Файл: Лурье, Ю. Ю. Химический анализ производственных сточных вод.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 118
Скачиваний: 3
ствии больших количеств железа или алюминия поступают, как описано ниже.
О п р е д е л е н и е с в о б о д н о й к и с л о т ы в в о д а х , с о- с о д е р ж а щ и х з н а ч и т е л ь н ы е к о л и ч е с т в а а л ю м и ния или ж е л е з а (III). Связывание алюминия и железа(Ш)
фторидом. В мерную колбу емкостью 200 мл помещают 100 мл анализируемой воды, прибавляют 1—10 мл раствора фторида калия [в зависимости от содержания солей железа (III) и алю миния] и объем раствора доводят водой до метки. Хорошо пере мешав жидкость, оставляют ее на некоторое время, чтобы дать возможность осадку, если он выпал, осесть на дно. Отбирают пипеткой 100 мл прозрачной жидкости, переносят в коническую колбу, прибавляют индикатор и титруют смесь раствором ед кого натра, как описано выше.
Связывание железа , (и меди) тиомочевиной. В тех случаях,
когда анализируемая вода содержит много железа (III) (или также меди) и не содержит или почти не содержит алюминия, рекомендуется метод с применением тиомочевины.
В 50—100 мл анализируемой воды вносят кристаллик суль фата меди (если анализируемая вода не содержит меди), что необходимо для ускорения реакции образования комплекса же леза (III) с тиомочевиной, и 3—5 г сульфата аммония. Затем прибавляют такое количество тиомочевины, чтобы после силь ного взбалтывания раствор обесцветился; добавляют индикатор и смесь титруют раствором NaOH, как описано выше. .
О п р е д е л е н и е с в о б о д н о й к и с л о т ы в в о д а х , со д е р ж а щ и х з н а ч и т е л ь н ы е к о л и ч е с т в а с о л е й же-
л е з а ( П ) * . Связывание железа(П) и железа(Ш) гексамета фосфатом. К отмеренному объему анализируемого раствора, со держащему в 100 мл не более 120 мг ионов железа(II) и не более 10 мг ионов железа (III), прибавляют в 2—3-кратном из бытке 2%-ный раствор гексаметафосфата натрия. Добавляют 5—6 капель индикатора и титруют свободную сильную кислоту раствором едкой щелочи до появления желто-зеленой окраски. Оставляют раствор на 25—30 мин до исчезновения желтого оттенка; полученный зеленого цвета раствор титруют обратно 0,1 н. раствором серной .'кислоты до перехода зеленого цвета в серый. При правильном проведении процесса на обратное тит рование расходуется не более 0,5 мл 0,1 н. раствора серной кис лоты.
11. ХИМИЧЕСКОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ КИСЛОРОДА (ХПК; ОКИСЛЯЕМОСТЬ)
Химическим потреблением кислорода (ХПК) называется величина, характеризующая общее содержание в воде
* Л у р ь е Ю. 10., Ж а л ь н е р ю с И. Ю. Зав. лаб., 1964, т. 30, с. 275—'
277.
37
восстановителей (неорганических и органических), реагирую щих с сильными окислителями. Ее обычно выражают в едини цах количества кислорода, расходуемого на окисление.
Поскольку содержание в воде неорганических веществ (каж дого в отдельности) можно точно определить специальными методами, то, вычитая из общего значения ХПК расход окисли теля, соответствующий содержанию в воде неорганических вос становителей, можно по разности с достаточной точностью найти содержание органических веществ в исследуемой воде.
Из всех предложенных в разное время окислителей наиболее эффективным и удобным в применении оказался бихромат ка лия в 18 н. (разбавление 1:1) серной кислоте:
Сг„072~ + 14Н+ + 6е" = 2Сг3+ + 7Н20
Окисление органических веществ бихроматом в этих усло виях ускоряется и охватывает практически все органические ве щества, если в качестве катализатора вводить в реакционную смесь сульфат серебра. Большинство органических веществ окисляется при этом на 95—100%, например, н-масляная кис
лота на |
96,1% (без катализатора — на |
71,8%), о-крезол на |
95,8% |
(без катализатора — на 83,2%), |
а уксусная кислота, |
окисляющаяся при добавлении катализатора на 95,1%, без ка
тализатора |
окисляется |
только |
на 2,4 %• |
Имеется незначитель |
ное число |
соединений |
(к ним |
относятся |
бензол, толуол и дру |
гие ароматические углеводороды, пиридин и т. п.), которые сов сем не окисляются и в присутствии катализатора. Окисление органических веществ бихроматом в указанных условиях идет до образования двуокиси углерода и воды, азот выделяется в виде газа.
Применявшийся ранее в качестве окислителя для определе ния окисляемости перманганат калия (в кислой или щелочной среде) — окислитель, значительно более слабый: окисление ор ганических веществ проходит неполно и многие из них совсем не окисляются. Кроме того, при кипячении растворов, содержащих'избыток перманганата, последний в значительной мере разлагается с образованием двуокиси марганца и кислорода. Это разложение происходит как в кислой, так и в щелочной среде (меньше всего — в строго нейтральной среде). Выпадаю щая двуокись марганца каталитически ускоряет этот процесс. Количество образующейся двуокиси марганца может быть раз
лично в зависимости от многих условий (температуры, |
продол |
|
жительности кипячения, присутствия |
случайных загрязнений |
|
и т. п.), поэтому при использовании |
этого окислителя |
трудно |
получить вполне воспроизводимые результаты. Холостые опыты не помогают получению правильных результатов, так как при их проведении осадок двуокиси марганца обычно совсем не выпадает,
Перманганатный метод в настоящее время при анализе сточ ных вод не применяется. Его продолжают использовать в ана лизе чистых природных вод, поскольку качественный состав ор ганических компонентов этих вод довольно постоянен.
Перед определением ХПК, как и в других случаях анализа, анализируемую воду следует профильтровать. Если для этой цели применяют бумажный фильтр, то в процессе фильтрова ния из фильтра в раствор могут переходить органические ве щества. Возможно и обратное: часть органических веществ сточ ной воды может адсорбироваться волокнами фильтра. Поэтому рекомендуется, во-первых, промывать предварительно фильтр горячей водой и, во-вторых', проводя фильтрование сточной воды, отбрасывать первую порцию (200—250 мл) фильтрата. Лучше в этом случае фильтровать через мембранный фильтр, который практически не выделяет в воду органических веществ и не адсорбирует их из воды. Нельзя фильтровать сточную воду, содержащую вещества, которые могут улетучиться во время фильтрования или окислиться кислородом воздуха. В этом слу чае . фильтрование заменяют продолжительным отстаиванием сточной воды, для анализа отбирают пипеткой верхний про зрачный слой.
11.1. АРБИТРАЖНЫЙ МЕТОД
11.1.1. В отсутствие хлоридов
Реактивы |
|
|
|
Серная кислота, пл. 1,84 г/см3, ч. д. а. |
|
|
|
Сульфат серебра, твердый, ч. д. а. |
а) |
N - ф е н и л а н т р а н и л о |
|
Индикатор, один из следующих растворов: |
|||
в а я к и с л о т а — 0,25 |
г растворяют, в 12 мл |
0,1 |
и. раствора едкого натра |
и разбавляют водой до |
250 мл; б) ферроин— 1,485 г 1,10-фенантролина и |
||
0,695 г FeS0 4-7H20 растворяют в воде и раствор разбавляют водой до 100 мл. Бихромат калия, 0,25 и. титрованный раствор, 12,258 г бихромата калия, предварительно высушенного в течение.2 ч при 105 °С, растворяют в дистил
лированной воде и раствор разбавляют до 1 л.
Соль Мора, приблизительно'0,25 н. раствор. Растворяют 98 г соли Мора в дистиллированной воде, прибавляют 20 мл концентрированной серной кис лоты и раствор разбавляют дистиллированной водой до 1 л. Титр этого раствора устанавливают по титрованному раствору бихромата калия. Ото брав 25 мл титрованного раствора бихромата калия, разбавляют его дистил лированной водой до 250 мл, приливают 20 мл концентрированной серной кис лоты и дают остыть. Затем прибавляют 3—4 капли раствора ферроина или 5— 10 капель раствора N-фенилантраниловой кислоты и титруют раствором соли Мора.
Ход определения. Отобрав такую порцию анализируемой сточной воды, чтобы на ее окисление расходовалось не более 20 мл титрованного раствора бихромата калия, разбавляют ее дистиллированной водой до 50 мл, переносят в круглодонную колбу емкостью 300 мл, прибавляют 25 мл титрованного
39
раствора бихромата калия и осторожно, малыми порциями вли вают 75 мл концентрированной серной кислоты, тщательно пере мешивая смесь после добавления каждой порции. Затем насы пают 0,3—0,4 г сульфата серебра, вводят в колбу несколько стеклянных бусинок или кусочков пемзы, закрывают пробкой, соединенной с обратным холодильником, и нагревают до слабого кипения, которое поддерживают в течение 2 ч. Затем охлаж дают, обмывают стенки холодильника 25 мл дистиллированной воды и переносят содержимое этой колбы в коническую колбу емкостью 500 мл, обмывая стенки первой колбы несколько раз дистиллированной водой. Добавив дистиллированную воду до объема 350 мл, вводят 3—4 капли раствора ферроина (10— 15 капель раствора N-фенилантраниловой кислоты) и оттитровывают избыток бихромата титрованным раствором соли Мора.
Проводят холостой опыт; для этого берут 50 мл дистиллиро
ванной воды и проводят ее через все ступени анализа. |
выра |
||||||
Расчет. |
Химическое поглощение кислорода (ХПК), |
||||||
женное числом миллиграммов кислорода на |
1 л сточной |
воды, |
|||||
вычисляют по формуле: |
|
|
|
|
|||
|
|
|
ХПК = |
{а ~ b) /V ' 8 ‘ 1000 |
|
|
|
где а — объем раствора соли Мора, израсходованного |
на титрование в холо |
||||||
стом |
опыте, |
мл; |
b — объем того |
же |
раствора, израсходованного на титрова |
||
ние |
пробы, |
мл; |
N — нормальность |
титрованного раствора соли Мора; V— |
|||
объем анализируемой сточной воды, |
мл; 8 — эквивалент кислорода. |
|
|||||
11.1.2. В присутствии хлоридов
Если анализируемая сточная вода содержит хлориды и в ней присутствуют лишь легко окисляемые органические веще ства, то можно провести определение без добавления катализа тора— сульфата серебра. Хлорид-ионы окисляются количе ственно до свободного хлора; из полученного результата надо вычесть поправку: на 1 мг хлорид-ионов расходуется 0,23 мг кислорода.
Если проба помимо хлоридов содержит органические веще ства, окисляющиеся достаточно полно только в присутствии сульфата серебра (см. выше), рекомендуется следующий спо соб *.
Реактивы
Сульфат ртути(П), кристаллический, ч. д. а. Другие реактивы — см. разд. 11.1.1.
В пробу вводится соль ртути(II) в таком количестве, чтобы на каждый миллиграмм хлорид-ионов пришлось 15 мг ртути
* D o b b s R. A., W i l l i a m s R. Т. Anal. Chem., 1963, v. 35, р. 1064— 1068.
40