Для вычисления относительного содержания кислорода в воде пользуются таблицей «Значения равновесных концентраций кислорода при насыщении пресной воды атмосферным воздухом».
Пример. При температуре воды 20,50С нормальное насыщение воды кислородом (равновесная концентрация кислорода) 8,99мг/л.
Расчет относительного содержания кислорода в воде проводят по формуле:
О2(%) = А · 100 · 760 ,
Н · Р
Где А – количество О2, найденное по анализу (мг/л);
Н – нормальное количество О2 при данной температуре и давлении 760 мм рт.ст.;
Р – давление в момент взятия пробы.
Таблица 2
Значения равновесных концентраций кислорода при насыщении
Пресной воды атмосферным воздухом
(при атмосферном давлении давлении 760 мм рт.ст., относительной
влажности воздуха 100%, содержании кислорода в воздухе 20,94% объёмных)
Температура (0С) | Растворённый кислород (мг/л) | |||||||||
0,0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | |
0 | 14,56 | 14,52 | 14,48 | 14,44 | 14,40 | 14,37 | 14,33 | 14,29 | 14,25 | 14,21 |
1 | 14,18 | 14,14 | 14,10 | 14,06 | 14,03 | 13,99 | 13,95 | 13,92 | 13,88 | 13,84 |
2 | 13,81 | 13,77 | 13,73 | 13,70 | 13,66 | 13,63 | 13,59 | 13,56 | 13,52 | 13,49 |
3 | 13,45 | 13,42 | 13,38 | 13,35 | 13,31 | 13,28 | 13,24 | 13,21 | 13,17 | 13,14 |
4 | 13,11 | 13,07 | 13,04 | 13,01 | 12,97 | 12,94 | 12,91 | 12,87 | 12,84 | 12,81 |
5 | 12,78 | 12,74 | 12,71 | 12,68 | 12,65 | 12,61 | 12,58 | 12,55 | 12,52 | 12,49 |
6 | 12,46 | 12,43 | 12,39 | 12,36 | 12,33 | 12,30 | 12,27 | 12,24 | 12,21 | 12,18 |
7 | 12,15 | 12,12 | 12,09 | 12,06 | 12,03 | 12,00 | 11,97 | 11,94 | 11,91 | 11,88 |
8 | 11,86 | 11,82 | 11,80 | 11,77 | 11,74 | 11,71 | 11,68 | 11,65 | 11,62 | 11,60 |
9 | 11,57 | 11,54 | 11,51 | 11,49 | 11,46 | 11,43 | 11,40 | 11,38 | 11,35 | 11,32 |
10 | 11,29 | 11,27 | 11,24 | 11,21 | 11,19 | 11,16 | 11,14 | 11,11 | 11,08 | 11,06 |
11 | 11,03 | 11,01 | 10,98 | 10,95 | 10,93 | 10,90 | 10,88 | 10,86 | 10,83 | 10,80 |
12 | 10,78 | 10,75 | 10,73 | 10,70 | 10,68 | 10,66 | 10,63 | 10,61 | 10,58 | 10,56 |
13 | 10,53 | 10,51 | 10,49 | 10,46 | 10,44 | 10,42 | 10,39 | 10,37 | 10,35 | 10,32 |
14 | 10,30 | 10,28 | 1026 | 10,23 | 10,21 | 10,19 | 10,17 | 10,14 | 10,12 | 10,10 |
15 | 10,08 | 10,06 | 10,03 | 10,01 | 9,99 | 9,97 | 9,95 | 9,92 | 9,90 | 9,88 |
16 | 9,86 | 9,84 | 9,82 | 9,80 | 9,78 | 9,76 | 9,74 | 9,71 | 9,69 | 9,67 |
17 | 9,65 | 9,63 | 9,61 | 9,59 | 9,57 | 9,56 | 9,53 | 9,51 | 9,49 | 9,47 |
18 | 9,45 | 9,43 | 9,42 | 9,40 | 9,38 | 9,336 | 9,34 | 9,32 | 9,30 | 9,28 |
19 | 9,26 | 9,24 | 9,23 | 9,21 | 9,19 | 9,17 | 9,15 | 9,13 | 9,11 | 9,10 |
20 | 9,08 | 9,06 | 9,04 | 9,02 | 9,01 | 8,99 | 8,97 | 8,96 | 8,94 | 8,92 |
21 | 8,90 | 8,88 | 8,87 | 8,85 | 8,83 | 8,82 | 8,80 | 8,78 | 8,77 | 8,75 |
22 | 8,73 | 8,72 | 8,70 | 8,68 | 8,67 | 8,65 | 8,63 | 8,62 | 8,60 | 8,58 |
23 | 8,57 | 8,55 | 8,54 | 8,52 | 8,50 | 8,49 | 8,47 | 8,46 | 8,44 | 8,43 |
24 | 8,41 | 8,40 | 8,38 | 8,37 | 8,35 | 8,33 | 8,32 | 8,30 | 8,29 | 8,27 |
25 | 8,26 | 8,24 | 823 | 8,22 | 8,20 | 8,19 | 8,17 | 8,16 | 8,14 | 8,13 |
26 | 8,11 | 8,10 | 8,09 | 8,07 | 8,06 | 8,04 | 8,03 | 8,01 | 8,00 | 7,99 |
27 | 7,97 | 7,96 | 7,95 | 7,93 | 7,92 | 7,90 | 7,89 | 7,88 | 7,86 | 7,85 |
28 | 7,84 | 7,82 | 7,81 | 7,80 | 7,78 | 7,77 | 7,76 | 7,74 | 7,73 | 7,72 |
29 | 7,71 | 7,69 | 7,68 | 7,97 | 7,65 | 7,64 | 7,63 | 7,62 | 7,60 | 7,59 |
30 | 7,58 | 7,57 | 7,55 | 7,54 | 7,53 | 7,52 | 7,50 | 7,49 | 7,48 | 7,47 |
31 | 7,15 | 7,44 | 7,43 | 7,42 | 7,41 | 7,39 | 7,38 | 7,37 | 7,36 | 7,35 |
32 | 7,33 | 7,32 | 7,31 | 7,30 | 7,29 | 7,28 | 7,26 | 7,25 | 7,24 | 7,23 |
33 | 7,22 | 7,21 | 7,19 | 7,18 | 7,17 | 7,16 | 7,15 | 7,14 | 7,13 | 7,11 |
34 | 7,10 | 7,09 | 7,08 | 7,07 | 7,06 | 7,05 | 7,04 | 7,03 | 7,01 | 7,00 |
35 | 6,99 | 6,98 | 6,97 | 6,96 | 6,95 | 6,94 | 6,93 | 6,92 | 6,90 | 6,89 |
Приготовление реактивов.
|
|
|
|
1. Раствор едкого натра с йодистым калием. Навеску KI 50 г растворяют в 100мл дистиллированной воды. Отдельно растворяют 160 г NaOH в 200 мл дистиллированной воды. Оба раствора сливают и объём доводят до 500 мл. При отсутствии NaOH можно применять КОН, но навеску его берут в 1,5 раза больше.
2. Раствор хлористого марганца. Отвешивают на технических весах 210 г MnCl2 · 4H2O и растворяют в дистиллированной воде с доведением объёма до 500 мл. Можно употреблять и сернокислый марганец MnSO4 · 4H2O, которого берут 240 г., или MnSO4 · 2H2O в количестве 200 г.
3. Раствор серной кислоты (1:1). Приготовляют смешиванием равных объёмов серной кислоты и воды. Может быть заменен концентрированной Н3РО4 (85%).
4. Раствор крахмала приготовляют в день определения. 0,5 г растворимого крахмала размешивают в небольшом количестве холодной воды и вливают в 100 мл кипящей дистиллированной воды.
5. Йодистый калий (KI) применяют в сухом виде для определения нормальности раствора.
|
|
6. Раствор йодноватокислого калия 0,01 н. Отвешивают на аналитических весах точно 0,3567 г KIO3 . Навеску растворяют в небольшом количестве дистиллированной воды в литровой мерной колбе. После полного растворения KIO3 в колбу добавляют дистиллированной воды точно до отметки. Раствор точно 0,01 н. и употребляется для установки и проверки титра раствора гипосульфита. Хранят раствор в тёмной склянке.
Для определения нормальности раствора гипосульфита используют также раствор
двухромовокислого калия (K2Cr2O7). Для приготовления точно 0,01 н. раствора
двухромовокислого калия отвешивают 0,4903 г дважды перекристаллизованного
мелкого кристаллического K2Cr2O7 и растворяют в литровой мерной колбе.
7. Раствор гипосульфита 0,01 н. Навеску 2,5 г Na2S2O3 растворяют в прокипячёной дистиллированной воде в литровой колбе. Для лучшей сохранности раствора рекомендуется добавить в него 1-2 мл ксилола или хлороформа. Готовый раствор хранят в тёмной посуде. Готовят раствор гипосульфита заранее, так как в первые дни нормальность его сильно меняется. Возможно получение 0,01 н. раствора гипосульфита разбавлением прокипячёной дистиллированной водой 0,1 нормального раствора, приготовляемого из фиксанала.
|
|
Определение коэффициента поправки для гипосульфита. Так как концентрация
Раствора гипосульфита при хранении меняется, перед каждой серией определений устанавливают поправку на его титр. В колбу для титрования емкостью 150 – 200 мл вносят пипеткой точно 10 мл 0,01 н. раствора КIО3 или К2Сr2О7, прибавляют 0,5 г сухого йодистого калия (КI) или 1 мл 15% -ного раствора КI и 2 мл Н2S04 (1 : 1). В результате выделения свободного йода жидкость окрашивается в коричнево-желтый цвет. После этого пробу титруют при постоянном перемешивании гипосульфитом. После того, как раствор приобретет желтоватый цвет, добавляют 0,5 мл раствора крахмала и дотитровывают до исчезновения синеватой окраски. Определение следует повторить, и если расхождение по количеству гипосульфита, пошедшего на титрование, не превышает 0,02 – 0,03 мл, берут за результат среднее арифметическое и определяют поправку
К= 10 , где Н – количество гипосульфита, пошедшего на титрование 10 мл.
Н
УГЛЕКИСЛОТА
В природных водах углекислота содержится в следующих формах:
1) в свободном состоянии в виде газа СО2, растворенного в воде, - двуокись углерода, или свободная углекислота;
2) в воде ионов НСО3- - гидрокарбонат-ионы;
3) в виде ионов СО32- - карбонат-ионы.
Уменьшение содержания СО2 в воде ведет к повышению рН воды. При исчезновении СО2 из раствора рН воды будет 8,4.
В таблице 4 приводятся данные по соотношению между отдельными формами углекислоты при различном значении рН воды.
Таблица 3
Зависимость содержания отдельных форм СО2 от рН воды (при 250 С)
Форма СО2 | Содержание отдельных форм СО2 (%) при рН воды | ||||||||
4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 8,3 | 9 | 10 | 11 | |
Свободная | 99,5 | 95,4 | 67,7 | 17,3 | 2,0 | 1,0 | 0,2 | - | - |
Гидрокарбонатная | 0,5 | 4,6 | 32,3 | 82,7 | 97,4 | 97,8 | 94,1 | 62,5 | 14,3 |
Карбонатная | - | - | - | - | 0,6 | 1,2 | 5,7 | 37,5 | 85,7 |
Для практических целей можно считать, что рН 4,5 – предел для существования гидрокарбонатной двуокиси углерода, а рН 8,3 – граница существования свободной и карбонатной СО2. Таким образом, при рН ниже 8 вся углекислота находится в виде свободной СО2 и ионов НСО3- ; ионов СО32- практически нет. При рН между 8 и 9 почти вся углекислота находится в виде ионов НСО3-, содержание свободной СО2 незначительно. При рН больше 9 свободной углекислоты в воде практически нет, содержатся только ионы НСО3- и СО32-.
Ход определения. В склянки на 150 – 200 мл с притертыми пробками с каждой станции отбирают две параллельные пробы с такими же предосторожностями, как и при обработке проб на содержание кислорода
Содержание СО2 при хранении воды изменяется под влиянием соприкосновения с воздухом, изменения температуры, процессов жизнедеятельности организмов и т.п. Поэтому определение по возможности следует проводить на месте взятия пробы или немедленно при доставке в лабораторию.
Перед началом определения отсасывают воду до черты, которая указывает на оставшийся объём в 100 или 150 мл. Градуированной пипеткой добавляют в склянку 0,1 мл 1% - ного спиртового раствора фенолфталеина и содержимое перемешивают круговым движением. Жидкость или останется бесцветной (при наличии СО2),или окрасится в розовый цвет (при наличии карбонатной углекислоты). Если вода останется бесцветной, в ней определяют свободную углекислоту. Пробу титруют раствором щелочи (0,02 н. NaOH или Na2CO3) до тех пор, пока исчезающая вначале окраска не станет устойчивой и жидкость примет розоватый оттенок. Интенсивность окраски, при которой можно считать титрование законченным, определяют с помощью минерального стандарта, налитого в такую же колбу в таком же объёме. Если в течении 5 минут розовая окраска не изменится, отсчитывают израсходованную щелочь и определяют заново. При повторном определении добавляют в склянку почти всё то количество щелочи, которое пошло на первое титрование, и дотитровывают пробу до стандартной окраски.
Вычисление результатов. Количество щелочи, израсходованной при повторном титровании, эквивалентно содержанию СО2 в данном объёме воды. Рассчитывают по формуле:
СО2 (мг на 1 л) = П · К · 0,88 · 1000 ,
V
где П – количество 0,02 н. раствора NaOH, пошедшего на титрование;
К – поправка для щелочи на 0,02 н.;
0,88 – множитель; если пользуются щелочью 0,1 н., берут множитель 4,4;
V – объём пробы, взятой для исследования.
Приготовление реактивов.
- Раствор щелочи Na2CO3 или NaOH. Навеску 0,212 г предварительно высушенной при 2700С Na2CO3 растворяют в прокипячённой дистиллированной воде в мерной колбе на 100 мл. Если используют NaOH, берут навеску 0,08 г и также растворяют в 100 мл воды. Можно использовать фиксаналы (стандарт-титры), из которых получают 0,1 н. раствор, разбавляемый, по мере необходимости, дистиллированной водой до 0,02-х нормального. Для этого в мерную колбу объёмом 50 мл отмеривают пипеткой точно 10 мл 0,1 н. раствора щелочи и доливают дистиллированной водой до метки. Поправку к щелочи можно определить по соляной кислоте одинаковой со щелочью нормальности.
- 1%-ный раствор фенолфталеина приготовляют, растворяя 1,0 г х.ч.
фенолфталеина в 100 мл этилового спирта.
- Pаствор сегнетовой соли приготовляют, растворяя 50 г KNaC4H4O6 в дистиллированной воде до объёма 100 мл. Этот раствор используют в случае большой жесткости исследуемой воды или значительного содержания железа.
Приготовление стандартного раствора. Отвешивают по 2,000 г CoCl2 · 6H2O и
CuSO4 · 5H2O и растворяют в мерной колбе объёмом 200 мл, добавляют 2 мл раствора HCl (уд. вес 1,19) и доводят объём раствора до метки. Этот раствор является запасным стандартным. Перед определением из запасного стандартного раствора приготовляют рабочий стандартный раствор путём разбавления первого в 10 раз. В мерную колбу объёмом 100 мл отмеривают пипеткой 10 мл запасного стандарта и колбу доливают до метки дистиллированной водой. Если исследуемая вода имеет естественную окраску, мешающую определению, применяют стандарт, приготовленный на исследуемой воде.
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 1513; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!