1.Теми та завдання для домашньої підготовки

1. Чим обумовлена розчинність газів в природних водах. Сформулювати закон Генрі. Розрахувати розчинність газу забруднювача NO у природній воді, якщо його концентрація у повітрі досягла 50 млн^-1 (температура 25 ^оС, тиск 1 атм).

2. Навести дані щодо вмісту кисню у природній воді. Яким лабораторним способом провадиться вимір розчиненого у воді кисню (навести рівняння хімічних реакцій)?

3. Що таке БСК?

4. Навести розрахунок розчинності O₂ (в мг/л ) у природній воді при 1 атм та 25 ⁰С.

Теоретичні відомості

Вміст кисню у воді має велике значення при оцінці якості поверхневих вод, деяких стічних вод, при оцінці і контролі роботи станцій біологічного очищення й ін. Вміст кисню у воді коливається від 6 до 10 мг/л, рідко перевищуючи 15 мг/л. Визначення розчиненого у воді кисню проводиться по йодометричному методу Вінклера, що заснований на здатності гідроксида марганцю (II) окислятися в лужному середовищі в сполуки вищого ступеня окислювання, кількісно зв'язуючи розчинений у воді кисень. Процес зв'язування кисню виражається рівняннями:

MnCl₂ + 2NaOH = 2NaCl + Mn(OH)_2;

Mn²⁺ + 2OH- + ½O₂ —> MnO₂(s) + H₂O.

Процес включає йодометричне титрування та описане рівняннями:

MnO₂ + 4H⁺ + 2I ——> I₂ + Mn²⁺ + 2H₂O;

I₂ + Na₂S₂O₃ —> Na₂S₄O₆ + 2NaI.

Режим розчиненого кисню сильно впливає на життя водяного об'єкта. Мінімальна концентрація розчиненого кисню, необхідна для нормального розвитку риби, складає близько 5 мг/л. Зниження її до 2 мг/л викликає їхню масову загибель. Несприятливо і пересичення води киснем. ГДК кисню - не менш 4 мг/л.

Визначення розчиненого у воді кисню. Експериментальна частина

1. Приготування і встановлення нормальності розчину тіосульфату за дихроматом калію

З рівняння реакції взаємодії йоду і тіосульфату натрію випливає, що:

= 248,2 г/моль.

Розрахуйте наважку тіосульфату натрію, необхідну для приготування 0,5 л 0,05 н. його розчину. Наважку візьміть на технічних терезах, розчиніть її у 500 мл дистильованої води і ретельно перемішайте розчин.

Приготуйте 250 мл 0,05 н. стандартного розчину дихромату калію. Для цього розраховану його наважку зважте на аналітичних терезах, розчиніть і кількісно перенесіть у мірну колбу, доведіть об’єм розчину до риски і ретельно перемішайте.

Для встановлення нормальності тіосульфату натрію в колбу для титрування внесіть 15 мл відміряного циліндром 10%-вого розчину йодиду калію і 20–25 мл 2 н. розчину сірчаної кислоти. Туди ж піпеткою додайте 10 мл приготовленого перед цим 0,05 н. розчину дихромату калію. Залиште суміш у темряві на 5 хв. Далі титруйте розчин тіосульфатом натрію до тих пір, поки забарвлення з темно-бурого не стане світло-жовтим, а потім додайте 2–3 мл крохмалю. Дотитруйте розчин до переходу темно-синього забарвлення у світло-зелений, зумовлений присутністю іонів хрому (ІІІ). Розрахуйте нормальність тіосульфату за відомою формулою.

Приготування реактивів. Реактиви Вінклера.

Розчиняють 210м хлористого марганцю MnCl₂·4H₂O х.ч. у дистильованій воді і доводять об'єм до 500 мл. Якщо розчин мутний, його варто профільтрувати. Можна використовувати і MnSO₄  4H₂O у кількості 200 г. Лужний розчин йодистого калію KI + NaOH готують так: 75м KI розчиняють у 50 мл дистильованої води, а потім змішують з розчином, що складається з 250м NaOH і 150-200мол дистильованої води, після чого загальний об'єм доводиться водою до 500 мл. При відсутності NaOH можна застосовувати KOH (350г), а замість KI можна застосовувати NaІ (68г).

Сірчана кислота (1:3) чи концентрована фосфорна кислота (85 %).

0,2 % розчин крохмалю (свіжоприготовлений).

Тіосульфат натрію, Na₂S₂O₃5 H₂O, 0,01н (чи 0,002н).

K₂Cr₂O₇, 0,01н для установки титру тіосульфату натрію.