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
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