4. Окисляемость воды

Окисляемость воды обуславливается в основном присутствием в ней органических веществ, а также некоторых неорганических примесей (сероводорода, сульфита, закисного железа и др.), поглощающих кислород. Величина окисляемости выражается в мг/л кислорода, который расходуется на окисление веществ, содержащихся в одном литре воды.

В практике окисляемость определяется перманганатным и бихроматным методом.

Сущность перманганатного метода:

Окисление органических веществ перманганатом калия в кислой среде протекает по уравнению:

.

После кипячения раствора в течение 10 мин, к нему прибавляется щавелевая кислота, восстанавливающая избыток перманганата калия. Избыток прибавленной щавелевой кислоты затем оттитровывают раствором перманганата калия.

Ход определения. В коническую термостойкую плоскодонную колбу емкостью 200–250 мл наливают 20 мл исследуемой воды, добавляют 80 мл дистиллированной воды, 5 мл разбавленной серной кислоты (1:3) и из бюретки 10 мл 0,01н раствора перманганата. В колбу вставляют небольшую воронку и кипятят жидкость в течение 10 мин (от начала кипения). К горячей окрашенной жидкости добавляют из бюретки 10 мл 0,01н раствора щавелевой кислоты, перемешивают и обесцвеченный раствор (горячий) титруют 0,01н раствором перманганата до появления бледно-розового окрашивания.

Окисляемость воды определяют по формуле:

мг/л О₂ , (1.5)

где V₁ – количество раствора KMnO₄, израсходованного на титрование, мл;

Vg – объем KMnO₄, необходимый для окисления дистиллированной воды (задается руководителем); N – нормальность раствора KMnO₄; W – объем воды, взятой для анализа, мл.

5. Свободная углекислота

Накопление свободной углекислоты в воде открытых водоемов указывает на неблагоприятные условия течения окислительных процессов, слабую аэрацию и недостаточный фотосинтез. Такая вода обладает высокой агрессивностью.

Определение свободной углекислоты производится путем титрования её едким натром в присутствии фенолфталеина.

.

Ход определения. К 100 мл исследуемой воды прибавляют 3–5 капель фенолфталеина и титруют 0,02н – раствором NaOH.

Конец реакции определяется получением раствора с устойчивой бледно-розовой окраской, соответствующей стандартному раствору. Количество растворенной углекислоты вычисляется по формуле:

мг/л, (1.6)

где V₁ – объем раствора NaOH, идущий на титрование, мл; N – нормальность раствора; V – объем воды, взятой для титрования, мл.

6. Определение содержания общего железа

а) При малых концентрациях железа (для природных вод)

В природных водах концентрация железа зависит от происхождения источника водоснабжения. В воды поверхностных источников железо попадает чаще всего с промышленными сточными водами. Наличие железа в подземных источниках обусловлено вымыванием из пород, с которыми вода соприкасается. Содержание железа в природных водах, чаще всего не превышает 20–30 мг/л.

Ход определения. В мерную колбу на 250 мл наливают 100 мл исследуемой воды, добавляют 2 мл концентрированной соляной кислоты HCl и несколько кристаллов персульфата аммония для перевода Fe²⁺ в Fe³⁺. Содержимое колбочки хорошо перемешивают и затем добавляют 2 мл 50% раствора роданистого аммония. Полученную окраску сравнивают с эталонными растворами, содержащими железо от 0,1 до 2 мг/л.

Для колориметрирования необходимо взять колбу с эталонным раствором, соответствующую нижнему пределу окраски, перенести в один из цилиндров Генера, а в другой цилиндр налить исследуемый раствор. Окраску сравниваемых растворов уравнять путем слива исследуемой воды. Содержание общего железа вычисляют по формуле:

, мг/л, (1.7)

где 0,1а – концентрация железа в эталонном растворе, мг/л; Н₁ – высота столба в цилиндре Генера с эталонным раствором, мл; Н₂ – высота столба в цилиндре Генера с испытуемой водой, мл; V – объем воды, взятой для определения.

б) Определение содержания общего железа при высоких концентрациях (для производственных вод)

В промышленные сточные воды железо попадает в результате процессов травления металла сильными кислотами. Концентрация железа (по иону железа) в этих водах колеблется в пределах 0,4–2 г/л. В этих водах железо встречается как в форме двухвалентного железа (закисного железа), так и в виде трехвалентного (окисного) железа. Чаще всего содержание общего железа в воде Fe_o определяется биохроматным методом.

Сущность определения содержания железа в сточных водах бихроматным методом:

Метод основан на взаимодействии бихромата калия с двухвалентным железом

.

Все железо, находящееся в растворе, восстанавливается при нагреве с металлическим цинком, а затем титруется бихроматом калия. Конец реакции определяют по индикатору дифениламина, который дает сине-фиолетовую окраску при взаимодействии с бихроматом калия после связывания с железом.

Содержание железа рассчитывается по формуле:

мг/л, (1.8)

где V – количество раствора бихромата калия, затраченного на титрование, мл;

W – объем исследуемой воды, мл; N – нормальность раствора бихромата калия.

Ход определения. Отбирают 50–100 мл исследуемой воды, прибавляют 1 мл концентрированной HCl, бросают 2–3 гранулы цинка и кипятят до обесцвечивания. После остывания приливают 25 мл смеси кислот, добавляют 2–3 капли индикатора дифениламина и тут же титруют 0,1 н раствором бихромата калия до перехода окраски от светло-зеленой в сине-фиолетовую. Содержимое колбы во время титрования энергично размешивают вращениями.