Иодометрическое определение

Содержание растворенного кислорода необходимо знать при оценке и контроле работы станций биологической очистки , оценке качества очищенных сточных вод, а также при исследовании коррозионных свойств воды .

Для определения растворенного кислород используется иодометрический метод . Он основан на реакции растворенного кислорода с гидратом закиси марганца и на иодометрическом определении образовавшихся высших по степени окисления соединений марганца .

Этим методом пользуются при содержании в воде не выше 0,1 мг / л азота нитритов и не более 10 м г/ л окисного железа . Другие окислители или восстановители должны отсутствовать .

Пробу очищенной воды отбирают в склянку вместимостью 1 л с притертой пробкой и снабженную специальной насадкой .

При удаленности места отбора проб от лабораторий пробы рекомендуется « заряжать » на месте , т . е . добавлять раствор сернокислого марганца и щелочной раствор иодида , слегка погружая концы пипеток в пробу. После этого осторожно закрывают склянку , тщательно перемешивают и отправляют в лабораторию в темном ящике .

Аппаратура .

1. Кислородные склянки вместимостью 100-300 мл с косо срезанной притертой пробкой , калиброванные с точностью до 0, 1 мл . Калибруют склянки следующим образом : на технических весах взвешивают пустую склянку с пробкой с точностью до 0,01 г , заполняют ее доверху дистиллированной водой , закрывают , следят за тем , чтобы не оставались пузырьки воздуха , осушают горлышко бумагой или полотенцем и снова взвешивают .

Склянки и вода должны приобрести до начала определения температуру комнаты (20 °С ).

2. Бутылки для отбора проб вместимостью 1 л , снабженные притертыми пробками.

3. Насадка для отбора проб .

4. Пипетки для прибавления реактивов - цилиндрические пипетки без оттянутого носика .

5. Сифон .

Реактивы .

1 . Сульфат марганца ( II ), раствор . 400 г MnSO ₄ × 2 H ₂ O ( или 480 г Мп SO ₄ × 4 Н ₂ O , или 364 г MnSO ₄ × H ₂ O ) растворяют в дистиллированной воде и доводят объем до 1 л . Фильтруют через бумажный фильтр . Если имеются сомнения о количестве кристаллизационной воды в препарате , раствор доводят до плотности 1,270г/см³при т емпературе 20 °С . Вместо сульфата марганца можно применять хлорид марганца ( II ) той же концентрации (425 г MnCl ₂ × 4 H ₂ O ч. д . а . растворяют в дистиллированной воде и доводят объем до 1 л ). Реактив должен быть проверен на чистоту ( содержание в нем трехвалентного железа ). Для этого к порции реактива прибавляют 1 мл раствора иодида калия , 0,5 мл разбавленной серной кислоты и 1 мл раствора крахмала . Если раствор посинеет, то реактив следует очистить от железа ( III ), для чего на каждые 100 мл раствора прибавляют по 0,5 г карбоната натрия х . ч ., дают постоять в течение суток и отфильтровывают выпавший осадок .

2. Е д кое кали с азидом , раствор . 700 г КОН ( или 500 г Na ОН ) растворяют в 700 мл дистиллированной воды ; отдельно 10 г азида натрия растворяют в 40 мл дистиллированной воды , оба раствора смешивают и доводят до 1 л . Если раствор не прозрачен , ему дают отстояться и сливают при помощи сифона .

3. Едкое кали с иодидом и азидом натрия . Растворяют 700 г K ОН ( или 500 г Na ОН ) и 150 г KI в 700 мл дистиллированной воды ; 10 г NaN ₃растворяют в 40 мл дистиллированной воды ; оба раствора смешивают и доводят до 1 л . Если раствор не прозрачен , ему дают отстояться и сливают при помощи сифона .

Проверку качества реактива ( на отсутствие иодата ) проводят следующим образом . Помещают в колбу, содержащую 100 мл дистиллированной воды и 10 мл разбавленной (1:4) серной кислоты , 2 мл раствора реактива , после прибавления 5 мл раствора крахмала не должна появляться синяя окраска .

4. Серная кислота , ч . д . а ., разбавленная (1:4).

5 . Иодид калия , 15 % - ный раствор : 15 г К I ч . д. а . растворяют в дистиллированной воде , прибавляют 1 мл 1 н . раствора N аОН и доводят до 100 мл . Отсутствие иодата проверяют , как описано выше .

6. Тиосульфат натрия ,0,05 н . титрованный раствор .

12,4 г Na ₂ S ₂ O ₃ × 5 Н ₂ O ч. д . а . и 0,2 г Na ₂ CO ₃ч . д . а , растворяют в дистиллированной воде и доводят до 1 л . Установка титра : в колбу Эрленмейера, снабженную притертой пробкой, приливают примерно 100 мл дистиллированной воды , прибавляют 10 мл 15 %- ного раствора иодида калия , 5 мл разбавленной (1:4) серной кислоты и 20 мл 0,05 н . раствора бихромата калия. После перемешивания раствор оставляют на 5 мин в темноте и затем титруют титрованным раствором тиосульфата с 1-2 мл раствора крахмала в качестве индикатора . Титр проверяют при каждом определения . Раствор консервируют прибавлением небольшого количества хлороформа или другого консервирующего вещества .

7. Бихромат калия ,0,05 н . раствор . Растворяют 2,4518 г К ₂ С r ₂ O ₇ , высушенного при 105 ° C , в дистиллированной воде и доводят объем до 1 л при 20 °С ( применяют для установления титра тиосульфата ) .

8. Крахмал , 0,5 % - ный раствор : 5 г растворимого крахмала ч . д . а . смешивают с 50 мл дистиллированной воды и доводят раствор до 950 мл кипящей дис т иллированной водой . Раствор консервируют прибавлением небольшого количества (1,25 г на 1 л ) салициловой кислоты .

Ход определения .

В кислородную склянку , заполненную доверху пробой , добавляют 2 мл раствора сульфата марганца. Для этого наполненную пипетку погружают до самого дна кислородной склянки , затем открывают верхний конец и пипетку медленно вынимают . Другой пипеткой прибавляют к пробе 2 мл раствора едкого кали с азидом . Кончик пипетки опускают только под уровень пробы в горлышке кислородной склянки .

Склянку осторожно закрывают так , чтобы под пробкой не образовались пузырьки воздуха . Горлышко ополаскивают водой и содержимое хорошо перемешивают ( переворачиванием склянки ) до образования хлопьевидного осадка .

О садку дают собраться на дне склянки . Прозрачный раствор над осадком можно слить сифоном или же присоединить сифон к водоструйному насосу и отсосать . Отсасывание должно продолжаться 15-20 сек ( более быстрое отсасывание может увлечь осадок ). Сразу после отсасывания или сифонирования прозрачной жидкости над осадком в кислородную склянку по стенке приливают 5 мл разбавленной (1:4) серной кислоты и перемешивают . Затем прибавляют 2 мл раствора иодида калия и содержимое вновь перемешивают .

По истечении 5 мин выделившийся иод титруют непосредственно в кислородной склянке титрованным раствором 0,05 н . тиосульфата до светло - желтой окраски . Затем прибавляют раствор крахмала и продолжают титровать до обесцвечивания . Индикатор обычно прибавляют в количестве 1-2 мл в зависимости от качества применяемого крахмала .

Определение можно вести и следующим приемом . В кислородную склянку, заполненную доверху пробой , приливают, как указывалось выше , 2 мл раствора сульфата марганца и 2 мл раствора едкого кали с иодидом калия и азидом. После выпадения осадка гидроокисей марганца кислородную склянку открывают и пипеткой с широким концом , опущенным под уровень пробы, добавляют 1 мл серной кислоты ( плотностью 1,84 г / см ³ ) или 5 мл разбавленной (1:4) серной кислоты. Кислородную склянку вновь закрывают и перевертыванием перемешивают ее содержимое . Затем содержимое кислородной склянки переливают в колбу для титрования, склянку ополаскивают дистиллированной водой, сливая ее в ту же колбу . Выделившийся иод титруют раствором тиосульфата , как указывалось выше .

Если в анализируемой воде содержатся нитриты более 0,1 мг / л , то используют следующий прием.

В кислородную склянку, заполненную доверху пробой , добавляют 2 мл раствора сульфата марганца и 2 мл КОН , содержащего иодид и азид . Склянку закрывают пробкой и перемешивают до образования хорошо выпадающего осадка . Осадку дают отстояться и затем жидкость над осадком сливают при помощи сифона, а к осадку добавляют 5 мл разбавленной (1:4) серной кислоты. Раствор переливают в колбу , склянку ополаскивают три раза небольшими порциями дистиллированной воды и затем в колбу добавляют 0,3 мл раствора (40 % - ного ) сульфаминовой кислоты или 0,3 мл 40 %- ного раствора мочевины и после этого 2 мл 15 %- ного раствора К I . Через 5 мин в присутствии крахмала проводится титрование 0,05 н. раствором тиосульфата .

Расчет.

Содержание растворенного кислорода ( в мг / л ) вычисляют по формуле

(9.23)

а- объем раствора тиосульфата натрия , израсходованного на титрование , в мл ;

К- поправочный коэффициент к нормальности титрованного раствора тиосульфата натрия ;

N- нормальность раствора тиосульфата натрия ;

У ₁- вместимость кислородной склянки , в мл ;

У ₂- общий объем реактивов , прибавленных в кислородную склянку при фиксации кислорода , а в некоторых случаях и при предварительной подготовке пробы , в мл ;

8 - грамм - эквивалент кислорода .

Насыщение растворенным кислородом ( в %) вычисляют по формуле :

(9.24)

где с₁ - найденная концентрация кислорода ( в мг / л );

с ₂- равновесная концентрация кислорода ( в мг / л ), найденная по табл. 9.4 для температуры воды , измеренной при отборе пробы , с возможной поправкой на атмосферное давление и на содержание растворенных солей .

Результаты округляются до 0,1 мг или до целых процентов . Приведенные равновесные концентрации кислорода даны для атмосферного давления 760 мм рт . ст . Для других атмосферных давлений равновесные концентрации вычисляются по формуле :

(9.25)

где с₁ - искомая величина равновесной концентрации кислорода ( в мг / л ) при давлении Р ;

с - равновесная концентрация кислорода , найденная по табл . 9. 4 ;

Р - атмосферное давление в мм рт. ст .

Таблица 9.4