Литий в воде водоемов

17.09.2016
Предельно допустимая концентрация лития в воде водоемов 0,03 мг/л, лимитирующий показатель вредности санитарно-токсикологический.

Определение эмиссионным пламенно-фотометрическим методом


Принцип метода. Метод пламенной эмиссионной спектрометрии (пламенной фотометрии, фотометрии пламени) с низкотемпературным источником возбуждения позволяет определять легковозбуждаемые атомы лития. Исследуемый раствор вводят в виде аэрозоля в пламя горелки, работающей на смеси газов (воздушно-пропановая или воздушно-ацетиленовая). Давление воздуха и горючего газа поддерживается постоянным. В пламени возбуждаются атомы металла и затем, переходя из возбужденного в нормальное состояние, излучают свет определенной длины волны. Из спектра эмиссии монохроматором выделяется характерная линия излучения лития 670,8 нм, по ее абсолютной интенсивности проводят количественное определение.

Предел обнаружения 0,01 мг/л при анализе 1 л воды. Диапазон измеряемых количеств лития в пробе 0,01—0,1 мг. Метод применим для анализа вод с минерализацией до 5000 мг/л.

Определению мешают кальций, стронций, барий и другие щелочные металлы. Их влияние устраняют добавлением спектроскопического буферного раствора хлорида цезия и нитрата аммония, влияние же многих катионов — введением их в соответствующих количествах в стандартные растворы при построении калибровочного графика (анионный состав солей в концентрационных пределах метода не мешает проведению анализа) или применением метода добавок (введение в исследуемый раствор известного количества лития). При содержании в воде большого количества органических веществ и комплексообразователей пробу предварительно минерализуют мокрым сжиганием, как указано для щелочных металлов.

Пробу для определения лития отбирают в полиэтиленовую посуду и не консервируют.

Аппаратура. 1. Спектрофотометр пламенный призменный или с дифракционной решеткой с электронным фотоумножителем (область максимальной чувствительности 600—700 нм) и автоматической записью на самописце или сканированием аналитического участка спектра. Могут быть использованы различные пламенно-фотометрические приборы, которые имеют перечисленные устройства (С-302, ПСФ-1, СА-2, «Сатурн» и др.). Прибор должен обнаруживать минимальное количество лития в пробе 0,01 мг. Эксплуатацию и порядок работы на приборе проводят по прилагаемой к нему инструкции. 2. Баллон со сжатым пропаном с редукционным вентилем типа РДГ-6 или баллон со сжатым ацетиленом с редуктором. 3. Манометр на 2—3 атм. 4. Редуктор типа РДВ-5. 5. Баллон со сжатым воздухом или компрессор, обеспечивающий давление на выходе ≥3 атм.

Реактивы. 1. Спектроскопический буферный раствор. Растворяют 50 г хлорида цезия CsCl и 250 г нитрата алюминия Аl(NО3)3*9Н2О, не содержащих щелочных металлов, в мерной колбе вместимостью 1 л в дистиллированной воде и доводят объем до метки этой же водой.

2. Стандартные растворы лития, а) Основной раствор. Карбонат или хлорид лития высушивают до постоянной массы при 105 °C, после высушивания быстро взвешивают, так как соли лития очень гигроскопичны. Растворяют 0,532 г высушенного карбоната лития Li2CO3 или 0,611 г хлорида лития LiCl в мерной колбе вместимостью 100 мл в дистиллированной воде, прибавляют 2 мл 1 н. хлористоводородной кислоты и доводят объем до метки дистиллированной водой. Содержание лития 1 мг/мл. Хранят раствор в полиэтиленовой посуде, б) Рабочий раствор, содержащий 0,1 мг/мл лития, готовят разбавлением основного в 10 раз дистиллированной водой. Хранят в полиэтиленовой посуде. Срок хранения 3 мес.

Подготовка прибора к работе. Готовят в соответствии с инструкцией. Используют воздушно-пропановое или воздушно-ацетиленовое пламя. Воздух подают под давлением 1—1,5 атм, контролируя стабильность его подачи по манометру. Количество подаваемого горючего газа контролируют редуктором, установленным на баллоне. Открытый конец капиллярной трубки погружают в стакан с дистиллированной водой и устанавливают показания прибора на нуль. После измерения стандартных растворов или после каждой пробы в горелку-распылитель подают дистиллированную воду до полной промывки горелки.

Ход определения. На водяной или песчаной бане в фарфоровой или кварцевой чашке выпаривают 1 л исследуемой воды (или меньший объем при содержании лития более 0,1 мг/л). К остатку приливают 15—20 мл горячей дистиллированной воды, растворяют остаток и фильтруют (при необходимости) через промытый фильтр «синяя лента» в мерную колбу на 50 мл. Операцию повторяют 2—3 раза, пока весь осадок полностью не будет перенесен на фильтр. Осадок на фильтре промывают дистиллированной водой, собирая промывные воды в ту же мерную колбу. Нерастворимые соли сухого остатка остаются на фильтре, а соли лития полностью переходят в раствор. Добавляют 5 мл спектроскопического буферного раствора, доводят объем в колбе до метки дистиллированной водой, перемешивают.

Подготовленную пробу подают при помощи распылителя в горелку. На диаграммной ленте самописца регистрируют сигнал, соответствующий резонансной линии лития при длине волны 670,8 нм. Абсолютную интенсивность излучения измеряют в делениях диаграммной бумаги, при этом вычитают величины спектра холостой пробы и темнового фона фотоумножителя.

Содержание лития (мг) находят по калибровочному графику.

Калибровочный график. В мерные колбы вместимостью 50 мл вносят 0—0,1—0,5—1—2—5—10 мл рабочего стандартного раствора, что соответствует содержанию лития 0—0,01—0,05—0,1—0,2—0,5—1 мг. Добавляют 5 мл спектроскопического буферного раствора, доводят объем до метки дистиллированной водой и проводят измерения на приборе.

Строят калибровочный график в координатах абсолютная интенсивность излучения — содержание лития (мг).

Концентрацию лития (мг/л) рассчитывают по формуле:

X = А*1000/V,


где А — содержание лития, найденное по калибровочному графику, мг; V — объем пробы, взятой для анализа, мл. Определение методом добавок. Измеряют эмиссию исследуемой воды и этой же воды с двумя добавками стандартного раствора лития (хотя бы одна из добавок не должна превышать содержание лития в пробе более чем в 2 раза, по ней рассчитывают). Каждый раствор анализируют, как при прямом определении, и находят содержание лития (мг) в каждом растворе по калибровочному графику. Концентрацию лития (мг/л) вычисляют по формуле:

X= A*Ix*1000/(Ix+A - Ix)*V,


где А — содержание лития в добавленном стандартном растворе, мг; Ix, Ix+A — абсолютная интенсивность излучения лития в исследуемой воде и с добавкой стандартного раствора; V — объем пробы, взятой для анализа, мл.