đo iod
Các kỹ thuật chuẩn độ đã được giới thiệu trong bài phương pháp phân tích
thể tích. Phần này sẽ nhắc lại sơ bộ cách tiến hành trong phép đo iod.
• Chuẩn độ trực tiếp
Tiến hành:chuẩn độ các dung dịch có tính khử bằng dung dịch chuẩn độ iod.
Thế oxy hóa – khử chuẩn E
0
= +0,535 V cho thấy iod là một tác nhân oxy

hóa yếu (ở vị trí giữa của bảng thế oxy hóa – khử chuẩn).
Tuy vậy, có vài chất được chuẩn độ trực tiếp bằng dung dịch iod thích hợp
hơn vì tác động oxy hóa nhẹ của iod lại có lợi trong khi sử dụng chất chuẩn độ
mạnh hơn có thể gây ra sự oxy hóa không tỷ lượng.
• Chuẩn độ thừa trừ (chuẩn độ ngược)
Thêm một lượng thừa dung dịch KI vào mẫu chứa chất oxy hóa.Chất oxy
hóa này bị iodid khử, kết quả tạo thành một lượng iod tương đương và được chuẩn
độ bằng natri thiosulfat chuẩn.
A
ox
+ I
-
→ A
kh
+ I
2
2 S
2
O
3
2-
+ I
2
→ S
4
O
6
2-
+ 2I
-

Iod tạo thành trong phản ứng đầu tiên tương đương với lượng tác nhân oxy
hóa A
ox
có trong mẫu. Kế đó iod tạo thành được chuẩn độ bằng natri thiosulfat, các
ion iodid và tetrathionat là các sản phẩm.
• Chuẩn độ thế
Tiến hành: cho một thể tích chính xác dung dịch cần định lượng tác dụng với
một lượng dư thuốc thử nào đó, phản ứng sinh ra một lượng chất mới tương đương
hóa học với lượng chất cần xác định. Dùng dung dịch chuẩn độ để định lượng chất
mới sinh ra.
Thí dụ: định lượng K
2
Cr
2
O
7
bằng cách cho tác dụng với lượng dư KI (môi
trường acid) để giải phóng iod (lượng tương đương).
K
2
Cr
2
O
7
+ 6 KI + 7 H
2
SO
4
→ 3 I
2

+ Cr
2
(SO
4
)
3
+ 4 K
2
SO
4
+ 7 H
2
O
Thay vì định lượng K
2
Cr
2
O
7
thì sẽ định lượng I
2
phóng thích bằng Na
2
S
2
O
3
.
2Na
2

S
2
O
3
+ I
2
→ 2NaI + Na
2
S
4
O
6
1.3.2.3. Phương pháp phức chất
Ứng dụng của phản ứng tạo phức trong phân tích
- Dùng các hợp chất phức để tạo kết tủa
Có nhiều muối phức khó tan trong nước được tạo thành bởi các cation kim
loại nặng và các anion của những acid phức. Thí dụ: Ni
2+
tạo muối ít tan với
hexacyanocobaltat (III) NI
3
[Co(CN)
6
]
2
màu xanh lá cây.
Có nhiều ion phức có độ bền cao, màu đặc trưng dung cho phân tích định
tính và định lượng: phát hiện K
+
bằng cách cho tác dụng với Na

3
[Co(NO
3
)
6
] tạo ra
phức ở dạng tủa màu vàng K
3
[Co(NO
3
)
6
]. Định tính Fe
3+
: Fe
3+
phản ứng với
K
4
[Fe(CN)
6
] tạo kết tủa màu xanh phổ Fe
4
[Fe(CN)
6
]
3
. Để định lượng Fe
3+
,người ta

cho Fe
3+
tác dụng với thuốc thử NH
4
SCN, phức tạo thành có màu đỏ máu, đo phổ
hấp thụ trong vùng khả kiến.
- Dùng các phản ứng tạo phức để che các ion cản trở
Có nhiều trường hợp người ta dùng phản ứng tạo phức để che các ion ngăn
cản quá trình phân tích.
Thí dụ: trong quá trình phân tích, Fe
3+
có thể ngăn cản sự phát hiện ion khác,
người ta che Fe
3+
bằng cách thêm H
3
PO
4
, NaF, Na
2
C
2
O
4
, hoặc Na
2
C
4
H
4

O
6
vào dung
dịch phân tích, ion Fe
3+
sẽ tạo với các chất đó thành ion phức bền không màu. Khi
đó các phức được hình thành bền vững ngay cả khi cho thuốc thử nhạy với Fe
3+
như
NH
4
SCN cũng không tác dụng rõ rệt với Fe
3+
.
- Dùng phản ứng tạo phức để hòa tan kết tủa
Người ta dùng các phản ứng tạo phức để hòa tan những kết tủa không tan
trong nước, trong acid và trong kiềm. Như trường hợp Ag
+
tác dụng với nhóm
halogenid (Cl
-
, Br
-
, I
-
) tạo thành các muối bạc halogenid không tan. Để tách AgCl ra
khỏi các chất khác, người ta cho vào tủa một lượng thừa NH
3
, AgCl tạo thành phức
[Ag(NH

3
)
2
Cl] tan.
- Dùng phản ứng tạo phức để thay đổi tính acid – base của các chất
Người ta dùng phản ứng này khi muốn thay đổi tính acid, base của một số
chất.
Thí dụ: để tăng tính acid của acid boric, người ta thêm vào dung dịch một
lượng glycerin. Lúc này có liên kết anion của acid boric thành phức glyceroborat
kèm theo làm yếu liên kết của nó với hydro. Do đó, acid yếu trở thành acid mạnh.
1.3.2.4. Phương pháp kết tủa
Nguyên tắc chung:
Là phương pháp định lượng dựa trên việc dùng phản ứng kết tủa (tạo thành
hợp chất ít tan) giữa thuốc thử và chất chần định lượng.
Phương pháp kết tủa cho phép ta định lượng các anion như: Cl
-
, Br
-
, CN
-
,
SCN
-
, CrO
4
2-
, PO
4
3-
… và ngược lại định lượng các cation tạo thành tủa với các

anion trên.
Phân loại:
- Phương pháp bạc: dựa trên việc dùng dung dịch chuẩn là AgNO
3
, dựa trên
khả năng tạo thành muối bạc
- Phương pháp Hg(I): dựa trên việc dùng dung dịch chuẩn muối thủy ngân (I)
tạo thành hợp chất Hg(I) không tan như Hg
2
Cl
2
, Hg
2
Br
2
, Hg
2
I
2
.
- Phương pháp Hg(II): dựa trên việc dùng dung dịch chuẩn muối thủy ngân
(II) tạo thành hợp chất Hg(II) kém phân ly như HgCl
2
, Hg(SCN)
2
, Hg(CN)
2
Tuy nhiên các phương pháp thủy ngân (I) và (II) có nhược điểm là muối thủy
ngân rất độc nên ít sử dụng.
Yêu cầu đối với phản ứng trong phương pháp kết tủa

- Phản ứng giữa chất cần xác định (A) và dung dịch chuẩn của thuốc thử B cần
phải xảy ra với điều kiện tạo thành kết tủa có độ tan
mm
BA
S
tối thiểu và
trong mọi trường hợp không được vượt quá độ tan cho phép 10
-5
mol/l. Phức
tạo thành phải có hằng số không bền nhỏ nhất, hằng số này biểu thị mức độ
bền của phức.
- Vì thêm các chất điện ly không có ion chung đối với kết tủa A
m
B
n
làm tăng
độ tan của nó nên phản ứng cần tiến hành ở điều kiện khi chất lạ có mặt
trong dung dịch phân tích không cản trở sự chuẩn độ chất xác định, phản ứng
kết tủa kết thúc nhanh và thực tế đến tận cùng.
Ứng dụng của phương pháp phức chất:
 Xác định hàm lượng NaCl bằng phương pháp Mohr
Người ta xác định ion Cl
-
trong các muối tan dựa trên sự chuẩn độ
trực tiếp lượng chất cần phân tích hay dung dịch của nó bằng dung dịch chuẩn
AgNO
3
với chỉ thị kali cromat. Nếu xuất phát từ sản phẩm tinh thể thì tính hàm
lượng % của NaCl hay Cl
-

trong mẫu. Nếu phân tích dung dịch thì tính hàm lượng
ion C
l-
hay NaCl trong dung dịch thành gam.
 Xác định Ca, Mg
Xác định calci dựa trên phương pháp chuẩn độ trực bằng dung dịch
chuẩn EDTA với chất chỉ thị murexid. Chỉ thị tạo với ion calci phức chất màu đỏ.
Khi chuẩn độ bằng EDTA, ở điểm tương đương màu đỏ chuyển sang màu đặc trưng
của chất chỉ thị tự do.
Khi chuẩn độ muối calci bằng EDTA, xảy ra sự tạo phức CaY
2-
và
acid:
Ca
2+
+ H
2
Y
2-
↔ CaY
2-
+ 2 H
+
Định lượng calci tiến hành ở môi trường kiềm mạnh pH > 11.
 Xác định độ cứng của nước.
Độ cứng của nước được biểu thị bằng số mili đương lượng gam calci
và magie trong 1 lít nước.
Lấy mẫu nước cần định lượng, cho thêm chỉ thị eriocrom đen ở pH =
10, chỉ thị sẽ tạo phức màu đỏ vang với một phần Mg
2+

trong mẫu. Khi nhỏ EDTA
vào, EDTA sẽ phản ứng với Ca
2+
tự do, sau đó với Mg
2+
tự do đến điểm tương
đương EDTA sẽ phá phức của chỉ thị với Mg
2+,
giải phóng ra chỉ thị tự do có màu
xanh chàm.
1.3.3. Phương pháp phổ phân tử (phương pháp trắc quang)
Khái niệm
Là phương pháp phân tích quang học dựa trên việc đo độ hấp thụ năng lượng
ánh sáng của một chất xác định ở một vùng phổ nhất định. Trong phương pháp này
chất cần phân tích được chuyển thành một hợp chất có khả năng hấp thụ năng lượng
ánh sáng, hàm lượng của chất được xác định bằng cách đo sự hấp thụ ánh sáng của
hợp chất màu.
Phân tích trắc quang là phương pháp phân tích lý hóa phổ biến và quan trọng
để xác định hàm lượng các nguyên tố, các chất và các hợp chất trong nhiều đối
tượng phân tích khác nhau. Ví dụ để kiểm tra các quá trình sản xuất trong công
nghiệp hóa học, công nghiệp luyện kim, để nghiên cứu địa chất, điều tra cơ bản…
Phương pháp phân tích trắc quang có độ nhạy và độ chọn lọc khá cao nên
thường được dùng để xác định hàm lượng bé, trung bình và hàm lượng lớn các
nguyên tố trong nhiều đối tượng phân tích. Phương pháp này thực hiện được nhanh,
thuận lợi, thiết bị đơn giản và để tự động hóa nên được dùng rộng rãi trong nhiều
phòng thí nghiệm, nghiên cứu khoa học…
Trong phương pháp này, phản ứng hóa học tạo ra hợp chất này đóng một vai
trò quan trọng, nó quyết định độ nhạy, độ chọn lọc và thời gian phân tích.
Các định luật trong phổ hấp thu phân tử
Phương pháp phân tích trắc quang dựa trên tính chất vật lý của các chất có

tính chất hấp thụ chọn lọc dòng sáng đơn sắc. Đây là phương pháp phân tích định
lượng không đo trực tiếp khối lượng của chất mà đo mật độ quang của dung dịch
màu, từ đó suy ra hàm lượng của cấu tử cần xác định.
Vậy bản chất của phương pháp dựa trên sự phụ thuộc xác định giữa đại
lượng hấp thu ánh sáng đơn sắc và lượng chất hấp thụ ánh sáng D = f(C) hay bề dày
của lớp dung dịch hấp thụ D = f(l). Mối liên hệ giữa D = f(C) hay D = f(l) được
thiết lập dựa trên định luật hấp thu ánh sáng.
1) Định luật Lambert
Thí nghiệm:
Chiếu một dòng sáng đơn sắc có cường độ I
o
đi qua một dung dịch đồng
nhất, có bề dày 1 cm. Sau khi đi qua dung dịch cường độ chùm sàng bị suy giảm
còn I.
Dòng sáng đơn sắc I
o
chiếu qua dung dịch màu chia làm các phần: một phần
bị hấp thu bởi dung dịch màu I
a
, một phần bị phản xạ bởi dung môi và các thành
cuvet đựng dung dịch I
r
, và một phần đi qua dung dịch màu I
I
Ta có hệ thức: I
o
= I
a
+ I
r

+ I
I
Trong thực tế trắc quang khi đo mật độ quang thường dùng 2 dung dịch:
dung dịch nghiên cứu và dung dịch so sánh. Hai dung dịch này được chuẩn bị trong
dung môi như nhau và chứa trong 2 cuvet hoàn toàn giống nhau. Vì vậy mà giá trị I
r
bị triệt tiêu khi đo.
Định luật Lambert: Lượng tương đối của dòng sáng bị hấp thu bởi môi
trường mà nó đi qua không phụ thuộc vào cường độ của tia tới. Mỗi một lớp bề dày
như nhau hấp thụ một phần dòng sáng đơn sắc đi qua dung dịch như nhau.
A = lg = Kl
Trong đó:
I
0
là cường độ ban đầu của chùm sáng
I là cường độ chùm sáng sau khi qua dung dịch mẫu
l là chiều dày lớp dung dịch mẫu
K là hệ số tỷ lệ
2) Định luật Beer
Thí nghiệm: người ta chiếu chùm sáng qua các dung dịch mẫu có nồng độ
khác nhau và tiến hành đo độ hấp thu A của chúng. Sau khi xem xét kết quả, rút ra
được quy luật là mẫu có hàm lượng càng cao thì độ hấp thu càng lớn.
Định luật Beer: Sự hấp thu dòng quang năng tỷ lệ bậc nhất với số phân tử
của chất hấp thụ mà dòng quang năng đi qua nó.
Định luật này có thể phát biểu theo cách thứ 2: độ hấp thu ánh sáng của dung
dịch màu (đại lượng mật độ quang) tỷ lệ với nồng độ của dung dịch chất hấp thu
ánh sáng
Biểu thức định luật Beer:
A = lg = KC
Trong đó:

I
0
là cường độ ban đầu của chùm sáng
I là cường độ chùm sáng sau khi qua dung dịch mẫu
l là chiều dày lớp dung dịch mẫu
K là hệ số tỷ lệ
3) Định luật hợp nhất Lamber – Beer
Xem xét qua 2 định luật riêng rẽ trên ta thấy độ hấp thu A tỷ lệ bậc nhất với
nồng độ C của chất màu và bề dày l của lớp dung dịch, qua đó ta có thể rút ra định
luật sau:
Định luật Lamber – Beer: Độ hấp thu ánh sáng của dung dịch màu (đại
lượng mật độ quang) tỷ lệ với nồng độ của dung dịch và bề dày của lớp dung dịch
hấp thu ánh sáng.
A = lg = εlC
Trong đó:
ε: hệ số hấp mol thu phân tử (Lmol
-1
cm
-1
). Giá trị này phụ thuộc bản chất của
chất nghiên cứu, bước sóng của ánh sáng đi qua và nhiệt độ môi trường tại thời
điểm nghiên cứu.
Hệ số hấp thu mol phân tử ε không phụ thuộc vào nồng độ của hợp chất màu
hấp thu ánh sáng, đặc trưng cho tính chất riêng biệt cho từng chất khác nhau và
được dùng để đánh giá độ nhạy của phản ứng trắc quang. Hợp chất nào có hệ số hấp
mol thu phân tử càng cao thì khi phân tích trắc quang càng nhạy. Một hợp chất đủ
điều kiện để phân tích trắc quang khi có giá trị hệ số hấp mol thu phân tử tối thiểu là
10
-3
Lmol

-1
cm
-1
.
l: chiều dày lớp dung dịch hay bề dày cuvette (cm). Thông thường người ta
hay chọn cuvette có chiều dày 1cm cho tiện tính toán nhưng đôi khi vẫn dùng loại
cuvette khác.
Hệ số hấp thu phân tử làm một hàm số của độ dài sóng không phụ thuộc vào
nồng độ của hợp chất màu hấp thu ánh sáng, đặc trưng cho tính chất riêng biệt cho
từng chất khác nhau. Dùng để xác định độ nhạy của phản ứng trắc quang.
C: nồng độ chất màu nghiên cứu.
Ta có thêm khái niệm độ truyền suốt T như sau:
Độ truyền suốt T (Transmittance) chỉ phần trăm lượng ánh sang không bị hấp
thu và truyền qua được dung dịch mẫu.
0 0
I I
T = hay T% = ×100
I I
Quan hệ với độ hấp thu A (Absorbance) hay mật độ quang OD (optical density)
4) Định luật cộng tính
Thí nghiệm: người ta chiếu chùm sáng qua lần lượt qua hai dung dịch của hai
chất màu khác nhau có nồng độ C
1
và C
2
, tương ứng đo được độ hấp thu là A
1
và
A
2

.
Sau đó người ta chiếu chùm sáng qua một dung dịch được pha trộn giữa 2
chất màu trên sao cho nồng độ tương ứng của chúng vẫn là C
1
và C
2
, thì đo được độ
hấp thu là A = A
1
+ A
2
.
Như vậy ta nói mật độ quang có tính cộng.
Định luật cộng tính: Độ hấp thu quang của dung dịch gồm nhiều cấu tử là
tổng độ hấp thu quang của từng dung dịch chứa riêng rẽ từng cấu tử có nồng độ
tương đương.
=
Trong đó: A
total
là độ hấp thu quang đo được của dung dịch tổng, A
i
là độ hấp
thu quang của các cấu tử thành phần.
Định luật cộng tính là sự bổ sung quan trọng cho các định luật hấp thu ánh
sáng. Định luật cộng tính là cơ sở định lượng cho việc xác định nồng độ của hệ trắc
quang với nhiều cấu tử.
Bản chất của định luật cộng tính là sự độc lập của đại lượng hấp thu của một
chất riêng biệt khi có mặt các chất khác có sự hấp thu ánh sáng riêng.
Sử dụng phương pháp trắc quang trong định lượng hóa học
Yêu cầu về các hợp chất cần xác định là phải bền, ít phân ly, ổn định, không

thay đổi thành phần trong khoảng thời gian nhất định để thực hiện phép đo (10-20
phút).
Hệ số ε lớn có giá trị từ 10
3
– 5.10
4
L.mol
-1
cm
-1
, có thể thực hiện phản ứng
tạo màu với thuốc thử vô cơ và hữu cơ.
Nồng độ các chất xác định theo định luật Lambert – Beer. Khoảng xác định
nồng độ theo phương pháp là 10
-2
– 10
-6
mol. Giới hạn phát hiện của phương pháp
10
-7
mol.
Các hợp chất là phức cần đo phải có λ
max
khác xa λ
max
của thuốc thử trong
cùng điều kiện tức là ∆λ > 2 lần nửa bán chiều rộng của vân phổ (khoảng 80-
100nm). Thí du, khi phân tích Fe
2+
bằng phương pháp o-phenanthroline. Sau khi

thêm thuốc thử ta được phức màu vàng cam (λ
max
= 510nm), trongkhi đó thuốc thử
1,10-o-phenanthroline có λ
max
=250nm.
1) Phương pháp so sánh
So sanh cường độ màu của dung dịch cần xác định với cường độ màu của
dung dịch chuẩn đã biết nồng độ.
Điều kiện: cả hai dung dịch trên phải có cường độ nằm trong khoảng tuân
theo định luật Beer.
C
x
A
x
C
tc
A
tc
Ta cần xác định C
x
:
Khi sử dụng 2 dung dịch chuẩn:
Với A
1
, A
2
và C
1
, C

2
: độ hấp thu của hai dung dịch chuẩn và nồng độ của các dung
dịch chuẩn tương ứng, sao cho:
A
1
< A
x
< A
2
cũng có nghĩa C
1
< C
x
< C
2
2) Phương pháp thêm chuẩn
Phạm vi ứng dụng là xác định các chất có hàm lượng vi lượng hoặc siêu vi lượng,
loại bỏ ảnh hưởng của chất lạ. Có 2 phương pháp là phương pháp sử dụng công
thức và phương pháp đồ thị.
Phương pháp sử dụng công thức
Trong đó: A
x
: độ hấp thu của dung dịch xác định tương ứng với thể tích V
x
A
x+a
: độ hấp thu của dung dịch có thêm chuẩn
C
a
: nồng độ chất chuẩn thêm vào

C
x
: nồng độ chất cần xác định trong thể tích V
x
Công thức được thiết lập từ: A
x
= εlC
x
A
x+a
= εl(C
x
+ C
a
)
C
x
được biểu diễn theo đơn vị của C
a
Cách thực hiện: Lấy 3 lần của dung dịch cần xác định nồng độ cho vào 3 bình định
mức có thể tích Vml
Bình 1: Thêm thuốc thử và các chất để tạo môn trường pH cho dug dịch, dung dịch
gọi là dung dịch xác định nồng độ C
x
, độ hấp thu quang tương ứng là A
x
.
Bình 2: Thêm một lượng chính xác dung dịch tiêu chuẩn đã biết chính xác nồng độ
C
a

, tiến hành phản ứng tạo màu giống như bình 1. Dung dịch có độ hấp thu tương
ứng là A
x+a
Bình 3: Chỉ thêm các chất để tạo pH cho dung dịch, lấy dung dịch này làm dung
dịch so sánh.
Áp dụng công thức: Từ C
x
có trong thể tích V
x
(ml) có thể qui về
thể tích ban đầu của mẫu V
o
(ml):
Phương pháp sử dụng đồ thị
Có ít nhất 3 dung dịch thêm chuẩn. Lấy ít nhất 4 lần của dung dịch cần xác định
nồng độ cho vào 4 bình định mức V (ml). Sau đó thêm chính xác một lượng V
1
, V
2
,
V
3
ml dung dịch chuẩn có nồng độ tương ứng C
a1
, C
a2
, C
a3
vào 3 bình định mức trên.
Tiến hành phản ứng tạo màu. Bình còn lại để làm dung dịch so sánh, cũng chuẩn bị

giống như phương pháp công thức.
Độ hấp thu của các dung dịch thêm so với dung dịch so sánh.
Biểu đồ xác định phương trình hồi quy tương quan của phương pháp then chuẩn sử
dụng đồ thị
Có thể đọc kết quả trên đồ thị hoặc sử dụng phương trinh hồi quy có dạng:
A= aC + b (hồi quy tuyến tính y = ax + b)
A
x
= b
C
x
= b/a
3) Phương pháp đường chuẩn
Ưu điểm là chính xác, thực hiện nhiêu lần
Chuẩn bị từ 6 dung dịch chuẩn (trong khoảng tuân theo định luật Beer)
Thực hiện phản ứng màu với thuốc thử
Đo độ hấp thu quang A của dung dịch ở λ
max
so với các dung dịch so sanh được
chuẩn bị giống như dung dịch chuẩn nhưng không chứa các ion cần xác định.
Biểu diễn sự phụ thuộc A theo C trên đồ thị hoặc tính theo phương trình hồi quy A
= aC + b (a và b là hệ số cần tím của phương trình hồi quy – tương quan)
Dung dịch xác định: chuẩn bị và phản ứng tạo màu với thuốc thử giống như mẫu
chuẩn.
Ví dụ: Dung dịch chuẩn dùng để xây dựng đường chuẩn
Sau khi đo được giá trị độ hấp thu quang của các dung dịch chuẩn, chúng ta có thể
tiếng hành xây dựng đường chuẩn và tìm ra phương trinh hồi quy tương quan:
Biểu đồ xác định phương trình hồi quy tương quan của phương pháp đường chuẩn
Sau khi thiết lập đường chuẩn, ta được dạng phương trinh y = ax + b với y là độ hấp
thu quang , x là nồng độ. Đối với dung dịch xác định, ta tiến hành phản ứng và đo

được hệ số háp thu của mẫu (A
mẫu
= y), ta có thể tính được nồng độ của mẫu cần xác
định theo phương trình:
1.3.3. Phương pháp điện thế
Một trong những ứng dụng quan trọng nhất của phương pháp điện thế là
phép chuẩn độ điện thế.
Các điều kiện cơ bản của một phép chuẩn độ điện thế là:
1. Phải có phản ứng hóa học giữa các thuốc thử và dung dịch chuẩn độ đáp ứng
đòi hỏi của các phản ứng dùng trong phân tích thể tích, nghĩa là phản ứng
phải xảy ra, hoàn toàn và đúng với hệ số tỷ lượng.