Железо в воде водоемов

17.09.2016
Предельно допустимая концентрация общего железа в воде водоемов 0,3 мг/л, лимитирующий показатель вредности органолептический.

Определение с о-фенантролином или α1, α-дипиридилом


Принцип метода. Метод основан на образовании в области pH 3—9 комплексного соединения ионов двухвалентного железа с о-фенантролином (оранжево-красный цвет) или α1, α-дипиридилом (красный). Интенсивность окраски пропорциональна концентрации железа. Содержание общего железа определяют после предварительного восстановления железа (III) хлоридом гидроксиламина. Метод позволяет находить железо(II), в этом случае определение проводят без добавления гидроксиламина.

Предел обнаружения 0,05 мг/л. Диапазон измеряемых концентраций общего железа без разбавления пробы 0,05—2,0 мг/л. Проведению анализа мешают медь и кобальт в концентрациях более 5 мг/л, никель — более 2 мг/л, марганец — более 50 мг/л, большое количество цианидов, нитритов, фосфатов.

Влияние высокого содержания органических веществ, а также гуминовых соединений при цветности воды более 20° устраняется минерализацией пробы при кипячении с хлористоводородной кислотой и персульфатом аммония (к 25 мл пробы добавляют 0,5 мл хлористоводородной кислоты пл. 1,19 г/см3 и несколько кристалликов персульфата аммония, кипятят до обесцвечивания и упаривают пробу до объема 10—15 мл). При очень высоком содержании гуминовых веществ, окрашивающих воду, пробу выпаривают досуха в фарфоровой чашке, осадок слегка прокаливают, охлаждают, смачивают 1 мл хлористоводородной кислоты пл. 1,19 г/см3, добавляют 10—15 мл дистиллированной воды, подогревают и фильтруют. При большом содержании органических веществ и для разрушения устойчивых органических комплексов исследуемую воду минерализуют, как указано ранее. Следует иметь в виду, что при минерализации пробы результаты анализа будут выше, чем при прямом определении, за счет освобождения ионов железа из комплексных природных (гуминовые) и антропогенных соединений. В связи с этим выбор способа подготовки пробы должен быть обусловлен задачами исследования и составом воды.

Реактивы. 1. О-фенантролин, 0,1% раствор. В 100 мл дистиллированной воды, подкисленной 2—3 каплями хлористоводородной кислоты пл. 1,19 г/см3, растворяют 0,1 г моногидрата о-фенантролина (C12H8N2*H2O). Можно применять хлоргидрат о-фенантролина, который растворяют в воде без добавления хлористоводородной кислоты. Раствор хранят в темной склянке при 3—5 °С.

2. α1α-Дипиридил (2,2-дипиридил), 0,1% спиртовой раствор. В 5 мл этанола растворяют 0,1 г дипиридила и разбавляют до 100 мл дистиллированной водой. Раствор хранят в склянке при 3—5 °С.

3. Аммиак, 25 и 10% растворы.

4. Хлорид гидроксиламина, 10% раствор.

5. Хлористоводородная кислота пл. 1,19 г/см3 и разбавленный раствор (1:9).

6. Ацетатный буферный раствор pH 3,5—4. В 150 мл дистиллированной воды растворяют 250 г ацетата аммония, добавляют 70 мл ледяной уксусной кислоты и доводят объем до 1 л дистиллированной водой.

7. Стандартные растворы железа, а) Основной раствор готовят из сульфата железа (Ш)-аммоння (железоаммонийные квасцы) или сульфата железа (III)-калия (железокалиевые квасцы), которые должны быть светло-фиолетового цвета, но небесцветные, так как это указывает на потерю кристаллизационной воды. Растворяют 0,4505 г сульфата железа-калия Fe2(SO4)3*K2SO4*24H2О или 0,4318 г сульфата железа-аммония (NH4)2SO4*Fe2(SO4)3*24H2O в небольшом количестве дистиллированной воды в мерной колбе вместимостью 500 мл. После растворения добавляют 3 мл хлористоводородной кислоты пл. 1,19 г/см3 и доводят объем до метки дистиллированной водой. В 1 мл содержится 0,1 мг железа. Для приготовления стандартного раствора можно употреблять соль железа(П) — соль Мора [сульфат железа (П)-аммония]. Растворяют 0,351 г [(NH4)2Fe(SO4)2]*6H2O в небольшом количестве дистиллированной воды в мерной колбе на 500 мл, добавляют 5 мл серной кислоты пл. 1,84 г/см3, после чего объем доводят до метки дистиллированной водой. В 1 мл содержится 0,1 мг железа. Основной раствор, приготовленный из соли Мора, применяют свежеприготовленным. б) Рабочий раствор готовят разбавлением основного в 20 раз. Применяют свежеприготовленным. В 1 мл содержится 0,005 мг железа.

Ход определения. Из тщательно перемешанной пробы отбирают 25 мл (или меньший объем, содержащий не более 0,1 мг железа, или пробу после минерализации), помещают в колбу вместимостью 100 мл, подкисляют 0,5—1 мл хлористоводородной кислоты пл. 1,19 г/см3 (если кислота не вводилась при подготовке пробы), добавляют 1 мл 10% хлорида гидроксиламина и кипятят 10 мин. После охлаждения до комнатной температуры приливают 10—15 мл дистиллированной воды и нейтрализуют до pH 4,5—5, добавляя по каплям сначала 25%, затем 10% аммиак и контролируя по универсальной индикаторной бумаге. Пробу количественно переносят в мерную колбу вместимостью 50 мл, вводят 1 мл 0,1 % ортофенантролина или дипиридила, через 5 мин добавляют 2 мл ацетатного буферного раствора и доводят объем до метки дистиллированной водой. После добавления каждого реактива перемешивают. Через 15 мин фотометрируют при сине-зеленом светофильтре (λ 490 нм) в кюветах с толщиной оптического слоя 2—5 см по отношению к дистиллированной воде, обработанной, как проба.

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

Калибровочный график. В ряд мерных колб вместимостью 50 мл вносят 0—0,5—1—3—5—10 мл рабочего стандартного раствора, что соответствует содержанию железа 0—2,5—5—15—25—50 мкг. Доводят объем до 25—30 мл дистиллированной водой и проводят анализ, как исследуемой воды. Окраска шкалы устойчива в течение 2—3 дней.

Калибровочный график строят в координатах оптическая плотность — содержание железа (мкг).

Концентрацию общего железа (мг/л) рассчитывают по формуле:

X = A/V,


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

Определение с роданидом


Принцип метода. Метод основан на взаимодействии ионов трехвалентного железа с роданид-ионом в сильнокислой среде с образованием окрашенного в красный цвет комплексного соединения. Интенсивность окраски пропорциональна концентрации железа. Определение проводят после предварительного окисления железа (II) персульфатом аммония в кислой среде. Метод позволяет обнаружить железо(III), в этом случае анализируют, не добавляя персульфата аммония, а интенсивность окраски измеряют немедленно, так как она быстро меняется.

Предел обнаружения железа 0,05 мг/л. Диапазон измеряемых концентраций без разбавления пробы 0,05—2 мг/л общего железа. Проведению анализа мешают медь, кобальт, висмут в концентрациях более 5 мг/л.

Реактивы. 1. Роданид аммония NH4CNS или роданид калия KCNS, 50% растворы.

2. Персульфат аммония кристаллический.

3. Хлористоводородная кислота пл. 1,19 г/см3.

4. Стандартные растворы железа.

Ход определения. Из тщательно перемешанной пробы отбирают 25 мл (или меньший объем, содержащий не более 0,1 мг железа, или пробу после минерализации), помещают в мерную колбу вместимостью 50 мл. Если проба минерализовалась, то доводят 25 или 10% аммиаком до pH 4—5, контролируя по индикаторной бумаге. Прибавляют 1 мл хлористоводородной кислоты пл. 1,12 г/см3, несколько кристалликов персульфата аммония, 1 мл 50% роданида калия или аммония. Доводят объем до 50 мл дистиллированной водой. Через 10 мин фотометрируют при сине-зеленом светофильтре (λ 490 нм) в кюветах с толщиной оптического слоя 2—5 см по отношению к дистиллированной воде, обработанной, как проба.

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

Калибровочный график. В ряд мерных колб вместимостью 50 мл вносят 0—0,5—1—3—5—10 мл рабочего стандартного раствора, что соответствует содержанию железа 0—2,5—5—15—25—50 мкг, доводят объем до 25—30 мл дистиллированной водой и проводят анализ, как исследуемой воды. Окраска устойчива в течение 2 ч.

Калибровочный график строят в координатах оптическая плотность — содержание железа (мкг).

Концентрацию железа (мг/л) рассчитывают по формуле:

X = A/V,


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

Определение с сульфосалициловой кислотой


Принцип метода. Метод основан на взаимодействии ионов железа в щелочной среде с сульфосалициловой кислотой с образованием окрашенного в желтый цвет комплексного соединения. Интенсивность окраски пропорциональна содержанию железа.

Предел обнаружения 0,1 мг/л. Диапазон измерения концентраций железа без разбавления пробы 0,1—2 мг/л.

Проведению анализа мешают медь при концентрации более 0,25 мг/л и алюминий более 2 мг/л.

Реактивы. 1. Сульфосалициловая кислота, 20% раствор.

2. Хлорид аммония, 2 н. раствор. Растворяют 107 г NH4Cl в мерной колбе вместимостью 1 л в небольшом количестве-дистиллированной воды и доводят этой же водой объем до метки.

3. Аммиак, 10% раствор.

4. Стандартные растворы железа.

Ход определения. Из тщательно перемешанной пробы отбирают 25 мл (или меньший объем, содержащий не более 0,1 мг железа, или пробу после минерализации), доводят 10% аммиаком pH до 6—8, контролируя по универсальной индикаторной бумаге, приливают 1 мл 2 н. хлорида аммония, 1 мл 20% сульфосалициловой кислоты, 1 мл 10% аммиака. После добавления каждого реактива перемешивают, доводят объем до метки дистиллированной водой, перемешивают и через 15 мин фотометрируют при фиолетовом светофильтре (λ 400—430 нм) в кюветах с толщиной оптического слоя 2—5 см по отношению к дистиллированной воде, обработанной, как. проба.

Содержание железа (мкг) находят по калибровочному графику или визуально по интенсивности окраски пробы и шкалы стандартных растворов. Окраска шкалы устойчива в течение 1 мес.

Калибровочный график. В ряде мерных колб вместимостью 50 мл вносят 0—1—3—5—10 мл рабочего стандартного раствора, что соответствует содержанию железа 0—5—15—25—50 мкг, доводят объем до 25—30 мл дистиллированной. водой и проводят анализ, как исследуемой воды.

Калибровочный график строят в координатах оптическая плотность — содержание железа (мкг).

Концентрацию железа (мг/л) рассчитывают по формуле:

Х = А/V,


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