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

30мин.

Отсчет показаний. При установке переключателя пределов из­

мерения в положение 2— 14 отсчет показаний производят по ниж­

ней части шкалы, оцифрованной непосредственно от —2 до +14 pH. При работе на узких диапазонах измерения (4 ед. pH на всю верхнюю шкалу прибора) отсчет производят по верхней шкале следующим образом: вместо нуля записывают первую цифру из предела измерений. Например, переключатель диапазона установ­ лен в положение 10—14, а стрелка шкалы (верхней) прибора остано­

вилась против значения 1,23. Тогда измеряемая величина pH будет

1 0 + 1 ,2 3 = 1 1 ,23рН.

Проверка настройки прибора по буферным растворам. Про­ верку и настройку прибора производят по стандартным буферным растворам, которые приготовляют из реактивов квалификации «для pH-метрии», выпускаемых в виде фиксаналов из расчета приготов­ ления 1 л буферного раствора. Кроме стандартных буферных ра­ створов, можно использовать 0,1 н. раствор соляной кислоты, при­

готовленный из фиксаналов.

После прогрева прибора, придерживая одной рукой стакан, другой отводят в сторону столик датчика и снимают стакан со столика. Электроды промывают дистиллированной водой и осто­ рожно протирают фильтровальной бумагой досуха.

Проверку показаний прибора производят по нескольким (не менее двух) буферным растворам:

1,68 pH (диапазон от —2 до + 2 pH), 3,56 и 4,0 pH (диапазон 2— 6 pH), 6,88 и 9,22 pH (диапазон 6 —10 pH).

Промытые и вытертые электроды помещают в буферные рас­ творы так, чтобы они были погружены в жидкость на 4—5 см. Сна­ чала электроды помещают в буферный раствор 4,00 pH, измеряют температуру буфера и устанавливают ее на шкале температур 9. Переключатель диапазона 2 устанавливают в положение 2—6 pH и вставляют штекер в гнездо «Датчик» 1. Ручкой «Настройка по буферному раствору» устанавливают стрелку шкалы прибора 6 на

значение, соответствующее 4,00 pH.

Затем аналогично проверяют показания прибора по другим бу­ ферным растворам. После этого необходимо проверить показания прибора по буферным растворам 1,68; 4,00; 9,22 на диапазоне из­ мерения от —2 до +14 pH.

Ошибка измерений при проверке прибора по пяти буферным растворам не должна превышать 0,04 pH на всех измерениях уз­ кого диапазона и 0,40 pH на диапазоне от —2 до +14 pH.

В случае, если переменным резистором «Настройка по буфер­ ному раствору» не удалось настроить прибор так, чтобы ошибка

244

измерения в любом буферном растворе не превышала 0,04 pH, не­ обходимо дополнительно произвести настройку ручкой «Крутизна».

Настройку производят по двум буферным растворам: 1,68 и 9.22 pH. Для этого электроды помещают в стандартный буферный раствор 1 ,68, а переключатель устанавливают на предел от — 2 до

+ 2 pH, указатель температурного корректора — в соответствии с температурой буферного раствора (при ручной температурной компенсации). Ручкой «Настройка по буферному раствору» уста­ навливают стрелку на 1,68 pH по верхней шкале. Затем прове­ ряют показания прибора по раствору 9,22 pH в диапазоне 6— 10 pH (без поворота ручки настройки).

Если ошибка измерения превышает 0,04 pH, необходимо ос­ лабить с помощью специального ключа цанговый зажим перемен­ ного резистора «Крутизна», повернуть ось переменного резистора на угол 5— 10° по часовой стрелке, если показания занижены, или против часовой стрелки, если они завышены. Цанговый зажим за­ тянуть. После этого вновь поместить электроды в раствор 1,68, а переключатель на диапазон от —2 до + 2 pH и стрелку шкалы установить на 1,68. Проверить показания прибора по раствору 9.22 в диапазоне 6— 10 pH. Если ошибка превышает допустимую

норму, вновь изменяют положение оси резистора «Крутизна» до тех пор, пока ошибка измерения после проверки не будет превы­ шать 0,04 pH.

Проверять настройку прибора следует один раз в неделю, а но­ вого прибора — ежедневно в течение нескольких дней.

Измерение pH. После проверки настройки прибора присту­ пают к определению pH исследуемой воды. Пробу на pH отбира­ ют в таком количестве, чтобы электроды были погружены в нее на 4—5 см. Перед каждым погружением электроды надо про­ мывать дистиллированной водой и вытирать фильтровальной бумагой.

При измерении pH раствора, температура которого резко от­ лична от комнатной, следует применять автоматическую или руч­ ную термокомпенсацию. Отсчет величины pH производят через 0,5— 1 мин после погружения электродов, а при автоматической термокомпенсации не раньше чем через 1 — 2 мин.

При эксплуатации прибора не следует допускать высыхания электродов. В сосуде вспомогательного электрода должно всегда храниться небольшое количество кристаллов хлористого калия. Вспомогательный электрод периодически пополняют насыщенным при комнатной температуре раствором хлористого калия.

По окончании работы с прибором электроды оставляют погру­ женными в дистиллированную воду.

Перечень лабораторных работ

1.Определение pH колориметрическим методом.

2.Настройка pH -метра по буферным растворам.

3.Определение pH электрометрическим методом по рН-метру.

245

Глава XIX. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕЙ ЖЕСТКОСТИ КАЛЬЦИЯ И СУЛЬФАТНЫХ ИОНОВ

§ 1. Определение суммы кальция и магния трилонометрическим методом

(общая жесткость)

Присутствие в воде, особенно в приустьевых зонах, кальция (Са2+) и магния (Mg2+) обусловливает определенные ее химиче­ ские свойства: жесткость воды, образование накипи, повышенный расход моющих средств и т. д. Повышенное содержание этих эле­ ментов в районе речного стока является хорошим показателем вза­ имодействия речных и морских вод. Поэтому в приустьевых райо­ нах определение общей жесткости входит в основной комплекс на­ блюдений.

Принцип метода. Метод определения общей жесткости (Са2+ + + Mg2+) основан на способности двузамещенной натриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты ИагНгТ (трилон Б) образо­ вывать с ионами кальция и магния малодиссоциированные ком­ плексы. Титрование производят в присутствии эрихромчерного (хро­ моген черный) индикатора, который является диоксиазокрасителем, цвет которого переходит (при pH = 6,3) из винно-красного в начале титрования в голубой к концу.

При титровании трилоном Б происходит последовательное свя­ зывание в комплекс сначала ионов кальция, а затем магния, по­ этому определяют сумму ионов кальция и магния. Если в воде присутствуют ионы меди, что может сказаться на результатах, их устраняют прибавлением в пробу 1 мл 5%-ного раствора сульфида натрия (Na2S).

Реактивы и растворы

Бидистиллированная или деминерализованная вода, проверен­

ная на чистоту.

0,1 н. раствор трилона Б (ЫагНгТ).

0,02 н. и 0,05 н. растворы трилона Б (ЫагНгТ). 0,02 н. раствор хлористого магния MgC^.

Буферный раствор из 20 г хлористого аммония (NH4C1)

в бидистиллированной воде с добавлением 100 мл 25%-ного ам­

миака (NH3). Полученный раствор доводят бидистиллированной водой до 1 л.

Индикатор (сухая смесь) — готовится из пяти частей хромогена

черного и 95 частей высушенного хлористого натрия.

246

Мензурка на 100 мл— 1 шт.

Склянка с пробкой и шпателем для индикатора — 1 шт.

Коническая колба на 250 мл — 1 шт.

Ход определения. Сначала определяют хлорность исследуемой воды. Зная хлорность воды, по табл. 29 определяют необходимое количество исследуемой пробы. Затем в коническую колбу отби­ рают необходимое количество пробы, доводят дистиллированной водой до 50 мл, прибавляют 5 мл буферного раствора, 10— 15 мг сухой смеси индикатора и титруют раствором трилона Б до пере­

Перед определением необходимо узнать нормальность трилона Б. Для этого в коническую колбу объемом 250 мл отмеривают ка­ либрованной пипеткой 10 мл 0,02 н. стандартного раствора хлори­

стого магния, 90 мл бидистиллированной воды, 10— 15 мг сухой смеси индикатора и титруют, как описано выше, рабочим раство­ ром трилона Б.

Нормальность раствора вычисляют по формуле

где Nc — нормальность стандартного раствора хлористого магния; а — количество хлористого магния (исправленное поправкой на пи­ петку); п — количество трилона Б, израсходованного на титрова­

ние хлористого магния (исправленное пипеткой на бюретку). Вычисление результатов. Жесткость воды (сумма кальция и

магния) в мг-экв/л рассчитывают по формуле

г , a N T • 1000

где а — количество трилона Б, израсходованного на титрование

пробы (исправленное поправкой на бюретку); /VT— нормальность раствора трилона Б; V — объем пробы.

247

§ 2 . Определение кальция трилонометрическим методом

Принцип метода. Определение ионов кальция (Са2+) основано на титровании пробы трилоном Б. В качестве индикатора употреб­ ляют мурексидаммонийную соль пурпурной кислоты. Анион пур­ пурной кислоты образует с ионами кальция в щелочной среде ком­ плекс, окрашенный в красный цвет. При титровании трилоном Б конец реакции определяют по изменению цвета от красного к ли­ ловому.

Реактивы и растворы

Бидистиллированная или деминерализованная вода, проверен­

ная на чистоту. Для проверки к 100 мл бидистиллированной воды прибавляют 2 мл 2 н. раствора NaOH и 10—15 мг сухой смеси ин­ дикатора мурексида. Ярко-лиловое окрашивание указывает на чи­ стоту воды, красное с палевым оттенком — на присутствие меди или других тяжелых металлов. Такая вода для анализа не годится и должна быть или заменена, или еще раз перегнана. Такую про­ верку проводят и при анализе на жесткость воды.

0,02 н. раствор трилона Б.

0,02 н. раствор соли кальция— для проверки титра трилона Б.

в коническую колбу емкостью 250 мл отмеривают калиброванной пипеткой 10 мл 0,02 н. стандартного раствора СаС03, добавляют мензуркой 90 мл бидистиллята и 10— 15 мг сухой смеси индикатора и ведут титрование, как описано выше.

248

Нормальность трилона вычисляют по формуле

nj N cO _

тп ’

где Nc — нормальность стандартного раствора кальция; а — коли-

чество стандартного раствора, взятого для определения нормаль­ ности (с учетом поправки на пипетку); п — количество раствора

трилона, израсходованного на титрование (с учетом поправки на бюретку).

Вычисление результатов. Содержание ионов кальция в иссле­ дуемой пробе вычисляют по формуле

Са2+ мг-экв/л= ау Г • 1000,

где а — количество трилона, в мл, израсходованного на титрование

(с учетом поправки на бюретку); Ят — нормальность раствора, трилона; V ■— объем взятой пробы, в мл.

Вычисление содержания магния. Для того чтобы найти содер­

жание ионов магния, следует из общей жесткости (Я) вычесть най­ денное содержание ионов кальция:

Mg2+ м г-экв /л= Я — Са2Д

Все данные записываются в книжку по форме, представленной, в табл. 31, где также даны примеры вычисления жесткости,, кальция и магния. Все вычисления выполняют с точностью до> 0,01 мг-экв/л.

§ 3. Определение содержания сульфатных ионов

Содержание сульфатных ионов S 0 2~ в водах с высокой соле­

ностью уступает, а в водах с малой соленостью преобладает над. ионами хлора. Сульфатные ионы биологически неустойчивы и при отсутствии кислорода могут восстанавливаться до сероводорода,, поэтому определение сульфатных ионов имеет большое значение,, особенно в районах сброса промышленных и бытовых отходов и в предустьевой зоне моря.

Принцип метода. Наиболее точным и сравнительно несложным методом определения сульфатных ионов в стационарных лабора­ ториях является классический весовой метод. Этот метод основан на очень малой растворимости сернокислого бария, количественно, выпадающего из раствора (в кислой среде) при добавлении к проберазбавленного раствора хлористого бария:

S04~ + B a 2+— BaS04j.

Осадок отфильтровывают, прокаливают и взвешивают в виде

B aS04.

24а