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

Для каждого анализа необходимо выделить постоянное рабо­ чее место и оборудовать его соответственно данному анализу. При­ боры и посуда, закрепленные для данного анализа, не должны

Рис. 44. Крепление и хранение пипеток.

использоваться для других целей. Не следует загромождать рабо­ чее место не используемой при анализе посудой.

Особое внимание обращается на хранение крепких кислот, ще­ лочей и других сильнодействующих веществ. Для них должны быть выделены отдельные места с надежным креплением, обеспе­ чивающим сохранность веществ.

Примеры оборудования рабочих мест будут даны при описа­ нии отдельных анализов.

121

§ 9. Техника безопасности при гидрохимических работах

При работе в гидрохимической лаборатории особое внимание

•следует обращать на технику безопасности. Даже при самой ос­ торожной работе в судовых условиях (на качающейся палубе) возможны порезы рук стеклом, ожоги горячими предметами, кис­ лотами, щелочами, попадание едких реактивов в полость рта. Поэтому каждый гидрохимик должен знать и соблюдать правила техники безопасности, умело обращаться с нагревательными при­ борами, стеклянной посудой, реактивами и растворами, быть вни­ мательным и аккуратным во время работы.

Каждый работающий в гидрохимической лаборатории должен быть в светлом халате и иметь два полотенца — одно для рук, дру­ гое для посуды. Одним и тем же полотенцем нельзя вытирать руки и посуду, особенно при работе с вредными веществами. Нужно следить за чистотой рук и мыть каждый раз, когда на них попа­ дет какое-либо вещество.

Необходимо следить за вентиляцией лаборатории и в вытяжном шкафу, не допуская работы при плохой вентиляции.

В лаборатории в доступном месте устанавливают аптечку, в ко­ торой должны находиться индивидуальные пакеты, вата, борная кислота кристаллическая и в растворе (2%-ный), йодная настойка, клей БФ-6, марганцевокислый калий, раствор уксусной кислоты (2%-ный), лейкопластырь, мазь от ожогов, раствор двууглекислой соды (5%-ный), нашатырный спирт, пинцет, ножницы, стаканчик для промывания глаз и т. д.

Перечень медикаментов и других принадлежностей аптечки определяется характером работы и возможных случаев их при­ менения. Ответственный за аптечку должен следить за пополне­ нием израсходованных материалов.

Обращение со стеклом. Химическая посуда в большинстве слу­

чаев тонкостенная и хрупкая, поэтому требует бережного обраще­ ния, так как при небрежном отношении к посуде возможны раз­ личные ранения. Химическую посуду следует держать в руках ос­ торожно, не сжимая сильно пальцами, в судовых условиях не оставлять на столе в незакрепленном виде. При мытье посуды ер­ шами или стеклянными палочками нужно быть осторожным, чтобы не пробить дно или стенки.

При разрезании стеклянных трубок, палок, вскрытии ампул руки надо защищать полотенцем. В случае небольшого пореза стеклом следует удалить осколки стекла, смыть кровь вокруг раны ватным тампоном, смоченными раствором марганцевокислого ка­ лия, смазать иодом и завязать бинтом или залепить лейкопласты­ рем. При небольших порезах ранку покрывают клеем БФ-6 (для обработки микротравм).

При глубоких артериальных ранах после удаления стекла ну­ жно крепко перевязать руку выше пореза жгутом, удалить кровь вокруг раны, наложить несколько слоев стерильной марли, затем толстый слой гигроскопической ваты и вызвать врача.

122

Обращение с реактивами. Очень большое значение имеет зна­

ние свойств химических соединений, с которыми гидрохимику при­ ходится иметь дело.

При работе с жидкими кислотами нужно помнить, что они мо­ гут быть причиной тяжелых, плохо заживающих химических ожо­ гов. Особо осторожным следует быть при переливании кислот из больших бутылей. Большие бутыли с кислотами и другими жид­ костями должны находиться в плетеных корзинах и храниться в специальных стойках, которые в судовых условиях должны быть надежно закреплены. При переливании и разбавлении больших количеств дымящих кислот (соляная, азотная) нужно надевать респиратор либо обвязывать нос и рот марлевой повязкой, смо­ ченной раствором соды, при этом обязательно применять предо­ хранительные очки. Переливание малых количеств кислот выпол­ няется только в вытяжном шкафу.

При разбавлении кислот нужно всегда помнить — лить кис­ лоту в воду, а не наоборот.

Если кислота прольется на пол, ее тут же следует засыпать песком, потом собрать его и вынести из помещения. Облитое место промывают раствором соды.

При попадании сильных кислот (азотная, соляная, серная, хро­ мовая смесь) на тело нужно облитое место обмыть вначале боль­ шим количеством воды, а затем 5%-ным раствором двууглекислой соды. При ожогах плавиковой кислотой обожженное место обильно промывают водой в течение 4—6 ч, пока побелевшая поверхность ожога не покраснеет. Затем на обожженное место прикладывают свежеприготовленную пасту окиси магния в глицерине.

При ожоге щелочами также следует обмыть пораженное место большим количеством воды, а затем 2%-ным раствором уксусной кислоты.

При растворении щелочи в воде происходит сильное разогрева­ ние, поэтому щелочи следует растворять в фарфоровой посуде — вначале концентрированные растворы, а после охлаждения раз­ бавить до нужной концентрации.

При попадании в рот щелочного раствора йодистого калия по­ лость рта промывают сначала водой, затем 2%-ным раствором борной кислоты до исчезновения мыльного вкуса во рту и снова водой. Затем полость рта смазывают пищевым жиром.

Если в полость рта попал раствор азотнокислого серебра, не­ обходимо промыть рот большим количеством морской воды, а при ее отсутствии раствором хлористого натрия.

Случаи отравления реактивами в лаборатории, где предусмот­ рены все меры по обеспечению техники безопасности, крайне редки, однако они не исключены, и поэтому необходимо знать меры по оказанию первой помощи до прибытия врача. При отравлениях необходимо ввести пострадавшему в желудок следующие ве­

щества.

При отравлениях кислотами — соляной, серной, азотной, ук­ сусной, щавелевой — противоядия: мыльная вода, магнезия, сода

123-

(кроме отравления азотной кислотой), известковая вода, молоко,

При работе с реактивами и растворами следует всегда пом­ нить, что наполнение пипеток растворами кислот, щелочей и дру­ гих веществ выполняют только при помощи груши или применяют пипетки с шаром. Всю работу с вредными и ядовитыми вещест­ вами необходимо проводить только под тягой, соблюдая все меры безопасности.

Работа с нагревательными приборами. Все нагревательные при­

боры устанавливают на теплоизоляционной подставке. При не­ осторожной работе возможны ожоги самим прибором, нагретой

•стеклянной посудой, тиглями и т. п., поэтому нельзя брать горячую посуду голыми руками. Обычно нагретые предметы берут щип­ цами, колбодержателями, жгутом из полотенца, но удобнее (осо­ бенно при работе с колбами) пользоваться резиновыми напалечниками. Напалечники представляют собой два куска резиновой трубки подходящего для пальцев диаметра, разрезанные вдоль и надетые на два пальца (большой и указательный).

Необходимо внимательно следить за работой нагревательных приборов, не оставлять их без присмотра.

В помещении лаборатории всегда должны быть наготове про­ тивопожарные средства: огнетушители, асбест, кошма, песок и пожарный водопроводный кран. Нужно помнить, что гасить во­ дой можно только такие вещества или материалы, которые рас­ творяются в воде или тяжелее ее. Совершенно недопустимо га­ сить водой масло, керосин, бензин, сероуглерод и др.

В случае ожогов первой степени (краснота) обожженное место

•следует погрузить в раствор марганцевокислого калия или нало­ жить вату, смоченную марганцевокислым калием, концентрация которого тем больше, чем сильнее ожог. Можно также воспользо­ ваться мазями от ожогов.

При ожогах второй степени (пузыри) обоженное место обра­ батывают марганцевокислым калием или 5%-ным раствором та­ нина.

При ожогах третьей степени (разрушение тканей) рану покры­ вают стерильной повязкой и вызывают врача.

При больших поверхностях ожогов первой и второй степени необходимо обязательно вызвать врача.

В лаборатории на стене должны быть вывешены основные по­ ложения из Инструкции по технике безопасности. Каждый рабо­ тающий в лаборатории должен обязательно сдать зачет по технике

124

безопасности и только после этого он может быть допущен к ра­ боте в гидрохимической лаборатории.

Перечень лабораторных работ

1.Взвешивание на аналитических и технохимических весах.

2.Мойка и сушка посуды.

3.Калибровка мерной посуды.

4.Приготовление рабочих и точных растворов.

Глава V. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХЛОРНОСТИ И СОЛЕНОСТИ МОРСКОЙ ВОДЫ

§ 1. Принцип метода

Многочисленными исследованиями было установлено, что про­ центное соотношение компонентов солевого состава независимо от изменений солености остается в основном постоянным,- за исклю­ чением сильно опресненных предустьевых районов. Это позволяет по анализу одного какого-либо компонента определить общую со­ леность морской воды. В качестве основной составляющей, по ко­ торой рассчитывается соленость морской воды, был выбран ион хлора.

В основу определения иона хлора был положен аргентометрический метод Мора, детально разработанный М. Кнудсеном спе­ циально для морской воды. Принцип метода заключается в том, что при добавлении к морской воде раствора A gN 03 ионы галоге­

нов (С1_, Вг~, 1~) образуют с ионами серебра малорастворимый белый осадок хлористого, бромистого и йодистого серебра. В ион­ ном виде реакция выразится, в сущности, только между ионами серебра и галогенов:

C r + A g + — AgCl.

Для точного определения конца образования осадка применяют раствор хромовокислого калия, прибавляемый к морской воде в ко­ личестве нескольких капель. Хромовокислый калий дает с рас­ твором серебра оранжевый осадок Ag2Cr0 4, когда произойдет пол­

ное осаждение серебряных солей галогенов. Изменение окраски жидкости при этом и служит признаком окончания реакции сере­ бра с галогенами:

K2Cr04-j-2AgN03= 2KN03-j-Ag2Cr04,

или в ионном виде

Cr04_ -j-2Ag+ ->■ Ag2Cr04.

Настоящий метод был доведен Кнудсеном до полной стандар­ тизации как в отношении концентрации растворов, применяемых приборов, так и в отношении способов вычислений.

125

§ 2. Необходимые реактивы и растворы

Раствор азотнокислого серебра (AgN03). Концентрация расствора выбрана такой, чтобы расход раствора, выраженный в де­ лениях бюретки (в двойных миллилитрах), был примерно равен содержанию хлора в данной пробе, при этом титр азотнокислого серебра должен быть

^AgN03=0,0371 мг/л.

Для приготовления 1 л раствора необходимо отвесить 37,1 г химически чистого A gN 03. Рекомендуется приготавливать раствор заблаговременно, чтобы он мог отстояться несколько дней в тем­ ном месте. Отстоявшийся раствор сливают сифоном с осадка в дру­ гую бутыль. Допускается приготовление раствора и накануне, но не в день выполнения анализа. Обычно готовят большое количе­ ство (5 — 10 л) раствора азотнокислого серебра, который хранится

в сосудах из оранжевого стекла или оклеенных черной фотобу­ магой. Вода для приготовления раствора — только дистиллиро­ ванная.

Нормальная вода — очищенная морская вода с точно установ­ ленным содержанием хлора, используемая в качестве международ­ ного эталона для определения хлорности морской воды методом Кнудсена. Нормальная вода употребляется для определения титра рабочего раствора азотнокислого серебра. Она выпускается в бал­ лонах емкостью 250 мл. Баллон перед работой вскрывают и нор­ мальную воду переливают в чистую склянку с пришлифованной пробкой и колпачком.

Баллон вскрывают путем надреза напильником и отламывания узких трубо­ чек. Во время отламывания баллон покрывают полотенцем во избежание по­ резов.

Субнормальная вода — это морская вода известной хлорности, приготовленная самостоятельно в лаборатории и проверенная по нормальной воде. Субнормальную воду применяют вместо нор­ мальной воды (по специальному разрешению) в целях ее экономии или при ее отсутствии. Применение в анализе субнормальной воды должно обязательно быть отмечено в примечании.

Приготавливают субнормальную воду следующим образом. Бе­ рется морская вода и в зависимости от солености выпариванием при кипячении или разбавлением дистиллированной водой дово­ дится до хлорности, близкой к 19,38°/оо, после чего она фильтруется. Хлорность субнормальной воды определяют титрованием относи­ тельно нормальной воды дважды и, если расхождение не превы­ шает 0,02 деления бюретки, берут среднее из двух определений.

Хранят субнормальную воду в бутыли из зеленого стекла с плотно закрытой пробкой и сифонной трубкой под слоем пара­ фина. Отбор субнормальной воды производят только через сифон­ ную трубку. Не реже одного раза в месяц следует проверять хлор-

126

ность субнормальной воды, которая не должна меняться больше чем на 0,02°/оо.

Хромовокислый калий (К2СГО4) применяют как индикатор. Для приготовления 10%-ного раствора КгСг04 отвешивают 10 г

химически чистого реактива, помещают его в мерную колбу объ­ емом 100 мл и после растворения дистиллированной водой дово­

дят до метки.

§ 3. Приборы и посуда

Для аргентометрического определения хлорности Кнудсеном была разработана соответствующая аппаратура, общепринятая в международной гидрохимической практике. Лабораторией химии

пока незначительное количество раствора не польется через капил­ ляр в приемник, тогда немедленно закрывают кран — и бюретка готова к титрованию.

127

В зависимости от содержания хлора в морской воде применяют несколько видов морских бюреток (рис. 45).

Бюретка для высокой солености. Шкала такой бюретки позво­

ляет определять соленость в пробах морской воды соленостью до 38%0. Применяют ее на морях с высокой соленостью (Баренцево, Средиземное, Красное и др.). Для уменьшения габаритов бюретки

тийское и другие моря). Шар находится в средней части бюретки, а рабочая градуированная часть — выше и ниже шара.

Бюретка для всех соленостей. Применяется при широком диа­

пазоне солености; шара не имеет, градуирована по всей длине от 0 до 21 деления.

Все бюретки должны быть обязательно калиброваны и иметь инструментальные поправки.

Пипетки. Для определения солености применяют пипетки все­

В крайних случаях при отсутствии автоматических пипеток можно пользоваться простой пипеткой типа Мора (см. рис. 34), но с обя­ зательным указанием об этом в титровальной книжке.

Пипетки не калибруют, но необходимо следить, чтобы при оп­ ределении титра и отборе пробы применялась одна и та же пи­ петка и соблюдалось однообразие в работе.

Титровальная рюмка — сосуд для титрования конической формы на ножке. Объем титровальной рюмки около 300 мл, дно тол­ стостенное овальное. Замера титровальной рюмки другими сосу­ дами (стаканом, мензуркой) и использование ее не по назначению недопустимы.

Для разбивания хлопьев хлорида серебра в рюмке применяют стеклянную палочку с утолщенным концом, на который надевают резиновую трубку длиной 2,5 см во избежание повреждения сте­ нок или дна титровальной рюмки.

При работах с электромешалкой сосудом для титрования слу­

Капельница для индикатора. Применяют обычную капельницупипетку, но могут использоваться и другие капельницы усовершен­ ствованных видов (автоматические, дозирующие и др.).

Лабораторные склянки и бутыли. Для хранения растворов при­ меняют различные склянки и бутыли.

Склянка для хранения индикатора (хромовокислого калия)

объемом 250 мл с притертой пробкой.

Склянка для хранения нормальной воды объемом 250 мл с при­

тертой пробкой и притертым стеклянным колпачком, который мо­ жно заменять резиновым.

128

Бутыль для рабочего раствора азотнокислого серебра должна

быть из оранжевого стекла или окрашена толстым слоем черной краски. Можно бутыль оклеивать черной фотографической бума­

служит для подачи раствора в бюретку, другая — для поступления воздуха. _.

Сосуд для отходов хлористого

серебра. Согласно существующим положениям, отходы серебра после титрования сдают Вторцветмету для переработки, по­ этому их необходимо тщательно собирать в сосуд для отходов. Для этой цели служат банки или

жидкости — основное требование точности выполняемого анализа. Для более равномерного и быстрого перемешивания применяют магнитные мешалки (рис. 47). Принцип действия магнитных меша­ лок основан на взаимодействии постоянных магнитов, один из ко­ торых укреплен на валу электромотора и является ведущим, а дру­ гой й виде небольшого цилиндрика, покрытого влагозащитной пленкой, являемся подвижным магнитом-мешалкой для перемеши­ вания титруемой жидкости. При работе с магнитной мешалкой рюмку заменяют химическим стаканом.9

<4

Для отбора и хранения проб применяют любые склянки с хо­ рошо подогнанными резиновыми пробками. Очень удобны склянки с автоматически запирающимися пробками. Хорошо закрываются склянки и резиновыми сосками.

Новые склянки перед употреблением хорошо моют хромовой смесью, а потом заливают водой (морской) для выщелачивания примерно на месяц.

Кроме перечисленного, необходимы приборы и посуда общего назначения — мерные колбы и цилиндры, воронка, зажимы, рези­ новые и стеклянные трубки, фильтровальная бумага и др.

Необходимы также таблицы поправок, бланковый материал, вспомогательные таблицы и т. п.

§ 4. Отбор и хранение проб

Отбор проб морской воды для определения хлорности выпол­ няется после того, как будут отобраны пробы на все другие ана­ лизы. Пробы отбирают в склянки с хорошо подогнанными резино­ выми пробками. Объем склянок 100 мл, но можно пользоваться склянками и объемом 150—250 мл. Пробы отбирают из батометра через резиновую трубочку. Перед взятием пробы склянку сполас­ кивают водой из батометра, затем наполняют отбираемой водой на две трети во избежание выталкивания пробки при изменении температуры.

Приступать к титрованию нужно сразу, но пробы можно хра­ нить длительное время при условии отсутствия возможности испа­ рения. Для этого поверх пробок необходимо надеть резиновые колпачки или обвязать пробки резиновой оболочкой (от шара-пи­ лота) . Если пробки с автоматическими зажимами, надо проследить за целостью резиновых прокладок.

Хранят склянки в ящике с гнездами я мягким дном. При ра­

ботах на морозе ящики утепляют. Количество гнезд определяется количеством склянок, но не следует делать более 50. На дне ящика делают несколько отверстий для стока воды, попавшей в него. С боков к ящику крепят удобные ручки для переноски. Ящик покрывают светлой масляной краской, на крышке пишут его наз­ начение и номер, например: «Хлор № 2».

§ 5. Ход определения хлорности и солености, вычисление результатов

Оборудование рабочего места. На рабочем месте, предназна­ ченном для определения солености, должно находиться только не­ обходимое для работы. Вся посуда и оборудование должны быть расположены удобно и иметь постоянные места. Пример оборудо­ вания рабочего места для определения солености дан на рис. 48.

130