3 Расчёты, описание, обсуждение результатов опытов, выводы

Массовую концентрацию общего железа находят по градуировочному графику.

Для построения градуировочного графика в ряд мерных колб вместимостью 50 см³ налить: 1,0; 2,0; 5,0; 10,0; 15,0; 20,0 см³ рабочего раствора; довести до метки дистиллированной водой; перемешать и анализировать, как исследуемую воду.

Получают шкалу растворов соответствующих массовых концентраций железа: 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 мг/дм³.

Строят градуировочный график, откладывая по оси абсцисс массовую концентрацию железа, а по оси ординат соответствующие значения оптической плотности.

Массовую концентрацию железа (X) в анализируемой пробе в мг/дм³ с учетом разбавления вычисляют по формуле

,

где С – концентрация железа, найденная по градуировочному графику, мг/дм³;

V – объем воды, взятый для анализа;

50 – объем, до которого разбавлена проба, см³.

В выводах по проведенной работе должны быть отражены:

1) оценка уровня содержания железа в анализируемой воде по сравнению с нормативом;

2) необходимость очистки анализируемой воды и опасность (безопасность) для окружающей среды.

4 Контрольные вопросы

1 Назовите главные источники поступления тяжёлых металлов в окружающую среду.

2 Назовите наиболее важные источники поступления биогенных элементов в природные воды.

3 Как влияют тяжёлые металлы на растения?

4 Как влияют тяжёлые металлы на организм человека?

5 Назовите формы содержания железа в природных водах в зависимости от условий.

6 ПДК железа в водных объектах.

Лабораторная работа №5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХЛОРИД-ИОНОВ В СТОЧНЫХ ВОДАХ

1 Теоретическая часть

Самым распространённым из галогенов является хлор, который содержится в биосфере в макроколичествах, тогда как фтор, бром, йод являются микроэлементами. Галогены в природных условиях играют важную роль в биохимических процессах. Их анионы подвижны в земной коре.

Химия соединений хлора в биосфере сравнительно проста. Практически все встречающиеся в почвах хлориды легко растворимы: NaCl, KCl, CaCl₂, MgCl₂. Растворимы также хлориды большинства микроэлементов, за исключением хлоридов серебра и ртути. Уровни содержания хлоридов колеблются в широких пределах: от 1-10 мг/кг в почвах гумидных областей до нескольких процентов в засоленных почвах.

В природной обстановке хлориды в значительных количествах накапливаются только в засоленных почвах преимущественно в регионах с аридным климатом. Однако широкое применение хлорида натрия для очистки автострад от снега и льда и в других технических целях привело к тому, что в условиях влажного климата хлорид-ион стал входить в число наиболее распространённых загрязняющих веществ.

Максимальное содержание хлорид-иона обычно наблюдается как на разделительной полосе, так и на обочинах дорог, где сосредоточено около половины всей массы загрязняющих веществ, и может составлять примерно от 500 до нескольких тысяч микрограммов на 1 г почвы. Однако хлорид-ионы относительно быстро выщелачиваются атмосферными осадками.

В составе природных вод хлор относится к главным ионам или макрокомпонентам наряду с такими ионами, как SO₄^2-, HCO₃^-, CO₃^2-, Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺.

Главные ионы характеризуются хорошей растворимостью их соединений в воде.

Макрокомпоненты в природные воды поступают при выщелачивании горных пород и почв, а также в результате производственной деятельности человека. Растворение горных пород значительно возрастает под воздействием кислых вод, особенно болотных с высоким содержанием органических веществ.

Почвы сильно влияют на химический состав фильтрующих вод: повышается минерализация маломинерализованных атмосферных осадков, изменяется ионный состав воды, возрастает способность растворов растворять минералы.

Хорошая растворимость многих природных соединений макрокомпонентов обусловливает их миграцию преимущественно в ионной форме. Простые ионы, как правило, свойственны маломинерализованным водам. Комплексобразование для макрокомпонентов природных вод сравнительно мало характерно, поскольку все они – слабые комплексообразователи.

Содержание хлоридов в водных объектах, используемых для хозяйственно-питьевых целей не должно превышать 350 мг/м³, а для культурно-бытовых целей нормируется по показателю привкусы.

От химического состава растворённых в воде примесей зависит её вкус (талица 1).

Таблица 1 – Предельная концентрация солей, вызывающих вкусовые ощущения

Соль	Концентрация соли, мг/л
	Вкус еле ощутимый, неопределённый	Вкус, воспринимаемый как неприятный
NaCl	150	500 (солёный)
MgCl2	100	400 (горький)
KCl	350	700 (горький)
MnCl2	2,0	4,0 (болотный)
FeCl2	0,3	0,5 (болотный)

Самые жёсткие требования необходимо предъявлять к санитарному состоянию воды, используемой в животноводстве, поскольку заражение животных через воду и развитие эпизоотий причиняют огромный ущерб народному хозяйству. Вода, применяемая для поения животных, согласно нормативам, не должна уступать качеству питьевой воды, однако требования, предъявляемые к органолептическим свойствам, могут быть несколько снижены. ПДК хлоридов в воде, предназначенной для поения скота в зависимости от видов и возрастных групп изменяется от 350 до 2000 мг/л.

В водоёмах хлориды имеют сильную степень токсичности для рыбы. ПДК хлоридов в водных объектах рыбохозяйственного назначения 100 мг/г.

Хлориды почти всегда в тех или иных количествах присутствуют в природных водах. Рост содержания ионов хлора в природной воде, как правило, определяется сбросом в неё сточных вод промышленных предприятий. Хлорид-ионы содержатся в сточных водах в виде соляной кислоты и солей металлов этой кислоты, а также в виде других соединений. Так, хлориды являются одним из основных загрязнителей, присутствующих в сточных водах нефтеперерабатывающих заводов (таблица 2).

Таблица 2 – Усреднённые данные по загрязнению сточных вод

Загрязнитель сточных вод	Концентрация, мг/л
	После очистки на НПЗ	Норма для биоочистки	Норма для водоёмов
Хлориды	540	до 340	300

Солесодержащие сточные воды (стоки ЭЛОУ) с большой концентрацией растворённых солей (в основном хлористого натрия) поступают от электрообессоливающих установок и сырьевых потоков. К ним относятся и дождевые воды с территории указанных объектов. Содержание солей в водах в основном зависит от качества нефтей.

Хлориды определяются путём титрования анализируемой пробы нитратом ртути (II). Хлорид-ионы образуют с ионами ртути (II) чрезвычайно малодиссоциированный хлорид ртути (II). В качестве индикатора применяют дифенилкарбазон, который в азотнокислой среде при рН = 2,5-0,1 с ионами ртути (II) образует окрашенное в фиолетовый цвет комплексное соединение.