Определение содержания анионов в поверхностных водах

В поверхностных водах содержатся анионы различной природы – HCO₃^–, СО₃^– , OН^–, SO₄^2–, Cl^–, HSiO₃^–, NO₃^–, PO₄^3– и др.

Хлориды по общему содержанию в природных водах занимают первое место среди анионов. Количество их зависит от характера пород, слагающих бассейны водоемов, и варьирует в значительных пределах – от десятых долей до тысячи миллиграммов в 1 л. Хлориды попадают в поверхностные воды при растворении горных пород, при извержении вулканов, со сбросами хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод. Концентрация хлорид-ионов в водоемах – источниках водоснабжения допускается до 300–350 мг/л, лимитирующий показатель вредности органолептический. В реках северной части России хлоридов обычно немного, не более 10 мг/л, в южных районах эта величина повышается до десятков и сотен миллиграммов в 1 л.

Соединения фосфора могут поступать в водоемы в виде фосфорной кислоты и ее ионов, полифосфатов, которые входят в состав моющих средств, а также в виде разнообразных фосфорсодержащих органических соединений (включая пестициды). Предельно допустимые концентрации в воде водоемов установлены для многих фосфорсодержащих соединений, они имеют различные показатели вредности и нормативы, в основном в пределах от тысячных долей до единиц миллиграммов 1 л воды.

Присутствие ряда анионов в воде является необходимым для питания растений, нормальной жизнедеятельности плавающих форм живых организмов. Однако избыток анионов может угнетать живые организмы. Избыток нитрат-ионов, а по последним данным и фосфат-ионов может привести к эвтрофикации водоемов.

Цель работы:Определить содержание некоторых основных анионов в природной воде, дать характеристику исследуемой воде, указать возможные пути поступления анионов в данный водоем.

Оборудование: пенал для определения фосфатного числа, бюретка и коническая колба на 250 мл для титрования, оловянная палочка.

Реактивы:0,24 н. раствор нитрата серебра (1 мл эквивалентен 0,5 мг хлоридов), раствор сульфомолибдата аммония, 5 %-ный раствор хромовокислого калия.

Порядок выполнения работы

1. Определение хлоридов

Метод основан на титрометрическом осаждении хлоридов в нейтральной или слабощелочной среде нитратом серебра в присутствии хромата калия в качестве индикатора. В пробу воды объемом 100 мл добавить

10 капель раствора хромовокислого калия, хорошо перемешать и оттитровать раствором азотнокислого серебра. Раствор титранта добавлять до тех пор, пока в воде не появится устойчивый бурый оттенок.

Содержание ионов хлора в пробе воды составит x,мг/л

,

где V₁ – объем раствора нитрата серебра, пошедшего на титрование, мл; N– нормальность раствора нитрата серебра; Э – миллиграмм-эквивалент хлора; V₂ – объем исследуемой воды, мл.

2. Определение фосфатов

Сущность заключается в том, что сульфомолибдатный раствор, введенный в испытуемую пробу воды в присутствии погруженной в нее оловянной палочки (восстановитель), реагирует с фосфатом, в результате чего вода окрашивается в синий цвет, интенсивность которого тем больше, чем выше концентрация фосфатов в воде.

В мерную пробирку налить 2 мл отфильтрованной пробы воды, довести объем жидкости сульфомолибдатным раствором до 10 мл. Затем в раствор опустить очищенную наждачной бумагой и ополоснутую дистиллированной водой оловянную палочку. Через 5 мин (за это время раствор в пробирке вместе с оловянной палочкой должен быть 2 ... 3 раза перемешен легким встряхиванием) оловянную палочку вместе с пробкой вынуть из пробирки и сравнить окраску испытуемого раствора с окраской стандартной цветной шкалы. Для этого пенал, в котором находится штативчик с фосфатной шкалой, снять с задней стенки лабораторного ящика, вынуть штативчик и вставить в него (через верхнее отверстие) мерную пробирку так, чтобы она оказалась в специальном гнезде на фоне молочного стекла рядом с ячейками цветной шкалы.

Позади штативчика должен находиться источник света, расположенный так, чтобы окраска исследуемого раствора сравнивалась с окраской стандартной шкалы в рассеянном проходящем свете.

Фосфатное число воды соответствует цифре, стоящей против ячейки шкалы, окраска которой совпадает с окраской раствора в пробирке или наиболее близка к ней.

Фосфатная шкала отградуирована в соответствии с содержанием фосфат-ионов (РО₄^3–, мг/л) в воде. Хранить шкалу следует в футляре (она должна быть на свету только во время колориметрирования).

Требования к отчету

В отчете приводят описание хода выполнения работы, результаты расчета содержания анионов, предположение о характере подстилающих пород водоёма и поступающих в него стоков.

Лабораторная работа № 5