Кобальт в воде водоемов

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

Определение с α-нитрозо-β-нафтолом


Принцип метода. Метод основан на образовании окрашенного в оранжево-красный цвет комплексного соединения трехвалентного кобальта (III) с α-нитрозо-β-нафтолом и экстракции его из водного раствора небольшим объемом хлороформа.

Предел обнаружения 0,005 мг/л. Диапазон измеряемых, количеств 0,5—8 мкг кобальта в пробе.

Проведению анализа мешают железо, медь, никель. Для устранения влияния этих элементов железо комплексуют с цитратом натрия, а никель и медь — с трилоном Б, органические и взвешенные вещества экстрагируют тетрахлоридом углерода из подкисленного раствора. В присутствии органических комплексов кобальта пробу минерализуют, как указано ранее.

Реактивы. 1. Бидистиллированная вода. Применяют для приготовления всех реактивов.

2. Кислота азотная очищенная, разбавленная (1:1). Азотная кислота пл. 1,42 г/см3 очищается перегонкой в стеклянном аппарате с пришлифованными соединениями. Первые 100—200 мл отгона отбрасывают. Перегнанная азотная кислота имеет пл. 1,38 г/см3, ее разбавляют 1:1 бидистиллированной водой.

3. Аммиак, 10% раствор. Готовят из очищенного аммиака.

4. Этилендиаминтетраацетат натрия (трилон Б, комплексен III, Nа2ЭДТА), 0,4 н. раствор.

5. Буферный раствор. В 50 мл бидистиллированной воды растворяют 20 г хлорида аммония, добавляют 100 мл 25% аммиака и доводят объем до 1 л бидистиллированной водой.

6. Цитрат натрия, 30% раствор. Очищают дитизоном.

7. Феноловый красный, 0,1% раствор. В фарфоровой чашке с 10 мл 0,05 н. гидроксида натрия растворяют 0,2 г индикатора и разбавляют до 200 мл дистиллированной водой.

8. α-Нитрозо-β-нафтол, 0,01% щелочной раствор. К 0,1 г реактива приливают 100 мл дистиллированной воды и нагревают, затем добавляют 100 мл 5% гидроксида натрия и доводят водой до объема 1 л. Раствор хранят в склянке из темного стекла с притертой пробкой в темном месте в течение 1 мес.

9. Тетрахлорид углерода, очищенный.

10. Хлороформ очищенный. Очищают перегонкой в стеклянном аппарате с дефлегматором на водяной бане при 61,2°С.

11. Стандартные растворы кобальта. а) Основной раствор. Помещают в мерную колбу вместимостью 1 л 0,4037 г хлорида кобальта CoCl2*6H2O, или 0,4770 г сульфата кобальта CoSO4*7H2O, или 0,4936 г нитрата кобальта Со(NО3)2*6Н2О, растворяют в дистиллированной воде, приливают 3—4 мл очищенной хлористоводородной кислоты (1:1) и доводят до метки дистиллированной водой. Содержание кобальта(II) 100 мкг/мл. б) Рабочий раствор, содержащий 1 мкг/мл кобальта (II), готовят, разбавляя основной в 100 раз. При разбавлении подкисляют из расчета 1—2 капли очищенной хлористоводородной кислоты на каждые 10 мл раствора. Раствор готовят в день проведения анализа.

Чистоту реактивов проверяют, анализируя несколько холостых проб.

Ход определения. В делительную воронку вместимостью 200—250 мл помещают 100 мл воды, добавляют 5—6 капель азотной кислоты (1:1) и встряхивают с тетрахлоридом углерода порциями по 5 мл 1—2 раза для извлечения органических веществ и взвесей. Экстракт отбрасывают. Если проба предварительно минерализовалась, то обработки тетрахлоридом углерода не требуется. Затем приливают к раствору 2 мл 30% цитрата натрия, 2 капли 0,1% фенолового красного, 10% аммиак по каплям до перехода окраски из желтой в красную и 1 мл буферного раствора. Далее вносят 6—7 мл 0,01% α-нитрозо-β-нафтола в 0,5 % гидроксиде натрия и перемешивают. Через 15 мин приливают буферный раствор и 0,4 н. трилон Б. Трилон Б прибавляют, учитывая жесткость воды, с таким расчетом, чтобы количество его превышало суммарное содержание кальция и магния в исследуемом объеме не менее чем на 1 мг-экв. Буферный раствор добавляют в зависимости от количества прибавленного трилона. Необходимые объемы реактивов при анализе 100 мл воды приведены в табл. 18.
Кобальт в воде водоемов

После прибавления буферного раствора и трилона Б окрашенный комплекс кобальта экстрагируют 3 мл хлороформа, энергично встряхивая в течение 1,5—2 мин. Дают хорошо отделиться слоям органического растворителя и воды, сливают хлороформ в колориметрическую пробирку и через 10 мин фотометрируют в кюветах с толщиной оптического слоя 0,5 см при зеленом светофильтре (λ 530 нм) по отношению к хлороформу, полученному при проведении через ход определения дистиллированной воды.

Содержание кобальта (мкг) находят по калибровочному графику или визуально по интенсивности окраски пробы и шкалы стандартных растворов. Шкала устойчива несколько суток при хранении в пробирках с притертыми пробками в темном месте.

Калибровочный график. Разбавляют дистиллированной водой до 50 мл 0—0,5—1—2—4—6—8 мл рабочего стандартного раствора, что соответствует содержанию кобальта 0—0,5—1—2—4—6—8 мкг. Проводят определение, как при исследовании пробы. Исходный объем можно ограничить 50 мл, а количество добавленных реактивов (азотная кислота, цитрат натрия, буферный раствор, α-нитрозо-β-нафтол) уменьшить вдвое. Извлечение органических веществ и связывание кальция и магния трилоном Б можно не проводить. В остальном! поступают, как при исследовании пробы.

Строят калибровочный график в координатах оптическая плотность — содержание кобальта (мкг).

Концентрацию кобальта (мг/л) рассчитывают по формуле:

Х = A/V,


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

Определение с нитрозо-R-солью


Принцип метода. Метод основан на образовании растворимой в воде красной комплексной соли кобальта с нитрозо-R-солью при pH 5,5.

Предел обнаружения 0,0025 мг/л (может быть повышена при использовании в анализе большего объема воды). Диапазон измеряемых количеств 0,25—15 мкг кобальта в пробе.

С нитрозо-R-солью окрашенные комплексы образуют также медь, никель, железо, но эти соединения разрушаются при кипячении с азотной кислотой. Мешают цианиды, многие органические соединения, восстановители, поэтому перед анализом кобальта следует провести предварительную обработку, как указано в п. 1.4.

Реактивы. 1. Нитрозо-R-соль, 0,1% водный раствор. Хранят в склянке темного стекла.

2. Азотная кислота, разбавленный (1:1) раствор.

3. Ацетат натрия, 50% раствор.

4. Стандартные растворы кобальта.

Ход определения. Из подготовленной пробы отбирают 25 мл или меньший объем, содержащий не более 10 мкг кобальта и разбавленный до 25 мл дистиллированной водой. Прибавляют 5 мл 0,1 % нитрозо-R-соли, 5 мл 50% ацетата натрия и кипятят 1—2 мин. Затем приливают 5 мл азотной кислоты (1:1) и снова кипятят 1 мин. Раствор охлаждают, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 50 мл и разбавляют до метки дистиллированной водой, перемешивают. Фотометрируют при зеленом светофильтре (λ 520 нм) в кюветах с толщиной оптического слоя 5—2 см по отношению к дистиллированной воде, проведенной через ход анализа. Содержание кобальта (мкг) находят по калибровочному графику или визуально по интенсивности окраски пробы и шкалы стандартных растворов. Шкала устойчива несколько суток.

Калибровочный график. Отбирают 0—0,25—0,5—1—1,5—2—4—6—8 мл рабочего стандартного раствора, что соответствует содержанию кобальта 0—0,25—0,5—1,0—1,5—2—4—6—8 мкг. Обрабатывают, как пробу, но без подготовки концентрата. Строят калибровочный график в координатах оптическая плотность — содержание кобальта (мкг).

Концентрацию кобальта (мг/л) рассчитывают по формуле:

X = A/V,


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

Полярографическое определение


Принцип метода. Метод основан на способности ионов кобальта восстанавливаться до металла. Полярографическая волна, отвечающая переходу двух электронов, имеет в среде 1 н. аммиака и 1 н. хлорида аммония потенциал полуволны —1,32 В по сравнению с насыщенным каломельным электродом.

Предел обнаружения 0,1 мг/л. Диапазон измеряемых количеств кобальта в пробе 25—125 мкг.

Проведению анализа мешает большое количество органических веществ. В этом случае, а также в присутствии кобальта в виде комплексных соединений пробу минерализуют.

Если проба содержит вещества, которые в аммиачной среде образуют осадок, то рекомендуется использовать метод добавок. Стандартный раствор добавляют к пробе перед прибавлением аммиачного раствора фона.

Определению мешает присутствие меди, кадмия и никеля в концентрациях, в 10 раз превышающих концентрацию кобальта. В этом случае следует применять стандартные добавки. Концентрацию никеля можно снизить, осаждая его диметилглиоксимом (его раствор вносят в исследуемую пробу перед полярографированием). Осветленный раствор после выпадения осадка (фильтрования не требуется) заливают в полярографическую ячейку. Определению мешает также присутствие цинка.

Аппаратура. 1. Полярограф. 2. Полярографические ячейки с донной ртутью в качестве сравнительного электрода.

Реактивы. 1. Индифферентный реактив (фон). Смесь 5 н. аммиака и 5 н. хлорида аммония. Растворяют в мерной колбе вместимостью 1 л 267 г NH4Cl в 300 мл 25% аммиака, доводят объем до метки дистиллированной водой и перемешивают.

2. Желатин, 0,5% раствор.

3. Сульфит натрия, свежеприготовленный насыщенный раствор.

4. Стандартные растворы нитрата кобальта. а) Основной раствор. б) Рабочий раствор готовят разбавлением 25 мл основного в мерной колбе вместимостью 100 мл дистиллированной водой. В 1 мл содержится 0,025 мг кобальта (II).

Ход определения. В мерную колбу вместимостью 50 мл помещают 25 мл пробы с концентрацией от 1 до 25 мг/л кобальта (II) или соответственно разбавленной пробы, если концентрация превышает 25 мг/л. Пробы, содержащие 0,1—1 мг кобальта в 1 л, концентрируют выпариванием досуха 250 мл пробы на водяной бане с 1 мл хлористоводородной кислоты пл. 1,19 г/см3. Остаток после выпаривания смачивают кислотой и после растворения в дистиллированной воде его количественно переносят в мерную колбу на 50 мл. Пробу в колбе, если это нужно, нейтрализуют 25% аммиаком по метиловому оранжевому, добавляют 10 мл фона, 1 мл 0,5% желатина и 1 мл сульфита натрия. Затем колбу доливают дистиллированной водой до метки и содержимое колбы перемешивают. Часть раствора переливают в полярографическую ячейку и записывают кривую, применяя подходящую чувствительность от —1B по отношению к потенциалу донной ртути. Содержание кобальта (мкг) находят по калибровочному графику.

Калибровочный график. Отбирают 0—1—2—3—4—5 мл рабочего стандартного раствора, что соответствует содержанию кобальта 0—25—50—75—100—125 мкг, разбавляют до 25 мл дистиллированной водой и продолжают, как при анализе пробы. Полярографируют при трех чувствительностях и для каждой строят калибровочный график в координатах высота волны — содержание кобальта (мкг).

Концентрацию кобальта (мг/л) рассчитывают по формуле:

X = A/V,


где А — концентрация кобальта, найденная по калибровочному графику, мкг; V — объем пробы, взятой для анализа, мл.