Меню Рубрики

Химический анализ аммония в воде

Фотометрический метод определения массовой концентрации ионов аммония основан на взаимодействии ионов аммония с тетрамеркуратом калия в щелочной среде (реактив Несслера) с образованием коричневой, нерастворимой в воде соли основания Милона), переходящей в коллоидную форму желтого цвета при малых содержаниях ионов аммония.

Оптическую плотность раствора измеряют при λ = 425 нм в кюветах с длиной поглощающего слоя 10 или 50 мм. Интенсивность окраски прямо пропорциональна концентрации ионов аммония.

Настоящая методика обеспечивает получение результатов анализа с погрешностью, не превышающей значений, приведённых в таблице 1.

Значения показателя точности методики используют при:

— оформлении результатов анализа, выдаваемых лабораторией;

— оценке деятельности лабораторий на качество проведения испытаний;

— оценке возможности использования результатов анализа при реализации методики в конкретной лаборатории.

Таблица 1 — Диапазон изм ерений, значения показателей точности, правильности, воспроизводимости и повторяемости

Показатель повторяемости (относительное среднеквадратическое отклонение повторяемости),

Показатель воспроизводимости (относительное среднеквадратическое отклонение воспроизводимости)

Показатель точности 1 (границы, в которых находится погрешность методики при Р = 0,95), ±δ, %

Поверхностные пресные и сточные воды

Поверхностные морские воды

1 Соответствует расширенной относительной неопределенности с коэффициентом охвата k = 2.

3. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, МАТЕРИАЛЫ, РЕАКТИВЫ

Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр любого типа, позволяющий измерять оптическую плотность при λ = 425 нм.

Кюветы с длиной поглощающего слоя 10 и 50 мм.

Весы лабораторные с наибольшим пределом взвешивания 200 г, по ГОСТ 24104-2001.

Весы технические лабораторные по ГОСТ 24104-2001.

Шкаф сушильный общелабораторного назначения.

ГСО с аттестованным содержанием ионов аммония 1 мг/см 3 с погрешностью не более 1 % при доверительной вероятности р = 0,95, № 7015-93.

Колбы мерные, наливные вместимостью 50, 100, 250, 500 см 3 по ГОСТ 1770-74.

Пипетки градуированные вместимостью 1; 2; 5; 10 см 3 2-го класса точности по ГОСТ 29227-91.

Цилиндры вместимостью 25; 100; 500; 1000 см 3 2-го класса точности по ГОСТ 1770-74.

Колбы конические типа Кн-2-100 ХС; Кн-2-250 ХС; Кн-2-500 ТС по ГОСТ 25336-82.

Стаканы химические Н-1-250 ТХС; В-1-500 ТХС по ГОСТ 25336-82.

Воронки лабораторные В-75-110 ХС по ГОСТ 25336-82.

Аппарат для перегонки с водяным паром.

Фильтры обеззоленные ТУ 6-09-1678.

Бумага индикаторная, универсальная ТУ-6-09-1181.

Бутыли из стекла или полиэтилена с притертыми или винтовыми пробками вместимостью 500 — 1000 см 3 для отбора и хранения проб и реактивов.

1 Допускается использование других средств измерений, вспомогательного оборудования, посуды и материалов с метрологическими и техническими характеристиками не хуже указанных.

2 Средства измерений должны быть поверены в установленные сроки.

Реактив Несслера по ТУ 6-09-2089.

Калий фосфорнокислый однозамещенный по ГОСТ 4198-75.

Калий фосфорнокислый двузамещенный по ГОСТ 2493-75.

Калия гидроокись по ТУ 6-09-50-2322.

Натрий мышьяковистокислый (метаарсенит) по ТУ 6-09-2791.

Натрий серноватистокислый (тиосульфат) по ГОСТ 27068-86.

Цинк сернокислый 7-водный по ГОСТ 4174.

Калий-натрий виннокислый 4-х водный (сегнетова соль) по ГОСТ 5845-79.

Этилендиамин-N,N, N ‘N'»-тетрауксусной кислоты динатриевая соль (Трилон Б) по ГОСТ 10652-73.

Калий марганцевокислый по ГОСТ 20490-75.

Натрий тетраборнокислый по ГОСТ 4199-76.

Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220-75.

Фильтры обеззоленные по ТУ 6-09-1678.

Бумага индикаторная, универсальная по ТУ-6-09-1181.

Фильтры бумажные обеззоленные «белая лента» и «синяя лента» по ТУ 6-09-1678-86.

1 Все реактивы, используемые для анализа, должны быть квалификации ч.д.а. или х.ч.

2 Допускается использование реактивов, изготовленных по другой нормативно-технической документации, в том числе импортных, с квалификацией не ниже ч.д.а.

4.1 При выполнении анализов необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами ГОСТ 12.1.007-76 и ПОТ Р М-004-97.

4.2 Электробезопасность при работе с электроустановками по ГОСТ 12.1.019-79.

4.3 Организация обучения работающих безопасности труда по ГОСТ 12.0.004-90.

4.4 Помещение лаборатории должно соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004-91 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009-83.

4.5 Содержание вредных веществ в воздухе не должно превышать установленных предельно допустимых концентраций в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88.

Выполнение измерений может производить химик-аналитик, владеющий техникой фотометрического анализа, изучивший инструкцию по эксплуатации спектрофотометра или фотоколориметра и уложившегося в нормативы контроля при выполнении процедур контроля погрешности.

Измерения проводятся в следующих условиях:

Температура окружающего воздуха (20 ± 5) ° С.

Относительная влажность не более 80 % при температуре 25 °С.

Атмосферное давление (84 — 106) кПа.

Частота переменного тока (50 ± 1) Гц.

Напряжение в сети (220 ± 22) В.

7.1 Отбор проб производится в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб», ГОСТ Р 51593-2000 «Вода питьевая. Отбор проб», ПНД Ф 12.15.1-08 «Методические указания по отбору проб для анализа сточных вод».

7.2 Бутыли для отбора и хранения проб воды обезжиривают раствором CMC, промывают водопроводной водой, хромовой смесью, водопроводной водой, а затем 3 — 4 раза дистиллированной водой.

Пробы воды (объем не менее 500 см 3 ) отбирают в полиэтиленовые или стеклянные бутыли, предварительно ополоснутые отбираемой водой.

7.3 Пробы морской воды анализируют в день отбора. Если проба не будет проанализирована в день отбора, то её хранят при температуре 3 — 4 °С с не более 24 часов.

7.4 Если определение ионов аммония в питьевых, природных и сточных водах проводят в день отбора пробы, то консервирование не производится. Если проба не будет проанализирована в день отбора, то ее консервируют добавлением 1 см 3 концентрированной серной кислоты на 1 дм 3 . Консервированная проба может храниться не более 2 суток при температуре 3 — 4 °С.

Проба воды не должна подвергаться воздействию прямого солнечного света. Для доставки в лабораторию сосуды с пробами упаковываются в тару, обеспечивающую сохранение и предохраняющую от резких перепадов температуры.

7.5 При отборе проб составляют сопроводительный документ по форме, в котором указывают:

цель анализа, предполагаемые загрязнители;

должность, фамилия отбирающего пробу, дата.

Подготовку спектрофотометра и фотоэлектроколориметра к работе проводят в соответствии с рабочей инструкцией по эксплуатации прибора.

Бидистиллированную воду готовят одним из следующих способов:

— дважды перегнанную воду пропускают через колонку с катеонитом КУ-2 или СБС

— вторично перегоняют дистиллированную воду, предварительно подкислив серной кислотой и добавив марганцовокислый калий до четкой малиновой окраски.

Упаривают дистиллированную воду до 1/4 объема, после добавления двууглекислого натрия (0,1 — 0,5 г на 1 дм 3 ). Полученную воду проверяют на наличие аммиака реактивом Несслера и используют для приготовления реактивов и разбавления проб.

Безаммиачную воду хранят в бутыли с тубусом. В пробку бутыли вставляют хлоркальциевую трубку, заполненную кристаллами NaHSO 4 .

Морскую воду наливают в колбу, доливают равный объем дистиллята, слабо подщелачивают и кипятят до первоначального объема. После охлаждения воды и отстоя образовавшейся мути осторожно сливают прозрачную воду в другой сосуд. Безаммиачную морскую воду следует хранить в сосуде, соединенном со склянкой Тищенко.

Помещают в стакан 15 г калия натрия виннокислого четырехводного (KNaC 4 H 4 O 6 ∙ 4H 2 O), растворяют в 75 см 3 безаммиачной дистиллированной воды. Раствор можно применять после осветления. Необходимо проверить приготовленный раствор на содержание иона аммония. В случае его присутствия прибавляют немного гидроксида калия и гидроксида натрия (до щелочной реакции) и после этого раствор кипятят до начала образования корки солей на стенках стакана. Раствор разбавляют безаммиачной водой до прежнего объема и повторяют испытание на аммоний. Для связывания следов аммиака в раствор сегнетовой соли приливают 5 см 3 реактива Несслера. Хранят в склянке из темного стекла в защищенном от света месте. Реактив устойчив.

15 %-ный раствор сегнетовой соли упаривают до половины объема, остужают в сосуде, соединенном со склянкой Тищенко. Хранят в склянке из темного стекла в защищенном от света месте. Реактив устойчив.

Помещают в стакан 40,0 г гидроокиси натрия, растворяют в небольшом количестве безаммиачной воды, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм 3 и доводят до метки безаммиачной водой».

Хранят под защитой от контакта с воздухом в посуде из полиэтилена в течение 2-х месяцев.

Помещают в стакан 10 г гидроокиси натрия, растворяют в 90 см 3 безаммиачной воды. Раствор хранят в посуде из полиэтилена.

10 %-ный раствор гидроокиси натрия упаривают до половины объема, остужают в сосуде, соединенном со склянкой Тищенко. Раствор хранят в посуде из полиэтилена. Срок хранения 2 месяца.

К 500 см 3 раствора 0,025 М тетрабората натрия приливают 88 см 3 0,1 М раствора гидроокиси натрия и разбавляют до 1 дм 3 безаммиачной водой. Хранят в течение 3 месяцев.

Помещают в стакан 9,5 г тетрабората натрия десятиводного (Na 2 B 4 O ∙ 10H 2 O ), растворяют в небольшом количестве безаммиачной воды, переносят в колбу на 1000 см 3 , а затем доводят до метки. Хранят в течение 3 месяцев.

Помещают в стакан 14,3 г безводного однозамещенного фосфорнокислого калия и 68,8 г безводного двузамещенного фосфорнокислого калия, растворяют в небольшом количестве безаммиачной воды, не содержащей аммиака и аммонийных солей, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм 3 , и доводят до метки этой же водой.

Срок хранения до внешних изменений, но более 2-х месяцев.

100 г сульфата цинка помещают в стакан, растворяют в небольшом количестве безаммиачной воды, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм 3 и доводят до метки безаммиачной водой. Реактив устойчив.

Помещают в стакан 10 г гидроксида натрия, растворяют в 60 см 3 безаммиачной воды. К полученному раствору добавляют 50 г трилона Б, переносят в мерную колбу на 100 см 3 и доводят до метки безаммиачной водой. Реактив устойчив.

Помещают в стакан 50 г KNaС4Н4O 6 ∙ 4Н 2 O, растворяют в небольшом количестве безаммиачной воды, переносят в мерную колбу на 100 см 3 , доводят до метки бидистиллированной водой, прибавляют 0,2 — 0,5 см 3 реактива Несслера. Раствор можно применять после осветления. Хранят в склянке из темного стекла в защищенном от света месте. Реактив устойчив.

Помещают в стакан 1 г мышьяковистокислого натрия, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм 3 и доводят до метки безаммиачной водой. Реактив устойчив.

Помещают в стакан 3,5 г серноватистокислого натрия, растворяют в небольшом количестве безаммиачной воды, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм 3 и доводят до метки безаммиачной водой. Раствор хранят в склянке из темного стекла не более 3-х месяцев.

Помещают в стакан 40 г борной кислоты, растворяют в небольшом количестве безаммиачной воды, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм 3 и доводят до метки безаммиачной водой. Раствор хранят в емкости из полиэтилена. Реактив устойчив.

125 г алюмокалиевых квасцов AIK(SO 4 )2 ∙ 12Н2O помещают в стакан, растворяют в небольшом количестве дистиллированной воды, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм 3 , доводят до метки дистиллированной водой, нагревают до 60 °С и постепенно прибавляют 55 см 3 концентрированного раствора аммиака при постоянном перемешивании. Дают смеси постоять около 1 часа, промывают осадок гидроокиси алюминия многократной декантацией дистиллированной водой до удаления хлоридов, нитритов, нитратов и аммиака. Реактив устойчив.

27,3 см 3 серной кислоты (ρ = 1,84 г/см 3 ) вносят небольшими порциями при перемешивании в 150 — 200 см 3 дистиллированной воды, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм 3 и доводят до метки дистиллированной водой. Срок хранения 6 месяцев.

Помещают в стакан 40 г гидроокиси натрия, растворяют в 60 см 3 безаммиачной воды. Хранят под защитой от контакта с воздухом в посуде из полиэтилена в течение 2-х месяцев.

Помещают в стакан 15 г гидроокиси натрия, растворяют в 85 см 3 безаммиачной воды. Хранят под защитой от контакта с воздухом в посуде из полиэтилена в течение 2-х месяцев.

Помещают в стакан 4,0 г гидроокиси натрия, растворяют в небольшом количестве безаммиачной воды, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм 3 и доводят до метки безаммиачной водой.

Хранят под защитой от контакта с воздухом в посуде из полиэтилена в течение 2-х месяцев.

Раствор готовят из ГСО в соответствии с прилагаемой к образцу инструкцией. В 1 см 3 раствора должно содержаться 0,1 мг ионов аммония.

2,9650 г аммония хлористого, подготовленного по ГОСТ 4212-76, помещают в стакан, растворяют в небольшом количестве дистиллированной воды, переносят в мерную колбу на 1000 см 3 , а затем доводят до метки 1 см 3 раствора содержит 0,1 мг ионов аммония.

Приготовленный раствор хранят в банке из темного стекла в течение 3-х месяцев.

Раствор готовят в день проведения анализа, разбавлением основного стандартного раствора безаммиачной дистиллированной водой. 1 см 3 раствора содержит 0,005 мг ионов аммония.

При наличии СO 2 раствор готовят в соответствии с прилагаемой к образцу инструкцией. 1 см 3 раствора должен содержать 0,005 мг ионов аммония.

Раствор используют свежеприготовленным.

Для построения градуировочного графика необходимо приготовить образцы для градуировки с массовой концентрацией ионов аммония от 0,05 до 4,0 мг/дм 3 (для морской воды от 0,05 до 1,0 мг/дм 3 ).

Условия анализа должны соответствовать п. 6.

Состав и количество образцов для градуировки приведены в таблице 2. Погрешность, обусловленная процедурой приготовления образцов для градуировки, не превышает 2,5 %.

Таблица 2 — Состав и количество образцов для градуировки

Массовая концентрация ионов аммония в градуировочных растворах, мг/дм 3

Аликвотная часть рабочего градуировочного раствора с концентрацией 0,005 мг/см 3 , помещаемая в емкость вместимостью 50 см 3 , см 3

Растворы для градуировки готовят в цилиндрах Несслера вместимостью 50 см 3 , для чего в каждый цилиндр вносят рабочий градуировочный раствор согласно таблице 2 и доводят до метки безаммиачной морской водой. Растворы в цилиндрах перемешивают и добавляют по 1,0 см 3 раствора сегнетовой соли. В другие цилиндры вместимостью 50 см 3 наливают по 1,5 см 3 30 % раствора сегнетовой соли, смачивают стенки цилиндра этим раствором, затем приливают 5 см 3 20 % раствора едкого натра и хорошо перемешивают. Растворы стандартов с сегнетовой солью быстро приливают к смеси сегнетовой соли и едкого натра, перемешивают, добавляют 2 см 3 реактива Несслера и аккуратно перемешивают. Через 15 мин измеряют оптическую плотность полученных растворов на фотоэлектроколориметре или спектрофотометре при длине волны λ = 425 нм, в кюветах с длиной поглощающего слоя 50 мм по отношению к безаммиачной морской воде, проведенной через процедуру анализа.

Растворы готовят в мерных колбах вместимостью 50 см 3 , для чего в каждую колбу вносят рабочий градуировочный раствор согласно таблице 2 и доводят до метки безаммиачной водой. Обрабатывают способом описанным в п. 10.2.2.

Анализ образцов для градуировки проводят в порядке возрастания их концентрации. Для построения градуировочного графика каждую искусственную смесь необходимо фотометрировать 3 раза с целью исключения случайных результатов и усреднения данных.

При построении градуировочного графика по оси ординат откладывают значения оптической плотности, а по оси абсцисс — содержание аммония в мг/дм 3 .

Для растворов с содержанием 0,0 — 0,6 мг/дм 3 ионов аммония строят график, используя кюветы толщиной слоя 50 мм; для растворов, содержащих 0,6 — 4,0 мг/дм 3 — график с использованием кюветы с толщиной слоя 10 мм.

Контроль стабильности градуировочной характеристики проводят не реже одного раза в квартал, а также после ремонта или поверки прибора, при использовании новой партии реактивов. Средствами контроля являются вновь приготовленные образцы для градуировки (не менее 3 образцов из приведенных в таблице 2).

Градуировочную характеристику считают стабильной при выполнении для каждого образца для градуировки следующего условия:

где X — результат контрольного измерения массовой концентрации ионов аммония в образце для градуировки, мг/дм 3 ;

С — аттестованное значение массовой концентрации ионов аммония в образце для градуировки, мг/дм 3 ;

σ Rл — среднеквадратическое отклонение внутрилабораторной прецизионности, установленное при реализации методики в лаборатории.

Примечание . Допустимо среднеквадратическое отклонение внутрилабораторной прецизионности при внедрении методики в лаборатории устанавливать на основе выражения: σRл = 0,84σR, с последующим уточнением по мере накопления информации в процессе контроля стабильности результатов анализа.

Значения σ R приведены в таблице 1.

Читайте также:  Анализ на нитриты питьевой воды

Если условие стабильности градуировочной характеристики не выполняется только для одного образца для градуировки, необходимо выполнить повторное измерение этого образца с целью исключения результата, содержащего грубую погрешность.

Если градуировочная характеристика нестабильна, выясняют причины нестабильности градуировочной характеристики и повторяют контроль ее стабильности с использованием других образцов для градуировки, предусмотренных методикой. При повторном обнаружении нестабильности градуировочной характеристики строят новый градуировочный график.

9.1 Избавление от мешающих влияний при определении ионов аммония в поверхностных пресных и сточных водах

9 .1.1 Непосредственному применению метода без предварительной отгонки аммиака мешает такое большое количество веществ, что рекомендовать этот метод без отгонки можно для анализа лишь очень немногих вод.

Определению мешают амины, хлорамины, ацетон, альдегиды, спирты и некоторые другие органические соединения, реагирующие с реактивом Несслера. В их присутствии проводят определение аммиака с отгонкой.

Определению мешают также компоненты, обуславливающие жесткость воды, железо, сульфиды, хлор, а также мутность.

9 .1.2 Мешающее влияние жесткости воды устраняют прибавлением раствора сегнетовой соли или комплексона (III). Мутные растворы центрифугируют или фильтруют с помощью стеклянной ваты, стеклянного или бумажного фильтра «белая лента», предварительно промытого безаммиачной водой до отсутствия аммиака в фильтре.

Большое количество железа, сульфидов и мутность удаляют с помощью раствора сульфата цинка (см. п. 8.2.11). К 100 см 3 пробы прибавляют 1 см 3 раствора и смесь тщательно перемешивают. Затем рН смеси доводят до 10,5 добавлением 25 %-ного раствора едкого калия или натрия. Проверяют значение рН на рН-метре. После взбалтывания и образования хлопьев осадок отделяют центрифугированием или фильтрованием через стеклянный фильтр (допускается использование бумажного фильтра «белая лента»), предварительно освобожденного от аммиака. Увеличение объема жидкости необходимо учитывать при расчете.

9 .1.3 Мешающее влияние хлора устраняют добавлением раствора тиосульфата или арсенита натрия. Для удаления 0,5 мг хлора достаточно прибавить 1 см 3 одного из указанных растворов (по п.п. 8.2.15, 8.2.17).

9 .1.4 В присутствии нелетучих органических соединений, например, гуминовых веществ, определение ионов аммония проводят после дистилляции.

9 .1.5 Кальций в концентрациях, превышающих 250 мг/дм 3 , оказывает влияние на установление рН. В этом случае раствор подщелачивают буферным фосфатным раствором и смесь обрабатывают кислотой или щелочью до рН — 7,4 (см. п. 10 «Выполнение измерений»).

9 .1.6 Летучие органические соединения, которые мешают определению аммиака в дистилляте, устраняют кипячением слабо подкисленной пробы (см. п. 10 «Выполнение измерений»).

9 .1.7 Мутная или цветная вода (при цветности выше 20°) подвергается коагуляции гидроокисью алюминия: к 300 см 3 исследуемой воды прибавляют 2 — 5 см 3 суспензии или 0,5 г сухой окиси алюминия, встряхивают. После 2-часового отстаивания отбирают для анализа прозрачный бесцветный слой.

Если проба воды не осветляется с помощью гидроксида алюминия, ее анализируют после предварительной отгонки (см. п. 10.2.3 «Выполнение измерений. Определение с перегонкой»).

Морские воды определяют без отгонки.

Определению мешает тонкая взвесь, образующаяся при взаимодействии реактива Несслера с катионами кальция и магния, присутствующими в морской воде в большом количестве. Для удержания магния и кальция в воде применяют сегнетову соль. Ее избыток не влияет на ход анализа. В случае появления взвеси при внесении рекомендуемых количеств раствора сегнетовой соли в пробу следует увеличить ее концентрацию или добавить цитрат натрия (лимоннокислый натрий).

10.1.1 Качественное определение

К 10 см 3 пробы прибавляют несколько кристалликов сегнетовой соли и 0,5 см 3 реактива Несслера. Желтое окрашивание раствора, помутнение или выпадение желто-коричневого осадка указывает на присутствие ионов аммония. При повышенном содержании органических веществ, особенно гуминовых кислот, вызывающих усиление коричневой окраски после подщелачивания, проводят параллельный опыт, добавив к пробе сегнетову соль, а вместо реактива Несслера — 0,5 см 3 15 %-ного раствора гидроксида натрия.

К 50 см 3 первоначальной или осветленной пробы, или к меньшему ее объему, доведенному до 50 см 3 безаммиачной водой, прибавляют 1 — 2 капли раствора сегнетовой соли или комплексона III и смесь тщательно перемешивают. При анализе очень жестких вод количество добавляемого раствора Сегнетовой соли или комплексона III увеличивается до 0,5 — 1,0 см 3 . Затем добавляют 1 см 3 реактива Несслера и снова перемешивают. Через 10 мин измеряют оптическую плотность. Окраска смеси устойчива в течение 30 мин. Из величины оптической плотности вычитают оптическую плотность холостого опыта. Если необходимо, вычитают и оптическую плотность пробы, к которой вместо реактива Несслера добавляют 1 см 3 15 %-ого раствора едкого натра и по графику находят содержание ионов аммония.

10.1.3 Определение с перегонкой

При анализе окрашенных проб, а также в присутствии мешающих органических соединений производят предварительную отгонку аммиака из исследуемой воды.

Отгонку аммиака из проб природных и сточных вод, содержащих легко гидролизуемые органические соединения, проводят при рН ÷ 7,4, добавляя к пробе фосфатный буферный раствор; в присутствии цианидов и большинства азотсодержащих органических соединений следует использовать боратный буферный раствор (рН ÷ 9,5). При анализе сточных вод, содержащих большие количества фенолов (воды коксохимических, газогенераторных предприятий) к пробе воды, добавляют 40 %-ный раствор гидроксида натрия. Если наряду с фенолами присутствуют вещества, гидролизующиеся в щелочной среде, то отгонку надо провести дважды: сначала при рН ÷ 7,4, собирая отгон в разбавленный раствор серной кислоты, затем подщелочить этот отгон до сильнощелочной реакции.

Для поглощения аммиака применяют растворы борной или серной кислот или безаммиачную воду.

Перегонку исследуемых проб проводят в комнате, воздух которой не содержит аммиака.

В колбу для отгона помещают 400 см 3 анализируемой пробы воды (или меньший объем, доведенный до 400 см 3 безаммиачной водой). Если проба воды содержит большое количество взвешенных веществ или нефтепродуктов, ее предварительно фильтруют через фильтр «белая лента». При необходимости пробу воды дехлорируют одним из реагентов, рекомендованных в п. 9.2.2. Если надо, нейтрализуют пробу (до рН ÷ 7) 1 М раствором серной кислоты или гидроксида натрия. Затем приливают 25 см 3 буферного раствора (рН ÷ 7,4 или 9,5 в зависимости от предполагаемых загрязнений) или 20 см 3 40 %-ного раствора гидроокиси натрия при анализе фенольных вод. В приемник наливают 50 см 3 поглощающего раствора и устанавливают объем жидкости так, чтобы конец холодильника был погружен в нее, добавляя при необходимости безаммиачную воду. Отгоняют примерно 300 см 3 жидкости, отгон количественно переносят в мерную колбу вместимостью 500 см 3 , замеряют рН полученного отгона (по рН-метру) и при необходимости доводят рН раствора до 6,0, затем разбавляют до метки безаммиачной водой.

В 50 см 3 аликвотной части определяют содержание ионов аммония, как указано в п. 10.1.2. При измерении оптической плотности используют кюветы толщиной слоя 1 — 5 см в зависимости от содержания ионов аммония в растворе.

В цилиндр Несслера на 50 см 3 вливают 1,5 см 3 30 % раствора сегнетовой соли и тщательно смачивают стенки цилиндра. Затем к этому раствору приливают 5 см 3 20 % раствора едкого натра и оба раствора хорошо перемешивают. Отдельно в цилиндр Несслера наливают 50 см 3 испытуемой морской воды, добавляют 1,0 см 3 сегнетовой соли и тщательно перемешивают. Затем морскую воду с сегнетовой солью быстро приливают к содержимому первого цилиндра, т.е. к смеси сегнетовой соли с раствором едкого натра, и полученную смесь хорошо перемешивают.

Обязательно проводится «холостой опыт».

Внимание ! Изменение порядка при ливания реактивов ведет к появлению мутности. Необходимо строго соблюдать порядок работы.

В пробы добавляют 2 см 3 реактива Несслера, перемешивают и через 15 мин колориметрируют на спектрофотометре при длине волны 425 нм в кювете с толщиной поглощающего слоя 50 мм на фоне безаммиачной морской воды. Перед нахождением концентрации ионов аммония, из оптической плотности пробы вычитается оптическая плотность «холостого опыта».

11.1 Содержание ионов аммония в питьевой, поверхностной пресной и сточной воде (мг/дм 3 ) вычисляют по формуле:

(2)

где С — содержание ионов аммония, найденное по калибровочному графику, мг;

V — объем пробы, взятой для анализа, см 3 ;

n = 1 при прямом определении ионов аммония;

n = 10 при определении с предварительной отгонкой аммиака (т.к. для анализа используется 1/10 отгона).

11.2 Содержание ионов аммония в морской воде (мг/дм 3 ) рассчитывают по формуле:

(3)

X — содержание ионов аммония, мг/дм 3 ;

С — концентрация ионов аммония, найденная по градуировочному графику, мг/дм 3 ;

V — объем пробы, взятый для анализа, см 3 .

11.3 За результат анализа принимают среднее арифметическое значение (Хср) двух параллельных определений X 1 и Х 2

(4)

для которых выполняется следующее условие:

где r — предел повторяемости, значения которого приведены в таблице 3.

При невыполнении условия (5) могут быть использованы методы проверки приемлемости результатов параллельных определений и установления окончательного результата согласно раздела 5 ГОСТ Р ИСО 5725-6.

11.4 Расхождение между результатами анализа, полученными в двух лабораториях, не должно превышать предела воспроизводимости. При выполнении этого условия приемлемы оба результата анализа, и в качестве окончательного может быть использовано их среднее арифметическое значение. Значения предела воспроизводимости приведены в таблице 3.

Таблица 3 — Значения предела повторяемости и воспроизводимости при вероятности Р = 0,95

Предел повторяемости (относительное значение допускаемого расхождения между двумя результатами параллельных определений), r, %

Предел воспроизводимости (относительное значение допускаемого расхождения между двумя единичными результатами измерений, полученными в разных лабораториях), R, %

источник

Значения показателя точности методики используют при:

— оформлении результатов анализа, выдаваемых лабораторией;

— проверке квалификации лаборатории;

— внедрении методики в деятельность конкретной лаборатории.

При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, стандартные образцы, вспомогательные устройства, материалы, реактивы:

3.1 Средства измерений, стандартные образцы

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр, измеряющий светопоглощение при 425 нм.

Весы лабораторные неавтоматического действия общего назначения специального или высокого класса точности с наибольшим пределом взвешивания 210 г по ГОСТ Р 53228-2008.

pH-метр любой модели с пределом допускаемой погрешности 0,1 ед. pH.

Колбы мерные вместимостью 50; 100, 250, 500 и 1000 см по ГОСТ 1770-74, 2 класс точности.

Пипетки градуированные вместимостью 1; 2; 5; 10; 25 см по ГОСТ 29227-91, 2 класс точности.

Пипетки с одной меткой вместимостью 1; 2; 5; 10; 20; 25 см , по ГОСТ 29169-91, 2 класс точности.

Дозаторы пипеточные варьируемого объема от 0,1 до 1 см и от 1 до 10 см с метрологическими характеристиками по ГОСТ 28311-89.

Цилиндры мерные вместимостью 50; 100 см со шлифом и стеклянной или пластиковой пробкой по ГОСТ 1770-74, 2 класс точности.

Государственные стандартные образцы (ГСО) состава водного раствора аммоний-ионов с относительной погрешностью аттестованного значения не более 2% при доверительной вероятности 0,95, например, 7015-93 или 7259-96.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3.2 Вспомогательное оборудование, материалы

Кюветы с длиной поглощающего слоя 10 и 50 мм.

Колбы конические плоскодонные термостойкие Кн-2-500-18 ТХС ГОСТ 25336-82 (используются при приготовлении безаммиачной дистиллированной воды).

Колбы конические типа КН вместимостью 250 см по ГОСТ 25336-82.

Колонка хроматографическая (стеклянная трубка диаметром не более 20 мм и высотой не менее 200 мм с краном на конце). Колонка с катионитом, например, КУ-2.

Стаканчики для взвешивания (бюксы) СВ по ГОСТ 25336-82.

Воронки стеклянные для фильтрования по ГОСТ 25336-82.

Фильтры Шотта по ГОСТ 25336-82 или фильтры мембранные с диаметром пор (0,40-0,45) мкм, например, производства фирмы Millipore или фирмы Владипор.

Воронки лабораторные тип В по ГОСТ 25336-82.

Стаканы вместимостью 50; 100; 200; 500 см по ГОСТ 25336-82.

Стаканы термостойкие вместимостью 1000 см по ГОСТ 25336-82.

Установка для обыкновенной перегонки или перегонки с водяным паром (аппарат Парнаса-Вагнера) или блок автоматической дистилляции аммиака.

Сушильный шкаф электрический общелабораторного назначения, например по ОСТ 16.0.801.397-87*.

* Документ, упомянутый здесь и далее по тексту, не приводится. За дополнительной информацией обратитесь по ссылке. — Примечание изготовителя базы данных.

Фильтры обеззоленные «синяя лента» по ТУ 2642-001-13927158-2003 или ТУ 6-09-1678-95.

Бумага индикаторная универсальная с шагом 1 ед. pH по ТУ 6-09-1181-89.

Бутыли из стекла и полиэтилена с притертыми или винтовыми пробками вместимостью (250-1000) см для отбора и хранения проб и реактивов.

Стеклянная бутыль Вульфа (с нижним тубусом).

Баня песчаная или плитка электрическая с регулятором температуры по ГОСТ 14919-83.

Холодильник бытовой любой модели, обеспечивающий хранение проб и растворов при температуре (2-10)°С.

Таймер любой модели.

Шпатель.

Стеклянная палочка.

Эксикатор по ГОСТ 25336-82.

Примечания

1 Допускается использование других средств измерений утвержденных типов, обеспечивающих измерения с установленной точностью.

2 Допускается использование другого оборудования с метрологическими и техническими характеристиками, аналогичными указанным.

3 Средства измерений должны быть поверены в установленные сроки.

3.3 Реактивы

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.

Аммония хлорид по ГОСТ 3773-72.

Реактив Несслера по ТУ 6-09-2089-77* или набор для приготовления реактива Несслера:
________________
* ТУ, упомянутые здесь и далее по тексту, не приводятся. За дополнительной информацией обратитесь по ссылке. — Примечание изготовителя базы данных.

Калия гидроокись х.ч., по ГОСТ 24363-80;

Калий йодистый х.ч., по ГОСТ 4232-74;

Ртуть окись красная, ч.д.а., по ТУ 6-09-3927-82.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77.

Калия гидроокись по ГОСТ 24363-80.

Калий фосфорнокислый однозамещенный (дигидрофосфат калия) по ГОСТ 4198-75.

Калий фосфорнокислый двузамещенный 3-водный (гидрофосфат калия) по ГОСТ 2493-75.

Натрий серноватистокислый (тиосульфат натрия) 5-водный стандарт-титр 0,1 моль/дм эквивалента (0,1 н) по ТУ 6-09-2540-87 и (или) по ГОСТ 27068-86.

Цинк сернокислый 7-водный по ГОСТ 4174-77.

Медь (II) сернокислая 5-водная по ГОСТ 4165-78.

Кадий-натрий виннокислый 4-х водный (Сегнетова соль) по ГОСТ 5845-79.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490-75.

Ртути (II) йодид по ТУ 6-09-02-374-85.

Калий йодистый по ГОСТ 4232-74.

Натрий двууглекислый по ГОСТ 2156-76.

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199-76.

Алюмокалиевые квасцы по ГОСТ 4329-77.

Алюминий сернокислый (сульфат алюминия) ГОСТ 12966-85 (коагулянт) высшего сорта или алюминий сернокислый 18-водный по ГОСТ 3758-75.

Кислота борная по ГОСТ 9656-75.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77.

Смола ионообменная (катионит) любой марки.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72 или вода лабораторная для анализа по ГОСТ Р 52501-2005 2-ой степени чистоты (далее — вода дистиллированная).

Примечания

1 Все реактивы, используемые для измерений, должны быть квалификации ч.д.а. или х.ч.

2 Допускается использование реактивов, изготовленных по другой нормативно-технической документации, в том числе импортных.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Фотометрический метод определения массовой концентрации ионов аммония основан на взаимодействии -ионов с тетраиодомеркуратом калия в щелочной среде (реактив Несслера) с образованием жёлто-коричневой, нерастворимой в воде соли основания Миллона , переходящей в коллоидную форму при малых содержаниях -ионов.

Светопоглощение раствора измеряют при 425 нм в кюветах с длиной поглощающего слоя 10 или 50 мм. Интенсивность окраски прямо пропорциональна концентрации -ионов в растворе пробы.

5.1 При выполнении измерений необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами ГОСТ 12.1.007-76.

5.2 Электробезопасность при работе с электроустановками по ГОСТ Р 12.1.019-2009.

5.3 Организация обучения работающих безопасности труда по ГОСТ 12.0.004-2015.

5.4 Помещение лаборатории должно соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004-91 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009-83.

5.5 В помещении, где выполняют измерения аммиака и ионов аммония, не следует проводить работы, связанные с применением аммиака.

5.6 При выполнении измерений необходимо соблюдать меры предосторожности при работе с солями ртути. Сбор и утилизация отработанных растворов должны проводиться строго с установленными в лаборатории правилами.

Выполнение измерений может производить химик-аналитик, владеющий техникой фотометрического анализа, а также техникой проведения перегонки жидкостей (дистилляцией), и изучивший инструкцию по эксплуатации спектрофотометра или фотоэлектроколориметра и получивший удовлетворительные результаты при выполнении контроля процедуры измерений.

Измерения проводят в следующих условиях:

температура окружающего воздуха (20±5)°С;

атмосферное давление (84,0-106,7) кПа (630-800 мм рт.ст.);

относительная влажность не более 80% при 25°С;

Читайте также:  Анализ на общую жесткость воды

напряжение сети (220±22) В.

При напряжении питания сети, отличном от 220 В, оборудование может комплектоваться дополнительно трансформатором, что позволит всегда обеспечивать необходимые условия выполнения измерений.

При подготовке к выполнению измерений должны быть проведены следующие работы: отбор и хранение проб, подготовка прибора к работе, приготовление вспомогательных и градуировочных растворов, установление и контроль стабильности градуировочной характеристики.

Отбор проб природных и сточных вод производят в соответствии с требованиями ГОСТ 31861-2012 «Вода. Общие требования к отбору проб», ПНД Ф 12.15.1-08 (Издание 2015 г.) «Методические указания по отбору проб для анализа сточных вод» или другими нормативными документами, утвержденными и применяемыми в установленном порядке.

8.1 Подготовка посуды для отбора проб

Бутыли для отбора и хранения проб воды обезжиривают раствором моющего средства, промывают водопроводной водой, а затем 3-4 раза дистиллированной водой.

8.2 Отбор и хранение проб воды

Пробы воды (объем не менее 500 см ) отбирают в стеклянные или полиэтиленовые бутыли, предварительно ополоснув отбираемой водой.

Если определение ионов аммония производят в день отбора пробы, то консервирование не производится. Отбор проб должен при этом осуществляться в чистую посуду. Флакон заполняется водой под крышку полностью во избежание попадания воздуха. Максимальный срок хранения пробы при температуре (2-5)°С составляет 24 часа.
_______________
Применение пункта В.6 ГОСТ 31861-2012 для отбора сточных вод для определения ионов аммония нецелесообразно.

Если проба не будет проанализирована в день отбора, то ее консервируют добавлением 1 см концентрированной серной кислоты. Консервированная проба может храниться не более 48 часов при температуре (2-5)°С. Проба воды не должна подвергаться воздействию прямого солнечного света.

При отборе проб составляют сопроводительный документ по форме, в котором указывают:

цель анализа, предполагаемые загрязнители;

место, время отбора;

номер пробы;

pH пробы воды (при необходимости);

должность, фамилия отбирающего пробу, дата.

8.3 Подготовка прибора к работе

Подготовку прибора к работе и оптимизацию условий измерений производят в соответствии с рабочей инструкцией по эксплуатации прибора. Прибор должен быть поверен.

8.4 Устранение мешающих влияний

Непосредственному применению метода без предварительной отгонки аммиака мешает большое количество веществ, дающих жёлтую или зелёную окраску или вызывающих в результате реакции помутнение раствора. Определению мешают амины, хлорамины, ацетон, альдегиды, спирты и некоторые другие органические соединения, реагирующие с реактивом Несслера, в присутствии нелетучих органических соединений, например, гуминовых веществ, проводят определение аммиака с отгонкой.

Определению мешают также компоненты, обуславливающие жесткость воды, железо, сульфиды, хлор, а также мутность.

Мешающее влияние жесткости воды (свыше 900 мг/дм ) устраняют прибавлением 1,0 см 50% раствора Сегнетовой соли на каждые 45 мг/дм суммы ионов кальция и магния. При этом дополнительно вводимый объём следует учитывать при окончательном расчете.

Мутные растворы центрифугируют или фильтруют с помощью стеклянной ваты, стеклянного или бумажного фильтра «синяя лента», предварительно промытого безаммиачной водой до отсутствия аммиака в фильтре.

Большое количество железа, сульфидов и мутность (не исчезающая после фильтрования) удаляют с помощью 10% раствора сульфата цинка. К 100 см пробы в цилиндре или колбе прибавляют 1 см раствора сульфата цинка и смесь тщательно перемешивают. Затем pH смеси доводят до 10,5 добавлением 25% раствора гидроокиси калия или натрия. Проверяют значение pH по индикаторной бумаге (или до образования хлопьев). После взбалтывания пробы и образования хлопьев осадок отделяют центрифугированием или фильтрованием через стеклянный фильтр Шотта (допускается использование бумажного фильтра «синяя лента», предварительно освобожденного от аммиака).

Для осаждения белков к 50 см исследуемой пробы сточной воды (в цилиндре или мерной колбе) приливают несколько капель 15% раствора гидроксида натрия и 2 см 10% раствора сульфата меди, тщательно перемешивают и оставляют на 3-4 часа. После оседания осадка отбирается прозрачный слой пробы для анализа (в случае анализа аликвоты) либо проба фильтруется через фильтр «синяя лента» предварительно промытый дистиллированной водой (при необходимости отбора аликвоты, превышающей 10 см ).

Мешающее влияние активного остаточного хлора в количестве более 0,5 мг/дм устраняют добавлением эквивалентного объёма раствора натрия тиосульфата. Эквивалентное количество раствора серноватистокислого натрия определяют в отдельной порции воды. Содержание активного хлора должно быть определено заранее (например, по ГОСТ 18190-72).

Цветная вода (при цветности выше 20°) подвергается коагуляции гидроокисью алюминия: к 300 см исследуемой воды прибавляют (2-5) см суспензии (п.8.5.3.8), встряхивают. После 2-часового отстаивания отбирают для анализа прозрачный бесцветный слой. Также для проведения процесса коагуляции разрешается использование 10% раствора сернокислого алюминия: к 300 см исследуемой воды прибавляют (5-6) см суспензии (п.8.5.3.9) или около 0,5 г сухого сернокислого алюминия, несколько капель 15% раствора NaOH до образования хлопьевидного осадка и встряхивают. После 2-часового отстаивания отбирают для анализа прозрачный бесцветный слой.

Ознакомиться с документом вы можете, заказав бесплатную демонстрацию систем «Кодекс» и «Техэксперт».

источник

Метод применим для определения концентрации аммонийного азота в пересчете на ионы аммония МН4 в природной воде, питательной воде и ее составляющих, конденсатах пара, котловых и теплофикационных водах. Данный метод применим для вод, содержащих и не содержащих гидразин.

Сущность метода [61] состоит во взаимодействии аммонийного азота в щелочной среде с реактивом Несслера и измерении оптической плотности образующейся при этом желто-оранжевой суспензии. Нес- слер предложил использовать данное соединение для определения концентрации ионов аммония еще в 1856 г. Реактив Несслера представляет собой щелочной раствор двойной соли иодида двухвалентной ртути и иодида калия Н§12 * 2К.1.

Для анализа отбирают такой объем пробы, чтобы концентрация

аммония не превышала 1 мг/дм 3 . Ход анализа зависит от присутствия в воде веществ, мешающих определению, таких как гидразин, окрашенные органические соединения и некоторые ионы металлов.

Если анализируемая вода свободна от каких-либо мешающих компонентов, к отобранной пробе добавляют реактив Несслера, при этом аммиак и соли аммония реагируют с реактивом Несслера следующим образом:

Концентрации азота, ртути и йода в осадке находятся в соотношении 1 : 2 : 3. Однако в состав образующегося продукта могут входить и другие соединения. Таким образом, окончательное строение образующегося вещества не установлено. При большом избытке йода осадок заметно растворяется. Это учитывают при приготовлении реактива Несслера. При очень большом избытке щелочи осадок разлагается с образованием оксида ртути, который тоже окрашен, но менее интенсивно, чем соединение МН7Н§-,13.

В результате данных реакций образуется взвесь мелких нераство- ренных частиц осадка определенного размера в растворе. В зависимости от условий проведения реакции образуется либо суспензия, либо коллоидный раствор.

Соединение, образующееся по указанной выше реакции, склонно к образованию коллоидных частиц с отрицательным зарядом. Через 3 мин после образования коллоидного раствора устанавливается максимальная окраска, после чего измеряют оптическую плотность раствора. Однако еще через небольшой промежуток времени после достижения максимальной окраски начинается осаждение частиц, и раствор становится непригодным для анализа. Если концентрация

ионов аммония ниже 5 мг/дм , то после добавления реактива Несслера образующийся коллоидный раствор остается устойчивым в течение достаточно длительного времени. Оптическая плотность исследуемого раствора зависит не только от общего количества продукта реакции, но и от размера коллоидных частиц. Размер частиц, в свою очередь, зависит от порядка сливания анализируемого раствора и реакти bob, от концентрации электролитов, от продолжительности отстаивания коллоидного раствора и ряда других причин.

Определению концентрации аммиака мешают различные соединения, например амины, ацетон, альдегиды и т.п.

Мешающее влияние гидразина устраняют введением в реакционную среду йода. На начальном этапе гидразин разрушается до азота по реакции

Окрашенное соединение при этом не образуется. В тот момент, когда весь гидразин разрушится, раствор приобретет желтоватую окраску, обусловленную избытком йода, который затем окисляют добавлением небольшого избытка раствора сульфита натрия

В результате данной реакции происходит обесцвечивание раствора.

Если анализируемая вода содержит органические вещества, от них освобождаются коагуляцией. Для этого к анализируемой воде добавляют раствор сульфата железа и доводят pH раствора до значения pH = 5—7, при этом образуется малорастворимый пористый осадок — гидроксид железа, который сорбирует органические вещества, удаляя их из раствора:

Далее выпавший осадок отделяют фильтрованием раствора через бумажный фильтр.

Многие ионы (в частности, ионы магния) мешают анализу, поскольку способствуют осаждению определяемого компонента NH-,Hg-,I34. Иногда их влияния можно избежать, вводя в раствор тарт- рат-ионы, образующие с некоторыми мешающими ионами прочные комплексы, т.е. маскирующие их. Однако не все ионы металлов образуют с тартрат-ионами прочные комплексы, поэтому часто приходится предварительно отделять аммиак отгонкой.

Мешающее влияние солей жесткости устраняют добавлением раствора виннокислого калия-натрия, влияние большого количества железа, цветности и мутности — осветлением раствора гидроксидом алюминия.

Определение концентрации аммиака и ионов аммония рекомендовано проводить сразу же после отбора пробы. Если нет возможности

провести анализ сразу, то пробу консервируют прибавлением 1 см 3

концентрированной серной кислоты или 2—4 см -5 хлороформа на 1 дм 3 пробы.

Если концентрация гидразина в анализируемой воде превышает 100 мг/кг, то его предварительно окисляют раствором йода концентрацией 0,1 и. Для этого в мерную колбу вместимостью 50 см 3 переносят отмеренный объем анализируемой воды и доводят объем в колбе примерно до 40 см 3 обессоленной водой, после чего перемешивают раствор. Далее к раствору по каплям добавляют раствор йода концентрацией 0,1 и до появления желтой окраски жидкости и через 2 мин в нее вводят также по каплям 0,1 н раствор тиосульфата натрия до полного связывания избытка йода (исчезновения окраски). Раствор перемешивают, доводят объем в колбе до метки обессоленной водой, прибав-

ляют 1 см реактива Несслера и еще раз все перемешивают. Если кон-

центрация гидразина меньше 100 мг/дм , используют растворы йода и тиосульфата натрия концентрацией 0,01 н.

Влияние солей жесткости устраняют добавлением в пробу 1 см 3 раствора сегнетовой соли па 50 см’’ анализируемой пробы.

Приготовление рабочих растворов

  • 1. Безаммиачная обессоленная вода. Обессоленная вода проверяется на содержание аммиака (к 5 см 3 воды прибавляют 0,1 см 3 реактива Несслера). При обнаружении аммиака (появление желтоватой окраски) обессоленную воду фильтруют через активированный уголь марки БАУ или через катионит в Н-форме либо кипятят в колбе до уменьшения объема на 1/3, после чего проверяют воду на содержание аммиака и ионов аммония. На этой воде готовят реактивы и ее используют в анализе для разбавления пробы.
  • 2. Реактив Несслера. Применяют готовый реактив или готовят его по методикам, описанным ниже.

Методика 1. Навески 100 г иодида ртути ^12 и 70 г иодида калия К.1 растворяют в небольшом количестве безаммиачной обессоленной воды и смешивают с раствором гидроксида натрия, полученного растворением 160 г гидроксида натрия в 500 см 3 безаммиачной обессо-

ленной воды. Обессоленной водой объем смеси доводят до 1000 см и дают отстояться в течение не менее 4 ч. Используют прозрачный раствор. Реактив Несслера — щелочной раствор, поэтому необходимо обращаться с ним с осторожностью, не допуская попадания на кожу и слизистую оболочку глаз. При попадании реактива на кожу или в глаза необходимо быстро промыть пораженный участок водой.

Методика 2. Растворяют навеску 32 г иодида ртути (II) и навеску 20 г иодида калия в 50 см 3 безаммиачной обессоленной воды и разбавляют раствор водой до 200 см 3 . При этом выпадает небольшое количество избытка иодида ртути. Отбирают 20 см 3 прозрачного раствора

и смешивают с 30 см 3 концентрированного раствора гидроксида калия. Дают жидкости отстояться, сливают прозрачный раствор сифоном в темную склянку с притертой пробкой и хранят в темном месте.

Методика 3. Навеску 6 г хлорида ртути (II) растворяют в 50 см 3 горячей (80 °С) обессоленной воды в фарфоровой чашке, добавляют

раствор 7,4 г иодида калия в 50 см 3 воды. Раствор охлаждают до комнатной температуры и дают отстояться, после чего жидкость сливают, а осадок иодида ртути для удаления образовавшегося хлорида калия

трижды промывают холодной водой порциями по 20 см 3 . Промывную жидкость декантируют. К промытому осадку прибавляют 5 г иодида калия и немного воды, затем концентрированный раствор 20 г гидроксида калия и после охлаждения разбавляют обессоленной водой до

  • 100 см 3 . После отстаивания раствора сливают прозрачную жидкость в темную склянку с притертой пробкой и хранят ее в темном месте. Раствор реактива Несслера устойчив длительное время, если его защищать от воздействия оксида углерода воздуха с помощью хлоркальци- евой трубки.
  • 3. Раствор сегнетовой соли. Для получения раствора сегнетовой соли с массовой долей 50 % навеску 67,1429 г тартрата натрия и калия

К№С4Н46 • 4Н-,0 разбавляют до 100 см обессоленной водой и прибавляют 0,2—0,5 см 3 реактива Несслера. Раствор применяют после осветления.

  • 4. Раствор йода. Раствор йода концентрацией 0,1 н готовят из фик- санала по инструкции, приложенной к набору фиксаналов. Раствор устойчив в течение одного года, хранят его в склянке темного стекла. Раствор йода концентрацией 0,01 н готовят разбавлением в 10 раз раствора концентрацией 0,1 н. Приготовленный раствор хранят в течение 10 дней в склянке темного стекла в темном месте без доступа света.
  • 5. Раствор тиосульфата натрия. Раствор тиосульфата натрия концентрацией 0,1 н готовят из фиксанала по инструкции, приложенной к набору фиксаналов. Раствор устойчив в течение одного года, если он защищен от доступа угольной кислоты и приготовлен на све- жепрокипяченной и охлажденной воде.

Раствор тиосульфата натрия концентрацией 0,01 и готовят разбавлением в 10 раз раствора концентрацией 0,1 п. Приготовленный раствор хранят в течение 10 дней.

6. Основной раствор аммиака. Основной раствор, содержащий в пересчете на N Н4 1000 мг/дм 3 , готовят из хлорида аммония квалификации «х.ч.», предварительно высушенного в сушильном шкафу при

температуре 105—ПО °С. В мерную колбу вместимостью 1000см переносят навеску 2,9722 г реактива и растворяют его в безаммиачной обессоленной воде. После растворения доводят объем в колбе до метки обессоленной водой и хорошо перемешивают раствор. Раствор устойчив, хранят его в склянке с притертой пробкой.

7. Стандартный раствор аммиака. Стандартный раствор концентрацией 10 мг/дм 3 готовят разбавлением основного стандартного раствора в 100 раз. Для этого отбирают пипеткой 10 см 3 основного раствора в мерную колбу вместимостью 1000 см 3 и доводят объем в колбе безаммиачной обессоленной водой до метки. Раствор хорошо перемешивают. Раствор неустойчив, пригоден в день приготовления.

Построение калибровочного графика

В несколько мерных колб вместимостью 50 см 3 вводят 0,5; 1,0; 2,0;

3,0; 4,0; 5,0 см стандартного раствора, что соответствует концентрациям МН4 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0 мг/дм 3 . Затем объем в каждой колбе доводят до метки безаммиачной обессоленной водой. Раствор

перемешивают, добавляют точно по 1 см 3 реактива Несслера и еще раз хорошо перемешивают. Спустя 10 мин измеряют оптическую плотность окрашенных растворов О при длине волны Хтах = 400 нм в кюветах с рабочей длиной 50 мм. В качестве раствора сравнения применяют холостую пробу (безаммиачную обессоленную воду с реактивом Несслера). Зависимость оптической плотности от концентрации

ионов ]4Н4 представлена в табл. 6.2. Пример калибровочного графика показан на рис. 6.2.

Рис. 6.2. Калибровочный график для определения концентрации ионов аммония с применением реактива Несслера (стандартный раствор с концентрацией 10 мг/дм 3 )

Зависимость оптической плотности от концентрации ионов аммония в растворе (стандартный раствор с концентрацией 10 мг/дм 3 , кювета с рабочей длиной 30 мм, колба вместимостью 50 см 3 )

Оптическая плотность, рассчитанная по методу наименьших квадратов ?>р

источник

Урок учебной практики на тему «Спектральный анализ. Определение массовой концентрации ионов аммония в питьевой воде с реактивом Несслера.»

Выбранный для просмотра документ Критерии оценок.docx

Читайте также:  Анализ на околоплодные воды в инвитро

Применение профессиональных знаний в учебно-производственном процессе

Владение приемами им способами выполнения УПР

Организация труда и рабочего места

Соблюдение правил и норм безопасности, производственной санитарии и гигиены, экологической безопасности

Критерии оценок за урок учебной практики

Выбранный для просмотра документ Методическая разработка урока.doc

Министерство образования и науки Республики Татарстан

Государственное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

«Нижнекамский технологический колледж»

по ПМ.03 Осуществление экологического контроля производства

и технологического процесса

Тема урока: Спектральный анализ. Определение массовой концентрации

ионов аммония в питьевой воде с реактивом Несслера

Выполнила: Краснова Галина Николаевна

мастер производственного обучения

План урока учебной практики

Профессия: 240100.02 Лаборант-эколог

Тема программы: Осуществление экологического контроля производства и технологического процесса.

Тема урока: Спектральный анализ. Определение массовой концентрации ионов

аммония в питьевой воде с реактивом Несслера.

ПМ. 03. Осуществление экологического контроля производства и технологического процесса.

ОК1.Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии,

проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК2. Организовывать собственную деятельность, исходя из цели и способов ее

достижение, определённых руководителем.

ОК 3. Анализировать рабочую ситуацию, принимать решения в стандартных и

нестандартных ситуациях и несет ответственность за результаты своей работы.

ОК4. Осуществлять поиск информации, необходимой для эффективного выполне-

ния профессиональных задач и личного развития

ОК 5. Использовать информационно- коммуникационные технологии в профес-

ОК6. Работать в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством,

ПК 1.1.Пользоваться лабораторной посудой различного назначения ,

мыть и сушить посуду в соответствии с требованиями химического анализа.

ПК 1.2 Выбирать приборы и оборудование для проведения анализов.

ПК 1.3 Подготавливать для анализа приборы и оборудование.

ПК 2.1 Готовить растворы точной и приблизетельной концетрации.

ПК 2.2 Определять концентрации растворов различными способами.

ПК 2.3 Отбирать и готовить пробы к проведению анализов.

ПК 2.4 Определять химические и физические свойства веществ.

ПК 3.1 Подбирать соответствующие средства и методы анализов в соответствии с

ПК 3.2 Проводить качественный и количественный анализ.

ПК 3.4 Оценивать экологические показатели сырья и экологическую пригодность

ПК 3.5 Осуществлять контроль безопасности отходов производства.

ПК 3.6 Контролировать работу очистных, газоочистных и пылеулавливающих

ПК 4.1 Снимать показание приборов.

ПК 4.2 Расчитывать результаты измерений.

ПК 5.1 Владеть приемами техники безопастности при проведении химических

обучающие: Интегрировать знания обучающихся по приёмам последовательности работы на концентрационном фотоэлектроколориметре КФК-2.

развивающие: формировать профессиональные компетенции навыков и умений по определению оптических плотностей растворов и расчета концентраций с использованием данных экспериментальной работы. Развивать творческое мышление, память, трудолюбие.

воспитывающие: воспитание бережного отношения к посуде, сырью, энергоресурсам; прививать чувство ответственности, умения грамотно использовать профессиональную лексику и самостоятельного овладения дополнительными знаниями в области профессиональной деятельности.

экологическое воспитание: раскрыть роль лаборанта-эколога в охране окружающей среды, водных ресурсов.

Тип урока : урок усовершенствования новых приемов и способов действия

Вид урока: Практическая работа.

обучения диалогический, показательный, алгоритмический

преподавания инструктивный, объяснительно-стимулирующий, демонстрирующий

учения частично-поисковый, репродуктивный, практический___________

Аналитическая химия «Оптические методы анализа», технический анализ «Анализ воды», физика «Спектральный анализ», электротехника «Определение цены деления прибора», химия «Комплексные соединения», природопользование и охрана окружающей среды, охрана труда

Особые правила техники безопасности

Урок производственного обучения проводится в лаборатории химического анализа ГАОУ СПО «Нижнекамский технологический колледж» с соблюдением основных параметров микроклимата согласно Роспотребнадзора.

Материально-техническое и дидактическое оснащение урока

Оборудование: Компьютер, мультимедийная установка, экран, флеш-карта, технохимические и аналитические весы, разновесы, фотоэлектроколориметр КФК-2, пробки.

Посуда: Колбы мерные на 50 мл, 250 мл; кюветы 50 мм; пипетки 1 мл; химические стаканы, аналитические воронки, промывалки.

Ищенко А.А. Аналитическая химия – М: «Академия», 2010.

Саенко О.Е. Аналитическая химия – Р-н-Д, 2009

Августинович И.В. Технология аналитического контроля: учебн. пособие для НПО –

Голубкина Н.А. Лабораторный практикум по экологии: — М.: ИЦ «Академия», 2009

Попов Ю.П. Охрана труда. Учебное пособие – М.: Академия, 2012

Паспорт. Колориметр фотоэлектрический концентрационный КФК-2

Иванов Б.И. Электробезопасность в химической лаборатории – М.: 2010

Нормативные акты по охране труда. ЗАО «МЦФР» — М.: 2012

— рапорт дежурного о наличии обучающихся

— проверка готовности обучающихся к уроку

2. Актуализация опорных знаний, умений и навыков (вводный инструктаж)

— сообщить тему и цели урока, правила охраны труда;

Формирование практических знаний, приемов и способов действия профессиональной деятельности. Объяснение нового материала.

Закрепление нового материала путем опроса и показа трудовых приемов. Выдача задания.

3. Совершенствование практических знаний, умений и навыков (текущий инструктаж).

Выполнение самостоятельной работы.

— первичный обход обучающихся с целью: расстановки обучающихся по рабочим местам и осмотра организации рабочего места.

— индивидуальный инструктаж с целью: дополнительного разъяснения работы и оказания помощи при выполнении задания.

— вторичный обход рабочих мест обучающихся с целью: проверки правильности выполнения трудовых приемов, оказания помощи при выполнении задания, выполнение правил охраны труда, техники безопасности и электробезопасности, предупреждения и устранения ошибок.

4. Применение умений и навыков (заключительный инструктаж).

Анализ работы учебно-производственной деятельности обучающихся. Разобрать допущенные ошибки обучающихся и невыполнение правил охраны труда и техники безопасности, отметить лучшие работы. Выставить оценки с комментариями.

Домашнее задание. Выполнить творческую работу по фотоколориметрическому методу анализа в форме 10 тестов.

Мастер производственного обучения Краснова Г.Н.

1. Организационная часть урока — 5 минут

Проверка посещаемости и внешнего вида (наличие спецодежды).

2. Вводный инструктаж — 45 минут

Тема сегодняшнего урока производственного обучения:

« Количественное определение в воде ионов аммония физико-химическими методами анализа.

Цель: научиться работать на приборе – фотоэлектрическом колориметре марки КФК-2, снимать показания, определять оптическую плотность раствора и концентрацию анализируемого вещества.

Прежде чем начать объяснение, хотела бы задать вопросы:

Какими методами анализа можно определить состав вещества?

Какие методы физико-химического анализа вы можете перечислить?

Какие оптические методы анализа вы знаете?

Какие правила техники безопасности необходимо соблюдать при проведении физико-химических методов анализа?

За правильные подробные ответы, аккуратность, точность вы будете получать баллы в течение всех этапов урока производственного обучения, которые будут суммироваться в конце занятия.

Объяснение нового материала

Для аналитических целей в исследовательских и производственных лабораториях наряду с химическими методами широко применяют физико-химические и физические методы анализа. Для выполнения таких анализов применяют приборы со сложными электронными и оптическими схемами (Показ презентации — Приложение № 3 «Современные спектрофотометры»).

Оптические методы используют связь между составом анализируемого вещества и его оптическими свойствами.

В зависимости от типа приборов различают фотоколориметрический и спектрофотометрический методы.

Если окрашенный раствор поместить в стеклянный сосуд с плоскими стенками (кювету) и направить на него световой поток, то часть светового потока отразится от кюветы, часть поглотится раствором и часть пройдёт через раствор. (Слайд № 2).

Когда световой поток проходит через окрашенный раствор, поглощение света зависит от двух факторов – концентрации раствора и толщины слоя, через который проходит световой поток. Эту зависимость выражает закон Бугера-Ламберта–Бера, называемый также объединенным законом светопоглощения. (Слайды №3, 4)

Таким образом, оптическая плотность раствора прямо пропорциональна концентрации раствора и толщине поглощающего слоя.

Окраска растворов связана с их способностью поглощать лучи определенной длины волны. Для аналитических определений выделяют определенную полосу спектра. Для этого используют светофильтры, которые обладают избирательным поглощением лучистой энергии.

В приборах – фотоэлектроколориметрах – используется набор цветных светофильтров, повышающих точность и чувствительность количественных определений.

При колориметрическом методе анализа широко применяется метод калибровочной кривой. Для этого предварительно готовят серию стандартных растворов с известным содержанием определяемого вещества. Измеряют оптическую плотность каждого раствора и строят график зависимости оптической плотности раствора от концентрации – калибровочную кривую.

По калибровочной кривой находят содержание определяемого вещества в анализируемом растворе.

Назначение и работа фотоэлектроколориметра КФК-2. (Слайд №6)

Колориметр применяется на предприятиях водоснабжения, в металлургической, химической, пищевой промышленности, в сельском хозяйстве, в медицине и в других областях народного хозяйства.

Нормальными условиями работы колориметра являются: температура окружающей среды (20 + 5)º С, относительная влажность воздуха 45- 80%, напряжение питания сети (220+ 4,4) В, 50 Гц.

Внешний вид колориметра КФК-2. (Слайд №7)

Порядок измерений на фотоэлектроколориметре КФК-2. ( Выдача обучающимся раздаточного материала — Инструкционная карта № 1 — Алгоритм работы на фотоэлектроколориметре КФК-2. (Приложение 1)

1. Колориметр включить в сеть за 15 минут до начала измерений. Во время прогрева кюветное отделение должно быть открыто (при этом шторка перед фотоприемниками перекрывает световой пучок).

2. Ввести необходимый по роду измерения цветной светофильтр.

3. Установить минимальную чувствительность колориметра. Для этого ручку ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ установить в положение «1», ручку УСТАНОВКА 100 ГРУБО — в крайнее левое положение.

4. Перед измерениями и при переключении фотоприемников проверить установку стрелки колориметра на «О».

5. В световой пучок поместить кювету с растворителем или контрольным раствором, по отношению к которому производятся измерения.

6. Закрыть крышку кюветного отделения.

7. Ручками ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ и УСТАНОВКА 100 ГРУБО и ТОЧНО установить отсчет 100 по шкале колориметра. Ручка ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ может находиться в одном из трех положений: «1», «2» или «3».

8. Затем, поворотом ручки 4 кювету с растворителем или контрольным раствором заменить кюветой с исследуемым раствором.

9. Снять отсчет по шкале колориметра, соответствующий коэффициенту пропускания исследуемого раствора в процентах или по шкале Д в единицах оптической плотности.

10 Измерение проводить 2-3 раза и окончательное значение измеренной величины определить как среднее арифметическое из полученных значений.

Указания мер безопасности. (Слайд №8).

Методика выполнения анализа «Определение ионов аммония». (Слайд №9) – (Выдача обучающимся раздаточного материала — Инструкционная карта № 2 — Методика выполнения анализа «Определение ионов аммония фотометрическим методом» (Приложение 2)

Состав и свойства воды для хозяйственно-питьевых целей должны, прежде всего, отвечать санитарным требованиям. Вода, поступающая из водоисточника, должна быть подвергнута анализу до и после водоподготовки.

Ионы аммония и аммиак появляются в грунтовых водах в результате жизнедеятельности микроорганизмов. Повышенное содержание аммиака в поверхностных водах объясняется спуском в них бытовых сточных вод и некоторых промышленных вод, содержащих значительные количества аммиака или солей аммония, являющихся отходами производства.

Методика предназначена для измерения содержания массовой концентрации ионов аммония от 0,05-4,0 мг/дм 3 в природных и очищенных сточных водах фотометрическим методом с реактивом Несслера.

Фотометрический метод определения массовой концентрации ионов аммония основан на взаимодействии NН4 + -ионов с тетраиодомеркуратом калия в щелочной среде (реактив Несслера) с образованием коричневой, не растворимой в воде соли основания Миллона, переходящей в коллоидную форму при малых содержаниях NH 4 – иона.

Светопоглощение раствора измеряют при λ =440 нм в кюветах с длиной поглощающего слоя 50 мм. Интенсивность окраски прямо пропорциональна концентрации NH 4 + — ионов в растворе пробы.

Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

Фотоэлектроколориметр КФК-2, измеряющий светопоглощение при λ =440 нм.

Кюветы с длиной поглощающего слоя 50 мм.

Колбы мерные, наливные на 50 см³

Колбы с притёртыми пробками вместимостью 250 см 3 для хранения проб

Стандартный образец с аттестованным содержанием ионов аммония или аммоний хлористый ГОСТ 3773.

Реактив Несслера ТУ 6-09-2089.

Калий-натрий виннокислый -4-х водный (сегнетова соль)

Все реактивы должны быть квалификации х.ч. или ч.д.а.

Приготовление основного раствора хлористого аммония

Раствор готовят в день проведения анализа, разбавлением основного стандартного раствора безаммиачной водой. 1 см 3 раствора содержит 0,005 мг NH4 + .

К 50 см 3 первоначальной пробы прибавляют 1-2 капли раствора сегнетовой соли и смесь тщательно перемешивают. Затем добавляют 1 см 3 реактива Несслера и снова перемешивают. Через 10 мин измеряют оптическую плотность. Окраска смеси устойчива в течение 30 мин. (Слайды №10, 11)

Построение градуировочного графика

В мерные колбы вместимостью 50 см 3 вносят 0,0; 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 см 3 рабочего стандартного раствора хлористого аммония, доводят до метки безаммиачной водой. Полученную шкалу растворов с содержанием 0,0; 0,0025; 0,005; 0,01; 0,02; 0,03; 0,04; 0,05 мг NН 4 + обрабатывают описанным выше способом.

График строят методом наименьших квадратов в координатах «оптическая плотность-содержание ионов аммония (мг)». (Слайды № 12, 13)

Обработка результатов измерения

Содержание ионов аммония NH4 + в мг/дм 3 вычисляют по градуировочному графику: КФК-2 кювета-50 мм, с/ф-440 нм.

Проверка усвоения учащимися материала

Назначение фотоэлектроколориметра КФК-2

Какой параметр снимают со шкалы прибора?

Порядок работы на фотоэлектроколориметре

Методика определения иона аммония в сточных водах

Безопасные приемы труда на рабочем месте в химической лаборатории.

3. Текущий инструктаж – 210 минут

Формирование знаний, умений и владений при выполнении анализов с помощью фотоэлектроколориметра КФК. (Освоение профессиональных компетенций ПК 1.1-1.3, ПК 2.1-2.4, ПК 3.1-3.2, 3.4-3.6, ПК 4.1-4.4, ПК 5.1)

1. Группа разбивается на 2 бригады.

2. Выдается задание и инструкционная карта каждому учащемуся.

3. Обучающиеся готовят рабочие растворы, проводят фотометрические измерения, строят график и оформляют отчет по работе.

4. Результаты анализов корректируются и обобщаются в оценочном листе профессиональной подготовленности обучающихся

Целевые обходы рабочих мест

Проверить содержание рабочих мест.

Особое внимание уделить проверке соблюдения безопасности труда, требований безопасности при работе с электроприбором КФК-2, химическими реактивами, стеклянной посудой

Правильность трудовых приемов:

точность отбора проб воды,

последовательность приливания реактивов

подготовка и заполнение кювет,

выбор светофильтра, чувствительности, установка на ноль «грубо», «точно»

правильность отсчета по шкале фотоэлектроколориметра.

Проверить правильность и точность расчета по градуировочному графику.

соблюдение технических условий

Провести приемку и оценку работ.

Выдать дополнительные работы наиболее успевающим учащимся.

4. Заключительный инструктаж – 15-20 минут

Сообщить оценку качества каждого учащегося.

Отметить, кто из учащихся добился отличного качества работы.

Разобрать наиболее характерные недочеты, их причины и способы устранения в работе.

Домашнее задание: Выполнить творческую работу по фотоколориметрическому методу анализа в форме 10 тестов.

Ищенко А.А. Аналитическая химия – М: «Академия», 2010.

Саенко О.Е. Аналитическая химия – Р-н-Д, 2009

Августинович И.В. Технология аналитического контроля: учебн. пособие для НПО –

Голубкина Н.А. Лабораторный практикум по экологии: — М.: ИЦ «Академия», 2009

Попов Ю.П. Охрана труда. Учебное пособие – М.: Академия, 2012

Паспорт. Колориметр фотоэлектрический концентрационный КФК-2

Иванов Б.И. Электробезопасность в химической лаборатории – М.: 2010

Нормативные акты по охране труда. ЗАО «МЦФР» — М.: 2012

1. Инструкционная карта № 1 — Алгоритм работы на фотоэлектроколориметре

2. Инструкционная карта № 2 — Методика выполнения анализа «Определение ионов

аммония фотометрическим методом» (Приложение 2)

3. Презентация «Современные фотоэлектроколориметры» (Приложение 3)

4. Презентация «Проведение практической работы» ( Приложение 4 )

5. Вопросы проверки уровня усвоения знаний ( Приложение 5 )

В результате проведения данной практической работы обучающиеся осваивают профессиональные компетенции: ПК 1.1-1.3, ПК 2.1-2.4, ПК 3.1-3.2, 3.4-3.6, ПК 4.1-4.4, ПК 5.1.

Наименование результатов обучения

Пользоваться лабораторной посудой различного назначения, мыть и сушить посуду в соответствии с требованиями химического анализа.

Выбирать приборы и оборудование для проведения анализов.

Подготавливать для анализа приборы и оборудования.

Готовить растворы точной и приблизительной концентрации.

Определять концентрации растворов различными способами.

Отбирать и готовить пробы к проведению анализов.

Определять химические и физические свойства веществ.

Подбирать соответствующие средства и методы анализов в соответствии с типом веществ.

Проводить качественный и количественный анализ веществ.

Оценивать экологические показатели сырья и экологическую пригодность выпускаемой продукции.

Осуществлять контроль безопасности отходов производства.

Контролировать работу очистных, газоочистных и пылеулавливающих установок.

Снимать показания приборов.

Рассчитывать результаты измерений.

Участвовать в мониторинге загрязнения окружающей среды.

Оформлять первичную отчетную документацию по охране окружающей среды.

Владеть приемами техники безопасности при проведении химических анализов.

источник