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

тз лаборатории из салициловой кислоты следующим способом. При нагревании и перемешивании 138 г салициловой кислоты обрабатывают 56 мл серной кислоты пл. 1,84 г/см3, прибавляя ее осторожно, маленькими порциями. Когда масса приобретет однородный желто-розовый цвет, нагревание прекращают. По охлаждении к полученной сульфосалициловой кислоте приливают дву­ кратный объем насыщенного раствора хлорида натрия. Образовавшийся сульфосалнцилат натрия отделяют иа фарфоровой воронке (воронке Бюхне­ ра) и промывают сначала насыщенным раствором хлорида натрия, потом 2—3 раза холодной водой, после чего высушивают в сушильном шкафу при

60—70 °С.

Аммиак, разбавленный раствор. Смешивают 200 мл концентрированного

раствора аммиака с 300 мл воды.

Стандартный раствор соли железа. Растворяют 0,8634 г железоаммоний­ ных квасцов в дистиллированной воде, к раствору добавляют 10 мл серной кислоты пл. 1,84 г/см3 и разбавляют в мерной колбе до 1 л; отобрав 100 мл полученного раствора, разбавляют водой в мерной колбе снова до 1 л. Полу­ чается раствор, в 1 мл которого содержится 0,01 мг железа.

Хлористоводородная кислота, разбавленный (3 : 2) раствор.

ветствует концентрациям от 0,1 до 1 мг/л. Более концентриро­ ванные (по содержанию железа) сточные воды предварительно разбавляют в мерной колбе так, чтобы содержание железа в 10 мл полученного раствора было в указанных пределах. За­ тем в колбу приливают 5 мл раствора сульфосалицилата на­ трия или сульфосалициловой кислоты, 5 мл раствора аммиака

иперемешивают.

Втаких же калиброванных пробирках приготовляют шкалу стандартов, наливая из микробюретки 0,1; 0,2 и т. д. до 1,0 мл

стандартного раствора, разбавляют содержимое каждой про­ бирки до 10 мл и приливают те же реактивы, что и в анализи­ руемую воду.

Интенсивность окрасок сравнивают через 10 мин после при­ готовления растворов.

Расчет. Общее содержание железа (х) в мг/л вычисляют

по формуле:

а -0,01 • 1000

где а — объем стандартного раствора, введенного в ту пробирку шкалы стан­ дартов, где получился раствор, наиболее близкий по своей окраске к окраске испытуемого раствора, мл; V — объем анализируемой сточной воды, с учетом всех разбавлений, мл.

Можно также измерять интенсивность полученного окра­ шенного раствора в фотоколориметре с синими светофильтрами

145

исключением того, что анализируемый раствор нейтрализуют по конго красному, определив необходимое количество щелочи в отдельной пробе сточной воды, и во все пробирки шкалы стан­ дартов вместо аммиака наливают по 0,1 мл хлористоводородной кислоты. Окраску анализируемого раствора сравнивают с ок­ расками растворов шкалы через 10 мин после приготовления.

Результат определения рассчитывают по той же формуле, 4fo и при определении общего содержания железа, но в этом случае за х принимают содержание железа (111) в растворе в мг/л.

При измерении интенсивности окраски в фотоколорнметре применяют зеленые светофильтры (А. = 520 нм).

36.2. КОЛОРИМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ 1,10-ФЕНАНТРОЛИНА

Поны железа(II) образуют с 1,10-фенантролином оранжевокрасные комплексные ионы, в которых один ион Fe2+ соединен с тремя молекулами 1,10-фенантролина. Для определения об­ щего содержания железа предварительно восстанавливают же­ лезо (III) гидрохлоридом гидроксиламнна. Определение желе­ за (II) в пробе проводят без добавления гидроксиламнна.

Окраска очень устойчива (более б месяцев) и не зависит от pH в границах 2—9. Измерение оптической плотности проводят при А= 510 нм. Молярный коэффициент светопоглощения около

11■! 0 3.

Ре а к т и в ы

стиллированной воде, прибавив 2 мл концентрированной хлористоводородной

кислоты, и разбавляют водой до 1 л. В 1 мл этого раствора содержится 0,100 мг железа.

Р а б о ч и й р а с т в о р . Разбавляют 50,0 мл основного стандартного рас­

щают такой объем анализируемой пробы, чтобы в нем содер­ жалось 0,0025—0,1 мг железа, подкисляют, добавляя 1—2 мл хлористоводородной кислоты (если проба не была достаточно кислой), и кипятят до растворения всех соединений железа. За­ тем охлаждают и переносят раствор (если надо, фильтруя его) в мерную колбу емкостью 50 мл (если анализируют прозрачную фильтрованную пробу, можно сразу поместить ее в мерную

146

колбу и слегка подкислить хлористоводородной кислотой, если она имеет нейтральную или щелочную реакцию). После этого пробу нейтрализуют по бромфеноловому синему или метило­ вому оранжевому (pH 3,5) раствором ацетата натрия. Не­ обходимое количество последнего находят, титруя им другую порцию пробы такого же объема и так же обработанную.

Затем приливают 1 мл раствора гидрохлорида гидроксиламина, 1 мл раствора. гидрохлорида фенантролина, дают по­ стоять 1 ч, разбавляют дистиллированной водой до метки и перемешивают.

Оптическую плотность полученного раствора измеряют в кю­

ный в холостом опыте, проведенном с дистиллированной водой и всеми примененными реактивами. Раствор холостого опыта обычно бывает несколько окрашенным, так как и очень чистые реактивы содержат следы железа.

Результат определения находят по калибровочной кривой, для построения которой отбирают 0,5; 1,0; 2,0 ... 20,0 мл рабо­ чего стандартного раствора соли железа и обрабатывают каж­ дый раствор, как в ходе определения.

О п р е д е л е н и е ж е л е з а (И). Поступают так же, как и при определении общего содержания железа, но не добавляют раствор гидрохлорида гидроксиламина.

36.3. КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Железо в сточной воде сначала окисляют * до трехвалент­ ного, затем осаждают аммиаком; осадок растворяют в хлори­ стоводородной кислоте и заканчивают определение титрованием ЭДТА с сульфосалицнловой кислотой в качестве индикатора.

Ход определения. К отмеренному объему анализируемой сточной воды, содержащему 10—20 мг железа, приливают 1—2 мл азотной кислоты. Жидкость нагревают до кипения,

* Можно, конечно, применять и методы, в которых железо сначала вос­ станавливают до двухвалентного [например, цинком в редукторе или хло­ ридом олова (II) с последующим добавлением хлорида ртути {11)J и титруют

перманганатом или бихроматом. Эти методы описаны во многих руководствах, например, К о л ь т г о ф И. М. и др., Объемный анализ, т. Ill, М., Focxiim-

издат, 1961. См. с. 92, 212.

147

кипятят для окисления железа до трехвалентного состояния и, несколько охладив раствор, осаждают железо, добавляя рас­ твор аммиака (до слабого запаха)

Осадок гидроокиси железа отфильтровывают, промывают горячен водой, растворяют на фильтре в небольшом количестве хлористоводородной кислоты, тщательно промывают фильтр го­ рячен водой и после этого разбавляют полученный раствор ди­ стиллированной водой до объема 100—150 мл.

Затем раствор нейтрализуют разбавленным раствором ам­

натриевой соли, и титруют раствором ЭДТА до перехода окраски из красной в желтую.

Расчет. Общее содержание железа (л*) в мг/л вычисляют по формуле:

дят титрованием раствора железоаммонийных квасцов известной концентра­ ции; V — объем анализируемой сточной воды, мл.

37. МАРГАНЕЦ

Марганец может встретиться в довольно больших количе­ ствах в сточных водах обогатительных фабрик, металлургиче­ ских заводов, предприятий химической промышленности н в

ионов серебра.

Оптическую плотность полученного красно-фиолетового рас­ твора измеряют при К = 525 нм.

Метод дает возможность определять марганец в концентра­ циях от 0,05 до 5 мг/л. При большей или меньшей концентрации марганца в пробе ее соответственно разбавляют или концентри­ руют упариванием.

* В тех случаях, когда анализируемая сточная вода содержит большое количество органических веществ, из которых многие образуют с железом устойчивые в щелочной среде комплексные соединения, рекомендуется выпа­ ривать анализируемую воду досуха (см. стр. 141), сухой остаток прокаливать, растворять в хлористоводородной кислоте и сразу титровать ЭДТА.

Предварительное осаждение железа аммиаком во многих случаях ана­ лиза (когда нет мешающих определению веществ) оказывается излишним. Тогда окисляют железо(П) на холоду персульфатом аммония и, не разлагая последний, титруют ЭДТА.

148

Мешают определению хлорид-ионы, большие количества органических веществ и железо, если его концентрация превы­

шает 5 мг/л.

Для устранения мешающего влияния хлорид-ионов, если концентрация их не превышает 300 мг/л, рекомендуется вво­ дить 0,1 н. раствор нитрата ртути(II) в эквивалентном содер­ жанию хлорид-ионов количестве и сверх того еще 2 мл. При более высоком содержании хлорид-ионов, а также и при боль­ шом количестве органических веществ в пробе (ХПК больше 16 мг/л) следует прибавить в пробу по 5 мл концентрированной серной кислоты и концентрированной азотной кислоты, выпа­ рить в фарфоровой чашке до появления паров серной кислоты и по охлаждении растворить остаток в 5 мл азотной кислоты, добавляя дистиллированную воду до 100 мл.

При меньшем содержании органических веществ, чем ука­ зано выше, можно ограничиться кипячением пробы в течение 5—10 мин, добавив 10 мл концентрированной азотной кислоты на 100 мл.

Мешающее влияние железа устраняется добавлением 1 мл концентрированной фосфорной кислоты в пробу до окисления персульфатом.

Реактивы

перед употреблением. В мерную колбу емкостью 1 л наливают, пользуясь бюреткой, 9,1 мл 0,1 н. раствора перманганата, разбавляют до метки дважды дистиллированной (с добавлением КМп04) водой и перемешивают. 1 мл полученного раствора содержит 0,01 мг (10 мкг) марганца в виде пермаига- нат-нонов.

Калибровочный график. Для построения калибровочного графика в мер­ ные колбы емкостью 100 мл отмеривают 0,5; 1; 2; 5 ... 50 мл стандартного раствора перманганата, разбавляют дважды перегнанной дистиллированной водой до меток и перемешивают.

Концентрации полученных растворов будут равны соответственно 0,05; 0,10; 0,20 ... 5,0 мг/л марганца. Измеряют оптическую плотность этих рас­ творов в тех же условиях, в каких находили оптическую плотность анализи­ руемого раствора, и строят кривую в координатах: концентрация марганца — оптическая плотность.

Ход определения. К 100 мл пробы, если надо предварительно разбавленной или упаренной, приливают 3 мл концентрирован­ ной азотной кислоты и такой объем 0,1 н. раствора нитрата

149