Титан в воде водоемов

17.09.2016
Предельно допустимая концентрация титана в воде водоемов 0,1 мг/л, лимитирующий показатель вредности общесанитарный.

Определение с динатриевой солью хромотроповой кислоты


Принцип метода. Метод основан на взаимодействии четырехвалентного титана в слабокислой среде с динатриевой солью хромотроповой кислоты (1,8-диоксинафталин-3,6-дисульфонат натрия) с образованием титанохромотропового комплекса красного цвета (окраска раствора меняется от желтой до розовой).

Проведению анализа мешают метаванадаты при содержании более 0,1 мг/л, ртуть (II) более 0,1 мг/л, хроматы более 0,05 мг/л, фториды более 30 мг/л, серебро. Мешающее действие железа(Ш) устраняют восстановлением его в железо(П) аскорбиновой кислотой.

Предел обнаружения 0,2 мг/л (при объеме пробы 5 мл), ее можно повысить до 0,001 мг/л концентрированием, осаждая гидроксидом алюминия. Диапазон измеряемых количеств титана в пробе 1—10 мкг.

Реактивы. 1. Хлористоводородная кислота перегнанная (1:1).

2. Кислота серная, 5 и 10% растворы по объему и разбавленный 1:1 раствор.

3. Кислота азотная пл. 1,42 г/см3.

4. Кислота аскорбиновая, 3% раствор. Применяют свежеприготовленным.

5. Аммиак, 1 и 15% растворы. Готовят из очищенного аммиака.

6. Сульфат алюминия-аммония (алюмоаммиачные квасцы), раствор. В 200 мл горячей дистиллированной воды растворяют 30 г NH4Al(SO4)2*12Н2О, отфильтровывают через хорошо промытый фильтр и охлаждают.

7. Хлорид железа(III), 20% раствор. К 5 мл хлористоводородной кислоты (1:1) добавляют 20 г FeCl3*6H2О и приливают 75 мл воды.

8. Карбонат натрия, 1 н. раствор. В дистиллированной воде растворяют 53 г безводного карбоната натрия и доводят объем до 1 л.

9. Динатриевая соль хромотроповой кислоты, 2% раствор. В дистиллированной воде растворяют 2 г соли и доводят объем до 100 мл. Применяют только свежеприготовленным.

10. Сульфат натрия, 5% раствор.

11. Метиловый оранжевый, 0,05% раствор.

12. Стандартные растворы титана. а) Основной раствор с содержанием титана 0,1 мг/мл. Готовят из титанофторида калия или металлического титана. Помещают 0,501 г K2TiF6 в платиновую чашку, прибавляют 20 мл серной кислоты (1:1) и выпаривают до появления густых белых паров серной кислоты. По охлаждении стенки чашки смывают 20 мл дистиллированой воды и снова выпаривают таким же образом. Обработку водой и выпаривание повторяют еще раз. Полученный остаток разбавляют 10% серной кислотой и количественно переносят в мерную колбу вместимостью 1 л, смывая чашку и доводя объем в колбе до метки той же кислотой. При использовании металлического титана 0,100 г металла растворяют в 10 мл разбавленной (1:1) серной кислоты, прибавляют 1 мл азотной кислоты пл. 1,42 г/см3, нагревают до полного растворения. Если при этом раствор темнеет, то после охлаждения приливают по каплям азотную кислоту пл. 1,42 г/см3 до обесцвечивания раствора. Прибавляют 25 мл дистиллированной воды и снова нагревают до появления паров серной кислоты. Эту операцию повторяют 2 раза. Затем раствор охлаждают, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 1 л, смывая и доводя объем в мерной колбе до метки 10% серной кислотой. б) Рабочий раствор, содержащий титан 1 мкг/мл, готовят разбавлением основного в 100 раз. Применяют свежеприготовленным.

Ход определения. При содержании титана менее 0,2 мг/л. Отбирают 1—0,5 л исследуемой воды (или меньший объем — не менее 2 мкг титана). Если проба не была подкислена при отборе, ее подкисляют хлористоводородной кислотой до pH около 2—2,5, контролируя по универсальной индикаторной бумаге. Затем прибавляют 2 капли 0,05% метилового оранжевого индикатора и нейтрализуют 1 н. карбонатом натрия до перехода окраски из розовой в желтую. После этого вносят при перемешивании еще 4 мл 1 н. карбоната натрия и 1,5 мл насыщенного сульфата алюминия-аммония (pH раствора при этом становится 7—7,5). Если через 10 мин не образовался осадок, то добавляют по каплям сульфат алюминия-аммония до выделения хлопьевидного осадка гидроксида алюминия. После полного отстаивания прозрачный раствор над осадком сливают через сифон, а осадок отфильтровывают через бумажный фильтр «синяя лента» и промывают 2 раза холодной дистиллированной водой с добавлением электролита (в. 50 мл воды вносят 10 капель 5% сульфата натрия во избежание образования золя гидроксида титана, проходящего через фильтр). Промытый осадок на воронке растворяют в 5—7 мл горячей 5% серной кислоты и фильтрат собирают в стаканчик вместимостью 50 мл. Промывают фильтр дважды горячей дистиллированной водой и фильтрат упаривают до объема 2—3 мл. Бесцветный сернокислый раствор количественно переносят в колориметрическую пробирку с притертой пробкой и меткой на 15 мл, добавляют 0,1 мл 20% хлорида железа(Ш) и 1,5 мл насыщенного сульфата алюминия-аммония. Раствор нейтрализуют 15% аммиаком до появления бурой взвеси гидроксида железа, которую растворяют, добавляя по каплям хлористоводородную кислоту (1:1) до исчезновения бурой окраски (pH 2—3). Далее в раствор вносят 2 мл 3% аскорбиновой кислоты, перемешивают до исчезновения желтой окраски железа(Ш), после чего прибавляют 2 мл 2% динатриевой соли хромотроповой кислоты. Раствор доводят дистиллированной водой до метки 15 мл, хорошо перемешивают и через 15 мин колориметрируют, сравнивая визуально со шкалой стандартов или измеряя оптическую плотность на ФЭК при синем светофильтре (λ 450—480 нм) в кюветах с толщиной оптического слоя 2 см по отношению к дистиллированной воде с добавлением реактивов, как при анализе пробы, и определяя содержание титана по калибровочному графику.

При содержании титана более 0,2 мг/л. Помечают 5 мл исследуемой воды в колориметрическую пробирку с меткой на 15 мл, подкисляют 8 каплями хлористоводородной кислоты (1:1), добавляют 0,1 мл 20% хлорида железа(Ш) и далее поступают, как указано выше.

Калибровочный график. В колориметрические пробирки с притертыми пробками и меткой на 15 мл помещают 0—1—2—4—6—8—10 мл рабочего стандартного раствора, что соответствует содержанию титана 0—1—2—4—6—8—10 мкг, разбавляют дистиллированной водой до 10 мл, подкисляют и проводят через весь анализ. Для прямого определения титана с использованием 5 мл воды стандартные растворы после подкис-ления упаривают до объема около 3 мл либо применяют более крепкие рабочие стандартные растворы, а затем добавляют реактивы, как при соответствующем варианте анализа.

Фотометрируют и строят калибровочные графики для каждого варианта анализа в координатах оптическая плотность — содержание титана (мкг). Шкала для визуального определения устойчива в течение 1 сут.

Концентрацию титана (мг/л) вычисляют по формуле:

X = A/V,


где А — содержание титана в стандартном растворе или найденное по соответствующему калибровочному графику, мкг; V — объем исследуемой воды, взятой на определение, мл.