ДОКУМЕНТАЛЬНОЕ ВИДЕО
( BBC. Discovery
National Geographic
Познавательные телепередачи )
источник
Основные методы определения неорганических компонентов сточных вод — фотометрия, атомно-абсорбционная спектрометрия и пламенно-эмиссионная спектрометрия.
В фотометрических методах анализа измеряют поглощение света анализируемым раствором обычно после введения в него реактива, реагирующего с определяемым компонентом сточной воды с образованием интенсивно поглощающего свет соединения.
Применяемые в фотометрии приборы состоят из четырех частей, последовательно расположенных одна за другой: источник света, светофильтр или монохроматор, кювета с раствором, детектор (фотоэлемент, превращающий энергию излучения в электрическую).
Конструкции приборов зависят от того, в какой области спектра (ультрафиолетовой, видимой или инфракрасной) проводят измерения. Источником видимого излучения служит обычная электрическая лампа, для получения УФ-излучения применяют водородную лампу.
Обычно для проведения анализа выбирают излучение в той области длин волн, в которой определяемое соединение имеет максимальное светопоглощение, а примеси — минимальное.
В спектрофотометрах с помощью монохроматора выделяют очень узкий пучок света (шириной 1—2 нм), и в них имеется специальное приспособление, с помощью которого вычерчивается кривая светопоглощения при непрерывном переходе от малых длин волн излучения к большим. В фотоколориметрах для той же цели (выделения излучения нужной длины) применяют светофильтры, пропускающие поток света значительно большей ширины (20—50 нм). Спектрофотометры, конечно, более пригодны для проведения точных исследований, но они значительно дороже и менее доступны, чем фотоколориметры.
В анализе сточных вод измерения проводят чаще всего в видимой области спектра (т. е. измеряют светопоглощение окрашенных или мутных растворов), значительно реже — в УФ-области. ИК-спектрометрию используют в основном для идентификации и установления структуры органических соединений.
В лабораториях химического анализа сточных вод измерения проводят на указанных приборах, однако не следует исключать из практики анализа и визуальную колориметрию. Для выполнения ежедневных рядовых анализов она вполне применима, а в опытных руках может давать очень точные результаты. Преимущества визуальной колориметрии: 1) возможность использования в слабо оборудованных лабораториях и в полевых условиях; 2) простота и дешевизна аппаратуры; 3) цилиндры Неcслера имеют относительно большую высоту (30 см и более), это дает возможность при рассматривании сверху вниз измерять интенсивность цвета очень слабо окрашенных растворов; 4) если в исследуемом растворе неожиданно появится слабое помутнение или чуть изменится оттенок окраски, это сразу отмечается при визуальном измерении, но может быть не замечено при пользовании приборами.
Фотометрические методы анализа обязательно включают холостой опыт для устранения влияния посторонних веществ. Существуют два типа холостых опытов, друг друга не заменяющих: 1) холостой опыт с дистиллированной водой взамен анализируемого раствора при добавлении всех требуемых реактивов (так исключается влияние светопоглощения реактивами); 2) холостой опыт с анализируемым раствором без добавления реактивов (так исключается влияние посторонних веществ, присутствующих в самой анализируемой пробе). Иногда эти два типа холостого опыта совмещаются: к анализируемой пробе прибавляют все требуемые реактивы, кроме одного, без которого окрашенное соединение не создается. Это самый лучший способ, но и он часто не достигает цели, так как исключенный реактив может оказаться сильно поглощающим излучение. В этих случаях следует провести два холостых опыта (первого и второго типа), и результаты их вычесть из результата определения.
При анализе относительно концентрированных сточных вод (а иногда и разбавленных) используют титриметрические методы анализа с применением как цветных индикаторов для фиксирования конца титрования, так и специальных приборов — электрохимических (потенциометрическое титрование, амперометрическое, кондуктометрическое и т. п.) и оптических (турбидиметрическое титрование, нефелометрическое, колориметрическое). Титриметрические методы часто применяют для определения анионов, особенно тогда, когда одновременно присутствуют разные анионы, мешающие определению друг друга.
Гравиметрические методы применяют редко. Недостатки их общеизвестны, однако основное их достоинство — исключается построение калибровочных графиков. Гравиметрические методы применяют в качестве арбитражных при определении магния, натрия, кремнекислоты, сульфат-ионов, суммарного содержания нефтепродуктов, жиров.
Прямая потенциометрия находит применение при определении рН растворов, а также многих ионов с использованием ионоселективных электродов. В анализе природных вод и питьевой воды ионоселективные электроды применяют для определения кадмия, меди, свинца, серебра, щелочных металлов, бромид-, хлорид-, цианид-, фторид-, иодид- и сульфид-ионов. Применению этих электродов препятствует большое число мешающих влияний, поэтому в анализе сточных вод ими рекомендуется пользоваться с осторожностью, постоянно сверяя получаемые результаты с результатами других методов определения.
Полярографические методы анализа широко используют в химико-аналитических лабораториях предприятий цветной металлургии для определения меди, никеля, кобальта, цинка, висмута, кадмия, сурьмы, олова и других металлов в рудах, металлах, полупродуктах и отходах производств. В тех же лабораториях эти методы, естественно, используют и для анализа производственных сточных вод. Для анализа сточных вод других производственных процессов их применяют редко.
Для определения органических веществ в сточных водах применяют и фотометрические, и титриметрические методы, но особенно большую роль играют методы определения «суммарных показателей загрязнения вод» и все виды хроматографических методов. Хроматография стала основным методом раздельного определения органических веществ.
Чем больше органических соединений одновременно присутствует в растворе и подлежит хроматографическому разделению, чем меньше их концентрация и, наконец, чем меньше объем жидкости, имеющейся для анализа в распоряжении аналитика (например, при анализе биологических растворов), тем труднее задача аналитика и тем к более сложным (и дорогим) приборам приходится ему прибегать. И даже с помощью самых совершенных хроматографов полное разделение компонентов и их идентификация в трудных случаях не достигаются. Тогда применяют комбинированные приборы, в которых хроматография сочетается с другими физическими методами анализа — с масс-спектрометрией, ИК-спектрометрией и др.
Анализ сточных вод облегчен тем, что доступный объем анализируемой пробы сточной воды велик и, следовательно, возможности предварительного концентрирования практически безграничны. Используя способы, такие как сорбция, экстракция, выпаривание и др., можно повысить концентрацию в тысячи и десятки тысяч раз. Кроме того, и это особенно важно, в процессе концентрирования можно выделить отдельные группы органических соединений, определить суммарное содержание в пробе каждой группы, а затем проводить хроматографические разделения внутри групп, т. е. разделять уже сравнительно малое число индивидуальных веществ.
Такого рода разделения могут быть сделаны на простых и доступных хроматографах, которые должна иметь каждая современная лаборатория анализа вод. Органические соединения разделяют на группы, исходя из различных свойств этих соединений: по кислотно-основным свойствам, в соответствии с их температурами кипения; по размерам молекул (гель-хроматография, молекулярные сита); по отношению к разным групповым реактивам (например, хроматография продуктов, получаемых при проведении химических реакций на функциональные группы) и т. д. [3,4,5]
источник
Основные правила при работе в лаборатории. Правила обращения с реактивами, отбор и хранение проб. Особенности построения калибровочных графиков. Определение содержания в пробах воды различных веществ: сульфатов, железа, меди, цинка, хлоридов и других.
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Пробу отбирают и хранят в стеклянных или полиэтиленовых бутылях.
Анализ пробы должен быть выполнен в течении 8 часов после ее отбора.
Предполагаемое содержание взвешенных веществ, мг/кг
Перед отбором порции воды для анализа, пробу следует тщательно взболтать для равномерного распределения взвешенных веществ по всей жидкости и быстро, не давая осесть взвеси, отбирать необходимый объем воды.
При подготовке можно использовать метод фильтрования через мембранные фильтры.
1. Отобранный для анализа объем жидкости фильтруют через бумажный фильтр. Первые порции фильтрата возвращают в фильтруемую пробу, так как в них могут содержаться волокна фильтра. При фильтровании весь осадок должен быть перенесен на фильтр. Для этого используют порции фильтрата. После окончания фильтрования влажный фильтр с осадком помещают в тот же бюкс и вновь высушивают до постоянного веса в сушильном шкафу при температуре 105-110 0 С. Повторяют высушивание до получения веса, отличающегося от предыдущего не более, чем на 0,01 г. После последнего взвешивания фильтр с осадком осторожно переносят во взвешенный фарфоровый тигель, в котором тигель озоляют, а остаток прокаливают при температуре 800-850 0 С до полного сгорания углистых частиц. После охлаждения в эксикаторе, тигель с осадком взвешивают.
2. Подготовленный мембранный фильтр, высушенный в сушильном шкафу при температуре 105 0 С до постоянного веса, взвешивают на аналитических весах и помеченный карандашом накладывают матовой стороной вверх на прокладку из фильтровальной бумаги, диаметр которой равен диаметру нижней поверхности аппарата для фильтрования. Фильтр с прокладкой помещают в нижнюю часть аппарата, смачивают дистиллированной водой и включают отсос. Плотно укрепляют фильтр, прикручивая шайбой верхнюю часть аппарата.
В зависимости от количества взвешенных веществ, пробу объемом 100-500 см 3 фильтруют, применяя вакуум. Частички, приставшие к стенкам аппарата Зейтца, смывают дистиллированной водой на мембранный фильтр. По окончании фильтрования фильтр с осадком, не снимая с прокладки, подсушивают на воздухе, затем сушат при t= 105 0 С в сушильном шкафу до постоянного веса, охлаждают в эксикаторе и взвешивают.
Фильтрование через мембранные фильтры невозможно для маслянистых или жирных веществ.
Общее содержание взвешенных веществ (Хобщ.), в мг/кг вычисляют по формуле
а — масса бюкса с фильтром или мембранного фильтра с осадком взвешенных веществ после высушивания, г;
б — масса бюкса с сухим фильтром или вес мембранного фильтра, г;
V — объем пробы, взятой для определения, см 3 .
Концентрацию прокаленных взвешенных веществ (Х прок), в мг/кг вычисляют по формуле
А — масса тигеля с прокаленным осадком, г;
Б — масса пустого тигеля, г;
V — объем пробы, взятой для определения, см 3 .
II. Метод с использованием бумажных фильтров (при определении взвешенных веществ массовой концентрации от 30 мг/дм 3 и более)
Два беззольных фильтра (белая лента), свернутых в форме воронки, предварительно помещают в бюксы и высушивают с открытыми крышками в течении 1,5-2,0 ч при 105?С. Затем охлаждают бюксы в эксикаторе с закрытыми крышками до температуры 20-25?С, взвешивают на аналитических весах с точностью до третьего десятичного знака.
Операцию высушивания в сушильном шкафу, охлаждение в эксикаторе и взвешивание повторяют не менее трех раз до достижения постоянной массы бюкса с фильтрами.
Объем исследуемого раствора, содержащий 20-1000 мг нерастворимых в воде веществ, помещают в стакан и фильтруют декантацией через двойной фильтр, доведенный до постоянной массы, как указано выше.
Первые две-три порции фильтрата в объеме 50-100 см 3 повторно фильтруют через тот же двойной фильтр. Осадок на фильтре трижды промывают горячей дистиллированной водой, затем фильтр с осадком помещают в стаканчик для взвешивания (бюкс) и высушивают с открытыми крышками в течении 1,5-2,0 ч при 105?С. Затем охлаждают бюксы в эксикаторе с закрытыми крышками до температуры 20-25?С, взвешивают на аналитических весах с точностью до третьего десятичного знака.
Операцию высушивания в сушильном шкафу, охлаждение в эксикаторе и взвешивание повторяют не менее трех раз до достижения постоянной массы бюкса с фильтрами
источник
Величина рН в воде водоемов хозяйственно-питьевого водопользования регламентируется в пределах 6,5 — 8,5. В большинстве природных вод рН составляет от 6,5 до 8,5 и зависит от соотношения концентраций свободного оксида углерода (IV) и HCO3 — . Более низкие значения рН могут наблюдаться в кислых болотных водах за счет повышенного содержания гуминовых и фульвокислот. Летом при интенсивном фотосинтезе рН может повышаться до 9. На величину рН влияет содержание карбонатов, гидроокисей, солей, подверженных гидролизу, гуминовых веществ и др.
В результате происходящих в воде химических и биологических процессов и потерь углекислоты рН воды может быстро меняться, поэтому рН следует измерять сразу же.
Для ориентировочного определения рН можно пользоваться универсальным бумажным индикатором.
Потенциометрический метод определения рН отличается большой точностью (0,02). Определению не мешают окраска, мутность, свободный хлор, окислители, восстановители, повышенное содержание солей.
После проверки потенциометра ополосните дистиллированной водой стаканчик и электроды. Налейте в стаканчик анализируемую воду и измеряйте рН 2 – 3 раза с интервалом 2 – 3 мин. Последние два показания прибора должны быть одинаковыми. Если исследуемая вода имеет низкую температуру (около 0 0 С), то она должна быть нагрета до комнатной температуры.
Определение цветности воды
Цветность природных вод обусловлена главным образом присутствием гуминовых веществ и комплексных соединений железа (III). Количество этих веществ зависит от геологических условий, водоносных горизонтов, характера почв, наличия болот и торфяников в бассейне реки и т.д.
Цветность воды определяют визуально. Результаты выражают в градусах цветности. Цветность от 0 до 50 0 выражается с точностью до 2 0 , от 51 до 100 0 – до 5 0 , от 101 до 250 0 – до 10 0 , от 251 до 500 0 до 20 0. . При цветности выше 80 0 воду необходимо разбавлять.
Приготовление стандартных растворов
Раствор 1: 0,0875 г K2Cr2O7, 2 г CoSO4×7H2O и 1 мл серной кислоты (пл. 1,84 г/см 3 ) растворите в дистиллированной воде в мерной колбе на 1 л, доведите объем раствора до метки дистиллированной водой. Этот раствора соответствует цветности 500 0 .
Раствор 2: 1 мл серной кислоты (пл. 1,84 г/см 3 ) растворите в дистиллированной воде в мерной колбе на 1 л, доведите объем раствора до метки дистиллированной водой.
Подготовка шкалы стандартных растворов. Смешивая растворы 1 и 2 в соотношениях, указанных в таблице, приготовьте шкалу цветности.
| Раст-вор | Градусы цветности |
| N1,мл N2,мл |
В цилиндр, однотипный с теми, в которых приготовлена шкала, налейте 100 мл исследуемой воды. Просматривая сверху на белом фоне, подберите раствор шкалы с тождественной окраской.
Запах воды водоемов не должен превышать 2 баллов, обнаруживаемых непосредственно в воде. Определение основано на органолептическом исследовании характера и интенсивности запаха воды при 20 0 и 60 0 С.
Запах воды обусловлен наличием в ней летучих и пахнущих веществ, которые попадают в неё естественным путем или сточными водами. По характеру запахи делятся на две группы.
Запахи естественного происхождения описываются по следующей терминологии.
| Символ | Характер запаха | Примерный род запаха |
| А | Ароматический | Огуречный, цветочный |
| Б | Болотный | Илистый, тинистый |
| Г | Древесный | Запах мокрой щепы, древесный |
| З | Землистый | Прелый, свежевспаханной земли |
| Р | Рыбный | Рыбы, рыбьего жира |
| С | Сероводород | Тухлых яиц |
| Т | Травянистый | Сена, скошенной травы |
| Н | Неопределенный | Не подходящий под предыдущие определения |
Чистые природные воды запахов не имеют.
Запахи искусственного происхождения (от промышленных выбросов, для питьевой воды – от обработки воды реагентами на водопроводных сооружениях и т.п.) называют по соответствующим веществам: хлорфенольный, камфорный, бензиновый, хлорный и т.п.
Интенсивность запаха оценивают по пятибалльной системе, приведенной в таблице.
| Балл | Интенсивность запаха | Описание определения |
| Никакого | Отсутствие ощутимого запаха. |
| Очень слабый | Запах, обнаруживаемый опытным исследователем. |
| Слабый | Запах, не привлекающий внимания, но такой, который можно заметить, если указать на него. |
| Отчетливый | Запах, обращающий на себя внимание и делающий воду непригодной для питья. |
| Заметный | Запах, легко обнаруживаемый и могущий дать повод относиться к воде с неодобрением. |
| Очень сильный | Запах настолько сильный, что делает воду непригодной для питья |
Водой, не имеющей запаха, считается такая, запах которой не превышает 2 балла.
100 мл исследуемой воды при 20 0 С налейте в колбу вместимостью 150 – 200 мл с широким горлом, накройте часовым стеклом или притертой пробкой, встряхните вращательным движением, откройте пробку или сдвиньте часовое стекло и быстро определите характер и интенсивность запаха. Затем колбу нагрейте до 60 0 С на водяной бане и также оцените запах.
Определение прозрачности воды
Прозрачность воды обусловлена ее цветом и мутностью, т.е. содержанием в ней различных окрашенных и взвешенных органических и минеральных веществ. Мерой прозрачности служит высота столба воды, при котором можно различать на белой бумаге стандартный шрифт определенного размера и типа. Прозрачность по шрифту выражают в см и определяют с точностью 0,5 см. Стандартный шрифт имеет высоту букв 3,5 мм.
В цилиндр с внутренним диаметром 2,5 см и высотой 30 см налейте исследуемую воду и поместите его неподвижно над шрифтом на высоте 4 см. Сливая и доливая исследуемую воду, найдите высоту столба, еще позволяющую читать шрифт. Исследование проводите в хорошо освещенном помещении, но не на прямом свету, на расстоянии 1 м от окна. Измерение повторите 2 – 3 раза.
Определение перманганатной окисляемости
Окисляемость – общее количество содержащихся в воде восстановителей (неорганических и органических), реагирующих с сильными окислителями, например, бихроматом или перманганатом калия. Результаты определения окисляемости выражают в миллиграммах кислорода на 1 л воды (мг О/л).
Все методы определения окисляемости условны, а полученные результаты сравнимы только в том случае, когда точно соблюдены все условия анализа.
Наиболее полное окисление достигается бихроматом калия, поэтому бихроматную окисляемость нередко называют «химическим потреблением кислорода» (ХПК). Большинство соединений окисляется при этом на 95 – 100%. Нормативы ХПК воды водоемов хозяйственно-питьевого назначения – 15 мг О/л, культурно – бытового – 30 мг О/л.
Метод перманганатометрической окисляемости основан на окислении веществ, присутствующих в воде, 0,01 н. раствором KMnO4 в сернокислой среде при кипячении. Без разбавления можно определять окисляемость до 10 мг кислорода в 1 л.
При определении перманганатной окисляемости после реакции должно остаться не менее 40% введенного перманганата калия, так как степень окисления зависит от его концентрации. При большом расходе реагента пробу необходимо разбавлять.
В колбу поместите 100 мл исследуемой воды (или разбавленной до 100 мл), несколько капилляров или кусочков пемзы, прилейте 5 мл разбавленной серной кислоты (1:3) и 10 мл 0,01 н. раствора KMnO4. Смесь нагревайте так, чтобы она закипела не ранее, чем через 5 мин, и кипятите точно 10 мин, закрыв колбу маленькой конической воронкой для уменьшения испарения. К горячему раствору прибавьте 10 мл 0,01 н. раствора щавелевой кислоты. Обесцвеченную горячую (80-90 0 С) смесь титруйте 0,01 н. раствором KMnO4 до слабо розового окрашивания.
Если в процессе кипячения содержимое колбы потеряет розовую окраску или побуреет, то определение необходимо повторить, разбавив исследуемую воду. Определение также необходимо повторить, если при обратном титровании щавелевой кислоты израсходовано более 7 мл или менее 2 мл 0,01 н. раствора KMnO4.
Одновременно проведите холостой опыт со 100 мл дистиллированной воды, обрабатывая ее так же, как и анализируемую воду. Расход перманганата калия не должен превышать 0,3 мл.
;
где Х – перманганатная окисляемость, мг О/л;
V1 – объем перманганата калия, пошедший на титрование исследуемой воды, мл;
V2 – объем перманганата калия, пошедший на титрование холостой пробы воды, мл;
N – нормальность раствора перманганата калия;
V – объем пробы, взятой для анализа, мл.
Определение биологического потребления кислорода (БПК)
БПК — количество кислорода (мг), требуемое для окисления находящихся в 1 л воды органических веществ в аэробных условиях при 20 0 С в результате протекающих в воде биохимических процессов за определенный период времени (БПК за 3, 5, 10, 20 т.д. суток).
Установлено, что при загрязнении водоемов преимущественно хозяйственно-бытовыми сточными водами с относительно постоянным составом и свойствами БПК5 (5-суточное) составляет 70% БПК полного.
Нормативы БПК воды водоемов хозяйственно-питьевого назначения – 3 мг/л кислорода, культурно – бытового – 6 мг/л кислорода.
Среди различных методов определения БПК наиболее распространено определение по разности содержания кислорода до и после инкубации при стандартных условиях (при 20 0 С в аэробных условиях без дополнительного доступа воздуха и света).
БПК определяют в натуральной, тщательно перемешанной воде.
Проба для анализа БПК должна быть обработана в день отбора (или при условии хранения пробы в холодильнике на следующий день). Для отбора проб воды необходимо использовать посуду с притертыми пробками и следить, чтобы при отборе проб воды она переливалась через край склянок.
РН воды при определении БПК должна быть в пределах 6,5 – 8,5. Температура исследуемой воды должна быть 20 0 С. Для аэрации воды необходимо перед анализом встряхивать воду в колбе, заполненной водой на ¾ объема, в течение 1 мин. и затем быстро перенести воду в специальные колбы с притертыми крышками, заполняя колбы до самых краев.
Для фиксации кислорода введите в 8 колб емкостью 100 мл с анализируемой водой по 1 мл хлорида или сульфата марганца (400 г MnSO4×2H2O или 425 г MnCl2×2H2O растворите в 1 л дистиллированной воды) и по 1 мл щелочного раствора йодида калия (150 г KI растворите в 100 мл дистиллированной воды, 500 г NaOH растворите в 500 мл свежеприготовленной дистиллированной воды, оба раствора смешайте и доведите общий объем в мерной колбе до 1л). Пипетки на 1 мл следует погружать до дна колбы, часть жидкости при этом будет выливаться. После введения реактивов закройте склянки пробками, перемешайте резким перевертыванием. В таком виде оставьте склянки соответственно две на 3, две на 5 и две на 10 сут. Содержимое двух склянок проанализируйте сразу же.
Перед титрованием (осадок должен хорошо осесть) прибавьте в каждую склянку по 5 мл соляной кислоты (2:1), при этом часть жидкости будет переливаться через край. Каждую склянку закройте пробкой и содержимое её перемешайте, осадок гидроксида марганца при этом растворится и окислит йодистые соединения, а выделившийся йод окрасит раствор в желтый цвет. После перемешивания каждую пробу перенесите в колбу для титрования на 250 – 300 мл и быстро титруйте 0,02 н. раствором тиосульфата натрия в присутствии индикатора крахмала до исчезновения окраски.
;
где Х – содержание растворенного кислорода, мг/л;
V – объем тиосульфата натрия, пошедший на титрование исследуемой воды, мл;
V1 – объем кислородной склянки, мл;
V2 – объем всех реактивов, внесенных в воду для фиксации кислорода, мл;
N – нормальность раствора тиосульфата натрия;
где Х1 – содержание растворенного кислорода в пробе до начала инкубации (нулевой день);
Х2 – содержание растворенного кислорода в пробе после инкубации.
Определение щелочности или кислотности воды
После определения рН воды можно приступить к определению щелочности (если рН>7) или кислотности (если рН — , анионами слабых кислот (например, карбонаты и гидрокарбонаты). Щелочность определяется количеством сильной кислоты, необходимой для замещения этих анионов. Расход кислоты эквивалентен их общему содержанию и выражает общую щелочность воды. Щелочность выражают в мг-экв/л.
В обычных природных водах щелочность зависит в основном от присутствия гидрокарбонатов щелочноземельных металлов, в меньшей степени щелочных. В этом случае значение рН воды не превышает 8,3. Растворимые карбонаты и гидроксиды повышают значение рН.
Отберите 100 мл исследуемой воды, добавьте 2-3 капли индикатора метилоранжа и титруйте 0,1 н раствором соляной кислоты в присутствии контрольного раствора до перехода окраски из желтой в оранжевую.
;
где Щ – щелочность воды, мг-экв/л;
V – объем соляной кислоты, пошедший на титрование исследуемой воды, мл;
VП – объем пробы, взятый для анализа, мл;
N – нормальность раствора соляной кислоты;
Кислотностью называется содержание в воде веществ, вступающих в реакцию с гидроксил — ионами. Расход щелочи, пошедшей на реакцию, выражает общую кислотность воды. В обычных природных водах кислотность в большинстве случаев зависит только от содержания свободного CO2. Естественную часть кислотности создают также гуминовые и другие слабые органические кислоты. В этих случаях рН воды не бывает ниже 4,5. Кислотность выражают в мг-экв/л.
Отберите 100 мл исследуемой воды, добавьте 2-3 капли индикатора фенолфталеина и титруйте 0,1 н раствором гидроксида натрия до появления розовой окраски, не исчезающей в течение 30 секунд.
;
где К – кислотность воды, мг-экв/л;
V – объем гидроксида натрия, пошедший на титрование исследуемой воды, мл;
VП – объем пробы, взятый для анализа, мл;
N – нормальность раствора гидроксида натрия.
Определение жесткости воды
Определение карбонатной жесткости воды
Жесткость воды изучают, чтобы выяснить её пригодность для растениеводства, животноводства, а также для технических целей. Под жесткостью понимают суммарное содержание в воде солей кальция и магния. Общую жесткость определяют комплексонометрическим методом, а карбонатную или временную жесткость – методом нейтрализации. Карбонатная жесткость зависит от содержания в воде гидрокарбонатов кальция и магния. Она почти полностью устраняется кипячением, при котором гидрокарбонаты разлагаются:
Поэтому карбонатную жесткость называют также устранимой, или временной. Карбонатная жесткость отвечает той части катионов кальция и магния, которая эквивалентна содержащимся в воде анионам гидрокарбонатов этих металлов. Жесткость принято выражать в ммоль экв/л.
Поместите 100 мл исследуемой воды в коническую колбу. Прибавьте 2-3 капли индикатора метилоранжа, перемешайте и титруйте раствором HCl до перехода желтой окраски индикатора в оранжевую. Титрование повторите не менее трех раз, до получения хорошо сходимых результатов.
Результаты рассчитайте в ммоль экв/л.
Определение общей жесткости воды
Под общей жесткостью понимают суммарное содержание ионов кальция и магния в воде, выраженное в ммоль экв/л. Она складывается из карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной) жесткости воды. Некарбонатная жесткость обусловлена наличием в воде сульфатов, хлоридов, силикатов, нитратов и фосфатов этих металлов.
Жесткость воды колеблется в широких пределах: от 0,1-0,2 ммоль экв/л в реках и озерах, расположенных в зонах тайги и тундры, до 80 ммоль экв/л и более — в подземных водах, морях и океанах. Различают воду мягкую (общая жесткость до 2 ммоль экв/л), средней жесткости (2-10 ммоль экв/л) и жесткую (более 10 ммоль экв/л). В поверхностных водоисточниках преобладает, как правило, карбонатная жесткость (70-80% от общей). Наибольшего значения жесткость воды достигает в конце зимы, а наименьшего – в период паводка. Так, в реке Волге (г. Нижний Новгород) максимальная жесткость бывает в марте (4,3 ммоль экв/л), а минимальная — в мае (0,5 ммоль экв/л). В подземных водах жесткость воды наиболее постоянна и меньше изменяется в течение года.
Повышенная жесткость способствует усиленному образованию накипи в паровых котлах, отопительных приборах и бытовой металлической посуде, что значительно снижает интенсивность теплообмена. В воде с высокой жесткостью плохо развариваются овощи и мясо, так как катионы кальция образуют с белками пищевых продуктов нерастворимые соединения. Большая магниевая жесткость придает воде горький привкус, поэтому содержание магния не должно превышать 100 мг/л. Общая жесткость питьевой воды во избежание ухудшения ее органолептических свойств должна быть не более 7 ммоль экв/л.
Для устранения или уменьшения жесткости воды применяют специальные методы. Из реагентных методов наиболее распространен известково-содовый, а при комбинировании его с ионообменными методами можно получить глубоко умягченную воду.
Поместите 100 мл исследуемой воды в коническую колбу. Прибавьте 20 мл аммонийного буферного раствора (рН = 10) и на кончике шпателя — несколько кристалликов индикатора эриохрома черного Т или кислотного хром темно-синего. Раствор перемешайте, после появления винно-красной окраски титруйте 0,05 н. раствором трилона Б до перехода окраски в синюю. Титрование повторите не менее трех раз, до получения хорошо сходимых результатов.
Результаты рассчитайте в ммоль экв/л.
Определение нитратов потенциометрическим методом
с ион-селективным электродом
Предельно допустимая концентрация нитратов в воде водоемов 45 мг/л, лимитирующий показатель вредности санитарно-токсикологический.
Массовую долю нитратов в миллионных долях находят по величине рС(NO3 — ) с помощью данных, приведенных в ниже представленной таблице.
Для проведения анализа необходим иономер типа ЭВ-74, рН-милливольтметр рН-340 или рН-121 (с ион-селективным нитратным электродом и электродом сравнения хлорсеребряным).
Подготовка электрода к работе. До начала работы заполните электрод водным раствором, содержащим нитрат калия и хлорид калия (10,11 г KNO3 и 0,37 г KCl растворите в мерной колбе на 1 л и доведите до метки дистиллированной водой). После этого электрод сутки выдерживайте в 0,1 М растворе KNO3. Перед началом работы нитратный электрод поместите на 10 минут в стаканчик с дистиллированной водой.
50 мл воды поместите в стаканчик и измеряйте концентрацию иона нитрата. Перед измерением ион — селективный электрод тщательно ополосните дистиллированной водой и выдерживайте его в дистиллированной воде 10 мин. Измерения повторите три раза и возьмите среднеарифметическое значение трех измерений.
Измерение концентрации иона нитрата проводите непосредственно в логарифмических единицах рС(NO3 — ) = -lgС(NO3 — ) по шкале иономера, предварительно отградуированного по растворам сравнения.
Определение активного хлора
Хлор активный (суммарное содержание свободного хлора, хлорноватистой кислоты, гипохлорит — ионов и хлораминов) в воде водоемов должен отсутствовать, лимитирующий показатель вредности общесанитарный.
Метод основан на том, что свободный хлор, хлорноватистая кислота, гипохлорит — ионы и хлорамины в кислой среде выделяют из йодида калия йод, который оттитровывают тиосульфатом в присутствии крахмала.
источник
Понравилась статья? Поделись с друзьями!
67
