TIÊU CHUẨN NGÀNH

64TCN 96:1996

PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG THUỶ NGÂN TỔNG SỐ

Tiêu chuẩn này qui định phương pháp xác định hàm lượng thuỷ ngân tổng số trong nước thải công nghiệp bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử theo kỹ thuật hoá hơi lạnh.

1. QUY ĐỊNH CHUNG

1.1 Trường hợp khi hàm lượng chất hữu cơ trong mẫu lớn đến mức lượng kali pemanganat dùng để vô cơ hoá mẫu không đủ để giữ màu tím bền của dung dịch mẫu được vô cơ hoá thì không thể áp dụng được tiêu chuẩn này.

1.2 Nước cất dùng để phân tích là nước cất theo TCVN 2117-77.

1.3 Các hoá chất sử dụng để phân tích là loại hoá chất tinh khiết phân tích (TKPT) hoặc tinh khiết hoá học (TKHH).

1.4 Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu phân tích áp dụng theo TCVN 5999:1995 và TCVN 5993:1995.

2. PHƯƠNG PHÁP

2.1 Nguyên tắc của phương pháp:

Dùng hỗn hợp chất oxihoá là kali pemanganat và kali pesunfat để vô cơ hoá mẫu nhằm chuyển hoá tất cả các dạng thuỷ ngân tồn tại trong mẫu thành ion thuỷ ngân.

Khử lượng dư chất oxihoá bằng hidroxilamin clohidric và khử ion thuỷ ngân đến thuỷ ngân kim loại bằng thiếc (II) clorua.

Lôi cuốn thuỷ ngân nguyên tố khỏi pha lỏng của mẫu bằng một dòng khí trơ ở nhiệt độ phòng và xác định thuỷ ngân ở trạng thái hơi nguyên tử bằng phép đo phổ hấp thụ nguyên tử theo kỹ thuật hoá hơi lạnh ở bước sóng 253,7 nm.

2.2 Thuốc thử và thiết bị – dụng cụ.

2.2.1 Axit sunfuric, d = 1,84.

2.2.2 Axit sunfuric, dung dịch 1:1

2.2.3 Axit nitric, d = 1,42

2.2.4 Axit clohidric, d = 1,19

2.2.5 Axit clohidric, dung dịch 0,3M

2.2.6 Kali pemanganat, dung dịch 50g/l.

Hoà tan 50g kali pemanganat trong nước và pha loãng đến 1 lít.

2.2.7 Kali pesunfat, dung dịch 50g/l.

Hoà tan 5g kali pesunfat trong 100ml nước cất.

Dung dịch này chỉ pha khi dùng và dùng trong ngày.

2.2.8 Hidroxilamin clohidric, dung dịch 100g/l.

Hoà tan 10g hidroxilamin clohidric trong 100ml nước.

2.2.9 Thiếc (II) clorua, dung dịch 100g/l.

Dung dịch này chỉ pha khi cần sử dụng (trong ngày) và pha theo cách sau đây:

Hoà tan 25g thiếc (II) clorua dihidrat (SnCl₂ .2H₂O) trong 50ml axit clohidric đặc (d=1,19). Đun nóng đến tan hết; nếu có vẩn đục thì phải lọc và thêm một vài hạt nhỏ thiếc kim loại vào nước lọc. Để nguội và chuyển hết lượng nước lọc này vào bình định mức 250ml. Thêm nước đến vạch và lắc kỹ.

2.2.10 Kali bicromat axit, dung dịch 4g/l.

Hoà tan 4g kali bicromat trong 500ml nước và thêm cẩn thận 500ml axit sunfuric đặc (d=1,84)

2.2.11 Iod, dung dịch iod trong kali iodua.

Hoà tan 2,5g iod và 30g kali iodua trong 1 lít nước.

2.2.12 Thuỷ ngân tiêu chuẩn, dung dịch có nồng độ 1g/l (dung dịch I).

Để pha dung dịch này, cân 1,354g thuỷ ngân (II) clorua với độ chính xác 0,0001g cho vào bình định mức dung tích 1000ml, thêm khoảng 25ml axit clohidric đặc (d =1,19), sau đó thêm nước đến vạch và lắc kỹ. Chứa dung dịch này trong chai thuỷ tinh bo-silicat, dung dịch bền trong một tháng.

1ml dung dịch này chứa 1000g thuỷ ngân (Hg)

Chú ý: Có thể ổn định dung dịch bằng cách thêm 50ml dung dịch Kali bicromat-axit trước khi thêm nước đến vạch mức khi định mức.

2.2.13 Thuỷ ngân tiêu chuẩn, dung dịch có nồng độ 10mg/l (dung dịch II)

Pha loãng 10,0ml dung dịch thuỷ ngân tiêu chuẩn (dung dịch I) thành 1000ml bằng dung dịch axit clohidric 0,3M.

1ml dung dịch này chứa 10 mg thuỷ ngân (Hg)

Pha dung dịch này trong ngày sử dụng.

2.2.14 Thuỷ ngân tiêu chuẩn, dung dịch có nồng độ 0,1mg/l (dung dịch III)

Pha loãng 10ml dung dịch thuỷ ngân tiêu chuẩn (dung dịch II) thành 1000ml bằng dung dịch axit clohidric 0,3M.

1ml dung dịch này chứa 0,1 mg thuỷ ngân (Hg)

Pha dung dịch này trong ngày sử dụng.

2.2.15 Khí agon hoặc khí nitơ nén, độ sạch ≥ 99,5% và được chứa trong chai thép.

2.2.16 Dụng cụ thuỷ tinh

Tất cả các dụng cụ thuỷ tinh trước khi dùng phải được rửa rất cẩn thận bằng dung dịch kali bicromat-axit và sau đó tráng nhiều lần bằng nước cất.

2.2.17 Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử có bộ thiết bị riêng cho xác định thuỷ ngân bằng kỹ thuật hoá hơi lạnh.

2.3 Cách tiến hành.

2.3.1 Các điều kiện đo.

– Vạch phổ: 253,7 nm

– Khe đo: 0,5 nm.

– Cường độ đèn: 75-80% của giá trị cực đại.

– Cuvet đo bằng thạch anh loại dài 10-15cm, đường kính 3-4 nm.

2.3.2 Xây dựng đường chuẩn.

Dùng dung dịch thuỷ ngân tiêu chuẩn (dung dịch II, III) để pha ít nhất 5 dung dịch chuẩn có dải nồng độ thuỷ ngân nằm trong vùng tuyến tính của máy quang phổ đang sử dụng (tuỳ thuộc vào tình hình cụ thể, giải nồng độ này có thể nằm trong cả khoảng từ 0,1 đến 10 mg thuỷ ngân hoặc một phần nào đó của giải này).

Ngay sau khi pha xong 5 mẫu chuẩn này, xử lý mỗi mẫu chuẩn giống như nhau và y giống như xử lý các mẫu phân tích sẽ được mô tả dưới đây.

Đồng thời tiến hành với mẫu trắng. Sau đó tiến hành đo phổ của thuỷ ngân theo các điều kiện đo đã nếu ở trên và xây dựng đường chuẩn với trục tung là hiệu của giá trị kết qủa đọc được trên máy theo chiều cao hoặc diện tích píc và của mẫu trắng, còn trục hoành là hàm lượng thuỷ ngân trong mẫu chuẩn.

2.3.3 Phương pháp đo mẫu

2.3.3.1 Chuẩn bị mẫu phân tích (vô cơ hoá mẫu)

Lấy lượng mẫu sao cho lượng thuỷ ngân trong mẫu không nhiều hơn 1g thuỷ ngân, rồi pha loãng thành 100ml trong bình tam giác có nút nhám. Cẩn thận thêm 10ml axit sunfuric (1:1) và 2,5ml axit nitric đặc (d = 1,42), lắc kỹ sau mỗi lần thêm axit.

Thêm 15ml dung dịch kali pemanganat, nếu mầu tím đậm của mẫu không bền ít nhất trong 15 phút thì phải lắc và thêm tiếp 15ml kali pemanganat nữa để có được mầu tím đậm bền. Sau đó thêm 8ml dung dịch kali pesunfat và đun mẫu trong 2 giờ trên bếp cách thuỷ được khống chế ở 95⁰C. Sau khi đun, để dung dịch nguội đến nhiệt độ phòng.

Khử lượng dư chất oxyhoá trong mẫu đã xử lý bằng cách thêm dung dịch hidroxilamin clohydric cho đến khi dung dịch vừa mất màu. Chuyển toàn bộ dung dịch mẫu vào một trong những bình hoá hơi lạnh mẫu, và nếu cần thiết thì thêm nước cất vào để điều chỉnh thể tích chất lỏng tương ứng với vạch mức chuẩn của bình và tiến hành đo phổ.

Chú ý: Nếu dùng đến 30ml dung dịch kali pemanganat mà vẫn chưa đủ để tạo ra mầu tím bền, thì phải giảm thể tích mẫu phân tích xuống.

2.3.3.2 Lôi cuốn thuỷ ngân bằng khí trơ và xác định thuỷ ngân.

Dùng một bình hoá hơi lạnh khác chứa nước cất đến vạch mức chuẩn để điều chỉnh các thông số của máy quang phổ, cũng như điều chỉnh lưu lượng khí (thí dụ 1 lít/phút). Phải đợi cho đến khi hệ thống thiết bị và dòng khí đạt độ ổn định.

Tắt khí và thy bình hoá hơi lạnh chứa nước bằng bình hoá hơi lạnh có chứa dung dịch mẫu phân tích đã được thêm vào trước 2ml dung dịch thiếc (II) clorua. Lắc kỹ và đợi khoảng 30 giây, sau đó mở lại van cho dòng khí agon hoặc nitơ sục qua.

Kết quả phân tích sẽ được thể hiện trên đồ thị hoặc số đo trên máy.

Tiến hành đồng thời một mẫu trắng.

2.4 Tính kết quả.

Kết quả đọc được trên bộ phận hiện số của máy theo chiều cao (hoặc diện tích) píc, sau khi trừ đi kết quả của mẫu trắng, được đem so sánh với đường chuẩn để xác định hàm lượng thuỷ ngân của mẫu phân tích. Nồng độ thuỷ ngân (mg/l) trong mẫu tính theo công thức sau:

 

CHg =	Cx	(mg/l)
	V

Trong đó:

– C_Hg : là nồng độ thuỷ ngân của mẫu phân tích, (mg/l).

– V : là thể tích mẫu lấy để phân tích, (ml).

– Cx : giá trị hàm lượng thuỷ ngân theo đường chuẩn, (mg).