Các phương pháp phân tích nitrit, nitrat và amoni trong phòng thí nghiệm

1.2. Các phương pháp phân tích nitrit, nitrat và amoni trong phòng thí nghiệm

1.2.1. Phương pháp phân tích thể tích và trọng lượng

1.2.1.1. Xác định nitrit

Ngoài ra, người ta còn xác định nitrit bằng phương pháp gián tiếp dựa trên phản ứng:

3HNO₂ + AgBrO₃ → AgBr↓ + 3HNO₃

Lọc lấy kết tủa AgBr, đem rửa bằng dung dịch H₂SO4 (1:4) và sấy ở nhiệt độ 85-90⁰C rồi đem cân. Từ lượng AgBr kết tủa ta tính được NO₂^- có trong dung dịch. Phương pháp này chỉ áp dụng với những mẫu có chứa lượng lớn NO₂.

Nitrit có thể được xác định dựa trên phản ứng oxi hóa nitrit thành nitrat bằng dung dịch KMnO₄. Điểm cuối của quá trình chuẩn độ được nhận biết bằng màu hồng của pemanganat.

Phương trình chuẩn độ:

2 MnO₄^- + 5 NO₂^- + 6 H⁺→ 2 Mn²⁺ + 5 NO₃^- + 3 H₂O

Trong môi trường axit ion NO₂^- bị phân hủy thành NO và NO₂ theo phương trình:

NO₂^- + H⁺ + HNO₂ → NO + NO₂ + H₂O

Do đó cần phải đảo ngược thứ tự phản ứng (nhỏ từ từ dung dịch NO₂^- vào dung dịch MnO₄^- trong môi trường axit)[11, 24].

Phương pháp này có độ nhạy thấp và tính chọn lọc kém vì thường dung dịch có rất nhiều ion có khả năng bị KMnO₄ oxi hóa. Hơn nữa hàm lượng nitrit không lớn nên khó có thể áp dụng phương pháp chuẩn độ để xác định nitrit. Do đó phương pháp chuẩn độ thường dùng để xác định lại nồng độ dung dịch chuẩn gốc.

1.2.1.2. Xác định nitrat

Với phép chuẩn độ ngược thì một lượng chính xác dung dịch chuẩn Fe²⁺ được cho dư so với lượng cần thiết vào dung dịch mẫu. Sau đó lượng dư Fe²⁺ được chuẩn độ bằng dung dịch Cr₂O₇^2- với chất chỉ thị là ferroin. Các phản ứng xảy ra như sau:

NO₃^- + 3Fe²⁺+ 4H⁺ → NO + 3Fe³⁺ + 2H₂O

2Fe²⁺ + Cr₂O₇^2- + 14H⁺→ 6Fe³⁺+ 2Cr³⁺+ 7H₂O

Phản ứng giữa Fe²⁺ và NO₃^- xảy ra nhanh hơn khi đung nóng dung dịch và có mặt của lượng dư axit H₂SO₄ 65%. Phương pháp đơn giản, dễ thực hiện. Cho phép xác định lượng NO₃^- với nồng độ cao 10^-3M đến 10^-4M. Tuy nhiên, do NO sinh ra phản ứng với oxi không khí tạo thành các chất có khả năng bị khử hay bị oxi hoá bởi Fe²⁺ nên trong quá trình phản ứng và chuẩn độ phải được tiến hành trong môi trường khí CO₂. Điều này được thực hiện bằng cách thêm một lượng nhỏ NaHCO₃ trước khi đun nóng và chuẩn độ. Phương pháp này có thể xác định cả lượng nhỏ và lượng lớn NO₃^- trong mẫu phân tích [24].

1.2.1.3. Xác định amoni

Ngoài ra để xác định lượng nitơ trong muối amoni người ta tiến hành chưng cất dung dịch muối amoni với lượng kiềm dư. Lượng amoni bay ra được thu vào bình có chứa sẵn dung dich HCl hay H₂SO₄ (nồng độ chính xác) sau đó chuẩn độ lượng axit dư bằng dung dịch kiềm hoặc cho dung dịch muối amoni phản ứng với CHO và chuẩn độ lượng axit sinh ra bằng NaOH (chuẩn) với chỉ thị phenolphtalein từ đó tính được NH₄⁺ trong mẫu

2 (NH₄)₂SO₄ + 6 HCHO →  (CH₂)₆N₄ + 2 H₂SO₄ + 6 H₂O

H₂SO₄ + NaOH →  Na₂SO₄ + 2H₂O

Đây là phương pháp thông dụng và đơn giản nhất cho việc xác định amoni trong dung dịch [22].

Cũng có thể xác định amoni bằng cách cho lượng dư hypobromit (BrO₃^-) vào mẫu

BrO₃^- +2NH₃ →  Br^- + N₂ + 3 H₂O

Sau đó Br^- phản ứng tiếp với BrO₃^-

6H⁺ + BrO₃^- + 5Br^- →  3Br₂ + 3H₂O

Br₂ sinh ra phản ứng với I^- trong môi trường H⁺ cho ra I₂

Br₂ + 2 I^- + 2H⁺ →  I₂ + HBr

Chuẩn độ lượng I₂ bằng Na₂S₂O₃ sau đó từ lượng Na₂S₂O₃ sẽ tính được lượng amoni ban đầu

I₂ + Na₂S₂O₃ →  2NaI + Na₂S₄O₆

1.2.2. Phương pháp trắc quang

1.2.2.1. Xác định nitrit

Thuốc thử Griess là hỗn hợp axit sunfanilic và α- naphtylamin hòa tan trong axit axetic 10%. Đầu tiên ion nitrit phản ứng với axit sunfanilic tạo thành muối điazo:

Sau đó muối này phản ứng với α-naphtylamin tạo thành hợp chất azo có mầu hồng

Độ hấp thụ quang được đo ở bước sóng 520nm. Phản ứng thường được tiến hành ở pH khoảng 1,7 – 3 và ở khoảng nhiệt độ là 0 – 5⁰C. Nhiệt độ càng cao phản ứng xảy ra càng nhanh nhưng lại dễ dàng bị phân huỷ thành các hợp chất khác. Phương pháp có độ chọn lọc cao, khi có một lượng rất lớn (thường gấp 100 lần) cloamin, clo, thiosunfat, natrithyophotphat và Fe³⁺ thì sai số của phương pháp là 10% [29].

Ngoài thuốc thử Griess, người ta còn có thể sử dụng dẫn xuất của Griss như hỗn hợp thuốc thử 4 - amino benzene sunfonamit (NH₂C₆H₄SO₂NH₂) và N-(1-naphtyl) - 1,2 diaminoetan hidroclorua (C₁₀H₇NH-CH₂-CH₂-NH₂.HCl). Khi sử dụng hỗn hợp thuốc thử này có màu tím hồng ở pH = 1,9 ± 0,1 và cực đại hấp thụ ở 540 nm [24, 29, 33].
* Thuốc thử axit barbituric

Nitrit phản ứng với axit barbituric trong môi trường axit tạo ra violuric (dẫn xuất nitrosoaxit), trong nước có màu tím. Độ hấp thụ quang được đo ở bước sóng 310 nm, khoảng tuyến tính 0,00 - 3,22 ppm. Hệ số hấp thụ mol phân tử là 15330 ± 259,7 (95%). Phương pháp này áp dụng thành công để xác định nitrit trong nước tự nhiên. Giới hạn định lượng là 1,66µg NO₂^- trong 100ml dung dịch làm việc tương ứng với lượng tối thiểu 9,5 ppb NO₂^- trong mẫu nước. Nếu nồng độ nitrit thấp (3,0 µg NO₂^-/1l mẫu) thì ta sử dụng phương pháp pha loãng mẫu với RSD thấp hơn 0,5 % [15].

Phương trình phản ứng

1.2.2.2. Xác định nitrat

Trong môi trường axit sunfuric đậm đặc, nitrat tham gia phản ứng với axit phenoldisulfonic tạo thành phức chất không màu nitrophenoldisulfonic. Ở môi trường bazơ mạnh phức này có màu vàng bền trong vòng 15-20 phút và được đo bằng quang phổ kế ở bước sóng λ= 410 nm [37].

Trong môi trường axit sulfuric đậm đặc, nitrat tham gia phản ứng với natri salixylat tạo thành phức màu p-nitrosalixylat natri hoặc sản phẩm có thể là o-nitrosalixylat natri. Ở môi trường bazơ mạnh phức này có màu vàng và được đo bằng máy đo quang tại bước sóng λ = 410nm.

Phương trình phản ứng

Trong môi trường kiềm, phức chất phân ly thành ion gốc axit làm phân tử trở nên phân cực. Vì vậy, các electron hóa trị chuyển động hỗn loạn hơn nên phức chất có cường độ màu tăng và hấp thụ ánh sáng ở bước sóng dài. Dung dịch phức màu bền trong vòng 10 - 15 phút [37].

Ưu điểm của hai phương pháp này là có độ nhạy cao, sử dụng đơn giản. Bên cạnh đó chúng cũng có nhiều nhược điểm, phải loại trừ các ion cản do phải cô, rất mất thời gian (để xác đinh được NO₃^- trong nước mất khoảng 5 – 6 giờ).

* Thuốc thử diphenylamin

Nitrat phản ứng với diphenylamine trong môi trường axit sulfuric đậm đặc, sản phẩm tạo ra là muối có màu tím xanh. Phức màu ổn định trong vòng 2-3 giờ. Cường độ của màu tỷ lệ với nồng dộ nitrat trong nước. Tốc độ ôxi hoá diphenilamin bằng nitrit lớn gấp nhiều lần so với ôxi hoá bằng nitrat. Cụ thể nếu ôxi hoá bằng nitrit thì màu cực đại xuất hiện sau khoảng 15 phút, trong khi đó nếu ôxi hóa bằng nitrat thì màu phát triển trong vòng vài giờ. Vì thế không nên tiến hành so màu quá sớm khi màu tím xanh do ôxi hoá bằng nitrat chưa ổn định. Nếu so màu quá sớm thì có thể xác định được nitrit là chính [3].

Ngoài ra diphenylamin còn bị oxi hóa bởi các ion MnO₄^-, Cr₂O₇^2- [Fe(CN)₆]³, ClO₃^-, BrO₃^-... Các chất khử mạnh S^2-, SO₃^-, S₂O₃^2-... bị oxi hóa bởi hỗn hợp axit nitric và axit sulfuric đều gây cản trở cho việc định lượng NO₃^-.

*Các phương pháp sử dụng chất khử để khử nitrat thành nitrit

+ Sử dụng cột khử Cadimi sau đó xác định bằng thuốc thử Griess

Quá trình phân tích được thực hiện qua hai bước: trước tiên khử nitrat thành nitrit, sau đó định lượng NO₂^- bằng cách đo quang hợp chất diazo.

Việc chuyển NO₃^- thành NO₂^- bằng Cd kim loại hoặc hạt cadimi có phủ đồng theo cơ chế sau:

NO₃^- + 2H + 2e → NO₂^- + H₂O

Cd → Cd²⁺ + 2e

Lượng nitrit tạo thành sẽ phản ứng với thuốc thử Griess trong môi trường pH từ 2-2,5. Nồng độ nitrit được xác định qua màu của sản phẩm tạo thành, đo bằng quang phổ kế ở bước sóng 520 nm [37].

Phương pháp này có thể áp dụng cho những mẫu có nồng độ nitrate từ 0,01 đến 1,0 NO₃^- mg/l và đặc biệt hữu ích đối với những mẫu có nồng độ nitrate < 0,1 mg/l do các phương pháp xác định nitrat khác không có độ nhạy phù hợp, ít các yếu tố ảnh hưởng.

Tuy nhiên, sự khử định lượng nitrat thành nitrit bằng cột Cd có phủ đồng giảm dần theo thời gian sử dụng cột do các hợp chất lơ lửng có thể làm nghẹt cột. Vì vậy cần thiết phải tiến hành phục hồi cột một cách định kỳ.

Khi nồng độ vượt vài mg/l, các ion kim loại Sb³⁺,Au³⁺,Bi³⁺,Fe³⁺,Pb²⁺, Hg²⁺, Ag⁺, chloroplatinate (PtCl₆^2-) và metavanadate (VO₃^2-) làm giảm hiệu suất khử nitrate trên cột. Ion Cu²⁺ có thể gây sai số âm do xúc tác phân hủy muối diazonium. Khắc phục cản nhiễu này bằng cách thêm EDTA vào mẫu.

+ Sử dụng chất khử Zn/NaCl sau đó xác định bằng thuốc thử methyl anthranilate

Đầu tiên, nitrat được khử xuống nitrit bằng Zn. Tiếp theo, nitrit phản ứng diazo hóa với axit sulfanilic, sau đó tạo phức với methyl anthranilate trở thành hợp chất azo và đo quang ở bước sóng 493 nm.

Các tác giả đã nghiên cứu để tối ưu độ axit, lượng thuốc thử và ảnh hưởng của các ion cản. Khoảng tuyến tính của phép xác định khi dùng cặp thuốc thử axit sulfanilic và methyl anthranilate là 0,2-2,0 µg/ml cho nitrit và độ nhạy là 4,5.10^-3 µg.cm^-2. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng lần lượt là 0,93và 2,82 (µgmL^-1). Phương pháp này ứng dụng cho xác định nitrit và nitrat trong nước, dầu và các chế phẩm dược [16].

Phương pháp này dựa trên phản ứng của axit phosphomolybdic biến đổi thành phức dị đa màu xanh (phosphomolybdenum) bởi Na₂S.

Trước tiên, nitrat được khử xuống nitrit bằng cột khử Jone. Sau đó ta xác định nồng độ nitrit gián tiếp bằng phương pháp trắc quang. Phức màu xanh bị oxi hóa bởi nitrit và bị giảm cường độ màu. Độ hấp thụ tuyệt đối giảm tỷ lệ với lượng nitrit thêm vào.

Độ hấp thụ của phức màu xanh được đo bằng máy quang phổ ở bước sóng 814nm và thông qua xây dựng đường chuẩn ta biết được nồng độ của nitrat.

Các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo như axit, độ bền của phức, thời gian, nhiệt độ, nồng độ photphat, molipden, Na₂S và các ion cản. Khoảng tuyến tính của phương pháp là 0,5 - 2,0 ppm với độ hấp thụ phân tử gam là 10⁴l.mol^-1.cm^-1. Độ lệch chuẩn tương đối 2,6% trong 5 phép đo. Khoảng tuyến tính là 0,2 - 3,6 ppm khi sử dụng phương pháp động học trắc quang với độ lệch chuẩn 2,4% trong 5 phép đo [28].

+ Sử dụng chất khử VCl₃ sau đó xác định bằng thuốc thử Griess

Nitrat được khử xuống nitrit bằng hạt VCl₃ 2% trong HCl 6N ở 60⁰C với hiệu suất 95% [21] hoặc khử ở 45⁰C trong 60 phút đạt hiệu suất 100 ± 3% [18]. Nếu khử ở nhiệt độ phòng, để phản ứng xảy ra hoàn toàn thời gian khử lên đến 10 - 20 giờ. Nitrat sau khi khử xuống nitrit được cho tạo phức mà với thuốc thử Griess và đo độ hấp thụ quang ở 520 nm.

Phương pháp có ưu điểm là thuốc thử có thể ổn định vài tháng nếu được lọc, có thể phân tích hàng trăm mẫu một ngày. Tuy nhiên, tác nhân oxy hóa có thể tiêu thụ V (III) trước khi khử nitrat, các ion cản trong quá trình tạo phức như azide, axit ascorbic, và thiol. V (III) nhạy với không khí và ánh sáng nên cần được bảo quản trong bình tối, ngoài ra, thời gian phân tích dài(14-16) tiếng.

1.2.2.3. Xác đ­ịnh amoni

Thuốc thử Nessler là dung dịch kiềm của thủy ngân iotdua tạo với amoni hợp chất màu nâu theo phản ứng:

2 K₂HgI₄ + NH₃ + KOH →  NH₂Hg₂I₃ + 5 KI + H₂O

Thuốc thử Nessler tạo thành một phức chất có màu vàng nâu với NH₄⁺ trong môi trường kiềm, phức này có λ_max = 430nm.

Màu của phức được tạo thành ngay khi thuốc thử phản ứng với NH₄⁺ trong môi trường phù hợp và bền trong khoảng thời gian dài. Tuy nhiên để sự tạo phức là hoàn toàn và bền ta bổ sung KNaC₄H₄O₆ để tránh các kết tủa của các hidroxit kim loại [8].

* Thuốc thử ph­­enol -hypoclorit

Cơ sở của phương pháp là dựa trên phản ứng amoni với hypoclorit tạo thành cloroamin trong môi trường kiềm, sau đó mono cloroamin phản ứng với phenol tạo thành hợp chất màu xanh có λ_max= 630nm.

NH₄⁺ + OH^-→  NH₃ + H₂O

NH₃ + ClO^-→  NH₂Cl + OH^-

C₆H₅O^- + NH₂Cl →  HOC₆H₄NH₂ + Cl^-

p-amiophenol phản ứng trực tiếp với phân tử phenol thứ hai, trước tiên nó tạo thành 4,4 - dihydroxydiphenylamin và sau đó tạo thành phức màu indophenol khi thêm vào dung dịch natri nitropussiat làm xúc tác. Tuy nhiên nó lại tham gia vào phản ứng với p-amino phenol tạo thành sản phẩm có màu đậm, phản ứng theo hai hướng và kết quả cường độ màu tăng và làm tăng độ nhạy của phương pháp.

Phương pháp này ít bị ảnh hưởng bởi các ion cản trở. Điều này cho phép xác đinh NH₄⁺ trong nhiều trường hợp không phải chưng cất amoniac. Đặc biệt khi xác định nước thải có chứa các hợp chất hữu cơ thành phần của chúng có nitơ [20, 23].

Nếu có mặt H₂S và sunfua cản trở mạnh có thể loại trừ bằng cách axit hóa mẫu đến pH = 3 và sục không khí đi qua cho đến khi hết mùi khí H₂S. Các chất khử phản ứng với hypoclorit ngăn cản phép xác định, ngoài ra độ kiềm cao (pH>8) và các chất màu làm đục nước cũng gây ảnh hưởng.

* Thuốc thử Salicylate

Hợp chất màu xanh được tạo bởi phản ứng của amoni với salixylat và ion hypoclorit có sự tham gia của natri nitropussiat. Phản ứng của cloramin với natri salixylat xảy ra ở pH 12,6 có sự tham gia của natri nitropussiat tạo phức màu xanh đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 630 nm [13, 14]. Bất kỳ chất cloramin nào có mặt trong mẫu thử cũng đều được xác định. EDTA có trong thuốc thử để cản sự nhiễu do các cation, đặc biệt là canxi và magiê.

* Phương pháp indophenol màu xanh sử dụng phân tích bơm mẫu vào dòng chảy

Một phép phân tích bơm mẫu phù hợp để phân tích giám sát chất lượng nước về các hàm lượng amoniac trong nước và nước thải công nghiệp, nước sông đã được phát triển. Hệ thống dựa hoàn toàn trên máy vi tính và có thể theo dõi amoniac trong các mẫu ở một tần số nhất định (16 mẫu một giờ) với độ lệch chuẩn tương đối tốt 1,8%. Đường chuẩn là tuyến tính từ 0 đến 50 ppm và nằm trong phạm vi cần phân tích. Mức độ cản trở có thể có trong các dòng nước và nước thải công nghiệp là không đáng kể để gây ra bất kỳ sự can thiệp vào hệ thống phân tích.

Phạm vi áp dụng: Phương pháp này bao gồm việc xác định amoniac trong nước uống, mặt đất, nước mặt và nước muối, chất thải sinh hoạt và công nghiệp. Phạm vi áp dụng là 0,01- 2,0 mg/l NH₄⁺, nếu nồng độ cao hơn có thể xác định bằng cách pha loãng mẫu. Mỗi giờ có thể phân tích khoảng 60 mẫu.

Tóm tắt phương pháp: Các mẫu tạo môi trường pH 9,5 với đệm borat để giảm thủy phân xyanat và các hợp chất nitơ hữu cơ, và được chưng cất thành một hợp chất của axit boric. Phenol kiềm và hypochlorite phản ứng với amoniac để tạo thành màu xanh indophenol cường độ màu tỷ lệ thuận với nồng độ ammoniac [20].

* Thuốc thử thymol-hypoclorit

Phương pháp này là dựa trên phản ứng amoni với hypoclorit tạo thành cloroamin trong môi trường kiềm, sau đó mono cloroamin phản ứng với thymol tạo thành hợp chất màu xanh đậm đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 693nm [19, 27].

Đối với phương pháp này ít có chất ngăn cản nên việc xác định amoni chính xác và nhanh hơn phương pháp xác định amoni bằng thuốc thử Nessler và indophenol. Điều này cho phép xác đinh NH₄⁺ trong nhiều trường hợp không phải chưng cất amoniac. Đặc biệt khi xác định nước thải có chứa các hợp chất hữu cơ thành phần của chúng có nitơ.

1.2.3. Các phương pháp khác

1.2.3.1. Xác định nitrit

* Phương pháp cực phổ

Nitrit là ion có hoạt tính cực phổ, khi xác định nitrit bằng phương pháp cực phổ dùng nền LaCl₃ 3% và BaCl₂ 2% thì nitrit cho sóng cực phổ ở -1,2 V so với anot thủy ngân. Nếu dùng nền là hỗn hợp dung dịch đệm xitrat 2M có pH = 5 thì giới hạn phát hiện sẽ là 0,25 ppm NO₂^-.

Nếu dùng nền KCl 0,2M + SCN^- 0,04M + Co²⁺ 2.10^-4 M có pH = 1-2 thì sẽ cho pic xuất hiện ở điện thế -0,5V và chiều cao pic tỷ lệ với nồng độ của ion NO₂ .

Có thể xác định NO₂^- bằng cách chuyển nó thành diphenylnitroamin trong môi trường axit. Để phản ứng chuyển hóa được nhanh chóng người ta dùng chất xúc tác là KSCN [35].

Phương pháp cực phổ đòi hỏi thiết bị và hóa chất phức tạp, điều kiện thí nghiệm để đảm bảo độ đúng của tín hiệu đo khắt khe nên không phù hợp cho xác định nhanh ngoài hiện trường.

* Phương pháp sắc khí

Ion nitrit phân tích bằng phương pháp sắc khí lỏng hiệu năng cao với pha động là axit p-hydrobenzoic 8mM và Bis-Tris 3,2 mM. Hàm lượng nitrit có thể xác định đến 10^-8 M.

Ion nitrit cũng có thể xác định cùng với các ion khác bằng phương pháp sắc kí ion. Tuy nhiên, giới hạn phương pháp này chỉ xác định được 0,1 mg NO₂-/l. Mẫu được bơm vào cột tách bằng van bơm mẫu, nhờ pha động thích hợp chảy qua cột tách. Tại đây các cấu tử trong hỗn hợp được tách ra khỏi nhau và phát hiện nhờ bộ Detector thích hợp [24, 31, 37].

Phương pháp sắc ký cặp ion pha đảo HPLC xác định hàm lượng nitrit trong không khí lỏng và nước ao hồ. Sử dụng cột C₁₈ pha đảo ( kích thước hạt nhồi 5µm) với pha động gồm 83% ion tương tác với thuốc thử tetrabutylammonium hydroxide (TBA-OH) 3 mM, dung dịch đệm Na₃PO₄ 2 mM ở pH = 3,9 và 17% axetonitril (tốc độ dòng 0,4 ml/ phút). Phản ứng hấp thụ ánh sáng UV ở 205nm, khoảng tuyến tính từ 10 µg/ml đến 100µg/ml. Độ lệch chuẩn tương đối để xác định nitrit nhỏ hơn 3 % [36].

1.2.3.2. Xác định nitrat

* Phương pháp cực phổ

Trong môi trường chất điện li với sự có mặt ion La³⁺ hay Ba²⁺, ion NO₃^- cho sóng cực phổ tại thế từ -1,1 đến -1,4 V.

Để xác định nitrat người ta thường dùng sóng xúc tác urani. Trong môi trường tạo phức nền Na₂CO₃ 0,1M thì UO₂²⁺ chỉ cho một sóng định lượng có E1/2= 0,9 -1,1V phụ thuộc vào nồng độ NO₃^- .

Ngoài ra nitrat còn xác định trên điện cực giọt thuỷ ngân (DME) với dung dịch nền là H₂SO₄ đặc : phenol = 4:1. Thế bán sóng của nitro phenol tạo thành ở - 0,2 V. Giới hạn xác định NO₃^- theo phương pháp này là 5ppm.

Phương pháp này không bị ảnh hưởng bởi ion NO₂^- nên có độ chính xác cao [35].

* Phương pháp sắc kí trao đổi ion

Cơ sở của IEC là sự cạnh tranh các nhóm tích điện trái dấu trên chất trao đổi giữa ion NO₃^- và ion NO₂^- chứa trong pha động gồm dung dịch mẫu phân tích, đệm Lithium borate gluconate và dung môi acetonnitrile tại pH = 6,5. Pha động sẽ tương tác với pha tĩnh là cột sắc ký trao đổi ion Waters IC-PacTM Anion HC 150 x 4,6 mm column. Hệ thống sắc kí làm việc với tốc độ dòng là 1ml/phút với detecter là máy đo quang UV-VIS tại bước sóng 205nm. Dung tích mẫu là 40µm [31].

Dựa vào thời gian lưu của ion NO₃^- và ion NO₂^- trong dung dịch chuẩn ta có thể xác định được đỉnh nitrate/nitrite trong mẫu cần phân tích trong tập hợp các chất mà sắc ký trao đổi ion tách ở 2 pic tương ứng.

Phương pháp khá hiệu quả, độ chọn lọc cao, ứng dụng rộng rãi. Sử dụng lượng mẫu nhỏ. Tuy nhiên, hệ thống máy móc đắt, cần loại trừ màu của dung dịch phân tích.

1.2.3.3. Xác định amoni

* Phương pháp trao đổi ion

Amoni trong dung dịch có thể xác định bằng cách cho dung dịch đi qua cột trao đổi cation dạng H⁺. Ion NH₄⁺ thay thế H⁺ trên nhựa trao đổi ion đẩy H⁺ đi vào dung dịch, ta chuẩn độ H⁺ sẽ xác định được NH₄⁺.

R-SO₃ +NH₄⁺→  R-SO₃NH₄ + H<sup>+

*</sup> Phương pháp dùng điện cực chọn lọc ion

Phương pháp này được xác định dựa trên điện cực chọn lọc ion amoni và trên máy đo pH có thang mV được mở rộng hoặc các máy đo chuyên dụng.

Điện cực amoni sử dụng màng đặc biệt để phân tách dung dịch mẫu và dung dịch muối NH₄Cl bên trong điện cực. Amoni trong dung dịch mẫu khuếch tán vào dung dịch bên trong qua màng và làm thay đổi pH của dung dịch bên trong. Sự thay đổi này được nhận biết bằng điện cực pH. Nồng độ cân bằng của ion Cl^- bên trong dung dịch được nhận biết bởi điện cực chọn lọc Cl^- như là một điện cực so sánh.

Phương pháp này thích hợp cho việc xác định amoni trong các loại nước như: nước uống, nước bề mặt, nước ngầm, nước thải.

Phương pháp này có ưu điểm là độ đục và màu của dung dịch không ảnh hưởng tới quá trình xác định và không cần thiết phải pha loãng dung dịch mẫu phân tích.

Các amin bay hơi có ảnh hưởng dương. Thủy ngân gây ảnh hưởng vì có khả năng tạo phức với amoni mạnh. Do đó các mẫu phân tích không được bảo quản khi có HgCl₂.

Tuy nhiên phương pháp này ít được sử dụng vì nó cho kết quả có độ chính xác không cao và ở điều kiện nước ta hiện nay sử dụng điện cực chọn lọc ion amoni còn hạn chế vì chúng ta chưa sản xuất được trong nước.

* Phương pháp phân tích dòng chảy sử dụng detector quang

Đo quang hợp chất màu xanh tạo ra bởi phản ứng giữa amoni với ion salixilat và hypoclorit khi có mặt natri nitrosopentaxyanoferat(III) - natrinitropussiat ở bước sóng khoảng 650nm. Ion hypoclorit được sinh ra thủy phân 1,3 – diclo – 5 sodio – 1,3,5 – triazinanetrion (natri dicloisoxyanurat) trong kiềm, và phản ứng với amoni tạo ra cloramin. Cloramin phản ứng với natri salixilat ở pH 12,6 khi có mặt nitropussiat. Mọi cloramin có trong mẫu đều được định lượng [13].

Natri xitrat được thêm vào để che một cation đặc biệt là Ca²⁺ và Mg²⁺ (mọi phản ứng đều được thực hiện tự động nhờ kỹ thuật dòng chảy) chất màu được đo bằng một máy trắc phổ dòng tự động. Hai cấu hình hệ thống đo được quy định. Một hệ thống có khối thẩm tách và thích hợp để xác định nồng độ amoni tính theo nitơ đến 50mg/l. Cấu hình không có khối thẩm tách và thích hợp để xác định nồng độ amoni tính theo nitơ đến 0,5mg/l.

Каталог: files -> ChuaChuyenDoi
ChuaChuyenDoi -> ĐẠi học quốc gia hà NỘi trưỜng đẠi học khoa học tự nhiên nguyễn Thị Hương XÂy dựng quy trình quản lý CÁc công trìNH
ChuaChuyenDoi -> TS. NguyÔn Lai Thµnh
ChuaChuyenDoi -> Luận văn Cao học Người hướng dẫn: ts. Nguyễn Thị Hồng Vân
ChuaChuyenDoi -> 1 Một số vấn đề cơ bản về đất đai và sử dụng đất 05 1 Đất đai 05
ChuaChuyenDoi -> Lê Thị Phương XÂy dựng cơ SỞ DỮ liệu sinh học phân tử trong nhận dạng các loàI ĐỘng vật hoang dã phục vụ thực thi pháp luật và nghiên cứU
ChuaChuyenDoi -> TRƯỜng đẠi học khoa học tự nhiên nguyễn Hà Linh
ChuaChuyenDoi -> ĐÁnh giá Đa dạng di truyền một số MẪu giống lúa thu thập tại làO
ChuaChuyenDoi -> TRƯỜng đẠi học khoa học tự nhiêN
ChuaChuyenDoi -> TRƯỜng đẠi học khoa học tự nhiên nguyễn Văn Cường

tải về 1.06 Mb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn: