книги из ГПНТБ / Шишкина, Л. А. Гидрохимия учебное пособие

вазелина, а на бескрановых бюретках поставить новые резиновые трубки. Следует проверить наконечник бюретки, отверстие кото­ рого должно быть настолько узкое, чтобы объем капли не превы­ шал 0,03 мл, а скорость вытекания жидкости из бюретки при полностью открытом кране была не более двух минут.

Подготовленную к калибровке бюретку устанавливают в шта­ тиве совершенно вертикально и заполняют дистиллированной во­ дой до нулевой метки. Установив положение мениска и обтерев кончик бюретки для удаления приставшей к нему воды, подстав­ ляют под краник предварительно взвешенный весовой стаканчик емкостью не менее 100 мл. Затем поворачивают кран (у бескра­

0,5 см от черты, соответствующей 5 мл, кран закрывают и выжи­ дают 30 с, а затем устанавливают мениск точно на черте 5 мл. Стаканчик закрывают притертой крышкой и взвешивают на анали­ тических весах. В поставленной около бюретки колбе с водой из­ меряют температуру воды при взвешивании. После этого бюретку вновь наполняют водой до нулевой отметки, подставляют тот же стаканчик (уже со взвешенной водой) и сливают следующий ин­ тервал 0— 10 мл. Затем взвешивают бюкс с водой, измеряют тем­ пературу, вновь наполняют бюретку и т. д.

Последняя масса стаканчика с водой является начальной для расчета. Произведя из нее вычитание предыдущей массы, полу­ чим массу воды данного интервала и т. д.

После расчета массы каждого интервала бюретку вновь кали­ бруют. Расхождение в массах воды при параллельных калибров­ ках не должно превышать 0,005 г. Поправку для каждого интер­

где V — отсчет по бюретке (калибруемый интервал), остальные

обозначения прежние.

Простые и автоматические бюретки калибруют в интервалах 0—5, 0— 10, 0— 15, 0—20 и т. д. Интервалы калибровки микробю­ реток 0— 1, 0—2, 0—3, 0—4 и т. д. При калибровке микробюретки требуют особенного внимания: при параллельных взвешиваниях объемов воды, слитых из микробюретки, расхождение масс не должно превышать 0,0005 г.

В бюретках с шаром сначала определяют объем шара, а потом градуированную часть. Морские бюретки (Кнудсена и ГОИНа) ка­ либруют через 4 мл, т. е. через два целых деления (0—2, 0—4, 0—6 и т. д.). Следует помнить, что у этих бюреток 1 мл соответ­ ствует 0,5 деления, поэтому найденные поправки следует разде­ лить на два.

Каждая бюретка должна иметь свой номер, а данные кали­ бровки записывают в журнал (табл. 16).

110

На миллиметровой бумаге по данным калибровки вычерчивают калибровочную кривую (по вертикали откладывают интервалы, а по горизонтали — поправки), по которой составляют табличку поправок «от» и «до» (рис. 40).

мл

-0,04-0,02 0 0,02 0,04

Поправка, мл

Рис. 40. Калибровочная кривая.

§ 7. Реактивы и растворы

Для приготовления растворов в гидрохимической практике поль­ зуются рядом исходных реактивов. Номенклатурный список реак­ тивов определяется объемом работы лаборатории.

Исходные реактивы, выпускаемые промышленностью, по агре­ гатному состоянию подразделяются на твердые (кристаллические), жидкие и газообразные. По назначению реактивы бывают:

ленных работ.

В зависимости от квалификации (по чистоте) реактивы де­ лятся на химически чистые (х. ч.), чистые для анализа (ч. д. а),

111

чистые (ч.), технические (техн.) и очищенные (оч.). Кроме того, выпускаются реактивы и особой чистоты (ос. ч.), высшей очистки (в. оч.) и спектрально чистые (сп.ч.).

Эта квалификация утверждена ГОСТом и указывается на эти­ кетках. Для гидрохимических анализов следует применять реак­ тивы только высокой квалификации (не ниже «х. ч.» и «ч. д. а.»), реактивы низкой квалификации могут быть применимы только для технических целей, например для мойки посуды.

Для успешной и безопасной работы в гидрохимической лабора­ тории необходимо строго соблюдать правила хранения реактивов. Исходные реактивы следует хранить в специально отведенных для

Хранить реактивы надо только в стеклянной или полиэтилено­ вой таре с притертыми пробками. Можно пользоваться и завинчи­ вающимися пластмассовыми крышками. Недопустимо хранение ре­ активов в открытой таре или посуде, закрытой бумажными или

марганец и др.), пробки и крышки должны быть покрыты защит­ ной парафиновой пленкой. Реактивы, разлагающиеся под воздей­ ствием света, хранят в банках из оранжевого стекла. При отсут­ ствии таких банок сосуд с реактивом оклеивают черной фотобума­ гой. При отборе реактивов следует пользоваться только роговыми, фарфоровыми или стеклянными шпателями и ложечками.

Приготовление растворов. В гидрохимических лабораториях применяют главным образом водные, кислотные и некоторые спир­ товые растворы. По концентрации в основном применяют растворы нормальные и процентные.

По точности концентрации растворы бывают точные (стандарт­ ные) и рабочие. Рабочие растворы применяют для непосредствен­ ного выполнения анализа, а точные — для проверки рабочих рас­ творов и определения поправочного коэффициента к ним.

Все растворы приготавливают только на дистиллированной воде, а для точных растворов необходима вода двойной (биди­ стиллят) и даже тройной перегонки. Для получения бидистиллята в лабораторных условиях удобно пользоваться самостоятельно смонтированной перегонной установкой, устройство которой хо­ рошо видно на рис. 41 (1). В нагревательную колбу наливают ди­

стиллированную воду и производят повторную дистилляцию. Равная по качеству бидистилляту, деминерализованная вода

может быть получена с помощью лабораторного деминерализатора на ионитовых фильтрах (рис. 41). Для получения воды высокой чи­ стоты ее пропускают через ионообменные колонки со специальным подбором фильтров, при необходимости по нескольку раз.

Для приготовления точных растворов исходные реактивы, не­ смотря на высокую точность квалификации, должны пройти допол­

112

без потерь переносят в калиброванную мерную колбу. Бюкс, в ко­ тором производилось взвешивание, 5—6 раз ополаскивают бидистиллированной водой, которую сливают в ту же. мерную колбу. Затем в колбу наливают бидистиллированную воду примерно до половины ее объема, помешивают содержимое кругообразным дви­

жением колбы (палочкой поме­ шивать нельзя) и дают веще­ ству полностью раствориться.

вески. Для этого массу точной навески, рассчитанную на маркиро­ ванную колбу, необходимо умножить на поправочный коэффициент (а потом отвесить)

2. Рассчитать для отвешивания массу навески при приготовлении раствора бихромата калия. Точная масса навески 0,9808 г, раствор будет приготавливаться

114

сполоснув склянку приготовленным раствором), тщательно закры­ вают пробкой и надевают сверху стеклянный пришлифованный колпачок (при его отсутствии можно закрыть поверх притертой пробки тугим резиновым колпачком) или заливают парафином.

Техника приготовления рабочих растворов в принципе не отли­ чается от приготовления точных растворов, за исключением того, что вещество взвешивается обычно на технохимических весах и поправочный коэффициент не вычисляется. Рабочие растворы при­ готавливают обычно в больших количествах (в зависимости от объема работы) и хранят в специальных сосудах емкостью 3, 5, 10 л и более.

Сосуды для растворов, разлагающихся на свету, должны быть из оранжевого стекла или оклеены черной фотобумагой. На всех сосудах с приготовленными растворами должны быть этикетки с указанием наименования раствора, его концентрации, поправоч­ ного коэффициента, даты приготовления и фамилии приготовив­ шего раствор.

Приклеивать этикетки лучше всего декстриновым клеем или клеем для фотографии. Для сбережения этикеток (особенно в су­ довых условиях) их необходимо покрыть специальным этикеточ­ ным лаком или лаком для живописи. Для этого наклейную эти­ кетку покрывают сначала тонким слоем крахмального клейстера,

акогда он хорошо высохнет, кистью наносят тонкий слой лака. Вместо лака этикетку можно покрывать парафином. Для этого

тонким слоем расплавленного парафина при помощи кисточки.

В судовых условиях часто приходится пользоваться готовыми навесками. Навески заготавливают в стационарных лабораториях в процессе подготовки к экспедиционным работам. Для этого в су­ хие чистые пробирки или ампулы отвешивают необходимое коли­ чество перекристаллизованного и высушенного вещества, после чего пробирки с навесками запаивают или закрывают чистыми, хорошо подогнанными резиновыми пробками. Навески для рабо­ чих растворов могут упаковываться в пакетики из кальки и перга­ мента с последующей укладкой в банку с пробкой или крышкой. Навески должны иметь этикетки с указанием массы вещества, количества и нормальности раствора, для которого приготовлена навеска, даты приготовления и фамилии приготовившего навеску.

Перед приготовлением раствора с ампулы снимают эти­ кетку, споласкивают снаружи дистиллированной водой и вытирают

115

фильтровальной бумагой насухо. Затем ампулу вскрывают, навеску высыпают в чистый стакан и растворяют дистиллированной водой (бидистиллятом).

Запаянную ампулу вскрывают с помощью трехгранного напильника, кото­ рым производится круговой надрез ампулы. Затем к надрезу прикасаются на­ гретой стеклянной палочкой, в результате чего образуется круговая трещина и ампула легко разламывается.

Дистиллированную воду сливают в мерную колбу, а ампулу еще 5—6 раз споласкивают дистиллированной водой, каждую пор­ цию которой сливают в мерную колбу. После этого уровень рас­ твора в мерной колбе доводят до метки.

В продаже имеются наборы готовых навесок в ампулах — фиксаналов наиболее используемых веществ (бихромат калия, со­ ляная кислота), но следует иметь в виду, что точные растворы, полученные из фиксаналов, менее точны, чем правильно приго­ товленные растворы из перекристаллизованной соли. Поэтому фиксаналом следует пользоваться только в том случае, если при­ готовление раствора из перекристаллизованной соли вызывает затруднение.

§ 8. Судовая гидрохимическая лаборатория

Судовые гидрохимические лаборатории размещают в специ­ ально отведенных для этого помещениях на научно-исследователь­ ских судах (НИС). Рациональное оборудование судовой лабора­ тории имеет большое, а подчас и решающее значение для ус­ пешного выполнения гидрохимических работ в экспедиционных условиях.

Работа в судовых условиях резко отличается от работы в ста­ ционарной береговой лаборатории и имеет свои особенности. По­ этому работникам, не имеющим морской практики, не знакомым с условиями аналитических работ в море, не знающим океанологии и методики работы с гидрологическими приборами, трудно учесть специфику морских гидрохимических работ и успешно проводить гидрохимические исследования.

Основные особенности работы в судовых условиях заключаются

вследующем.

1.На судах, особенно на малотоннажных, площадь гидрохими­ ческой лаборатории сильно ограниченна. Следовательно, в этих ус­ ловиях надо проявить максимум изобретательности, чтобы рацио­ нально оборудовать судовую лабораторию, в которой должна быть обеспечена сохранность оборудования и требуемая точность вы­ полнения анализов.

2.Если при работе в береговой лаборатории все оборудование располагается свободно, без крепления, то в судовой лаборатории крепление исключительно всего оборудования является основной особенностью работы.

118

3. Вся гидрохимическая работа в море выполняется на качаю­ щемся судне, поэтому гидрохимику необходимо обладать хоро­ шими мореходными качествами, аккуратностью, внимательностью и ловкостью, чтобы в сложных судовых условиях уметь работать со стеклянной посудой, растворами и обеспечивать при любых усло­ виях необходимую точность анализа.

4. Судовая лаборатория во время работы обычно оторвана от базы на длительное время и тем самым исключается возможность замены вышедшей из строя посуды, оборудования и аппаратуры. Поэтому надо тщательно подготовиться к экспедиционным рабо­ там. предусмотреть запасной комплект самого необходимого, про­ явить большую собранность и бережливость в работе.

Все эти особенности необходимо учитывать при размещении и оборудовании судовой лаборатории и при подборе кадров для ги­ дрохимических работ в море.

Помещение лаборатории. По возможности лабораторию следует

располагать в средней части судна (где меньше всего ощущается качка), в палубных надстройках, что исключает хождение со склян­ ками по крутым трапам. Вблизи лаборатории должна находиться стойка для батометров. Если есть возможность, то стойку для ба­ тометров лучше навесить в помещении самой лаборатории, тогда вся работа по отбору и фиксации проб будет производиться без выхода на палубу, что способствует большей точности и быстроте, особенно в холодное время года.

Площадь лаборатории определяется размерами судна, но жела­ тельно не менее 7— 12 м2. Помещение должно быть светлым с доста­ точным количеством иллюминаторов или световых люков. .

Лаборатория должна иметь отопление и вентиляцию (при воз­ можности кондиционированный воздух) для обеспечения равно­ мерной температуры воздуха (18—20°С).

Освещение лаборатории дневное естественное, в темное время

суток электрическое с применением ламп дневного света. Кроме общего потолочного освещения, освещаются отдельные рабочие ме­ ста. Абажуры на лампочках матовые или из молочного стекла. В лаборатории обязательно должно быть аварийное освещение на аккумуляторах.

Электро- и водоснабжение. Электроснабжение должно обеспечи­

вать работу всех электрических и нагревательных приборов. Энер­ готочки располагают так, чтобы создать наибольшие удобства в ра­ боте. Для всех приборов оборудуются специальные места, имею­ щие огнеупорное покрытие.

В лабораторию обязательно подводят пресную и забортную воду. Рядом с фаянсовой раковиной-отливом устанавливают бу­ тыль с дистиллированной водой. Крепление бутыли должно быть надежным и удобным для ее снятия и постановки. Тут же крепят и полку для сушки посуды. Очень удобна для этой цели комби­ нированная полка (рис. 43).

При отсутствии на судне перегонного куба или деминерализа­ тора дистиллированную воду необходимо запасать на стоянке,

119

Запас дистиллята определяется количеством анализов и длитель­ ностью рейса. Для хранения дистиллированной воды применяют стеклянные и полиэтиленовые бутыли, которые хранят в спе­ циально отведенных местах, обеспечивающих полную сохранность воды.

Мебель и оборудование. Размещение оборудования должно

быть таким, чтобы наиболее освещенное место было предназна­ чено для лабораторного стола. Судовой лабораторный стол по своему типу мало отличается от обычного стола стационарной ла­

в виде перегородки из матового стекла или сплошная с неболь­ шим матовым экраном (против бюреток) для фона. Желательно, чтобы доска стола выступала над тумбой сантиметров на 15, для удобства работы сидя.

В тумбовой части стола устраивают выдвижные ящики с гнез­ дами для стеклянной посуды или двойные полки с отверстиями. Дверцы стола должны быть скользящими и обязательно с за­ порами.

В судовой лаборатории необходимо также иметь навесные шкафчики и полки для литературы, таблиц, бланкового материала и т. п., шкафы для размещения вспомогательного и запасного обо­ рудования и стол для камеральной обработки.

Оборудование рабочих мест. Рациональное оборудование рабо­

чих мест судовой лаборатории— залог успешного выполнения ги­ дрохимических исследований.

120