Меркуриметрическое определение

Метод основан на титровании ионов хлора раствором азотнокислой ртути Hg(NO3)2 с индикатором дифенилкарбазон. Ионы ртути при титровании связывают хлориды в малодиссоциированную HgCl2, а избыток их вступает в реакцию с индикатором, образуя комплекс фиолетового цвета.

 

NaCl+Hg(NO3)2=HgCl2+2NaNO3

 

Большое значение несет величина рН титруемого раствора. При высоких значениях рН окрашенный комплекс образуется, когда в растворе существует не хлоридные ионы, а при низких значениях рН для образования окрашенного комплекса требуется большой избыток ионов ртути.

Ход определения

Пробу воды объемом 50-100мл, содержащую не менее 0,2мг Cl, выпаривают досуха в фарфоровой чашке на водяной бане. Осадок растворяют при перемешивании стеклянной палочкой в 0,5мл раствора HNO3, добавляют 2мл этилового спирта и 3-4 капли индикатора. Титруют 0,005н. раствором Hg(NO3)2 до перехода окраски от желтой к фиолетовой.

Расчет

Содержание хлоридов Сэ в мл-экв/л и Сх в мл/л находят по формуле:

 

Сэ=Nn 1000/V; Сх=Nn 1000*35,45/V, где

 

N - нормальность раствора Hg(NO3)2;

n - объем раствора Hg(NO3)2, пошедшего на титрование пробы, мл;

V - объем пробы воды, взятой для определения, мл.

Реактивы

1. Раствор азотнокислой ртути Hg(NO3)2*0,5H2O 0,005н. 0,834г азотнокислой ртути растворяют в 100мл дистиллированной воды, содержащей 1,5-2мл концентрированной HNO3, разбавляют дистиллированной водой в мерной колбе до 1л.

2. Смешанный индикатор - дифенилкарбрзон. 0,5г дифенилкарбазона растворяют в 100мл 96% этилового спирта в мерной колбе на 100мл. Раствор индикатора устойчив при хранении в темноте в течении месяца.

.   Раствор азотной кислоты HNO3. 0,05н. 3,2мл концентрированной азотной кислоты HNO3 разбавляют дважды дистиллированной водой в мерной колбе до 1л.

.   Раствор едкого натра NaOH. 0,05н. 2г NaOH растворяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора в мерной колбе до 1л.

.   Этиловый спирт C2H5OH. 96%, ГОСТ 18300-72.

.   Стандартные растворы хлористого натрия NaCl, 0,01н.

а) основной раствор: 0,5844г NaCl, предварительно, прокаленного при 500-600С до полного удаления влаги, растворяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора в мерной колбе до 1л.

б) рабочий раствор, 0,005н. Готовят разбавлением 0,01н. раствора NaCl вдвое.

 

Медь

Бицинхонинантный метод

Метод основан на реакции ионов меди с 2,2-бихинолин-4,4 дикарбоксидной кислотой (бицинхониновая кислота). Соли этой кислоты реагируют с Cu, образуя пурпурно окрашенный комплекс:

Ход определения

мл пробы воды наливают в кювету, добавляют реактив и соответствующий буфер, переливают и фотометрируют относительно анализируемого раствора на спектрофотометре DR-2000 (при длине волны 425нм).

Ионы водорода и гидроксильные ионы (рН)

Потенциометрический метод

Метод предназначен для определения содержания ионов водорода в широком диапазоне рН (от 0 до 14) и температуре (от 0 до 100 С).

Принцип метода

Используют стеклянный электрод (трубка с полым шариком на конце из специального электродного стекла с водородной функцией). В качестве внутреннего вспомогательного электрода используют хлорсеребряный электрод в стандартном растворе HCl или хлоридном буферном растворе.

Гальванический элемент составлен из стеклянного электрода и хлорсеребряного электрода сравнения.

Минимальная определяемая концентрация ионов водорода 10мг-экв/л (14 рН). Перед измерением рН необходимо подготовить рН - метр к работе (см. паспорт прибора).

Ход определения

Электроды и термометр тщательно ополаскивают дистиллированной водой, а затем исследуемой водой. Исследуемую воду наливают в стакан и измеряют рН. Через 3 и 5 мин. повторяют измерения. Последние два показания прибора должны быть одинаковыми, т.к. время установления потенциала чистоты электрода 2-3 мин.

Реактивы

1. Дистиллированная вода. Для боратных и фосфатных растворов следует использовать воду очищенную от СО2 или свежепрокипяченую.

2. Фталатный 0,5М буферный раствор КООС-С6Н4-СООН, рН 4,01 (25 С). 10,211г высушенного при 110 С бифталата калия растворяют в дистиллированной воде и доводят объем при 20 С до 1л.

.   Фосфатный буферный раствор КН2РО4 и Na2HPO4, рН 6,86 (25 С). 1,361г растворяют в мерной колбе на 1л и объем раствора доводят до метки.

Боратный 0,01М буферный раствор Na2B4O7*10H2O, рН 9,18 (25 С). 3,814г

4. тетрабората натрия, выдержанного несколько дней в эксикаторе над бромидом натрия, растворяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора до 1л при 20 С.

Колориметрический метод

Принцип метода

Метод основан на изменении окраски индикатора, добавленного к исследуемой воде; полученную окраску исследуемой воды сравнивают со шкалой, состоящей из пробирок с растворами, имеющими определенные значения рН. Если окраска воды совпадает с окраской раствора одной из пробирок шкалы, то величина рН их одинаковая. Используют готовую колориметрическую шкалу, состоящую из ряда запаянных пробирок, содержащих буферные растворы с соответствующими индикаторами. Для приготовления шкалы используют следующий набор индикаторов: бромтимоловый синий - от 6 до 7,6 рН; крезоловый красный - от 7,6 до 8,2 рН; тимоловый синий - от 8,2 до 9,2 рН. Метод позволяет определить рН вод с точностью до 0,1 рН. Интервал измеряемых величин рН 6,0 - 9,2.

Ход определения

Пробирку ополаскивают 2-3 раза исследуемой водой и наполняют до метки. Затем в пробирку добавляют раствор индикатора, закрывают пробкой, перемешивают и сравнивают с окраской растворов шкалы. В случае точного совпадения тона окраски ее результат принимают за величину рН. Если окраска исследуемой воды соответствует промежуточному тону, то за результат берут среднее значение рН.

Глава 4

Обсуждение результатов

 

Для химического исследования снежного покрова, нами был проведен отбор проб на следующих объектах: поселок Шлаковый, поселок Мирный, м-н. Кольное, пл. Ленина, пл. Театральная, ЦПКиО, м-н. Канищево, полученные в 2006г.

Для сравнения данных в работе приведены результаты анализов за 2003г.

Исследования проводились по определению следующих параметров: рН, хлориды, сульфаты, некоторые металлы (хром, медь), а так же электропроводность.

Определение проводилось следующими методами: рН - определяли потенциометрическим методом, хлориды - с помощью меркуриметрии, остальные компоненты, выявлены фотометрическим методом на спектрофотометре DR-2000.

В отобранных пробах наблюдается изменение концентрации ионов. Наибольшее содержание их отмечено в районе пл. Ленина (29,7мг/л), пл. Театральной (29,6мг/л). Наименьшее содержание ионов наблюдается в м-не. Канищево (18,4мг/л) в отобранных пробах.

Величина рН на данных объектах колеблется от 5,5 до 6,5. Наибольшее значение рН наблюдается в районах: пл. Ленина, пл. Театральная, ЦПКиО - 6,5. Наименьшее значение рН - м-н. Канищево (5,5).

Значение жесткости на объектах колеблются от 0,1 до 0,4 ммоль/л. Наибольшее значение наблюдается в м-не. Канищево (0,4ммоль/л), наименьшее - пл. Ленина, м-н. Канищево (0,1ммоль/л).

Содержание хлоридов в снежном покрове на данных объектах: наибольшее - поселок Мирный (1,33мг/л), наименьшее значение - поселок Шлаковый, пл. Ленина, ЦПКиО (0,443мг/л).

Относительно содержания сульфатов на объектах, данные анализов показали, что наибольшее количество их обнаружено в районе пл. Ленина (13мг/л). Одинаковое значение в районах: поселка Шлаковый и поселок Мирный (9мг/л). А наименьшее значение сульфатов в снежном покрове м-на Канищево (5мг/л).

Определение содержания некоторых металлов (таких как - медь, хром), показало наличие их в снежном покрове во всех пробах.

Наибольшее значение меди в м-не. Канищево (0,85мг/л). Наименьшее - в м-не. Кальное (0,06мг/л).

Хром обнаружен во всех пробах в концентрации - 0,01мг/л.

Для полученных результатов проведен сравнительный анализ по данным отбора снежного покрова на тех же объектах в 2002г.

Во всех пробах отмечается тенденция к увеличению общей минерализации. В районе ЦПКиО в 2 раза, пл. Ленина, пл. Театральной, м-не. Канищево - в 1,5 раза.

Наблюдается возрастание концентрации хлоридов в районах: поселок Шлаковый, поселок Мирный и уменьшение концентрации в районах: м-н. Кольное, пл. Ленина, пл. Театральная.

Отмечена тенденция к уменьшению концентрации сульфатов в районах: поселка Шлаковый, поселка Мирный и м-на. Кальное. И только в районе пл. Ленина, концентрация сульфатов увеличилась в 1,6 раза. В остальных же районах не изменилась.

Что касается концентрации ионов металлов на данных объектах, то по сравнению с данными 2002г., концентрация меди в районах: поселка Шлаковый, поселка Мирный, пл. Ленина, пл. Театральная - уменьшалась в 2,5 раза. Но происходит увеличение концентрации меди в м-не. Канищево, почти в 10 раз.

Содержание хрома по сравнению с результатами анализа в 2002г. возросло во всех исследуемых районах. Например, в 2002г. в м-не. Конищево хром не был обнаружен, тогда как по результатам исследований в 2006г., его концентрация на данном объекте составила 0,01мг/л.

Наибольший вклад в минерализацию, по нашим данным, вносят в 2002г. - сульфаты и хлориды. Их процентное содержание составляет;

хлориды: м-н. Кальное - 19%, пл. Ленина - 19%, пл. Театральная - 5%, ЦПКиО - 21%, м-н. Канищево - 17%;

сульфаты: м-н. Кальное - 53%, пл. Ленина - 42%, пл. Театральная - 23%, ЦПКиО - 45%, м-н. Канищево - 57%.

В 2006г. процентное содержание хлоридов составило: поселок Шлаковый - 2%, поселок Мирный - 5%, м-н. Кальное - 4%, пл. Ленина - 1%, пл. Театральная - 3%, ЦПКиО - 2%, м-н. Канищево - 5%.

Содержание сульфатов составило: поселок Шлаковый - 46%, поселок Мирный - 34%, м-н. Кальное - 38%, пл. Ленина - 44%, пл. Театральная - 20%, ЦПКиО - 23%, м-н. Канищево - 27%.

Как мы видим, из приведенных данных, наблюдается тенденция к понижению концентрации и хлоридов, и сульфатов в снежном покрове на изучаемых объектах. Во всех пробах обнаружены катионы металлов, причем концентрация хрома повысилась по сравнению с данными 2002г., тогда как концентрация катионов меди снизилась за последние годы.