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

31.1. КОЛОРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАЛЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ

Р е а к т и в ы

раствора соответствует 0,0215 mt.NHJ или 0,05 мг NCO- .

Калибровочный график. Превращение цианатов в соль аммония кипяче­ нием с серной кислотой проходит количественно, поэтому калибровочную кривую можно строить, пользуясь растворами сульфата аммония.

Отбирают 0,5; 1,0, .. 10 мл рабочего стандартного раствора сульфата аммония, что отвечает содержанию соответственно 0,025; 0,05, ... 0,5 мг NCO“-hohob, помещают в мерные колбы емкостью 100 мл, разбавляют каж­ дый раствор примерно до 25 мл безаммначной дистиллированной водой, при­ бавляют по 2 мл реактива Несслера и дальше продолжают, как в- ходе

определения.

Ход определения. Определение проводят в атмосфере, не содержащей аммиака.

Отбирают такой объем анализируемой сточной воды, чтобы в нем содержалось 0,02—0,5 мг цианат-ионов, помещают в стакан емкостью 250 мл и разбавляют, если надо, до 100 мл безаммначной дистиллированной водой. Приливают 5 мл рас­ твора едкой щелочи и 10 мл раствора сульфида натрия, нагре­ вают до кипения и кипятят 0,5 ч. При наличии в пробе боль­ ших количеств аммонийных солей (более 5 мг/л) кипячение повторяют еще 1—2 раза, обмывая стенки колбы безаммиачной дистиллированной водой и добавляя эту воду до объема 100 мл. Не следует допускать уменьшения объема раствора во время кипячения ниже 75 мл.

Затем содержимое стакана охлаждают и нейтрализуют серной кислотой по фенолфталеину, прибавляют избыток этой кислоты 5 мл, доводят до кипения и кипятят 0,5 ч, не допуская уменьшения объема раствора ниже 75 мл.

Содержимое стакана переносят затем в колбу для отгонки, приливают 20 мл раствора едкой щелочи, соединяют колбу с холодильником, конец которого погружен в хлористоводород­ ную кислоту (20 мл), налитую в приемник, и отгоняют 50— 60 мл дистиллята. Затем переносят дистиллят в мерную колбу емкостью 100 мл, разбавляют до метки, перемешивают, отби­ рают аликвотную порцию (10—25 мл) полученного раствора, приливают 2 мл реактива Несслера, хорошо перемешивают и

разбавляют в мерной колбе до 100 мл. Дают постоять 5 мин и определяют оптическую плотность по отношению к раствору

разд. 31.1, но дистиллят собирают в 50 мл раствора борной кис­ лоты и дальше определяют аммиак, как описано на стр. 67.

Определение малых количеств фторидов в сточных и питье­ вых водах имеет очень большое значение, поскольку, с одной стороны, при содержании в воде фторидов в количестве, пре­ вышающем 1,2 мг/л, у детей, употребляющих эту воду для питья, появляется особая болезнь зубов— «крапчатая зубная эмаль»; с другой же стороны, полное отсутствие фторидов в питьевой воде также недопустимо, так как постоянное употреб­ ление такой воды способствует возникновению и развитию ка­ риоза зубов. Во многих местах питьевую воду поэтому «фто­ рируют», т. е. вводят в нее фторид в определенных дозах, а это требует постоянного химико-аналитического контроля.

Все применявшиеся до последнего времени методы опреде­ ления фторид-ионов основаны на их свойстве связывать ионы многовалентных металлов [циркония, тория, титана, желе­ за (III)] в очень устойчивые комплексные анионы. В анализи­ руемый раствор вводятся окрашенные соединения указанных выше металлов; фторид-ионы, связывая эти металлы в бесцвет­ ные комплексы, вызывают ослабление окраски пропорциональ­ но своей концентрации в растворе, и по ослаблению окраски рассчитывают их содержание. Поскольку такое ослабление ок­ раски происходит и под действием других ионов, часто присут­ ствующих в природных и сточных водах, например, сульфат- и фосфат-ионов, в большинстве случаев определение фторид-ио­

132

- Лишь в одном недавно опубликованном методе фторидионы определяются непосредственно по интенсивности окраски соединения, в состав которого они входят. Это является' значи­ тельным преимуществом указанного метода и поэтому он здесь рассматривается в первую очередь.

32.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ В ВИДЕ КОМПЛЕКСА С ЛАНТАНОМ ИЛИ ЦЕРИЕМ(Ш) И АЛИЗАРИН-КОМПЛЕКСОНОМ*

комплексное соединение, окрашенное в красный цвет и в кис­ лой среде (pH да 4,6; ^макс = 520 нм). Фторид-ион, замещая одну из двух молекул воды, связанных координационно, обра­

бытка двойного комплекса (красного) при этой длине волны проходящего света на оптической плотности раствора практи­

шем его содержании, а также в присутствии бора и при ана­ лизе вод сложного и неизвестного состава рекомендуется про­ водить отгонку, описанную в разд. 32.2. Анализ обычных вод этим методом такой отгонки не требует.

Р е а к т и в ы

А л и з а р и н - к о м п л е к с о н , 0,0005 М раствор. В мерную колбу емкостью 1 л ■помещают 0,1927 г чистого ализарин-комплексона, 50—100 мл дистиллиро­ ванной воды и вводят немного 0,1 н. раствора едкого натра для лучшего растворения ализарин-комплексона. Когда весь реактив растворится, разбав­ ляют раствор приблизительно до 500 мл дистиллированной водой, прибав­ ляют 0,25 г ацетата натрия и приливают по каплям 0,1 н. раствор хлористо­ водородной кислоты, пока окраска жидкости не перейдет из красной в жел­

творяют 105 T ацетата натрия, приливают 100 мл ледяной уксусной кислоты или отвечающий этому содержанию объем разбавленной уксусной кислоты,

■См. с. 72.

133

Фторид натрия, стандартный раствор. В дистиллированной воде раство­ ряют 221,1 мг фторида натрия, разбавляют до 1 л и перемешивают. Отобра» 100 мл полученного раствора, переносят в мерную колбу емкостью 1 л, раз­ бавляют до метки и перемешивают. В 1 мл полученного раствора содержится 10 мкг фторид-ионов.

Калибровочный график. В мерные колбы емкостью 50 мл помешают 0,5; 1,0; 2,0, ... 5,0 мл стандартного раствора фторида натрия с содержанием соответственно от 5 до 50 мкг фторнд-нонов, приливают в каждую колбу все необходимые по ходу определения реактивы и определяют оптическую плот­ ность полученных окрашенных растворов, как указано в ходе определения.

фторид-ионов меньше 150 мкг/л, то пробу приходится предва­ рительно упаривать.)

Приливают 5 мл раствора ализарин-комплексона, 1 мл аце­ татного буферного раствора, 5 мл раствора нитрата лантана или церия(III) (порядок прибавления реактивов надо строго соблюдать), доливают до метки дистиллированной водой, тща­

ЦИРКОНИЙ-АЛИЗАРИНОВЫИ МЕТОД

Соли циркония (IV) образуют с ализарии-сульфонатЪм в кислой среде окрашенное в оранжевый цвет комплексное со­ единение. Фторид-ионы связывают цирконий в бесцветные-

комплексные ионы ZrFe, при этом окраска комплексного со­ единения ослабляется.

Определению мешает свободный хлор; его можно восстано­ вить, добавляя 0,05 мл 0,5%-ного раствора арсенита натрия накаждую 0,1 мг свободного хлора. При определении фторидионов в концентрации 1 мг/л возникает ошибка, равная 0,1 мг/л в присутствии 1800 мг/л хлорид-ионов, 0,2 мг/л алю­ миния, 5 мг/л железа (III), 5 мг/л фосфат-ионов или 1 мг/л гек­ саметафосфата натрия. Сульфат-ионы приводят к той же ошиб­ ке при их содержании 400 мг/л.

134

Приборы и реактивы

рывном перемешивании, наливают 33,3 мл концентрированной серной кислоты.

ром можно пользоваться не раньше, чем через 1 ч после его приготовления.

■Следует применять только свежеприготовленный раствор.

Калибровочный график. Приготовляют серию стандартных растворов с концентрациями фторид-ионов от 0 до 2,50 мг/л, разбавляя дистиллированной ■водой соответствующие объемы рабочего стандартного раствора. Затем вно­ сят в каждый раствор реактивы, как описано в ходе анализа, через 1 ч из­ меряют оптические плотности и строят график зависимости оптической плот­

ности от концентрации.

Калибровочный график следует строить заново после приготовления но­ вых растворов применяемых реактивов.

Ход определения. К 100 мл прозрачной пробы, содержащей ■не более 2,5 мг F- (или к меньшему объему пробы, разбавлен­ ной дистиллированной водой до 100 мл), прибавляют 5 мл раствора ализаринового красного С и 5 мл раствора хлорида цирконила. Хорошо перемешивают, оставляют на 1 ч и изме­ ряют оптическую плотность раствора по отношению к раствору, полученному, в холостом опыте с дистиллированной водой

135