Определение сульфатов в воде анализ

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

Сульфаты – это природные компоненты, представляющие собой соли серной кислоты. Большинство сульфатов светлого окраса, небольшой твердости и растворимы в воде.

Содержание сульфатов в воде обусловлено природным и антропогенным факторами.

К природным факторам относятся сульфаты:

Осадочного происхождения – возникают в результате химических и озерных осадков;
Представляющие из себя минералы зоны окисления;
Возникшие в результате вулканической деятельности;
Возникшие в результате растворения минералов, таких как гипс;
Возникшие из воздуха (в результате окисления оксида серы (IV)).

К антропогенным факторам относятся сульфаты, возникшие в результате технологических процессов (большое количество содержится в сточных водах предприятий).

Следует отметить, что некоторые воды, насыщенные сульфатами, используются в санаториях для лечения еще с древних времен.

Они обладают следующими полезными свойствами:

Налаживают перистальтику кишечника;
Выводят токсичные вещества из организма;
Снимают воспаления;
Предотвращают образование холестериновых бляшек.

Сами по себе сульфаты в питьевой воде не оказывают токсического влияние на здоровье человека, но создают ряд неприятных особенностей в виде расстройства ЖКТ, возникновения аллергических реакций и зуда слизистых покровов. Кроме того, вода с данной примесью имеет неприятный соленый вкус.

Обильное содержание сульфатов в воде оказывает негативное влияние и на коммуникации. В случаях, когда содержание превышает значение 200 мг на литр, размываются свинцовые трубы и в воде появляются токсичные примеси.

Вступая в реакцию с кальцием, сульфаты образуют прочную накипь.

ПДК сульфатов в воде строго регламентируется санитарными нормами. В России данной примеси не должно быть более 500 мг на литр, в европейских странах – не более 250 мг на литр.

Повышенное присутствие сульфатов в воде служит поводом для отказа от ее использования как в питьевых, так и в хозяйственных целях.

Определить сульфат ионы в воде можно несколькими способами:

На вкус – вода с большим содержанием примеси солоноватая;
Опытным путем в лаборатории (рекомендуем).

Для того чтобы лабораторный анализ показал точные данные о сульфатах в воде, необходимо правильно собрать материал:

Слить воду сильным напором в течении 5-10 минут (при отборе пробы из крана);
Промыть чистую пластиковую тару (для питьевой воды) несколько раз в исходной воде без моющего средства;
Уменьшить напор и отобрать 1,5-2 литра тонкой струей по стенке сосуда
Закрыть емкость крышкой и незамедлительно доставить в пункт приема проб

Чтобы избавиться от избытка сульфатов в воде рекомендуется установить мембранный фильтр.

В лаборатории «ИОН» вы сможете провести подробный анализ вашей воды и узнать и методах ее улучшения. Мы работаем более 20 лет и исследуем любые виды вод:

Водопроводную;
Из скважин и колодцев;
Бутилированную
Из водоемов и родников;
Из мест общего пользования;
Технологическую.

Сотрудники нашей лаборатории – лучшие специалисты в стране, постоянно занимающиеся поиском новых методов диагностики веществ и материалов. Мы располагаем современным парком оборудования и тесно сотрудничаем с крупнейшими разработчиками аналитического оборудования. Гарантируем качественное проведение работы в строго установленные сроки.

Повышенное содержание данной примеси чаще всего встречается в колодцах, неглубоких скважинах, реках и озерах. Перед использованием такой воды в хозяйственных нуждах убедитесь в том, что содержание нитратов не превышает норму.

Главная причина жесткой воды – наличие солей кальция и магния. Источники жесткости имеют исключительно природный характер, это единственная экологическая проблема, которой не присущ антропогенный фактор.

* Бесплатный выезд для физических лиц в пределах МКАД при заказе на сумму более 5 000 ₽. Подробнее в разделе Доставка и оплата

Для химического анализа необходимо заполнить водой чистую пластиковую тару (оптимально 1,5 л). Использовать бутылки из-под сладких, газированных или ароматизированных напитков, а также солёной или минеральной воды недопустимо.
Если выбранный Вами анализ включает определение содержания нефтепродуктов, необходимо заполнить дополнительную стеклянную тару объемом 0,2 л.
Если выбранный Вами анализ включает определение содержания сероводорода, необходимо заполнить дополнительную стеклянную тару объемом 0,5 л (необходимо использовать консервант).

При отборе воды из проточного источника, непосредственно перед отбором необходимо пролить воду сильной струёй в течение 3-5 минут. Перед отбором проб ёмкости и крышки необходимо 3 раза промыть изнутри водой, подлежащей анализу. Использование моющих средств недопустимо. Наполнять тару необходимо тонкой струёй по стенке сосуда «под горлышко». Это снижает насыщение воды кислородом и предотвращает протекание реакций.

Для микробиологического анализа необходимо использовать стерильный контейнер для биоматериалов объемом 150-200 мл.

Перед взятием пробы необходимо протереть водопроводный кран спиртовой салфеткой, уделив особое внимание месту выхода воды.
При отборе воды из водопровода, скважины или колонки необходимо пролить воду сильной струёй в течение 3–5 минут.
При отборе воды из колодца с помощью ведра необходимо обдать ведро кипятком для дезинфекции. Отбор пробы через поливочные шланги и предметы, контактирующие с почвой, не допускается.
Для отбора пробы необходимо надеть перчатки и вскрыть упаковку стерильного контейнера. Не касаясь внутренней поверхности ёмкости, отобрать образец воды (2/3 объема контейнера) и закрыть крышкой.

Рекомендуем доставлять пробу сразу после отбора.
Если сразу после отбора нет возможности доставить пробу в лабораторию, допускается хранение образцов при температуре 2–10 °C в течение 1 суток.

Съезд на ул. Руставели, на первом светофоре поворот налево на ул. Яблочкова.
Через 300 м поворот направо на ул. Гончарова, через 500 м поворот налево (напротив дома №6), через 200 метров вы на месте — ул. Добролюбова, 21А, корпус А, 3-й подъезд (серая дверь, белый козырек из поликарбоната), помещение 14.

Поворот на ул. Руставели, на светофоре поворот направо на ул. Добролюбова, через 300м на светофоре поворот налево на ул. Гончарова, напротив дома №6 поворот направо, через 200 метров вы на месте — ул. Добролюбова, 21А, корпус А, 3-й подъезд (серая дверь, белый козырек из поликарбоната), помещение 14.

Двигаясь по ул. Милошенкова, поворачиваем на ул. Добролюбова
Через 150 метров поворот направо, за домом 21АкБ поворот налево, через 100-120 метров вы на месте — ул. Добролюбова, 21А, корпус А, 3-й подъезд (серая дверь, белый козырек из поликарбоната), помещение 14.

Ближайшее станция метро – Фонвизинская (600 м)
Последний вагон из центра. Выход в сторону улицы Фонвизина. Из стеклянный дверей направо. Перейти через пешеходный переход и идти через дворы в соответствии со схемой. Пункт назначения — ул. Добролюбова, 21А, корпус А, 3-й подъезд (серая дверь, белый козырек из поликарбоната), помещение 14.

Анализ «Минимальный» содержит минимальный и обязательный перечень загрязнителей, часто встречающихся в питьевой воде, и включает 16 показателей:

органолептические: мутность, цветность, запах, привкус;
общехимические: рН, жесткость, окисляемость перманганатная, минерализация, электропроводность, щелочность общая, щелочность свободная;
катионы: железо, аммоний;
анионы: нитраты, карбонат, гидрокарбонат.

Данный набор рекомендуется для исследования воды хозяйственно-бытового назначения. Анализ «Минимальный» не обладает достаточной информативностью для подбора системы водоочистки, так как не позволяет получить полную картину о безопасности воды. Если Вы планируете использовать воду в питьевых целях, рекомендуем обратить внимание на наборы, содержащие большее число параметров.

Точность определения
Подходит для воды, применяемой в хоз-бытовом назначении
Срок выполнения — 3-4 рабочих дня

Не подходит для воды, применяемой в питьевых целях
Не подходит для корректного подбора/оценки работы фильтров
Не включает определение тяжелых металлов
Не включает определение органических загрязнителей

Анализ «Начальный» предназначен для выявления наиболее часто встречающихся вредных веществ в питьевой воде и включает 23 параметра:

органолептические: мутность, цветность, запах, привкус;
общехимические: рН, жесткость, окисляемость перманганатная, минерализация, электропроводность, щелочность общая, щелочность свободная;
катионы: железо, аммоний, марганец, калий, магний, кальций;
анионы: фториды, хлориды, нитраты, сульфаты, карбонаты, гидрокарбонаты.

Данный анализ рекомендуется для воды централизованных систем водоснабжения. По протоколу анализа «Начальный» также можно сделать вывод о корректности работы системы водоочистки. В перечень определяемых параметров входят органолептические показатели, общие химические показатели, а также содержание катионов и анионов.

Точность определений
Подходит для водопроводной воды
Позволяет оценить эффективность работы системы водоочистки
Позволяет корректно настроить водоочистное оборудование
Срок выполнения — 5 рабочих дней

Не включает определение тяжелых металлов
Не включает определение органических загрязнителей
Не подходит для полной проверки воды из колодца или скважины

Анализ «Расширенный» содержит перечень наиболее часто встречающихся загрязнителей воды, вне зависимости от источника, и включает 31 показатель:

органолептические: мутность, цветность, запах, привкус;
общехимические: рН, жесткость, окисляемость перманганатная, минерализация, электропроводность, щелочность общая, щелочность свободная;
катионы: железо, аммоний, марганец, калий, магний, кальций, алюминий, натрий;
анионы: фториды, хлориды, нитраты, сульфаты, карбонаты, гидрокарбонаты;
тяжелые металлы и металлоиды: медь, мышьяк, свинец, кадмий, цинк, стронций.

Данный набор рекомендуется, в первую очередь, владельцам колодцев и скважин. Помимо катионов и анионов, органолептических и общих химических параметров содержит перечень основных тяжелых металлов и метталоидов. Перед покупкой системы водоподготовки рекомендуем провести исследование воды с данным перечнем загрязнителей. Ориентируясь на полученную информацию, Вы сможете подобрать оборудование водоочистки с эффективностью до 98%, а так же корректно его настроить. Если вода из Вашего источника имеет выраженный запах сероводорода (запах тухлых яиц), рекомендуем дополнительно проверить воду на содержание сероводорода.

Точность определений
Подходит для подбора водоочистного оборудования
Подходит для колодцев и скважин
Содержит перечень тяжелых металлов
Позволяет оценить эффективность фильтрующей загрузки в фильтре и всей системы в целом
Позволяет корректно и экономично настроить водоочистное оборудование
Срок выполнения — 5-6 рабочих дней

Анализ «СанПиН» предназначен для исследования воды по максимальному перечню загрязнителей, вне зависимости от источника, и включает 61 параметр:

органолептические: мутность, цветность, запах, привкус;
общехимические: рН, жесткость, окисляемость перманганатная, минерализация, электропроводность, щелочность общая, щелочность свободная, сероводород, хлор общий, хлор остаточный свободный, нефтепродукты;
катионы: железо, аммоний, марганец, калий, магний, кальций, алюминий, натрий, литий;
анионы: фториды, хлориды, нитраты, нитриты, фосфаты, сульфаты, сульфиды, гидросульфиды, карбонаты, гидрокарбонаты;
тяжелые металлы и металлоиды: барий, бериллий, бор, ванадий, молибден, кобальт, цинк, никель, хром, стронций, кадмий, мышьяк, медь, свинец, кремний, серебро, титан, ртуть;
органические компаненты: АПАВ, фенол, формальдегид, бензол, толуол, о-ксилол, п-ксилол, м-ксилол, стирол.

Данное исследование рекомендуется тем, кто серьезно относится к выбору питьевой воды. Протокол анализа «Максимальный» позволяет со 100% уверенностью сделать вывод о пригодности воды для питья и приготовления пищи. Результаты исследования позволяют выбрать схему водоочиски, а также оценить эффективность уже установленного оборудования.

Точность определений
Подходит для подбора водоочистного оборудования
Подходит для любых источников воды
Позволяет оценить эффективность фильтрующей загрузки в фильтре и всей системы в целом
Включает полный перечень тяжелых металлов
Позволяет корректно и экономично настроить водоочистное оборудование
Содержит полный перечень опасных органических веществ
Срок выполнения — 5-6 рабочих дней

Помимо хичиеского анализа мы настоятельно рекомендуем провести микробиологическое исследование Вашей воды. Микробиологический анализ включает определение общего микробного числа (ОМЧ), общих колиформных и колиформных термотолерантных бактерий.

Важен правильный отбор проб и оперативная доставка образцов в лабораторию или пункт приема проб. Подробная информация здесь

Если у Вас есть точный перечень параметров, Вы можете заказать анализ по Индивидуальному перечню показателей. Минимальный чек на индивидуальный анализ — 1 500 руб! Для расчета стоимости позвоните нам по номеру +7 (495) 149-23-57 или напишите на почту info@ion-lab.ru.

Анализ «Водоем / Аквариум» включает в себя перечень параметров, превышения по которым чаще всего встречаются в водоемах. Анализ включает определение основных химических параметров.

Химические параметры:

общехимические : рН, нефтепродукты, аммоний, ХПК, БПК₅, АПАВ, фенол;
анионы : нитраты, сульфаты, хлориды, нитриты, фосфаты, фториды;
тяжелые металлы и металлоиды : марганец, железо общее, ртуть, цинк, никель, кадмий, мышьяк, медь, свинец, хром.

Нормирование осуществляется по №552 Минсельхоза РФ от 13.12.2016 г «Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения.»

источник

Цель работы.Научиться определять содержание сульфатов в воде и осуществлять первичную обработку результатов.

Реактивы и растворы.

1. Хромат бария (ВаСгО₄), химически чистый.

2. 2,5 N раствор соляной кислоты. Берут 2,08 мл концентрированной соляной кислоты и доводят объем до 10 мл дистиллированной водой.

3. 10%-ный раствор иодида калия.

4. 5%-ный раствор аммиака. Берут 20 мл 25%-ного раствора аммиака и доводят объем 100 мл дистиллированной водой.

5. 0,05 N раствор тиосульфата натрия. Берут 12,40 г NаS₂O₃×5H₂O и доводят объем до метки дистиллированной водой в мерной колбе на 1 л.

7. Реактивы для определения поправки к титру раствора Na₂S₂O_3.

1 Мерные цилиндры вместимостью 200 и 100 мл.

2 Конические колбы вместимостью 300 мл — по числу проб плюс одна.

3 Пипетки: на 1 мл 3 шт. (для раствора НСl, аммиака и крахмала); на 10 мл 3 шт. (для раствора НСl, KJ, KJO₃).

4 Бюретка вместимостью 25 мл.

5 Мерные колбы вместимостью 250 и 100 мл.

7 Фильтровальная бумага с синей полосой.

Общие сведения.Соли серной кислоты (сульфаты) присутствуют в большинстве пресных водоемов в количествах до 20-30 мг/л. Больше всего сульфатов обнаруживается в водоемах расположенных на грунтах, содержащих СаSO₄, и засолоненных, в частности в некоторых южных районах Украины и европейской части России.

Существенного влияния на существование живых организмов сульфаты сами по себе не оказывают, но большое их содержание при обилии в воде органических веществ может привести к образованию сероводорода.

Повышенное количество сульфатов (более 20—30 мг/л) свидетельствует о постороннем загрязнении водоема. Для этого изучают сульфаты в водоемах, подлежащих рыбохозяйственному использованию. Кроме того, определение количества сульфатов необходимо для полного представления о составе воды, для получения величины ее минерализации.

Содержание в воде сульфат-иона определяют несколькими методами. Самым точным из них является весовой метод, но он трудоемок, поэтому большое распространение имеет объемный иодометрический.

Принцип объемного метода заключается в осаждении сульфат-ионов хроматом бария ВаСгO₄:

Количество выделившихся хромат-ионов, эквивалентное осажденному количеству сульфатов, определяют йодометрически, предварительно добавив в пробу КJ и НСl. Количество выделившегося йода будет эквивалентно количеству анионов СгO₄ 2 ¯ в растворе:

Выделившийся йод оттитровывают раствором тиосульфата натрия:

По количеству тиосульфата натрия, пошедшему на титрование, судят о содержании в воде сульфат-ионов.

Ход определения.Необходимое количество испытуемой воды обычно

200 мл, но при очень большом содержании сульфатов берут меньший объем и разбавляют пробу дистиллированной водой до 200 мл, помещают в коническую колбу, добавляют 1 мл 2,5 N раствора НСl и нагревают до кипения.

В кипящую пробу осторожно (иначе возможно выбрасывание пара и жидкости) всыпают 500 мг ВаСгO₄, продолжают кипятить еще несколько минут, пока раствор из лимонно-желтого не станет светло-оранжевым.

Затем нейтрализуют 5%-ным раствором аммиака, добавляя его по каплям до перехода оранжеватой окраски в лимонно-желтую, и охлаждают до комнатной температуры. Охлажденную пробу с осадком переносят в мерную колбу на 250 мл и доводят общий дистиллированной водой до метки, многократно споласкивая дистиллированной водой колбу с пробой и вливая эту воду в мерную колбу.

Содержимое мерной колбы перемешивают и фильтруют через плотный беззольный фильтр (с синей полосой) в мерную колбочку на 100 мл, отбрасывая первые порции фильтрата 100 мл фильтровальной жидкости переносят в коническую колбу, приливают 10 мл 10%-ного раствора KJ и 10 мл 2,5 N раствора НСl и спустя 5 мин титруют выделившийся йод 0,05 N раствором тиосульфата, определяя конец титрования с помощью крахмала.

Определение поправочного коэффициента к титру раствора тиосульфата натрия.

Поправочный коэффициент определяют по 0,01 N раствору КJOз следующим образом. В коническую колбу для титрования пипеткой вносят 10 мл 0,01 N раствора КJO₃, добавляют 0,5 г кристаллического KJ (взвешенного на технохимических весах) и 1 мл раствора H₂SO₄ или 2 мл 25%-ной Н₂SО₄ или концентрированной НСl. Содержимое колбы перемешивают, затем титруют выделившийся йод, раствором тиосульфата натрия, непрерывно перемешивая, до слабо-соломенного цвета. Чтобы точнее уловить конец титрования, вводят в колбу 1 мл свежеприготовленного раствора крахмала: крахмал в присутствии свободного йода окрашивает раствор в синий цвет. Дотитровывают пробу до обесцвечивания от одной капли раствора тиосульфата.

Титрование при определении поправочного коэффициента к концентрации раствора Nа₂S₂О₃ проводят дважды. Расхождение в показаниях бюретки при параллельном титровании не должно превышать 0,03-0,05 мл. Поправочный коэффициент Копределяют по формуле (*), где n — количество мл раствора Nа₂S₂О₃, пошедшее на титрование 10 мл раствора КJO₃.

В формулу (*) подставляют среднее арифметическое значение n из двух параллельных титрований.

Вычисление результатов.Записи в процессе определения ведут форме по образцу табл.1(прилож.). Содержание в воде сульфатов выражают в мг/л и ммоль(экв.)/л. Расчетная формула имеет вид:

С (SО₄ 2 ¯) = (2,5×А×К×1,6×1000)/V мг/л (36)

где А — количество 0,05 N раствора тиосульфата натрия, пошедшее на титрование 100 мл фильтрата, К — поправочный коэффициент к нормальности раствора тиосульфата натрия; 1,6 — количество мг SО₄ 2 ¯, эквивалентное 1 мл 0,05 N раствора тиосульфата натрия, см. уравнения реакций (33), (34), (35); 2,5 — коэффициент пересчета, необходимый, поскольку из общего объема пробы (250 мл) после осаждения сульфатов для титрования было взято только 100 мл; V-объем пробы, взятый для анализа.

Для перехода количества мг/л сульфатов в ммоль(экв)/л полученную по формуле (36) величину делят на 48,03 , что соответствует 1 ммоль(экв) аниона SО₄ 2– _.

Результаты определения сульфатов следует округлить до 0,001 ммоль(экв)/л и 0,1 мг/л.

Отчет.Отчет по данной лабораторной работе состоит в устном собеседовании с преподавателем. Результаты измерений представляются по установленной форме.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.О чем свидетельствует большое количество сульфатов, содержащихся в природной воде?

2.Какие существуют методы определения в воде количества SО₄ 2 ¯?

3.Изложите принцип определения сульфатов объемным методом.

4.Какая существует зависимость между количеством раствора Na₂S₂О₃, пошедшим на титрование пробы, и содержанием в ней SО₄ 2 ¯?

5. В каких единицах выражают содержание в воде сульфатов?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №11.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОРОДНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ (рН)

ПРИРОДНОЙ ВОДЫ

Цель работы.Научиться определять водородный показатель (рН) природной воды.

Приборы и реактивы.

2. Фосфатная смесь (КН₂РО₄ и Na₂НРО₄×2Н₂О) для приготовления растворов со значениями рН от 5 до 8.

3. Борноборатная и боратнощелочная смесь (Na₂B₄O₇×10H₃BO₃; Na₂B₄O×10H₂O и NaOH) для приготовления буферных растворов со значениями рН более 8.

4. В качестве индикаторов по интервалам значений рН применяют следующие органические красители: метиловый красный при рН 4,4-6,0; бромтимоловый синий при рН 6,0-7,6; крезоловый красный при рН 7,6-8,2; тимоловый синий при рН 8,2-9,0.

5. Буферные растворы обычно готовят в пробирках, которые запаивают после приготовления шкалы. Точное значение рН в пробирках шкалы определяют электрометрическим методом. В продаже имеются готовые шкалы буферных растворов для определения рН.

6. рН-метр, электролитическая ячейка со стеклянными и хлорсеребряным электродами.

Общие сведения.Водородный показатель воды (рН) — величина, характеризующая активность или концентрацию ионов водорода и численно равная отрицательному десятичному логарифму этой активности или концентрации, выраженной в моль/дм 3 : рН = — lg a_H + = — lg C_H + , где a_H + — активность ионов водорода, Сн + — концентрация ионов водорода.

В воде концентрация ионов водорода определяется электролитической диссоциацией по уравнению: Н₂О Н + + ОН ¯ . В этом случае концентрация ионов водорода может быть рассчитана из константы равновесия процесса диссоциации:

где Сн + и Сон¯ — соответственно концентрации ионов водорода и гидроксильной группы, моль/дм 3 . Поскольку степень диссоциации воды очень мала, то, не внося значительной погрешности, можно считать концентрацию недиссоцииированых молекул воды постоянной величиной и объединить ее с К_д в одну постоянную:

В этом случае уравнение примет вид; К_w = Сн + Сон¯. Величина К_w, называется ионным произведением воды и является постоянной для данной температуры, так для 25°С K_w₌ 10 -14 .

Водородный показатель играет важную роль в определении качества воды, в речных водах его значение обычно колеблется от 6,5 до 8,5, в атмосферных осадках — от 4,6 до 6,1, в болотных водах — от 5,5 до 6,0, в воде океана от 7,9 до 8,3, в шахтных и рудных водах иногда достигает 1 ,0, а в воде содовых озер и термальных источников — 10,0. Концентрация ионов водорода подвержена сезонным колебаниям — зимой водородный показатель для большинства речных вод составляет 6,8-7,4, летом 7,4-8,2.

Концентрация ионов водорода имеет большое значение для химических и биологических процессов, протекающих в природных водах: от величины водородного показателя зависит развитие и жизнедеятельность водных растений, устойчивость различных форм миграции элементов, степень агрессивности воды по отношению к металлам и бетону и др.

Для определения водородного показателя (рН) применяют электрометрический или колориметрический метод. Электрометрический метод дает более точные результаты.

Определение рН воды.Потенциометрический (электрометрический) метод определения рН воды со стеклянным электродом наиболее универсален и точен. Приборы, измеряющие рН этим методом, называются рН-метрами. Большинство серийных рН-метров позволяет производить измерения с точностью 0,05-0,02 единицы рН в водах с широким диапазоном минерализации и содержащих окрашенные и взвешенные вещества.

Принцип действиярН-метра основан на измерении разности потенциалов, возникающих на границах между внешней поверхностью стеклянной мембраны электрода и исследуемым раствором с одной стороны и внутренней поверхностью мембраны и стандартным раствором кислоты с другой, поскольку внутренний стандартный раствор стеклянного электрода имеет постоянную активность ионов водорода, потенциал на другой поверхности мембраны не изменяется и измеряемая разность потенциалов определяется потенциалом, возникающим на границе внешней поверхности электрода и исследуемого раствора.

Измерения проводят относительно потенциала другого электрода, называемого электродом сравнения, В качестве последнего выбирают такой электрод, потенциал которого практически не зависит от активности ионов водорода, например каломельный, хлорсеребряный.

Наиболее распространенными типами рН-метров при измерении рН поверхностных вод являются «рН-121» и «рН-47М».

Общая схема измерения рН состоит из следующих операций. Проверяют и устанавливают так называемый «механический нуль» прибора перед его включением. Включают рН-метр, и после прогрева и установки «электрического нуля» проверяют и корректируют шкалу по двум-трем буферным растворам. Для этого в стакан с буферным раствором помещают стеклянный и каломельный (хлорсеребряный) электроды.

В стакан помещают термометр с ценой деления 0,1-0,5°С. К измерению приступают, убедившись, что на поверхности шарика стеклянного электрода нет пузырьков воздуха. Измерив рН буферного раствора, записывают его значение и спустя 2-3 мин. Повторяют измерение. Если значения рН совпадают, потенциал электрода считают установившемся и по инструкции к прибору проводят коррекцию шкалы. Затем аналогичные операции проводят со вторым и третьим буферными растворами.

После проверки и коррекции шкалы прибора стакан, электроды и термометр тщательно ополаскивают дистиллированной, а затем исследуемой водой. Последнюю наливают в стакан и измеряют рН таким же способом, как и в случае буферных растворов. Измерения повторяют 2-3 раза или больше с интервалами 2-3 мин. Последние два показания прибора должны быть одинаковыми.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1 Что такое водородный показатель рН?

2. Как можно рассчитать водородный показатель?

3. Какая реакция будет у воды при рН 10 и 5? Почему?

4. Каково значение рН природных вод?

5. Какие существуют методы для определения рН? Их точность?

6. Что такое рН-метр? Опишите принцип его действия.

7. Как определить рН воды электрометрическим методом?

источник

КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВОД
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ СУЛЬФАТ-ИОНОВ В ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОДАХ ГРАВИМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
ПНД Ф 14.1:2.240-07

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/куб. дм.

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/куб. дм), ионы железа (более 10 мг/куб. дм), 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.

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

¦ Диапазон измерений, ¦ Показатель ¦ Показатель вос- ¦ Показатель ¦

¦ мг/куб. дм ¦ повторяемости ¦ производимости ¦ точности ¦

¦ ¦ (относительное ¦ (относительное ¦ (границы ¦

¦ ¦ значение средне- ¦ среднеквадрати- ¦ относительной ¦

¦ ¦ квадратического ¦ ческого отклоне- ¦ погрешности ¦

¦ ¦ отклонения ¦ ния воспроизво- ¦ при вероятности ¦

¦ ¦ повторяемости), ¦ димости), ¦ P = 0,95), ¦

¦ ¦ сигма , % ¦ сигма , % ¦ +/- дельта, % ¦

¦ От 20 до 100 вкл. ¦ 10 ¦ 13 ¦ 30 ¦

¦ Св. 100 до 200 вкл. ¦ 8 ¦ 11 ¦ 23 ¦

¦ Св. 200 до 500 вкл. ¦ 7 ¦ 9 ¦ 18 ¦

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.

— 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 куб. см по ГОСТ 29227-91.

— Пипетки с одной отметкой вместимостью 50 куб. см 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 P = 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».

4.1. 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.

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

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 51592-2000 «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. Объем отбираемой пробы должен быть равен удвоенному объему, 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 утвержденной форме, в котором указывается:

— должность, фамилия отбирающего пробу, дата.

8.1.1. Приготовление раствора бария хлористого с массовой долей 10%

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

8.1.2. Приготовление раствора серебра азотнокислого с массовой долей 10%

2,50 куб. см нитрата серебра растворяют в 25 куб. см бидистиллированной воды и добавляют 0,25 куб. см концентрированной азотной кислоты.

Хранят в склянке из темного стекла до внешних изменений.

8.1.3. Приготовление раствора соляной кислоты (1:1)

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

8.1.4. Приготовление раствора соляной кислоты (1:50)

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

8.1.5. Приготовление 0,5%-ного раствора метилоранжа

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

8.1.6. Приготовление раствора аммиака с массовой долей 12%

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

Раствор хранят в полиэтиленовой посуде. Срок хранения 2 месяца.

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 куб. см/мин.

9.2. Для устранения мешающего влияния силикатов пробу воды требуемого объема помещают в стакан, добавляют 5 куб. см 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 куб. см раствора соляной кислоты 1:50, нагревают на плитке до начала кипения и добавляют 25 куб. см дистиллированной воды. Горячий раствор фильтруют и промывают фильтр 10 — 15 куб. см 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 куб. см 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 куб. см пробы, прибавляют 4 — 5 капель хлористоводородной кислоты (1:1) и 0,5 куб. см 10%-ного 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/куб. дм. При появлении сильной быстрооседающей мути ориентировочное содержание сульфат-ионов составляет от 100 до 500 мг/куб. дм.

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

Предполагаемое содержание
сульфат-ионов, мг/куб. дм

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

Массовую концентрацию сульфат-ионов X (мг/куб. дм) рассчитывают по

источник

Метод основан на осаждении сульфат-ионов хлоридом бария с последующим титрованием избытка ионов бария раствором трилона Б.

Во избежание влияния на результат определения солей жесткости параллельно проводят титриметрическое определение последних.

Чувствительность метода — 0,5 мг/дм 3 .

Диапазон определяемых значений — от 0,5 до 200 мг SО₄ 2- /л.

Комплектация рассчитана на проведение 100 определений.

Барий хлористый, стандарт-титр для приготовления раствора с концентрацией точно 0,02 г-экв./дм 3 — 2 шт.
Трилон Б, стандарт-титр для приготовления раствора с концентрацией точно 0,02 г-экв/дм 3 — 3 шт.
Буферный раствор по Уилсону (буферный раствор рН 9,5-10 с добавлением натриевой соли этилендиаминтетраацетата магния) — 1000 мл.
Эриохром черный Т в виде сухой индикаторной смеси — навеска 20 г
Кислота соляная, стандартный раствор с концентрацией точно 2,0 г-экв/дм 3 — 500 мл.
Натрия гидроксид, стандартный раствор с концентрацией точно 1,0 г-экв/дм 3 — 500 мл.
Реактивы, входящие в состав набора, проверяются на соответствие требованиям действующих стандартов и технических условий.

Поправочные коэффициенты на нормальность стандартных растворов находятся в пределах 1±0,003.

Необходимые для проведения анализа приборы и материалы:

Электрическая плитка с закрытой спиралью

Колбы мерные 2-1000-2 по ГОСТ 1770.
Колбы Кн-100 ТХС по ГОСТ 25336Е или
Цилиндры мерные вместимостью 25 и 100 см 3 по ГОСТ 1770
Пипетки измерительные градуированные на 1; 5 и 20 см 3 по ГОСТ 29227.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709 (обессоленная, конденсат).

Подготовка к проведению анализа.

Для приготовления раствора бария хлористого необходимо количественно перенести содержимое ампулы в мерную колбу, растворить примерно в 800-900 мл дистиллированной воды, хорошо перемешать и довести объем раствора до метки дистиллированной водой.

Время, затрачиваемое на проведение операции — около 20 минут.

Поправочный коэффициент для растворов, приготовленных из стандарт-титров, равен единице.

Готовый раствор перелить в емкости для хранения.

Для приготовления раствора трилона Б необходимо количественно перенести содержимое ампулы в мерную колбу, растворить примерно в 800-900 мл дистиллированной воды, хорошо перемешать и довести объем раствора до метки дистиллированной водой.

Время, затрачиваемое на проведение операции — около 20 минут.

Поправочный коэффициент для растворов, приготовленных из стандарт-титров, равен единице.

Готовый раствор перелить в емкости для хранения.

Время, затрачиваемое на проведение операции — около 15 минут.

Определение жесткости анализируемой воды

В коническую колбу вместимостью 100 см 3 помещают отмеренные пипеткой 20 см 3 анализируемой воды, добавляют 5 см 3 буферной смеси, около 0,1 г сухой индикаторной смеси и медленно, при постоянном перемешивании, титруют раствором трилона Б до перехода фиолетовой окраски раствора в чисто-синюю.

Количество пошедшего на титрование раствора трилона Б (в мл) равно жесткости воды Ж_о (в мг-экв./л).

В коническую колбу вместимостью 100 см 3 помещают отмеренные пипеткой 20 см 3 анализируемой воды, добавляют 1 см 3 раствора соляной кислоты, отмеренные пипеткой точно 15 см 3 раствора хлорида бария. омывают стенки колбы из промывной склянки небольшим количеством воды и помещают на плитку. Раствор кипятят в течение 5-7 мин., охлаждают и нейтрализуют пробу раствором гидроксида натрия до рН около 4 по универсальной индикаторной бумаге.

К полученному раствору с осадком сульфата бария прибаляют 5 см 3 буферной смеси, около 0,1 г сухой индикаторной смеси и медленно, при постоянном перемешивании, титруют раствором трилона Б до перехода фиолетовой окраски раствора в чисто-синюю.

Содержание сульфатов в воде (мг/дм 3 ) вычисляют по формуле:

V₁ — количество прибавленного раствора бария хлористого концентрации точно 0,02 г-экв./дм 3 , см 3 ;
Ж_о — жесткость анализируемой воды, мг-экв./дм 3 ;
V₂ — количество раствора трилона Б концентрации точно 0.02 г-экв./дм 3 , пошедшего на титрование осажденной пробы, см 3 ;
V — объем пробы, взятый для анализа, см 3 ;
48 — эквивалентная масса сульфат-иона.

При определении больших концентраций сульфата следует брать для осаждения 20 см 3 раствора хлорида бария.

Допустимые расхождения между повторными определениями сульфатов:

3-5 мг/дм 3 если их содержание не превышает 25 мг/дм 3 ;
5-10 мг/дм 3 если их содержание в интервале 25-300 мг/дм 3 ;
3 отн%. при более высоких концентрациях.

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

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

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).

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.

— 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

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».

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.

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.

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