Хлориды в воде водоемов

15.09.2016
Концентрация хлоридов в водоемах — источниках водоснабжения допускается до 350 мг/л, лимитирующий показатель вредности органолептический.

В поверхностных водах количество хлоридов зависит от характера пород, слагающих бассейны, и варьирует в значительных пределах — от десятых долей до тысячи миллиграммов в 1 л. В реках северной части России хлоридов обычно немного, не более 10 мг/л, в южных районах эта величина повышается до десятков и сотен миллиграммов в 1 л. Много хлоридов попадает в водоемы со сбросами хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод. Этот показатель весьма важен при оценке санитарного состояния водоема.

Аргентометрическое определение


Принцип метода. Метод основан на титрометрическом осаждении хлоридов в нейтральной или слабощелочной среде нитратом серебра в присутствии хромата калия в качестве индикатора. После осаждения избыток ионов серебра образует оранжево-красный осадок хромата серебра. Метод применим практически для любого количества хлоридов в воде, однако при содержании менее 10 мг/л конец реакции менее отчетлив и погрешность возрастает. В этом случае пробу воды предварительно упаривают. Хлориды должны определяться при pH от б до 10. Если величина pH выходит за указанные пределы, то воду необходимо нейтрализовать по фенолфталеину. Мутную и окрашенную воду или с цветностью выше 50° предварительно обесцвечивают и осветляют коагуляцией суспензией гидроксида алюминия (6 мл на 200 мл воды) или встряхивают с активированным углем, не содержащим хлоридов (0,5 г на 100 мл воды), с последующим фильтрованием через плотный бумажный фильтр «белая лента», предварительно промытый дистиллированной водой. Первые порции фильтрата отбрасывают.

Этим методом находят и другие галогены (бромиды, йодиды), однако их содержание в природной воде ничтожно и ими можно пренебречь при определении хлоридов.

Влияние сероводорода, а также цветности воды можно устранить кипячением воды с пероксидом (перекисью) водорода. Проведению анализа мешают ортофосфаты в количестве больше 25 мг/л, а железо более 10 мг/л.

Реактивы. 1. Бидистиллированная вода, проверенная на отсутствие хлоридов. Применяют для приготовления всех реактивов и разбавления проб воды.

2. Хромат калия, 5% раствор. В небольшом количестве дистиллированной воды растворяют 50 г К2СrO4 и прибавляют раствор нитрата серебра до появления красного осадка, через день фильтруют через промытый бумажный фильтр и разводят дистиллированной водой до 1 л.

3. Хлорид натрия, титрованный раствор. В дистиллированной воде растворяют 1,6490 г NaCl, прокаленного при 500 °C до постоянной массы, и доводят объем до 1 л. В 1 мл содержится 1 мг хлоридов. Разбавлением в 2 раза получают раствор, содержащий в 1 мл 0,5 мг хлоридов.

4. Нитрат серебра, титрованный раствор. В дистиллированной воде растворяют 4,8 г AgNO2 и доводят объем до 1 л; 1 мл эквивалентен 1 мг хлоридов. Разбавлением в 2 раза получают раствор, 1 мл которого эквивалентен 0,5 мг хлоридов. Растворы желательно готовить так, чтобы титры были точными. Установка поправочного коэффициента к раствору нитрата серебра: в коническую колбу вносят 10 мл хлорида натрия (с содержанием в 1 мл 1 мг или 0,5 мг хлоридов) и 90 мл дистиллированной воды, прибавляют 1 мл 5% хромата калия и титруют соответствующим раствором нитрата серебра до перехода лимонно-желтой окраски мутного раствора в оранжевожелтую, не исчезающую в течение 16—20 с. Полученный результат считают ориентировочным. К оттитрованной пробе прибавляют 1—2 капли хлорида натрия до получения желтой окраска. Эта проба служит контрольной при повторном точном опредлении, для которого отбирают новую порцию хлорида натрия и титруют аналогичным образом до получения незначительной разницы оттенков слабо-оранжевого в исследуемом растворе и желтого в контрольной пробе. Поправочный коэффициент вычисляют обычным способом. При определении хлоридов аргентометрическим методом очень важно всегда оканчивать титрование при одной и той же переходной окраске. Разные аналитики в конечной точке улавливают различные оттенки, поэтому установку титра раствора нитрата серебра и титрование проб должно проводить одно и то же лицо.

5. Нитрат серебра, 10% раствор. В 90 мл дистиллированной воды растворяют 10 г нитрата серебра и добавляют 1—2 капли азотной кислоты.

6. Гидроксид алюминия. Суспензия для коагуляции.

Ход определения. Качественное определение с приближенной количественной оценкой. В колориметрическую пробирку отбирают 5 мл исследуемой воды и добавляют 3 капли 10% нитрата серебра. Приблизительное содержание хлоридов определяют по осадку или мути.
Хлориды в воде водоемов

Количественное определение. В зависимости от содержания хлоридов отбирают в 2 конические колбы по 100 мл или меньший объем исследуемой воды, при необходимости разбавленной до 100 мл дистиллированной водой или обесцвеченной гидроксидом алюминия, и для титрования выбирают наиболее подходящий раствор нитрата серебра. При содержании хлоридов менее 100 мг/л берут 100 мл воды и титруют нитратом серебра, 1 мл которого эквивалентен 0,5 мг хлоридов.

В обе колбы вносят по 1 мл 5% хромата калия, затем одну пробу титруют раствором нитрата серебра до появления слабо-оранжевого оттенка, вторая колба служит контрольной.

При значительном содержании хлоридов образуется осадок хлорида серебра, мешающий определению. В этом случае к оттитрованной первой пробе прибавляют 2—3 капли титрованного хлорида натрия до исчезновения оранжевого оттенка, затем титруют вторую пробу, используя первую как контрольную.

Концентрацию хлоридов (мг/л) рассчитывают по формуле:

X = А*К*н*1000/V,


где А — объем раствора нитрата серебра, израсходованного на титрование, мл; К — поправочный коэффициент к титру раствора нитрата серебра; н — количество хлоридов, соответствующее 1 мл нитрата серебра, мг; V — объем пробы, взятой для определения, мл.

Меркуриметрическое титрометрическое определение


Принцип метода. Метод основан на титровании хлоридов раствором нитрата ртути (II) со смешанным индикатором (дифенилкарбазон и бромфеноловый синий). При этом ионы ртути связываются с ионами хлора в малодиссоциирующее соединение хлорида ртути (II), а избыток их образует с индикатором комплекс фиолетового цвета.

Метод обладает высокой чувствительностью и применим при концентрации хлоридов в воде от 0,5 до 10 мг/л. При анализе вод с содержанием хлоридов более 10 мг/л пробу разбавляют дистиллированной водой.

Определению не мешает цветность воды. Мешают йодиды и бромиды в концентрациях, эквивалентных хлоридам, сульфиты и железо в концентрациях выше 10 мг/л. Мешающее влияние мутности и окраски устраняют так же, как при аргентометрическом методе.

Реактивы. 1. Бидистиллированная вода, проверенная на отсутствие хлоридов. Применяют для приготовления реактивов и разбавления проб воды.

2. Смешанный индикатор, спиртовой раствор. В 100 мл 95% этанола растворяют 0,5 г дифенилкарбазона и 0,05 г бромфенолового синего. Хранят в склянке темного стекла.

3. Азотная кислота, 0,2 н. раствор.

4. Нитрат ртути(II), раствор. В 20 мл дистиллированной воды растворяют 2,42 г Hg(NO3)2*1/2H2O, к которой прибавлено 0,25 мл азотной кислоты пл. 1,42 г/см3, затем объем раствора доводят до 2 л. В 1 мл содержится 0,5 мг хлоридов. Раствор устойчив в течение 4 мес. Поправочный коэффициент к раствору нитрата ртути устанавливают титрованием 5 мл хлорида натрия (1 мл соответствует 0,5 мг хлор-иона), разбавленного до 100 мл дистиллированной водой, в тех же условиях, что и титрование пробы.

5. Хлорид натрия, раствор с содержанием в 1 мл 0,5 мг хлоридов. Готовится, как указано для аргентометрического метода.

Ход определения. Отбирают 100 мл исследуемой воды (или меньший объем, разбавленный до 100 мл), прибавляют 10 капель смешанного индикатора, затем по каплям 0,2 н. азотной кислоты до появления желтой окраски (pH 3,6), после чего еще 5 капель той же кислоты. Титруют раствором нитрата ртути, к концу титрования окраска приобретает оранжевый оттенок. Титруют медленно, по каплям прибавляя нитрат ртути, сильно взбалтывая пробу до появления слабо-фиолетового оттенка. Для более четкого определения конца титрования используют контрольную пробу, к 100 мл которой прибавляют индикатор, 2 мл 0,2 н. азотной кислоты и одну каплю нитрата ртути. Титровать можно и в белых фарфоровых чашках.

Концентрацию хлоридов (мг/л) рассчитывают по формуле:

X = A*K*0,5*1000/V,


где А — объем раствора нитрата ртути, израсходованного на титрование, мл; К — поправочный коэффициент к титру раствора нитрата ртути; 0,5 — эквивалент хлоридов; V — объем пробы, взятой для титрования, мл.

Меркуриметрическое фотометрическое определение


Принцип метода. Метод основан на образовании малодиссоциированного комплекса хлоридов пробы воды с ртутью. Избыток введенных ионов ртути дает окрашенный комплекс с дифенилкарбазоном, определяемый фотометрически.

Интенсивность окраски окрашенного соединения пропорциональна концентрации ионов ртути, вступивших в реакцию с дифенилкарбазоном. Ионы ртути прибавляют к пробе в определенном количестве, поэтому в присутствии хлоридов окраска раствора тем бледнее, чем больше их содержится в воде.

Предел обнаружения 0,2 мг/л. Диапазон измеряемых концентраций без изменения объема пробы 0,2—2 мг/л.

Проведению анализа мешают ионы натрия, кальция, магния, железа, алюминия, окрашенные и взвешенные соединения и все анионы, образующие с ионами ртути устойчивые соединения (бромиды, йодиды, цианиды, роданиды и т. п.).

Для устранения мешающего влияния металлов в пробу добавляют лимонную кислоту, которая соединяется с ними в устойчивые комплексы и практически не связывает ионы ртути. Взвешенные вещества удаляют предварительным фильтрованием воды через мембранный фильтр 0,45 мк или беззольный фильтр «синяя лента». Для удаления окрашенных органических соединений (гуминовые вещества) пробу пропускают через колонку с активированным углем марки БАУ (диаметр 1,5—2 см, высота 30 см) со скоростью 2 мл/мин, первые 100 мл отбрасывают.

Мешающие анионы редко присутствуют в водоемах в заметных количествах. Если они попадают со сточными водами, то для определения хлоридов используют другой метод.

Точность результатов в значительной мере зависит от температуры воды, величины pH, состава реагентов и т. п., поэтому следует строго соблюдать условия анализа, указанные в методике.

Вся посуда должна быть тщательно вымыта, не содержать следов аммиака и соединений, дающих щелочную реакцию, обработана дистиллированной водой.

Реактивы. 1. Растворы нитрата ртути(II). а) Основной раствор. В мерной колбе вместимостью 1 л в небольшом количестве бидистиллированной воды растворяют 1,708 г Hg(NO3)2*Н2О, добавляют 1 мл азотной кислоты пл. 1,42 г/см3 и доводят объем до метки ацетатным буферным раствором с цитратом натрия. Содержание ртути (II) 1 мг/мл. Раствор устойчив 1 мес, б) Рабочий раствор нитрата ртути. В мерной колбе на 100 мл разбавляют 10 мл основного раствора ацетатным буфером с цитратом натрия. Содержание ртути (II) 0,1 мг/мл. Раствор устойчив 7 дней.

2. Ацетатный буферный раствор, содержащий цитрат натрия. Готовят смешиванием трех растворов, а) Разбавляют 114 мл ледяной уксусной кислоты в мерной колбе вместимостью 1 л бидистиллированной водой, б) Растворяют 27,2 г ацетата натрия в бидистиллированной воде в мерной колбе вместимостью 1 л. в) Растворяют 12,8 г лимонной кислоты в мерной колбе вместимостью 1 л в 800 мл бидистиллированной воды, прибавляют кристаллический цитрат натрия до pH 3,1, контролируя потенциометрически. Доводят объем до метки бидистиллированной водой. г) Буферный раствор готовят в мерной колбе вместимостью 1 л. В колбу вносят 0,5 л уксусной кислоты (а), затем прибавляют ацетат натрия (б) до pH 3,1 и разбавляют цитратным раствором (в) до метки. Контролируют pH полученного раствора (3,1) потенциометрически.

3. Дифенилкарбазон, 1% раствор в этаноле. Раствор используют через 1 сут. Хранят в склянке из темного стекла с притертой пробкой.

4. Стандартные растворы хлоридов. а) Основной раствор. Хлорид натрия предварительно прокаливают при 500 °C до постоянной массы. Растворяют 1,648 г прокаленного хлорида натрия в мерной колбе вместимостью 1 л в бидистиллированной воде. Содержание хлоридов 1 мг/мл. б) Рабочий раствор с содержанием хлоридов 0,1 мг/мл готовят разбавлением основного в 10 раз бидистиллированной водой.

Ход определения. В коническую колбу вместимостью 50 мл вносят 10 мл исследуемой пробы воды (при необходимости разбавленной или сконцентрированной упариванием), устанавливают температуру 18—20 °C, приливают 1 мл рабочего стандартного раствора нитрата ртути(II), перемешивают и через 5 мин добавляют 0,1 мл дифенилкарбазона. Через 20 мин развивается окраска. Измеряют оптическую плотность на спектрофотометре (λ 552 нм) или на фотоколориметре при зеленом светофильтре (λ 540 нм) в кюветах с толщиной оптического слоя 2 см по отношению к дистиллированной воде, в которую добавлены те же реактивы. Одновременно определяют оптическую плотность исследуемой воды без добавления реактивов против дистиллированной воды. При необходимости ее вычитают из оптической плотности пробы.

После 3—4 определений кювету промывают этанолом для удаления сорбированных на стенках кюветы следов окрашенного комплекса.

Содержание хлоридов (мкг) находят по калибровочному графику.

Калибровочный график. В конические колбы вместимостью 50 мл вносят 0—0,1—0,25—0,5—0,75—1 мл рабочего стандартного раствора, что соответствует содержанию 0—10—25—50—75—100 мкг хлоридов. Доводят до 10 мл бидистиллированной водой и далее проводят анализ, как указано в ходе определения. Фотометрируют и строят калибровочный график в координатах оптическая плотность — содержание хлоридов (мкг).

Концентрацию хлоридов (мг/л) рассчитывают по формуле:

Х = A/V,


где А — содержание хлоридов, найденное по калибровочному графику, мкг; V — объем пробы, взятой для анализа, мл.