6. Титриметричне визначення хлорид- та сульфат-іонів в природній воді

Титриметричне визначення хлоридів аргентометричним методом Мора грунтується на утворенні осаду хлориду срібла в нейтральному або слабколужному середовищі (рН 7 – 10): Сl^-+Ag⁺↔AgCl

Для встановлення точки кінця титрування як індикатор використовують хромат калію, який утворює червоний осад хромату срібла з надлишком срібла: CrO₄^2- + 2Ag⁺↔Ag₂CrO₄

Хлорид срібла (K_sp =1,78∙10^-10) є менш розчинним порівняно з хроматом срібла (K_sp = 1,1∙10^-10) :

Тому при додаванні титр анту AgNO₃до розчину, що містить хлорид- і хромат-йони, першим буде випадати осад AgCl.Ag₂CrO₄ випаде в осад лише після повного зв’язування хлориду.

Даний метод застосовується для визначення хлоридів при їх концентрації 2 - 1000 мг/л. Вміст хлоридів у прісних поверхневих природних водах зазвичай становить від 1 до 200 мг/л.

Заважаючий вплив:

• Йони Br^-, I^-, CN^-, SO₃^2-, S^2-. Ціаніди, сульфіти, сульфіди розкладають перексидом водню в лужному середовищі.

• Залізо при вмісті > 10 мг/л та фосфати при вмісті > 25 мг/л

Титриметричне визначення сульфат-іонів ґрунтується на їх взаємодії з іонами Pb²⁺ з утворенням малорозчинного осаду PbSO₄ (K_sp=1,6∙10^-8). Як індикатор використовують дитизон, який в точці еквівалентності змінює свій колір від синьо-зеленого до червоно-фіолетового внаслідок утворення дитизонату свинцю.

Для зменшення розчинності осаду PbSO₄ та для розчинення дитизонату свинцю титрування проводять у водно-спиртовому або водно-ацетоновому середовищі.

Даним методом можна визначати сульфат-іони при їх концентрації від 10 мг/л і більше. Середній вміст сульфат – йонів у прісних поверхневих природних водах 3 - 250 мг/л.

Заважаючий вплив:

• Йони важких металів, які утворюють з дитизоном забарвлені комплексні сполуки: Zn, Fe, Mn, Cu, Cd, Cr, Niі т.д. Для їх вилучення пробу води перед аналізом збовтують з катіонітом КУ-2 в Н⁺ формі (RH). При цьому іони металів поглинаються катіонітом за схемою: Me²⁺+2RH=R₂Me+2H⁺

Визначенню заважають іони металів, які утворюють з дитизоном забарвлені комплексні сполуки. Для їх вилучення пробу води перед аналізом збовтують з катіонітом КУ-2 в Н⁺ формі (RH). При цьому іони металів поглинаються катіонітом:

• Фосфати, але оскільки їх вміст в природних водах набагато менший порівняно з сульфатами, тому їх впливом нехтують

7. Фотометричне визначення розчинних форм силіцію у природній воді.

Силіцій є постійним компонентом природних вод. Це пов’язано в першу чергу з великою поширеністю сполук силіцію в гірських породах, і лише їх мала розчинність у воді пояснює низький вміст Si у воді. Головним джерелом сполук силіцію в природних водах є процеси хімічного вивітрювання і розчинення кремнійвмісних мінералів, наприклад, алюмосилікатів. Значні кількості силіцію поступають в природні води в процесі відмирання наземних і водних рослинних організмів, з атмосферними опадами, а також зі стічними водами підприємств, що виробляють керамічні, цементні, скляні вироби, силікатні фарби, кремнійорганічний каучук та ін. Форми сполук, в яких знаходиться силіцій в розчині дуже різноманітні і міняються залежно від мінералізації, складу води і значень рН. Частина Si знаходиться в істинно розчиненому стані у вигляді силіцієвої кислоти і полісиліцієвих кислот. Інша частина Si знаходиться в колоїдному стані та у вигляді зависей, наприклад гідратований SiO₂, силікат заліза та алюмосилікати.

Одним з найбільш поширених методів визначення вмісту силіцію в природних водах є фотометричний метод визначення у вигляді жовтої силіцій-молібденової гетерополікислоти (ГПК), яка утворюється при взаємодії реакційно здатних мономерних форм силіцієвої кислоти з молібдатом амонію в кислому середовищі. Інтенсивність забарвлення розчину пропорційна концентрації силіцію, яку знаходять за градуювальним графіком. Мінімальна концентрація сполук силіцію, яку можна визначити цим методом, дорівнює 1 мг SiO₂/л або 0,5 мг Si/л .

Утворення «жовтих» (окиснених форм) молібдосиліцієвих ГПК у 0,15-0,17 н. H2SO4 при нагріванні реакційної суміші до 80°С відбувається за наступною реакцією:

HSiO₃^- + 12MoO₄^2- + 24 H⁺ = HSiMo₁₂O₄₀^3- + 12 H₂O

«Сині» молібдосиліцієві ГПК утворюються в розчині в присутності відновників сильної та середньої сили (Sn²⁺, N₂H₄·H₂SO₄,аскорбінова кислота,метол) за таким рівнянням:

H_x[SiMo₁₂^VIO₄₀]^(4-x)- + 4 + H⁺ = H_x+4[SiMo₄^VMo₈^VIO₄₀]^(4-x)-,

де x = 0-3.

Заважаючі речовини:

• Відновники (Fe²⁺, SO₃^2-, феноли та інш.) – усувають додаванням персульфату амонію.

• Фториди – усувають взаємодією з борною кислотою

• Фосфати – усувають винною кислотою

• Fe³⁺ при концентрації > 20 мг/л

• Fe²⁺ + (NH₄)₂S₂O₈ → Fe³⁺ + (NH₄)₂SO₄ + SO₄^2-;

• 4НF + H₃BO₃ = H[BF₄] + 3H₂O

• H₃PO₄ + 12(NH₄)₂MoO₄ + 24 HNO₃ = H₃[P(Mo₃O₁₀)₄] + 24 NH₄NO₃ + 12 H₂O