1 курс / Химия / Rukovodstvo_po_analizu_vod_sushi

нее указывает на потерю кристаллизационной воды. Отвешивают точно 0,4505 г железокалиевых квасцов или 0,4317 железоаммо­ нийных квасцов и растворяют в небольшом количестве дистилли­ рованной воды в мерной колбе объемом в 500 мл. После раство­ рения добавляют 3 мл концентрированного раствора I1CI и дово­ дят объем до метки. 1 мл этого раствора содержит 0,1 мг Fe' и является основным стандартным раствором.

Рабочий раствор готовят следующим образом:, 100 мл основного раствора растворяют в колбе на 500 мл. Концентрация этого рас­ твора 0,02 мг Fe/мл.

Для приготовления стандарта можно употреблять соли закис- . ного железа, например весьма устойчивую (в сухом состоянии) соль Мора i[:(iNH4)2Fe(S0 4)2 -6 H20 ]. С этой целью отвешивают 0,3510 г указанной соли, растворяют в небольшом количестве ди­ стиллированной воды в мерной колбе на 500 мл, добавляют 5 мл: концентрированной H2SO4 и титруют раствором КМп04 до едва, заметного порозовения жидкости. Излишек КМп04 можно уничто­ жить добавлением Na2C2 0 4. После этого доводят раствор до метки..

■2. 20%-ный раствор роданида (KCNS или NH4CNS).

3. Соляная кислота (НС1). применяется химически чистая, кон­ центрированная (удельный вес 1,19), Применяемая кислота дол­ жна быть свободна от примесей железа.

4. Персульфат аммония (NH4)2S2 0 8 химически чистый, сухой. При необходимости может быть заменен насыщенным раствором: КС103. В этом случае пробу воды после добавления 1 мл насы­ щенного раствора КСЮ3 в течение 15 мин надо подогревать на водяной бане и затем остудить до температуры воздуха в лабора­ тории.

Все применяемые при определении железа реактивы должны: быть проверены на отсутствие в них примесей железа.

Аппаратура и посуда. 1. Фотоэлектроколориметр ФЭК-56 или ФЭКН-51, кюветы, толщиной 2—5 см. 2. Бюретка на 10 мл состеклянным краном. 3. Две пипетки на 1—2 мл. 4. Две колбы, конические емкостью по 100 мл.

б. О п р е д е л е н и е с о р т о ф е н а нт р о л и но м

Метод основан на способности ортофенантролина образовы­ вать с ионами двухвалентного железа при pH= 3-f-9 комплексныесоединения, окрашенные в красно-фиолетовый цвет. Прямое опре­ деление возможно, при 0,05—2,0 мг железа в 1 л. Точность опре­ деления при средних концентрациях составляет 2—3%, чувстви­ тельность метода 0,05 мг/л.

Предварительные указания. Определению мешает марганец. При его повышенной концентрации (50—100 мкг Mn/л) надо при-

91.

менять другой метод анализа. Медь мешает в концентрации, пре­

ных комплексных соединений железа устраняется минерализацией

ной соляной кислоты, кипятят до растворения всех соединений железа и упаривают до объема примерно 40 мл. Если проба мут­ ная,1 то ее фильтруют и охлаждают до комнатной температуры. Прибавляют 1 мл раствора гидроксиламина и 1 мл раствора ортофенантролина (достаточно на 2 мг/л железа) и затем прибав­ ляют концентрированный раствор аммиака до покраснения уни­ версальной бумажки (цвет должен соответствовать рН= 5). Объем доводят дистиллированной водой до-50 мл, перемешивают и измеряют экстинкцию раствора, из которой вычитают экстинкцию холостой пробы, дриготовленной таким же способом, но с1дистил­ лированной водой.

Калибровочная кривая. Стандартные растворы с концентра­ цией железа от 0 до 2,0 мг/л приготовляют так же, как указано в описании колориметрического определения железа с роданидом. Обрабатывают каждый раствор так We, как исследуемую пробу, и измеряют экстинкцию. По результатам измерений строят калиб­ ровочный график в координатах Е — Сре (в мг/л).

Применяемые растворы.

1. Ортофенантролин. 0,28 г моногидрата или бслоргидрата о-фенантролина растворяют в дистиллированной воде и доводят

4.Аммиак ч.д.а.ь концентрированный раствор.

5.Стандартные растворы железа. Способ приготовления запас­ ного раствора железоаммиачных квасцов приведен в описании колориметрического определения с роданидом; 1 мл раствора содержит 0,100 мг железа.

Аппаратура и посуда. 1. Фотоэлектроколориметр ФЭК-Н-57.

Для определения нитритов в водах используется колориметри­ ческий метод с сульфаниловой кислотой и альфа-нафтил-амином. Этот метод основан на способности первичных ароматических

аминов в присутствии азотистой кислоты давать интенсивно окра­ шенные диазосоединения. Образование азокраски протекает по уравнениям:

S 0 20 H S 0 20 H

в 1 л. При больших концентрациях нитритов исследуемую воду необходимо разбавлять. Чувствительность метода, 0,5 мкг N/л, точность±3—5%.

Результаты определения выражаю.тся в мг N/л. Предварительные указания. Вследствие неустойчивости ионов

N02“ в растворе определение их содержания необходимо произво­ дить как можно быстрее — не позже чем через 2—3 суток после взятия пробы воды. ;

Предварительная характеристика содержания NO2" может быть получена визуально по качественной реакции. Для этого в ополоснутую несколько раз исследуемой водой пробирку вли­ вают 10 мл исследуемой воды и 1 мл реактива, предназначенного для определения нитритов, и нагревают до 70—80°. Сравнивая через 10 мин на белом фоне появившуюся окраску в пробирке с окраской в пробирке с таким же количеством исследуемой воды, можно оценить примерное содержание N02“, пользуясь данными табл. 18.

Высокая чувствительность метода определения N02“ требует соблюдения особой осторожности для того, чтобы избежать зане­ сения N02“ извне. Необходимо следить за тем, чтобы применяе­ мые реактивы и дистиллированная вода не были загрязнены

93

94

Таблица 20

Оптическую плотность холостого опыта вычитают из оптиче­ ской плотности стандартных растворов. Строят калибровочную кривую, откладывая на оси абсцисс концентрацию стандартного раствора в мг N/л, на оси ординат оптическую плотность.

Применяемые растворы. 1. Стандартные растворы азотистокис­ лого натрия NaN02: а) запасной раствор: 0,6157 г высушенного при 110° С химически чистого NaN02 растворяют в мерной колбе на 500 мл в бидистиллированной воде. Концентрация этого рас­ твора 0,250 г N/л; б) I стандартный рабочий раствор: 5 мл запас­ ного раствора разбавляют в мерной колбе на 250 мл, доливай бидистиллированной водой до метки, концентрация этого раствора 5 мг N/л; в) II стандартный рабочий раствор: 5 мл I стандарт­ ного раствора разбавляют в бидистиллированной воде в мерной колбе на 250 мл. Концентрация этого раствора 0,1 мг N/л.

2. Реактив Грисса: из готового сухою реактива Грисса приго­ товляют 10%-ный раствор. Если готовый реактив отсутствует, его приготовляют следующим образом: а) 0,2 г а-нафтиламина рас­ творяют в нескольких каплях ледяной уксусной кислоты и сме­ шивают с 150 мл 12%-ной уксусной кислоты; б) 0,5 г сульфаниловой кислоты растворяют в 150 мл 12%-ной уксусной кислоты. Хранят растворы в темных склянках. Для работы смешивают оба раствора в равных объемах.

3. Уксусная кислота, 12%-ная: 25 мл ледяной уксусной кислоты разбавляют дистиллированной водой до 200 мл.

Аппаратура и посуда. 1. Фотоэлектроколориметр. 2. .8 мерных колб на 100 мл, одна на 250 мл и одна на 500 мл. 3. Две кониче­ ские колбы или стаканы на 100 мл. 4. Одна пипетка на 2 мл, одна на 5 мл и одна на 10 мл.

8. О П Р Е Д Е Л Е Н И Е НИТРАТОВ

а. Во с с т а нов л е ние нит ра т ов до н и т р и т о в

Метод основан на восстановлении нитратов до нитритов метал­ лическим кадмием

NOJ + Н20 + 2е~ = NOF + 20НГ,

Cd° - 2е = Cd2+

и дальнейшем определении нитритов с реактивом Грисса-Илосвая. Эффективность кадмия как восстановителя значительно воз­ растает, если он предварительно обработан раствором соли меди.

95

Восстановленная при этом медь садится на поверхность кадмия и образует с ним гальваническую пару.

Чувствительность метода 10 мкг нитратного азота в 1 л; Погрешность±5%.

Предварительные указания. Полнота восстановления нитратов до нитритов . существенно зависит от pH раствора, оптимальное значение которого равно 9,6..Продолжительность' работы кадмие­ вого редуктора велика:- он сохраняет свою восстановительную спо­ собность при обработке нескольких сотен проб. Со временем эффективность восстановления понижается. Поэтому, а также в

в колбу или стакан на 250 мл, прибавляют 2 мл раствора хло­ рида аммония. Содержимое колбы перемешивают и пропускают через редуктор-колонку с омедненным металлическим кадмием (рис. 12) со скоростью 8 мл/мин. Первые 50 мл пробы, прошед­ шие через редуктор, отбирают в отдельный приемник и исполь­

ших в пробе и образовавшихся нитритов определяютпо кали­ бровочной кривой. Все результаты выражают в мг азота. По по­ лученным величинам содержания азота нитритов в исходной

93

пробе и после ее восстановления рассчитывают концентрацию нитратов

ления. Значение коэффициента К определяют экспериментально.

образом, как и пробу. Восстановление стандартного раствора следует повторить 3—4 раза, в случае небольших расхождений результатов рассчитывают среднюю величину оптической плотно­ сти и по ее значению — найденную концентрацию нитратов С'п в мг N/л. Коэффициент К рассчитывают по отношению

стандартный раствор, 5 мг N/л. 5 мл первого запасного стандарт­ ного раствора разбавляют бидистиллятом до 250 мл; в) рабочий стандартный раствор, 100 йкг N/л. 5 мл второго запасного стан­ дартного раствора разбавляют бидистиллятом до 250 мл.

2. Раствор хлорида аммония. 175 мг химически чистого NH4C1 растворяют в дистиллированной воде и объем раствора доводят водой до 500 мл. " .

3.Раствор сульфата меди. 20 г химически чистого CuS0 4 '5 H20 растворяют в 1 л дистиллированной воды.

4.Кадмий металлический, 99,9%-ный.

Для заполнения редуктора используют омедненный кадмий в виде мелкой стружки или мелких полученных''электролитически кристаллов.

Стружку кадмия получают следующим образом. Палочку кад­ мия (если нет кадмия в виде палочки, ее готовят плавлением гранулированного кадмия в тонкой стеклянной пробирке; после

охлаждения расплава пробирку разбивают) укрепляют в ручных или настольных тисках и строгают небольшой пилой. Полученную мелкую раздробленную стружку просеивают через сита с раз­ мерами отверстий 2 и 0,5 мм. Используют стружку, прошедшую через первое сито и задержавшуюся на втором.

Электролитический кадмий готовят следующим образом. В ста­ кан или электролизер емкостью 1—2 л наливают электролит — подкисленный раствор сульфата кадмия (400 г CdS0 4 ;8 H20 ), растворяют в 1 л дистиллированной воды и приливают к раствору 2 мл концентрированной серной кислоты (химически чистой,

мия, промытых'подкисленной серной кислотой дистиллированной водой, заливают в стакане или кол>бе на 1 л 500 мл раствора сульфата меди и содержимое колбы перемешивают до обесцвечи­ вания раствора. Омедненный кадмий вместе с раствором перено­ сят в колонку-редуктор. Редуктор заполняют так, чтобы высота слоя кадмия составляла 15—17 см. Кадмий хранится под слоем дистиллированной воды.

муляторов (^ 100 А-ч) или один выпрямитель. Остальная посуда и аппаратура — см. в разделе «Определение нитритов».

б. Оп ре д е л е н ие нитратов (N03~) с д и ф е н и л а м и н о м~

Принцип метода. Принцип количественного определения ионов данным методом' основан на, колориметрировании окрашенных продуктов реакции, получающихся при взаимодействии дифенил­

9S

амина с нитратными ионами . в сильно кислой среде. При этом дифениламин окисляется азотной кислотой, при этом образуется хиноидная аммониевая соль дифенилбензидииа, окрашенная в интенсивно синий цвет

S 0 3H

Предельная чувствительность дифениламинового метода 0,02— 0,04 мг N6 3- An, точность 10—20%. -

Предварительные указания. Чтобы избежать при определении приготовления всей шкалы, следует предварительно определить примерное содержание ионов NO3- в исследуемой воде. Для этого

гая перемешивания, приливают 2—3 мл 0,017%-ного раствора дифениламина в серной кислоте. В присутствии N03~ на границе соприкосновения растворов появляется голубое кольцо, скорость появления которого и интенсивность окраски зависят от содержа­ ния N03-\ Примерное количество ЫОз~ можно определить по дан­ ным табл. 2 1 .

Для количественного определения ионов ГТОз" при Содержании их до 1 мг/л употребляется 0,001%-ный раствор дифениламина, при более высоком содержании — 0,005%-ный раствор. При со­

держании NO3 в пределах 0,5—2 мг/л следует для одной и'той же воды применять оба раствора дифениламина (0,001 и 0,005%).

Определению мешают: интенсивная окраска-воды (выше 200° по платино-кобальтовой шкале),-содержание железа выше 5 мг

большой цветности воды (свыше 150°) и большого содержания железа следует очищать воду коагуляцией, а при значительном

содержании ионов NOT разрушить последние мочевиной; для этого к 10 мл исследуемой воды прибавляют 20 мг мочевины и 1 каплю

раствора дифениламина, концентрация которого выбирается в

ствующем диапазоне) с окраской одновременно приготовле-нно'й шкалы стандартов. Для каждого образца воды должна приме­ няться отдельная стеклянная мешалка.

Вычисление результатов. Результаты определения находятся непосредственно по шкале, на каждой пробирке которой нанесено содержание N0^ в мг/л. Если интенсивность окраски жидкости в пробирке с исследуемой водой является промежуточной между интенсивностью окраски двух рядом стоящих пробирок шкалы, то содержание NOT находится интерполяцией.

При наличии нитритов до 0,2 мг NO2 /л (если они не разру­

1.0,001%-ный раствор дифениламина. 10,0 мг дифениламина

растворяют в мерной колбе на 150 мл дистиллированной воды, в которую перед этим приливается около 50—100 мл химически чистой концентрированной H2SO4. После растворения дифенил­ амина колба напрлняется до метки концентрированной H2S 0 4. Если H2SO4 загрязнена азотной кислотой (раствор дифениламина окрашен в голубой цвет), то перед растворением дифениламина ее следует очистить кипячением в течение 15—20 мин с КС1 (5 г на 1 л). Кроме того, необходимо проверить полученный рас­ твор дифениламина в отношении содержания в нем восстанови­ телей, которые могут препятствовать окислению дифениламина. /Последнее можно заметить по полному отсутствию окраски в про­ бирках стандартной шкалы с малым содержанием нитратов

(0,05 мг Г\Юз7л). В этом случае для окисления восстановителей в; приготовленный раствор дифениламина надо приливать неболь­

100