Xác định clorua trong nước bằng phương pháp Mohr với bạc nitrat

Phương pháp Mohr ra đời từ thế kỷ 19 nhưng đến nay vẫn được dùng nhiều để đo clorua trong nước sạch, nước mặt và nước thải. Phương pháp này rẻ, không cần máy móc, và nếu làm cẩn thận thì kết quả rất ổn. Khoảng đo phù hợp là từ 5 đến 150 mg/L. Mẫu có clorua cao hơn thì pha loãng trước. Có thể tham khảo TCVN 6194 hoặc SMEWW 4500-Cl⁻ B.

Phản ứng

Bạc nitrat nhỏ vào mẫu sẽ kết tủa clorua thành AgCl màu trắng. Khi clorua đã kết tủa hết, giọt bạc nitrat tiếp theo gặp kali cromat (chất chỉ thị) và tạo Ag₂CrO₄ màu đỏ gạch. Lúc đó dung dịch chuyển từ vàng sang vàng hơi hồng, đó là điểm cuối.

Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl

2Ag⁺ + CrO₄²⁻ → Ag₂CrO₄

Pha thuốc thử

Dung dịch NaCl chuẩn 0,0141 M: sấy NaCl ở 140 °C, cân 0,8240 g, hoà tan và định mức thành 1 lít. Cứ 1 mL dung dịch này tương ứng 500 µg Cl⁻.

Dung dịch AgNO₃ khoảng 0,0141 M: cân 2,395 g AgNO₃, hoà tan và định mức thành 1 lít bằng nước cất. Bạc nitrat bị ánh sáng phân huỷ nên phải đựng trong chai thuỷ tinh màu nâu.

Chỉ thị kali cromat: hoà tan 50 g K₂CrO₄ trong một ít nước cất, nhỏ AgNO₃ vào cho tới khi thấy kết tủa đỏ nhạt, để yên 12 giờ, lọc rồi pha thành 1 lít.

Ngoài ra cần NaOH 1 M và H₂SO₄ 1 M để chỉnh pH.

Chuẩn lại nồng độ AgNO₃

Hút 25,00 mL dung dịch NaCl chuẩn vào bình nón, thêm nước cất tới khoảng 100 mL, cho 1 mL chỉ thị cromat và chuẩn độ bằng AgNO₃ tới khi màu vàng hồng không mất. Song song đó làm một mẫu trắng với 100 mL nước cất. Mẫu trắng thường tốn khoảng 0,2 đến 0,3 mL. Đây là lượng bạc cần thêm để đủ tạo màu đỏ mà mắt nhìn thấy được.

Nồng độ AgNO₃ (mol/L) = 0,0141 × 25,00 / (V − B)

V là số mL AgNO₃ tốn khi chuẩn NaCl, B là số mL tốn cho mẫu trắng.

Đo mẫu

Lấy 100 mL mẫu, hoặc ít hơn rồi pha loãng thành 100 mL nếu mẫu mặn. Kiểm tra pH, đưa về khoảng 7 đến 10. Thêm 1 mL chỉ thị và chuẩn độ, lắc đều liên tục. Màu gần điểm cuối thay đổi khá mờ, nên đặt bình trên nền trắng và để sẵn một bình đã chuẩn xong bên cạnh để so màu. Mỗi đợt đo đều làm kèm một mẫu trắng.

Tính kết quả

Clorua (mg/L) = (A − B) × N × 35 450 / V

A là số mL AgNO₃ tốn cho mẫu, B là số mL tốn cho mẫu trắng, N là nồng độ AgNO₃ vừa chuẩn lại, V là số mL mẫu đem chuẩn độ.

Ví dụ: mẫu 100 mL tốn 8,45 mL, mẫu trắng tốn 0,25 mL, N = 0,01408 M. Clorua = 8,20 × 0,01408 × 35 450 / 100 = 40,9 mg/L.

Những gì làm sai điểm cuối

pH là nguyên nhân hàng đầu. Ở pH dưới 7, cromat chuyển thành dicromat nên điểm cuối đến muộn. Ở pH trên 10, bạc kết tủa thành bạc oxit nên kết quả bị cao.

Bromua, iodua và xyanua cũng phản ứng với bạc, nên sẽ bị tính gộp vào clorua. Sunfua, thiosunfat và sunfit gây nhiễu, cần xử lý mẫu bằng hydro peroxit trước khi chuẩn độ.

Mẫu đục hoặc có màu rất khó nhận điểm cuối bằng mắt. Khi đó nên lọc mẫu hoặc chuyển sang chuẩn độ điện thế.

Đừng chuẩn độ ở chỗ có nắng chiếu vào. AgCl gặp ánh sáng mạnh sẽ ngả sang màu tím xám, làm khó nhìn điểm chuyển màu.

Thải bỏ

Bạc nitrat làm da bị đen nếu dính vào và độc với sinh vật dưới nước. Kali cromat chứa crom(VI), là chất gây ung thư. Dung dịch sau khi chuẩn độ phải gom riêng vào can chất thải có bạc và crom, không đổ xuống bồn rửa. Lượng bạc trong chất thải này có thể thu hồi lại được.