Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5987:1995 chất lượng nước - xác định nitơ ken-đan - phương pháp sau khi vô cơ

• Số hiệu: TCVN5987:1995
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 1995

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 5987 : 1995

CHẤT LƯỢNG NƯỚC - XÁC ĐỊNH NITƠ KEN- ĐAN (KJELDAHL) - PHƯƠNG PHÁP SAU KHI VÔ CƠ HÓA VỚI SÊLEN
Water quality - Determination of Kjeldahl nitrogen - Method after mineralization with selenium

1. Phạm vi áp dụng

1.1. Chất được xác định

Tiêu chuẩn này trình bày một phĐong pháp để xác định nitơ kiểu Ken-dan. Chỉ xác định được nitơ có số oxi hóa ba âm. Nitơ hữu cơ dưới dạng azit, azin, azo, hidrazon nitrit, nitro, nitrozo, oxi hoặc semicacbazon không được xác định định lượng. Nitơ có thể không bị chuyển hóa hoàn toàn từ các hợp chất dị vòng chứa nitơ.

1.2. Loại mẫu

Phương pháp này áp dụng để phân tích nước chưa xử lí, nước uống và các loại nước thải

1.3. Khoảng nồng độ

...

...

...

1.4. Giới hạn phát hiện

Giới hạn phát hiện thực nghiệm (bậc tự do 4), dùng 100ml mẫu thử, là CN = 1mg/l.

1.5. Độ nhạy

Độ nhạy khi dùng 100ml mẫu thử, 1,0ml axit clohidric 0,02mol/l tương đương với CN = 2,8mg/l

2. Tiêu chnẩn trích dẫn

ISO 7150/l, Chất lượng nước - Xác định amoni - Phần l: Phương pháp trắc quang

3. Định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này, định nghĩa sau đây được áp dụng:

Nitơ Ken- đan: là hàm lượng nitơ hũu cơ và nitơ amoniac trong mẫu được xác định sau khi vô cơ hóa.

...

...

...

4. Nguyên tắc

Vô cơ hóa mẫu để tạo amoni sunfat. Từ đó amoniac được giải phóng, được cất và tiếp theo là độ chuẩn.

Chuyển các hợp chất nitơ trong mẫu thử thành amoni sunfat bằng cách vô cơ hóa với axit sunfuric có chứạ lượng lớn kali sunfat để tăng điểm sôi của hỗn hợp và có selen làm xúc tác1.

Giải phóng amoniac từ amoni sunfat bằng cách thêm kiềm và chưng cất vào dung dịch axit boric/chỉ thị.

Xác định amoni trong phần cất bằng cách chuẩn độ với axit chuẩn. Cũng có thể xác định ion amoni bằng trắc quang ở 655nm (xem mục ll).

5. Thuốc thử

Trong phân tích chỉ dùng các thuốc thử tinh khiết phân tích và nước chuẩn bị như ở mục 5.l.

5.1. Nước không chứa amoni

Nước không chứa amoni điều chế bằng một trong các phương pháp sau:

...

...

...

Cho nước đã cất chảy qua cột nhựa cationit axit mạnh (dạng H^+) và chứa nước thu được trong bình thủy tinh có nút thủy tinh kín. Thêm vào bình chứa khoảng 10g cationit cùng loại cho mỗi lít nước.

5.1.2. Phương pháp chưng cất

Thêm 0,10 ± 0,01ml axit sunfuric (5.3) vào 1000 - 10ml nước đã cất và cất lại trong máy hoàn toàn băng thủy tinh. Bỏ 50ml nước hứng đầu tiên và chứa nước vào bình thủy tinh có nút thủy tinh kín. Thêm khoảng 10g cationit axit mạnh (dạng H^+) cho mỗi lít nước thu được.

5.2. Axit clohidric, d = 1,18g/ml

5.3. Axit sunfuric, d = 1,84g/ml

Cảnh báo - Thuốc thử này có thể gây bỏng nặng.

Chỉ dùng axit sunfuric tinh khiết cao. Hết sức chú ý hàm lượng nitơ do nhà sản xuất chỉ dẫn.

5.4. Natri hiđroxit, khoảng 500g/l

Cảnh báo - Thuốc thử này có thể gây bỏng nậng.

...

...

...

5.5. Axit clohidric, dung dịch tiêu chuẩn 0,10mol/l

Pha chể dung dịch này bằng cách pha loãng axit clohidric (5.2) và định chuẩn bằng phương pháp thông thường.

Có thể dùng dung dịch chuẩn có bảo đảm trên thị trường.

5.6. Axit clohidric, dung dịch tiêu chuẩn 0,02mol/l .

Pha chế dung dịch này bằng cách pha loãng axit clohidric (5.2 hoặc 5.5) và định chuẩn bằng phương pháp thông thường.

Có thể dùng dung dịch chuẩn có bảo đảm trên thị trường.

5.7. Dung dịch axit boric/chỉ thị

5.7.1. Hòa tan 0,5 ± 0,1 metyl đỏ vào khoảng 800ml nước rồi pha loãng thành l lít trong ống đong.

5.7.2. Hòa tan 1,5 ± 0,1g xanh metylen vào khoảng 800ml nước rồi pha loãng thành 1 lít trong ống đong.

...

...

...

Thêm 10 ± 0,5ml dung dịch metyl đỏ (5.7.l) và 2,0 ± 0,1ml xanh metylen (5.7.2) rồi pha loãng thành 1 lít trong ống đong.

5.8. Hỗn hợp xúc tác

Cảnh báo - Hỗn hợp này độc. Tránh hít thở phải bụi hỗn hợp khi chuẩn bị hoặc khi sử dụng. Tất cả phần cặn chứa selen cần thu góp để thu hồi selen (11.2) hoặc thải bỏ có giám sát.

Trộn kĩ 100 ± 20g kali sunfat với 10,0 ± 0,2g selen bột thô.

5.9. Đá bọt.

6. Thiết bị dụng cụ

Mọi dụng cụ thông thường trong phòng thí nghiệm và các thiết bị, dụng cụ sau:

6.1. Bình Ken-đan, được thiết kế đặc biệt, có dung tích đủ cho phần mẫu thử nhưng không quá 500ml.

Chúng phải có cấu tạo thích hợp để nối trực tiếp vào máy chưng cất (6.2).

...

...

...

Chú thích: Cần làm sạch máy chưng cất bằng phương phàp sau đây mỗi khi máy ngừng làm việc trong ít ngày: Lấy khoảng 350ml nước (5.1) vào bình cất. Thêm vài hạt đá bọt (5.9), lắp máy và tiến hành cất đến khi thu được ít nhất 100ml nước. Đổ bỏ phần cất được và phần dư trong bình cất.

7. Lấy mẫu và mẫu

Lấy mẫu thí nghiệm vào bình polyetylen hoặc bình thủy tinh. Mẫu lấy xong cần phân tích càng sớm càng tốt, nếu lưu giữ cần để ở 2 - 5^0C cho đến khi phân tích. Axit hoá mẫu đến pH < 2 giúp cho lưu giữ mẫu tốt, nhưng phải hết sức tránh để mẫu đã axit hóa hấp thụ amoniac từ không khí.

8. Cách tiến hành

8.1. Phần mẫu thử

Nếu biết sơ bộ hàm lượng nitơ của mẫu, chọn thể tích phần mẫu thử theo bảng l.

Bảng 1 - Chọn thế tích mẫu thử

Nồng độ nitơ Ken - đan C_N, mg/l

Thể tích phần mẫu thử *) , ml

...

...

...

10- 20

20 –50

50 - 100

250

100

50

25

* Khi dùng dung dịch chuẩn axit clohidric (5.6) để chuẩn độ.

8.2. Thử trắng

...

...

...

8.3. Xác định

Cảnh báo - Trong khi vô cơ hóa mẫu, các khí độc như lSO₂ H₂S và hoặc HCN có thể sinh ra từ các mẫu ô nhiễm. Do đó cần phải tiến hành vô cơ hóa trong tủ hút.

Lấy phần mẫu thử (8.l) cho vào một bình Ken dan (6.1), (dùng ống đong) thêm 10ml axit sunfuric (5.3), 5,0 ± 0,5g hỗn hợp xúc tác (5.8). Thêm vài hạt đá bọt (5.9) và đun mạnh dung dịch trong bình cho sôi nhanh. Phải tiến hành giai đoạn này trong tủ hút thích hợp. Sau khi nước bay hơi hết, khói trắng bắt đầu bốc lên.

Sau khi hết khói trắng, dung dịch trong bình trở nên trong suốt, không màu hoặc vàng nhạt thì tiếp tục đun thêm 60 phút (xem chú thích 1).

Sau vô cơ hóa, để bình nguội đền nhiệt độ phòng. Trong khi đó lấy 50 ± 5 ml dung dịch axit boric/chỉ thị (5.7) vào bình hứng của máy chưng cất. Cần lưu ý để sao cho đầu mút của ống dẫn ra tủ sinh hàn phải nhúng ngập vào dung dịch.

Thêm cẩn thận 250 ± 50ml nước (5.1) vân hình vô cơ hóa cùng hạt đá bọt Đun nóng bình cất sao cho tốc độ chảy vào bình hứng khoảng 10 m/l phút. Dừng cất khi đã thu được khoảng 200m/ ở bình hứng. Chuẩn độ phần hứng được đến màu hồng, bằng axit clohidric 0,02mol/l (5.6) và ghi thể tích axit tiêu thụ (xem chú thích 3).

Chú thích:

1) Sau khi nước đá bay hơi hết cần đun ở mức đủ đề axit hồi lưu từ khoảng giữa cổ bình.

Điều đó đảm bảo nhiệt độ để vô cơ hóa hoàn toàn.

...

...

...

3) Axit clohidric 0,10 mol/l (5.5) được dùng để chuẩn độ những mẫu có nồng độ nitơ cao.

9. Thể hiện kết quả

9.1. Phương pháp tính toán

Nồng độ nitơ Ken dan, CN tính bằng mg/l, được biểu diễn bằng công thức

Trong đó:

V₀ là thể tích của phần mẫu thử (8.1), ml;

V₁ là thể tích của axit clohidric tiêu chuẩn dùng để chuẩn độ mẫu (8.3), ml,

V₂ là thể tích của axit clohidric tiêu chuẩn dùng để chuẩn độ mẫu trắng (8.2), ml

...

...

...

Kết quả có thể thể hiện bằng miligam nitơ trong 1 lít hoặc bằng micromol trong 1 lít. Hệ số chuyển tử mg/l thành Pmol/l là 71,4.

9.2. Độ lặp lại

Độ lặp lại đã được xác định và nêu ra trong bảng 2. l

10. Các yến tố cản trở

Nitrat và/hoặc nitlit có thể gây sai số dương hoặc âm. Nitrat và/hoặc nitrit có thể bị khử trong những điều kiện thử thành amoni và làm cao kết quả. Nitrat và/hoặc nitrit cũng có thể tạo muối amoni với amoni có trong mẫu và bị phân huỷ ở nhiệt độ vô cơ hóa thành khí nitơ bay đi, gây thấp kết quả. Nếu nitrat và/hoặc nitrit có trong mẫu ở nồng độ làm sai lệch kết quả phân tích tới mức không thể chấp nhận được hoặc làm mật độ chính xác, cần khử riêng chúng thành amoni trước khi vô cơ hóa.

Kết quả cũng có thể bị thấp nếu vô cơ hóa quá lâu. Cần tôn trọng cách làm như nêu ở mục 8.

11. Chú thích về phương pháp

11.1. Ion amoni có thể được xác định trực tiếp trong hỗn hợp đã vô cơ hóa bằng phương pháp trắc quang ở 655nm. Cách làm như sau:

Sau khi vô cơ hóa, để nguội bình, thêm 50 - 1,0ml nước (5.1). Thêm 2 giọt dung dịch 4 - nitrophenol l g/l, rồi vừa khuấy mạnh vừa thêm rất từ từ dung dịch natri hidroxit (5.4) cho đến khi có màu vàng nhạt bền. Thêm vài giọt axit sunfuric (5.3) đến mất màu vàng. Chuyển định lượng vào bình định mức 200m/ và thêm nước (5.1) đến vạch. Xác định ion amoni trong dung dịch này bằng phương pháp trắc quang (xem ISO 7150/l). Các dung dịch chuẩn và mẫu trắng đều phải làm theo phương pháp đá nêu trên bởi vì nồng độ cao của natri sunfat sinh ra khi trung hòa hỗn hợp vừa vô cơ hoá bằng natri hidroxit sẽ cản trở phương pháp trắc quang. Nồng độ amoni biểu diễn bằng miligam trong lít xác định được bằng phương pháp trắc quang cần phải nhân với hệ số 200/V₀ trong đó V₀ là thể tích phần mẫu thử (8.1) tính bằng mililit, để được nồng độ nitơ tính bằng miligam trong 1 lít mẫu.

...

...

...

Phần cặn cần thu góp vào bình thủy tinh có dán nhãn “Độc". Để tách selen, axit hoá phần cặn (pH2). Thêm thiếc (II) clorua rắn để khử dung dịch axit này sẽ thay hiện kết tủa selen kim loại màu đỏ. Lọc lấy kết tủa và thải bỏ theo phương thức được giám sát:

12. Báo cáo kết quả

Báo cáo kết quả cần có những thông tin sau:

a) Trích dẫn tiêu chuẩn này

b) Mọi chi tiết nhận dạng mẫu;

c) Cách lưu giữ mẫu trước khi phân tích;

d) Độ lặp lại đạt được;

e) Kết quả và phương pháp biểu diễn kết quả;

f) Chi tiết về những khác biệt so với cách tiến hành nêu trong tiêu chuẩn này, hoặc những bất thường có thể gây ảnh hưởng đến kết quả.

...

...

...

Mẫu

Nồng độ nitơ CN, mg/l

Thể tích phần mẫu thử, ml

Độ lệch chuẩn **, mg/l

Bậc tự do

Dung dịch ure

Dung dịch ure

Dung dịch ure

Nước cống

...

...

...

Nước thải hoá học

Z

50

150

79***)

16***)

62***)

500

100

...

...

...

50

200

100

0,027

0,31

2,69

0,68

0,19

0,48

...

...

...

19

19

19

15

15

*) Số liệu từ Pháp.

**) Dùng axit clohidric 0,1 mol/l cho mọi chuẩn đó, trường hợp CN = 2 mg/l dùng axit clohidric 0,02 mol/l.

***) Giá trị trung bình từ nhiều phép xác định.