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

О б р а т н о е т и т р о в а н и е . К 100 мл анализируемойсточной воды прибавляют 0,5 мл азотной кислоты, 5—6 капель раствора индикатора и в небольшом избытке титрованный раствор висмута (0,025 М, 0,01 М или 0,001 М в зависимости от содержания ЭДТА в анализируемой воде). Раствор должен окраситься в чисто-синий цвет. Если цвет раствора имеет крас­ новатый оттенок, это указывает на чрезмерную его кислот­ ность. Тогда добавляют по каплям аммиак до получения чисто­ синего цвета. Затем титруют раствором ЭДТА соответствую­

При расчете не на безводный комплексен, а па его дпгидрат эти величинысоответственно заменяются на 9,3061; 3,7224 и 0,3722; V — объем анализируе­ мой сточной воды, мл.

Определению не мешают свинец, марганец, никель, ко­ бальт, медь, цинк, кадмий, алюминий, щелочноземельные металлы и лантаноиды. Мешает определению присутствие железа. Ниже приводится предлагаемый в этом случае ход определения. Ме­ шают хлорид-ионы, если содержание их более чем в 20 раз превышает содержание ЭДТА. В этом случае рекомендуется проводить титрование с тиомочевиной в качестве индикатора

(см. разд. 60.2).

Если концентрация ЭДТА в анализируемой сточной водеменьше 0,5 мг/л, рекомендуется ее предварительно упарить в; фарфоровой чашке на водяной бане.

60.2.ТИТРОВАНИЕ С ТИОМОЧЕВИНОЙ

ВКАЧЕСТВЕ ИНДИКАТОРА

Ионы висмута образуют с тиомочевиной окрашенное в жел­ тый цвет комплексное соединение. Оно менее устойчиво, чем комплексное соединение висмута с ЭДТА. Поэтому при титро­ вании кислого анализируемого раствора, содержащего ЭДТА, солью висмута в присутствии тиомочевины раствор остается бесцветным, пока весь комплексов (свободный или соединенный с кальцием и магнием) не перейдет в комплексонат висмута, ц лишь тогда следующая капля раствора соли висмута вызовет-

232

желтоеокрашивание вследствие образования комплекса вис­ мута с тиомочевиной. Можно проводить как прямое, так и об­ ратное титрование.

Р е а к т и в ы

Те же, что и при титровании с пирокатехиновым фиолетовьуи, по вместо раствора последнего приготовляют 10%-ный водный раствор тиомочевины.

Ход определения. Определение проводят, как описано в разд. 60.1. При прямом титровании наблюдается переход от

тогда, когда концентрация ЭДТА в ней меньше 5 мг/л. Суще­ ственным преимуществом этого варианта является то, что при­ сутствие хлоридов не мешает титрованию.

60.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ В ПРИСУТСТВИИ ЖЕЛЕЗА

азотной кислоты, насыпают немного (на кончике ножа) аскор­ биновой кислоты или сульфата гидроксиламина (сульфит нат­ рия не может быть применен для этой цели) и дают постоять при комнатной температуре в течение 10 мин. Затем титруют раствором нитрата висмута, как описано выше.

до кипения’и добавляют по каплям раствор аммиака до появ­ ления слабого его запаха. Через 10 мин отфильтровывают оса­ док гидроокиси железа, промывают его небольшим количест­ вом горячей воды и присоединяют промывные воды к фильт­ рату. Затем нейтрализуют раствор по фенолфталеину азотной

Алифатические амины, содержащие более 10 атомов угле­ рода в молекуле, применяются в процессе флотации руд чер­ ных металлов. Технический их препарат (АНП) содержит ■60—65% гидрохлоридов солей алифатических аминов (преиму­ щественно первичных). Состав их в среднем отвечает формуле Ci4H29NH2-HCl. В результате процесса флотации алифатиче­ ские амины частично переходят в сточные воды и могут загряз­ нять водоемы.

233

Для определения содержания алифатических аминов в сточ­ ных водах предлагаются два метода *: колориметрический с пикриновой кислотой, которым можно определять очень малые количества алифатических аминов, не требующий предвари­ тельной отгонки, и объемный, при котором сточная вода непо­ средственно титруется раствором препарата «Новость».

61.1.КОЛОРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

СПРИМЕНЕНИЕМ ПИКРИНОВОЙ КИСЛОТЫ

Растворы пикриновой кислоты в сухом толуоле почти не окрашены; растворы солей пикриновой кислоты и алифатиче­ ских аминов окрашены в желтый цвет. Наиболее интенсивную окраеку дают соли первичных аминов, слабее окрашены толуольные растворы солей вторичных и третичных аминов. Для получения толуольного раствора аминов, содержащихся в сточной воде, сначала из подкисленной пробы отгоняют с па­ ром кислотные и нейтральные органические вещества, затем подщелачивают пробу, извлекают из нее амины диэтиловым эфиром, отгоняют эфир и растворяют остаток в сухом толуоле..

0,3—0,4 г технического продукта (АНП или другой марки) помещают в круг­ лодонную колбу, приливают 100 мл дистиллированной воды, добавляют 5 мл. концентрированной хлористоводородной кислоты и перегоняют с водяным па­ ром, собирая 200 мл отгона. К остатку в колбе приливают 50%-ный раствор едкого натра до щелочной реакции по фенолфталеиновой бумаге и сверх того еще 3 мл избытка, насыщают раствор хлоридом натрия н извлекают амины тремя порциями диэтнлового эфира по 20 мл каждая. Эфирные вы­ тяжки соединяют, высушивают безводным сульфатом натрия, фильтруют через сухой фильтр, собирая раствор в предварительно взвешенную маленькую колбу, и отгоняют эфир. Колбу с остатком аминов оставляют на некоторое время для удаления последних следов эфира и взвешивают ее. По массе выде­ ленных аминов и навеске препарата АНП рассчитывают содержание аминов в последнем.

Выделенные и взвешенные амины растворяют в сухом толуоле, переносят раствор в мерную колбу емкостью 50 мл, снабженную притертой пробкой,,

иразбавляют сухим толуолом до метки.

Ра б о ч и й р а с т в о р . Получают из основного раствора, разбавляя еп>

Ход определения. Отбирают такой объем анализируемой

234

нов, помещают в круглодонную колбу, приливают по 5 мл хло­ ристоводородной кислоты на каждые 100 мл анализируемой сточной воды и перегоняют с водяным паром, собирая 200— 500 мл отгона. (Этот отгон может служить для определения других компонентов сточной воды, в частности соснового масла, которое обычно применяют вместе с аминами в процессе фло­ тации руд.) Из остатка в колбе выделяют эфиром алифатиче­ ские амины, как это описано выше (см. приготовление основ­ ного стандартного раствора), но не взвешивая колбу с эфирной вытяжкой, отгоняют эфир и растворяют остаток в 2—3 мл су­ хого толуола.

В калиброванную пробирку, снабженную притертой проб­ кой, наливают 5 мл раствора пикриновой кислоты в толуоле,' прибавляют полученный раствор аминов в толуоле и разбав­ ляют сухим толуолом до 10 мл. Через 30 мин определяют оптическую плотность полученного раствора, перенося его в кю­ вету с толщиной слоя, равного 1 см, и проводят измерение с си­ ними (X = 413 нм) светофильтрами. Во вторую кюв,ету фото­ колориметра наливают раствор холостого опыта (5 мл рас­ твора пикриновой кислоты разбавляют сухим толуолом до

10 мл).

Содержание алифатических аминов в пробе находят по ка­ либровочному графику, для построения которого в калибро­ ванные пробирки наливают по 5 мл раствора пикриновой кис­ лоты в толуоле, приливают различные объемы (от 0,1 до 4 мл) рабочего стандартного раствора аминов (что соответствует их содержанию от 0,01 до 0,4 мл), доливают каждую пробирку до 10 мл сухим толуолом и через 30 мин определяют оптические плотности полученных окрашенных растворов, как при анализе пробы.

Молярный коэффициент светопоглощения окрашенных рас­ творов равен 3,5• 103 при расчете на средний молекулярный вес алифатических аминов, равный 213. Окраска растворов устой­ чива в течение 48 ч.

Другие органические вещества, обычно встречающиеся в указанных сточных водах, определению не мешают.

61.2. ТИТРИМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Первичные алифатические амины образуют с эозином соли, которые растворяются в органических растворителях с обра­ зованием растворов *, окрашенных в розовый цвет. Сам эозин, растворяясь в тех же растворителях, их не окрашивает.

В предлагаемом методе к сточной воде, содержащей пер­

235

окрашивается в розовый цвет) и титруют установленным раство­ ром препарата «Новость». При титровании происходит заме­ щение молекулы эозина в его соединениях с алифатическими аминами молекулой сульфированного спирта. Продукт этого замещения, как и выделяющийся свободный эозин, в среде четыреххлористого углерода бесцветен, поэтому в конечной точке титрования слой четыреххлористого углерода обесцвечи­ вается. После каждого добавления титрующего раствора смесь энергично взбалтывают.

При титровании раствором препарата «Новость» указанной ниже концентрации можно определять 0,5 мг/л аминов и боль­ ше без предварительного их выделения из сточной воды. Если концентрация аминов в анализируемой сточной воде ниже 0,5 мг/л, ее можно. повысить предварительным упариванием.

Сосновое масло, а также те кислотные и нейтральные органические соединения, которые входят в состав технического

10 мл полученного раствора и приливают к 90 мл четыреххлористого угле­ рода. Раствор получается слегка красноватым. Для уничтожения этой окра­ ски прибавляют 0,5 г лимонной кислоты, взбалтывают 1 мин и фильтруют через неплотный фильтр.

Буферный раствор, имеющий pH = 3,5. К Ю мл 5%-пого раствора ли­ монной кислоты приливают 46,5 мл 0,1 н. раствора едкого натра. Для преду­ преждения развития плесени вводят немного четыреххлорнстого углерода.

Препарат «Новость», титрованный раствор, приблизительно 0,02%-иый.. Титр раствора устанавливают по навеске аминов, выделенных из применяе­ мого на производстве препарата АНП. Титрование проводят, как описанониже в ходе определения.

Если относительное содержание аминов в препарате АНП было найденоранее, то титр можно установить непосредственно по навеске препарата АНП, потому что другие компоненты этого препарата титрованию не мешают. Титр раствора устанавливают перед определением.

Ход определения. В калиброванную пробирку емкостью20 мл, снабженную притертой пробкой, наливают 5 мл анали­ зируемой нейтральной или слабокислой сточной воды. Если сточная вода имеет щелочную реакцию, ее предварительно ней­ трализуют 0,1 н. раствором кислоты. Необходимый объем кисло-.- ты находят титрованием другой порции сточной воды с мети­ ловым оранжевым. Затем приливают 1 мл раствора эозина и 0,1 мл буферного раствора. Закрыв пробирку пробкой, встря­ хивают в течение 30 с и дают жидкости расслоиться. Нижний слой органического растворителя окрашивается в розовый цвет. Следует отметить, что расслоение в начале титрования пронс-

* По сообщению доцента Р. Р. Галле, этим способом можно также опре­ делять в растворе анилин..

236