CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
1.1. Tổng quan về nƣớc
1.1.1. Nước là gì?
Nước là chất lỏng không màu, không mùi và trong suốt khi là nguyên chất, tồn
tại trong tự nhiên ở sông hồ, ở biển.
1.1.2. Nước trong thiên nhiên
Nước khoáng thiên nhiên được khai thác từ nguồn nước khoáng ngầm hoặc
nguồn nước khoáng chảy từ những mạch trong núi. Trong nước khoáng tự nhiên
này chứa rất nhiều các khoáng chất rất cần thiết đối với sức khỏe con người. Nước
khoáng tự nhiên có một ưu điểm đặc biệt là các khoáng chất có chứa trong nước rất
dễ được cơ thể hấp thụ.
Nước là nguồn tài nguyên thiên nhiên quan trọng và là nhu cầu thiết yếu cho
sự sống của con người và mọi sinh vật sống trên trái đất.
Các dạng nguồn nước trên trái đất rất phong phú bao gồm nước đại dương,
biển, sông, hồ và nước ngầm. Trong tất cả các nguồn nước, nước biển, đại dương
chiếm khoảng 97% tổng lượng nước, 2% là băng đá ở hai cực, còn lại là nước tự
nhiên (nước mặt và nước ngầm).
Nước tự nhiên có ý nghĩa sử dụng đối với cuộc sống của con người, sau quá
trình sử dụng của con người, nước được thải ra và có tính chất thay đổi so với ban
đầu được gọi là nước thải.
Các nguồn nước tự nhiên trên trái đất bao gồm nước sông, suối, nước ao hồ và
nước ngầm được xếp vào nhóm chung gọi là nước lục địa.
Thành phần và tính chất của nước lục địa phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Các
nguồn nước tự nhiên có chất lượng phụ thuộc vào địa hình và điều kiện môi trường
xung quanh. Trong khi nước thải (nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất) có tính
chất và thành phần khác nhau phụ thuộc vào mục đích sử dụng và đặc điểm quy
trình sản xuất.
1.1.2.1. Nước bề mặt
Nước mặt là nước trong sông, hồ hoặc nước ngọt trong vùng đất ngập nước.
Nước mặt có nguồn gốc từ nguồn nước chảy tràn các lưu vực do mưa đến các
nguồn nước hay do mưa trực tiếp xuống nguồn. Nước mặt có nguồn gốc từ nước
ngầm do nguồn dư thừa độ ẩm trong đất hoặc do sự thải nước ngầm từ các tầng
nước có áp suất cao hơn sức chứa của nó.
Chất lượng nước sông còn phụ thuộc vào điều kiện thủy văn, tốc độ dòng chảy,
thời gian lưu và thời tiết trong khu vực.
1.1.2.2. Nước ao hồ.
Bên cạnh nước sông, nguồn nước mặt đáng kể đến là nước ao hồ. Chất lượng
nguồn nước này phụ thuộc vào thời gian và chất lượng các nguồn nước chảy vào
hồ. Chất lượng nước hồ cũng phụ thuộc vào thời tiết khu vực và điều kiện sinh thái
môi trường. Nước hồ ở nơi có nhiều ánh sáng, điều kiện lưu thông tốt sẽ có chất
lượng khác với nước hồ nơi thiếu ánh sáng mặt trời và điều kiện lưu thông kém.
1.1.2.3. Nước ngầm.
Khác với nước bề mặt, nước ngầm ít chịu ảnh hưởng bởi những tác động của
con người. Chất lượng nước ngầm thường tốt hơn chất lượng nước bề mặt. Trong
nước ngầm hầu như không có các hạt cặn lơ lửng, không có rong, tảo, và các chỉ
tiêu vi sinh cũng tốt hơn so với nước mặt. Yếu tố ảnh hưởng chủ yếu đến đặc tính
nước ngầm là điều kiện địa tầng, điều kiện thời tiết, các quá trình phong hóa và sinh
hóa trong khu vực. Ngoài ra, tác động của con người cũng gây ô nhiễm nước ngầm.
1.1.2.4. Nước biển
Nước biển tương đối đồng đều về thành phần, đặc biệt giàu NaCl. Vì vậy nước
biển được gọi là nước mặn. Khoảng ba phần tư bề mặt trái đất được bao phủ bởi
nước biển. Thành phần nước biển chủ yếu là: Cl2- ,
,
, Si
, Na+, Ca2+,
Mg2+. Trong nước biển ngoài nước tinh khiết còn có các muối hòa tan, các chất khí
khí quyển hòa tan, các hợp chất hữu cơ và các hạt lơ lửng không hòa tan. Thành
phần hóa học nước biển khác với nước ngọt, nước sông là ở chỗ trong nước biển
tương quan trọng lượng giữa các ion chủ yếu nhất trái ngược với tương quan đó
trong nước sông.
Trong nước biển:
Cl- >
>
+
Na++ K+> Mg2+ > Ca2+
Ngược lại ở sông :
Cl- <
<
+
Na+ + K+ < Mg2+< Ca2+
Nước biển có độ khoáng hoá rất cao, thường vào khoảng 35 g/l. Nồng độ muối
trong nước biển lớn hơn trong nước ngọt 2000 lần. Vì biển và các đại dương thông
nhau nên thành phần các chất trong chúng tương đối đồng nhất. Hàm lượng muối có
thể có khác biệt trong các đại dương nhưng tỉ lệ về những thành phần chính thì hầu
như không đổi.
1.1.3. Nước dùng trong công nghiệp và sinh hoạt
1.1.3.1. Nước dùng trong công nghiệp
Nước dùng trong công nghiệp bao gồm nước cung cấp cho lò hơi, nước dùng
trong chế biến sản phẩm như thực phẩm, đồ uống..., có nhiều ngành công nghiệp
dùng nước với yêu cầu về lưu lượng và chất lượng nước rất khác nhau, nhiều ngành
yêu cầu chất lượng nước không cao nhưng số lượng lớn, ngược lại có những ngành
yêu cầu số lượng nước không nhiều nhưng chất lượng nước rất cao.
Nước cấp cho các ngành công nghiệp luyện kim, hóa chất yêu cầu lượng nước
lớn nhưng yêu cầu chất lượng thường không cao. Lượng nước cấp cho sản xuất của
một nhà máy có thể tương đương với nhu cầu dùng nước của một đô thị hàng ngàn
dân.
1.1.3.2. Nước dùng trong sinh hoạt
Nước dùng trong sinh hoạt là loại nước phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của con
người như nước sử dụng trong khu dân cư, hộ gia đình, trường học, khu vui chơi
giải trí…Loại nước này chiếm đa số trong các khu dân cư. Nước dùng cho sinh hoạt
phải đảm bảo các tiêu chuẩn về hóa học, lý học và vi sinh theo các yêu cầu của quy
phạm đề ra, không chứa các thành phần lý, hóa học và vi sinh ảnh hưởng đến sức
khỏe của con người.
1.1.4. Nước thải
1.1.4.1. Nước thải công nghiệp
Nước thải công nghiệp là nước thải ra các xí nghiệp sản xuất công nghiệp, tiểu
thủ công nghiệp, giao thông vận tải… Nước thải công nghiệp rất đa dạng, khác
nhau về thành phần cũng như lượng phát thải và phụ thuộc vào nhiều yếu tố: loại
hình công nghiệp, loại hình công nghệ sử dụng, tính hiện đại của công nghệ, tuổi
thọ của thiết bị, trình độ quản lý của cơ sở và ý thức cán bộ công nhân viên. Nước
thải của các ngành công nghiệp hoặc các xí nghiệp khác nhau có thành phần hoá
học và sinh học rất khác nhau.
1.1.4.2. Nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt hay nước thải từ khu dân cư bao gồm nước sau khi sử
dụng từ các hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, trường học, cơ quan, khu vui chơi
giải trí… Đặc điểm của nước thải sinh hoạt là có hàm lượng lớn các chất hữu cơ dễ
bị phân huỷ (hidratcacbon, protein, chất béo), các chất vô cơ dinh dưỡng (P, N)
cùng với vi khuẩn kể cả vi sinh vật gây bệnh như trứng giun, sán…
Thành phần và tính chất nhiễm bẩn của nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào tập
quán sinh hoạt, mức sống của người dân, mức độ hoàn thiện của thiết bị, trạng thái
làm việc của thiết bị thu gom nước thải…Số lượng nước thải thay đổi tuỳ theo điều
kiện tiện nghi cuộc sống, tập quán dùng nước của từng dân tộc. Tương ứng với nhu
cầu dùng nước, số lượng nước thải các khu dân cư lao động trong khoảng từ 130
đến 150 lít/người/ngày.
Nước thải sinh hoạt có chứa cặn bã, các chất rắn gồm chất rắn vô cơ như đất
cát, muối vô cơ, chất rắn hữu cơ như vi khuẩn, động vật nguyên sinh, tảo, phân rác;
chất hữu cơ như thực phẩm, dầu mỡ…(thể hiện qua các chỉ tiêu BOD hay COD),
các chất dinh dưỡng (thể hiện qua các chỉ tiêu N và P) và vi sinh. Thành phần nước
thải sinh hoạt thay đổi theo thời gian. Trong nước thải sinh hoạt còn có một số hoá
chất độc hại như chất tẩy rửa (xà phòng, chất tẩy rửa tổng hợp), thuốc tẩy (chất oxi
hoá), thuốc nhuộm, thuốc uốn tóc (chất hữu cơ có vòng).
Cùng với quá trình công nghiệp hóa và đô thị hóa đang diễn ra mạnh mẽ trên
thế giới và Việt Nam, nước được sử dụng với số lượng ngày càng lớn, các hoạt
động sử dụng nước và cả các quá trình không sử dụng với số lượng ngày càng lớn.
Các hoạt động sử dụng nước và cả các quá trình không sử dụng nước của con người
đã và đang gây ô nhiễm, suy thoái môi trường nước nghiêm trọng. Một trong những
biện pháp nhằm kiểm soát, quản lý môi trường có hiệu quả là phải theo dõi thường
xuyên những biến động, nhằm phát hiện kịp thời và đưa ra phương án phòng ngừa
các sự cố ô nhiễm môi trường có thể xảy ra.
1.1.5. Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng nước
1.1.5.1. Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng nước thải công nghiệp
Nước thải công nghiệp có các thông số và nồng độ các chất thành phần bằng
hoặc nhỏ hơn quy định trong cột A có thể đổ vào các vực nước dùng làm nước cấp
sinh hoạt.
Nước thải công nghiệp có các thông số và nồng độ các chất thành phần bằng
hoặc nhỏ hơn quy định trong cột B chỉ được đổ vào vực nước dùng cho các mục
đích giao thông thủy lợi, tưới tiêu, bơi lội, nuôi trồng thủy sản…
Nước thải công nghiệp có các thông số và nồng độ các chất thành phần lớn
hơn quy định trong cột B nhưng không vượt quá giá trị trong cột C có thể đổ vào
các vực nước được quy định cụ thể.
Bảng 1.1. Giá trị giới hạn cho phép các thông số và nồng độ chất ô nhiễm trong
nước thải công nghiệp
TT
Thông số
Giá trị giới hạn
Đơn vị
A
B
C
C
40
40
45
o
1
Nhiệt độ
2
pH
mg/L
6–9
5.5 – 9
5–9
3
BOD5 (20oC)
mg/L
20
50
100
TT
Thông số
Giá trị giới hạn
Đơn vị
A
B
C
4
COD
mg/L
50
100
400
5
SS
mg/L
50
100
200
6
Asen
mg/L
0.05
0.1
0.5
7
Cadmi
mg/L
0.01
0.02
0.5
8
Chì
mg/L
0.1
0.5
1
9
Clo dư
mg/L
1
2
2
10
Crom (VI)
mg/L
0.05
0.1
0.5
11
Crom (III)
mg/L
0.2
1
2
12
Dầu mở khoáng
mg/L
0
1
5
13
Dầu động thực vật
mg/L
5
10
30
14
Đồng
mg/L
0.2
1
5
15
Kẽm
mg/L
1
2
5
16
Mangan
mg/L
0.2
1
5
17
Niken
mg/L
0.2
1
5
18
Photpho hữu cơ
mg/L
0.2
0.5
1
19
Photpho tổng số
mg/L
4
6
8
20
Sắt
mg/L
1
5
10
1.1.5.2. Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng nước cấp sinh hoạt
Bảng 1.2. Giá trị giới hạn cho phép của các thông số và nồng độ các chất ô nhiễm
nước cấp sinh hoạt
Giá trị giới hạn
TT
Thông số
Đơn vị
1
Màu sắc
Pt mg/L
2
Mùi vị
3
Độ đục
4
pH
5
Độ cứng ( tính theo
CaCO3)
mg/L
300
6
Asen
mg/L
0.01
7
Amoni
mg/L
3
8
Clorua
mg/L
250
9
Chì
mg/L
0.01
10
Crom
mg/Ll
0.05
11
Đồng
mg/L
0.1
12
Florua
mg/L
0.7 – 1.5
13
Kẽm
mg/L
3
14
Hydrosunfua
mg/L
0.05
15
Mangan
mg/L
0.5
16
Nhôm
mg/L
0.5
17
Nitrat
mg/L
10
18
Nitrit
mg/L
1
19
Sắt tổng
mg/L
0.5
20
Thủy ngân
mg/L
0.001
Không vượt quá
15
Không mùi,vị lạ
NTU
5
6 đến 8.5
Giá trị giới hạn
TT
Thông số
Đơn vị
21
Xyanua
mg/L
0.07
22
Coliform
MPN/100 mL
2.2
Không vượt quá
1.1.5.3. Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng nước ăn uống
Bảng 1.3. Giá trị giới hạn cho phép của các thông số và nồng độ các chất trong
nước ăn uống
Tên chỉ tiêu
Đơn vị
Giới hạn tối đa
cho phép
Mức độ
giám sát
Màu sắc(*)
TCU
15
A
1
Mùi vị(*)
-
Không có mùi, vị
lạ
A
2
Độ đục(*)
NTU
2
A
3
Độ cứng, tính theo CaCO3(*)
mg/L
300
A
(*)
mg/L
1000
B
5
Hàm lượng Nhôm(*)
mg/L
0,2
B
6
Hàm lượng Amoni(*)
mg/L
3
B
7
Hàm lượng Antimon
mg/L
0,005
C
8
Hàm lượng Asen tổng số
mg/L
0,01
B
9
Hàm lượng Bari
mg/L
0,7
C
10
Hàm lượng Bo tính chung
cho cả Borat và Axit boric
mg/L
0,3
C
11
Hàm lượng Cadimi
mg/L
0,003
C
TT
4
Tổng chất rắn hoà tan (TDS)
TT
Tên chỉ tiêu
Đơn vị
Giới hạn tối đa
cho phép
Mức độ
giám sát
12
Hàm lượng Clorua
mg/L
250
A
13
Hàm lượng Crom tổng số
mg/L
0,05
C
14
Hàm lượng Đồng tổng số
mg/L
1
C
15
Hàm lượng Xianua
mg/L
0,07
C
16
Hàm lượng Florua
mg/L
1,5
B
17
Hàm lượng Hydro sunfur
mg/L
0,05
B
18
Hàm lượng Sắt tổng số (Fe2+
+ Fe3+)
mg/L
0,3
A
19
Hàm lượng Chì
mg/L
0,01
B
20
Hàm lượng Mangan tổng số
mg/L
0,3
A
1.1.6. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu nước
1.1.6.1. Phương pháp lấy mẫu
Đối với từng loại mẫu khác nhau thì có các tiêu chuẩn lấy mẫu khác nhau như:
- Lấy mẫu nước thải theo TCVN 5999:1995 (ISO 5667-10:1992): “Chất lượng
nước - Lấy mẫu - Hướng dẫn lấy mẫu nước thải”.
- Lấy mẫu nước sông – suối theo TCVN 5996:1995 (ISO 5667-641990): “Chất
lượng nước - Lấy mẫu - Hướng dẫn lấy mẫu ở sông và suối”
- Lấy mẫu nước ngẩm theo TCVN 6000:1995 (ISO 5667-11:1992): “Chất lượng
nước - Lấy mẫu - Hướng dẫn lấy mẫu nước ngầm”.
- Lấy mẫu nước mưa theo TCVN 5997:1995 (ISO 5667-8:1993): “Chất lượng
nước - Lấy mẫu - Hướng dẫn lấy mẫu nước mưa”.
- Lấy mẫu nước uống và nước dùng để chế biến thực phẩm theo TCVN
5995:1995: “Chất lượng nước - Lấy mẫu - Hướng dẫn lấy mẫu nước uống và
nước dùng để chế biến thực phẩm”.
Tùy thuộc vào các thông số cần phân tích mà có cách lấy mẫu riêng.Các chai
dùng để đi lấy mẫu được rửa sạch, cần được dán nhãn. Vị trí lấy mẫu được ghi đầy
đủ các chi tiết như: địa điểm, ngày giờ, khoảng cách bờ, độ sâu, tên người lấy mẫu,
điều kiện thời tiết, hóa chất bảo quản (nếu có)…Trước khi lấy mẫu, chai cần được
sục kỹ ít nhất 2-3 lần với nước cần lấy mẫu
1.2. Tổng quan về photpho
1.2.1. Lịch sử về photpho
Tên Hy lạp là photphorus, có nghĩa là vật mang ánh sáng , đã được nhà giả
kim thuật người Đức là Herring Brand phát hiện năm 1669 thông qua việc điều chế
nước tiểu. Ông đã thu được một khoáng chất màu trắng phát sáng trong bóng đêm
và cháy sáng rực rỡ đó là Photpho. Photpho là nguyên tố quan trọng trong mọi dạng
hình sự sống.
1.2.2. Sự tồn tại của photpho
Photpho tìm thấy trong đất, đá, môi trường nước và trong cơ thể sinh vật. Qua
quá trình phong hóa đá và khoáng hóa các hợp chất hữu cơ ,photpho được giải
phóng tạo thành muối axit photphoric và được rễ cây hấp thụ. Phần lớn photpho đi
theo chu trình nước vào đại dương và làm giàu cho nước mặn, làm thức ăn cho
động vật phù du, phân tán vào các chuỗi thức ăn.
Photpho tồn tại trong nước chủ yếu dưới dạng photphat và có thể chia làm 3
loại:
- Photphat hữu cơ: là dẫn xuất hữu cơ của axit photphoric như AND, ARN( vật
chất di truyền), photpholipid ( cấu tạo lên màng tế bào). Trong tự nhiên, nó
thường tồn tại trong các hợp chất lơ lửng, xác phiêu sinh vật chưa bị phân hủy
hoàn toàn. Tuy nhiên, chúng dần dần bị các vi khuẩn phân hủy chuyển về dạng
vô cơ.
- Polyphotphat: là dạng tụ hợp của octophotphat không bền và dễ dàng bị thủy
phân để chuyển về dạng ortophotphat. Polyphotphat tạo được phức với nhiều kim
loại,…
- Octophotphat: là dạng bền nhất của photphat trong tự nhiên, nó tạo thành từ quá
trình phong hóa, bào mòn đất đá và được phóng thích dưới dạng ion photphat đi
vào trong môi trường nước. Octophotphat trong đất thường bị các keo giữ chặt, nhờ
quá trình trao đổi ion xảy ra ở bộ rế, Octophotpha được cây hấp thụ như một dưỡng
chất.
Nước thải sinh hoạt thường chứa một lượng lớn các chất tẩy rửa có nguồn gốc
từ polyphotphate.
- Rác thải hữu cơ từ hộ gia đình
- Nước thải từ các hoạt động chăn nuôi gia súc.
- Rửa trôi từ phân 2 bón trong sản xuất nông nghiệp vào nguồn nước
- Từ các chất xử lý nước có chứa các hợp chất polyphotphat dùng để loại bỏ sắt,
khử độ cứng của nước.
Trong phân tích môi trường nước, mỗi dạng photphat có một ý nghĩa riêng
trong quy trình đánh giá chất lượng nước. Sau đây là giản đồ phân tách các dạng
photphat: Mẫu nước không lọc qua giấy 0.45μm. Phá mẫu bằng axit và xác định
tổng photpho (TP) Phá mẫu bằng axit và xác định tổng photpho hòa tan (TDS) Xác
định trực tiếp photpho “hoạt động” hòa tan (SRP)
Hình 1.1. Giản đồ phân tách các dạng của photphat
Nồng độ photpho trong nguồn nước ô nhiễm thường nhỏ hơn 0.01mg
/L và photphat tổng thường nhỏ hơn 0.025mg P_
/L. Nồng độ photphat và
photpho tổng thường cao ở những môi trường nhận nước thải từ các trung tâm đô
thị và khu công nghiệp.
1.2.3. Tính chất hóa học
Trong phản ứng hóa học, photpho thể hiện cả hai tính chất: tính oxy hóa và
tính khử. Khi phản ứng với phi kim loại và các hợp chất có tính oxy hóa như HNO3,
KClO3, H2O2 thì photpho sẽ thể hiện tính khử. Tùy theo điều kiện mà photpho sẽ bị
khử đến (+3) hoặc (+5).
Hoạt tính của photpho trắng luôn cao hơn photpho đỏ và đen.
3P + 5HNO3 + 2H2O
P + O2 thiếu
P2 O
H3PO4 + 5NO
dư oxygen
P2O5
Khi phản ứng với các kim loại, photpho thể hiện tính oxy hóa, tạo thành các
photphua kim loại.
Photpho bị dị phân khi đun nóng trong dung dịch kiềm.
4P + 3KOH + 3H2O PH3 + 3KH2PO2
1.2.4. Vòng tuần hoàn của Photpho trong tự nhiên
Hình 1.2. Vòng tuần hoàn của Photpho trong tự nhiên
Vòng tuần hoàn của photpho bao gồm các quá trình trao đổi photpho giữa các
photphat vô cơ và hữu cơ trong quá trình sống của sinh vật.
Nước biển với pH = 8.1 là điều kiện tốt để kết tủa PO43-. Nồng độ photpho tính
toán theo lý thuyết cân bằng pha vào khoảng 1.1μg/l. Nhưng thực tế thì nồng độ
photpho trong nước biển lớn hơn nhiều, đó là do quá trình hòa tan trở lại của các
keo photpho ở dwới lớp nwớc sâu của biển so với bề mặt. Điều này có thể giải thích
rằng các sản phẩm sinh học chứa photpho dưới lớp nước sâu của biển sẽ bị hạn chế
do các tia mặt trời không tới được để tham gia quá trình tổng hợp.
1.2.5. Các hợp chất photpho
1.2.5.1. Photpho đỏ
Photpho đỏ là một dạng thù hình quan trọng của Photpho. Photpho đỏ là chất
bột màu đỏ có cấu trúc polime nên khó nóng chảy và khó bay hơi hơn Photpho
trắng. Photpho đỏ tồn tại dưới dạng chất rắn vô định hình. Nó được tạo ra bằng cách
đun nóng Photpho trắng đến 250°C (482°F) hoặc để Photpho trắng dưới ánh sáng
mặt trời, ở nhiệt độ cao hơn, Photpho đỏ kết tinh lại.
Photpho đỏ không bốc cháy ở nhiệt độ dưới 2500C trong khi Photpho trắng
bốc cháy ở 30oC. Trong phòng thí nghiệm, người ta thường dùng Photpho đỏ chứ
không phải Photpho trắng.
Photpho đỏ không tan trong các dung môi thông thường, dễ hút ẩm và chảy
rữa, không phát quang trong bóng tối (Photpho trắng phát quang màu lục trong
bóng tối ở nhiệt độ thường). Khi đun nóng không có không khí, Photpho đỏ chuyển
thành hơi, khi làm lạnh thì hơi đó ngưng tụ thành Photpho trắng.
Photpho đỏ chủ yếu được dùng trong công nghiệp diêm, chế tạo pháo hoa, pháo
lệnh.
1.2.5.2. Phosphin( PH3)
Phosphine là một hợp chất hóa học giữa photpho và hyđro, công thức hóa học
là PH3 Đây là chất khí không màu, tinh khiết không mùi (mùi tỏi khi tạo thành từ
photsphua), độc, cháy trong không khí ở 1500C, khi có mặt điphotphin (P2H4) nó tự
cháy trong không khí ở nhiệt độ thường tạo khối cầu lửa bay lơ lửng. PH3 sinh ra
trong quá trình phân hủy xác động thực vật, nhất là ở xương. Nó thường xuất hiện ở
bãi tha ma trong thời tiết mưa phùn, gió bấc nên gọi là ma trơi.
Rất độc, tác dụng lên hệ thần kinh trung ương gây hôn mê. Gây kích ứng phần
da hở, niêm mạc mắt, đường hô hấp, gây xuất huyết ở phổi.
1.2.5.3. Acid photphoric( H3PO4)
Acid photphoric( H3PO4) còn gọi là acid orthophotphoric, là một chất lỏng,
trong sánh, tan trong nước và cồn. Acid photphoric( H3PO4) là một acid trung bình,
được dùng nhiều trong công nghiệp phân bón superphosphate. Nó được dùng để
làm sạch bề mặt kim loại trước khi sơn, nếu nó có lẫn tạp chất có thể sinh ra khí
hidro, từ đó có thể tạo ra một khí cực độc là PH3. Nếu bị acid bắn vào da hoặc mắt
thì ngay tức khắc phải rửa với nhiều nước tại nguồn gần nhất trước khi đưa nạn
nhân đi cấp cứu.
1.2.5.4. Photpho triclorua( PCl3)
Photpho triclorua là chất khí không màu, bốc khói, tan trong dung môi hữu cơ.
Nó phân hủy trong nước, giải phóng nhiều nhiệt được dùng để sản xuất photpho
pentaclorua (PCl5) là tác nhân ion hóa. Photpho triclorua là một chất cực kì ăn mòn
khi ẩm. nếu đun nóng sẽ tạo thành PH3. Phản ứng mạnh với kiềm. Photpho triclorua
là một chất gây cháy, nổ. tính nguy hiểm như PCl5 nên khi tiếp xúc phải cẩn trọng
trong dự phòng.
1.2.5.5. Photpho pentaoxit( P2O5)
Còn gọi là anhiđrit photphoric, photphoric pentaoxit, là một bột trắng, chảy ra
trong không khí, tan trong H2SO4, phân hủy mạnh mẽ trong nước. Phân tử lượng :
142; tỷ trọng 2,39; điểm nóng chảy 5690C. Được dùng trong tổng hợp hữu cơ làm
tác nhân khử nước. Nó có tác dụng ăn mòn đối với mắt, niêm mạc, da. Hít phải hơi
photpho pentaoxit có thể bị phù phổi.
1.2.5.6. Photpho pentaclorua( PCl5)
Là một khối kết tinh, bốc khói, mù hăng cay, khó ngửi. Phân hủy trong nước,
tan trong CS2, CCl4.
Phân tử lượng : 208,2; tỷ trọng 4,64
Được dùng trong tổng hợp hữu cơ. Photpho pentaclorua phân hủy tạo thành
axit clohiđrit và axit photphoric.
Photpho pentaclorua tiếp xúc với không khí tạo ra khói ăn mòn, rất nguy hiểm
với mắt, niêm mạc và da.
Hít thở phải khói có thể gây phù phổi. Khói tiếp xúc với da cũng làm bỏng da.
1.2.5.7. Photpho oxiclorua( POCl3)
Còn gọi là phôtphoryl clorua, là chất lỏng màu vàng nhạt, mùi khó ngửi. Phân
tử lượng : 153,4; tỷ trọng 1,67; điểm nóng chảy : 20C; điểm sôi : 105,30C
Được dùng làm tác nhân clo hóa cho hợp chất hữu cơ. Tính chất của nó nguy
hiểm như phôtpho pentaclorua.
1.2.6. Vai trò của photpho và hợp chất của nó
Phốt pho là một yếu tố cần thiết cho cuộc sống. Sinh vật sống, bao gồm cả con
người, sở hữu một số lượng nhỏ và yếu tố này rất quan trọng trong quá trình sản
sinh năng lượng của tế bào. Trong nông nghiệp, phốt pho khai thác từ các mỏ được
sử dụng rộng rãi để chế biến làm phân bón giúp tăng năng suất cây trồng. Phốt pho
cũng đã sử dụng công nghiệp.
Phốtpho là nguyên tố quan trọng trong mọi dạng hình sự sống đã biết. Phốtpho
vô cơ trong dạng phốtphat PO43- đóng một vai trò quan trọng trong các phân tử sinh
học như ADN và ARN trong đó nó tạo thành một phần của phần cấu trúc cốt tủy
của các phân tử này. Các tế bào sống cũng sử dụng phốtphat để vận chuyển năng
lượng tế bào thông qua adenosin triphotphat (ATP). Gần như mọi tiến trình trong tế
bào có sử dụng năng lượng đều có nó trong dạng ATP. ATP cũng là quan trọng
trong phốtphat hóa, một dạng điều chỉnh quan trọng trong các tế bào.
Các phốtpholipit là thành phần cấu trúc chủ yếu của mọi màng tế bào. Các
muối phốtphat canxi được các động vật dùng để làm cứng xương của chúng. Trung
bình trong cơ thể người chứa khoảng gần 1 kg phốtpho, và khoảng ba phần tư số đó
nằm trong xương và răng dưới dạng apatit. Một người lớn ăn uống đầy đủ tiêu thụ
và bài tiết ra khoảng 1-3 g phốtpho trong ngày trong dạng phốtphat
Theo thuật ngữ sinh thái học, phốtpho thường được coi là chất dinh dưỡng
giới hạn trong nhiều môi trường, tức là khả năng có sẵn của phốtpho điều chỉnh tốc
độ tăng trưởng của nhiều sinh vật. Trong các hệ sinh thái sự dư thừa phốtpho có thể
là một vấn đề, đặc biệt là trong các hệ thủy sinh thái, xem thêm sự dinh dưỡng tốt
và bùng nổ tảo.
Đối với cơ thể sống, trong cấu thành xương và răng, tỷ lệ Canxi :Photpho là
2:1. Photpho vô cơ trong dạng phosphat (PO4)3-đóng vai trò quan trọng trong các
phân tử sinh học như AND, ARN là chất quan trọng trong thông tin di truyền và
khống chế tế bào cơ thể hoạt động trao đổi chất bình thường, đồng thời tham gia
vào trao đổi năng lượng bên trong cơ thể, trao đổi axit amin, hình thành protein, và
lipit photpho. Trong đó nó tạo thành một phần của phần cấu trúc cốt tủy của các
phân tử này.
Trong nông nghiệp, axít phốtphoric đậm đặc, có thể chứa tới 70% - 75% P2O5
là rất quan trọng đối với ngành nông nghiệp do nó được dùng để sản xuất phân bón.
Nhu cầu toàn cầu về phân bón đã dẫn tới sự tăng trưởng đáng kể trong sản xuất
phốtphat (
) trong nửa sau của thế kỷ 20.
Trong công nghiệp, Photpho được dùng trong sản xuất các loại thủy tinh đặc
biệt được sử dụng trong các loại đèn hơi natri.
Tro xương, phosphate canxi, được sử dụng trong sản xuất đồ sứ.
Natri tripolyphosphate được sản xuất từ axít phốphoric được sử dụng trong bột
giặt ở một số quốc gia, nhưng lại bị cấm ở một số quốc gia khác.
Axít phốtphoric được sản xuất từ phốtpho được sử dụng trong các ứng dụng
như các đồ uống chứa sôđa. Axít này cũng là điểm khởi đầu để chế tạo các phốtphat
cấp thực phẩm. Các hóa chất này bao gồm phôtphate monocanxi được dùng trong
bột nở và các phốtphat khác của natri. Trong số các ứng dụng khác, các hóa chất
này được dùng để cải thiện các đặc trưng của thịt hay phó mát đã chế biến.
Người ta còn dùng photpho trong thuốc đánh răng. Trinatri phôtphate được
dùng trong các chất làm sạch để làm mềm nước và chống ăn mòn cho các đường
ống/ nồi hơi.
Photpho được sử dụng rộng rãi để sản xuất các hợp chất hữu cơ chứa phôtpho,
thông qua các chất trung gian như clorua photpho và sulfua photpho. Các chất này
có nhiều ứng dụng, bao gồm các chất làm dẻo, các chất làm chậm cháy, thuốc trừ
sâu, các chất chiết và các chất xử lý nước.
Nguyên tố này cũng là thành phần quan trọng trong sản xuất thép, trong sản
xuất đồng thau và trong nhiều sản phẩm liên quan khác.
Photpho trắng được sử dụng trong các ứng dụng quân sự như bom lửa, tạo ra
các màn khói như trong các bình khói và bom khói, và trong đạn lửa.
Photpho đỏ được sử dụng để sản xuất các vỏ bao diêm an toàn, pháo hoa .
Với một lượng nhỏ, photpho được dùng như là chất thêm vào cho các loại bán
dẫn loại n.
Photpho P32và photpho P33 được dùng như là các chất phát hiện dấu vết phóng
xạ trong các phòng thí nghiệm hóa sinh học.
Hàm lượng photpho trong thức ăn tự nhiên của gia súc (lúa, ngô, đậu tương...)
tương đối thấp chỉ khoảng 0,2 - 0,5% (trong khi tỷ lệ photpho cần thiết cho thức ăn
chăn nuôi phải cỡ 0,3 - 0,7%). Vì vậy, người ta phải bổ sung photpho từ các phụ gia
khác.Thức ăn gia súc được sản xuất từ các phụ phẩm giết mổ và bột cá có hàm
lượng P khoảng 3,0 - 3,4%. Tuy nhiên loại này luôn tiềm ẩn nguy cơ nhiễm độc và
truyền bệnh. Ngược lại, so với các dạng thức ăn gia súc trên các phosphate khoáng
chất có ưu điểm là có hàm lượng phosphate dinh dưỡng cao hơn nhiều, nguồn
nguyên liệu quặng phosphate không hạn chế, ngoài ra hàm lượng canxi trong loại
sản phẩm này cũng cao.
1.2.7. Thực trạng ô nhiễm photpho hiện nay:
Dư thừa phốt pho từ các cánh đồng và bãi cỏ ở ngoại ô các thành phố xuống
các ao, hồ, sông, suối là nguyên nhân chính để tảo phát triển, sau đó chúng đi vào
các nguồn nước và làm giảm chất lượng nước. Ô nhiễm phốt pho gây nguy hiểm
cho cá và các loại thủy sinh khác cũng như các loài động vật và con người, những
sinh vật sống phụ thuộc vào nguồn nước sạch. Trong một số trường hợp, dư thừa
phốt pho còn giúp tảo độc phát triển, gây ra mối đe dọa trực tiếp đến sinh mạng con
người và động vật. Dư thừa phốt pho trong môi trường là một vấn đề chủ yếu ở các
nước công nghiệp, phần lớn ở Châu Âu, Bắc Mỹ và một số khu vực Châu Á. Ở các
khu vực khác, đặc biệt là châu Phi và Australia, đất rất nghèo phốt pho, gây ra một
sự mất cân bằng dinh dưỡng.
1.2.7.1. Nguyên nhân gây ô nhiễm:
Hợp chất photphat được tìm thấy trong nước thải hay được thải trực tiếp vào
nguồn nước mặt phát sinh từ:
- Thất thoát từ phân bón có trong đất
- Chất thải từ người và động vật
- Các hóa chất tẩy rửa và làm sạch
Việc sử dụng phốt pho trên toàn thế giới, một loại phân bón quan trọng trong
nông nghiệp hiện đại – phân lân, một nhóm nhà nghiên cứu cảnh báo rằng kho dự
trữ phốt pho thế giới sẽ sớm khan hiếm và việc sử dụng quá mức trong một thế giới
công nghiệp hóa là nguyên nhân hàng đầu sự ô nhiễm của các hồ, sông, suối như
hiện nay
1.2.8. Ảnh hưởng của photpho tổng
1.2.8.1. Ảnh hưởng đối với đất:
Hiện nay, nông nghiệp nước ta phải sử dụng phân hóa học và thuốc trừ sâu, cỏ
dại với khối lượng ngày càng lớn. Đây là xu thế tất yếu bởi lẽ phân hóa học và
thuốc trừ sâu, trừ cỏ dại có tác dụng quyết định đến 40- 50% mức tăng sản lượng
cây trồng hàng năm. Vấn đề đặt ra ở đây là cần có các biện pháp hữu hiệu nhằm hạn
chế mặt độc hại của những hóa chất ấy đối với môi trường sống và sức khỏe con
người.
Có hàng trăm loại hóa chất trừ dịch hại và phân hóa học được đưa vào nước ta.
Theo nhiều nhà nghiên cứu, trong khoảng hơn 120 hóa chất trừ sâu bệnh thông
dụng thì có tới 90 chất độc hại, 33 chất gây đột biến di truyền, 22 chất gây dị dạng
khuyết tật, 14 chất gây u độc và ung thư cho các loài động vật máu nóng. Nói
chung, hầu hết các loại phân hóa học và hóa chất trừ dịch bệnh, cỏ dại ít nhiều đều
gây độc cho người và gia súc.
Mỗi loại hóa chất có tính chất hóa lý khác nhau nên cơ chế gây độc cũng khác
nhau. Có thể chia làm hai loại: Loại độc mạnh, cấp tính nguy hiểm và loại gây độc
từ từ, tích lũy dần, gây tác hại mạn tính cho người. Nhóm cơ phốt-pho phân hủy
tương đối nhanh trong đất, cây, trong cơ thể người và động vật Khi bị nhiễm độc
nặng, sẽ ảnh hưởng rõ rệt đến hệ huyết áp, hô hấp, làm thay đổi chức năng của hệ
thần kinh, làm tổn thương chức năng bài tiết của thận và quá trình trao đổi chất
trong cơ thể.
Nếu nhiễm độc nhóm Clo hữu cơ, sẽ tác động mạnh đến hệ thần kinh, gây co
giật cơ, làm nhịp tim và hệ tiêu hóa rối loạn.
1.2.8.2. Ảnh hưởng đối với môi trường nước:
Khả năng tồn tại của phosphat sinh học hoàn toàn phụ thuộc vào pH.
Ở pH thấp (môi trường axit): phospho gắn chặt với các hạt sét và tạo thành
các chất tổng hợp không tan với ion sắt (ví dụ Fe(OH)2H2PO4) và nhôm
(Al(OH)2H2PO4). Do sự xuất hiện của ion Fe3+ và nhôm trong đất, của cặn lắng và
nước, nên lượng phospho hòa tan rất thấp trong điều kiện axit. Khi môi trường
không có oxy, phospho được cố định là các phức hợp sắt không tan, có thể giải
phóng Fe3+, giảm thành Fe2+ và tạo thành sunfit sắt.
Trong điều kiện pH cao (môi trường kiềm): phospho hình thành các hợp chất
không hoà tan khác nhất là canxi (ví dụ hydroxyapatite Ca10(PO4)6(OH)2). Trong
điều kiện hiếu khí có Ca, Al và ion Fe thì phosphat tan nhiều nhất ở pH = 6-7.
Photpho là nguồn dinh dưỡng quan trọng cho thực vật và tảo.
Trong nước, các hợp chất photpho tồn tại ở 4 dạng: Hợp chất vô cơ không tan,
hợp chất vô cơ có tan, hợp chất hữu cơ tan và hợp chất hữu cơ không tan. Nồng độ
cao của photpho trong nước gây ra sự phát triển mạnh của tảo, khi tảo chết đi quá
trình phân hủy kỵ khí làm giảm lượng ôxi hòa tan trong nước và điều này gây ảnh
hưởng độc hại với đời sống thủy sinh. Nitơ và photpho là hai nguyên tố cơ bản của
sự sống, chúng có mặt hầu hết trong mọi hoạt động liên quan đến sự sống vào trong
nhiều ngành công nghiệp, nông nghiệp. Khi thải 1 kg nitơ dưới dạng hợp chất hóa
học và môi trường nước sẽ sinh ra 20 kg COD; cũng như vậy, khi thải 1 kg P sẽ
sinh ra 138 kg COD. Trong nguồn nước giàu chất dinh dưỡng (N,P) thường xảy ra
các hiện tượng: tảo và thủy sinh phát triển mạnh tạo nên mật độ lớn vào ban ngày
hoặc khi nhiều nắng tảo quang hợp mạnh. Để quang hợp, tảo hấp thụ khí CO2 hoặc
bicacbonat (HCO3-) trong nước và nhả ôxi. pH của nước tăng nhanh, nhất là khi
nguồn nước có pH thấp (tính đệm thấp do cân bằng H2CO3, HCO3-, CO32-) vào cuối
buổi chiều; pH của một số ao, hồ giàu dinh dưỡng có thể đạt giá trị trên 10. Nồng
độ ôxi tan trong nước thường siêu bão hòa, tới 20mg/l. Song song với quá trình
quang hợp là quá trình hô hấp (phân hủy chất hữu cơ để tạo năng lượng, ngược với
quá trình quang hợp) xảy ra. Trong khi hô hấp, tảo và thực vật thủy sinh tiêu thụ
ôxy thải ra CO2, là tác nhân làm giảm pH của nước
Trong các nguồn nước, nếu hàm lượng N > 30 - 60 mg/l, P > 4-8 mg/l sẽ xảy
ra hiện tượng phú dưỡng. Vào ban đêm hoặc những ngày ít nắng, quá trình hô hấp
diễn ra mạnh mẽ gây hiện tượng thiếu ôxi và làm giảm pH của nước. Do vậy, vào
buổi sáng thường ôxi trong nước cạn kiệt và pH rất thấp.
Hiện tượng phú dưỡng cũng xảy ra ở hệ sinh thái biển, đặc biệt vùng cửa sông
hay các vịnh kín hoặc các vùng biển kín. Tảo nở hoa gây ra hiện tượng thủy triều đỏ
và phân hủy hệ sinh thái thủy sinh. Ví dụ, trong suốt mùa du lịch trên thế giới có
khoảng 200 triệu người du lịch cùng với 85% nước thải không được xử lý từ các
thành phố lớn thải ra biển sẽ gây ô nhiễm biển ở nhiều nơi. Cá chết và gây ô nhiễm
trầm tích.
1.2.8.3. Ảnh hưởng đối với con người:
Đây là nguyên tố có độc tính với 50 mg là liều trung bình gây chết người
(phốtpho trắng nói chung được coi là dạng độc hại của phốtpho trong khi phốtphat
và orthophốtphat lại là các chất dinh dưỡng thiết yếu). Thù hình phốtpho trắng cần
được bảo quản dưới dạng ngâm nước do nó có độ hoạt động hóa học rất cao với ôxy
trong khí quyển và gây ra nguy hiểm cháy và thao tác với nó cần được thực hiện
bằng kẹp chuyên dụng do việc tiếp xúc trực tiếp với da có thể sinh ra các vết bỏng
nghiêm trọng.
Ngộ độc mãn tính phốtpho trắng đối với các công nhân không được trang bị
bảo hộ lao động tốt dẫn đến chứng chết hoại xương hàm. Nuốt phải phốtpho trắng
có thể sinh ra tình trạng mà trong y tế gọi là "hội chứng tiêu chảy khói". Các hợp
chất hữu cơ của phốtpho tạo ra một lớp lớn các chất, một số trong đó là cực kỳ độc.
Các este floro photphat thuộc về số các chất độc thần kinh có hiệu lực mạnh nhất
mà người ta đã biết. Một loạt các hợp chất hữu cơ chứa phốtpho được sử dụng bằng
độc tính của chúng để làm các thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, thuốc diệt nấm v.v. Phần
lớn các photphat vô cơ là tương đối không độc và là các chất dinh dưỡng thiết yếu.
Khi photpho trắng bị đưa ra ánh sáng mặt trời hay bị đốt nóng thành dạng hơi ở 250
°C thì nó chuyển thành dạng photpho đỏ, và nó không tự cháy trong không khí, do
vậy nó không nguy hiểm như photpho trắng. Tuy nhiên, việc tiếp xúc với nó vẫn
cần sự thận trọng do nó cũng có thể chuyển thành dạng photpho trắng trong một
khoảng nhiệt độ nhất định và nó cũng tỏa ra khói có độc tính cao chứa các oxit
photpho khi bị đốt nóng.
1.3. Các phƣơng pháp xác định Photpho
1.3.1. Phương pháp chuẩn độ trung hòa (hàm lượng lớn)
Nguyên tắc: Trong môi trường axit HNO3 6 M, ion PO43- phản ứng với thuốc
thử Nitro - Molipdic sinh ra phức màu vàng Photpho – Molipdat H7[P(Mo2O7)6].
Làm muồi kết tủa này trong 60 phút. Sau đó lọc kết tủa qua giấy băng xanh và rửa
kết tủa bằng dung dịch NH4NO3 1% cho sạch hết axit. Rồi rửa kết tủa bằng một
lượng dư chính xác (30-40 ml) dung dịch NaOH 0,1M, có thêm 10 ml formalin (đã
trung hòa đến pH = 7) và chỉ thị phenolphtalein. Khuấy cho tan hết. Sau đó chuẩn
độ lượng dư NaOH bằng dung dịch HCl 0,02M. Rồi từ lượng NaOH đã tiêu tốn để
hòa tan kết tủa chúng ta sẽ tính được hàm lượng ion PO43- trong mẫu
1.3.2. Xác định Photpho bằng phương pháp khối lượng
Kết tủa thu được từ phản ứng giữa H3PO4 và amonimolipdat dưới dạng acid dị
đa heteropolyphotphoromolipdico có màu vàng
+3
+ 12
(NH4)3H4[P(Mo2O7)6]+ 10H2O
Kết tủa màu vàng được sấy và cân trực tiếp, hoặc nung chuyển thành dạng cân
P2O5.24MoO3
(NH4)3H4[P(Mo2O7)6
P2O5.24MoO3
Cũng có thể hòa tan kết tủa trong NH3 rồi kết tủa
dưới dạng muối
MgNH4PO4, nung chuyển về dạng cân Mg2P2O7
(NH4)3H4[P(Mo2O7)6]+ 2NH3 +10H2O
(NH4)3PO4 + MgCl2
2MgNH4PO4
(NH4)3PO4 + 12(NH4)2MoO4
MgNH4PO4 + NH4Cl
MgNH4PO4 + NH3 + H2O
1.3.3. Xác định Photpho bằng phương pháp thể tích với thuốc thử molypdat
Trong môi trường acid HNO3, acid photphoric tạo thành với amonimolypdat
kết tủa dạng muối phức đa dị amoni photpho molypdat.
+3
+ 12
(NH4)3H4[P(Mo2O7)6]+ 12H2O
Kết tủa không tan trong môi trường HNO3, tan một phần trong môi trường
HCl và H2SO4, tan hoàn toàn trong kiềm. Sau khi kết tủa hoàn toàn H3PO4, lọc và
rửa tủa, sau đó hòa tan kết tủa với một thể tích dung dịch chuẩn NaOH dư và chuẩn
độ ngược lượng dư NaOH bằng dung dịch acid chuẩn.
1.3.4. Xác định Photpho bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử
molypdat.
Ở môi trường axit, photphat tác dụng với amonimolypdat tạo thành dạng
hetoro polymolypdophotphoric axit. Khi có mặt ion vanadat sẽ tạo thành
vanadomolypdophotphoric một hợp chất phức màu vàng, hấp thu ở bước sóng 400
– 420 nm.
+2
+10
+ 29H+
H5[P(Mo10V2O40)] + 12H2O
1.3.5. Xác định Photpho bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử molypdat
Trong môi trường acid, PO43- tạo thành với molypdat hợp chất phức hetoro
polymolypdophotphoric màu vàng.
+ 12
+ 27H+
H3[P(Mo12O40)] + 12H2O
Trong hợp chất chứa tỉ lệ P:M có thể là 1:3, 1:6, 1:9 hoặc 1:12. Trong đó tỉ lệ
1:12 là bề nhất và thường dùng trong định lượng. Hợp chất phức này ở hàm lượng
nhỏ, là hợp chất phức màu vàng, hấp thu ở 380 nm. Khi hàm lượng photpho lớn, sẽ
tạo thành kết tủa màu vàng và có thể định lượng bằng phương pháp thể tích. Lượng
dư thuốc thử ảnh hưởng đến phép đo đo hấp thu ở bước sóng tương tự. Thông
thường để giảm ảnh hưởng đo ở bước sóng 400- 420 nm.
1.3.6. Xác định Photpho bằng phương pháp trắc quang sử dụng tác nhân khử
thiếc clorua
Thiếc clorua khử acid molypdophotphoric và tạo màu xanh molypden một
cách mãnh liệt. Giới hạn đo xuống đến 7μgP/L bằng cách tăng độ dài đường đi ánh
sáng. Nếu nồng độ dưới 100μgP/L thì độ tin cậy tăng và sự cản trở giảm. Giới hạn
phát hiện khoảng 3μgP/L. Độ nhạy có hệ số hấp thụ là 0.3010 ở khoảng nồng
độ10μgP/L có sự thay đổi hệ số hấp thụ là 0.009.
1.3.7. Xác định Photpho bằng phương pháp trắc quang sử dụng tác nhân khử
acid ascorbic
Amoni molypdat và kali antimonyl tartrate phản ứng trong môi trường acid
vừa với orthophotsphate để hình thành acid heteropoly – acid photphomolypdic bị
khử mạnh bởi ascorbic acid tạo màu xanh molypden. Asen phản ứng với thuốc thử
molypdat để có màu xanh tương tự như phosphat. Nồng độ Asen thấp 0.1mg/L gây
cản trở xác định photsphat. Crom hóa trị sáu và NO2 ở nồng độ 1mg/L làm giảm kết
quả khoảng 3 và 10 đến 15% ở nồng độ 10mg/L. Sunlfit (Na2S) và silicat không gây
cản trở ở nồng độ 1.0 và 10mg/L. Giới hạn phát hiện: xấp xỉ 10μgP/L.
1.3.8. Xác định photpho bằng phương pháp sắc kí ion
Mẫu nước được tiêm vào dòng của dung môi rửa giải cacbonat – bicarbonate
và chạy qua một bộ trao đổi ion. Các ion quan tâm được tách riêng do ái lực tương
đối của chúng ở lưu lượng thấp, bộ trao đổi anion mạnh (cột bảo vệ và cột tách).
Các anion được tách trực tiếp qua màng rỗng trao đổi cation (suppressor màng sợi)
hoặc suppressor màng chắn nhỏ được rửa trong dòng chảy liên tục của dung dịch
axit mạnh (dung dịch phục hồi). Trong suppressor, các anion tách chuyền sang dạng
axit có độ dẫn cao và dung môi rửa giải cacbonat – bicaconat được chuyển thành
acid cacbonit có độ dẫn thấp. Các anion tách trong dạng axit được đo bởi độ dẫn.
Chúng được nhận biết trên cơ sở thời gian lưu so với chuẩn. Định lượng bằng cách
đo chiều rộng và chiều cao của peak. Tốc độ dòng 2 đến 5mL/ phút ở áp suất 1400
đến 6900kPa.
1.3.9. So sánh đánh giá các phương pháp
Bảng 1.4. Bảng so sánh, đánh giá các phương pháp
Phương pháp
Ưu điểm
Nhược điểm
Phương pháp khối lượng
Đơn giản, có tính chọn
Độ nhạy thấp, chỉ xác
lọc cao
định ở hàm lượng lớn
Hàm lượng vết khó xác
Phương pháp thể tích với
thuốc thử molypdat
Có tính chọn lọc cao,
định, quá trình xác định
điểm tương đương dễ
phức tạp đòi hỏi người
nhận biết.
phân tích phải có kinh
nghiệm.
Phương pháp trắc quang
với thuốc thử
molypdovanadat
có tính chọn lọc cao,
phức màu bền
Chịu ảnh hưởng bởi ion
cản trở, điều kiện tạo
phứckhá phức tạp.
Chịu ảnh hưởng bởi ion
Phương pháp trắc quang
Độ nhạy, có tính chọn
với thuốc thử molypdat
lọc cao
Phương pháp trắc quang
Độ nhạy, có tính chọn
với thuốc thử molypdat sử
lọc cao, màu của phức
Màu của phức không bền
dụng tác nhân khử thiếc
hạn chế được ảnh hưởng
theo thời gian
clorua
của ion lạ
Phương pháp trắc quang
với thuốc thử molypdat sử
Tính chọn lọc cao, màu
dụng tác nhân khử acid
phức bền
ascorbic
Độ nhạy cao thích hợp
Phương pháp sắc kí ion
xác định hàm lượng vết,
thời gian phân tích
nhanh, kết quả chính xá
cản trở, điều kiện tạo
phức khá phức tạp
Độ nhạy tương đối thấp,
phản ứng chậm, cần phải
có nhiệt độ
Chi phí đầu tư tốn kém,
nhiều phòng thí nghiệm
không thể đáp ứng.
1.4. Tổng quan về phƣơng pháp trắc quang
1.4.1. Khái niệm
Phương pháp phân tích trắc quang là phương pháp phân tích hóa lý được sử