Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
лаб. раб. 4_перманганатная окисляемость.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
12.11.2019
Размер:
80.38 Кб
Скачать

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

Лабораторная работа № 4.

ВОДОПОДГОТОВКА.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРМАНГАНАТНОЙ ОКИСЛЯЕМОСТИ ВОДЫ МЕТОДОМ КУБЕЛЯ.

Цель работы: определить качество сточной либо природной воды по содержанию восстановителей. Определить эффективность применения коагулянтов для снижения содержания восстановителей в воде.

Общие сведения.

Окисляемость - это величина, характеризующая содержание в воде органических и минеральных веществ, окисляемых (при определенных условиях) одним из сильных химических окислителей. Этот показатель отражает общую концентрацию восстановителей (органических и неорганических) воде. Природа органических веществ может быть самой разной - и гуминовые кислоты почв, и сложная органика растений, бактериальное загрязнение, и химические соединения антропогенного происхождения.

Различают несколько видов окисляемости воды: перманганатную, бихроматную, йодатную. Наиболее высокая степень окисления достигается бихроматным методом. В практике водоочистки для природных малозагрязненных вод определяют перманганатную окисляемость, а в более загрязненных водах - как правило, бихроматную окисляемость (или ХПК - "химическое потребление кислорода").

Окисляемость выражается показателем количества кислорода в миллиграммах, расходуемого на окисление восстановителей в 1 л воды (мг О/дм3). Как правило, когда говорят об окисляемости, имеют в виду содержание в воде органических загрязнений.

Результаты определения окисляемости одной и той же воды, проведенного с применением различных окислителей, обычно различаются вследствие неодинаковой степени окисления этими окислителями различных веществ, присутствующих в воде. Это зависит от свойств окислителя, его концентрации, температуры, рН воды и т.п. Все методы определения окисляемости условны, а получаемые результаты сравнимы только в том случае, когда точно соблюдены все условия протекания анализа.

Величина окисляемости природных вод может варьироваться в широких пределах от долей миллиграммов до десятков миллиграммов кислорода на литр воды. Высокая окисляемость воды обусловливается наличием в воде продуктов распада органических веществ растительного и животного происхождения. Поверхностные воды имеют более высокую окисляемость по сравнению с подземными. Это понятно - органика из почвы и растительного опада легче попадает в поверхностные воды, чем в грунтовые, чаще всего ограниченные глинистыми водоупорами. Вода равнинных рек, как правило, имеет окисляемость 5-12 мг О/дм3, рек с болотным питанием - десятки миллиграммов на 1 дм3. Подземные воды имеют в среднем окисляемость на уровне от сотых до десятых долей миллиграма О/дм3. Хотя подземные воды в районах нефтегазовых месторождений, и торфянников могут иметь очень высокую окисляемость.

ПДК питьевой воды по перманганатной окисляемости согласно СанПиН 2.1.4.1175-02 «Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников» составляет 5,0-7,0 мг/дм3.

Коагуляция примесей

Уменьшение содержание восстановителей в воде возможно при добавлении коагулянтов. Органические восстановители обычно содержатся в воде в виде растворов, коллоидных и механических взвесей. Коагуляцию коллоидных примесей (осветление воды) производят добавкой коагулянтов или флокулянтов. Коагулирующее действие одного из распространенных коагулянтов Аl2(SО4)3 основано на образовании гидроокиси алюминия при взаимодействии с бикарбонатами, находящимися в очищаемой воде:

Аl2(SО4)3 + 3Са (НСО3)2 = 3СаSО4 + 2Аl(ОН)3 + 6СО2

При отсутствии растворенных бикарбонатов в воде специально добавляют известь для смещения равновесия реакции гидролиза Аl2(SО4)3 в сторону образования молекул Аl(ОН)3, обладающих большим положительным зарядом, что способствует коагуляции частиц. При этом частицы коллоидных примесей укрупняются вследствие агрегации (слипания) гидроокиси алюминия и увлекаются хлопьями вместе с органическими примесями и бактериями в осадок. Осадок после отстаивания отфильтровывают.

Определение перманганатной окисляемости воды

Определение перманганатной окисляемости (метод Кубеля) состоит в предварительном окислении вещества пробы раствором перманганата калия в серной кислоте при кипячении. После кипячения в пробу добавляется стандартный раствор щавелевой кислоты, которая реагирует с остатками перманганата. Избыток щавелевой кислоты оттитровывается стандартным раствором перманганата калия.

Без разбавления можно определить окисляемость до 10 мг кислорода в 1 дм3 воды. Перманганат калия при кипячении в течение 10 минут в кислой среде разлагается с выделением кислорода, который окисляет содержащиеся в воде примеси:

2КМnО4 + 3Н2SO4  K2SO4 + 5O + 2МnSO4 + 3Н2О

Образовавшийся кислород окисляет находящиеся в воде примеси с образованием воды. Суммарное уравнение:

МnО4- + 8Н+ + 5е  Мn2+ + 4Н2О

Не прореагировавший перманганат калия восстанавливается щавелевой кислотой:

2МnО4- + 5С2О42- + 16Н+  2Мn2+ + 8Н2О + 10 СО2

Избыток щавелевой кислоты оттитровывается раствором перманганата калия.

Определению содержания органических загрязнителей мешают хлорид-ионы (при концентрации >300 мг/л), которые можно маскировать добавкой сульфата ртути (II). Железо (II), сульфиды, нитраты также мешают определению. Они определяются другими методами анализа, а затем полученные значения содержания этих примесей вычитаются из результата определения перманганатной окисляемости. 1 мг нитратов потребляет 0,3 мг атомарного кислорода, 1 мг железа (II) - 0,14 мг кислорода.

Практическая часть.

Оборудование: Электроплитка

Посуда и материалы

1. Колбы конические вместимостью 250 см3.

2. Колбы мерные вместимостью 50 и 100 см3.

3. Пипетки с делениями вместимостью 5 см3, 10 см3

4. Цилиндр вместимостью 200 см3.

5. Бюретка вместимостью 25 см3.

6. Воронки конические

7. Стаканы вместимостью 250 см3

8. Бумага фильтровальная

Реактивы

1. Кислота щавелевая с молярной концентрацией эквивалента С( H2C2O4) = 0.01 моль-экв/дм3 (1 см3 этого раствора требуется на окисление 0.08 мг кислорода).

2. Перманганат калия, раствор с молярной концентрацией эквивалента С( KMnO4) = 0.01 моль-экв/дм3 (1 см3 этого раствора выделяет 0.08 мг кислорода).

3. Кислота серная разбавленная 1:2.

4. сульфат алюминия Al2(SO4)3 1 % раствор.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.