СУММАРНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИКАЧЕСТВА ВОД
ЦВЕТВОДЫ
Цветводы рекомендуется определять измерением ее оптической плотности наспектрофотометре при различных длинах волн проходящего света.
Приопределении цветности пробы не консервируют. Определение проводят через 2 чпосле отбора пробы.
Исследуемуюводу предварительно профильтровывают, отбрасывая первые порции фильтрата.Оптическую плотность измеряют при толщине слоя 10 см, вторую кювету приборазаполняют дистиллированной водой. Длина волны света, максимально поглощаемоговодой, является характеристикой ее цвета. Если на полученной кривой имеетсянесколько пиков, то соответствующие им длины волн должны быть отмечены.
Следуетучитывать, что видимый цвет раствора всегда является дополнительным к цветупоглощаемого излучения.
Значениеоптической плотности исследуемой воды при длине волны, близкой к максимумупоглощения, является мерой интенсивности ее окраски.
Спектрофотометрможет быть заменен фотометром (типа прибора Пульфриха) илиэлектрофотоколориметром при наличии достаточного числа светофильтров,пропускающих узкие полосы спектра света. В отсутствие приборов цвет сточнойводы приходится определять визуальным наблюдением: светло-желтый,пурпурно-красный и т. д.
Посколькупо правилам спуска сточных вод в водоем требуется, чтобы вода в водоеме послесмешения ее со сточной водой не имела видимой окраски при толщине слоя 10 см,практическое значение имеет определение степени разбавления сточной водой, прикотором цвет ее при указанной толщине слоя перестает различаться. Для этогопомещают на лист бумаги три цилиндра (диаметром 20—25 мм) из бесцветногостекла. В первый наливают исследуемую сточную воду (высота слоя 10 см), втретий — такое же количество дистиллированной воды; во второй цилиндр наливаютв таком же объеме разбавленную сточную воду, увеличивая каждый раз степеньразбавления (1:1; 1:2; 1 :3 и т. д.), пока при просматривании сверху через водуво втором и третьем цилиндрах бумага не будет выглядеть одинаково белой.Нахождение того разбавления, которое требуется для исчезновения окраски, устраняет необходимостьопределять количественное содержание в воде всех тех веществ, для которыхустановлена ПДК по цветности.
ЗАПАХВОДЫ
Качественноеопределение запаха проводят как при комнатной температуре, так и при нагреваниидо 60 °С в колбе, покрытой часовым стеклом. Результат этого определениявыражают описательно: хлорный — запах свободного хлора, землистый — запахвлажной почвы, фенольный, запах нефти, аптечный, сероводородный, навозный,затхлый, запах гнилого сена, гнилостный и т. п.
Дляколичественного определения запаха находят так называемое пороговое число,выражающее во сколько раз надо разбавить анализируемую воду чистой, не имеющейзапаха, водой, чтобы запах пробы перестал ощущаться. Для разбавления следуетприменять водопроводную воду, предварительно пропущенную через колонку сактивным углем. Дистиллированную воду применять не следует, так как она частоимеет своеобразный запах.
Втех случаях, когда запах сточной воды вызван присутствием в ней веществ,имеющих кислотные или основные свойства, за-1 пах надоопределять при том значении рН, при котором он наиболее ощутим. Это значение рН находят экспериментально, приготовив ряд буферных растворов (рН = 5; 6; 7; 8; 9) и прибавивв каждый раствородинаковое (не слишком большое) количество анализируемой пробы. Последующееопределение «порогового числа» анализируемойводы производят, применяя разбавляющую воду, доведенную соответствующимбуферным раствором до этого критического значения рН.
Условия проведения определения. Всеопределения надо проводить в комнате, куда не могут проникнуть какие-либозапахи. Аналитики не должны перед проведением испытаний курить, принимать пищу, пользоваться духами, одеколоном, лосьонами и т. п Они не должны в это время болеть насморком илистрадать какой-либо аллергией.Поскольку способность ощущать очень слабые запахи у людейразлична, это определение должно сопровождаться одновременнонесколькими аналитиками — не менее чем тремя.Исключительной сенситивности здесь не требуется, но людей с притуплённым обонянием допускать к таким определения нельзя. Рекомендуется проводить предварительную проверку: из4 бранной группеаналитиков дать определять пороговое число раствора какого-нибудь чистого пахучего вещества. Для этой целипредложены бутанол и м-крезол. Сильно пахнущиесточные воды надо предварительново много раз разбавить и это разбавление учесть при расчетерезультата определения. Определение запаха нельзя проводить,дольше 1 ч, потому что обоняние быстро притупляется.
Еслианализируемая вода подвергалась хлорированию, то в таких случаях рекомендуетсяпроводить два определения запаха: одно— без каких-либо изменений пробы, второе— после ее дехлорирования добавлением эквивалентного количества аскорбиновойкислоты или тиосульфата.
Ходопределения. Пороговое число находят следующим способом. В конические колбывместимостью 500 мл, снабженные стеклянными пробками, наливают немногоразбавляющей воды, затем вводят 2; 5; 10; 50; 150 мл анализируемой воды,разбавляют содержимое каждой колбы до 200 мл разбавляющей водой и перемешивают,закрыв, стеклянной пробкой. Еще в одну колбу вместимостью 500 мл наливают 200мл разбавляющей воды. Вынув пробки, попеременно подносят к носу то одну из колбс пробой, то колбу с чистой водой. Часто предпочитают при этом пользоватьсяспециальным приспособлением — стеклянной трубкой диаметром 1,8 см, длиной 10—30см, расширенной у верхнего конца так, чтобы она охватывала обе ноздри. Трубкуэту надо предварительно промыть разбавляющей водой.
Определивтаким способом приближенно наибольшее разбавление, при котором запах будет всеже ощущаться, исходя и» этого результата, проводят более точное измерение,приготовив вторую серию разбавлений пробы с меньшими разностями концентрациймежду соседними растворами. Наименьшее из разбавлений, при котором запахисчезает, и есть пороговое число.
Определение проводят также при 60 °С, для чего колбы срастворами погружают в соответственно нагретую водяную баню. Колебания втемпературе не должны превышать 1 °С.
Еслиизвестно, что анализируемая вода содержит только одно какое-либо пахнущеевещество, то описанным выше методом можно определить его концентрацию в пробе.Для этого определяют пороговое число, запах пробы и пороговое число запахастандартного раствора этого пахучего вещества известной концентрации. Тогдаконцентрация этого вещества (с*) в пробе будет равна
/>
Определение порогового числа избавляет от необходимостиопределять количественное содержание в воде всех тех веществ, для которых ПДКустанови лена по запаху. (Исключением являются лишь фенолы, для которых ПДКустановлены не по запаху самих фенолов, а по запаху продуктов их хлорирования).
ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ,СУММАРНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Сущностьметода. Тяжелые металлы — свинец, медь, кадмий, цинк, никель — извлекаются израствора в виде их дитизонатн комплексов, избыток дитизона удаляют, полученнуюсмесь дитзонатов обрабатывают солью ртути(II). Поскольку ртуть образу сдитизоном наиболее устойчивое комплексное соединение, тизонаты всех перечисленныхметаллов превращаются в дитизонат ртути Hg(HDz)2.Измеряют оптическую плотность его раствора при X = 485 нм (е = 7 • 104).
Результатопределения выражают в мэкв/л.
Мешающиевещества. Поскольку тяжелые металлы в анализируемой пробе могут бытьв виде комплексных соединений с ионами или анионами различных органическихкислот, необходимо предварительное разрушение этих комплексов одним методов.Если присутствуют бихромат ионы, их восстанавливают добавлением гидразина иликакого-нибудь другого восстановителя. Ионы трехвалентного железа связываютприбавлением раствора тартрата натрия.
Реактивы
Вода дистиллированная (встряхивают с малыми порциями раствора дитизона до тех пор, пока цветприбавленной порции не перестанет изменяться) промытая несколькими порциямичистого CCI4.
Дитизон, раствор в тетрахлориде углерода. Тартрат натрия, 5%-ный раствор, очищенный раствором дитизона.
Аммиак, концентрированныйраствор.
Промывной раствор, 1 мл концентрированногораствора аммиака разбавляют до 1 л дистиллированной водой.
Тетрахлорид углерода чда.
Нитрат ртути, растворяют 10 мгсоли в 1 л 2 н. уксусной кислоты.
Стандартный раствор соли тяжёлого металла. Основной раствор, содержащий 1 микрограмм-эквивалент (0,001миллиграмм-эквивалент) металла в 1 и готовят растворением 0,1542 г нитрата кадмия Cd(N03)s-4HjO или 0,1438гсульфата цинка (ZnS04-7H20) или 0,1656 гнитрата свинца в дистиллирова: ной воде и разбавлением до 1 л.
Рабочий раствор готовят разбавлением 10 мл основногораствора дистилированной водой до 100 мл; в 1 мл полученного растворасодержится 0,1 мкг грамм-эквивалента (10-4 миллиграмм-эквивалента)тяжелого металла.
Гидрохлорид гидроксиламина, 5%-ный раствор. ХОДопределения. Помещают 500 мл пробы (или меньший объемразбавленныйдо 500 мл), выпаривают в фарфоровую чашку малого объема и обрабатывают азотнойкислотой и пероксид водорода. Остаток растворяют в 50 мл очищенной дитизономдистиллированной воды и фильтруют через быстро фильтрующий фильтр в коническуюколбу. Прибавляя 10 мл 5%-ного раствора гидрохлорида гидроксиламина и нагревают10 мин при 80—90 °С. Затем охлаждают, переносят раствор в делительную воронку,прибавляют 10 мл 5%-ного раствор тартратанатрия и добавлением около 1 мл концентрированного раствора аммиака доводят рНраствора до 8—8,5 по универсальной индикаторной бумаге.
Проводятэкстракцию, внося раствор дитизона порциями по 10 и 5 мл и сильно встряхивая 2мин. Растворы дитизона объединяют. Добавление порций дитизона прекращают, когдаокраска их после встряхивания перестанет изменяться. После этого еще один разэкстрагируют 5 мл тетрахлорида углерода. Присоединяют полученный экстракт кдитизоновым растворам, переносят в делительную воронку и обрабатывают 2—3 разапромывным раствором, порциями по 10 мл. К отмытым экстрактам приливают 50 мл0,01%-ного раствора нитрата ртути, встряхивают 2, мин и после расслоениясливают слой тетрахлорида углерода, содержащий оранжево-желтый дитизонат ртути,в мерную колбу вместимостью 50 мл, доводят до метки тетрахлоридом углерода иперемешивают.
Измеряютоптическую плотность при %=485 нм по отношению к раствору, полученному в холостом опыте, в котором 500 млдистиллированной воды, очищенной дитизоном, проводят через всё стадии ходаопределения.
Предельнодопустимые концентрации (ПДК) тяжёлых металлов, выраженные в мэкв/лрасполагаются в следующем ряду по возрастанию: кадмий (1,8-10-4),свинец (9,7-10~4), медь (3,1-10-3), никель (3,4-10-3),цинк (3,1 • 10-2). Если найденное суммарное содержание тяжелыхметаллов превосходит первое из этих значений (1,8•10-4), приступаютк определению содержания отдельных металлов, начиная с кадмия, и вычитая изсуммы найденный результат определения до тех пор, пока разность не окажетсяниже ПДК следующего по порядку металла. Очевидно, что если заранее известноотсутствие в анализируемой воде какого-либо из указанных металлов, то егоопределение исключают.
УГЛЕРОД ОРГАНИЧЕСКИЙ
Определениеорганического углерода — одно из основных определений при выполненииорганического элементного анализа. Это «классическое» определение осуществляютизвестными точными методами, в которых органическое вещество сжигают «сухим»способом в токе кислорода (после выпаривания пробы) или «мокрым» способом —обработкой пробы окислителем (К2Сг2О7, СгО3 или K2S2O8)врастворе H2SO4 в присутствии катализатора, Ag2S04. Образующийсяв обоих случаях СО2 поглощают КОН или Ва(ОН)2 изаканчивают определение гравиметрическим или титриметрическим методом. В последнее время конечноеопределение СО2 стали проводитьИК-спектрометрическим методом более простым в выполнении и легкоавтоматизируемым.
Сравнительнонедавно появились приборы, в которых анализируют очень малые порции сточных илиприродных вод (всего лишь 20—40 мкл), и все определение занимает несколько (3—5) минут. Выпуск таких приборов подготовляется нашей промышленностью, и этиприборы, надо полагать, поступят в продажу, в ближайшее время. В таком приборемалую порцию сточной' воды быстро выпаривают и сжигают в токе воздуха при 950°С в присутствии катализатора — оксида кобальта, нанесенного на асбест.Количество образующегося С02 измеряют в ИК-анализаторе по длине(высоте получаемого очень узкого пика.
Втот же прибор одновременно вводят вторую порцию пробы, которую в другой частиприбора выпаривают и нагревают при 150 °С в трубке, заполненной кусочкамикварцевого стекла, смоченными 85%-ной фосфорной кислотой. В этих условияхвыделяется только свободный и карбонатный диоксид углерода. Количество СО2измеряют также в ИК-анализаторе. Разность между длинами (высотами) пиков, полученнымив той и другой части прибора, выражает количество СО2,образовавшегося при сжигании органических веществ пробы.
Метод требует предварительного фильтрования пробы и,следовательно, показывает содержание органического углерода только в жидкойфазе пробы. Если по какой-либо причине требуется определение суммарногосодержания органического углерода в обеих фазах, твердой и жидкой, то дляанализа приходится брать относительно большой объем хорошо гомогенизированнойпробы.
ОБЩЕЕ СОДЕРЖАНИЕ АЗОТА («ОБЩИЙ АЗОТ») И АЗОТ ОРГАНИЧЕСКИХВЕЩЕСТВ («ОРГАНИЧЕСКИЙ АЗОТ»)
Сущностьметода. При нагревании органических веществ со смесью концентрированной сернойкислоты и сульфата калия (т. кип. 315—370 °С) в присутствии катализатора — солимеди или ртути — Происходит разложение этих веществ с образованием сульфатааммония (метод Кьельдаля). Раствор подщелачивают, отгоняют аммиак и определяютего в отгоне. Так находят суммарное содержание азота органических соединений иазота, который первоначально был в пробе в виде аммонийной соли. Вычитая изполученного результата отдельно найденное содержание азота аммонийного,получают содержание в пробе азота органических веществ «органический азот».
Нитратыи нитриты в ходе этого процесса разлагаются с выделением и улетучиваниемобразующихся оксидов азота. Их определяют отдельно соответствующими методами,присоединяют полученные результаты в пересчете на азот к результату определенияорганического азота и получают содержание общего азота».
Следуетуказать на то, что ряд органических соединений не превращается (или лишьчастично превращается) в аммонийную соль в ходе этого процесса: гетероциклическиесоединения, содержащие азота ядре, азиды, азины, азосоединения, нитрилы,нитро-и нитрозосоединения, оксимы, семикарбазоны. Это делает условными самипонятия: «общий азот», «общий, органический азот», поэтому термины поставленыздесь в кавычки. Еще лучше указывать на метод конечного определения: «Общийазот во Кьельдалю», «Органический азот по Кьельдалю».
Реактивы Дистиллированная вода, не содержащая аммонийных солей и аммиака.
Обычную дистиллированную воду подкисляют, прибавляют к нейперманганат калия и перегоняют. Эту операцию повторяют еще раз. Как перегонкуводы, так и само определение азотсодержащих веществ надо проводить в комнате,где нет аммиака в воздухе. Очистить дистиллированную воду от аммиака иаммонийных солей можно также, пропуская ее через слой катионита. Припрохождении через катионит ионы аммония обмениваются на ионы водорода.
Серная кислота, пл. 1,84 г/см8, не содержащая оксидов азота (хч или чда),0,02 н. стандартный раствор; 1 мл этой кислоты соответствует 0,28 мг азота.
Едкий натр, 50%-ный раствор, t Сульфат меди CuS04-5H20, 10%-ный раствор.
Борная кислота. Растворяют в воде, не содержащей аммиака и солей аммония, 40 г борнойкислоты и разбавляют раствор такой же водой до 1 л.
Бромфеноловый синий (растворяют в 3,0 мл 0,05 н. раствора едкого натра 0,1 г бромфенолового синего и разбавляют раствордо 100 мл дистиллированной водой) или метиловый красный (растворяют в 7,4мл 0,05 н. раствора едкого натра 0,1 г метилового красного и разбавляют раствордо 100 мл дистиллированной водой).
Фенолфталеин, 1 %-ный спиртовый раствор.
Сульфаткалия или сульфат натрия, безводный. Сульфид натрия Na2S-9H20, 4%-ный раствор.
Пемза. Кусочки пемзы кипятят несколько раз в дистиллированной воде, сливаяводу после каждого кипячения, и высушивают.
Ходопределения. Берут такой объем анализируемой сточной воды, чтобы в нейсодержалось 2—6 мг азота (в виде органических соединений и солей аммония),переносят в колбу Кьельдаля, прибавляют 10 мл серной кислоты (пл. 1,84 г/см3),5 г сульфата калия или сульфата натрия, 1 мл раствора сульфата меди и всыпаютнесколько кусочков пемзы[1].Содержимое колбы кипятят; сначала удаляется вода, потомнапитается разложение органических веществ и жидкость в колбе становитсятемной. Кипячение продолжают до тех пор, пока раствор в колбе не станет вполнепрозрачным и бесцветным или слабо-зеленоватым. Охладив колбу, переносятжидкость (вместе с кусочком пемзы) в перегонную колбу прибора для отгонкиаммиака. Стенки первой колбы обмывают примерно 250 мл дистиллированной воды, несодержащей аммиака.
Прибавляют 2,5 мл раствора сульфида натрия, 3—5 капельраствора фенолфталеина и затем осторожно по стенке колбы, так, чтобы жидкостине смешивались, наливают 50 мл раствора едкого натра. Сейчас же включают колбув собранную установку для отгонки (в приемник наливают 50 мл раствора борнойкислоты), осторожно вращая, смешивают в ней оба слоя жидкости (жидкость должнаокраситься в красный цвет) и начинают нагревание. Конец трубки холодильникадолжен быть погружен в раствор борной кислоты, находящийся в приемнике.
Отгонку заканчивают, когда в перегонной колбе останетсяменьше первоначального объема жидкости. Затем отъединяют приемник, наливают внего несколько капель раствора бромфенолового синего или метилового красного и титруют0,02 н. раствором серной кислоты до изменения окраски индикатора, пользуясь«свидетелем», для приготовления которого к такому же объему дистиллированнойводы, освобожденной кипячением от СО2, прибавляют те же количества раствораборной кислоты и индикатора, какие были введены в приемник при анализе пробы.Проводят холостой опыт со всеми примененными в анализе реактивами.
Расчет. Общее содержание азота (х) в мг/л вычисляют по формуле
/>
Взамен раствора борной кислоты можно в приемник налить0,02 н. раствор серной кислоты и оттитровать избыток этой кислоты 0,02 н.раствором едкой щелочи. Содержаниеазота органических соединений (у) в мг/л находятво формуле
/>
АЗОТСОДЕРЖАЩИЕ ВЕЩЕСТВА, ПОКАЗЫВАЮЩИЕ ПОЛОЖИТЕЛЬНУЮ РЕАКЦИЮНА НИНГИДРИН (NPS)
Сущность метода. Положительную реакцию на нингидрин(образование с этим реактивом соединения, окрашивающего раствор в фиолетовыйцвет) показывают в основном алифатические азотсодержащие вещества (амины иимины), аминосахара, амино- и иминокислоты, пептиды, содержащие в молекулеменее 10 аминокислотных группу и др. Такие вещества, |как п-фенилендиамин, n-аминофенол,аминотиолы, дают эту реакцию лишь в очень слабой мере (примерно в 10 разслабее, чем основные вещества, перечисленные выше). Совсем слабо реагируютполипептиды и некоторые соединения, не содержащие азот (оксальдегиды, оксикетоны,катокислоты).
Таким образом, «проба на нингидрин» (NPS), определяянекоторую часть из всех азотсодержащих веществ в анализируемой воде,практически полностью определяемых методом Кьельдаля позволяет разделить этивещества на две группы: дающие положительную NPS-реакцию и не дающиеэтой реакции.
Нередко при анализе вод такое разделение оказываетсяполезным. Кроме того, следует учесть, что проба на NPS-веществаочень проста в выполнении, ее можно провести значительно быстрее анализа поКьельдалю, поэтому нередко бывает достаточно только этой пробы.
Как и при анализе по Кьельдалю, азот NH3 и NHt включается врезультате определения, его надо определять отдельно и вычитать из полученногорезультата. Результат проведения пробы выражают символом NNps.
В ходе реакции молекулы нингидрина и продукта еговосстановления аминосоединения или аммиака — соединяются, образуя
/>
вещество,которое затем превращается в фиолетовый Руэманна:
/>
Казалосьбы, поэтому, что количество окрашенного продукта и интенсивность получаемойокраски не должны зависеть от тогокакие именноазотсодержащие вещества вступили в реакцию с нингидрином. Однако одновременно сосновной реакцией проходят и некоторые побочные реакции, вследствие которыхцвет раствора может несколько различаться по оттенку и коэффициент поглощенияколебаться от 1,8-104 до 3,3 • 104. Оптическую плотностьизмеряют при λ = 570 нм и в качестве стандарта для построениякалибровочного графика всегда берут хлорид аммония.
Мешающие вещества. В сточных водах могут содержаться вещества,ингибирующие реакцию с нингидрином. Устранить их влияние разбавлением пробыневозможно. При подозрении на возможность их присутствия следует применятьметод стандартной добавки и, если окажется необходимым, вводить соответствующуюпоправку. Если проба содержит тяжелые металлы (медь, кадмий, железо) вконцентрациях, превышающих 5 мг/л, надо ввести соотвественно большее количествоцианида.
Реактивы
Нингидрин, 3%-ный раствор. Быстро отвешивают 1,50 г нингидрина инемедленно растворяют в 50 мл смеси (1:1) этилового и изопропилового спиртов.Поскольку раствор устойчив не более трех суток, рекомендуется приготовлятьнебольшие порции его перед применением. Хранить раствор надо в плотнозакупоренном сосуде в холодильнике.
Дистиллированная вода, не содержащая аммиак и аммонийныесоли .
Буферный уксусно-ацетатный раствор. Растворяют 270 г ацетата натрия в250 мл безаммиачной воды, прибавляют 50 мл ледяной уксусной кислоты иразбавляют безаммиачной водой до 500 мл. Раствор можно хранить около 6 месяцев.
Цианид калия, 0,001 М раствор. Приготовляют из болееконцентрированного перед применением.
Этиловый (96%-ный) и изопропиловыйспирты.
Стандартный раствор хлорида аммония. Основной: растворяют 0,7638 рхлорида аммония хч, предварительно высушенного в эксикаторе, в безаммиачнойводе и разбавляют такой же водой до 1 л. Рабочий: разбавляют 25 мл основногораствор безаммиачной водой до 1 л. Приготовляют перед применением. 1 млосновного раствора содержит 200 мкг азота, 1 мл рабочего раствора — 5 мкгазота.
Ход определения. Целесообразно обрабатывать одновременносерию из 7—10 проб. К 20 мл каждой пробы, которые должны содержать 0,5—10 мкгазота каждая, помещенным в мерные колбы вместимостью 25 мл или в градуированныепробирки, снабженные притертыми стеклянными пробками, приливают по 0,5 млбуферного раствора. При анализе более концентрированных растворов берут меньшиеобъемы пробы и разбавляют безаммиачной водой до 20 мл; рН растворов должен бытьв пределах от 3 до 9. В каждый сосуд вливают по 1 мл раствора нингидрина и по0,1 мл раствора цианида калия, закрывают пришлифованными пробками иперемешивают. Затем, прежде чем нагреть пробы вынимают стеклянные пробки,кладут их на чистую подставку и оберегают от пыли. Взамен пробок каждый сосудобертывают у, горлышкаалюминиевой фольгой (3 см X 3 см) и ставят все сосуды в кипящую водяную баню,заполненную безаммиачной водой, точно на 15 мин. Вынув сосуды из ванны,немедленно в ещегорячие растворы вливают изопропиловый спирт примерно до объема 23—24 мл,вставляют взамен фольги притертые пробки и перемешивают. Дают сосудамохладиться до комнатной температуры (примерно через 30 мин), доливают в каждуюпробу изопропиловый спирт до метки 25,0 мл, перемешивают и в течение 1 чизмеряют оптическую плотность в кювете с толщиной слоя 1—3 см по отношению кчистой безаммиачной воде при 2= 570 нм. Для каждой серии проб проводят холостоеопределение, и результат его учитывают при расчете.
Для построения калибровочного графика отбирают порциирабочего стандартного раствора хлорида аммония, содержащие от 1 до 10 мкгазота, разбавляют каждую порцию до 20 мл и проводят определение так же, каканализ проб.
ОБЩЕЕ СОДЕРЖАНИЕ СЕРЫ («ОБЩАЯ СЕРА»)
В сточных водах могут присутствовать различные соединениясодержащие серу: неорганические — сульфаты, сульфиты, сульфиды, тиосульфаты,роданиды, свободная сера и т. п., органические — белковые соединения,органические сульфиды, дисульфиды, меркаптаны, различные сульфосоединения,поверхностно-активные моющие вещества и многие другие. Серу в этих соединенияхобъединяют названием «общая сера». Определив ее содержание в сточной воде, можно затем отдельно определить серу сульфатов,сульфитов, сероводорода, роданидов, меркаптанов и т. д., уменьшая таким образомвеличину рассчитываемого по разности остатка, который записывают в таблицурезультатов под названием «сера других химических соединений».
Для определения общего содержания серы прежде всегоокисляют все содержащие этот элемент вещества; сера при этом превращается всульфат-ионы, затем определяют содержание последних. Окисление, следовательно,должно быть полным, и проводить его надо в условиях, исключающих потерю серы ввиде летучих соединений. Для этого требуется обработка пробы сильнымиокислителями, и обязательно в щелочной среде. Если содержание, органическихвеществ в пробе невелико, то во многих случаях достаточно кипячения пробы последобавления к ней бромной воды. При высоком содержании органических веществ и вприсутствии свободной серы и трудноокисляемых веществ обработку надо проводитьбромом в присутствии хлороформа или тетрахлорида углерода (в которых растворяется как бром, так и большое число органических веществи сера) и завершать окисление спеканием со смесью MgO + Na2CО3 сухого остатка после выпаривания.
Если заранее неизвестно, будут лиорганические вещества анализируемой сточной воды полностью окисляться первымспособом, рекомендуется провести одно определение обоими способами и присовпадении полученных результатов в дальнейшем, при анализе вод того же типа,применять более простой способ окисления.
Поскольку даже чистые для анализа реактивы часто содержатнебольшие количества сульфатов, необходимо проведение холостого опыта ивведение поправки на реактивы.
Реактивы
Едкийнатр, кристаллическийчда и 50%-ный раствор. Растворяют 50 в NaOH чда в дистиллированной воде и разбавляют до 100 мл. Бром чда, насыщенный водный раствор. Солянаякислота чда,концентрированная. Азотная кислота чда, концентрированная. Хлороформ чДа или тетрахлорид углерода чда.
Смесьдля окисления. Тщательноперемешивают, растирая в ступке, смесь 2 частей MgO и 1 части Na2С03.
Ход определения. Сточная вода содержит только легкоокисляемыев органические вещества. Пробу сразу после отбора консервируют добавлением 3—4г/л едкого натра.
В коническую колбу вместимостью 300—500 мл наливают в зависимостиот предполагаемого содержания серы от 10 до 250 мл тщательно перемешаннойпробы, содержащей более 1,5 мг серы. Если пробу не консервировали, к нейприбавляют 1 мл раствора едкого натра. Смесь подогревают на водяной бане и покаплям прибавляют раствор брома до появления неисчезающей жёлтой окраски. Затемнагревают 30 мин, прибавляя раствор брома, если желтая окраска при нагреванииисчезает. В случае образования большого количества гидроксида железа (III)смесь фильтруют через стеклянный фильтрующий тигель и осадок тщательнопромывают дистиллированной водой.
Горячий раствор нейтрализуют соляной кислотой и посленейтрализации подкисляют 1 мл той же кислоты. Подкисленный раствор нагревают дополного удаления избытка брома и содержимое колбы фильтруют через бумажныйбеззольный фильтр в стакан вместимостью около 400 мл. Фильтр тщательнопромывают дистиллированной водой, фильтрат разбавляют дистиллированной водой до200 мл и в полученном растворе определяют сульфат-ионы.
Сточная вода содержит трудноокисляемые органическиевещества. В коническую колбу вместимостью 300—500 мл наливают, в зависимости отпредполагаемого содержания серы, от 10 до 250 мл тщательно перемешанной пробы,содержащей более 1,5 мг серы, прибавляют 1—2 мл раствора едкого натра, 4 млброма и 5 мл хлороформа или тетрахлорида углерода. Горло колбы закрываютворонкой, перемешанную смесь оставляют при комнатной температуре на 20 мин,вводят 10 мл азотной кислоты и нагревают на водяной бане до удаления избыткаброма. Смесь переносят по частям в платиновую чашку, выпаривают на водяной банедосуха и обрабатывают остаток Б мл соляной кислоты, растирая его стекляннойпалочкой. Раствор снова выпаривают досуха, прибавляют 0,5—0,7 г смеси карбонатанатрия и оксида магния. Смесь тщательно перемешивают палочкой и постенннонагревают, повышая температуру до тех пор, пока не образуется спекшаяся масса или расплав. Поддерживаютэту температуру 20 мин. После охлаждения спекшуюся массу обрабатывают горячейводой и фильтруют в фарфоровую чашку. Остаток в платиновой чашке несколько разкипятят с дистиллированной водой и фильтруют в ту же чашку, а фильтр тщательнопромывают дистиллированной водой. Фильтрат в фарфоровой чашке нейтрализуютсоляной кислотой и добавляют 1 мл ее избытка. Содержимое чашкивыпаривают на водяной бане досуха. Остаток обрабатывают горячейдистиллированной водой с 1 мл соляной кислоты и отфильтровывают кремневуюкислоту; фильтрат собирают в стакан вместимостью примерно 400 мл. Послетщательного промывания фильтра горячей дистиллированной водой объем фильтратадоводят приблизительно до 200 мл и в полученном раствореопределяют сульфат-ионы.