Определение окисляемости воды (химического потребления кислорода – хпк)

Наиболее распространенная оценка содержания органического вещества в воде – определение окисляемости воды (ХПК). ХПК – количество кислорода, расходуемого на окисление органического вещества, содержащегося в 1 л воды.

В зависимости от применяемого окислителя различают перманганатную (окислитель KMnO₄: в кислой среде – при определении в пресной воде, в щелочной – при определении в морской воде) или дихроматную (окислитель K₂Cr₂O₇ в серной кислоте) окислямость. Дихромат калия значительно лучше окисляет органические вещества. Поэтому при большом содержании органического вещества (до 90-100 %) предпочтителен дихроматный способ, и этот способ является арбитражным.

Опыт 4 Перманганатометрический метод определения ХПК

( полуколичественный полевой способ определения).

В пробирку налейте 10 мл анализируемой воды, добавьте 0,5 мл серной кислоты (1:3), 1 мл 0,01 н раствора перманганата калия. Перемешайте и оставьте в покое на 20 минут.

Примечание: в полевых условиях при температуре ниже 20⁰С оставляют в покое на 40 минут.

ХПК ( в мг О₂ в 1 л воды) определяют визуально по окраске раствора.

Цвет раствора	ХПК, мг/л
Ярко лилово-розовый	1
Лилово- розовый	2
Слабый лилово- розовый	4
Бледно лилово- розовый	6
Бледно-розовый	8
Розово-желтый	12
Желтый	16 и выше

Цвет раствора______________________ ХПК _________мг/л

Автор: Кочергина З.И.

Рецензент: Караванов Н.А.

Редактор: Свешникова Н.И.

ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ

Органическая химия- химия соединений углерода ( кроме наиболее простых).

Студенту – ихтиологу необходимо знать основы органической химии:

• теорию строения органических веществ А.М. Бутлерова;

• классификацию орг. веществ 1) по типу скелета: ациклические (алифатические) и циклические ; 2) по числу атомов углерода, связанных с другими атомами углерода: первичные, вторичные, третичные, четвертичные; 3) по кратности связи между атомами углерода: насыщенные (например, метан)и ненасыщенные(например,этилен и ацетилен); 4) по составу функциональной группы.

ВАЖНЕЙШИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ГРУППЫ

Обозначение	Название	Классы соединений
- F, - Cl, -Br, -I	Галоген	Галогенопроизводные
-OH	Гидроксил	Спирты, фенолы
C=O	Карбонил	Альдегиды, кетоны
R-C=O  OH	Карбоксил	Карбоновые кислоты
-NO2	Нитрогруппа	Нитросоединения
-NH2	Аминогруппа	Амины

• номенклатуру (систематическую, рациональную)

-1-2 характерные реакции каждого класса орг. соединений

- понятия о биополимерах; полимерах и способах их получения

Далее будут рассмотрены отдельные химические свойства

различных классов орг. соединений, которые могут быть использованы

для их идентификации.

ИЗУЧЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АЛКАНОВ, АЛКЕНОВ И АЛКИНОВ ( теоретически).

Задание 1 С какими из углеводородов- C₂H₆, C₂H₄, C₂H₂ будут взаимодействовать бромная вода, перманганат калия? Составьте соответствующие этим взаимодействиям уравнения реакций. Назовите указанные углеводороды по рациональной и систематической (международной) номенклатурам. К какому типу реакций относятся эти реакции а) замещения, б) присоединения (нужное подчеркните)

ИЗУЧЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ БЕНЗОЛА (теоретически)

С₆Н₆

Задание 2 Какие реакции- замещения или присоединения – наиболее характерны для бензола?(нужное подчеркните). Составьте реацию взаимодействия бензола с бромом при нагревании в присутствии катализатора. К какому типу реакций она относится?

ИЗУЧЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СПИРТОВ, ФЕНОЛОВ.

Спирты - орг. соединения, содержащие в молекуле одну или несколько ОН-групп у насыщенных атомов углерода, в молекулах фенолов эта (или эти) группа - у атома углерода бензольного кольца.

По числу групп ОН в молекуле различают одноатомные спирты (первичные, вторичные, третичные в зависимости от характера радикала) и многоатомные спирты ( двухатомные или гликоли, трехатомные или глицерины).

Задание 3 Напишите структурныеформулы отдельных представителей одноатомных первичных спиртов (метанола, этанола), двухатомного (этиленгликоля), трехатомного (глицерина); фенола.

Первичные и вторичные спирты окисляются в присутствии металлических катализаторов соответственно в альдегиды или кетоны, третичные – устойчивы к окислению в нейтральной или щелочной среде.

Окисление этанола перманганатом калия в нейтральной среде до альдегида (теоретически)

C₂H₅OH + KMnO₄ = CH₃CHO + MnO₂ + K₂SO₄ + KОН

Задание 4 Составьте электронный баланс и расставьте коэфициенты в уравнении приведенной выше реакции.

Спирты и фенолы проявляют слабо выраженные кислотные свойства, которые усиливаются в ряду: одноатомные спирты  многоатомные спирты  фенолы. Поэтому все они взаимодействуют с щелочными металлами. Многоатомные спирты и фенолы, в отличии от одноатомных спиртов, реагируют со щелочами, а фенол и с солями в нейтральной среде.

Опыт1 Взаимодействие глицерина со свежеосажденным гидроксидом меди (II) –качественная реакция на многоатомные спирты

В пробирку внесите 1 мл раствора CuSO₄, 1 мл раствора NaOH. Наблюдайте образование голубого студенистого осадка Cu(OH)₂. Добавьте немного глицерина. Наблюдайте образование василькового раствора комплексного соединения меди – глицерата меди.

Взаимодействие фенола (ядовит!) с хлоридом железа III(теоретически)

-качественная реакция с образованием фенолята железа (III) (коричнево- фиолетовый раствор с запахом туши).

3 C₆H₅OH + FeCl₃ = Fe (C₆H₅O)₃ + 3HCl

ИЗУЧЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АЛЬДЕГИДОВ И КЕТОНОВ.

Альдегиды – орг. соединения, содержащие карбонильную группу , связанную с атомом водорода и углеводородным радикалом. Кетоны – орг.соединения, содержащие карбонильную группу, соединенную с двумя углеводородными радикалами

Задание 5 У указанных ниже формул подпишите класс и название соединения (тривиальное и по систематической номенклатуре).

R – C – R H – C – R CH₃ – C – H CH₃ – C –CH₃ H - C - H

    

O O O O O

Альдегиды очень легко окисляются в соответствующие карбоновые кислоты под действием таких мягких окислителей, как оксид серебра(I) и гидроксид меди (II). Кетоны реагируют только с очень сильными окислителями, способными разорвать углерод - углеродные связи в их молекуле.

Реакции окисления альдегидов (теоретически)

а) с гидроксидом меди (II) при нагревании:

(1) CuSO₄ + NaOH =

(2) Cu (OH)₂ + HCHO = Cu₂O + HCOOH + H₂O

голубой красный

Задание 6 Допишите реакцию (1).Cоставьте электронный баланс и расставьте коэффициенты в уравнении реакции (2). Назовите альдегид и кислоту , участвующих в реакции.

ИЗУЧЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ

Карбоновыми кислотами называются орг. соединения, содержащие одну или несколько карбоксильных групп – СООН, соединенных с углеводородным радикалом.

Задание 7 Нарисуйте общую структурную формулу карбоновых кислот. Дайте историческое (тривиальное) название кислот, указанных ниже. Как они называются по систематической номенклатуре?

НСООН

СН₃СООН

СН₃СН₂СООН

Напишите реакции взаимодействия уксусной кислоты с магнием, оксидом кальция, гидроксидом натрия. Какие свойства уксусной кислоты характеризуют эти реакции?

Вывод: эти реакции подтверждают проявление________________

свойств карбоновых кислот.

Реакции этерификации (теоретически)

Этерификация – получение сложных эфиров взаимодействием спиртов с кислотами.

СН₃СООН + НОСН₃  СН₃СООСН₃ + Н₂О

метиловый эфир

уксусной кислоты

Реакция обратима. Для смещения равновесия вправо из реакционной среды отгоняют воду, эфир; реакцию проводят в присутствии катализатора (сильных кислот или их ангидридов).

Задание 8 Напишите реакцию взаимодействия муравьиной кислоты с этиловым спиртом. Как называется образовавшийся эфир?