Các phương pháp phân tích hoá học nước biển - Chương 4

XÁC ĐỊNH CÁC HỢP PHẦN DINH DƯỠNG VÔ CƠ VÀ CÁC CHẤT HỮU CƠ TRONG NƯỚC BIỂN4.1. Ý NGHĨA VÀ NGUYÊN TẮC CHUNG PHƯƠNG PHÁP SO MÀU XÁC ĐỊNH CÁC HỢP PHẦN DINH DƯỠNG VÔ CƠ TRONG NƯỚC BIỂN4.1.1. Ý nghĩa Theo cách gọi, các chất dinh dưỡng vô cơ trong biển bao gồm rất nhiều nguyên tố cần thiết đối với đời sống sinh vật, như H, C, O, P, N, Si, S, Mg, Ca, K... Tuy nhiên trong mọi trường hợp, 3 nguyên tố P, N, Si bao giờ cũng là không thể thiếu được đối...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Các phương pháp phân tích hoá học nước biển - Chương 4 Chương 4 XÁC ĐỊNH CÁC HỢP PHẦN DINH DƯỠNG VÔ CƠ VÀ CÁC CHẤT HỮU CƠ TRONG NƯỚC BIỂN4.1. Ý NGHĨA VÀ NGUYÊN TẮC CHUNG PHƯƠNG PHÁP SO MÀU XÁCĐỊNH CÁC HỢP PHẦN DINH DƯỠNG VÔ CƠ TRONG NƯỚC BIỂN 4.1.1. Ý nghĩa Theo cách gọi, các chất dinh dưỡng vô cơ trong biển bao gồm rất nhiềunguyên tố cần thiết đối với đời sống sinh vật, như H, C, O, P, N, Si, S, Mg, Ca,K... Tuy nhiên trong mọi trường hợp, 3 nguyên tố P, N, Si bao giờ cũng làkhông thể thiếu được đối với sự sống. Các hợp chất vô cơ của Phôtpho, Nitơ, Silic tồn tại trong nước biển vớinồng độ rất nhỏ và rất hay biến đổi theo cả không gian và thời gian. Sự biến đổicủa chúng phụ thuộc chặt chẽ vào quá trình quang hợp, bởi trong quá trình nàythực vật phải sử dụng các chất dinh dưỡng vô cơ để tổng hợp nên chất hữu cơđầu tiên trong biển. Phôtpho dinh dưỡng vô cơ tồn tại trong nước biển dưới dạng axitPhôtphoric (H3PO4) cùng các dẫn xuất phân ly của nó (H2PO4-, HPO4-2, PO4-3),gọi chung là các Phốtphat. Trong nước biển, axit Photphoric có thể kết hợp vớimột vài phân tử nước để tạo nên những phần tử phức tạp hơn, chủ yếu là dạngH3PO4.2H2O. Nồng độ tổng cộng các Phôtphat trong nước biển có thể biến đổitừ 0-100 mgP/m3. Nitơ dinh dưỡng vô cơ trong nước biển tồn tại ở các dạng liên kết khoáng.Đó là Amôni (NH4+), Nitrit (NO2-) và Nitrat (NO3-). Trong 3 dạng liên kếtkhoáng này thì Amôni là dạng đầu tiên và Nitrat là dạng cuối cùng của quá trình 89tái sinh Nitơ vô cơ trong biển. Nhu cầu Nitơ vô cơ của quá trình quang hợptrong biển cũng giảm dần từ NO3- đến NH4+. Nồng độ tổng cộng Nitơ vô cơtrong biển dao động trong khoảng 0-500 mgN/m3. Silic dinh dưỡng vô cơ tồn tại trong nước biển ở dạng axit Silisic (H2SiO3)và các dẫn suất phân ly của nó (HSiO3-, SiO3-2), gọi chung là các Silicat. Trongnước biển, axit Silisic có khả năng tạo thành những phần tử phức tạp hơn nhờkết hợp với một số phân tử nước và tồn tại ở dạng mSiO2.nH2O, trong đó nhiềunhất là dạng Metasilisic (H2SiO3)n. So với các hợp phần dinh dưỡng khác, Silicvô cơ tồn tại trong nước biển với nồng độ cao hơn (bậc nồng độ có thể tới 103-104 mgSi/m3) do độ hoà tan trong nước của nó khá cao và do nó có nguồn dự trữdồi dào từ lục địa. Nghiên cứu các hợp chất dinh dưỡng vô cơ trong nước biển rất có ý nghĩađối với các nghiên cứu hoá học biển, sinh học biển và môi trường. Các nghiêncứu về quá trình sản xuất sơ cấp trong biển đã chỉ ra rằng, nhu cầu sử dụngCacbon, Silic, Nitơ và Phôtpho vô cơ trong quang hợp của thực vật nổi(Phytoplankton) có tỷ lệ (tính theo khối lượng) là C:Si:N:P = 42:28:7:1, lớn hơnnhiều so với tỷ lệ tồn tại tự nhiên của chúng trong nước biển. Chính vì vậy, 3nguyên tố P, N, Si, nhất là P và N được coi là chỉ tiêu giới hạn quang hợp trongbiển. Việc sử dụng các chất dinh dưỡng vô cơ trong quang hợp của thực vật biểnđể tạo nên sản phẩm sơ cấp là khâu quan trọng bậc nhất trong chu trình chuyểnhoá vật chất và năng lượng trong hệ sinh thái biển. 4.1.2. Nguyên tắc chung phương pháp so màu xác định các hợp phầndinh dưỡng vô cơ trong biển Cho đến nay, phương pháp so mầu vẫn đang được sử dụng rộng rãi để xácđịnh các hợp phần dinh dưỡng vô cơ P, N, Si trong nước biển. Phương pháp nàydựa trên tính chất của một số dung dịch có khả năng tạo thành hỗn hợp nhuộmmàu khi cho chúng tác dụng với những hoá chất đặc trưng. Màu của hỗn hợp cóthể hiện lên rất rõ ngay cả trong trường hợp nồng độ chất tan trong dung dịch rấtnhỏ. Hiển nhiên, cường độ màu của hỗn hợp tỷ lệ với nồng độ chất tan và độ dàylớp dung dịch. 90 Với nguyên tắc so sánh màu của dung dịch cần xác định nồng độ với màucủa cũng loại dung dịch ấy nhưng đã biết trước nồng độ, ta có thể tìm được nồngđộ dung dịch cần xác định. Dung dịch đã biết trước nồng độ được gọi là dungdịch chuẩn, hay đơn giản hơn gọi là chuẩn . Phương pháp so màu bằng mắt Trong cách so màu bằng mắt, thủ thuật cân bằng màu là quan trọng nhất.Biết rằng, khi cường độ màu của hai dung dịch cùng loại cần so sánh đã ở trạngthái cân bằng thì nồng độ và chiều dày lớp dung dịch của chúng có quan hệ sauđây: C1/C2 = h2/h1 (4.1) Trong đó C1, C2 và h1, h2 tương ứng là nồng độ và chiều dày các dung dịch1 và 2. Từ đó thấy rằng, khi so màu hai dung dịch cùng loại, cùng màu nhưngcường độ màu khác nhau, chỉ cần thay đổi cột chiều cao của chỉ một dung dịchbằng cách thêm vào hoặc bớt đi một lượng thích hợp, ta sẽ có trạng thái cânbằng màu. Độ chính xác của phương pháp so màu bằng mắt có liên quan với các yếutố sau: - Trạng thái mắt của người phân tích. Điều này phụ thuộc rất nhiều vàokinh nghiệm của phân tích ...