Химический анализ сульфатов в сточных водах

Вы здесь:
Качество
Методики и тесты
Методы определения содержания сульфатов в воде

Сульфатами называют соли кислоты серной H2SO4. Многие из этих соединений, и это большинство из них, растворимые в воде, имеют небольшую твердость и светлую окраску. Большая часть сульфатов осадочного происхождения, это озёрные и химические морские осадки. Они являются минералами. В их кристаллической структуре содержаться комплексные анионы SO42- (рис.1). Наиболее распространенными соединениями являются сульфаты двухвалентных оснований. Это сильные основания, являющиеся труднорастворимые (Ва2+, Sr2+ и Ca2+). Основания, которые более слабые, образуют часто неустойчивые основные соли. К ним можно отнести сульфаты окисленного железа. К основаниям более сильным – двойные соли и кристаллогидраты.

Сульфаты являются одними из важных анионов. Они находятся во всех поверхностных водах. И главным источником их являются химические процессы растворения и выветривания минералов, содержащих серу, и процессы окисления серы и сульфидов.

В большом количестве сульфаты поступают в водоемы в результате отмирания организмов, окисления водных и наземных веществ животного и растительного происхождения, с подземными стоками

В большом количестве сульфатные ионы содержатся в промышленных стоках, в сточных водах коммунального хозяйства и от производств сельского хозяйства.

Для маломинерализованных вод характерна ионная форма SO42-. Но сульфаты способны образовывать устойчивые нейтральные пары, (например CaSO4, MgSO4), когда увеличивается минерализация. Эти соединения играют важную роль в непростом круговороте серы в природе. Под действием сульфатредуцирующих бактерий и при отсутствии кислорода они восстанавливаются до сульфидов и сероводорода. Но как только в природной воде появляется кислород, опять окисляются до сульфатов.

Зеленые растения и некоторые бактерии (автотрофы) для построения своего белкового вещества получают сульфаты растворимые в воде. После их отмирания другие бактерии (гетеротрофы) выводят с них протеиновую серу в виде сероводорода. Последний, в присутствии кислорода, окисляется до сульфатов.

В природной воде концентрация этих соединений находится в широких приделах. В дождевых водах количество сульфатов содержится в пределах от 1 до 10 мг/дм3. В водах пресных озер и речках эти значения будут от 5-10 до 60 мг/дм3. А если взять подземные воды, то этот показатель часто намного выше.

В поверхностных водах количество сульфатных ионов находится в зависимости от времени года. Также на этот показатель большую роль оказывает деятельность человека связанная с хозяйством, биологическое состояние водного объекта, различные окислительные и восстановительные процессы.

Большое содержание сульфатов отрицательно влияет на качество воды, органолептические показатели воды ухудшаются. На вкус такая вода солоноватая. Также повышенное содержание этого показателя в воде оказывает воздействие на физиологические процессы в организме человека. Ионы сульфатов плохо всасываются из кишечника, и при повышенной концентрации действуют как слабительное, это приводит к расстройству ЖКТ, нарушается процесс пищеварения. Такая вода также наносит вред волосам, вызывает раздражение слизистой кожи и глаз. Поэтому этот показатель строго регламентируется и введен под контроль. Нормативное содержание сульфатных ионов воде питьевой не должно превышать 500мг/дм3.

Также воду с большим показателем сульфатов не рекомендуют использовать в хозяйстве и быту. По действием кальция они образуют накипь.

Не доказано влияние сульфат-ионов в питьевой воде на процессы коррозии, но если при концентрации более 200 мг/дм3 используют свинцовые трубы, то может произойти вымывание свинца в воду.

В Аналитической лаборатории на производстве ООО «КоролевФарм», которое работает по контракту, а именно на участке ФХИ (физико-химических испытаний), при определении химических и органолептических показателей воды определение сульфатов является обязательным. Испытание проводят по ГОСТу 31940-12 методом титрования с использованием трилона Б (диапазон измерений от 25 до 500мг/дм3). Лаборатория ФХИ оснащена всем необходимым оборудованием и средствами измерений, а также реактивами, материалами, посудой.

Сотрудники лаборатории перед проведением измерения готовят необходимые растворы:

— раствор бария хлористого, (молярная концентрация 0,025 моль/дм3);

— раствор ионов магния (молярная концентрация 0,025 моль/дм3);

— раствор буферный аммиачный (рН (10±0,1));

— раствор аммиака (молярная концентрация 10 ммоль/дм3);

— индикатор эриохрома черного Т;

— раствор трилона Б (молярная концентрация 0,025 моль/дм3);

— 2%-ный раствор азотнокислого серебра.

Далее лаборант определяет коэффициент поправки, чтоб концентрация раствора динатриевой соли ЭДТУ, была приближена к 25 ммоль/дм3.

Рис. 2 Определение коэффициента поправки методом титрования

Для этого берем колбу коническую (объем 250 см3), вносим в нее (пипеткой) 10 см3 раствора ионов Mg. Потом добавляем 90 см3 воды дистиллированной, 5 см3 раствора аммиачного буферного, 5-7 капель раствора индикаторного (или смеси индикаторной 0,1 г и проводим титрование раствором динатриевой соли ЭДТУ, используя титратор или бюретку (рис. 2). Титруем до того момента, пока цвет раствора четко изменится с красно-фиолетового на синий с зеленоватым оттенком. Фиксируем количество раствора динатриевой соли ЭДТУ, которое мы потратили на титрование Vтр. Далее проводим еще 2 титрования, при этом первое значение учитывается как контрольное определение. Коэффициент поправки К рассчитывают по формуле:

10 – количество раствора ионов Mg в см3, а Vтр.- количество Na 2 ЭДТУ, потраченного на испытание.

(К) рассчитываем по формуле для каждого из 3 проведенных титрований. А за окончательный результат берем среднее значение и оно должно быть в пределах 1,00±0,03.

Также необходимо определить (К) для приведения концентрации MgSO4или MgCl2 к 0,25 моль/дм3.

Для этого опять берем колбу коническую (объемом 250 см3), вносим пипеткой трилона Б(динатриевая соль ЭДТУ) (10 см3), потом 90 мл воды дистиллированной, 5 мл аммиачного буфера, 5-7 капель индикаторного раствора (или смеси индикаторной 0,1 г ) и проводим титрование раствором MgSO4 (MgCl2). Титрование проводим до момента изменения синей окраски раствора до лилового. Фиксируем количество магния хлористого (сернокислого), которое мы израсходовали на титрование VMg. Коэффициент (К1) поправки рассчитываем по формуле:

где 10 – количество раствора динатриевой соли ЭДТУ в см3, VMg – количество раствора MgSO4или MgCl2, потраченного на испытание. (К) рассчитываем по формуле также для каждого из 3 проведенных титрований и за конечный результат берем среднее значение (1,00±0,03),

Перед проведением испытания при необходимости удаляем из пробы взвешенные и коллоидные вещества, которые могут повлиять на конечный результат. Для этого пробу воды (250 мл) фильтруем через фильтр, поры которого имеют размер 0,45 мкм.

Подготовка пробы к титрованию

Рис. 3 Испытуемая проба на
водяной бане

Одновременно анализируем не меньше 2-х проб воды в параллели (объем каждой 100 см3).

Берем две конической колбы объемом 250 см3 и вносим в каждую из них пипеткой по 100 мл нашей пробы. Потом капаем три капли (в каждую колбу) соляной кислоты концентрированной, 25 мл раствора бария хлористого, ставим на водяную баню (рис. 3), нагреваем и кипятим 10 мин. Далее баню выключаем и выдерживаем 1 час. Потом пробы охлаждаем на воздухе до температуры 200С (±30С).

Дальше содержимое наших колб фильтруем через фильтр (рис. 4). Фильтр перед фильтрацией промываем горячей водой. Фильтруем так, чтоб осадок сернокислого бария не попал на фильтр. Осадок в колбе промываем 5-6 раз водой горячей и эту же воду тоже пропускаем через фильтр. Потом промываем фильтр водой дистиллированной несколько раз до отсутствияионов хлорида, наличие или отсутствие которых можно определить так: к 5 мл воды, которую использовали для промывания, капаем 3-5 капли раствора АgNO3 и размешиваем. Помутнение раствора является признаком наличия хлорид-ионов.

Рис. 4 Фильтрация испытуемой
пробы через фильтр

Далее помещаем фильтр в колбу, где проводили осаждение. Добавляем 5 мл аммиака, аккуратно стеклянной палочкой разворачиваем фильтр и расправляем его по дну. Потом добавляем на 5 мг сульфат-ионов (предполагаемого содержания в нашей пробе воды) по 6 мл раствора динатриевой соли ЭДТУ. Затем колбу осторожно нагреваем на плитке и кипятим до растворения осадка, попавшего с фильтром, не более 3-5 мин. При этом периодически помешиваем.

Проведение титрования

К остывшей пробе доливаем 50 мл воды дистиллированной, потом 5 мл аммиачного буферного раствора, потом 5 капель индикаторного раствора спиртового (или 0,1 г смеси индикаторной сухой). Далее титруем (рис. 5) избыток динатриевой соли ЭДТУ раствором MgSO4или MgCl2 до момента перехода синего цвета до лилового.

Рис. 5 Определение сульфа-ионов методом титрования

Если заведомо известно, что в испытуемой пробе содержание сульфат-ионов > 250 мг/дм3, то пробу берем объемом 50 мл или того меньше и доводим дистиллированной водой в колбе для осаждения до 100 мл.

источник

ПНД Ф 14.1;2.240-07 Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовой концентрации сульфат-ионов в природных и сточных водах

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ЭКОЛОГИЧЕСКОМУ,
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ И АТОМНОМУ НАДЗОРУ

Директор ФГУ «Федеральный центр анализа и оценки техногенного воздействия»

КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВОД

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ
МАССОВЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ сульфат-ионов
в природных и сточных водах
гравиметрическим МЕТОДОМ

Методика допущена для целей государственного
экологического контроля

Настоящий документ устанавливает методику количественного химического анализа (КХА) проб природных и сточных вод для определения в них сульфат-ионов гравиметрическим методом.

Диапазон определяемых концентраций от 20 до 500 мг/дм 3 .

Если массовая концентрация сульфат-ионов в пробе превышает верхнюю границу, то допускается разбавление пробы таким образом, чтобы концентрация их соответствовала регламентированному диапазону.

Определению мешают силикаты (более 25 мг/дм 3 ), ионы железа (более 10 мг/дм 3 ), взвешенные и коллоидные вещества, гуминовые вещества, сульфиты.

Мешающие влияния устраняют предварительной обработкой пробы перед осаждением сульфат-ионов (п. 9).

Гравиметрический метод определения массовой концентрации сульфат-ионов основан на их способности образовывать в слабокислой среде и в присутствии ионов бария малорастворимый осадок сульфата бария.

2 ПРИПИСАННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ И ЕЕ СОСТАВЛЯЮЩИХ

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 измерений, значения показателей точности, повторяемости и воспроизводимости методики

Диапазон измерений, мг/дм 3

Показатель повторяемости (относительное значение среднеквадратического отклонения повторяемости), s_r, %

Показатель воспроизводимости (относительное значение среднеквадратического отклонения воспроизводимости), s_R, %

Показатель точности (границы относительной погрешности при вероятности Р = 0,95), ± d, %

3 СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ

3.1 Средства измерений, вспомогательное оборудование, посуда и материалы

Весы лабораторные общего назначения, например, ВЛР-200 по ГОСТ 24104-2001.

— Печь муфельная любого типа, обеспечивающая температурный режим от 700 до 900 °С.

— Электроплитка с регулятором нагрева и закрытой спиралью по ГОСТ 14919-83.

— Колбы мерные, 2-100-2, 2-250-2, 2-500-2 по ГОСТ 1770-74.

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

— Пипетки с одной отметкой вместимостью 50 см 3 по ГОСТ 29169-91.

— Цилиндры или мензурки, 1(3)-50, 1(3)-100, 1(3)-250 по ГОСТ 1770-74.

— Государственный стандартный образец состава раствора сульфат-иона с погрешностью аттестованного значения не более 1 % при Р = 0,95.

— Стаканы химические В-1-100, В-1-250, В-1-500 по ГОСТ 25336-82.

— Колбы конические по ГОСТ 25336-82.

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

— Воронки лабораторные по ГОСТ 25336-82.

— Тигли фарфоровые диаметром 25 — 35 мм по ГОСТ 9147-80.

— Часовые стекла диаметром 7 — 10 мм.

— Капельницы по ГОСТ 25336-82.

— Эксикатор по ГОСТ 25336-82.

— Фильтры мембранные «Владипор МФА-МА», С, 44 мкм по ТУ 6-05-1903.

— Фильтр обеззоленный «синяя лента» по ТУ 6-09-1678-86.

— Бумага индикаторная универсальная по ТУ 6-09-1181-76.

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

— Барий хлористый дигидрат по ГОСТ 4108-72.

— Кислота хлористоводородная (соляная) по ГОСТ 3118-77.

— Кислота азотная по ГОСТ 4461-77.

— Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277-75.

— Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.

— Метиловый оранжевый, индикатор.

— Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300-87.

— Кальций хлористый безводный по ТУ 6-09-4711-81 (для эксикатора).

— Раствор йода, фиксанал 0,1 н по ТУ 6-09-2540-87.

— Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.

— Вода бидистиллированная по ТУ 6-09-2502-77.

Все реактивы должны иметь квалификацию «хч» или «чда».

4 УСЛОВИЯ БЕЗОПАСНОГО ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ

4.1 При выполнении анализов необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами по ГОСТ 12.1.007-76.

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.

5 ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ОПЕРАТОРОВ

Выполнение измерений может проводить химик-аналитик, владеющий техникой анализа, освоивший методику выполнения измерений и уложившийся в нормативы контроля точности.

6 УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

При выполнении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия:

Температура окружающего воздуха (20 ± 5)°С.

Атмосферное давление (84 — 106) кПа.

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

Напряжение в сети (220 ± 22) В.

Частота переменного тока (50 ± 1) Гц.

7.1 Отбор проб производят в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51591-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб» и ГОСТ 17.1.5.05-85 «Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков».

Пробу фильтруют через мембранный фильтр 0,45 мкм, очищенный кипячением в дистиллированной воде. Допустимо использование бумажных фильтров «синяя лента». При фильтровании через любой фильтр первые порции фильтрата следует отбросить.

7.2 Посуду, предназначенную для отбора и хранения проб, промывают раствором соляной кислоты 1:1, затем тщательно промывают водопроводной водой и ополаскивают дистиллированной водой.

7.3 Пробы воды отбирают в стеклянные или полиэтиленовые бутыли, подготовленные по п. 7.2. Объём отбираемой пробы должен быть равен удвоенному объёму, необходимому для проведения анализа.

7.4 Пробы хранят при температуре 2 — 5 °С. Пробу анализируют в течение 7 дней после отбора проб. Если в воде присутствуют заметные количества других соединений минеральной или органической серы, определение необходимо выполнить не позднее суток после отбора проб.

При отборе проб составляется сопроводительный документ по утверждённой форме, в котором указывается:

— должность, фамилия отбирающего пробу, дата.

8 ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ

8.1 Приготовление растворов

На аналитических весах взвешивают 12 г бария хлористого дигидрата, растворяют в 90 см 3 дистиллированной воды и фильтруют через фильтр синяя лента. Срок хранения 6 месяцев.

2,50 см 3 нитрата серебра растворяют в 25 см 3 бидистиллированной воды и добавляют 0,25 см 3 концентрированной азотной кислоты. Хранят в склянке из темного стекла до внешних изменений.

50 см 3 концентрированной соляной кислоты смешивают с 50 см 3 дистиллированной воды. Срок хранения 6 месяцев.

2 см 3 концентрированной соляной кислоты приливают к 100 см 3 дистиллированной воды. Срок хранения 3 месяца.

Навеску 0,25 г метилоранжа растворяют в 50 см 3 дистиллированной воды. Раствор хранят в склянке из темного стекла до помутнения или изменения окраски.

50 см 3 концентрированного аммиака вносят в колбу вместимостью 100 см 3 и добавляют 50 см 3 дистиллированной воды.

Раствор хранят в полиэтиленовой посуде. Срок хранения 2 месяца.

9 УСТРАНЕНИЕ МЕШАЮЩИХ ВЛИЯНИЙ

9.1 Мешающее влияние взвешенных и коллоидных веществ устраняют предварительным фильтрованием (п. 7.1) или центрифугированием пробы. Для удаления гумусовых веществ пробу воды пропускают через колонку (d = 1,5 ? 2 см; h = 25 ? 30 см), заполненную активированным углем БАУ, со скоростью 2 см 3 /мин.

9.2 Для устранения мешающего влияния силикатов пробу воды требуемого объема помещают в стакан, добавляют 5 см 3 раствора соляной кислоты 1:1 и выпаривают досуха на водяной бане. Сухой остаток нагревают в сушильном шкафу в течение 1 ч при t = 105 °С, смачивают 5 см 3 раствора соляной кислоты 1:50, нагревают на плитке до начала кипения и добавляют 25 см 3 дистиллированной воды. Горячий раствор фильтруют и промывают фильтр 10 — 15 см 3 раствора соляной кислоты 1:50. Доводят объем пробы до исходного дистиллированной водой и выполняют определение по п. 10.

9.3 Мешающее влияние железа устраняют, осаждая его в виде гидроксида. Для этого к фильтрату, полученному после отделения силикатов (или к исходной пробе, если отделение силикатов не проводилось), прибавляют 1 см 3 раствора азотной кислоты, кипятят при слабом нагревании 5 — 10 мин, прибавляют раствор аммиака до щелочной реакции и помещают на водяную баню на 30 мин. Выделившиеся гидроксиды отфильтровывают, осадок на фильтре промывают небольшим количеством горячей дистиллированной воды, доводят объем фильтрата до исходного и выполняют определение по п. 10.

Перед выполнением анализа можно провести качественное определение сульфат-ионов в исследуемой воде. Для этого берут 5 см 3 пробы, прибавляют 4 — 5 капель хлористоводородной кислоты (1:1) и 0,5 см 3 10 % раствора хлористого бария. По характеру выделяющейся мути и осадка судят ориентировочно о содержании сульфат-ионов и подбирают соответствующие объемы проб для анализа.

Если сразу появляется слабая муть, ориентировочное содержание сульфат-ионов составляет от 10 до 100 мг/дм 3 . При появлении сильной быстрооседающей мути ориентировочное содержание сульфат-ионов составляет от 100 до 500 мг/дм 3 .

Отбирают пробу воды объемом 50 — 250 см 3 в зависимости от предполагаемого содержания сульфат-ионов (см. таблицу 2).

Предполагаемое содержание сульфат-ионов, мг/дм 3

Пробу воды помещают в стакан нужной вместимости, добавляют 1 — 2 капли раствора метилоранжа и 2 см 3 раствора соляной кислоты 1:1. Смесь нагревают до кипения, затем при непрерывном перемешивании стеклянной палочкой прибавляют по каплям 3 см 3 горячего раствора хлорида бария.

Дают пробе немного отстояться и добавляют к прозрачной жидкости над осадком несколько капель раствора хлорида бария. При появлении мути вводят еще 0,2 см 3 раствора хлорида бария для обеспечения полноты осаждения сульфат-ионов.

Смесь перемешивают в течение 1 мин, накрывают стакан часовым стеклом, нагревают 2 ч на кипящей водяной бане и оставляют при комнатной температуре до следующего дня.

На следующий день жидкость над осадком, не взмучивая последний, фильтруют через фильтр «синяя лента», который предварительно промывают горячей дистиллированной водой и спиртом (для уплотнения).

Осадок сульфата бария 2 — 3 раза промывают декантацией, для чего заливают 20 — 30 см 3 горячей дистиллированной воды, перемешивают стеклянной палочкой, затем дают отстояться. Просветлевшую жидкость над осадком осторожно сливают при помощи стеклянной палочки на фильтр в воронке, но так, чтобы осадок оставался в стакане. Далее к осадку добавляют небольшое количество дистиллированной воды, взбалтывают осадок и, не давая отстояться, по палочке переносят на фильтр. Прилипшие к стенкам стакана частицы осадка снимают небольшим кусочком фильтра с помощью стеклянной палочки. Последнюю тщательно обтирают другим кусочком фильтра, оба кусочка присоединяют к осадку и обмывают палочку дистиллированной водой над фильтром с осадком.

Осадок на фильтре осторожно промывают несколько раз небольшими порциями горячей дистиллированной воды до отрицательной реакции на наличие хлоридов. Для проверки на часовое стекло помещают несколько капель фильтрата и добавляют раствор нитрата серебра. При образовании мути промывание осадка продолжают до ее исчезновения.

Фильтр с осадком переносят в предварительно прокаленный до постоянной массы и взвешенный тигель, высушивают, нагревая на плитке, затем обугливают в муфельной печи, стараясь, чтобы бумага не воспламенялась, и прокаливают при t = 800 °C до тех пор, пока осадок не станет белым. Охлажденный в эксикаторе тигель с осадком взвешивают. Повторяют процедуру прокаливания и взвешивания до тех пор, пока разница между взвешиваниями не превысит 1 мг. Повторное прокаливание проводят в течение 40 — 60 мин.

11 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

Массовую концентрацию сульфат-ионов X (мг/дм 3 ) рассчитывают по формуле:

(1)

где: а — масса тигля с осадком, мг;

0,4115 — коэффициент пересчета с BaSO₄ на SO₄;

V — объем пробы, взятой на анализ, см 3 .

За результат анализа Х_ср принимают среднее арифметическое значение двух параллельных определений Х₁ и Х₂

(2)

для которых выполняется следующее условие:

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

При невыполнении условия (3) могут быть использованы методы проверки приемлемости результатов параллельных определений и установления окончательного результата согласно раздела 5 ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002.

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.

При превышении предела воспроизводимости могут быть использованы методы оценки приемлемости результатов анализа согласно раздела 5 ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002.

Таблица 3 — Диапазон измерений, значения предела повторяемости и воспроизводимости при вероятности Р = 0,95

Диапазон измерений, мг/дм 3

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

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

12 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

Результат анализа Х_ср в документах, предусматривающих его использование, может быть представлен в виде: Х_ср ± D, Р = 0,95,

где D — показатель точности методики.

Значение D рассчитывают по формуле: D = 0,01?d?Х_ср.Значение d приведено в таблице 1.

Допустимо результат анализа в документах, выдаваемых лабораторией, представлять в виде: Х_ср ± D_л, Р = 0,95, при условии D_л 3 — среднее арифметическое двух результатов параллельных определений, расхождение между которыми удовлетворяет условию (3) раздела 11.

Х_ср — результат анализа массовой концентрации сульфат-ионов в исходной пробе, мг/дм 3 — среднее арифметическое двух результатов параллельных определений, расхождение между которыми удовлетворяет условию (3) раздела 11.

Норматив контроля К рассчитывают по формуле

(5)

где , — значения характеристики погрешности результатов анализа, установленные в лаборатории при реализации методики, соответствующие массовой концентрации сульфат-ионов в пробе с известной добавкой и в исходной пробе соответственно.

Примечание. Допустимо характеристику погрешности результатов анализа при внедрении методики в лаборатории устанавливать на основе выражения: D_л = 0,84?D, с последующим уточнением по мере накопления информации в процессе контроля стабильности результатов анализа.

Процедуру анализа признают удовлетворительной, при выполнении условия:

При невыполнении условия (6) контрольную процедуру повторяют. При повторном невыполнении условия (6) выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению.

13.2 Алгоритм оперативного контроля процедуры анализа с применением образцов для контроля

Оперативный контроль процедуры анализа проводят путем сравнения результата отдельно взятой контрольной процедуры К_к с нормативом контроля К.

Результат контрольной процедуры К_к рассчитывают по формуле

К_к 3 — среднее арифметическое двух результатов параллельных определений, расхождение между которыми удовлетворяет условию (3) раздела 11;

С — аттестованное значение образца для контроля, мг/дм 3 .

Норматив контроля К рассчитывают по формуле К = D_л,

где ± D_л — характеристика погрешности результатов измерений, соответствующая аттестованному значению образца для контроля.

Примечание. Допустимо характеристику погрешности результатов измерений при внедрении методики в лаборатории устанавливать на основе выражения: D_л = 0,84?D, с последующим уточнением по мере накопления информации в процессе контроля стабильности результатов измерений.

Процедуру измерений признают удовлетворительной, при выполнении условия:

При невыполнении условия (8) контрольную процедуру повторяют. При повторном невыполнении условия (8) выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению.

Периодичность оперативного контроля процедуры измерений, а также реализуемые процедуры контроля стабильности результатов измерений регламентируют в Руководстве по качеству лаборатории.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

Государственный научный метрологический центр

ФГУП «Уральский научно-исследовательский институт метрологии»

об аттестации методики выполнения измерений

Методика выполнения измерений массовой концентрации сульфат-ионов в

наименование измеряемой величины; объекта

природных и сточных водах гравиметрическим методом,

разработанная ФГУ «Федеральный центр анализа и оценки техногенного воздействия»,

наименование организации (предприятия), разработавшей МВИ

аттестована в соответствии с ГОСТ Р 8.563.

Аттестация осуществлена по результатам метрологической экспертизы материалов

по разработке методики выполнения измерений

вид работ: метрологическая экспертиза материалов по разработке МВИ, теоретическое или экспериментальное исследование МВИ, другие виды работ

В результате аттестации установлено, что МВИ соответствует предъявляемым к ней метрологическим требованиям и обладает следующими основными метрологическими характеристиками, приведенными в приложении.

диапазон измерений, характеристики погрешности измерений (неопределенность измерений) и (или) характеристики составляющих погрешности (при необходимости — нормативы контроля)

Приложение: метрологические характеристики МВИ на 1 листе

Замдиректора по научной работе С.В. Медведевских

Зав. лабораторией Г.И. Терентьев

Россия, 620000, г. Екатеринбург, ул. Красноармейская, 4

Приложение к свидетельству № 223.1.01.01.429/2006
об аттестации методика выполнения измерений
массовой концентрации сульфат-ионов в природных и сточных водах гравиметрическим методом

1. Диапазон измерений, значения показателей точности, повторяемости и воспроизводимости

Диапазоны измерений, мг/дм 3

Показатель повторяемости (относительное значение среднеквадратического отклонения повторяемости) s_r, %

Показатель точности (границы относительной погрешности при вероятности Р = 0,95), ± d, %

источник

РД 118.02.10−88

Цель работы – научиться определять сульфаты в сточных и природных водах фотометрическим методом. Метод позволяет определять концентрацию сульфатов в диапазоне 10–1000 мг/дм 3 SO₄ 2- .

Установлены следующие нормы погрешностей измерений содержания сульфатов: свыше 50 мг/дм 3 ±δ% (δ =10%).

Пробы воды отбирают согласно работе № 1. Объем пробы воды должен быть не менее 100 см 3 . Пробу можно не консервировать. Если в воде присутствуют различные соединения серы (сульфиты, сульфиды и т. д.), вода должна быть проанализирована не позднее, чем через 2 ч после отбора.

– весы лабораторные, с погрешностью 0,0002 г;

– фильтры бумажные обеззоленные «синяя лента»;

– колбы мерные вместимостью 50, 25 см 3 ;

– кюветы с длиной поглощающего слоя 50 мм.

1. Пробу сточной воды фильтруют через бумажный фильтр «синяя лента», отбрасывая первые порции фильтрата.

2. Аликвоту объемом 25 см 3 помещают в мерную колбу вместимостью 50 см 3 : добавляют 3 капли HCl (1:1) и 10 см 3 гликолиевого реагента.

3. Массовую концентрацию сульфат-иона (X) в мг/дм 3 воды вычисляют по формуле:

(3.5)

где m – масса SO₄ 2 , — найденная по градуировочному графику, мг;

V – объем сточной воды, взятый для анализа, см 3 .

За результат анализа принимают среднее арифметическое двух параллельных измерений.

Таблица 6.3 – Форма записи результатов определения сульфатов

Проба	Место отбора	Показания прибора (D)	Содержание сульфат-иона, найденного по градуировочному графику, мг/дм 3	Содержание сульфат-иона с учетом погрешности метода, мг/дм 3
1.
2.
Среднее

4. Сделать выводы и предложить проект очистки воды от сульфатов.

Лабораторная работа № 6.3

Определение содержания сульфатов

В природных водах

Цель работы – определить содержание сульфатов в пробе природной воды.

Метод основан на измерении интенсивности помутнения растворов, содержащих сульфатные ионы, в присутствии солей бария.

– цилиндры мерные вместимостью 500, 100 см 3 ;

– мерные колбы вместимостью 100 см 3 ;

– пипетки вместимостью 5, 10, 20 см 3 ;

– колбы конические плоскодонные, вместимостью 50 см 3 ;

– стаканчики для взвешивания (бюксы);

– склянки с притертой пробкой, вместимостью 1 дм 3 , 200 см 3 , по ТУ−6−19−6−70;

– раствор соляной кислоты (1:1);

– раствор хлористого бария 5%-ный;

Определение сульфатов обычно производят в фильтрованных пробах после выполнения анализа на неустойчивые компоненты. Пробы можно консервировать и хранить при комнатной температуре. Исключение составляют пробы, содержащие значительные количества других форм минеральной и органической серы. В таких случаях анализ следует проводить вскоре после отбора. Если это невозможно, пробы необходимо консервировать хлороформом (2–4 см 3 НС1 на 1 дм 3 ) и хранить при температуре 3–4°С.

1. Отбирают 10 см 3 исследуемой пробы пипеткой на 10 см 3 в коническую плоскодонную колбочку вместимостью 50 см 3 , добавляют 1–2 капли раствора соляной кислоты НС1 (1:1) и 10 см 3 смешанного реактива. Содержимое конической колбочки тщательно перемешивают.

2. Через 40 мин измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре (λ = 315 нм) или фотоэлектроколориметре (фиолетовый светофильтр) в кюветах с толщиной слоя 5 см против дистиллированной воды.

3. По градуировочной характеристике полученному значению оптической плотности ставят в соответствие значение концентрации сульфат-ионов в исходной пробе воды. Содержание сульфатов (С_х) в мг/дм 3 находят по формуле:

(3.6)

где С_о – концентрация сульфат-ионов, найденная по градуировочной характеристике, мг/дм 3 ;

n – степень разбавления исходной пробы воды (в случае, если исследуемую пробу не разбавляли, n = 1).

Таблица 6.4. Форма записи результатов определения

содержания сульфатов в природных водах

Проба	Место отбора	Показания прибора (D)	Содержание сульфат-иона найденного по градуировочному графику мг/дм 3	Содержание сульфат-иона с учетом разбавления, мг/дм 3
1.
2.
Среднее

4. Сделать выводы и предложить проект снижения сульфатов в природной воде.

источник

В настоящее время известно, что серная кислота может образовывать соединения соли сульфаты и бисульфаты. В природе большое распространение получили сульфаты бария, стронция, свинца, что связано с геометрическими размерами аниона SO4. Сульфаты щелочных металлов малоустойчивы и легко разрушаются в воде. Сульфаты алюминия и железа встречаются только в виде кристаллогидратов. Большинство из известных на сегодняшний день сульфатов представляют собой бесцветные кристаллические вещества, легкорастворимые в воде. В природной воде сульфаты встречаются вследствие естественных биохимических процессов, например выветривания пород. Содержащиеся в питьевой воде сульфаты обуславливают некарбонатную жесткость питьевой воды, которая не может быть устранена кипячением и влияет на вкусовые качества питьевой воды. Согласно анализу воды выполненному в лаборатории, сточные воды многих предприятий и объектов коммунального хозяйства часто содержат сульфаты в количествах превышающих ПДК для сточной воды.

Предохранение природных источников пресной воды от загрязнения соединениями серы, сульфатами представляет на сегодняшний день важную задачу. Эффективность природоохранных мероприятий по предотвращению загрязнений источников питьевой воды зависит от химического состава поступающих в них стоков, наличия в них тех или иных компонентов. Поэтому определение сульфатов в сточной воде должна выполнять любая лаборатория проводящая анализ сточных вод. Это связано с тем, что в настоящее время в большинстве случаев, традиционные способы очистки промышленных стоков, применяющихся на предприятиях, не обеспечивают надлежащего качества очистки сточных вод . Проверка воды показывает, что согласно химическому анализу сточных вод нагрузки на локальные очистные сооружения, в последнее время значительно выросли. В результате хозяйственной деятельности промышленных предприятий различные загрязняющие вещества, в том числе и сульфаты, попадают в водоемы. Точность определения сульфатов в сточной воде важна по тому, что от сульфатов в сточной воде невозможно избавиться большинством методов биологической очистки. Качество очистки сточных вод от сульфатов зависит от множества причин. Часто на эффективность очистки воды оказывает влияние тот факт, что сульфаты подкисляют среду, в результате чего она становиться непригодной для жизнедеятельности микроорганизмов, что в свою очередь приводит к тому, что в результате лабораторного анализа сточных вод на выходе с очистных, определение сульфатов в сточной воде показывает их превышение.

Откуда попадают сульфаты в сточную воду?

Попробуем в этом разобраться. Сульфаты в сточную воду могут попадать с промышленных стоков производств использующих серную кислоту, например гальванические цеха. Сульфаты в сточную воду попадают так же с хозбытовыми стоками ЖКХ, и фермерских хозяйств.

Как очистить сточную воду от сульфатов?

Обычно, сульфатсодержащие сточные воды также загрязнены тяжелыми металлами, для удаления которых в виде гидроксидов необходимо в сточные воды вводить щелочные реагенты (гидроксид натрия, магния, кальция). Для удовлетворения этим требованиям на территории России и в странах СНГ традиционно применяют обработку сульфат- и металлсодержащих стоков известью (гидроксидом кальция). Нейтрализация кислых сульфатсодержащих вод с помощью извести не обеспечивает снижение концентрации сульфатов и ионов тяжелых металлов до ПДК водоемов рыбохозяйственного значения. Образующиеся осветленные нейтрализованные сточные воды имеют высокощелочной рН=9-11. Жесткость обработанной сточной воды и остаточное содержание сульфатов обусловлены растворимостью образующегося сульфата кальция (гипса). Чтобы возвращать осветленные нейтрализованные сточные воды в оборотный цикл или сбрасывать в водоемы рыбохозяйственного назначения, необходимо проводить глубокую доочистку данных вод. Это может быть выполнено с помощью фильтровальных установок на основе ионообменных смол, либо методом обратного осмоса. Эти способы очистки достаточно дорогостоящи, поэтому важно не допустить превышения сульфатов в сточной воде. Для того, чтобы проверить сточную воду на содержание сульфатов необходимо обратиться в химическую лабораторию.

Лабораторными методами определения сульфатов в сточной воде на сегодняшний день хорошо себя зарекомендовали гравиметрический и титриметрический методы анализа.

источник

ПНД Ф 14.1:2.107-97 Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовых концентраций сульфатов в пробах природных и очищенных сточных вод титрованием солью бария в присутствии ортанилового К

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ ПО ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Государственного комитета РФ

по охране окружающей среды

____________ А . А. Соловьянов

КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВОД

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ
МАССОВЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ СУЛЬФАТОВ
В ПРОБАХ ПРИРОДНЫХ И ОЧИЩЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД
ТИТРОВАНИЕМ СОЛЬЮ БАРИЯ В ПРИСУТСТВИИ
ОРТАНИЛОВОГО К

Методика допущена для целей государственного экологического контроля

МОСКВА 1997 г.
(издание 2004 г.)

Настоящий документ устанавливает методику количественного химического анализа проб природных и очищенных сточных вод для определения в них массовой концентрации сульфатов в диапазоне от 50 до 300 мг/дм 3 титриметрическим методом без разбавления и концентрирования пробы.

Если массовая концентрация сульфатов в анализируемой пробе превышает верхнюю границу, допускается разбавление пробы дистиллированной водой таким образом, чтобы концентрация сульфатов соответствовала регламентированному диапазону.

Если массовая концентрация сульфатов в анализируемой пробе меньше 50 мг/дм 3 , следует применять другой метод определения.

Определению мешают окрашенные и взвешенные вещества, а также катионы, способные реагировать с ортаниловым К.

Устранение мешающих влияний осуществляется в соответствии с п. 10.

Титриметрический метод определения массовой концентрации сульфатов основан на способности сульфатов образовывать с ионами бария слаборастворимый осадок BaSO ₄ . В точке эквивалентности избыток ионов бария реагирует с индикатором ортаниловым К с образованием комплексного соединения. При этом окраска раствора изменяется из сине-фиолетовой в зеленовато-голубую.

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.

Диапазон измерений, значения показателей точности, повторяемости, воспроизводимости

Показатель точности (границы относительной погрешности при вероятности Р = 0,95),
± d , %

Показатель повторяемости (относительное среднеквадратическое отклонение повторяемости),
s _r, %

Показатель воспроизводимости (относительное среднеквадратическое отклонение воспроизводимости),
s _R, %

Весы лабораторные общего назначения с наибольшим пределом взвешивания
200 г и ценой наименьшего деления 0,1 мг любого типа

Весы лабораторные общего назначения с наибольшим пределом взвешивания
200 г и ценой наименьшего деления 10 мг любого типа

СО с аттестованным содержанием сульфатов с погрешностью не более 1 % при Р = 0,95

Цилиндры мерные или мензурки

Плитка электрическая с закрытой спиралью и регулируемой мощностью нагрева

Шкаф сушильный лабораторный с температурой нагрева до 130 °С

Стаканчики для взвешивания (бюксы)

Воронки лабораторные В-75-110 ХС

или воронка фильтрующая с пористой пластинкой ВФ-1-32(40)-ПОР 100(160) ТХС

Колонка хроматографическая диаметром 1,5 — 2,0 см и длиной 25 — 30 см

Прибор вакуумного фильтрования ПВФ-35 или ПВФ-47

Средства измерений должны быть поверены в установленные сроки.

Допускается использование других, в том числе импортных, средств измерения и вспомогательных устройств с характеристиками не хуже, чем у приведенных в п.п. 4.1 и 4.2.

Ортаниловый К, тринатриевая соль

Катионит сильнокислотный КУ-2

Бумага индикаторная универсальная

Фильтры мембранные Владипор типа МФАС-МА или МФАС-ОС-2 (0,45 мкм)

или фильтры бумажные обеззоленные «синяя лента»

Фильтры бумажные обеззоленные «белая лента»

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

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

5.1. При выполнении анализов необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами по ГОСТ 12.1.007.

5.2. Электробезопасность при работе с электроустановками обеспечивается по ГОСТ 12.1.019.

5.3. Организация обучения работающих безопасности труда проводится по ГОСТ 12.0.004.

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

Выполнение измерений может производить химик-аналитик, владеющий техникой титриметрического метода анализа.

При выполнении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия:

· температура окружающего воздуха (22 ± 6) °С;

· атмосферное давление (84 — 106) кПа;

· относительная влажность не более 80 % при температуре 25 °С;

· частота переменного тока (50 ± 1) Гц;

· напряжение в сети (220 ± 22) В.

8.1. Отбор проб производится в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб».

8.2. Посуду, предназначенную для отбора и хранения проб, промывают раствором соляной кислоты, а затем дистиллированной водой.

8.3. Пробы воды отбирают в стеклянные или полиэтиленовые емкости. Объем отбираемой пробы должен быть не менее 200 см 3 .

8.4. Пробы хранят при температуре 3 — 4 °С. Рекомендуется выполнять определение в течение 7 дней после отбора.

Если в воде присутствуют заметные количества других соединений минеральной или органической серы, определение необходимо выполнить не позднее 1 суток после отбора проб.

8.5. При отборе проб составляется сопроводительный документ по утвержденной форме, в котором указывается:

— цель анализа, предполагаемые загрязнители;

— должность, фамилия отбирающего пробу, дата.

9.1. Приготовление растворов и реактивов

9.1.1. Раствор хлорида бария, 0,02 моль/дм 3 эквивалента.

1,22 г BaCl ₂ · 2H ₂ O растворяют в 450 см 3 дистиллированной воды в мерной колбе вместимостью 500 см 3 , доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают. Раствор хранят в плотно закрытой склянке не более 6 мес.

Точную концентрацию раствора определяют титрованием стандартного раствора сульфата калия (п. 9.2) не реже 1 раза в месяц.

0,4357 г K ₂ SO ₄ , предварительно высушенного в течение 2 ч при 105 — 110 °С, переносят в мерную колбу вместимостью 250 см 3 , доводят дистиллированной водой до метки и перемешивают. Хранят в плотно закрытой стеклянной или полиэтиленовой посуде не более 6 мес.

9.1.3. Раствор ортанилового К, 0,05 %.

25 мг ортанилового К растворяют в 50 см 3 дистиллированной воды. Хранят в склянке из темного стекла не более 10 суток при комнатной температуре и не более 1 месяца в холодильнике.

9.1.4. Раствор соляной кислоты, 4 моль/дм 3 .

170 см 3 концентрированной соляной кислоты смешивают с 330 см 3 дистиллированной воды.

9.1.5. Раствор соляной кислоты, 1 моль/дм 3 .

К 250 см 3 раствора соляной кислоты 4 моль/дм 3 приливают 750 см 3 дистиллированной воды и перемешивают.

Растворы соляной кислоты устойчивы при хранении в плотно закрытой посуде в течение 1 года.

9.1.6. Раствор гидроксида натрия, 1 моль/дм 3 .

40 г NaOH растворяют в 1 дм 3 дистиллированной воды. Хранят в плотно закрытой полиэтиленовой посуде.

9.1.7. Раствор гидроксида натрия, 0,4 %.

2 г гидроксида натрия растворяют в 500 см 3 дистиллированной воды. Хранят в плотно закрытой полиэтиленовой посуде.

Растворы гидроксида натрия устойчивы при хранении в плотно закрытой полиэтиленовой посуде в течение 2 мес.

Подготовку активированного угля проводят в соответствии с Приложением А

где С _Ва — концентрация раствора хлорида бария, моль/дм 3 эквивалента;

С _К — концентрация раствора сульфата калия, моль/дм 3 эквивалента;

V _К — объем раствора сульфата калия, см 3 ;

V _Ba — объем раствора хлорида бария, израсходованный на титрование раствора сульфата калия, см 3 .

Мешающее влияние взвешенных и коллоидных веществ устраняют предварительным фильтрованием пробы.

Если проба воды заметно окрашена за счёт присутствия веществ природного или антропогенного происхождения, затрудняется фиксация конечной точки титрования. В этом случае пробу перед выполнением анализа следует пропустить со скоростью 4 — 6 см 3 /мин через хроматографическую колонку, заполненную активированным углем (высота слоя 12 — 15 см). Первые 25 — 30 см 3 пробы, прошедшей через колонку, отбрасывают.

Если в пробе присутствует активный хлор, его удаляют нагреванием пробы. Для этого в мерную колбу вместимостью 100 см 3 помещают анализируемую воду до метки, затем переносят пробу из колбы в стакан вместимостью 250 см 3 и кипятят 10 — 15 мин. После охлаждения пробу возвращают в мерную колбу, стакан ополаскивают 1 — 2 см 3 дистиллированной воды и доводят объем пробы в колбе до метки.

Мешающее влияние катионов устраняют обработкой пробы катионитом.

Непосредственно перед выполнением анализа отфильтровывают на воронке через неплотный бумажный фильтр 5 — 10 г катионита в H + -форме, помещают его в коническую колбу вместимостью 250 см 3 и споласкивают 20 — 25 см 3 анализируемой воды.

Вносят в колбу с катионитом 50 — 70 см 3 анализируемой воды и выдерживают пробу в течение 10 мин, периодически встряхивая колбу. Затем дают катиониту осесть и отбирают пипеткой 10 см 3 воды в коническую колбу вместимостью 100 см 3 . Проверяют рН и, если необходимо, доводят его величину раствором гидроксида натрия 1 моль/дм 3 примерно до 4 по индикаторной бумаге. Добавляют 15 см 3 этилового спирта или ацетона, 0,3 см 3 раствора ортанилового К и титруют раствором хлорида бария при постоянном перемешивании содержимого колбы до перехода окраски из сине-фиолетовой в зеленовато-голубую.

В начальной стадии титрования, особенно в пробах с невысоким содержанием сульфатов, окраска изменяется уже после первых капель хлорида бария. Вследствие этого титрование следует проводить медленно, при энергичном перемешивании, продолжая его до тех пор, пока сине-фиолетовая окраска не будет возвращаться в течение 2 — 3 мин.

Повторяют титрование и, если расхождение между параллельными титрованиями не превышает 0,04 см 3 , за результат принимают среднее значение объёма раствора хлорида бария. В противном случае повторяют титрование до получения допустимого расхождения результатов.

12.1. Массовую концентрацию сульфатов в анализируемой пробе воды находят по формуле:

где Х — массовая концентрация сульфатов в воде, мг/дм 3 ;

V — объем раствора хлорида бария, израсходованного на титрование пробы, см 3 ;

С _Ba — концентрация раствора хлорида бария, моль/дм 3 эквивалента;

Х — поправка, равная 5,0 мг/дм 3 в диапазоне массовых концентраций сульфатов 50 — 100 мг/дм 3 ; при концентрациях выше 100 мг/дм 3 Х = 0;

V ₁ — объем пробы воды, взятый для титрования после катионирования, см 3 .

48,03 — молярная масса эквивалента SO ₄ 2- , г/моль.

Если массовая концентрация сульфатов в анализируемой пробе превышает верхнюю границу диапазона (300 мг/дм 3 ), отбирают аликвоту катионированной пробы, разбавляют ее дистиллированной водой с таким расчетом, чтобы массовая концентрация сульфатов входила в регламентированный диапазон, отбирают 10 см 3 и выполняют титрование в соответствии с п. 11 .

где X _V — массовая концентрация сульфатов в разбавленной пробе воды, мг/дм 3 ;

v — объем аликвоты пробы воды, взятой для разбавления, см 3 ;

V_V — объем пробы воды после разбавления, см 3 .

12.2. За результат анализа Х _ср принимают среднее арифметическое значение двух параллельных определений Х ₁ и Х₂:

для которых выполняется следующее условие:

где r — предел повторяемости при Р = 0,95.

Значение r при Р = 0,95 для всего регламентированного диапазона массовых концентраций сульфатов составляет 14 %.

При невыполнении условия ( 1 ) могут быть использованы методы проверки приемлемости результатов параллельных определений и установления окончательного результата согласно раздела 5 ГОСТ Р ИСО 5725-6 .

источник

ПНД Ф 14.1:2.108-97
Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовых концентрации сульфатов в пробах природных и очищенных сточных вод титрованием солью свинца в присутствии дитизона

Купить ПНД Ф 14.1:2.108-97 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО «ЦНТИ Нормоконтроль»

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
Курьерская доставка (7 дней)
Самовывоз из московского офиса
Почта РФ

Документ устанавливает методику количественного химического анализа проб природных и очищенных сточных вод для определения в них массовой концентрации сульфатов в диапазоне от 50 до 300 мг/дм3 титриметрическим методом без разбавления и концентрирования пробы

Методика допущена для целей государственного экологического контроля

3. Приписанные характеристики погрешности измерений и ее составляющих

4. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

5. Требования безопасности

6. Требования к квалификации операторов

9. Подготовка к выполнению измерений

10. Устранение мешающих влияний

12. Обработка результатов измерений

13. Оформление результатов анализа

14. Контроль качества результатов анализа при реализации методики в лаборатории

Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ ПО ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Государственного комитета РФ

по охране окружающей среды

_____________ А.А. Соловьянов

КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВОД

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ
МАССОВЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ СУЛЬФАТОВ
В ПРОБАХ ПРИРОДНЫХ И ОЧИЩЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД
ТИТРОВАНИЕМ СОЛЬЮ СВИНЦА В ПРИСУТСТВИИ ДИТИЗОНА

Методика допущена для целей государственного экологического контроля

МОСКВА 1997 г.
(издание 2004 г.)

Определению мешают окрашенные и взвешенные вещества, а также катионы, способные реагировать с дитизоном.

Устранение мешающих влияний осуществляется в соответствии с п. 10.

Титриметрический метод определения массовой концентрации сульфатов основан на способности сульфатов образовывать с ионами свинца слаборастворимый осадок PbSO₄. В точке эквивалентности избыток ионов свинца реагирует с дитизоном с образованием комплексного соединения. При этом окраска раствора изменяется из сине-зеленой в красно-фиолетовую.

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.

Диапазон измерений, значения показателей точности, повторяемости, воспроизводимости

Диапазон измерений массовой концентрации сульфатов, мг/дм 3

Показатель точности (границы относительной погрешности при вероятности Р = 0,95),
±d, %

Показатель повторяемости (относительное среднеквадратическое отклонение повторяемости),
s_r, %

Показатель воспроизводимости (относительное среднеквадратическое отклонение воспроизводимости),
s_r, %

СО с аттестованным содержанием сульфатов с погрешностью не более 1 % при Р = 0,95

Цилиндры мерные или мензурки

4.2. Вспомогательные устройства

Плитка электрические с закрытой спиралью и регулируемой мощностью нагрева

Шкаф сушильный лабораторный с температурой нагрева до 130 °С

Стаканчики для взвешивания (бюксы)

Воронки лабораторные В-75-110 ХС

или воронка фильтрующая с пористой пластинкой ВФ-1-32(40)-ПОР 100(160) ТХС

Ступка фарфоровая с пестиком № 4

Колонка хроматографическая диаметром 1,5 — 2,0 см и длиной 25 — 30 см

Прибор вакуумного фильтрования ПВФ-35 или ПВФ-47

Средства измерений должны быть поверены в установленные сроки.

Катионит сильнокислотный КУ-2

Бумага индикаторная универсальная

Фильтры мембранные Владипор типа МФАС-МА или МФАС-ОС-2 (0,45 мкм)

или фильтры бумажные обеззоленные «синяя лента»

Фильтры бумажные обеззоленные «белая лента»

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

5.2. Электробезопасность при работе с электроустановками обеспечивается по ГОСТ 12.1.019.

5.3. Организация обучения работающих безопасности труда проводится по ГОСТ 12.0.004.

При выполнении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия:

· температура окружающего воздуха (22 ± 6) °С;

· атмосферное давление (84 — 106) кПа;

· относительная влажность не более 80 % при температуре 25 °С;

· частота переменного тока (50 ± 1) Гц;

· напряжение в сети (220 ± 22) В.

8.1. Отбор проб производится в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб».

8.4. Пробы хранят при температуре 3 — 4 °С. Рекомендуется выполнять определение в течение 7 дней после отбора.

8.5. При отборе проб составляется сопроводительный документ по утвержденной форме, в котором указывается:

— цель анализа, предполагаемые загрязнители;

— должность, фамилия отбирающего пробу, дата.

9.1. Приготовление растворов и реактивов

9.1.1. Раствор нитрата свинца, 0,02 моль/дм 3 эквивалента.

1,66 г нитрата свинца растворяют в 450 см 3 дистиллированной воды в мерной колбе вместимостью 500 см 3 , доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают. Раствор хранят в плотно закрытой склянке из темного стекла не более 6 мес.

9.1.2. Стандартный раствор сульфата калия с концентрацией 0,0200 моль/дм 3 эквивалента.

0,4357 г K₂SO₄, предварительно высушенного в течение 2 ч при 105 — 110 °С, переносят в мерную колбу вместимостью 250 см 3 , доводят дистиллированной водой до метки и перемешивают. Хранят в плотно закрытой стеклянной или полиэтиленовой посуде не более 6 мес.

0,1 г дитизона растирают в 5 г бензойной кислоты в фарфоровой ступке. Хранят в плотно закрытой склянке из темного стекла в течение 6 мес.

9.1.4. Раствор соляной кислоты, 4 моль/дм 3 .

170 см 3 концентрированной соляной кислоты смешивают с 330 см 3 дистиллированной воды.

9.1.5. Раствор соляной кислоты, 1 моль/дм 3 .

К 250 см 3 раствора соляной кислоты 4 моль/дм 3 приливают 750 см 3 дистиллированной воды и перемешивают.

Растворы соляной кислоты устойчивы при хранении в плотно закрытой посуде в течение 1 года.

9.1.6. Раствор гидроксида натрия, 1 моль/дм 3 .

40 г NaOH растворяют в 1 дм 3 дистиллированной воды. Хранят в плотно закрытой полиэтиленовой посуде.

9.1.7. Раствор гидроксида натрия, 0,4 %.

Растворы гидроксида натрия устойчивы при хранении в плотно закрытой полиэтиленовой посуде в течение 2 мес.

Подготовку активированного угля проводят в соответствии с Приложением А

Подготовку катионита проводят в соответствии с Приложением А.

9.2. Установление точной концентрации раствора нитрата свинца

В коническую колбу вместимостью 100 см 3 вносят 4 см 3 стандартного раствора сульфата калия (п. 9.1.2), добавляют 6 см 3 воды и доводят рН раствора до 4 раствором соляной кислоты. Добавляют 30 см 3 этилового спирта или ацетона и индикатора в таком количестве, чтобы раствор был сине-зеленого цвета. Пробу титруют раствором нитрата свинца при постоянном перемешивании до перехода окраски в красно-фиолетовую, не исчезающую при стоянии.

Повторяют титрование и при отсутствии расхождения в объемах титранта более 0,02 см 3 за результат титрования принимают среднее арифметическое.

Точную концентрацию раствора нитрата свинца находят по формуле:

где С_Pb — концентрация раствора нитрата свинца, моль/дм 3 эквивалента;

С_К — концентрация раствора сульфата калия, моль/дм 3 эквивалента;

V_K — объем раствора сульфата калия, см 3 ;

V_Pb — объем раствора нитрата свинца, израсходованный на титрование раствора сульфата калия, см 3 .

Мешающее влияние взвешенных и коллоидных веществ устраняют предварительным фильтрованием пробы.

Мешающее влияние катионов устраняют обработкой пробы катионитом.

Вносят в колбу с катионитом 50 — 70 см 3 анализируемой воды и выдерживают пробу в течение 10 мин, периодически встряхивая колбу. Затем дают катиониту осесть и отбирают пипеткой 10 см 3 воды в коническую колбу вместимостью 100 см 3 . Добавляют 30 см 3 этилового спирта или ацетона и индикатора в таком количестве, чтобы раствор был сине-зеленого цвета. Пробу титруют раствором нитрата свинца при постоянном перемешивании содержимого колбы до перехода окраски в красно-фиолетовую.

Вблизи точки эквивалентности раствор нитрата свинца прибавляют по одной капле, интенсивно встряхивая пробу до тех пор, пока перестанет возвращаться синяя окраска раствора.

Повторяют титрование и, если расхождение между параллельными титрованиями не превышает 0,04 см 3 , за результат принимают среднее значение объёма раствора нитрата свинца. В противном случае повторяют титрование до получения допустимого расхождения результатов.

12.1 Массовую концентрацию сульфатов в анализируемой пробе воды находят по формуле:

где Х — массовая концентрация сульфатов в воде, мг/дм 3 ;

V — объем раствора нитрата свинца, израсходованного на титрование пробы, см 3 ;

С_Pb — концентрация раствора нитрата свинца, моль/дм эквивалента;

0,95 — поправка, учитывающая систематическую погрешность определения;

V₁ — объем пробы воды, взятый для титрования после катионирования, см 3 .

48,03 — молярная масса эквивалента SO₄ 2- , г/моль.

В этом случае массовую концентрацию сульфатов в анализируемой пробе воды X находят по формуле:

где Х_V — массовая концентрация сульфатов в разбавленной пробе воды, мг/дм 3 ;

v — объем аликвоты пробы воды, взятой для разбавления, см 3 ;

V_V — объем пробы воды после разбавления, см 3 .

12.2. За результат анализа Х_српринимают среднее арифметическое значение двух параллельных определений X₁ и Х₂:

для которых выполняется следующее условие:

где r — предел повторяемости при Р = 0,95.

Значение r при Р = 0,95 для всего регламентированного диапазона массовой концентрации сульфатов составляет 14 %.

При невыполнении условия (1) могут быть использованы методы проверки приемлемости результатов параллельных определений и установления окончательного результата согласно раздела 5 ГОСТ Р ИСО 5725-6.

Если проводилось разбавление пробы воды из-за превышения массовой концентрации сульфатов верхней границы диапазона, значение d выбирают из таблицы 1 для массовой концентрации сульфатов в разбавленной пробе воды Х_V.

Допустимо результат анализа в документах, выдаваемых лабораторией, представлять в виде:

при условии D_л + -форму) и активированного угля

А.1. Первичная обработка катионита

Свежий, не использовавшийся ранее катионит, заливают дистиллированной водой для набухания. На следующий день воду сливают и на 24 часа заливают катионит раствором соляной кислоты 4 моль/дм 3 . Окрасившийся раствор соляной кислоты сливают, промывают катионит 2 — 3 раза дистиллированной водой декантацией и снова повторяют обработку катионита раствором соляной кислоты до тех пор, пока он перестанет окрашиваться в желтый цвет.

80 — 100 г катионита, обработанного раствором соляной кислоты, помещают в воронку для фильтрования с колбой Бунзена и последовательно промывают раствором гидроксида натрия 1 моль/дм 3 , дистиллированной водой, раствором соляной кислоты 1 моль/дм 3 , и снова водой. Объем жидкости при каждой обработке должен составлять около 100 см 3 . Промывание катионита дистиллированной водой осуществляют при включенном вакууме.

Так проводят 10 — 12 циклов обработки катионита. После последней обработки кислотой катионит отмывают дистиллированной водой до рН 6 (контроль индикаторной бумагой). Хранят катионит под слоем дистиллированной воды в течение 3 мес.

Отработанный катионит собирают в склянку, сливают лишнюю воду и обрабатывают раствором соляной кислоты 4 моль/дм 3 (объем его должен примерно в 5 раз превышать объем катионита), встряхивая склянку 8 — 10 раз в течение 8 — 10 мин. Раствор соляной кислоты сливают и катионит отмывают декантацией дистиллированной водой до рН 6.

А.4. Подготовка активированного угля

Порцию активированного угля, достаточную для заполнения колонки, помещают в коническую колбу, добавляют 100 — 150 см 3 раствора соляной кислоты 4 моль/дм 3 и кипятят 2 — 3 ч. Если раствор кислоты окрашивается, повторяют операцию до тех пор, пока он не останется бесцветным. Уголь отмывают дистиллированной водой до нейтральной реакции по универсальной индикаторной бумаге, добавляют 100 — 150 см 3 раствора гидроксида натрия 1 моль/дм 3 и выдерживают 8 — 10 ч. Если появляется окраска, операцию повторяют.

Очищенный уголь отмывают дистиллированной водой до нейтральной реакции. Хранят в склянке с дистиллированной водой до 6 мес.

Для заполнения колонки склянку встряхивают и переносят уголь вместе с водой в колонку, избыток воды сливают через кран. Высота слоя угля должна быть 12 — 15 см. Перед пропусканием пробы воду из колонки удаляют.

После пропускания каждой пробы воды уголь в колонке регенерируют промыванием 0,4 % раствором гидроксида натрия до исчезновения окраски последнего, затем дистиллированной водой до нейтральной реакции.

3. Приписанные характеристики погрешности измерений и ее составляющих. 1

4. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы.. 2

5. Требования безопасности. 3

6. Требования к квалификации операторов. 4

8. Отбор и хранение проб. 4

9. Подготовка к выполнению измерений. 4

10. Устранение мешающих влияний. 5

11. Выполнение измерений. 6

12. Обработка результатов измерений. 6

13. Оформление результатов анализа. 7

14. Контроль качества результатов анализа при реализации методики в лаборатории. 7

Приложение А. Подготовка катионита (перевод в Н + -форму) и активированного угля. 9

источник