3.6. Растворенные газы (углекислый газ, сероводород, кислород)

3.6.1. Углекислый газ

Углекислый газ – источник углерода для растений, без которого не было бы жизни в воде. Однако слишком высокие концентрации его угнетают жизненные процессы. Углекислый газ оказывает существенное влияние на концентрацию водородных ионов. Кроме того, он является важным фактором круговорота углерода в природе. В реках и озерах концентрация углекислого газа редко превышает 20–30 мг/л. Максимум его бывает в конце зимы.

Присутствие в пресных водоемах растворенного СО₂ обусловлено биохимическими процессами окисления органических веществ, содержащихся в водоемах и в почве, а также дыханием водных организмов и выделением его при геохимических процессах.

Сущность метода

Содержание углекислоты определяют титрованием 0,1 н раствором NaOH в присутствии фенолфталеина до появления розовой окраски раствора, соответствующей окраске стандартного раствора сравнения, рН которого по фенолфталеину равен 8,4:

NaOH + CO₂ = NaHCO₃ (19)

Реактивы и оборудование

• коническая колба на 250 мл;

• дистиллированная вода;

• 10% раствор NаОН;

• 0,1% раствор фенолфталеина.

Проведение анализа

Для приготовления раствора сравнения в колбу наливают 200 мл дистиллированной воды, прибавляют 0,5 мл 10% раствора едкого натра и 0,2 мл разбавленного (0,1%) раствора фенолфталеина.

Концентрацию растворенного углекислого газа определяют по формуле

х = , (20)

где х  концентрация углекислого газа; Vх  объем NaOH, пошедший на титрование, соответственно; N  нормальность раствора NaOH; V  объем исследуемой воды, взятой на титрование, мл.

3.6.2. Сероводород

Сероводород встречается в основном в подземных водоисточниках, образуясь в результате восстановления и разложения некоторых минеральных солей, в поверхностных водах он почти не встречается, так как легко окисляется. Появление его в поверхностных источниках является следствием протекания гнилостных процессов или сброса сточных вод.

Сущность метода

Содержание сероводорода определяют колориметрически, используя реакцию сероводорода с ацетатом или нитратом свинца, в результате которой образуется осадок черного цвета PbS. В щелочной среде осадок растворяется. Интенсивность окрашивания раствора сравнивают со шкалой.

Приблизительно содержание сероводорода определяют с реактивом Каро (Приложение 4). При добавлении реактива Каро окраска раствора изменяется от светло-зеленой до интенсивно синей, в зависимости от концентрации сероводорода.

Реактивы и оборудование

• щелочной раствор соли свинца (к 5% раствору нитрата или ацетата свинца добавить порциями 10% раствор щелочи до растворения образующегося осадка, затем ввести еще 25 мл);

• стандартный раствор сульфида натрия, содержащий 1 мг H₂S/мл, (растворить 0,705 г кристаллического химически чистого сульфида натрия в 1 л дистиллированной воды), раствор нестойкий;

• шкала стандартных растворов. В пробирки добавляют 1, 2, 3, 4 и 5 мл стандартного раствора сульфида натрия. Затем доводят объем до 20 мл щелочным раствором соли свинца.

Проведение анализа

В пробирку наливают 10 мл исследуемой воды и прибавляют 3 мл реактива Каро. В зависимости от содержания сероводорода в воде окраска изменяется от светло-зеленой до интенсивно-синей. Параллельно к 10 мл дистиллированной воды прибавляют 3 мл реактива Каро и сравнивают полученную окраску с окраской исследуемой воды. Содержание сероводорода определяют по табл.3.2

Таблица 3.2

Приближенное определение сероводорода

Окраска раствора	Содержание сероводорода, мг/л
При рассматривании сверху отсутствует	0,03
При рассматривании сверху светло-зеленая	0,06
Через 2 минуты при рассматривании сбоку разницы с контрольной пробиркой нет, сверху зеленоватая	0,1
Через 1 минуту при рассматривании сбоку – слабая светло-зеленая	0,2
Через ½ мин – светло-зеленая	1,0
Через ½ мин – зелено-синяя	2