gidrochim_metodika

Для повышения чувствительности измерений и активности измеряемых ионов анализируемый раствор целесообразно разбавлять раствором алюмокалиевых квасцов.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРМАНГАНАТНОЙ ОКИСЛЯЕМОСТИ В КИСЛОЙ СРЕДЕ

Состав органических веществ в поверхностных водах формируется под влиянием многих факторов. К числу важнейших из них относятся внутриводоемные биохимические процессы продуцирования и трансформации, поступления с поверхностным и подземным стоком, с атмосферными осадками, а также с промышленными и хозяйственнобытовыми сточными водами. По устойчивости к воздействию на органические вещества различных окислителей их соответственно разделяют на легко- и трудноокисляемые. Биохимически устойчивые окрашенные гумусовые вещества окисляются перманганатом почти полностью по сравнению со слаботрансформированными соединениями, образующимися в результате жизнедеятельности водных организмов. Максимальные концентрации органического вещества по перманганатному окислению зафиксированы в водоемах дистрофного типа. Среднее значение для озер Беларуси составляет 11,6±0,28 (1,0-46,5) мгО/л.

Назначение метода: метод рекомендуется для анализа пресных вод, содержащих не более 300 мг/л хлоридов.

Принцип метода: окисление производится раствором перманганата калия в сернокислой среде при кипячении:

MnO4- + 8H + 5e → Mn2+ + 4 H2O.

Избыток перманганата калия после кипячения можно определять иодометрически либо методом обратного титрования с использование перманганата. Степень окисления органических веществ зависит от концентрации окислителя, поэтому количество органических веществ в пробе должно быть таким, чтобы после реакции оставалось не менее 40 % перманганата. При более высоком их содержании пробу разбавляют дважды дистиллированной водой.

Характеристика метода: стандартное квадратичное отклонение U при величине окисляемости 3,5 мгО/л равно 4,5 % (n = 19). Продолжительность определения единичной пробы 1 час. Серия из 6 проб определяется в течение 2 часов.

41

Мешающие влияния: Определению мешают хлориды, сульфиды, нитриты, железо двухвалентное, и другие неорганические вещества, способные окисляться перманганатом в кислой среде. Все эти вещества, кроме хлоридов, обычно присутствуют в поверхностных водах в незначительных количествах. Их учитывают предварительным титрованием исследуемой воды перманганатом калия в кислой среде на холоде. Для этого в коническую колбу емкостью 250 мл наливают 100 мл исследуемой воды, добавляют 10 мл 0,01 н раствора перманганата, 5 мл раствора серной кислоты 25 %, 0,5 г иодистого калия и титруют пробу 0,01 н раствором тиосульфата до появления слабо-желтой окраски, затем приливают 1 мл раствора крахмала и продолжают титрование до исчезновения синей окраски. Объем раствора тиосульфата, пошедшего на титрование, учитывают при расчете.

Если содержание перечисленных ингредиентов меньше 0,1 мг/л, то их присутствием можно пренебречь.

Ход определения: На дно колбы помещают 2-3 капилляра и добавляют 100 мл исследуемой воды. Затем приливают 5 мл раствора серной кислоты H2SO4 25 % и 10 мл 0,01 н KMnO4. Закрывают колбу пробкойхолодильником и нагревают до кипения и кипятят ровно 10 мин. После кипения в горячую пробу пипеткой вливают 10 мл раствора щавелевой кислоты 0,01 н H2C2O4. Тируют раствором перманганата 0,01 н KMnO4 до слабо-розовой окраски. Если во время кипячения розовая окраска в колбе, свойственная перманганату исчезает, определение необходимо повторить. Можно разбавить исследуемую воду дважды дистиллированной водой либо увеличить количество окислителя (перманганата).

Расчет

где N – нормальность перманганата, г-экв/л; n1 – объем раствора перманганата, пошедшего на титрование пробы и щавелевой кислоты, добавленной после кипячения, мл; n2 – количество перманганата, пошедшее на титрование холостой пробы, мл; V – объем исследуемой пробы, мл.

Реактивы

1. Раствор перманганата калия 0,01 н KMnO4 готовят из фиксанала 0,1 н с соответствующим его разбавление дистиллированной водой;

42

2.Раствор щавелевой кислоты 0,01 н H2C2O4 готовят из фиксанала 0,1н и разбавляют дистиллированной водой до искомой нормальности раствора;

3.Раствор серной кислоты H2SO4 25 %, 167,7 мл серной кислоты H2SO4, уд.в. 1,84, вливают небольшими порциями в 832,3 мл дистиллированной воды.

БИХРОМАТНАЯ ОКИСЛЯЕМОСТЬ (ХИМИЧЕСКОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ КИСЛОРОДА)

Назначение метода: метод предназначен для анализа пресных вод с содержанием органических веществ, соответствующим концентрации не менее 5 мгО/л.

Принцип метода: окисление бихроматом калия протекает в кислой среде по схеме:

CrO72- + 14H+ + 6e → 2Cr3+ + 7H2O

Избыток бихромата калия добавляемый к пробе, титруют раствором железоаммонийных квасцов (cоль Мора).

Характеристика метода: рекомендуемый вариант метода позволяет определять окисляемость в интервале 5-50 мгО/л. Стандартное квадратичное отклонение U при величине окисляемости 30 мгО/л составляет 8 % (n=15), при величине окисляемости 100 мгО/л – 7 % (n=11). Продолжительность определения единичной пробы 2,5 час, серии из 6 проб – в течение 6 часов.

Мешающие влияния: определению мешают неорганические восстановители. Мешающее влияние хлоридов устраняют добавления сульфата ртути (II): при содержании хлоридов ниже 1 г/л в расчете 0,1 г HgSO4 на 10 мг хлоридов; при концентрации выше 1 г/л – сульфат ртути следует прибавлять в 15-кратном количестве по отношению к содержанию хлоридов в воде.

Ход определения: пробу исследуемой воды объемом 20 мл помещают в колбу со шлифом для кипячения. Прибавляют 10 мл 0,025н раствора бихромата калия, осторожно приливают 30 мл раствора сернокислого серебра в концентрированной серной кислоте и для равномерного нагрева бросают 2-3 стеклянных капилляра. К колбе присоединяют обратный холодильник, и смесь кипятят 2 часа. После охлаждения снимают холодильник, промывают его стенки 25 мл дважды дистиллированной воды, переносят в коническую колбу на 250 мл и смесь вновь охлаждают. Затем прибавляют 15 капель раствора индикатора и избыток непрореагировав-

43

шего калия бихромата тируют раствором cоли Мора до перехода окраски индикатора из красновато-синей в зеленую, перемешивая раствор энергичным взбалтыванием.

Широко используется модификация метода, в котором 50 мл исследуемой пробы помещают в коническую термическую колбу и упаривают до мокрых солей на песчаной или водяной бане (сухой метод окисления). Упаривание следует проводить без бурного кипения, чтобы избежать потерь органического вещества, особенно легкоокисляемых его соединений. Далее в каждую колбу добавляется по 10 мл 0,4н раствора бихромата калия, закрывают холодильником и кипятят 5 минут. После охлаждения нижнюю часть холодильника и горлышко колбы обрабатывают дважды дистиллированной водой непосредственно над колбой. Избыток бихромата титруют 0,2н раствором cоли Мора в присутствии индикатора до перехода окраски из красновато-синей в зеленую. Определение проводят не менее чем в трехкратной повторности, результат рассчитывают по среднему значению.

Расчет

где n1 – объем раствора cоли Мора, пошедшего на титрование холостой пробы, мл; n2 – объем раствора соли Мора, пошедшего на титрование пробы, мл; N – нормальность раствора соли Мора, г-экв/мл; V – объем пробы, взятой для определения, мл.

Определение нормальности раствора железоаммонийных квасцов. В

коническую колбу на 150 мл наливают 15 мл 0,2 н раствора калия бихромата и доливают до 50 мл дважды дистиллированной водой. Затем добавляют 10 мл раствора серной кислоты (1:2,5), полученную смесь охлаждают, добавляют 15 капель индикатора (N-Фенилантраниловой кислоты) и титруют 0,2 н раствором железоаммонийных квасцов до перехода окраски раствора от красно-фиолетовой в зеленую.

где N – нормальность соли Мора, г-экв/л; N1 – нормальность калия бихромата, г-экв/л; V1 – объем калия бихромата, мл; V2 – количество соли Мора, пошедшее на титрование в процессе уточнения нормальности соли Мора, мл.

44

Реактивы

1.Дважды дистиллированная вода.

2.Раствор калия бихромата K2Cr2O7, 0,4 н. 20 г х.ч. K2Cr2O7, предварительно высушенного в течение 2 часов при 1050С, растворяют в 500 мл дважды дистиллированной воды и вливают небольшими порциями

500мл серной кислоты H2SO4 уд.в. 1,86 .

3.Раствор железоаммонийных квасцов Fe(NH4)2(SO4)2 12H2O, 0,2 н (соль Мора). 80 г железоаммонийных квасцов растворяют в дважды дистиллированной воде, прибавляют 20 мл концентрированной серной кислоты, охлаждают раствор и дважды дистиллированной водой доводят до 1 л

4.Раствор серебра сернокислого AgSO4 в концентрированной серной кислоте, 13 г AgSO4 растворяют в 1 л концентрированной серной кислоты.

5.Серная кислота, концентрированная, х.ч.

6.Раствор серной кислоты 1:2,5 (в 250мл дважды дистиллированной во-

ды небольшими порциями вливают 100 мл серной кислоты H2SO4

уд.в. 1,86.

7.Сернокислая ртуть HgSO4, ч.д.а.

8.Раствор N-Фенилантраниловой кислоты. 0,25 г N-Фенилантраниловой кислоты растворяют в 15 мл 0,1 н NaOH и разбавляют дважды дистиллированной водой до 250 мл.

8.Раствор калия перманганата, 0,01 н приготовить из фиксанала.

9.Раствор натрия гидроокиси (NaOH), ч.д.а., 0,1 н. 0,1 г NaOH растворяют в 25 мл дважды дистиллированной воды.

45

ЛИТЕРАТУРА

1.Алекин О.А. Основы гидрохимии. Л.: Гидрометеоиздат, 1970, 442 с.

2.Дривер Дж. Геохимия природных вод. — М.: Мир, 1986. — 440 с.

3.Жукинский В.Н., Оксиюк О.П., Олейник Г.Н., Кошелева С.И. Прин-

ципы и опыт построения экологической классификации качества поверхностных вод суши //Гидробиол. журнал. – 1981. – Т.17, № 2.

– с. 38-49.

4.Кадацкая О.В. Гидрохимическая индикация ландшафтной обстановки водосборов.¾ Мн.: Наука и техника, 1987. — 136 с.

5.Кондратьев К.Я., Коплан-Дикс И.С. Эволюция круговорота фосфо-

ра и эвтрофирование природных вод. – Л.:Наука, 1988. — 204 с.

6.Коплан-Дикс И.С. Оценка антропогенного воздействия на малые озера. Воздействие животноводства // Антропогенное воздействие на малые озера. – Л.: Наука, 1980. – С. 116-120.

7.Лопух П.С. Закономерности развития природы водоемов замедленного водообмена, их использование и охрана – Мн.: БГУ, 2002. – 332 с.

8.Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. –

М.:Химия, 1984. - 448

9.Никоноров А.М. Гидрохимия. Л.:Гидрометеоиздат, 1989, 351 с.

10.Никоноров А.М., Посохов Е.В. Гидрохимия. Л.:Гидрометеоиздат, 1985, 321 с.

11.Овчарова Е.П. Химический состав воды поверхностного стока с территории г. Минска // Природные ресурсы. – 2005. - № 2. – С. 5- 13

12.Посохов Е.В. Формирование химического состава подземных вод. Л.:Гидрометеорологическое издательство, 1969, 333 с.

13.Посохов Е.В. Ионный состав природных вод. Генезис и эволюция. ¾ Ленинград: Гидрометеоиздат, 1985. — 225 с.

14.Россолимо Л.Л. Изменение лимнических экосистем под воздействием антропогенного фактора. ¾ М., 1977. ¾ 143 с.

15.Сорокин И.Н. Изменения в системе «водосбор—озеро» под влиянием антропогенного фактора. – Л., 1983. – С. 56-62.

16.Трифонова Н.А. Об определении аммонийного азота в природных водах // Биология внутренних вод: Информационный бюллетень –

1979, № 43. С. 70-75.

17.Хатчинсон Д. Лимнология. — М.: Прогресс, 1969. — 591 с.

46

18.Чарыков А.К. Математическая обработка результатов химического анализа. - Л.: Химия, 1984. – 168 с.

19.Якушко О.Ф. Белорусское Поозерье. ¾ Минск: Вышэйшая школа, 1971. ¾ 334 с.

20.Якушко О.Ф. Озероведение. География озер Белоруссии - Мн.: Вышэйшая школа, 1981. - 223 с.

21.Якушко О.Ф. Изменение аквальных комплексов в условиях интенсивной хозяйственной деятельности // Ландшафты Белоруссии. –

Мн., 1989. –С.214-222.

22.Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши. ¾ Ленинград: Гидрометеоиздат, 1977. ¾ 545 с.

23.Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнений // СанПиН № 10-124 РБ 99 «Питьевая вода». — Минск,: Мин-

здрав РБ.— 1999. — 69 с.

24.Сборник методик выполнения измерений, допущенных к применению в деятельности лабораторий экологического контроля предприятий и организаций Республики Беларусь. Часть 1. – Мн. : Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды, БелНИЦ «Экология».- 250 с.

25.Указатель директив Европейского сообщества по охране окружающей среды // Директива 91/271 (21 мая 1991 г.) Европейского сообщества. — 75 с.

26.Унифицированные методы исследования качества вод. Ч.1. Методы химического анализа вод. Изд. 2-е. ¾ М.: СЭВ, 1974. ¾ 363 с.

27.Химия окружающей среды. – Пер. с англ./ Под ред. А.П. Цыганкова. – М.: Химия, 1984. – 448 с.

47

36 36 36 37 37 38 38

48