Файл: Лурье, Ю. Ю. Химический анализ производственных сточных вод.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 149

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Так как вместе с хлорат-ионами титруются гипохлорит- и хлорит-ионы, то на них при расчете результата анализа вво­ дят соответствующую поправку, учитывая содержание этих ионов, найденное методом, приведенным выше.

Реактивы

Арсенит натрия, 0,01 и. раствор — см. стр. 111.

Бромат калия, 0,01 н. раствор. Навеску 0,2784 г КВгОз растворяют в дистиллированной воде и объем раствора доводят до 1 л. Титр этого рас­ твора устанавливают по 0,01 и. раствору арсенита натрия следующим обра­

зом. В коническую колбу наливают из

бюретки, точно отмеривая, 20 мл

0,01 и. раствора NaAsC>2, раствор сильно

подкисляют хлористоводородной

кислотой, нагревают до 60 °С, прибавляют

несколько капель метилового оран­

жевого и титруют раствором КВгОз до обесцвечивания. В конце титрования прибавлять КВгОз нужно очень медленно при постоянном помешивании.

Бромид калия.

Хлористоводородная кислота, пл. 1,19 г/см3. Метиловый оранокевый, 0,1%-ный раствор.

Ход определения. Такой, же объем анализируемой сточной воды, как при определении гипохлорит- и хлорит-ионов, перено­ сят в коническую колбу, прибавляют 50,00 мл раствора арсе­ нита натрия, 0,05 г бромида калия и хлористоводородную кис­ лоту из такого расчета, чтобы на каждые 7 мл жидкости был прибавлен 1 мл кислоты. Раствор кипятят при слабом нагре­ вании 15 мин, прикрыв колбу воронкой. После этого жидкость охлаждают до 60 °С и, прилив несколько капель раствора ме­ тилового оранжевого, медленно при непрерывном перемеши­ вании оттитровывают избыток мышьяковистой кислоты раст­ вором бромата калия до исчезновения розовой окраски.

Расчет. Содержание хлорат-ионов (х) в мг/л вычисляют по формуле:

•v' -

[(50 — d) К-> — с /(,] 0.1391 • 1000

у

где d — объем 0,01 н. раствора бромата калия, израсходованного на,обратное титрование, мл; Кг — поправочный коэффициент для приведения концентрации раствора бромата калия к точно 0,01 н.; с, К\ и V — имеют те же значения, что и в предыдущем определении; 0,1391— количество хлорат-ионов, эквива­ лентное 1 мл 0,01 и. раствора бромата, мг.

\J 27.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО СОДЕРЖАНИЯ ХЛОРА

И ХЛОРИД-ИОНОВ

Для определения общего содержания хлора восстанавли­ вают гипохлорит-, хлорит- и ' хлорат-ионы до хлорид-ионов солью железа(II) в кислой среде. После этого определяют со­ держание хлоридов добавлением нитрата серебра, избыток которого оттитровывают роданидом аммония в присутствии соли железа (III) как индикатора.

113


Р еа кт и вы

 

 

 

Соль железа(П), растиор. Растворяют 30

г FeS04• 7Н20

в воде,

прибав­

ляют к

раствору 50 мл серной кислоты (пл,

1,84 г/см3) и

разбавляют рас­

твор до

1 л. .

 

 

 

Роданид калия или роданид аммония, 0,1 н. раствор.

 

 

Нитрат серебра, 0,1 или 0,01 н. раствор.

 

 

 

Азотная кислота, разбавленная 1:2.

 

 

 

Ход определения. В коническую колбу емкостью 300

мл на­

ливают 75 мл раствора сульфата железа(II), добавляют 25—■ 30 мл испытуемой сточной воды и раствор кипятят 10—15 мин, накрыв колбу маленькой воронкой. Сняв колбу с огня, в нее осторожно вливают 2 мл разбавленной (1 : 2 ) азотной кислоты

, и дают постоять 10—15 мин для окисления избытка железа(II).

Затем колбу охлаждают

под краном, наливают в нее избыток

0,1 или 0,01 и. раствора

нитрата серебра (в зависимости от

содержания хлоридов) и продолжают анализ, как описано на стр. 101, не добавляя соли железа(III), так как она содержится в растворе в достаточном количестве.

Расчет. Определив общее содержание хлора, можно вычис­ лить содержание хлоридов (х) в мг/л по формуле:

 

х = у — 0,689z — 0,425(7 — 0,526s

 

 

 

где у — общее

содержание хлора, мг/л;

z — содержание

гипохлорнт-иоиов,

мг/л (см. разд.

27.1); q — содержание хлорат-ионов,

мг/л

(см. разд. 27.3);

s — содержание

хлорит-ионов, мг/л (см.

разд. 27,2);

0,689;

0,425; 0,526 —

коэффициенты пересчета гипохлорит-, хлорат- и хлорит-ионов

на хлорид-нон.

28. ЦИАНИДЫ

Цианиды встречаются в водах в виде слабо диссоциирован­ ной и весьма токсичной синильной кислоты и в виде также очень токсичных цианид-ионов. Отношение между концентра­ циями обеих этих форм зависит от pH среды. Кроме того, в во­ дах часто присутствуют различные комплексные' цианиды в виде ионов [Zn(CN),]2-, [Ni(CN)4]2-, [Cu(CN)3]2-, [Cu(CN)2]-, [Fe (CN)6]4_, [Fe(CN)6f - и др.

В природные воды цианиды могут попасть только в резуль­ тате загрязнения их промышленными сточными водами, напри­ мер стоками рудообогатительных фабрик, гальванических цехов металлообрабатывающих предприятий, газогенераторных стан­ ций, газовых и коксохимических заводов, предприятий, добы­ вающих драгоценные металлы, некоторых предприятий черной металлургии и пр.

Все цианиды, простые и комплексные, могут быть разделены на сильно токсичные и на относительно мало токсичные. К-пер­ вой группе принадлежат простые цианиды и синильная кислота, комплексные цианиды цинка, меди, никеля, кадмия, ко второй группе — гексацианоферраты (II), гексацианоферраты(Ш) и, по-видимому, редко встречающиеся цианокобальтаты. В даль-

114


нейшем первая группа условно называется «токсичные циани­ ды», а вторая — «нетоксичные цианиды». Норма предельно до­ пустимой концентрации токсичных цианидов очень мала, перед определением их рекомендуется проводить предварительное

концентрирование *.

1

Для устранения мешающих влияний и концентрирования цианид-ионов в малом объеме жидкости в описываемых ниже методах предлагается предварительно отгонять цианиды в виде синильной кислоты и поглощать ее едкой щелочью. Возможны два варианта отгонки: а) с добавлением реагентов, которые удерживают в перегонной колбе все нетоксичные цианиды и способствуют превращению токсичных цианидов в отгоняемую синильную кислоту, и б) с добавлением реагентов, способствую- 'щнх выделению синильной кислоты из всех цианидов, включая наиболее устойчивые комплексные цианиды.

Таким образом, в первом случае определяются только ток­

сичные цианиды,

во втором — общее их содержание (содержа­

ние нетоксичных

цианидов можно найти по разности). Кроме

того, ниже (см. стр. 128—130) приводятся специальные методы

определения гексацианоферратов(П) и гексацианоферратов(Ш).

. Для конечного определения цианид-ионов в отгонке пред­ лагается два колориметрических метода — пиридин-бензидино- вый и пиридин-барбитуратный — для определения малых кон­ центраций цианидов, и объемный аргентометрический метод для определения больших концентраций цианидов.

Пробы вод, в которых предполагают определять цианиды, надо консервировать добавлением едкого натра до pH > II.

В некоторых случаях, при отсутствии мешающих влияний, цианиды можно определять непосредственно в пробе без пред­ варительной перегонки. Если был применен такой упрощенный метод, то надо обязательно отметить это в сводке результатов анализа.

28.1.ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ОПЕРАЦИИ

28.1.1.Перегонка HCN из токсичных цианидов

Впредлагаемом методе ** в пробу вводят перед перегонкой соль цинка для связывания гексацианоферрат-ионов и пред­ упреждения их'разложения во время перегонки и бихромат ка­ лия для окисления комплексного цианида меди(1 ) и выделения из него цианидных групп в виде синильной кислоты. Роданнды

вдистиллят не переходят.

* Предельно допустимая концентрация цианнд-иоиов в. воде водоемов

равна

0,1 мг/л. В эту норму не входит CN-группа, присутствующая в воде

в виде

гексацианоферрат-ионов [Fe(CN)a]‘~ и [Fe(CN)е]3--

**

B u c k s t e e g W., K a l w e i t t Q., D i e t z F. Z. anal, .Chem., 19G4,

Bd. 200, S. 54—58.

115


Аппаратура

Поибор для перегонки (рис. 6). К колбе I емкостью 500 мл пришлифо­ ваны пробка 2 с капельной воронкой 3, трубка которой внизу оттянута (вну­ треннее сечение 3 мм) и доходит до дна колбы. Холодильник 4 соединен с двумя поглотительными сосудами 5 емкостью по 100—150 мл; эти сосуды

через колбу Бунзена присоединяют к вакуум-на­ сосу.

 

 

Реактивы

 

 

 

 

 

Хлористоводородная кислота, 0,1 н. раствор.

 

 

Бихромат калия с ацетатом цинка. В 500 мл

 

 

дистиллированной воды растворяют 50

г аце­

 

 

тата цинка Zn(C2H302h - 2H20

и 2,5 г биохромата

 

 

калия.

 

 

 

 

 

Едкий натр, 0,1 и. раствор.

0,1%-ный

раствор

 

 

Метиловый

оранжевый,

 

 

(см. стр. 113).

 

 

 

 

 

Ход обработки. В отдельной колбе к

 

 

100 мл пробы прибавляют 2 капли рас­

 

 

твора метилового оранжевого и титруют

 

 

0,1 и. раствором хлористоводородной

 

 

кислоты до перехода окраски из желтой

 

 

в красную. Объем израсходованной на

Рис. 6. Прибор для от­

титрование кислоты записывают. Затем

гонки цианидов:

отбирают 250

мл пробы,

которая должна

1 к р у г л о д о н н а я

к о л б а ;

содержать не более 25 мг/л всех цианид-

2 , 3 — к о л б ы - п р и е м н и к и .

ноферратов

 

ионов, включая цианогруппы гексациа-

(иначе берут меньший объем пробы и разбавляют

дистиллированной водой до 250 мл), переносят в перегонную колбу и приливают 10 мл раствора бихромата калия и ацетата цинка. При этом может выделиться осадок гидроокиси цинка, на который не следует обращать внимания. Приливают 0,1 и. хлористоводородную кислоту в объеме, необходимом для ней­ трализации пробы (руководствуясь результатом, полученным при титровании 100 мл пробы), перемешивают и добавляют сверх того избыток кислоты (1 мг-экв).

Присоединяют колбу к холодильнику прибора для отгонки. В приемники наливают по 10 мл 0,1 н. раствора едкого натра. В начале отгонки гидроокись цинка должна раствориться в из­ бытке кислоты, но при высоком содержании гексацианоферратов может остаться белая или коричневатая муть (гексацианоферраты цинка); pH раствора в колбе должен быть в пределах 5,2—5,5. Иногда осадок гексацианоферратов цинка появляется только при последующем нагревании. Нужно следить, чтобы в первом поглотителе было достаточное к'оличество поглотитель­ ного раствора. Отгонку начинают примерно через 5 мин после прибавления кислоты в перегонную колбу; в течение 30—40 мин перегоняется около 85 мл жидкости. Когда в приемник перейдет указанное количество жидкости, нагревание прекращают и не­ которое время пропускают через всю систему воздух. Затем

' 116


прибор разъединяют и доводят объем раствора в приемнике до 100 мл дистиллированной водой.

При такой перегонке отгоняется синильная кислота из про­ стых цианидов и комплексных цианидов цинка, кадмия, меди и никеля. Гексациаиоферраты остаются в перегонной колбе не­ разрушенными, роданистоводородная кислота при этой кислот­ ности раствора не перегоняется.

Если содержание токсичных цианид-ионов меньше 0,8 мг/л, их дальше определяют в отгоне одним из колориметрических

методов

(см. разд. 28.2 и 28.3), при более высоком содержании'

цианидов

конечное определение производят объемным методом

(см. разд. 28.4).

 

 

 

28.1.2. Перегонка HCN из всех цианидов

Перегонку ведут

в присутствии солей

магния и ртути (II)..

В этих

условиях

гексацианоферрат(П)-

и гексацианофер-

рат(Ш)-ионы расщепляются с образованием синильной кисло­ ты, переходящей в отгон. (Гексацианокобальтат-ионы также разлагаются, но с трудом; иногда перегонку приходится повто­ рять несколько раз).

Перегонку проводят из’ колбы, снабженной обратным холо­ дильником, при умеренном разрежении, при котором через всю систему протекает небольшое количество воздуха. Выделяю­ щийся цианистый водород поглощается раствором едкой ще­ лочи.

А п п а р а т у р а

 

Прибор для перегонки состоит из перегонной

колбы Клайзена емкостью

от 500 до 1000 мл со шлифом, притертой насадкой

с воронкой и капилляром

(внутреннее сечение 3 мм), доходящим до дна колбы, обратного холодиль­

ника

со

шлифом длиной 200

мм, двух

поглотительных сосудов емкостью-

100

мл

(промывалки) и колбы

Бунзена,

соединенной с вакуум-насосом.

Реактивы

Едкий натр, приблизительно 0,1 н. раствор Растворяют 4 г NaOH ч. д. а..

в дистиллированной воде и доводят объем до 1 л.

раствор.

Растворяют

35 г

Хлорид ртути (II),

приблизительно 7%-ный

HgCI2 (Осторожно, яд!)

в 500 мл дистиллированной воды.

 

 

Хлорид магния, приблизительно 33%-ный раствор. Растворяют 50 г

MgCl2 • 6Н20 ч. д. а. в 100 мл дистиллированной воды.-

 

 

Серная кислота ч. д. а., концентрированная.

 

 

 

Ход обработки:

В 2 поглотительных

сосуда

наливают

по

50 мл раствора едкого натра. В перегонную колбу помещают несколько стеклянных шариков и наливают 250—500 мл пробы или меньший объем, который доводят дистиллированной водой до половины емкости колбы. Собирают прибор для перегонки и регулируют отсасывание так, чтобы через жидкость в колбепроходил один пузырек воздуха в 1 с. Затем вводят в перегон­ ную колбу через воронку 20 мл раствора хлорида ртути(II) и

.10 мл раствора хлорида магния. Воронку ополаскивают неболь-