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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 172

Скачиваний: 3

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

и кадмий из их комплексных цианид-ионов, оставляя осталь­ ные перечисленные выше металлы по-прежнему связанными. После этого оттитровывают цинк и кадмий.

Железо, титан, свинец, висмут выделяются при pH = 10 в виде их гидроокисей. Этот осадок отфильтровывают перед пер­ вым титрованием.

Содержание кадмия в сточных водах

 

обычно

значительно

ниже содержания цинка. Кадмий можно

 

определить отдельно

и внести поправку в результат определения цинка.

 

При большом содержании органических веществ проводят

предварительную обработку пробы.

 

 

 

 

 

Р е а к т и в ы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Э Д Т А , 0,01

М

раствор.

Растворяют

3,7224

г

соли Na2H2(CioHi20 8N2) •

• 2Н20, ч . д . а.,

высушенной при 80 °С, в

дважды

 

дистиллированной воде и

разбавляют этой же водой до 1 л.

6 г KCN

ч. д. а. в 100 мл дистилли­

Ц и а н и д к а л и я ,

раствор. Растворяют

рованной воды.

 

 

10). Растворяют

70

г NH4C1 ч. д. а. в 570 мл

Б у ф е р н ы й р а ст в о р (pH =

концентрированного раствора аммиака (пл. 0,907

г/см3) и разбавляют дистил­

лированной водой до 1 л.

 

 

 

 

черного

 

в ступке с 50 г

И н д и к а т о р н а я

см е с ь растирают 0,5 г эрибхром

 

Т

NaCl ч. д. а.

 

раствор. Разбавляют

100 мл 30%-пого

раствора формаль­

Ф о р м а л ь д е г и д ,

дегида ч. д. а. до 1 л дистиллированной водой.

Ход определения. К 100 мл пробы, содержащей в этом объеме от 0,5 до 10 мг цинка, приливают 10 мл буферного раст­ вора. Если выпал осадок гидроокисей, раствор нагревают, чтобы осадок собрался в хлопья, и фильтруют. Осадок промы­ вают горячей водой, присоединяя промывные воды к фильтра­ ту, и отбрасывают. (Если осадок большой, рекомендуется его растворить в хлористоводородной кислоте, повторить осажде­ ние буферным раствором, осадок отбросить, а фильтрат при­ соединить к первому фильтрату.)

К прозрачному раствору приливают 2 мл раствора цианида калия, насыпают примерно 0,2 индикаторной смеси и медленно титруют 0,01 М раствором ЭДТА до перехода окраски индика­ тора в синюю. По результату этого титрования можно рассчи­ тать суммарное содержание кальция и магния в пробе. Затем приливают по каплям раствор формальдегида. В присутствии цинка (и кадмия) окраска раствора становится снова винно­ красной. Тогда снова титруют раствором ЭДТА до перехода окраски в чисто-синюю. Для проверки полноты титрования при­ ливают еще несколько капель раствора формальдегида и, если цвет раствора стал вновь винно-красным, продолжают титровать раствором комплексона. Так продолжают до тех пор, пока синяя окраска не перестанет переходить в красную при прибавлении формальдегида или пока красный оттенок (следы меди, выделив­ шейся из комплекса) не перестанет исчезать при добавлении, капли раствора комплексона.

172


Расчет. Содержание цинка (л:) в мг/л находят по формуле:

 

 

а- 0.65381000

0,58с

 

 

V

 

 

 

 

где а — объем раствора ЭДТА, израсходованного

на второе титрование, мл;

V — объем пробы,

взятой

на определение, мл;

0,6538 — количество цинка*

соответствующее 1

мл точно 0,01 М раствора

ЭДТА, мг; с — содержание

кадмия в пробе, мг/л; 0,58

— отношение атомных

весов цинка и кадмия.

 

42.4.

ДИТИЗОИОВЫЙ МЕТОД

Цинк образует с дитнзоном красное комплексное соедине­ ние, экстрагируемое четыреххлористым углеродом. Подобным же образом реагируют еще около 20 металлов, но если реак­ цию проводить при pH от 4,0 до 5,5 в присутствии требуемого количества тиосульфата натрия, то она становится достаточно специфичной для цинка. Концентрация цинка должна быть в пределах 0,05—0,50 мг/л.

Висмут, кадмий, медь, свинец, ртуть, никель, кобальт, се­ ребро, золото, олово(II), если присутствуют в не слишком больших количествах (меньше 5 мг/л), при этом pH связы­ ваются в тиосульфатные комплексы и не мешают определению цинка. Если содержание этих элементов превышает указанное значение, то пробу рекомендуется разбавить так, чтобы кон­ центрация мешающего элемента .стала ниже 5 мг/л. Лишь тогда, когда отношение концентраций мешающий элемент: цинк превышает 5 : 0,05, приходится вводить в анализируемый раствор еще небольшое количество цианида калия.

Следует иметь в виду, что цинк также образует с тиосуль­ фат-ионами комплексное соединение, хотя и относительно мало устойчивое. Это приводит к замедлению и некоторой неполноте реакции образования, дитизоната цинка. Поэтому построение калибровочного графика и само определение надо проводить в совершенно одинаковых условиях в отношении объема пробы* количеств тиосульфата и дитизона, продолжительности взбал­ тывания пробы с реактивом и т. д.

Должны отсутствовать окислители (хлор, бром, перекись водорода); их удаляют кипячением пробы перед анализом. Большие количества органических веществ разрушают, как указано на стр. 141.

Метод исключительно чувствителен (молярный коэффи­ циент светопоглощения равен 94-103), поэтому следует особо' тщательно следить за чистотой реактивов и посуды. Реактивы* включая дистиллированную воду, надо подвергать специальной очистке от следов цинка, использовать посуду, которая служит только для этих определений, и также основательно ее промы­ вать.


Реактивы

 

 

 

 

Дистиллированная вода, дважды

перегнанная, не

содержащая

цинка.

(Проверка с помощью днтизона.) Этой

водой пользуются

при приготовлении

и разбавлении всех реактивов.

 

р а с т в о р .

Раство­

Хлорид цинка, стандартные растворы. О с н о в н о й

ряют 0,100 г металлического цинка в 1 мл разбавленной

(1:1)

хлористово­

дородной кислоты н доводят до 1 л дистиллированной

водой.

1 мл этого

раствора содержит 0,100 мг цинка.

 

 

 

до 1 л

Р а б о ч и й р а с т в о р . Разбавляют 10,00 мл основного раствора

дистиллированной водой, не содержащей цинка, 1 мл полученного раствора содержит 1 мкг Zn2+.

Хлористоводородная кислота, приблизительно 1 н. Концентрированную кислоту ч. д. а. разбавляют дистиллированной водой в отношении 1 : 1 и пере­ гоняют. Смешивают 90 мл отгона с 400 мл дистиллированной воды, не содер­ жащей цинка.

Дитизон. Р а с т в о р

I. В 1 л четыреххлористого углерода растворяют

0,10 г днтизона. Раствор

хранят в склянке темного стекла, поместив ее в

холодильник. Если имеется сомнение в качестве реактива или раствор хра­ нился слишком долго, проводят следующую проверку. Взбалтывают 10 мл приготовленного раствора с 10 мл разбавленного (1:99) раствора аммиака. Если нижний слой ССЦ будет лишь слабо окрашенным в желтый цвет, реак­ тив находится в хорошем состоянии. В противном случае реактив очищают, как описано на стр. 161.

Р а с т в о р 11. Разбавляют 1 объем раствора днтизона 1 с 9 объемами четыреххлористого углерода. Раствор хранят в темной склянке в холодиль­ нике. В таких условиях он сохраняется 3—4 недели.

Буферный ацетатный раствор. Приготовляют два раствора: А. В 250 мл дистиллированной воды растворяют 68 г ацетата натрия СНзСОСЖа • ЗН20. Б. Концентрированную уксусную кислоту ил. 1,06 г/см3 разбавляют дистил­ лированной водой в отношении 1 : 7.

Смешивают равные объемы растворов А и Б и экстрагируют смесь рас­ твором днтизона II порциями по 10 мл до тех пор, пока не получится экс­ тракт зеленого цвета. Затем извлекают избыток дитнзопа, экстрагируя его четыреххлорнстым углеродом.

Тиосульфат натрия, раствор. Растворяют 25 г Na2S20 3 -5H20 в 100 мл дистиллированной воды и очищают от следов цинка обработкой раствором днтизона II, как описано выше.

Четыреххлористый углерод, ч. д. а.

Цитрат натрия, раствор. Растворяют 10 г ЫазСбНбО? 2Н20 в 90 мл ди­ стиллированной воды, не содержащей цинка, и очищают от цинка, как опи­

сано выше (см. «Буферный ацетатный раствор»).

 

 

посуды

Этот раствор применяется для окончательной промывки всей

после обработки ее сначала разбавленной

(1:1)

азотной кислотой,

потом

дистиллированной водой.

 

 

 

 

 

Калибровочный график. В ряд тщательно промытых, как указано выше,

делительных воронок емкостью 125 мл помещают

0;

0,50; 1,00; ...

5,00 мл

разбавленного раствора соли цинка, что

отвечает

содержанию

0;

0,50;

1,00; ... 5,00 мкг цинка. Разбавляют каждый раствор до 10 мл дистиллиро­ ванной водой, не содержащей цинка, наливают по 5 мл ацетатного буферного раствора и по 1 мл раствора тиосульфата натрия. Хорошо перемешивают. Раствор в этот момент должен иметь pH = 4—5,5. Затем в каждую дели­ тельную воронку наливают по 10,0 мл раствора днтизона II, закрывают их пробками и сильно взбалтывают 4 мин. Дают слоям разделиться. Трубки делительных воронок высушивают изнутри полосками фильтровальной бу­ маги, спускают каждый слой CCU в кювету с толщиной слоя 1—5 см и из­ меряют оптическую плотность при Я = 535 нм. По результатам измерения строят калибровочный график.

Ход определения. Пробу надо предварительно так обрабо­ тать, чтобы в 10 мл ее содержалось 0,5—5,0 мкг цинка, разбав­

174


ляя ее дистиллированной водой или выпаривая в кварцевой чашке. Приводят pH к 2—3, добавляя хлористоводородную кислоту. Если проба слишком кислая (была подкислена хло­ ристоводородной кислотой при отборе с целью консервирова­ ния), то избыток кислоты лучше удалить выпариванием пробы досуха в кварцевой чашке, чем нейтрализацией аммиаком или щелочью, так как эти реактивы обычно содержат в себе цинк.

Отобрав 10 мл подготовленной таким способом пробы, пе­ реносят в делительную воронку и дальше поступают, как при построении калибровочного графика. Проводят холостой опыт с 10 мл дистиллированной воды.

Расчет. Содержание цинка (х) в мг/л вычисляют по фор­

муле:

а

где

а — содержание цинка в пробе,

найденное

по калибровочному

графику,

с поправкой на холостой опыт, мкг;

V — объем

пробы, взятой для

анализа,

мл.

 

-

 

 

42.5. БЫСТРЫЙ ДИТИЗОНОВЫЙ МЕТОД ПРИБЛИЗИТЕЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ЦИНКА*

Анализируемый раствор взбалтывают в соответствующих условиях с раствором дитизона в четыреххлористом углероде. Содержание цинка определяют визуально по окраске, которую принимает слой четыреххлористого углерода. Так можно опре­ делить от 0,1 до 5 мкг цинка в 1 мл пробы с ошибкой ±50% при наименьшем содержании цинка и ± 2 0 % при наибольшем его содержании. В ряде случаев анализа сточных вод такая точность достаточна. Если в 1 мл сточной воды содержится больше 5 мкг или меньше 0,1 мкг цинка (раствор при прове­ дении определения получается интенсивно красным или чисто­ зеленым), то определение повторяют, предварительно разба­ вив пробу в несколько раз или, в последнем случае, соответ­ ственно упарив ее на водяной бане.

Р е а к т и в ы

 

 

 

 

 

Ацетатный

б у ф е р н ы й

р а ст во р ,

pH =

4,75. Смешивают

равные объемы

2 н. раствора

ацетата

натрия и

2 н.

уксусной кислоты,

взбалтывают с

0,005%-ный раствором дитизона в четыреххлористом углероде для извлечения примеси ионов тяжелых металлов и фильтруют через небольшой беззольный

фильтр для удаления капелек четыреххлористого углерода.

углероде

(см.

Д ит и зо н ,

0,001 %-ный

раствор ав

четыреххлористом

разд. 42.4).

 

натрия. Растворяют 25 г ЫагБгОз-бНгО в 75 мл дистиллиро­

Т и о с у л ьф а т

ванной воды.

 

 

 

содержащий 0,001 мг цинка в 1 мл

Ст андарт ны й

р а ст в о р

х л о р и д а ц и н к а ,

(см. стр. 174).

 

 

 

 

 

* С е н д э л

Е. Б. Колориметрическое

определение следов

металлов

М.,

«Мир», 1964.

См.

с. 853.

 

 

 

 

175


Ход определения. В делительную воронку помещают 1 мл анализируемой сточной воды, прибавляют 4 мл дистиллированой воды, 2 мл ацетатного буферного раствора, вводят 5 ка­ пель раствора тиосульфатанатрия, 5 мл раствора дитизона и энергично взбалтывают в течение 2 мин. Затем дают жидкости расслоиться, сливают нижний слой четыреххлористого угле­ рода в пробирку, снабженную притертой пробкой, и отмечают цвет этого раствора:

Содержание Zn

Окраска слоя ССЦ

о пробе, мкг

 

<0.1 Чисто-зеленая

0.1Бледно-зеленая *

0.25Зеленая с голубым оттенком 0,5 Голубая с зеленым оттенком 1,0 Голубая с сиреневым оттенком

1.5Сиреневая

3 Лилово-красная

4Красная со слабым фиолетовым оттенком

5Красная

*Бледнее окраски «холостого» опыта.

Для

большей

уверенности в . правильности оценки цвета

раствора

рекомендуется

приготовить стандартные

растворы

соли цинка (из

основного

стандартного раствора),

содержа­

щие от 0,1 до 5

миг цинка, и обработать так же, как и пробу

сточной воды. Окраска

сохраняется

в течение суток.

 

42.6. РОДАМИНОВЫЙ МЕТОД*

Родамин С

(или

родамин Б)

образует с ионами

[Zn(NCS)vl2_ окрашенное комплексное соединение, мало раст­ воримой в воде. Его можно экстрагировать органическим раст­

ворителем или (как описано ниже)

измерить светопоглоще-

ние образующегося коллоидного водного раствора.

Р е а к т и в ы

 

 

Г и д р о х л о р и д г и д р о к с и л а м и н а ,

20%-ный раствор.

Ацетатный б у ф е р н ы й раст вор .

К 197 мл

15%-иого раствора ацетата нат­

рия приливают 3 мл ледяной уксусной кислоты. pH полученного раствора должен быть около 5.

Т и о м о ч е в и н а , 10%-ный раствор.

Р о д а н и д

к а л и я , 20%-ный раствор.

Р о д а м и н

С или р о д а м и н Б , 0,02%-ный раствор.

Ст андарт ны й р а ст в о р х л о р и д а ц и н к а (см. стр. 174).

Ход определения. Отбирают такое количество сточной воды, чтобы в ней содержалось от 5 до 50 мкг цинка и разбавляют (или выпаривают) до 20 мл. Затем переносят раствор в мер­ ный цилиндр емкостью 50 мл приливают 5 мл раствора гидро­

* З а й ч и к о в а

Л. Б., Л у т ч е н к о

Н. Н.

Зав. лаб. 1955, т. 21, с, 1304;

см. также Т v а г о h

а В., Mikrochim. Acta,

1962,

р. 634.

176