ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ВОДЫ

РН воды – один из важнейших показателей ее качества, определение которого предусмотрено обязательными программами соответствующих наблюдений. Величина рН имеет большое значение для химических и биологических процессов, происходящих в природных водах: от нее зависит развитие и жизнедеятельность водных растений, устойчивость различных форм миграции элементов, агрессивное действие воды на металлы и бетон.

Величина рН речных вод обычно изменяется в пределах 6,5-8,5; атмосферных осадков – 4,6-6,1; болот – 5,5-6,0; океана – 7,9-8,3. Наблюдаются суточные и сезонные колебания рН, связанные с изменением фотосинтетической активности водорослей.

Временное снижение рН воды до 5,5 (например, в результате выпадения кислых осадков) отвечает первой стадии закисления водоема. Если рН поддерживается на уровне 5,5 постоянно, то водоем вступает во вторую стадию окисления. При падении рН ниже 5 наблюдается третья стадия закисления, возврат водоема из которой в первоначальное состояние невозможен.

При снижении рН увеличивается скорость растворения тяжелых металлов и алюминия в воде, что приводит в конечном итоге к гибели фитопланктона, водорослей, рыб.

Величину рН при анализе вод определяют в свежеотобранных пробах, длительное хранение проб не допускается.

рН представляет собой отрицательный логарифм концентрации ионов водорода:

рН воды определяют потенциометрическим методом анализа.

Потенциометрический метод анализа основан на зависимости электродного потенциала от концентрации раствора. В основе метода лежит уравнение Нернста:

рН воды определяют на приборе рН-340. К прибору подключают электроды:

- измерительный электрод – стеклянный (индикаторный на ион Н⁺);

- вспомогательный электрод сравнения – хлорсеребряный.

1. Перед измерением электроды промывают дистиллированной водой, капли воды на них убирают фильтровальной бумагой.

2. В стакан наливают анализируемую воду так, чтобы электроды были опущены на 1 см. Электроды погружают в анализируемую воду.

3. Ручку «размах» ставят в положение «15 рН». По нижней шкале показывающего прибора определяют интервал измерения. Ручку «пределы измерения» устанавливают на соответствующий интервал. Ручку «размах» переключают в положение «3 рН» и берут отсчет по верхней шкале показывающего прибора.

Ручку «размах» ставят в положение «15 рН». По нижней шкале показывающего прибора получилось значение 5, ручкой «пределы измерения» устанавливают интервал «2-5», так как 5 входит в этот интервал. Ручку «размах» переключают в положение «3 рН» и берут отсчет по верхней шкале показывающего прибора, считая, что крайнее левое положение по шкале соответствует значению 2, то есть будет не 0, а 2.

4. Записывают значение рН. Указывают среду. Вычисляют рОН; С(Н⁺), моль/л; С(ОН^-), моль/л.

Главными источниками соединений железа в природных водах являются процессы химического выветривания и растворения горных пород. Значительные количества железа поступают с подземным стоком и со сточными водами предприятий металлургической, металлообрабатывающей, текстильной, лакокрасочной промышленности, с сельскохозяйственными стоками.

Железо в воде присутствует в растворимой и нерастворимой формах, как в свободном виде, так и в виде комплексов с неорганическими и органическими лигандами, главным образом с гуминовыми кислотами. Концентрация железа в поверхностных пресных водах составляет обычно десятые доли миллиграмма, в болотных водах, где концентрация гумусовых веществ достаточно велика, единицы миллиграммов.

Являясь биологически активным элементом, железо в определенной степени влияет на интенсивность развития фитопланктона и качественный состав микрофлоры в водоеме.

При содержании железа выше 1 мг/л вода становится мутной, окрашивается в желто-бурый цвет, у нее ощущается характерный металлический привкус. Такая вода практически неприемлема как для технического, так и для питьевого применения. По органолептическим признакам предел содержания (ПДК) железа в воде практически повсеместно установлен на уровне 0,3 мг/л (по нормам ЕС даже 0,2 мг/л). По показаниям вредности для здоровья такой параметр не установлен.

Железо в воде можно определять в виде Fe²⁺ и Fe³⁺. Обычно определяют общее содержание железа, для этого пробу воды окисляют концентрированной азотной кислотой (Fe²⁺ переходит в Fe³⁺). Объем пробы воды для определения массовой концентрации железа должен быть не менее 200 мл, пробу не консервируют.

Определение железа в воде проводят фотоэлектроколориметрическим методом. Фотоэлектроколориметрический метод анализа основан на зависимости светопоглощения раствора от его концентрации. Использование света видимой области спектра в данном методе дает возможность анализировать окрашенные вещества или вещества, которые можно перевести в окрашенные растворы.

В основе фотоэлектроколориметрического метода анализа лежит закон Бугера – Ламберта – Бера: абсорбционность прямо пропорциональна концентрации раствора и толщине поглощающего слоя.

Е - молярный коэффициент поглощения (абсорбционности),

Определение содержания железа проводят на приборе КФК-2. На приборе КФК-2 работают в видимой области спектра. Видимая область спектра лежит в диапазоне длин волн 400-750 нанометров (нм).

Метод основан на образовании окрашенного иона при взаимодействии Fe³⁺ с сульфосалициловой кислотой. При рН = 8 - 10 комплексный ион железа образует желтый раствор.

Область обнаружения железа данным методом составляет 0,1 - 1 мг/л.

Условия определения выбирают через 10 минут.

Для практического выбора светофильтра берут стандартный раствор максимальной концентрации. Измеряют абсорбционность (А) этого раствора на всех светофильтрах по отношению к холостому раствору. По полученным данным строят график в координатах: абсорбционность (А) - длина волны (l) падающего света.

Для анализа выбирают тот светофильтр, который дает максимальное значение абсорбционности (А).

Для выбора кюветы (толщины поглощающего слоя) берут стандартный раствор максимальной концентрации. Измеряют абсорбционность (А) на выбранном светофильтре во всех кюветах по отношению к холостому раствору. Абсорбционность должна быть близкой к единице.

Фосфор является одним из биогенных, незаменимых для жизни элементов и содержится во всех живых организмах. В свободном состоянии в природе фосфор не встречается, а входит в состав минералов типа апатитов 3Са₃(PO)₄∙CaF₂ и фосфатов Са₃(PO)₄. Соединения фосфора поступают в поверхностные воды в результате процессов жизнедеятельности и посмертного распада водных организмов, выветривания и растворения пород, содержащих ортофосфаты, обмена с донными осадками и др.

Естественные формы фосфора в гидросфере зависят от рН среды. При рН, характерном для водных систем, преобладает форма НРО₄^2- (90%) с примесью Н₂РО₄^- (10%). Первая из них является основой для питательных веществ и обычно содержится в сравнительно малых концентрациях.

В настоящее время в результате сброса химических веществ (например, детергентов) в водные системы добавляются и другие соединения фосфора. В частности, одним из компонентов многих детергентов являются конденсированные фосфаты, например, триполифосфаты. При гидролизе они могут переходить в форму неконденсированных фосфатов.

Поскольку фосфор является элементом, лимитирующим развитие водных организмов, оценка его количественного содержания и характера распределения имеет большое значение при определении настоящей и потенциальной биологической продуктивности водоема. Загрязнение водоема соединениями фосфора ведет к его эвтрофикации и в связи с этим к существенному ухудшению качества воды.

Предельно - допустимая концентрация (ПДК) фосфора для воды водоемов рыбохозяйственного назначения составляет 0,3 мг/л.

При анализе воды на содержание фосфатов объем отбираемой пробы должен быть не менее 200 мл. Если анализ в день отбора пробы не произведен, ее консервируют добавлением 2-4 мл хлороформа (СНСl₃) на 1 литр воды.

Определение фосфатов в воде проводят фотоэлектроколориметрическим методом. Фотоэлектроколориметрический метод анализа основан на зависимости светопоглощения раствора от его концентрации. Использование света видимой области спектра в данном методе дает возможность анализировать окрашенные вещества или вещества, которые можно перевести в окрашенные растворы.

Е - молярный коэффициент поглощения (абсорбционности),

Метод основан на взаимодействии фосфат - ионов в кислой среде (рН = 1,5) с молибдатом аммония, в результате чего образуется лимонно – желтый раствор фосфорномолибденовой гетерополикислоты (a - форма):

Затем на приготовленный раствор действуют восстановителями (аскорбиновая кислота, хлорид олова (II), сульфит натрия и другие). В присутствии восстановителей a - форма переходит в b - форму, которая окрашивает раствор в синий цвет:

H₃[P(Mo₃O₁₀)₄] + аскорбиновая кислота = Н₃РО₄^.(2МоО₂^.4МоО₃)₂

Предел обнаружения фосфатов данным методом составляет 0,01 мг/л.

Условия определения выбирают через 10 – 15 минут.

Выбирают для анализа тот светофильтр, который дает максимальное значение абсорбционности (А).

Хром относится к тяжёлым металлам и поступает в объекты окружающей среды в виде Cr³⁺ и Cr⁶⁺ (Cr₂O₇^2-, CrO₄^2-). В поверхностные воды соединения трех- и шестивалентного хрома попадают в результате выщелачивания из пород (хромит, крокоит, уваровит и др.). Некоторые количества поступают из почв, в процессе разложения организмов и растений. Значительные количества могут поступать в водоемы со сточными водами гальванических цехов, красильных цехов текстильных предприятий, кожевенных заводов и предприятий химической промышленности. Понижение концентрации ионов хрома может наблюдаться в результате потребления их водными организмами и процессов адсорбции.

В поверхностных водах соединения хрома находятся в растворенном и взвешенном состояниях, соотношение между которыми зависит от состава вод, температуры, рН среды. В речных незагрязненных и слабозагрязненных водах содержание хрома колеблется от нескольких десятых долей микрограмма до нескольких микрограммов в 1 л, в загрязненных водоемах оно достигает нескольких десятков и сотен микрограммов в 1 л.

Соединения Cr(VI) и Cr(III) в повышенных количествах обладают канцерогенными свойствами. Соединения Cr(VI) являются более опасными.

Предельно - допустимая концентрация (ПДК) соединений хрома в воде водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения составляет: Cr⁶⁺ - 0,05 мг/л, Сr³⁺ - 0,5 мг/л. В воде водоемов рыбохозяйственного назначения: Cr⁶⁺ - 0,001 мг/л, Сr³⁺ - 0,005 мг/л.

При анализе воды на содержание хрома пробу консервируют добавлением 5 мл азотной кислоты (НNО₃) на 1 литр воды. В том случае, если необходимо раздельно определить Сr³⁺ и Сr⁶⁺ анализ проводят в тот же день.

Определение хрома в воде проводят фотоэлектроколориметрическим методом. Фотоэлектроколориметрический метод анализа основан на зависимости светопоглощения раствора от его концентрации. Использование света видимой области спектра в данном методе дает возможность анализировать окрашенные вещества или вещества, которые можно перевести в окрашенные растворы.

Е - молярный коэффициент поглощения (абсорбционности),

Метод основан на взаимодействии Cr⁶⁺(Сr₂O₇^2- или СrО₄^2-) в кислой среде с дифенилкарбазидом, в результате чего образуется растворимое соединение красно – фиолетового цвета.

Определению мешает Fе³⁺, которое связывают фосфорной кислотой в бесцветное комплексное соединение:

Предел обнаружения хрома данным методом составляет 0,01 мг/л.

Условия определения выбирают через 10 минут.

Выбирают для анализа тот светофильтр, который дает максимальное значение абсорбционности (А).

Водная вытяжка даёт представление о содержании в почве водорастворимых веществ, как органических, так и минеральных, преимущественно простых солей. Действие воды на почву состоит в растворении простых солей (частично гумусовых и кремнекислых соединений), а также в разложении сложных алюмосиликатов.

По степени растворимости в воде соли разделяются на легко-, средне- и малорастворимые. К легкорастворимым относятся:

- гидрокарбонаты (NаНСО₃, Са(НСО₃)₂, Мg(НСО₃)₂),

Эти соли переходят в водную вытяжку в момент взаимодействия с водой (достаточно трёхминутного взбалтывания почвы с водой для перевода легкорастворимых солей в вытяжку)

Среднерастворимые соединения: гипс (СаSО₄ ^. 2 Н₂О).

Эти соли переходят в водную вытяжку частично.

Следует иметь в виду, что в момент растворения солей на почву действует уже не водный, а более сложный раствор: в солончаках – солевой, в солонцах – щелочной, в подзолистых почвах – кислый. Поэтому повышается растворимость малорастворимых солей. Щелочная реакция солонцов увеличивает растворимость гумуса, кислая реакция подзолистых почв способствует переходу в вытяжку полуторных оксидов (Аl₂О₃, Fе₂О₃).

На технических весах взвешивают 20 г почвы, переносят в коническую колбу, наливают 100 мл дистиллированной воды. Колбу закрывают резиновой пробкой и взбалтывают в течение трёх минут, после чего вытяжку фильтруют через сухой складчатый фильтр. Первые порции фильтрата бывают мутными, их надо ещё раз отфильтровать.

Одним из видов прямой потенциометрии является метод построения градуировочного графика.

Нитраты в водной вытяжке почвы определяют на приборе рН-340. К прибору подключают электроды:

- измерительный электрод – ионоселективный (индикаторный на нитрат-ион);

- вспомогательный электрод сравнения – хлорсеребряный.

Величину рН при анализе вод определяют в свежеотобранных пробах, длительное хранение проб не допускается.

рН представляет собой отрицательный логарифм концентрации ионов водорода:

рН воды определяют потенциометрическим методом анализа.

рН воды определяют на приборе рН-340. К прибору подключают электроды:

- измерительный электрод – стеклянный (индикаторный на ион Н⁺);

- вспомогательный электрод сравнения – хлорсеребряный.

4. Записывают значение рН. Указывают среду. Вычисляют рОН; С(Н⁺), моль/л; С(ОН^-), моль/л.

Электропроводностью называют способность вещества пропускать электрический ток. Вещества способные проводить электрический ток называют электролитами.

Электропроводность является интегральным (обобщенным) показателем качества воды, который определяют в рамках обязательной программы мониторинга поверхностных вод суши. Она отражает общее содержание солей в анализируемой воде и является неселективным показателем степени загрязнения последней, так как одной и той же величине электропроводности может соответствовать различный ионный состав воды. Увеличение электропроводности воды природного водоема или водотока является явным свидетельством повышения антропогенной активности.

Электропроводность воды определяют кондуктометрическим методом анализа. Кондуктометрический метод анализа основан на зависимости электропроводности от концентрации раствора.

Электропроводность представляет собой величину, обратную сопротивлению R. Единица измерения электропроводности - каппа Х [Ом^-1cм^-1]. Электропроводность зависит от концентрации, температуры, природы электролита.

Электропроводность определяют на приборе АНИОН – 410:

3. Записывают значение общей электропроводности.

Е - молярный коэффициент поглощения (абсорбционности),

Область обнаружения железа данным методом составляет 0,1 - 1 мг/л.

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: