|
Реферат: Определение степени минерализации воды в реках г. Уссурийска (Химия)
Министерство образования Российской Федерации
Уссурийский Государственный Педагогический Институт
Биолого-химический факультет
Курсовая работа
Определение степени минерализации воды в реках
г. Уссурийска
Выполнил:
студент 2 курса 521 группы
Русских А.М._________
Научный руководитель:
к.б.н. Шишлова Т.М._________
Уссурийск, 2001 г.
Содержание:
Введение…………………………………………………………………3-5
Глава I. Вода на Земле, ее происхождение и состав….6-10
I.1. Классификация природных вод……………………………..…6
I.2. Минеральный состав природной воды и его влияние на
гидробионтов…………………………………………………….....8
Глава II. Материалы и методы………………………………11-19
II.1. Характеристика объектов исследования……………………....11
II.2. Определение ионов Cl- аргентометрическим титрованием
по Мору……………………………………………….……………12
II.3. Определение сульфат-ионов титриметрическим методом
(титрованием нитратов свинца в присутствии дитизона)…..15
II.4. Определение гидрокарбонат-ионов титриметрическим
методом……………………………………………………………..16
Глава III. Результаты и их обсуждение……………………...…20
Заключение и выводы………………………………………………..21
Литература……………………………………………………………….23
Введение
Какое вещество является самым главным, самым важным в окружающем нас
материальном мире? Ответ на этот вопрос можно дать уверенно и однозначно:
природная вода.
Вода – это основа всей жизни на Земле. Объем гидросферы 1389 млн. км3.
она занимает примерно 3/4 поверхности земного шара – 449,53 млн. км2 (суша
165,34 млн. км2). В организмах животных и растений содержится всего 0,003 %
запаса пресной воды. Для многих живых существ вода служит средой обитания
(Банников, 1977).
Ежегодно из соленых морей и океанов Земли испаряется более 348690 км3
пресной воды. Эта атмосферная влага образует оболочку вокруг Земли,
препятствующую потерям тепла в результате излучения. Без этой оболочки
водяных паров температура Земли равнялась бы –184оС (Оуэн, 1977).
Вода оказывает существенное влияние на формирование климата и погоды.
Водяные пары обладают высокой теплоемкостью и низкой теплопроводимостью,
свойствами, которые смягчают сильные перепады температуры, аккумулируя
солнечное тепло, выравнивают годичные и суточные колебания температуры.
Вода, возвращающаяся в атмосферу путем эвапотранспирации, поддерживает
леса, пастбища, газоны и позволяет получать урожаи культур. Вода разрушает,
растворяет и транспортирует неорганические вещества, способствует отложению
осадочных пород и образованию почвы.
Вода – единственное в природе минеральное вещество, которое нельзя
заменить другими веществами (Алпатьев, 1983).
Природные воды – это очень сложные растворы различных веществ, в
отличие от химически чистой воды. Они различаются по своему химическому
составу, по общей концентрации растворенных веществ и формам их соединений,
по общей количественному соотношению между компонентами состава. Это
обусловлено сложностью состава веществ, находящихся в природе, и от
условий, в которых происходили взаимодействия этих веществ с водой. В
природных водах, кроме химических соединений, присутствуют живые организмы,
жизнедеятельность которых изменяет химический состав воды. Происходит
создание органического вещества в процессе извлечения растительными и
животными организмами из воды химических элементов и возврат химических
элементов в воду после отмирания этих организмов. Существенно изменяет
состав воды и деятельность человека (Юрков, 1962).
Для рационального комплексного использования водных ресурсов необходим
определенный объем, качество и оперативность гидрохимической информации.
Определение общей минерализации вод относится к одному из основных
определений.
Для оценки минерализации пресных вод применяется величина удельной
электропроводности, которая является приблизительным показателем
концентрации солей. Общее количество солей, растворенных в одном килограмме
морской воды, принято называть соленостью (Подорванова, 1997).
В данной курсовой работе была поставлена задача: познакомиться с
понятием «минерализация природных вод» и на основе аргентометрического и
титриметрического методов химического анализа провести количественное
определение анионов Cl-, SO42-, НCO3-, CO32- и на основе полученных
экспериментальных данных сделать вывод о степени минерализации вод рек
Раковка и Комаровка.
Глава I. Вода на Земле, ее происхождение и состав
I.1. Классификация природных вод
По степени солености все природные воды, согласно Венецианской
системе, подразделяют на:
. пресные (до 0,5о/оо),
. миксогалинные или солоноватые (0,5 - 30о/оо),
V олигогалинные (0,5 - 5о/оо),
V мезогалинные (5 - 18о/оо),
V полигалинные (18 - 30о/оо)
. эугалинные или морские (30 - 40о/оо),
. гипергалинные или пересоленные (более 40 о/оо).
К пресным водоемам относятся реки и большинство озер, к эугалинным –
Мировой океан, к миксогалинным и гипергалинным – некоторые озера и
отдельные участки Мирового океана (Константинов, 1986).
Как уже говорилось ранее, целью данной работы является анализ речной
воды.
Из отдельных ионов в речной воде преобладают карбонатные и значительно
меньше ионов, образующихся при растворении сульфатов, нитратов, солей
фосфора, кальция, железа, марганца, кремния и др. По классификации Алекина,
речные воды делят на:
. гидрокарбонатные,
. сульфатные,
. хлоридные.
Эти воды обозначают как классы символами C, S, Cl. В пределах каждого
класса выделяют три группы по эквивалентному преобладанию ионов кальция,
магния или суммы натрия и калия, а в каждой группе – три типа по
соотношению жесткости и щелочности (Константинов, 1986).
Воды подавляющего числа рек на Земле имеют небольшую минерализацию
(менее 0,5 г/кг). Минерализация воды лишь некоторых рек больше приведенного
значения, однако она выходит за пределы минерализации пресных вод, т.е.,
меньше 1 г/кг, например р. Колорадо у г. Остин (0,7 г/кг). В
исключительных случаях реки, обычно весьма небольшие, могут иметь высокую
минерализацию, до рассольной включительно, например р. Риу-Негру в
Колумбии, содержащая резко кислую воду, в которой присутствует серная (11
г/кг) и соляная (9 г/кг) кислоты. Истоки подобных рек связаны либо с
вулканами, либо с солеными или минеральными источниками (Дерпгольц, 1979).
Большинство рек России относится к гидрокарбонатному классу, реже – к
сульфатному и совсем редко – к хлоридному. Вода рек гидрокарбонатного
класса обычно слабо минерализована (как правило, до 0,2о/оо, лишь в
отдельных случаях до 1о/оо). В реках хлоридного типа соленость повышается
до 19о/оо. В пределах европейской части России соленость рек возрастает с
продвижением с севера на юго-восток, а в азиатской – с севера на юго-запад.
В этих же направлениях происходит смена вод гидрокарбонатного класса на
воды сульфатные и хлоридные (Константинов, 1986).
I.2. Минеральный состав природной воды и его влияние на гидробионтов
Природные воды – сложные многокомпонентные системы. Так, вода
существует не в виде химического соединения, состоящего из водорода и
кислорода, а представляет собой сложное тело, в состав которого помимо
молекул воды входят самые разнообразные вещества. Все они играют ту или
иную роль в жизни водного населения. Наибольшее экологическое значение для
водных обитателей имеет степень насыщения воды различными газами,
концентрация ионов минеральных солей, водородных ионов и органических
веществ, состав и концентрация взвешенных веществ (Таубе, 1971).
Главнейшие ионы, содержащиеся в природных водах:
. катионы: Na+, K+, Ca2+, Mg2+;
. анионы: HCO3-, SO42-, Cl-.
В значительно меньших количествах (и не всегда) содержатся катионы
Fe2+, Fe3+, Mn2+; анионы HSiO3-, HPO42-, I-, HS- и др. В окружающей среде
может меняться не только суммарное количество ионов, но и их соотношение
(Таубе, 1971).
Следует отметить, что поток воды в реках имеет не ламинарный
(линейный), а турбулентный характер, когда формируются различные
завихрения, обуславливающие энергичное перемешивание водной массы и
выравнивание всех гидрологических градиентов (температурных, солевых,
газовых и т.д.) (Константинов, 1986).
Суммарную концентрацию всех минеральных ионов, имеющихся в воде,
обозначают как ее соленость. Наиболее часто соленость пресных вод
выражается в миллиэквивалентах, а морских вод – в граммах на 1 кг, или в
промилле (о/оо). Значение минеральных ионов в жизни гидробионтов очень
многогранно. Одни из них, получивших название биогенов, необходимы
растениям для обеспечения процессов биосинтеза. К таким биогенам,
лимитирующим рост и развитие гидрофитов, в первую очередь относятся ионы,
содержащие азот, фосфор, кремний и железо (Константинов, 1986).
Другое значение минеральных ионов связано с влиянием на солевой состав
гидробионтов (диффузия через их наружные покровы). Суммарная концентрация
ионов определяет тоничность внешней среды водных организмов, условия их
осморегуляторной работы. Наконец, с повышением солености воды возрастает ее
плотность и вязкость, что существенно сказывается на плавучести
гидробионтов и условия их движения (Возная, 1979).
Минерализация воды сильно меняется по сезонам года, заметно снижаясь
во время паводков. За счет разбавления меженных вод слабоминерализованными
паводковыми может даже меняться принадлежность реки к тому или иному
классу. Содержание биогенов в реках сильно варьирует в зависимости от их
характера и сезона года (Дерпгольц, 1979).
Немаловажное значение для водных организмов имеет концентрация ионов
кальция и магния, суммарное содержание которых определяет особое качество
воды – жесткость. Достаточная жесткость воды – необходимое условие для
существования гидробионтов с известковым скелетом.
Выяснено, что специфика физиологического действия ионов
преимущественно определяется не анионами, а катионами. Некоторые ионы,
противоположно влияющие на одну и ту же функцию, называют антагонистами
(Юрков, 1962).
Хлориды по общему содержанию в природных водах занимают первое место
среди анионов. Содержание их колеблется в пределах от десятых долей до
тысячи и более миллиграммов на литр. Это преобладающие анионы в водах с
высокой степенью минерализации. В бытовых сточных водах всегда много
хлоридов. Резкое увеличение концентрации Cl- в воде указывает на
загрязнение водоема сточными водами (Константинов, 1986).
Сульфаты содержатся почти во всех природных водах, нередко преобладая
среди анионов. Концентрация их колеблется от нескольких десятков до тысячи
миллиграммов на литр. Ионы SO42- поступают в природные воды при растворении
гипсовых пород, мирабилита, в результате окисления сероводорода, свободной
серы и сульфидов. При большом содержании SO42- ионов (более 250 мг/л)
возникает сульфатная коррозия бетона, проявляющияся в образовании
соединений большего объема, чем составные части тела бетона (CaSO4.2H2O,
сульфоалюмината кальция) (Дерпгольц, 1979).
Карбонат-ионы содержатся в щелочных водах. Обычная питьевая вода не
содержит карбонатов (Таубе, 1971).
Глава II. Материалы и методы
II.1. Характеристика объектов исследования
Река Комаровка – левый приток р. Раздольная. Комаровка берет свое
начало в отрогах хребта Сихотэ-Алинь на высоте 380 м над уровнем моря.
Отсюда она течет на юго-запад, а затем поворачивает по дуге на северо-
запад и впадает в р. Раздольная у г. Уссурийска.
Длина реки 65 км. Площадь водосбора 1480 м2. Основным ее притоком
является р. Раковка. Комаровка – это горно-равнинная река.
Пойма реки преимущественно двусторонняя, шириной от 100 м в верховьях
до 500 - 800 – в нижнем течении. В очень большие паводки пойма затопляется
целиком, при этом глубина затопления на больших территориях достигает 3 м и
более. Особенно сильно затопляется устьевая часть близ г. Уссурийска.
Глубина реки изменяется в переделах от 0,2 до 1,9 м. Скорость течения
порядка 0,3 - 1,5 м в сек. Берега русла чаще всего высотой от 1,5 до 3 м.
Дно галечное и песчано-галечное.
Река Раковка – правый приток реки Раздольная. Она берет свое начало в
северной части Уссурийского заповедника, в гористой местности. Раковка –
горно-равнинная река протяженностью 76 км и с площадью водосбора 812 км2.
В верховьях Раковки, У слияния рек Раковка и Лихачевка, находится
Раковское водохранилище, площадью 5 км2, объемом 41 млн. м3,
которое является основным источником централизованного водоснабжения г.
Уссурийска.
В центре Уссурийска Раковка сливается с Комаровкой и единым руслом с
Комаровкой, протяженностью около 5 км, впадает в Раздольную. (см.
приложение)
II.2. Определение ионов Cl- аргентометрическим титрованием по
Мору
Содержание хлоридов в воде определяется объемными методами –
меркуриметрическим и методом осаждения. Первый метод применяется при малых
концентрациях хлоридов. Он основан на связывании Cl-ионов в
малодиссоциированную соль HgCl2. сущность второго метода заключается в
связывании ионов Cl- ионами Ag+ в труднорастворимый хлорид серебра (Таубе,
1971).
В данной курсовой работе был применим второй метод: в нейтральной или
слабощелочной среде (рН = 7-10) осаждали хлорид-ионы титрованным раствором
нитрата серебра в виде малорастворимого хлорида серебра. Произведение
растворимости хлорида серебра составляет 1,56.10-10. В качестве индикатора
применяли раствор хромата калия, который реагирует с избыточными ионами
серебра, вызывая переход лимонно-желтой окраски в оранжево-желтую.
Реактивы, необходимые для определения хлорид-ионов аргентометрическим
титрованием по Мору
1. Бидистиллят;
2. Серная кислота 1н. раствор;
Разбавляли 28 см3 концентрированной серной кислоты ч.д.а.
дистиллированной водой до 1 дм3.
3. Едкий натр (NaOH) 1н. раствор;
Растворяли 40 г NaOH ч.д.а. в бидистилляте до 1 дм3.
4. Фенолфталеин 0,5% раствор;
Растворяли 0,5 г фенолфталеина в 50 см3 96%-ного этилового спирта и
разбавляли 50 см3 дистиллированной воды. В раствор по каплям добавляли 0,01
н. NaOH до появления заметной розовой окраски.
5. Хромат калия 5% раствор;
Растворяли 50 г K2SO4 ч.д.а. в небольшом объеме бидистиллята и
прибавляли раствор нитрата серебра до начала образования красного осадка.
После двухчасового отстаивания раствор фильтровали и доводили бидистиллятом
до дм3.
6. Нитрат серебра 0,1н. раствор (0,05н. или 0,02н.);
Раствор нитрата серебра готовили из расчета 16,9874 г (8,4937 г или
3,3975 г) AgNO3 ч.д.а., высушенного при 105оС, в бидистилляте и доводили до
1 дм3. Титр или поправку определяли титрованием 5 см3 раствора хлорида
натрия соответствующей нормальности, разбавленного до 100 см3
бидистиллятом.
7. Хлорид натрия 0,1н. (0,05н. или 0,02н.);
Растворяли в бидистилляте 5,8443 г (2,9221 г или 1,1689 г) NaCl
ч.д.а., высушенного при 105оС и доводили объем до 1 дм3 при 20оС.
Для определения брали 100 см3 профильтрованной пробы. Кислые и
щелочные пробы нейтрализовали едким натром или серной кислотой по
фенолфталеину, прибавив ничтожно малый избыток серной кислоты, чтобы
раствор после нейтрализации был бесцветным. Затем к пробе прибавили 1 см3
раствора хромата калия и при постоянном перемешивании титровали раствором
нитрата серебра до перехода лимонно-желтой окраски в оранжево-желтую. Таким
же способом проводили холостое определение с бидистиллятом.
Содержание хлорид ионов вычисляли по формуле:
[pic];
где а - объем раствора нитрата серебра, израсходованного на
титрование пробы, см3; b - объем раствора нитрата серебра, израсходованного
на титрование в холостом опыте, см3; N - нормальность титрованного
раствора; k - поправочный коэффициент к нормальности титрованного раствора
нитрата серебра; V - объем пробы, взятой для определения, см3; 35450 -
эквивалент Cl- (Подорванова, 1997).
Примечание
Определению мешают ионы Ва2+, Рb2+, образующие труднорастворимые
хроматы, и анионы S2-, Br-, HPO42-, образующие с Ag+ труднорастворимые
соли. Цветные воды предварительно коагулируют сернокислым алюминием.
Во избежание температурной ошибки следует проводить определение при
одной и той же температуре (20оС). содержание Сl- в пробе воды должно быть
от 10 до 300 мг.л-1. так как точку эквивалентности при отсутствии опыта
установить довольно трудно, то рекомендуется титровать в присутствии
«свидетелей» - недотитрованной и перетитрованной пробы (Таубе, 1971).
II.3. Определение сульфат-ионов титриметрическим методом
(титрованием нитратов свинца в присутствии дитизона)
Содержание SO42- -ионов определяли методом титрования нитратов свинца
в присутствии дитизона. Данный метод довольно чувствительный и точный.
Титрование проводили в кислой среде в присутствии двукратного по объему
количества ацетона или этилового спирта. Дитизон вводили в твердом
состоянии (Лурье, 1971).
Реактивы, необходимые для определения сульфат-ионов титриметрическим
методом
1. Нитрат свинца 0,02 н. раствор;
Титр этого раствора устанавливали по стандартному 0,02 н. раствору
сульфата натрия.
2. Дитизон;
Кристаллический дитизон смешивали с бензойной кислотой в отношении
1:50 и растирали в порошок.
3. Сульфат натрия 0,02 н. раствор;
Растворяли 1,4204 г безводного сульфата натрия (для его приготовления
кристаллический сульфат натрия нагревали в фарфоровой чашке при температуре
около 100оС до тех пор, пока не остался рыхлый белый порошок) и разбавляли
водой до 1 дм3.
4. Ацетон или этиловый спирт, 96%, чистый.
Сульфат-ионов в пробе мало, поэтому отбирали пипеткой 50 см3 пробы,
переносили в колбу для титрования и упаривали до 10-20 см3. прибавляли
двойное по объему количество ацетона или этилового спирта (20-40 см3) и
порошок дитизона в таком количестве, чтобы раствор стал зеленым. Затем
подогревали до 50оС и титровали раствором нитрата свинца, прибавляя его из
микробюретки, до перехода зеленой окраски в красно-фиолетовую.
Содержание сульфат-ионов в мг/дм3 вычисляли по формуле:
[pic];
где a – объем израсходованного на титрование 0,02 н. раствора нитрата
свинца, см3; k – поправочный коэффициент для приведения концентрации
раствора нитрата свинца к точно 0,02 н.; V – объем пробы, взятой для
определения, см3; 960,6 – эквивалент SO42-.
Примечание
Если в исследуемой воде содержатся органические вещества (цветные
воды), то предварительно воду подкисляют 1-2 мл концентрированной соляной
кислотой (Таубе, 1971).
II.5. Определение гидрокарбонат-ионов титреметрическим методом
При одновременном присутствии в воде ионов HCO3- и CO32- определение
ведут в одной пробе, нейтрализуя рабочим раствором соляной кислоты
щелочность, создаваемую этими ионами.
Щелочностью называют содержание в воде веществ, вступающих в реакцию с
сильными кислотами, т.е. с ионами водорода. Расход кислоты выражает общую
щелочность.
В обычных природных водах щелочность зависит, как правило, только от
гидрокарбонат-ионов щелочноземельных металлов. В этом случае значение рН
воды не превышает 8,3. Общая щелочность практически тождественна
карбонатной жесткости и соответствует содержанию гидрокарбонатов.
Карбонат ионы содержаться в щелочных водах. Обычно питьевая вода не
содержит карбонатов. На это указывает отсутствие розовой окраски от
прибавления к пробе фенолфталеина. В этом случае в воде определяют только
гидрокарбонаты титрованием кислотой в присутствии метилоранжа (Таубе,
1971).
Реактивы необходимые для определения гидрокарбонат-ионов
титриметрическим методом
1. Соляная кислота 0,1 н. раствор;
Разбавляли 8,5 см3 HCl (конц.) ч.д.а. дистиллированной водой до 1
дм3. Титр или поправочный коэффициент определяли по 0,1 н. раствору
карбоната натрия. Для приготовления этого раствора навеску 5,3002 г Na2CO3
ч.д.а., высушенного при 270-300оС в свежепрокипяченной и охлажденной
дистиллированной воде и разбавляли этой же водой до 1 дм3. из полученного
раствора отбирали 20 см3, разбавляли до 100 см3 прокипяченной
дистиллированной водой и титровали 0,1 н. раствором соляной кислоты.
Титрованный раствор кислоты приготовляли так, чтобы поправочный коэффициент
для приведения его концентрации к точно 0,1 н. был в пределах 0,99-0,01.
2. Фенолфталеин 0,5% раствор;
Растворяли 0,5 г фенолфталеина в 50 см3 96% этилового спирта и
разбавляли 60 см3 дистиллированной воды. В раствор по каплям добавляли 0,01
н. NaOH до появления заметной розовой окраски.
3. Метиловый оранжевый 0,05% раствор;
Растворяли 0,05 г натриевой соли метилового оранжевого в 100 см3
горячей дистиллированной воды, и после охлаждения фильтровали.
Мерную колбу объемом 100 см3 ополаскивали два раза анализируемой водой
и наполняли ее до метки. Отмеренную воду количественно (полностью)
переносили в коническую колбу объемом 200-250 см3, прибавляли 2-3 капли
фенолфталеина, тщательно перемешивали и оттитровывали стандартным раствором
соляной кислоты (Сн = 0,1моль экв./дм3) до
исчезновения розовой окраски.
К оттитрованной пробе прибавляли 2-3 капли метилоранжа и титровали
стандартным раствором соляной кислоты (Сн = 0,1моль экв./дм3) до появления
оранжевой окраски. Находили объем израсходованной кислоты. За результат
анализа принимали среднее арифметическое трех параллельных определений.
Количество (миллимоль) израсходованной на титрование соляной кислоты равно
количеству (миллимоль) солей, обуславливающих карбонатную жесткость,
содержащихся в титруемом объеме воды.
Содержание карбонатов вычисляли по формуле:
Xco32- [pic];
где Xco32- – содержание в исследуемой воде СО32—ионов, мг.л-1;
V1 - объем 0,1 н. HCl, израсходованный на титрование пробы воды в
присутствии фенолфталеина, мл; N – нормальность раствора HCl; E
- эквивалент СО32- (30); V3 – объем пробы взятый на титрование, мл; (Лурье,
1973).
При наличии в исследуемой воде только гидрокарбонатов вычисления ведут
по формуле:
Xнco3- [pic];
где V2 – объем 0,1 н. HCl, израсходованный на титрование пробы воды в
присутствии метилоранжа, мл; E - эквивалент НСО3- (61,018);
Глава III. Результаты и их обсуждение
Уровень минерализации природных пресных вод обусловлен содержанием
сульфат-ионов (SO42-), карбонат (CO32-) и гидрокарбонат-ионов (HCO3-) и, в
особенности, хлорид-ионов (Cl-), которые являются преобладающими анионами
в водах с высокой степенью минерализации.
В результате проведенных исследований были получены следующие
результаты: содержание гидрокарбонат-ионов в реке Комаровка составляет в
среднем 57,5553 мг/л, реке Раковка 68,9751 мг/л. Повышенное содержание
гидрокарбонат-ионов наблюдается в пробах, взятых в реке Раковка после УМЖК.
Оно составляет 92,1406 мг/л. Это объясняется повышенным техногенным
воздействием предприятия на воды реки.
В месте слияния Комаровки и Раковки концентрация гидрокарбонат-ионов
составляет 75,6612 мг/л.
Карбонат-ионов в отобранных пробах обнаружено не было: фенолфталеин не
дал розовой окраски с исследуемой водой. Это позволяет сделать заключение о
том, что воды Комаровки и Раковки не «щелочные».
Сульфат-ионов в пробах обнаружить с помощью приведенной выше методики
также не удалось. Вероятнее всего содержание сульфат-ионов выходит за
пределы чувствительности данной методики.
Хлориды по общему содержанию в природных водах занимают первое место
среди анионов. Содержание хлорид-ионов одинаково и в Раковке, и в
Комаровке. Оно составляет 25,3348 мг/л.
Заключение и выводы
В результате проведенной работы можно сделать вывод о том, что воды
реки Раковка и реки Комаровка обладают достаточно низкой степенью
минерализации.
Согласно классификации Алекина воды рек Раковка и Комаровка, как и
воды большинства рек России, можно отнести к гидрокарбонатному классу.
Литература
1. Алпатьев А.М. Развитие, преобразование и охрана природной среды.
Л.: Наука, 1983.
2. Банников А.Г., Рустамов А.К. Охрана природы. М.: Колос, 1977.
3. Возная Н.Ф. Химия воды и микробиология. М.: Высшая школа, 1979.
4. Дерпгольц В.Ф. Мир воды. Л.: Недра, 1979.
5. Константинов А.С. Объщая гидробиология. М.: Высшая школа, 1986.
6. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия, 1971.
7. Лурье Ю.Ю. Унифицированные методы анализа вод. М.: Химия, 1973.
8. Лурье Ю.Ю., Рыбникова А.И. Унифицированные методы анализа природных и
сточных вод. М.: Химия, 1971.
9. Оуэн О.С. Охрана природных ресурсов. М.: Колос, 1977.
10. Подорванова Н.Ф., Чернова Б.Б. Химический анализ природных вод.
Владивосток: ДВГМА, 1997.
11. Таубе П.Р., Баранова А.Г. Практикум по химии воды. М.: Высшая
школа, 1971.
12. Юрков Г.К.. Сафонова И.Н. Вода. М.: Учпедгиз, 1962.
Реферат на тему: Определение хлоридов в сточных водах
Летняя практика по химии
Лицей № 8
Реферат
Тема:
« Определение хлоридов в водах»
Исполнитель:
Жидкова Люба
Руководитель:
Громова Н. Г.
Вульфсон Н. Д.
Сосновый Бор
1999 год.
ВВЕДЕНИЕ
Хлориды относятся к главным ионам, содержание которых в речных и
озерных водах колеблется от доли миллиграммов до граммов в литре; в морских
и подземных водах концентрация хлоридов выше – до перенасыщенных растворов
и рассолов.
Основными источниками поступления хлоридов в водные объекты является
соленосные отложения, магматические породы, в состав которых входят
хлорсодержащие минералы (хлорапатит, содомит и др.), вулканические выбросы,
засоленные почвы, из которых они вымываются атмосферными осадками. Гораздо
большее количество хлоридов попадает в воду с промышленными и
хозяйственными сточными водами.
Хлориды в воде не склонны к образованию ионных пар. Они обладают
высокой миграционной способностью, что обусловлено хорошей растворимостью
их в воде, слабо выраженные способностью к сорбции взвесями и донными
отложениями и практическим отсутствием накопления водными организмами.
Повышенные концентрации хлоридов ухудшают вкусовые качества воды
делая её непригодной для питьевого водоснабжения, а так же уменьшает или
полностью исключает возможность использования для технических и
хозяйственных целей, и орошение сельскохозяйственных территорий. Для
водных объектов рыбохозяйственного назначения предельно допустимая
концентрация (ПДК) хлоридов – 300 мг/дм3, для объектов хозяйственно-
питьевого и культурно бытового назначения ПДК – 350 мг/дм3.
Хлориды относятся к устойчивым компонентам водной среды; пробы
предназначенные для определения хлоридов не консервируют.
Перед выполнением определения хлоридов в пробе воды неизвестного
состава следует провести качественную оценку их содержания. Для этого в 5
см3 анализируемой воды добавляют 3 капли 10% раствора AgNO3 и перемешивают.
О содержании хлоридов судят по интенсивности помутнения пробы (таблица 1).
В зависимости от предполагаемого содержания хлоридов выбирают
методику анализа и объёма анализируемой пробы (таблица 1).
Таблица 1.
Качественная оценка содержания хлоридов в воде и рекомендуемый для
тестирования объём пробы воды.
|Характер помутнения |Ориентировочное |Объём анализируемой |
|пробы |содержание хлоридов в|пробы (см3) |
| |воде (мг/дм3) | |
|Слабая муть |1-10 |100 |
|Сильная муть |10-50 |100 |
|Плавающие хлопья |50-100 |100 |
|Оседающие хлопья |100-250 |100 |
|Белый объёмистый |250-800 |50 |
|осадок | | |
| |больше 800 |(25 |
2. Метод определения.
Определение основано на образовании трудно растворимого осадка хлорида
серебра при прибавлении раствора нитрата серебра к анализируемой воде.
После полного осаждения хлоридов избыток ионов серебра реагирует с
индикатором- хроматом калия- с образованием красновато- оранжевого осадка
хромата серебра. Тестирование проводят в нейтральной или слабо щелочной
среде (рН 7-10), поскольку в кислой среде не образуется хромат серебра, а
в сильно щелочной возможно образование оксида серебра Ag2o. Мешающее
влияние на определение хлоридов могут оказать: высокая цветность, мутность,
сероводород и сульфиды, сульфиты, тиосульфаты, цианиды, карбонаты (более
100 мг/дм3), фосфаты (более 25 мг/дм3), аммиак (более 5 мг/дм3). Точному
нахождению точки эквивалентности мешает также высокие (более 10 мг/дм3)
концентрации металлов- свинца, железа и др.
Устранить или значительно уменьшить влияние всех мешающих веществ
при высоком содержании хлоридов можно путем разбавлением пробы; если же
содержание хлоридов невелико ( что маловероятно для загрязненных вод), для
устранения мешающего влияния следует применить специальные приемы.
Мутность устраняют фильтрованием пробы, цветность – пропусканием
пробы через колонку с активированным углем или сорбцией на гидроксиде
алюминия.
3.Вычисление результатов определений.
Массовую концентрацию хлоридов в анализируемой воде находят по
формулам:
[pic] или [pic]
где Сх или Схэ – массовая концентрация хлоридов в воде, мг/дм3 или моль/дм3
эквивалента соответственно.
V- объем раствора нитрата серебра, израсходованного на тестирование
анализируемой пробы, см3;
V хол –объема раствора нитрата серебра израсходованного на тестирование
пробы, см3.
С – концентрация раствора нитрата серебра, моль/дм3 эквивалента.
V1- объем пробы воды, взятой для тестирования, см3.
Cx=[pic]
ПДК сол.Н2О=11000
4.Требования безопасности.
1. При выполнении определений массовой концентрации хлоридов в пробах
природных и очищенных сточных вод соблюдают требования безопасности,
установленные в «Правилах по технике безопасности при производстве
наблюдений и работ на сети Госкомгидромета», А., Гидрометеоиздат, 1983
год, или в «Инструкции по технике безопасности для гидрохимических
лабораторий органив по регулированию и охране вод» М., 1975.
2. По степени воздействия на организм вредные вещества, используемые при
выполнении определений, относятся к 2, 3, 4 классом опасности по ГОСТ
12.1.007.
3. Содержание используемых вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно
превышать предельно допустимых концентраций в соответствии с ГОСТ
12.1.005.
4.Аппаратура и реактивы.
1. Реактивы:
А) вода дистилированная по ГОСТ 6709
Б) хромат калия по ГОСТ 4459, ч. д. а
В) нитрат серебра по ГОСТ 1277, ч. д. а.
2. Аппаратура:
А) воронка лабораторная по ГОСТ 25336
Б) колбы мерные не ниже второго класса точность по ГОСТ 1770
Вместимостью 50 см3 2
В) бюретка не ниже второго класса точности по ГОСТ 20292
вместимостью 25 см3 –1
Г) пипетка с одной отметкой не ниже 2 класса точность по ГОСТ 20292
вместимостью 5 см3 –1
Д) пипетка градуированная не ниже второго класса точности по ГОСТ 20292
вместимостью 1 см3 –2
Е) колбы конические по ГОСТ 25336
вместимостью 250 см3 –2
5.Отбор и хранение проб.
Отбор проб производится в соответствии с ГОСТ 171.5.05. Пробы помещают в
стеклянную или полиэтиленовую посуду. Перед определением фильтруют через
мембранный фильтр 0,45 мкм, очищенной кипячением в дистиллированной воде.
Допустимо использование бумажных фильтров «синяя лента». При фильтровании
через любой фильтр первые порции фильтрации следует отбросить.
Хлориды являются одним из наиболее устойчивых компонентов, поэтому
определение модно проводить после выполнения анализа менее устойчивых
соединений. Пробы не консервируют, хранят при комнатной температуре.
6.Приготовление растворов и реактивов.
Раствор хромата калия, 10% 50г K2CrO4 взвешивают на технических весах,
растворяют в 150 см3 дистилированной воды, добавляют для удаления хлоридов
10% раствор AgNO3 до появления слабого красновато-ораньжевого осадка, дают
отстоятся в течении суток и затем фильтруют через фильтр “белая лента”. К
фильтрованному раствору добавляют 300 см3 дистилированной воды и
перемешивают. Хранят в склянке из темного стекла 3 мес.
Рабочий раствор нитрата серебра с концентрацией эквивалента 0,05 моль/дм3.
8,49 г AgNO3 растворяют в дистиллированой воде в мерной колбе вместимостью
1 дм3 , доводят до метки и перемешивают. При наличии мути раствор
отстаивают в течении нескольких дней и затем сифонируют прозрачную
жидкость. Хранят в склянке из темного стекла.
Точную концентрацию раствора определяют тестированием стандартного
раствора хлорида натрия не реже 1 раза в месяц.
7.Определение точной концентрации.
Для определения точной концентрации рабочего раствора нитрата серебра
с концентрацией 0,05 моль/дм3 эквивалента в коническую колбу вместимостью
250 см3 помещают пипеткой 10 см3 стандартного раствора хлорида натрия,
добавляют 90 см3 дистилированной воды и 1 см3 раствора хромата калия.
Тщательно перемешивают и титруют раствором нитрата серебра с концентрацией
эквивалента 0,05 моль/дм3 до появления красновато-ораньжевого осадка.
Титрование повторяют 2-3 раза и при хлориде натрия, добавляют 90 см3
дистиллированной воды и 1 см3 раствора хромата калия. Тщательно
перемешивают и титруют раствором нитрата серебра с концентрацией
эквивалента 0,05 моль/дм3 до появления красновато-ораньжевого осадка.
Титрование повторяют 2-3 раза и при отсутствии расхожденя в объемах
растворов AgNO3 более 0,05 см3 за результат принимают среднюю величину.
Одновременно выполняют холостое определение , использую для титрования 100
см3 дистиллированной воды.
Список используемой литературы.
Руководящий документ « Методические указания. Аргентометрическое
определение хлоридов в водах».
А. П. Крешков «Основы аналитической химии»
| |
