Ванадий в воде водоемов

17.09.2016
Предельно допустимая концентрация ванадия в воде водоемов 0,1 мг/л, лимитирующий показатель вредности санитарно-токсикологический.

Определение с 8-оксихинолином


Принцип метода. Метод основан на образовании окрашенного в желто-бурый цвет продукта реакции ванадия с 8-оксихинолином, растворимого в хлороформе.

Предел обнаружения 0,005 мг/л (может быть увеличен использованием в анализе большего объема воды). Диапазон измеряемых концентраций 0,5—15 мкг ванадия в 10 мл хлороформа.

Мешающее влияние алюминия, железа, висмута, титана в концентрациях более 2 мг/л каждого устраняют повторной экстракцией из хлороформного раствора в аммиачный буферный раствор. Органические вещества удаляют окислением азотной кислотой. Вольфрам в концентрациях выше 0,5 мг в пробе снижает результат определения ванадия.

Реактивы.

1. Азотная кислота пл. 1,42 г/см3, 4 и 0,4 н. растворы.

2. Аммиак, 4 и 0,4 н. водные растворы.

3. Метиловый оранжевый индикатор, 0,1 % раствор.

4. Аммиачный буферный раствор pH 9,4. Смешивают 200 мл 4 н. аммиака и 100 мл 4 н. азотной кислоты и разбавляют до 2 л дистиллированной водой. Величину pH регулируют при необходимости до 9,4 аммиаком или азотной кислотой, контролируя стеклянным электродом рН-метра.

5. Фталатный буферный раствор pH 4. В дистиллированной воде в мерной колбе вместимостью 250 мл растворяют 12,77 г гидрофталата калия и доводят объем до метки этой же водой.

6. Хлороформ. При необходимости его очищают дистилляцией с дефлегматором и промывают дистиллированной водой.

7. 8-Оксихинолин (8-гидроксихинолин, 8-хинолинол, оксин), 0,5 и 0,1 % растворы в хлороформе.

8. Сульфат натрия безводный.

9. Стандартные растворы ванадия. а) Основной раствор. В дистиллированной воде в мерной колбе вместимостью 1 л растворяют 0,230 г высушенного в эксикаторе ванадата аммония NH4VO3, прибавляют 10 мл азотной кислоты пл. 1,42 г/см3 и доводят объем до метки дистиллированной водой. Содержание ванадия 0,1 мг/мл.

б) Рабочий раствор, содержащий 1 мкг/мл ванадия, готовят разбавлением основного в 100 раз. Применяют свежеприготовленным.

Ход определения. В фарфоровой чашке досуха выпаривают 100 мл исследуемой воды (или меньший объем, содержащий не более 15 мг ванадия). Для окисления органических веществ к остатку прибавляют 3 мл 4 н. азотной кислоты и выпаривают досуха. При необходимости выпаривание с азотной кислотой повторяют. Затем приливают 3 мл 4 н. азотной кислоты и 5 мл дистиллированной воды, нагревают до растворения солей и в горячем состоянии фильтруют в делительную воронку вместимостью 100—150 мл. Выпарительную чашку и фильтр промывают дистиллированной водой, собирая промывные воды в ту же делительную воронку. К полученному раствору прибавляют несколько капель 0,1 % метилового оранжевого и 4 н, аммиака до перехода окраски индикатора из розовой в желтую, пользуясь в конце определения 0,4 н. аммиаком.

Объем доводят до 50 мл дистиллированной водой и трижды экстрагируют 5 мл 0,5 % оксихинолина в хлороформе, встряхивая по 2,5 мин. Хлороформные экстракты собирают в другую делительную воронку такой же вместимости, прибавляют 50 мл аммиачного буферного раствора и встряхивают 5 мин. После расслоения хлороформный слой отбрасывают, а водный промывают встряхиванием с 5 мл хлороформа. Если хлороформный слой окрашен, то раствор еще раз промывают хлороформом.

К водной фазе в делительной воронке добавляют каплю 0,1% метилового оранжевого и нейтрализуют 4 н. азотной кислотой до перехода окраски из желтой в оранжевую, применяя в конце нейтрализации 0,4 н. азотную кислоту. Затем вносят 2 мл фталатного буферного раствора и экстрагируют ванадий в течение 2,5 мин 5 мл 0,1 % оксихинолина. Экстракцию повторяют дважды, соединяя хлороформные экстракты в сухую пробирку и прибавляют для осушения 0,5 г безводного сульфата натрия. Экстракт фильтруют и затем фотометрируют при зеленом светофильтре (л 540 нм) в кюветах; с толщиной оптического слоя 3—5 см по отношению к 0,1 % 8-оксихинолину в хлороформе.

Содержание ванадия (мкг) находят по калибровочному графику или визуально по интенсивности окраски пробы и шкалы стандартных растворов.

Калибровочный график. В ряд колб вносят 0—0,5—1—2—5—10—15 мл рабочего стандартного раствора, что соответствует содержанию ванадия 0—0,5—1—2—5—10—15 мкг, проводят определение, как при анализе исследуемой воды, кроме выпаривания пробы. Фотометрируют и строят калибровочный график в координатах оптическая плотность — содержание ванадия (мкг).

Концентрацию ванадия (мг/л) рассчитывают по формуле:

Х = А/V,


где А — содержание ванадия, найденное по калибровочному графику или визуально по шкале стандартных растворов, мкг; V — объем воды, взятой для анализа, мл.

Определение с N-бензоил-N-фенилгидроксиламином


Принцип метода. Предварительно все формы ванадия окисляют до пятивалентного персульфатом аммония. Ионы ванадия (V) образуют с N-бензоил-N-фенилгидроксиламнном (БФГА) в сильнокислой среде (2—10 н. хлористоводородная кислота) комплексное соединение фиолетового цвета, растворимое в хлороформе.

Предел обнаружения 0,05 мг/л. Диапазон измеряемых количеств 5—100 мкг в пробе.

Проведению анализа ванадия не мешают алюминий, железо (III), кобальт, марганец, никель, торий, медь, уран, хром(III), цинк в количестве до 40 мг каждый. Мешают молибден(VI), титан, цирконий, а также азотная кислота в концентрации более 1 н., сильные окислители и восстановители.

Реактивы. 1. Хлороформ, не содержащий этанола. Для удаления следов этанола хлороформ 5 раз промывают равным объемом дистиллированной воды, взбалтывая 1 мин и отбрасывая водный слой.

2. N-Бензоил-N-фенилгидроксиламин, 0,1 % раствор в хлороформе. Растворяют 1 г БФГА в 1 л хлороформа, не содержащего этанола. Хранят в склянке темного стекла, срок хранения 1 нед.

3. Хлористоводородная кислота, разбавленный (2:3) раствор.

4. Персульфат аммония, 10 % раствор. Применяют свежеприготовленным.

5. Сульфат натрия безводный.

6. Стандартные растворы ванадия. а) Основной раствор с содержанием 0,1 мг/мл ванадия. б) Рабочий раствор, содержащий 10 мкг/мл ванадия, готовят разбавляя основной раствор в 10 раз. Применяют свежеприготовленным.

Ход определения. Отбирают 100 мл исследуемой воды (или меньший объем, разбавленный до 100 мл дистиллированной водой, чтобы в нем содержалось не более 200 мкг ванадия), помещают в колбу, прибавляют 2 мл 10 % персульфата аммония и нагревают 45 мин при температуре, близкой к кипению (все формы ванадия переходят в пятивалентные, а также окисляются восстановители, присутствующие в воде). Затем раствор переносят в делительную воронку, прибавляют 40 мл хлористоводородной кислоты (2:3), 15 мл БФГА в хлороформе и взбалтывают 3 мин. Сливают хлороформный слой в мерную колбу вместимостью 25 мл, на дно которой опускают 0,5 г безводного сульфата натрия. Экстракцию повторяют еще 2 раза, используя по 5 мл хлороформного раствора БФГА и собирая хлороформный слой в ту же колбу. Доводят объем в колбе до метки хлороформом, перемешивают. Окраска устойчива 1 ч. Фотометрируют при зеленом светофильтре (А, 540 нм) по отношению к раствору, полученному при проведении через весь ход анализа дистиллированной воды.

Содержание ванадия (мкг) находят по калибровочному графику или визуально по интенсивности окраски пробы и шкалы стандартных растворов.

Калибровочный график. Отбирают 0—1—2—4—6—8—10 мл рабочего стандартного раствора, что соответствует содержанию ванадия 0—10—20—40—60—80—100 мкг. Разбавляют до 100 мл дистиллированной водой и далее продолжают, как при анализе пробы. Фотометрируют и строят калибровочный график в координатах оптическая плотность — содержание ванадия (мкг).

Концентрацию ванадия (мг/л) рассчитывают по формуле:

Х = А/V,


где А — содержание ванадия, найденное по калибровочному графику или визуально по шкале стандартных растворов, мкг; V — объем воды, взятой для анализа, мл.