МОСКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ
Методическое пособие
к лабораторным работам
по дисциплине
«МОНИТОРИНГ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ»
АВТОРЫ: ПАХОМОВА О.К.
ЩЕРБАКОВА Г.С.
МОСКВА - 2004 год
АНАЛИЗ ВОДЫ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ рН 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:
,
где Y - равновесный электродный потенциал,
Y0 - стандартный электродный потенциал,
z - заряд иона,
C - концентрация иона.
рН воды определяют на приборе рН-340. К прибору подключают электроды:
измерительный электрод – стеклянный (индикаторный на ион Н+);
вспомогательный электрод сравнения – хлорсеребряный.
Измерение рН воды
Перед измерением электроды промывают дистиллированной водой, капли воды на них убирают фильтровальной бумагой.
В стакан наливают анализируемую воду так, чтобы электроды были опущены на 1 см. Электроды погружают в анализируемую воду.
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.
ПРИМЕР:
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.
Записывают значение рН. Указывают среду. Вычисляют рОН; С(Н+), моль/л; С(ОН-), моль/л.
ПРИМЕР
рН = 2,3
Среда кислая
рН + рОН = 14
рОН = 14 – 2,3 = 11,7
рН = -lg С(Н+)
lg С(Н+) = -2,3
lg С(Н+) = lg 10–2,3
C(Н+) = 10-3.10+0,7
С(Н+) = 5.10-3 моль/л
С(ОН-) = 10-14 / 5.10-3 = 10.10-15 / 5.10-3 = 2.10-12 моль/л.