Իոնափոխանակման խեժեր՝ ջուրը օրգանական նյութերից մաքրելու համար: Permanganate oxidation (PO), կամ permanganate index Permanganate oxidation ուղիներ վերացնելու համար

Համոզված եմ, որ մեր քաղաքում ծորակից ջրի որակի մասին հարցին ձեզանից յուրաքանչյուրը վստահությամբ լի ձայնով կպատասխանի, որ մեր ջրի որակը շատ ցանկալի բան է թողնում։ Բայց դուք պատրա՞ստ եք պատասխանել, թե որքանով է մեր ջուրը չի համապատասխանում ընդունելի չափանիշներին։ Եթե ոչ, ապա մենք պատրաստ ենք օգնել ձեզ կարգավորել...

Այլևս ոչ մեկի համար գաղտնիք չէ, որ մեր մոլորակի վրա այլևս քաղցրահամ ջուր չի լինի և այն ավելի մաքուր չի դառնա։ Տեխնածին աղետներն ու կատակլիզմները տեղի են ունենում գրեթե ամեն օր և վատթարացնում բնապահպանական իրավիճակը։ Խմելու ջրի որակի հիմնական մակրոցուցանիշներից են.

Հակադարձ osmosis համակարգը շարունակաբար արտահոսում է ջուրը արտահոսքի մեջ: Ստուգեք, արդյոք դա իսկապես այդպես է: Անջատեք տանկի ջրամատակարարումը: Ջրի բաքը փակելու համար սողեք լվացարանի տակ և անջատեք ծորակի լծակը (կապույտ) ջրի հոսքի (գուլպաներ) նկատմամբ ուղիղ անկյան տակ (90 աստիճան): Եթե 30 րոպե անց...

Այսօր ջրի մաքրման սարքավորումների շուկայում կան բազմաթիվ մոդելներ և ֆիլտրերի տեսակներ, որոնք նախատեսված են խմելու ջրի մաքրման համար: Վերջերս հակադարձ osmosis համակարգերը ավելի ու ավելի են օգտագործվում այդ նպատակների համար: Հակադարձ osmosis համակարգերի նախագծման տեխնիկական բարդության պատճառով բազմաթիվ ս...

Բոլորը գիտեն, որ Ուկրաինայում քաղաքային ջրամատակարարման ջուրը ախտահանվում է քլորով։ Գաղտնիք չէ, որ ջրի մեջ քլորը տհաճ բան է ոչ միայն այն բակտերիաների համար, որոնց համար նախատեսված է, այլ նաև այն մարդկանց համար, ովքեր խմում են այս ջուրը։ Բակտերիաների դիակներով, ի դեպ։ Բայց հարցը դա չէ: Քլորը կարելի է հեռացնել ջրից...

Ի՞նչ է թորած ջուրը: Ճի՞շտ է, որ թորած ջուրը եռում է։ Ճի՞շտ է, որ թորած ջուր խմելը վնասակար է։ Արդյո՞ք վտանգավոր է թորած ջուր օգտագործելը: Արդյո՞ք թորումը վատ է: Ինչի համար է օգտագործվում թորած ջուրը: Երեխաները կարո՞ղ են թորած խմել: ՄԵՋ…

Արդյո՞ք աղերը լվանում են մարմնից: Նամակներից մեկում հարց էի ստացել. Փորձենք պատասխանել :) Նախ՝ որոշենք աղբյուրի ջուրը, որի մասին ավելի վաղ արդեն նշվել էր հոդվածներում։ Այսպես, օրինակ, տվյալ դեպքում...

Հիմնական «ազդանշանները» Ցավոք, բոլորը գիտեն, որ ջուրը ոչ միշտ և ամենուր է խմելու համար պիտանի։ Իհարկե, տարբեր երկրներում և քաղաքներում իրավիճակը խիստ տարբերվում է, բայց ջրի ոչ պիտանիության «դատապարտելու» մեթոդները նույնն են։ Համապատասխանությունն ապահովելու լավագույն միջոցը (կամ...

Ջուրը մարմնի հիմնական քիմիական բաղադրիչն է, որը կազմում է մարմնի քաշի միջինը 60 տոկոսը: Մարմնի յուրաքանչյուր համակարգ կախված է ջրից: Օրինակ՝ ջուրը մաքրում է տոքսինները օրգաններից, սննդանյութեր է բերում բջիջներին և խոնավ միջավայր է ապահովում կոկորդի, քթի և ականջների հյուսվածքների համար։ Բավական չէ...

Տրիզմն ասում է՝ «մարդը ստեղծված է ջրից»։ Մեծահասակների ուղեղը բաղկացած է 74,5%-ով ջրից, արյունից՝ 83%-ից, մկաններից՝ 75,8%-ից, ոսկորներից՝ 22%-ից։ Մարդու սաղմը մաքուր ջուր է՝ եռօրյա սաղմում դրա 97%-ը, եռամսյա սաղմի մոտ՝ 91%-ը, իսկ ութամսյա...

Ջրի օքսիդունակությունը հասկացվում է որպես թթվածնի կամ արհեստականորեն ներմուծված օքսիդացնող նյութի քանակություն (օրինակ՝ KMnO 4 կամ K 2 Cr g O 7), օգտագործվում է ջրի մեջ պարունակվող օրգանական նյութերի օքսիդացման համար։ Կան պերմանգանատ (KMpO 4) և բիքրոմատ (K 2 Cr 2 O 7) օքսիդացում.

Բացի օրգանական նյութերից, որոշ անօրգանական վերականգնող նյութեր կարող են օքսիդացվել, օրինակ՝ NO 2 –, Fe 2+, Mn 2+, H 2 S և այլն: Եթե վերականգնող նյութերի պարունակությունը նշանակալի է, ապա հաշվարկում հաշվի է առնվում դրանց ազդեցությունը օքսիդացման արժեքի վրա:

Բնական ջրերում հայտնաբերված օրգանական նյութերի ծագումն ու պարունակությունը շատ բազմազան են։ Նրանց քիմիական հատկությունները թթվածնի նկատմամբ նույնպես տարբեր են՝ որոշ նյութեր դիմացկուն են օքսիդացմանը, մյուսները, ընդհակառակը, հեշտությամբ օքսիդանում են։ Բնական ջրերում օրգանական նյութերի ուղղակի որոշումը բարդ և ժամանակատար խնդիր է: Հետեւաբար, օգտագործվում են ավելի պարզ անուղղակի մեթոդներ: Դրանցից մեկը պերմանգանատի օքսիդացման մեթոդն է, որը պատկերացում է տալիս ջրի մեջ հեշտությամբ օքսիդացող օրգանական նյութերի պարունակության մասին։

Դիքրոմատի օքսիդացման մեթոդը համապատասխանում է օրգանական նյութերի (հեշտ և դժվարությամբ օքսիդացող) ամբողջական օքսիդացմանը՝ բացառությամբ որոշ սպիտակուցային միացությունների։ Սովորաբար, պերմանգանատի օքսիդացումը կազմում է օրգանական նյութերի իրական օքսիդացման 40–50%-ը, այսինքն՝ օրգանական ածխածնի ամբողջական օքսիդացումը մինչև CO 2:

Օքսիդացման ավելացումը կարող է վկայել ջրի աղտոտման մասին: Նվազագույն օքսիդացում (մինչև 1 – 2 մգ/լ O 2) ունեն խոր ստորգետնյա ջրեր, որոնք դասակարգվում են որպես 1-ին դասի: 2-րդ և 3-րդ դասերին պատկանող ստորերկրյա ջրերի օքսիդունակությունը կարող է աճել, բայց ոչ ավելի, քան համապատասխանաբար 5 և 15 մգ/լ O 2: Ստորերկրյա ջրերում օքսիդացումը սովորաբար ավելի մեծ է (մինչև 2–4 մգ/լ), և որքան բարձր է ջրի գույնը, այնքան բարձր է այն։ Հետեւաբար, ցածր գույնով բարձր օքսիդացումը ցույց է տալիս ջրի բարձր աղտոտվածությունը: Բաց ջրամբարների ջրերում գետերում օքսիդացումն աճում է մինչև 5–6 մգ/լ, իսկ ջրամբարներում՝ 6–8 մգ/լ՝ հասնելով էլ ավելի բարձր արժեքների ճահճային ծագման ջրերում։ Ջուրը համարվում է պիտանի կենցաղային և խմելու նպատակներով, եթե դրա պերմանգանատային օքսիդացումը չի գերազանցում 3,0 մգ/լ O 2:

Հաստատվել է, որ ջրում օրգանական նյութերի պարունակության աճով մեծանում է նաև դրա բակտերիալ աղտոտումը։

Սահմանումը հիմնված է այն փաստի վրա, որ KMnO 4, լինելով թթվային միջավայրում ուժեղ օքսիդացնող նյութ՝ այն փոխազդում է ջրում առկա վերականգնող նյութերի հետ (օրգանական նյութեր, երկաթի (II) աղեր, նիտրատներ): Ion Mn +7 O 4 – Միևնույն ժամանակ, այն ընդունում է 5 էլեկտրոն և մտնում է Mn 2+ երկվալենտ կատիոն.

МnО 4 – + 8Н + + 5е – > Мn 2+ + 4Н 2 О

KMnO4-ի ավելցուկը փոխազդում է լուծույթի մեջ մտցված օքսալաթթվի հետ.

2МnО 2 – + 5Н 2 С 2 О 4 + 6Н + > 2Мн 2+ + 10СО 2 + 8Н 2 О

Վերջին հավասարումից պարզ է դառնում, որ չհակազդող օքսալաթթուն տիտրվում է KMnO 4-ով:

Մեթոդի ճշգրտությունը 0,4 մգ/լ O 2 է, եթե օքսիդունակությունը չի գերազանցում 4 մգ/լ O 2; ավելի բարձր օքսիդացման դեպքում սխալը 10% է:

Սարքավորումներ, ռեակտիվներ, նյութեր

1) բյուրետ տիտրման համար.

2) պիպետներ 10 մլ, 15 մլ, 50 մլ, 100 մլ;

3) կոնաձև ջերմակայուն կոլբ 250 մլ.

1) էլեկտրական վառարան;

2) ապակե ձագար;

3) կալիումի պերմանգանատի լուծույթ 0,01 N (KMnO 4);

4) 0,01 N օքսալաթթվի լուծույթ (H 2 C 2 O 4);

5) ծծմբաթթու H 2 SO 4 (1: 3), այն նախ սառը վիճակում օքսիդացվում է KMnO 4 լուծույթով. մինչև թեթևակի վարդագույն երանգ՝ հնարավոր նվազեցնող նյութերը հեռացնելու համար:

Նյութը՝ մակերեսային ջուր։

Առաջընթաց

Փորձանմուշի 100 մլ (կամ ավելի քիչ) պիպետտացրեք ջերմակայուն կոլբայի մեջ՝ կախված դրանում օրգանական նյութերի պարունակությունից (մինչև 10 մգ/լ O 2 օքսիդացումով): կարող եք վերցնել 100 մլ նմուշ):

Եթե նմուշի ծավալը 100 մլ-ից պակաս է, ապա թորած ջրով ընդհանուր ծավալը հասցրեք 100 մլ-ի: Կոլբայի մեջ լցնում են 5 մլ H 2 SO 4 (1: 3) և KMnO 4-ի 15 մլ 0,01 N լուծույթ:

Այնուհետև նմուշը տաքացնում են մինչև գոլորշու առաջին փուչիկները հայտնվեն, և այս պահից կոլբայի պարունակությունը եփում են 10 րոպե։ Տաքացման ժամանակ կոլբայի պարունակությունը չթափելուց խուսափելու համար անհրաժեշտ է կոլբայի պարանոցի մեջ ապակե ձագար մտցնել։

Եռման գործընթացում կարող են տեղի ունենալ պերմանգանատի լուծույթի սկզբնական մանուշակագույն գույնի հետևյալ փոփոխությունները.

1) հեղուկը գունաթափվում է, ինչը վկայում է տվյալ նմուշի ծավալում վերականգնող նյութերի բարձր պարունակության մասին: Այս դեպքում որոշումը կրկնվում է և վերցվում է փորձանմուշի ավելի փոքր ծավալ;

2) հեղուկը ձեռք է բերում դարչնագույն-դարչնագույն երանգ, ինչը վկայում է H 2 SO 4-ի անբավարար քանակի մասին։ Այս դեպքում լուծույթին պետք է ավելացնել ևս 5 մլ H 2 SO 4 և շարունակել սահմանել;

3) հեղուկը 10 րոպե եռալուց հետո ձեռք է բերում կարմրավուն երանգ կամ մնում է մանուշակագույն։ Սա ցույց է տալիս, որ որոշումը ճիշտ է ընթանում։

Գունավոր հեղուկի մեջ լցնել 15 մլ H 2 C 2 O 4 0,01 N լուծույթ: Կոլբայի պարունակությունը գունաթափվում է, H 2 C 2 O 4 օքսիդանում է ատոմային թթվածնով, որն առաջանում է KMnO 4-ի տարրալուծման ժամանակ .

Քանի որ մասամբ KMnO 4 ծախսվում է փորձանմուշում օրգանական նյութերի օքսիդացման վրա, երբ նմուշին ավելացվում է 15 մլ H 2 C 2 O 4 լուծույթ. ստեղծվում է դրա ավելցուկը. Առանց KMnO 4 լուծույթով բյուրետներ ավելացնելու, տիտրեք նմուշը մինչև կայուն թույլ վարդագույն գույն հայտնվի KMnO 4-ի ավելացված մեկ կաթիլից: Գրանցեք KMnO 4-ի ընդհանուր քանակը, ծախսվել է ինչպես նմուշում օրգանական նյութերի օքսիդացման, այնպես էլ 15 մլ H 2 C 2 O 4-ի օքսիդացման վրա: Նշանակենք Ա.

Նորմալության որոշում KMnO 4

KMnO 4 նորմալության ուղղման գործակիցը որոշելու համար, ծախսվել է 15 մլ H 2 C 2 O 4 օքսիդացման վրա (նշենք այն որպես B), 15 մլ H 2 C 2 O 4-ի ստանդարտ 0,01 N լուծույթը լցվում է կոլբայի մեջ, որում կատարվել է անալիզը, և նմուշը կրկին տիտրվում է մինչև թույլ վարդագույն գույնը (նմուշի ջերմաստիճանը տիտրման ընթացքում պետք է լինի ~ 50 - 60˚ C):

KMnO 4 նորմալության ուղղման գործակիցը հաշվարկվում է բանաձևով.

Օքսիդայնության հաշվարկը միլիգրամներով մեկ լիտրով (մգ/լ) իրականացվում է բանաձևով.

O 2 = ,

որտեղ՝ 8 – թթվածնի համարժեք զանգված; N – KMnO 4 լուծույթի նորմալություն (0,01 n); K - KMnO 4-ի նորմալության ուղղման գործակից; A – KMnO 4-ի քանակությունը, որը ծախսվել է օրգանական նյութերի օքսիդացման վրա և 15 մլ H 2 C 2 O 4, մլ; B – KMnO 4-ի քանակը, որը սպառվում է 15 մլ H 2 C 2 O 4, մլ օքսիդացման համար; V – վերլուծության համար վերցված ջրի նմուշի ծավալը, մլ.

Խմելու ջրի պերմանգանատային օքսիդացումը հեղուկի մեջ պարունակվող և ամենաուժեղ օքսիդացնող նյութով օքսիդացված օրգանական և հանքային նյութերի քանակի ցուցիչ է։ Հաշվարկված է այս տարրերի օքսիդացման համար սպառված թթվածնի միլիգրամներով: Կախված օգտագործվող օքսիդացնող նյութի տեսակից, առանձնանում են օքսիդացման հետևյալ տեսակները.

պերմանգանատ;
ցերիում;
յոդատ;
երկքրոմատ.

Օքսիդացման ամենաբարձր աստիճանը ստացվում է յոդատային և երկքրոմատ եղանակով։ Ջրի պերմանգանատային օքսիդացման որոշումը փոքր-ինչ աղտոտված բնական աղբյուրները մաքրելու ամենատարածված մեթոդն է: Այն ներառում է 10 րոպե եռացնելով վերլուծվող հեղուկը և լուծույթին ավելացնել կալիումի պերմանգանատ: Մարդկային թափոններ պարունակող ավելի աղտոտված ջրերի համար կիրառվում է դիքրոմատի մեթոդը։ Օգտագործվում է ջրամբարների վիճակը, մակերևութային արտահոսքը և դրանց մաքրման աստիճանը որոշելու համար։ Երկու մեթոդների արդյունքների համեմատությունը թույլ է տալիս դատել հեղուկում առկա միկրոօրգանիզմների կոնցենտրացիան:

Մեր ընկերության լաբորատորիան Մոսկվայի պետական համալսարանում Մ.Վ. Լոմոնոսովը

Քիմիական ջրի վերլուծության արժեքը

2500 ռուբից։ ՊԱՏՎԵՐ

Քիմիական (14 ցուցանիշ)

Ուսումնասիրված ցուցանիշները՝ ջրի օրգանոլեպտիկ (պղտորություն, գույն, հոտ), ֆիզիկաքիմիական (էլեկտրահաղորդականություն, pH) և քիմիական (ընդհանուր ցուցանիշներ) բնութագրերը։

Պերմանգանատի օքսիդացման որոշում

Պերմանգանատի օքսիդացումը հարմար ցուցանիշ է, որով դուք կարող եք համակողմանիորեն գնահատել բակտերիայով հեղուկի աղտոտվածության աստիճանը: Օրգանական աղտոտիչները մեծապես տարբերվում են իրենց բնույթով և քիմիական բնութագրերով: Դրանք ձևավորվում են տեղումների, կենսաբանական պրոցեսների, մակերևութային, ստորերկրյա և կեղտաջրերի ներհոսքի ազդեցության տակ։

Այս պարամետրի արժեքները կարող են տարբեր լինել: Մակերեւութային ջրերում դրանք ավելի բարձր են, ուստի լեռնային գետերն ունեն 2-3 մգ O2 / դմ 3 ցուցանիշ, ցածրադիր գետերը՝ 5-12 O2 / դմ 3, ճահիճները՝ տասնյակ միլիգրամ 1 դմ 3-ում։ Ստորերկրյա ջրեր՝ միլիգրամի հարյուրերորդից մինչև տասներորդ: Բացառություն են կազմում նավթի և գազի հանքավայրերում տեղակայված աղբյուրները:

Եթե Ձեզ անհրաժեշտ է հեղուկի հուսալի համապարփակ վերլուծություն, դիմեք DOMIATO ընկերությանը: Մեր որակյալ անձնակազմը նմուշառում կվերցնի և լաբորատորիայում կփորձարկի ջուրը՝ օգտագործելով հատուկ սարքավորումներ: Մենք առաջարկում ենք մի քանի տեսակի հետազոտություններ՝ քիմիական և մանրէաբանական։ Նրանց արդյունքների հիման վրա մենք կօգնենք ձեզ ընտրել ջրի մաքրման կամ ֆիլտրման արդյունավետ համակարգ և հնարավորինս շուտ առաքել այն ամբողջ Մոսկվայում և Մոսկվայի մարզում: Բոլոր տեղադրման աշխատանքները կավարտվեն արագ և արդյունավետ:

Խմելու ջրի պերմանգանատային օքսիդացման որոշում DOMIATO ընկերության լաբորատորիայում մասնագիտական սարքավորումների միջոցով: Ցածր գներ, արդյունավետություն և սպասարկման բարձր մակարդակ։

Տեսական մաս

Բնական ջուրը բարդ համակարգ է, որտեղ առկա են բազմաթիվ այլ նյութեր՝ լուծված գազեր (O 2, N 2, CO 2), աղեր՝ Na +, K +, Mg 2+, Ca 2+, Cl –, իոնների տեսքով, SO 4 2 – , HCO 3 – և այլն, ինչպես նաև կենդանի օրգանիզմներ։

Հիդրոսֆերան ծառայում է որպես բնական կուտակիչ մթնոլորտ և լիտոսֆերա ներթափանցող աղտոտիչների մեծ մասի համար: Դա պայմանավորված է ջրի լուծարման բարձր հզորությամբ, բնության մեջ ջրի հիդրոլոգիական ցիկլով, ինչպես նաև նրանով, որ ջրամբարները տարբեր կեղտաջրերի ճանապարհի վերջնական նպատակակետն են:

Երկու տեսակի թափոններ կարող են մտնել բնական ջուր (նկ. 2).

Բնական – բնական ծագման օրգանական մնացորդներ (կենդանիների արտաթորանք, բույսերի մնացորդներ և այլն);

Անթրոպոգեն - թափոններ, որոնք կապված են մարդու գործունեության հետ: Ջրային մարմինների աղտոտման հիմնական աղբյուրներն են՝ գունավոր և գունավոր մետալուրգիայի, քիմիական, ցելյուլոզայի և թղթի, թեթև արդյունաբերության, կենցաղային կեղտաջրերի ձեռնարկությունները և այլն։

Ջրի որակի կարեւոր ցուցանիշ է դրանում լուծված թթվածնի քանակությունը։ Միկրոօրգանիզմների կյանքը (տես նկ. 2) և ջրի ինքնամաքրման ունակությունը ուղղակիորեն կախված են դրա պարունակությունից: Ջրի մեջ ապրող աերոբ բակտերիաները թթվածին են օգտագործում ջուր ներթափանցող օրգանական նյութերը օքսիդացնելու համար, քանի որ դրանք ծառայում են որպես սնունդ և բավարարում են էներգիայի կարիքները: Օրգանական նյութերը, որոնք կարող են օքսիդանալ ջրում բակտերիաների կողմից, կոչվում են կենսաքայքայվող:

Օքսիդացման գործընթացը բավականին բարդ է։ Արդյունքում անհետանում են նրա օրգանական աղտոտիչները, և դրանցում պարունակվող C, H, O, N, S, P տարրերը վերածվում են օքսիդացված ձևերի՝ H 2 O, CO 2, PO 4 3–, SO 4 2–, NO։ 3 – (կենդանի օրգանիզմների համար ոչ վտանգավոր նյութեր):

Եթե ջրի մեջ մեծ քանակությամբ աղտոտիչներ կան, ապա օքսիդատիվ ռեակցիաները նվազեցնում են ջրում լուծված թթվածնի քանակը, իսկ աերոբ բակտերիաները փոխարինվում են անաէրոբ բակտերիաներով (տես նկ. 2): Անաէրոբ բակտերիաները քայքայում են օրգանական նյութերը մինչև NH 3, PH 3, H 2 S և CH 4: Քայքայման մթերքները թունավոր են բոլոր կենդանի օրգանիզմների համար և ունեն տհաճ հոտ։

Ջրում բոլոր կենսաքայքայվող օրգանական թափոնները օքսիդացնելու համար լուծված O 2-ի քանակը կոչվում է կենսաքիմիական թթվածնի պահանջարկ (BOD): BOD արժեքը որոշվում է հետևյալ կերպ. նմուշը հագեցած է թթվածնով և դրա քանակությունը որոշվում է (t = 20 0 C-ում) հագեցումից անմիջապես հետո և 5 (կամ 20 օր) հետո: Այս արժեքների միջև տարբերությունը համապատասխանում է BOD 5-ին (կամ BOD 20-ին): Որոշվում է նաև կենսաքիմիական թթվածնի ընդհանուր սպառումը` BOD TOTAL:

Ջրում թթվածնի առավելագույն լուծելիությունը 20 0 C ջերմաստիճանում ~ 9 մգ/դմ 3 է, իսկ BOD TOTAL-ը (ըստ խմելու ջրի որակի ստանդարտների) չպետք է գերազանցի 3 մգO 2 / դմ 3 H 2 O: Որքան բարձր է BOD-ը, ջուրն ավելի աղտոտված է օրգանական և այլ կենսաքայքայվող նյութերով:

Ջրում ավելի ու ավելի շատ նյութեր են հայտնվում, որոնք կենսաքայքայվող չեն (օրինակ՝ օրգանական լուծիչներ) և հետևաբար չեն գրանցվում BOD ցուցանիշով։ Նաև բնական ջրի մեջ BOD-ի որոշումը բարդ և ժամանակատար խնդիր է:

Հետեւաբար, օգտագործվում են ավելի պարզ անուղղակի մեթոդներ: Աղտոտիչները օքսիդացնելու համար օգտագործվում են քիմիական օքսիդիչներ՝ կալիումի պերմանգանատ (KMnO 4) կամ կալիումի բիքրոմատ (K 2 Cr 2 O 7), որի սպառված քանակությունը վերածվում է համարժեք թթվածնի (O 2):

Ըստ այդմ՝ առանձնացնում են պերմանգանատԵվ բիքրոմատի օքսիդացում .

Օքսիդայնությունպայմանական արժեք է, որը բնութագրում է ջրի աղտոտումը տարբեր հեշտությամբ օքսիդացող, հիմնականում օրգանական ծագման նյութերով։ Այն ցույց է տալիս, թե քանի միլիգրամ թթվածին է անհրաժեշտ մեկ լիտր ջրի մեջ պարունակվող աղտոտիչները օքսիդացնելու համար (mgO 2 / dm 3 H 2 O): Մաքուր աղբյուրի և արտեզյան ջրերում օքսիդունակությունը սովորաբար կազմում է 1,0–2,0 մգՕ 2 /դմ 3։ Բաց ջրամբարների ջրերում օքսիդունակությունը մեծանում է մինչև 6-8 մգՕ 2 /դմ 3 Հ 2 Օ՝ հասնելով ճահճային ծագման ջրերում ավելի մեծ արժեքի։

Պերմանգանատի օքսիդացումը խմելու ջրի, ինչպես նաև գետի ջրի հատկանիշն է, որը պաշտպանված է ցանկացած արդյունաբերական թափոնների ներթափանցումից:

Ջուրը համարվում է հարմար կենցաղային և խմելու նպատակներով, եթե դրա պերմանգանատային օքսիդացումը չի գերազանցում 5,0 մգՕ 2 / դմ 3 H 2 O (t = 25 0 C):

Երբ ջուրը աղտոտվում է արդյունաբերական թափոններով, պերմանգանատի օքսիդացումը չի արտացոլում ջրում օրգանական աղտոտիչների ամբողջական պարունակությունը: Այս դեպքում որոշվում է երկքրոմատի օքսիդացում, որը կոչվում է քիմիական թթվածնի պահանջարկ (COD):

ՓՈՐՁԱՐԱՐ ՄԱՍ

Աշխատանքային թեմա«Ջրի պերմանգանատային օքսիդացման որոշում».

Աշխատանքի նպատակը- ջրի հետազոտություն օրգանական աղտոտիչների պարունակության համար:

Սահմանումը հիմնված է այն փաստի վրա, որ կալիումի պերմանգանատը (KMnO 4), լինելով ուժեղ օքսիդացնող նյութ, թթվային միջավայրում արձագանքում է վերականգնող նյութերի (օրգանական նյութեր, երկաթի (II) աղեր, նիտրատներ և այլն)՝ համաձայն հավասարման.

MnO 4 – + 8Н + + 5ē = Mn 2 + + 4H 2 O (1)

մանուշակագույն անգույն

Աղտոտիչների օքսիդացումից հետո մնացած KMnO 4-ի ավելցուկը փոխազդում է ներմուծված օքսալաթթվի հետ (H 2 C 2 O 4) համաձայն հավասարման.

2MnO 4 – + 5С 2 О 4 2– + 16Н + = 2Mn 2+ + 10СО 2 + 8H 2 O (2)

Օքսալաթթուն, որը չի արձագանքել (2), տիտրվում է կալիումի պերմանգանատով (KMnO4)՝ համաձայն ռեակցիա 1-ի։

Փորձի կատարում

1. Փորձարկման ջրի 100 սմ 3 (V H 2 O ISSL) չափում ենք գլանով և տեղափոխում 250 սմ 3 տարողությամբ կոնաձև կոլբայի մեջ։

2. Ջրի մեջ ավելացնել 5 սմ 3 ծծմբաթթվի H 2 SO 4 լուծույթ (1:2):

3. Բյուրետից լցնել 20 սմ 3 կալիումի պերմանգանատի 0,01 մոլ-էկիվ/դմ 3 խտությամբ լուծույթ։ Այս հատորը նշենք որպես V 1:

4. Կոլբը ծածկել ձագարով, տաքացնել եռման աստիճանի և եռացնել 10 րոպե։ Եռալու ժամանակ աղտոտող նյութերի օքսիդացման գործընթացը տեղի է ունենում ըստ (1) հավասարման, որի արդյունքում լուծույթը դառնում է ավելի թեթեւ։

5. Կոլբը հանում ենք տաքացնող սարքից և վրան ավելացնում 0,01 մոլ-էկ/դմ 3 կոնցենտրացիայով 20 սմ 3 օքսալաթթվի լուծույթ։ Լուծույթը գունաթափվում է, երբ օքսալաթթուն արձագանքում է ավելցուկային KMnO 4-ի հետ՝ համաձայն (2) հավասարման:

6. Սպիտակեցված տաք լուծույթը տիտրում ենք կալիումի պերմանգանատի լուծույթով, մինչև կայուն բաց վարդագույն երանգ հայտնվի։

Որոշեք տիտրման համար սպառված KMnO 4-ի ծավալը, որը մենք նշում ենք որպես V 2:

Այսպիսով, դուք երկու անգամ օգտագործել եք կալիումի պերմանգանատ, ուստի դրա ընդհանուր ծավալը V ընդհանուր = V 1 + V 2 է, քանի որ KMnO 4-ը սպառվում է ինչպես ջրի օրգանական աղտոտիչների օքսիդացման, այնպես էլ 20 սմ 3 օքսալաթթվի օքսիդացման համար:

Օքսիդայնությունը որոշելու համար անհրաժեշտ է հաշվի առնել կալիումի պերմանգանատի սպառումը ջրի մեջ միայն օրգանական կեղտերի օքսիդացման համար: Հետևաբար, առանձին փորձով պետք է որոշվի 20 սմ 3 օքսիդացման համար անհրաժեշտ կալիումի պերմանգանատի ծավալը: oxalic թթու.

Դա անելու համար կատարեք հետևյալ փորձը.

1. 100 սմ 3 թորած ջուր (V DIS) չափում ենք գլանով և տեղափոխում 250 սմ 3 կոնաձև կոլբայի մեջ։

2. Ջրի մեջ ավելացնել 5 սմ 3 H 2 SO 4 (1:3) և լուծույթը տաքացնել մինչև 50-60 0 C։

3. Հեռացրեք կոլբը տաքացնող սարքից:

4. Կոլբայի մեջ ավելացնել 20 սմ 3 օքսալաթթվի լուծույթ 0,01 մոլ-էկ/դմ 3 կոնցենտրացիայով և տիտրել կալիումի պերմանգանատի լուծույթով մինչև կայուն բաց վարդագույն գույն:

Որոշեք այս լուծույթի տիտրման վրա ծախսված KMnO 4 (V 3) ծավալը:

Փորձի արդյունքների գրանցում

Կալիումի պերմանգանատը ուժեղ օքսիդացնող նյութ է, ուստի դրա լուծույթի կոնցենտրացիան ժամանակի ընթացքում փոխվում է և պետք է հաշվարկվի՝ օգտագործելով համարժեքների օրենքը.

Հաշվե՛ք X ջրի պերմանգանատային օքսիդունակությունը (mgO 2 /dm 3 H 2 O)՝ օգտագործելով բանաձևը.

որտեղ 8-ը թթվածնի համարժեք զանգվածն է

Եզրակացության մեջ եզրակացություն տվեք փորձարկվող ջրի որակի մասին՝ կապված դրա մեջ օրգանական աղտոտիչների պարունակության հետ՝ ելնելով օքսիդացման հաշվարկված արժեքից:

Գիտելիքի ինքնատիրապետման հարցեր

1. Ինչպիսի՞ն է բնական ջրի որակական բաղադրությունը:

2. Նշե՛ք բնական ջրային մարմինների աղտոտման աղբյուրներն ու եղանակները:

3. Տրե՛ք աերոբ և անաէրոբ բակտերիաներ հասկացությունը և բնութագրե՛ք դրանց դերը ջրային էկոհամակարգերում:

4. Կարելի՞ է աերոբ բակտերիաների կողմից տարբեր նյութերի օքսիդացման գործընթացը կոչել ջրային էկոհամակարգերի ինքնամաքրման գործընթաց։

5. Ջրային էկոհամակարգերի ի՞նչ փոփոխություններ են կապված մարդու տնտեսական գործունեության հետ:

6. Ինչու՞ է բնական ջրի որակի չափանիշներից մեկը դրանում լուծված թթվածնի քանակությունը։

7. Ներկայացրե՛ք ջրի որակի ցուցանիշների BOD, BOD 5, BOD 20 և COD հասկացությունները: Ո՞րն է նրանց տարբերությունը:

8. Ի՞նչ է օքսիդունակությունը: Ի՞նչ է ցույց տալիս օքսիդացման արժեքը:

9. Ո՞րն է պերմանգանատի օքսիդացման մեթոդի էությունը և որոշելու համար, թե ինչ ջրի որակն է այն օգտագործվում:

Աշխատանք թիվ 5

Թթվային տեղումներ

Տեսական մաս

Բնապահպանական խնդիրներից է շրջակա միջավայրի թթվայնության բարձրացումը։

Թթվային տեղումների հիմնական աղբյուրները ծծմբի և ազոտի միացություններն են։ Ծծումբը հայտնաբերված է հանքանյութերում, ինչպիսիք են ածուխը, նավթը, երկաթը, պղնձը և այլ հանքաքարեր: Դրանց մի մասն օգտագործվում է որպես վառելիք, մյուս մասն ուղարկվում է քիմիական և մետալուրգիական արդյունաբերություններ՝ վերամշակման։ Մետաղական հանքաքարերը թրծելիս և հանածո վառելիքն այրելիս ծծումբը օքսիդացվում է՝ առաջացնելով ծծմբի օքսիդներ SO 2 և SO 3, որոնք մթնոլորտում ջրի գոլորշիների հետ միաձուլվելով՝ ձևավորում են թթուներ՝ ծծմբային և ծծմբային.

SO 2 + H 2 O ® H 2 SO 3,

SO 3 + H 2 O ® H 2 SO 4

Ծծումբ պարունակող միացությունների բնական աղբյուրը հրաբխային ժայթքումներն են: Հրաբխային ժայթքումների ժամանակ գերակշռում է ծծմբի երկօքսիդը (SO 2 ) ջրածնի սուլֆիդը (H 2 S), ինչպես նաև սուլֆատները՝ աերոզոլների և պինդ մասնիկների տեսքով, ավելի փոքր քանակությամբ։ Ամեն տարի հրաբխային ակտիվության արդյունքում ամբողջ աշխարհում արտազատվում է 4-16 մլն տոննա ծծմբային միացություններ (SO 2-ով):

Ազոտի միացությունների հիմնական աղբյուրը վառելիքի այրման գործընթացն է: Օրինակ՝ ավտոմեքենաների արտանետվող գազերը պարունակում են 93% ազոտի մոնօքսիդ (NO), որը մթնոլորտում քիմիական ռեակցիաների արդյունքում վերածվում է ազոտի երկօքսիդի (NO2), որը ջրի հետ ձևավորում է ազոտային և ազոտական թթուներ։

2NO 2 + H 2 O ® HNO 3 + HNO 2

3HNO 2 ® HNO 3 + 2NO + H 2 O

Ազոտի բնական աղբյուրները ներառում են հողի բակտերիաների ակտիվությունը, անտառային հրդեհները, ամպրոպները և կայծակները:

Թթվային տեղումների հիմնական բաղադրիչներն են ծծմբական և ազոտական թթուները։

Շրջակա միջավայրի թթվայնության քանակական բնութագիրը pH արժեքն է՝ ջրածնի իոնների կոնցենտրացիայի լոգարիթմը (մոլ/դմ 3), վերցված հակառակ նշանով՝ pH = – լոգ։

Թթվային միջավայրում 0<рН< 7, в щелочной - 7< рН< 14, в нейтральной – рН=7.

Մաքուր անձրևաջուրն ունի մի փոքր թթվային միջավայր՝ դրանում ածխաթթու CO 2-ի լուծարման պատճառով.

2CO 2 + H 2 O « H 2 CO 3 « H + + HCO 3 –,

և դրա pH ≈ 5,5 - 5,6: Այն նստվածքները, որոնց pH-ը 5,5-ից պակաս է, կոչվում են թթվային.

Թթվային տեղումները բնապահպանական, տնտեսական և գեղագիտական վնաս են պատճառում։

Թթվային տեղումների հետևանքով էկոհամակարգերում խախտվում է հավասարակշռությունը, նվազում է գյուղատնտեսական բույսերի արտադրողականությունը և հողի բերրիությունը, ժանգոտվում են մետաղական կոնստրուկցիաները, ոչնչացվում են շենքերը, շինությունները, ճարտարապետական հուշարձանները։

Թթվային տեղումները հողում լուծարում են ծանր մետաղները և դրանց միացությունները, ինչի արդյունքում դրանք կլանվում են բույսերի կողմից և սննդային շղթաներով փոխանցվում մակարդակից մակարդակ։ Ծանր մետաղների միացությունների (սնդիկ, կապար, կադմիում, պղինձ և այլն) ներթափանցումն օրգանիզմ կարող է հանգեցնել տարբեր պաթոլոգիական փոփոխությունների։ Մասնավորապես, դրանք խախտում են սպիտակուցների կառուցվածքը և դրանց գործառույթները։

Գիտնականներն ապացուցել են ալյումինի թունավորությունը, որը բացասաբար է ազդում բույսերի, կենդանիների ու մարդկանց վրա։ Ալյումինը կավե հողերի բաղադրամաս է միջին թթվայնության արժեքներով, այն հայտնաբերվում է թեթևակի լուծվող, ոչ թունավոր ձևերով։ Երբ հողի թթվայնությունը մեծանում է, ալյումինի միացությունները լուծվում են, առաջանում են թունավոր միացություններ, որոնք քայքայում են արմատային համակարգը, և սննդային գործընթացը խաթարվում է։

pH-ի փոփոխությունները հանգեցնում են ջրային էկոհամակարգերի խորը կենսաքիմիական փոփոխություններին: Շատ օրգանիզմներ մահանում են թթվային միջավայրում վերարտադրվելու անկարողության պատճառով։ 6,0–5,0 pH-ում սատկում են սիգը, իշխանը, մոխրագույնը, սաղմոնը, պերճը և ցախաձուկը։ 4.5-ից ցածր pH-ի դեպքում միկրոօրգանիզմները մահանում են լճի ջրում, և անաէրոբ (թթվածնից զերծ) գործընթացները զարգանում են մեթանի և ջրածնի սուլֆիդի արտազատմամբ:

Թթվային տեղումները դանդաղորեն լուծարում են մարմարե և կրաքարային կառույցները: Առաջիկա 15-20 տարում արվեստի գործերի ամբողջական կորստի վտանգ կա։

ՓՈՐՁԱՐԱՐ ՄԱՍ

Աշխատանքային թեմա«Թթվային տեղումներ».

Աշխատանքի նպատակը– մթնոլորտային տեղումների pH արժեքի որոշում և կենդանի օրգանիզմների և ճարտարապետական կառույցների վրա թթվային տեղումների ազդեցության ուսումնասիրություն։

Աշխատանքի նպատակը.Սովորեք որոշել ջրի օքսիդունակությունը պերմանգանատի մեթոդով և իրականացնել արդյունքների առաջնային մշակում:

Ռեակտիվներ և լուծույթներ.

1. 0,01 Ն KMnO 4-ի լուծույթ (ավելի լավ է պատրաստել ֆիքսված ալիքներից. վերջինիս բացակայության դեպքում նմուշ վերցնել, որը հավասար է KMnO 4-ի մոլեկուլային քաշին, որը բաժանված է 5-ի և 100-ի, այսինքն՝ 158/(5100) = 0,316 գ, և ծավալային կոլբայի մեջ լուծվում է 1 լ. լուծույթի տիտրն անկայուն է ամեն անգամ, երբ որոշվում է օքսիդացումը.

Ուղիղ 0,01 Նօքսալաթթվի H 2 C 2 O 4 2H 2 O լուծույթ (պատրաստված ֆիքսանալներից):

25% ծծմբաթթվի լուծույթ (ըստ ծավալի):

Սպասք և սարքավորումներ.

1. 300 մլ կոնաձեւ կոլբաներ - ըստ նմուշների քանակի։

Ապակե մազանոթները կամ ուլունքները տեղադրվում են նմուշի կոլբայի հատակին օքսիդացումից առաջ՝ ապահովելու համար հեղուկի միատեսակ եռումը կոլբայի մեջ:

25 մլ տիտրացիոն բյուրետ:

Պիպետներ՝ 5 մլ 25% ծծմբաթթվի լուծույթի համար, 10 մլ՝ օքսալաթթվի լուծույթի համար:

Պահանջվող նմուշի ծավալը չափելու համար 100 մլ աստիճանավոր գլան կամ պիպետ:

Էլեկտրական վառարան կամ գազի այրիչ:

Ընդհանուր տեղեկություն.Ջուրը միշտ պարունակում է օրգանական նյութեր՝ կախոցների, կոլոիդային կամ մոլեկուլային միացությունների տեսքով։ Ներկայումս չկա բավականաչափ հուսալի մեթոդ՝ օրգանական նյութերը ջրից ամբողջությամբ մեկուսացնելու և քանակապես գնահատելու համար, հետևաբար, անուղղակի մեթոդներն ավելի հաճախ օգտագործվում են բնական ջրերում այս նյութի պարունակությունը գնահատելու համար: Օրգանական նյութերի քանակի ամենատարածված գնահատումը հիմնված է ջրի օքսիդացման վրա: Տակ օքսիդացումհասկանալ 1 լիտր ջրի մեջ պարունակվող օրգանական նյութերի օքսիդացման համար (որոշակի պայմաններում) սպառվող թթվածնի քանակը:

Կախված օգտագործվող օքսիդացնող նյութից, առանձնանում են պերմանգանատ (օքսիդիչ KMnO 4) և քրոմատ կամ երկքրոմատ (օքսիդիչ K 2 Cr 2 O 7 ծծմբաթթվի մեջ) օքսիդացում:

Օքսիդայնության որոշման պերմանգանատային մեթոդը առավել լայնորեն կիրառվում է, հատկապես ձկնաբուծության մեջ, քանի որ բիքրոմատ մեթոդը պահանջում է ավելի շատ ժամանակ և աշխատուժ: Համեմատելով երկքրոմատի և պերմանգանատի օքսիդացման արժեքները՝ կարելի է դատել ջրի մեջ օրգանական նյութերի քանակական բաղադրության մասին։

Որոշման սկզբունքը.Օքսիդացումն իրականացվում է փորձարկման ջուրը ճիշտ 10 րոպե եռացնելով՝ նմուշին ավելացված կալիումի պերմանգանատի լուծույթով։ Եռալու ժամանակ ատոմային թթվածինն ազատվում է KMnO 4-ից և հեշտությամբ օքսիդացող օրգանական նյութերը օքսիդանում են այդ թթվածնով։ Այս գործընթացը կարող է տեղի ունենալ ինչպես թթվային, այնպես էլ ալկալային միջավայրում: Սովորաբար քաղցրահամ ջրերում օքսիդացումն իրականացվում է թթվային միջավայրում, ծովային ջրերում՝ ալկալային միջավայրում։

2KMnO 4 + ZN 2 SO 4 = K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + ZN 2 O + 5O (19)

Ավելի լավ օքսիդացման համար անհրաժեշտ է նմուշին ավելցուկով ավելացնել կալիումի պերմանգանատի լուծույթ, այսինքն, որպեսզի եռացնելուց հետո նմուշը մնա վարդագույն: Եթե KMnO 4-ով եռացնելիս նմուշի գույնը դառնում է դարչնագույն, ապա օքսիդացումը պետք է կրկնել նորից՝ փորձարկման ջուրը նոսրացնելով 2,5 կամ 10 անգամ: Այն պերմանգանատը, որը չի օքսիդացրել օրգանական նյութերը, կրճատվում է նմուշին ավելացված օքսալաթթվի լուծույթով, որը համարժեք է ջրի նմուշի մեջ լցված կալիումի պերմանգանատի լուծույթին մինչև այն եռացնելը:

2КМnO 4 + 5С 2 Н 2 О 4 + 3Н 2 SO 4 - К 2 SO 4 + 2МnSO 4 + 10СО 2 + 8Н 2 О (20)

Նմուշում մնացած օքսալաթթվի քանակը, KMnO4-ի ավելցուկը նվազեցնելուց հետո, տիտրում են կալիումի պերմանգանատի լուծույթով։ Կալիումի պերմանգանատի լուծույթի քանակությունը, որն օգտագործվում է տիտրման համար, օգտագործվում է ջրի օքսիդացման մասին դատելու համար՝ 1 մլ 0,01: Ն KMnO 4-ի լուծույթը համարժեք է 0,08 մգ ատոմային թթվածնի, որն օգտագործվում է նմուշում օրգանական նյութերի օքսիդացման համար:

Վճռականության առաջընթաց. 100 մլ փորձանմուշից վերցրեք կոնաձև կոլբայի մեջ, ավելացրեք 5 մլ 25% ծծմբաթթվի լուծույթ և տաքացրեք մինչև եռման աստիճան: Եռման հենց սկզբում նմուշին ավելացնել 10 մլ 0,01 Ն KMnO 4-ի լուծույթ և այնուհետև նմուշը եռացնել ուղիղ 10 րոպե (ցանկալի է ժամանակը չափել երկրորդ ձեռքով կամ վայրկյանաչափով ժամացույցով): Պետք է ապահովել, որ եռացումը լինի միատեսակ և ոչ շատ բուռն։ Այդ նպատակով կոլբը նմուշով տաքացնելուց առաջ այս կոլբայի հատակին տեղադրվում են ապակե ուլունքներ կամ մազանոթներ, որոնք լավ լվացվում են թորած ջրով և չորանում։

Եթե եռման ժամանակ հայտնվում է շագանակագույն երանգ, ապա նմուշը պետք է գործի այնպես, ինչպես նշված է այս մեթոդով օքսիդացման որոշման սկզբունքում:

Եռման վերջում 10 մլ 0,01-ը նմուշի հետ ներմուծվում է կոլբայի մեջ: Նօքսալաթթվի լուծույթ, խառնել դրա պարունակությունը և գունաթափված հեղուկը տիտրել մինչև 0,01 Ն KMnO 4-ի լուծույթ, մինչև կայուն բաց վարդագույն երանգ հայտնվի:

CM լուծույթի տիտրի ուղղման գործոնի որոշումըոչ Ո 4 . KMnO 4 լուծույթի նորմալության ուղղման գործակիցը որոշելու համար նոր տիտրված նմուշին ավելացրեք 10 մլ ճիշտ 0,01, որը դեռ չի հասցրել սառչել: Նօքսալաթթվի լուծույթ և տիտրում մինչև 0,01 Նկալիումի պերմանգանատի լուծույթ.

Ուղղման գործակիցը հաշվարկվում է K=10/n (*) բանաձևով, որտեղ Պ - 10 մլ տիտրման համար օգտագործվող կալիումի պերմանգանատի լուծույթի մլ քանակը կազմում է ուղիղ 0,01 Նօքսալաթթվի լուծույթ:

Արդյունքների հաշվարկ.Որոշման գործընթացում գրառումները պետք է պահվեն աղյուսակում (տես Աղյուսակ 3) (Հավելված):

Օքսիդացման քանակը հաշվարկվում է բանաձևով.

Օ = մգ/լ, (21)

որտեղ A 1-ը KMnO 4 լուծույթի քանակն է, որն ավելացվել է նմուշին եռման սկզբում մլ. Ա 2 - նմուշի տիտրման համար օգտագործվող KMnO 4 լուծույթի քանակը, մլ; K-ն կալիումի պերմանգանատի լուծույթի տիտրի ուղղման գործոնն է. B - քանակությունը ճիշտ 0,01 Նօքսիդացումից հետո նմուշին ավելացված օքսալաթթվի լուծույթ, մլ; 0,08 - թթվածնի քանակությունը համարժեք 1 մլ 0,01 Ն KMnO4, մլ; V - վերլուծության համար վերցված նմուշի ծավալը, մլ.

Հաշվարկի արդյունքները պետք է կլորացվեն մինչև 0,01 մգ/լ:

Աշխատանքի կարգը.Նրանք ուսումնասիրում են լաբորատոր պայմաններում ջրի պերմանգանատային օքսիդացման որոշման սկզբունքը։ Որոշվում է ջրի պերմանգանատային օքսիդացումը: Պատրաստել հաշվետվություն.

Հաշվետվություն.

ՎԵՐԱՀՍԿՈՂԱԿԱՆ ՀԱՐՑԵՐ

Ի՞նչ է ջրի օքսիդացումը:

Անվանեք օքսիդացման որոշման մեթոդները: Որո՞նք են դրանց առավելություններն ու թերությունները:

Ի՞նչ միավորներով է արտահայտված օքսիդունակությունը.

Ո՞րն է պերմանգանատի մեթոդով օքսիդացման որոշման սկզբունքը:

Ի՞նչ կապ կա նմուշի տիտրման համար օգտագործվող KMnO 4 լուծույթի քանակի և օքսիդացման արժեքի միջև:

Ի՞նչ անել, եթե նմուշը կալիումի պերմանգանատի լուծույթով եռացնելու ընթացքում (օքսիդացման ժամանակ) կոլբայի լուծույթը դառնում է դարչնագույն: Ի՞նչ է սա ցույց տալիս:

ԼԱԲՈՐԱՏՈՐԱԿԱՆ ԱՇԽԱՏԱՆՔ թիվ 7

ՋՐԻ ԿԱՐՍՏՈՒԹՅԱՆ ՈՐՈՇՈՒՄ

Աշխատանքի նպատակը.Սովորեք որոշել ջրի կարծրությունը և իրականացնել արդյունքների նախնական մշակում:

Ռեակտիվներև լուծումներ։

1.0,02 Ն Ֆիքսանալներից պատրաստվում է Trilon B-ի լուծույթ (չեռաբազային էթիլենդիամինտետրաքացախաթթվի նատրիումի աղ: Ֆիքսատորների բացակայության դեպքում այս աղից վերցնում են 3,72 գ (Na 2 H 2 C 10 H 12 O 8 N 2 2H 2 O) և լուծարում 1 լիտրանոց ծավալային կոլբայի մեջ՝ աստիճանաբար լուծույթի ընդհանուր ծավալը հասցնելով. նշանը.

Բուֆերային լուծույթ (լուծել 20 գ NH 4 Cl թորած ջրի մեջ, ավելացնել 100 մլ խտացված ամոնիակի լուծույթ և թորած ջրով հասցնել 1 լիտրի ընդհանուր ծավալը):

Ցուցանիշի լուծույթ (քրոմածին սև) (0,5 գ El-00 ցուցիչը լուծվում է 10 մլ բուֆերային լուծույթում և ծավալը էթիլային սպիրտով կարգավորվում է մինչև 100 մլ)։

4. Ուղիղ 0,02 ՆՑանկալի է ֆիքսանալից պատրաստել մագնեզիումի սուլֆատ (MgSO 4 7H 2 O): Ուտեստներ.

1. 300 մլ կոնաձեւ կոլբաներ - ըստ նմուշների քանակի գումարած մեկ:

Պիպետներ՝ 5 մլ բուֆերային լուծույթի համար; 25 մլ կամ 10 մլ՝ անհրաժեշտ նմուշի ծավալը չափելու համար (եթե այն 50 մլ-ից պակաս է); 10 մլ-ի դիմաց MgSO 4 լուծույթի համար:

Կաթիլ սև քրոգենի համար:

100 մլ աստիճանավոր բալոն։

Ընդհանուր տեղեկություն. Ընդհանուր կարծրությունբնական ջուրը ցույց է տալիս երկվալենտ հողալկալիական մետաղների կատիոնների և, առաջին հերթին, կալցիումի և մագնեզիումի պարունակությունը: Այս տարրերը ջուր են մտնում կարբոնատների տարրալուծման ժամանակ կամ հողի ծածկույթի վերին շերտերում տեղի ունեցող կենսաքիմիական պրոցեսների արդյունքում։ Քաղցրահամ ջրի կարծրությունը շատ տարբեր է: Հատկապես փափուկ են ճահիճային ջուրը և հիմնականում տեղումներով (1-2°N) լցված լճակներից։ 20°Nem և ավելի բարձր կարծրություն բնորոշ է ստորերկրյա ջրերի և գետերի, լճակների և լճերի համար, որոնք տեղակայված են Ca և Mg հեշտությամբ տարրալվացող աղերով հողերի վրա, հատկապես, եթե այդ ջրամբարների ջրերը հարուստ են CO 2-ով, ինչը նպաստում է կարբոնատների տարրալուծմանը:

Որոշ հարավային շրջաններում կան լճեր, որոնց ջրի կարծրությունը հասնում է 100°Հ և ավելի բարձր։

Ջրի մեջ կարբոնատների և բիկարբոնատների քանակին համարժեք կալցիումի և մագնեզիումի քանակը կոչվում է. կարբոնատային կարծրություն. Ոչ կարբոնատային կարծրություն- ընդհանուր և կարբոնատային կարծրության տարբերությունը - ցույց է տալիս հանքային թթուների անիոններին համապատասխանող հողալկալիական մետաղների կատիոնների քանակը՝ քլորիդ, սուլֆատ, նիտրատ իոններ և այլն:

Ձկնաբուծական լճակների համար շատ փափուկ և ցածր ալկալայնություն ունեցող ջուրը անցանկալի է: Ջրային օրգանիզմների Ca-ի և Mg-ի կարիքը բավարարելու համար ջուր է անհրաժեշտ առնվազն 2 մգ/լ ալկալայնությամբ և մոտ 5° Հեմ կարծրությամբ:

Որոշման սկզբունքը.Ամենատարածված մեթոդներից է ընդհանուր կարծրության տրիլոնոմետրիկ որոշումը սև քրոմոգենի ցուցիչով։ Նմուշին ավելացվում է ցուցիչի որոշակի քանակություն՝ նախապես ամոնիակային բուֆերով միջավայրի ռեակցիան հասցնելով pH 10-ի։ և կալցիումը սկզբում մտնում է միացություն որպես ավելի ակտիվ, ապա մագնեզիում.

Na 2 Hind + Ca 2+
CaHInd+2Na+ (22)

Na 2 Hind + Mg 2+
MgHInd + 2Na + (23)

Ցուցանիշով մագնեզիումի կոմպլեքսը ունի գինու-կարմիր գույն, որի արդյունքում ցուցիչը ավելացնելուց հետո ամբողջ լուծույթը դառնում է գինու կարմիր, այնուհետև փորձարկման հեղուկը տիտրվում է Trilon B-ի լուծույթով, տեղի է ունենում անցում. կալցիումի և մագնեզիումի կատիոնների ցուցիչով բարդույթներից մինչև Trilon B-ի բարդույթը, քանի որ Ca 2+ և Mg 2+ - ինդիկատորով կոմպլեքսներն ավելի տարանջատված են, քան այս կատիոնների կոմպլեքսները տրիլոնի հետ.

CaHInd + Na 2 H 2 (տրիլ.) = CaH 2 (տրիլ.) + Na 2 HJnd; (24)

MgНInd + Na 2 H 2 (տրիլ.) = MgH 2 (տրիլ.) + Na 2 HJnd. (25)

Այս անցման արդյունքում ցուցիչը վերականգնվում է, և համարժեք կետում տիտրված լուծույթը փոխում է գույնը դեպի կապույտ, քանի որ սև քրոմոգենը տարբեր գույն ունի միջավայրի տարբեր pH արժեքներում:

pH 6.3 pH 11.5

NaH 2 Jnd
Նա 2 ՀՋնդ
Na3Jnd (26)

Գինու կարմիր Կապույտ դեղնավուն մոխրագույն

Վճռականության առաջընթաց.Նմուշի քանակը վերցվում է կախված կարծրության արժեքից. եթե կարծրությունը չի գերազանցում 5 մմոլ/լ-ը, ապա վերցնել 100 մլ ջուր; եթե կարծրությունը 5-10 մմոլ/լ է, վերցրեք 50 մլ; 10-20 մմոլ/լ կարծրության արժեքով, վերլուծության համար ջրի ծավալը 25 մլ է և, վերջապես, 20 մմոլ/լ-ից ավելի ջրի կարծրության դեպքում նմուշի ծավալը կկազմի 10 մլ: Բոլոր դեպքերում, բացառությամբ առաջինի, նմուշի ընդհանուր ծավալը պետք է հասցվի 100 մլ թորած ջրով: Կարծրությունը որոշելու համար այս մեթոդն օգտագործելիս պետք է նկատի ունենալ, որ որոշ մետաղներ, ինչպիսիք են երկաթը, ալյումինը, եթե դրանց պարունակությունը ջրում գերազանցում է 20 մգ/լ-ը, և պղինձը, եթե դրա պարունակությունը 0,3 մգ/լ-ից ավելի է, խանգարում են. որոշումը՝ ստեղծելով մշուշոտ գունային անցում տիտրման վերջում: Պղնձի ազդեցությունը վերացնելու համար ջրի մեջ ավելացրեք 1 մլ Na 2 S լուծույթ, նախքան որոշումը, նմուշը տեղադրեք կոնաձև կոլբայի մեջ, ավելացրեք 5 մլ բուֆերային լուծույթ և 10 կաթիլ սև քրոմոգենի լուծույթ: տիտրել Trilon B լուծույթով, մինչև գինու կարմիր գույնը փոխվի կապույտի: Դանդաղ տիտրում ենք՝ անընդհատ խառնելով կոլբայի պարունակությունը շրջանաձև շարժումներով: Տիտրման վերջում Trilon B լուծույթը կաթիլային ավելացնում են 10-15 վ դադարներով։

Trilon B լուծույթի նորմալության համար ուղղիչ գործոնի որոշումը. Վերցրեք 10 մլ ուղիղ 0,02 կոնաձև կոլբայի մեջ Ն մագնեզիումի սուլֆատի լուծույթ, թորած ջրով ծավալը հասցնել 100 մլ, ավելացնել 5 մլ բուֆերային լուծույթ, ցուցիչի 10 կաթիլ և տիտրել Trilon B լուծույթով, մինչև կարմիր-մանուշակագույն գույնը դառնա կապույտ։ Լուծման նորմալության ուղղման գործակիցը որոշվում է (*) բանաձևով, որում Պ- տիտրման համար օգտագործվող Trilon B լուծույթի քանակը 10 մլ 0.02 Նմագնեզիումի սուլֆատի լուծույթ: Ուղղման գործակիցը հաշվարկվում է 0,01 ճշտությամբ:

Արդյունքների հաշվարկ.Որոշման գործընթացում գրառումները պահվում են աղյուսակային տեսքով (Աղյուսակ 1-ի (Հավելված) օրինակով):

Ընդհանուր կոշտության արժեքը հաշվարկվում է բանաձևով.

Սա 2+ + Մէ 2+  = Ա Ն TO 1000/ Վ մմոլ/լ, (27)

որտեղ A-ն նմուշի տիտրման համար օգտագործվող Trilon B լուծույթի քանակն է, մլ; N - Trilon B լուծույթի նորմալություն; ԴԵՊԻ - Trilon B լուծույթի նորմալության ուղղման գործակիցը. Վ – վերլուծության համար վերցված նմուշի ծավալը, մլ.

Ստացված արդյունքները պետք է արտահայտվեն մմոլ/լ և գերմանական աստիճաններով: Ընդհանուր կարծրությունը գերմանական աստիճաններով արտահայտելիս պետք է նկատի ունենալ, որ նախկինում ջրի մեջ որոշվում էին ոչ թե մետաղական կատիոնները, այլ դրանց օքսիդները։ Մասնավորապես, ջրի կարծրությունը որոշելիս կալցիումի պարունակությունը հաշվարկվել է CaO-ով, մեկ գերմանական աստիճանի համապատասխանող 10 մգ CaO: Այսպիսով, 1 մմոլ/լ կարծրությունը համապատասխանում է 1 մմոլ CaO/10, այսինքն. (28 մգ.1)/10 մգ = 2,8°Գեմ.

Արդյունքները կլորացվում են մինչև 0,001 մմոլ/լ և 0,1° գերմանական:

Հաշվետվություն.Այս լաբորատոր աշխատանքի հաշվետվությունը բաղկացած է ուսուցչի հետ բանավոր հարցազրույցից: Չափումների արդյունքները ներկայացված են սահմանված ձևով:

ՎԵՐԱՀՍԿՈՂԱԿԱՆ ՀԱՐՑԵՐ

Ո՞րն է ջրի ընդհանուր կարծրությունը:

Ո՞ր միավորներն են արտահայտում ընդհանուր կոշտության արժեքը:

Ի՞նչ սկզբունքով է որոշվում ջրի ընդհանուր կարծրությունը տրիլոնոմետրիկ մեթոդով:

Ինչպե՞ս որոշել Trilon B լուծույթի տիտրի ուղղման գործակիցը:

ԼԱԲՈՐԱՏՈՐԱԿԱՆ ԱՇԽԱՏԱՆՔ թիվ 8

ԿԱԼՑԻՈՒՄԻ ԲՈՎԱՆԴԱԿՈՒԹՅԱՆ ՈՐՈՇՈՒՄ (Ca 2 *) ԵՎ ՄԱԳՆԵԶԻՈՒՄ(Մէ 2+ ) INՋՈՒՐ

Աշխատանքի նպատակը. Սովորեք որոշել կալցիումի (Ca 2+) և մագնեզիումի (Mg 2+) պարունակությունը ջրում և իրականացնել արդյունքների նախնական մշակում։

Ռեակտիվներ և լուծույթներ.

1. 0,02 Ն Trilon B լուծույթ (պատրաստման համար տե՛ս լաբորատոր աշխատանք թիվ 6):

2Ն NaOH լուծույթ (80 գ քիմիապես մաքուր NaOH լուծվում է 1 լիտր թորած ջրի մեջ):

Չոր ցուցիչ խառնուրդ (0,5 գ մուրեքսիդ և 9,5 գ NaCl մանրակրկիտ մանրացված են հավանգի մեջ և պահվում են աղացած խցանով շշի մեջ):

Ուտեստներ.

1. 300 մլ կոնաձև կոլբաներ - բայց նմուշների քանակը գումարած մեկ է:

Պիպետներ՝ 2 մլ 2-ի համար Ն NaOH լուծույթ, 25 մլ՝ նմուշի պահանջվող ծավալը չափելու համար, եթե այն 50 մլ-ից պակաս է:

25 մլ բյուրետ:

100 մլ աստիճանավոր բալոն։

Ընդհանուր տեղեկություն.Կալցիումի պարունակությունը որոշելու սկզբունքը նույնն է, ինչ ջրի ընդհանուր կարծրության համար: Կալցիումի պարունակությունը որոշվում է ծավալային տրիլոնոմետրիկ մեթոդով։ Որպես ցուցիչ օգտագործվում է մուրեքսիդը (ամոնիումի պյուրպուրատ), որը կալցիումի հետ համատեղ գունավորվում է վառ կարմիր։ Ցուցանիշի ազատ ձևը ալկալային միջավայրում ունի մանուշակագույն գույն: Անալիզի համար վերցված նմուշի ծավալը կախված է կալցիումի պարունակությունից. 100 մլ՝ Ca 2+ պարունակությամբ 0,5-ից 2,5 մմոլ/լ, 50 մլ՝ 2,5-ից 5 մմոլ/լ Ca 2+ պարունակությամբ և 25 մլ, երբ Ca 2-ը: + պարունակությունը 5 մմոլ/լ-ից ավելի է։

Mg 2+ կոնցենտրացիան ջրում հաշվարկվում է կալցիումի քանակով և ընդհանուր կարծրության արժեքով։

Վճռականության առաջընթաց.Չափել անհրաժեշտ քանակությամբ փորձնական ջուր կոնաձև կոլբայի մեջ և թորած ջրով կարգավորել ծավալը մինչև 100 մլ, ապա ավելացնել 2 մլ 2: Ն NaOH լուծույթ և 30 մգ չոր ցուցիչ խառնուրդ: Տիտրեք նմուշը Trilon B լուծույթով, մինչև վառ կարմիր գույնը դառնա մանուշակագույն: Տիտրման գործընթացում կոնաձև կոլբայի հեղուկը պետք է ակտիվորեն խառնվի:

Հաշվարկարդյունքները։Գրառումները պահվում են աղյուսակներում՝ համաձայն աղյուսակ 1-ի օրինակի (կցվում է):

Ն(Սա 2+ ) = Ա Ն TO 1000/ Վմմոլ/լ,(28)

Որտեղ Ա- նմուշի տիտրման համար օգտագործվող Trilon B լուծույթի քանակը.

N - Trilon B լուծույթի նորմալությունը; K - Trilon B-ի նորմալության ուղղում;

Վ –

Բացի մմոլ/լ-ից, Ca 2+-ի պարունակությունն արտահայտվում է մգ/լ-ով, բանաձևից ստացված արդյունքը (25) պետք է բազմապատկվի 20,04 մգ-ով, որը համապատասխանում է 1 մմոլ (համարժեք) Ca 2+-ի: Այս մեթոդով ջրում կալցիումի որոշման ճշգրտությունը ≈ 1% է:

Ջրի ընդհանուր կարծրությունը և Ca 2+ պարունակությունը որոշելուց հետո պարզ հաշվարկով կարելի է որոշել դրանում առկա մագնեզիումի (Mg 2+) քանակը։ Դա անելու համար որոշեք Mg +2 պարունակությունը մմոլ/լ-ով որպես ընդհանուր կարծրության տարբերություն՝ արտահայտված մմոլ/լ-ով և կալցիումի պարունակությունը մմոլ/լ-ով: Այնուհետև Mg 2+ պարունակությունը արտահայտեք մգ/լ-ով՝ նախորդ արդյունքը բազմապատկելով 12,16-ով:

ՎԵՐԱՀՍԿՈՂԱԿԱՆ ՀԱՐՑԵՐ

1. Ինչու՞ է անհրաժեշտ Ca 2+-ի առկայությունը ձկնաբուծարանների ջրում։

Ո՞րն է ջրի մեջ Ca 2+-ի որոշման սկզբունքը:

Ինչպե՞ս որոշել ջրում պարունակվող Mg 2+-ի քանակը:

Ի՞նչ միավորներ են օգտագործվում ջրի մեջ Ca 2+ և Mg 2+ քանակությունն արտահայտելու համար:

ԼԱԲՈՐԱՏՈՐԱԿԱՆ ԱՇԽԱՏԱՆՔ թիվ 9.

ՋՐՈՒՄ Քլորիդի պարունակության ՈՐՈՇՈՒՄԸ

Աշխատանքի նպատակը.Սովորեք որոշել ջրի մեջ քլորիդի պարունակությունը և իրականացնել արդյունքների նախնական մշակում:

Ռեակտիվներ և լուծույթներ.

1. Արծաթի նիտրատի լուծույթ (AgNO3), 1 մլ որից 1 մգ նստվածքը Cl ¯. Վերցրեք 4,791 գ բյուրեղային արծաթի նիտրատի նմուշ և լուծեք ծավալային կոլբայի մեջ 1 լիտր թորած ջրով։

10% քլորիդ ազատ կալիումի քրոմատ լուծույթ: Վերցրեք 100 գ K 2 CrO 4 և լուծեք փոքր քանակությամբ թորած ջրի մեջ, այնուհետև ավելացրեք մի քանի կաթիլ AgNO 3 մինչև կարմրաշագանակագույն նստվածք առաջանա: Թողեք լուծույթը նստի, ապա զտեք և թորած ջրով դրա ծավալը հասցրեք 1000 մլ։

Նատրիումի քլորիդի լուծույթ, որից 1 մլ պարունակում է ուղիղ 1 մգ Cl - Վերցրեք 1,6486 գ քիմիապես մաքուր NaCl-ի նմուշ և լուծեք այն թորած ջրով 1 լիտր ծավալային կոլբայի մեջ:

Ուտեստներ.

1. Կոնաձև կոլբաներ 300 մլ ծավալով - ըստ նմուշների քանակի գումարած մեկ:

Պիպետներ՝ 10 մլ NaCl լուծույթի համար; 1 մլ-ի համար աստիճանավորված K 2 CrO 4 լուծույթի համար:

100 մլ աստիճանավոր բալոն։

Ընդհանուր տեղեկություն.Քլորիդները ծովի ջրի աղի բաղադրության հիմնական բաղադրիչն են։ Ցամաքային ջրամբարներում դրանց պարունակությունը աննշան է, բացառությամբ որոշ լճերի, որոնք գտնվում են աղի հողի վրա կամ հիմնականում սնվում են բարձր հանքայնացված ստորերկրյա ջրերով: Նման ջրամբարներ կան տեղ-տեղ Ուկրաինայի և Ռուսաստանի հարավային տարածքներում և Կենտրոնական Ասիայում։ Այս ջրամբարներում քլորիդների պարունակությունը հասնում է հարյուրավոր և նույնիսկ հազարավոր միլիգրամի 1 լիտրում, թեև սովորաբար դրանց քանակը ցամաքային ջրերում չի գերազանցում 100 մգ/լ-ը։ Եթե քլորիդի ավելացված պարունակությունը հնարավոր չէ բացատրել հիդրոօդերեւութաբանական պայմաններով, ապա դա ծառայում է որպես օտարերկրյա աղտոտվածության ցուցանիշ: Երկրային ջրային մարմիններում քլորիդները որոշվում են ծովերում և օվկիանոսներում հանքայնացման և աղտոտվածության արժեքը ստանալու համար, ջրի աղիությունը հաշվարկվում է քլորիդների քանակից:

Որոշման սկզբունքը.Քաղցրահամ ջրում քլորիդների որոշումը արգենտոմետրիկ մեթոդով հիմնված է քլորի անիոնների նստեցման վրա՝ տիտրման ժամանակ արծաթի նիտրատի լուծույթով։ Որպես ցուցիչ օգտագործվում է կալիումի քրոմատի լուծույթ։ Կատարվողի քիմիական էությունը կարող է ներկայացվել ռեակցիայի հավասարմամբ.

NaCl + AgNO 3 = AgCl↓ + NaNO 3. (29)

Հենց որ բոլոր քլորի անիոնները կապվում են, ռեակցիան սկսվում է.

K 2 CrO 4 + 2AgNO 3 = Ag 2 CrO 4 + 2KNO 3. (30)

Ag 2 CrO 4 աղի առաջացումը կնշանակվի լուծույթի գույնի անցումով կիտրոնի դեղինից կարմրավունի, որը չի անհետանում թափահարմամբ:

Ծովի ջրի քլորի և աղիության որոշման սկզբունքը նման է քաղցրահամ ջրի քլորիդների որոշման սկզբունքին: Այնուամենայնիվ, ծովի ջրի քլորի պարունակության որոշման տեխնիկան շատ էական տարբերություններ ունի քաղցրահամ ջրային մարմիններում քլորիդների որոշման տեխնիկայից:

Քլորը որոշելու համար պատրաստել այնպիսի կոնցենտրացիայի արծաթի նիտրատի լուծույթ, որ ծովի ջրի տիտրման ժամանակ բյուրետի ցուցանիշը մոտավորապես համապատասխանի քլորի արժեքին: Օրինակ՝ նորմալ (35%) աղիությամբ ջրի համար, որի քլորի պարունակությունը կազմում է 19,38% (տեսակարար կշիռը՝ 1,02674), արծաթի նիտրատի կոնցենտրացիան կլինի.

(4,791151,02674) / 2 =36,92 գ/լ,

որտեղ 4.791-ը AgNO 3-ի քանակն է, որը նստեցնում է 1 գ քլոր, պայմանով, որ տիտրման համար վերցվի 15 մլ ծովի ջուր:

1 լիտր լուծույթ պատրաստելու համար վերցնում են AgNO 3-ի նմուշ 3,71 գ քանակով՝ հաշվի առնելով աղի առկայությունը AgNO 3 աղի մեջ, որն արտադրվում է արդյունաբերական ճանապարհով։

Ծովի ջրի քլորի պարունակությունը որոշելիս օգտագործվում են հատուկ բյուրետներ և պիպետներ: Այս բյուրետները սովորականներից տարբերվում են լուծույթը զրոյական բաժանման ավտոմատ լրացման և տեղադրման սարքերի առկայությամբ: Բյուրետի յուրաքանչյուր բաժանում ունի 2 մլ ծավալ, ամբողջ բաժանումն իր հերթին ենթաբաժանում է 20 կոտորակային: Սա թույլ է տալիս հետհաշվարկել տիտրման ժամանակ 0,01 մլ ճշգրտությամբ: Բյուրետները հասանելի են մի քանի տեսակի՝ տարբեր քլորային պարունակությունները որոշելու համար:

Պիպետները ավտոմատ են և ունեն նույն տարողությունը՝ 15 մլ։ 15 մլ նմուշը տեղադրվում է հատուկ տիտրացիոն ապակու մեջ, հաստ օվալաձև հատակով, մոտ 300 մլ տարողությամբ: Տիտրման ընթացքում նմուշը մանրակրկիտ խառնվում է ապակե ձողով:

Արծաթի նիտրատի լուծույթի տիտրը ստուգելու և փորձարկման ջրի մեջ քլորի պարունակությունը որոշելու համար անհրաժեշտ է տիտրել ծովի ջրի նմուշը հստակ հայտնի քլորի արժեքով (այսպես կոչված «նորմալ» ջուր) նույն պայմաններում, ինչ նմուշը։ Նորմալ ջուրը օվկիանոսի ջուրն է, որի քլորի պարունակությունը ճշգրիտ որոշված է և համապատասխանում է օվկիանոսի միջին աղիությանը (35%): Սովորական ծովային ջուրն արտադրվում է 250 մլ տարողությամբ փակ ապակե տարաներում, որոնց պիտակի վրա նշված է քլորի ճշգրիտ արժեքը։

Վճռականության առաջընթաց. 100 մլ փորձանմուշից վերցրեք կոնաձև կոլբայի մեջ (եթե ջուրն ավելի պղտոր է, զտեք), ավելացրեք 1 մլ K2CrO4 10% լուծույթ և անընդհատ խառնելով տիտրեք AgNO3 լուծույթով, մինչև կայուն կարմրավուն երանգ առաջանա: Ցանկալի է տիտրել երկու «վկաներով» (մի կոլբայի մեջ կա միայն K 2 CrO 4 նմուշ, մյուսում՝ մի փոքր գերտիտրված նմուշ):

Ա լուծույթի տիտրի ուղղման որոշումgNO 3 . AgNO3 տիտրի ուղղումը որոշվում է NaCl ճշգրիտ լուծույթի միջոցով, որից 1 մլ պարունակում է 1 մգ Cl¯:

10 մլ NaCl լուծույթը լցնում ենք կոնաձև կոլբայի մեջ, թորած ջրով չափում ենք ծավալը մինչև 50 մլ, ավելացնում 0,5 մլ K2CrO4 10% լուծույթ և տիտրում արծաթի նիտրատի լուծույթով, մինչև լուծույթի գույնը փոխվի։ Ուղղումը որոշվում է (*) բանաձևով, որտեղ n-ը AgNO 3 լուծույթի մլ-երի թիվն է, որն օգտագործվում է 10 մլ NaCl լուծույթի տիտրման համար:

Արդյունքների հաշվարկ.Աշխատանքը կատարելիս բոլոր գրառումները կատարվում են Աղյուսակ 1-ին նմանվող աղյուսակում (Հավելված):

C (Cլ¯) = (Ա 1  TO 1000)/ Վմգ/լ (31)

որտեղ A-ն նմուշի տիտրման համար օգտագործվող AgNO 3 լուծույթի քանակն է, մլ;

1 - Cl¯-ի քանակությունը, որը տիտրման ընթացքում նստեցնում է 1 մլ AgNO 3 լուծույթ;

TO- AgNO 3 լուծույթի տիտրի ուղղում; Վ- վերլուծության համար վերցված նմուշի ծավալը.

Ծովի ջրի քլորի պարունակությունը որոշելիս տիտրման արդյունքները հաշվարկվում են բանաձևով.

ՀԵՏլ % = ա + TO (32)

Որտեղ Ա- շտկված բյուրետի ընթերցում (հաշվում է նմուշի տիտրումից հետո բյուրետի ուղղումը), TO-տիտրման ուղղում, որը հայտնաբերված է «Օվկիանոսագրական աղյուսակներից»: Իմանալով քլորի պարունակությունը՝ ջրի աղիությունը հայտնաբերված է «Օվկիանոսագրական աղյուսակներում». որի արժեքը (գ/կգ) արտահայտված է ppm-ով (%):

ՎԵՐԱՀՍԿՈՂԱԿԱՆ ՀԱՐՑԵՐ

Ի՞նչն է որոշում ջրի մեջ քլորիդների պարունակությունը:

Ո՞րն է քաղցրահամ ջրի մեջ քլորիդների որոշման սկզբունքը:

Ի՞նչ կապ կա նմուշի տիտրման համար օգտագործվող AgNO 3 քանակի և ջրի մեջ Cl¯ պարունակության միջև:

Որքա՞ն է ծովի ջրի աղիությունը և ինչպես է այն որոշվում:

5. Ի՞նչ միավորներով են արտահայտվում ջրի մեջ պարունակվող քլորիդների քանակը, ինչպես նաև աղիության արժեքը:

ԼԱԲՈՐԱՏՈՐԱԿԱՆ ԱՇԽԱՏԱՆՔ թիվ 10.

ՋՐՈՒՄ ՍՈՒԼՖԱՏԻ ԲՈՎԱՆԴԱԿՈՒԹՅԱՆ ՈՐՈՇՈՒՄԸ

Աշխատանքի նպատակը.Սովորեք որոշել ջրի մեջ սուլֆատների պարունակությունը և իրականացնել արդյունքների նախնական մշակում:

Ռեակտիվներ և լուծույթներ.

Բարիումի քրոմատ (BaCrO 4), քիմիապես մաքուր։

2,5 Նաղաթթվի լուծույթ: Վերցրեք 2,08 մլ խտացված աղաթթու և թորած ջրով կարգավորեք ծավալը մինչև 10 մլ:

10% կալիումի յոդիդի լուծույթ:

5% ամոնիակի լուծույթ: Վերցրեք 20 մլ 25% ամոնիակի լուծույթ և թորած ջրով կարգավորեք ծավալը մինչև 100 մլ:

0,05 Ննատրիումի թիոսուլֆատի լուծույթ: Վերցրեք 12,40 գ NaS 2 O 3 5H 2 O և 1 լիտրանոց ծավալային կոլբայի մեջ թորած ջրով ծավալը հարմարեցրեք նշագծին:

1% օսլայի լուծույթ:

Na 2 S 2 O 3 լուծույթի տիտրի ուղղումը որոշելու ռեագենտներ.

Ուտեստներ.

1 աստիճանավոր բալոն՝ 200 և 100 մլ տարողությամբ։

2 կոնաձև կոլբա 300 մլ տարողությամբ - ըստ նմուշների քանակի գումարած մեկ:

Պիպետներ՝ 1 մլ 3 հատ. (HCl-ի, ամոնիակի և օսլայի լուծույթի համար); 10 մլ համար 3 հատ. (HCl լուծույթի համար, KJ, KJO 3):

Բյուրետ 25 մլ տարողությամբ։

250 և 100 մլ տարողությամբ ծավալային կոլբաներ։

Զտիչ թուղթ կապույտ շերտով:

Ընդհանուր տեղեկություն.Ծծմբաթթվի աղերը (սուլֆատները) առկա են քաղցրահամ ջրային մարմինների մեծ մասում՝ մինչև 20-30 մգ/լ քանակությամբ: Սուլֆատների մեծ մասը հայտնաբերված է ջրամբարներում, որոնք տեղակայված են CaSO 4 և աղի պարունակող հողերի վրա, մասնավորապես, Ուկրաինայի որոշ հարավային շրջաններում և Ռուսաստանի եվրոպական մասում:

Սուլֆատներն իրենք էական ազդեցություն չունեն կենդանի օրգանիզմների գոյության վրա, սակայն դրանց բարձր պարունակությունը ջրում օրգանական նյութերի առատությամբ կարող է հանգեցնել ջրածնի սուլֆիդի առաջացմանը։

Սուլֆատների ավելացված քանակությունը (ավելի քան 20-30 մգ/լ) վկայում է ջրամբարի օտարերկրյա աղտոտման մասին: Այդ նպատակով սուլֆատները ուսումնասիրվում են ձկնաբուծության օգտագործման ենթակա ջրային մարմիններում: Բացի այդ, սուլֆատների քանակի որոշումը անհրաժեշտ է ջրի բաղադրության ամբողջական պատկերացում կազմելու և դրա հանքայնացման արժեքը ստանալու համար։

Ծավալային մեթոդի սկզբունքը սուլֆատ իոնների նստեցումն է բարիումի քրոմատ BaCrO4-ով.

K 2 SO 4 + BaCgO 4 = BaSO 4 ↓ + K 2 СгО 4 (33)

Ազատված քրոմատ իոնների քանակը, որը համարժեք է նստվածքային սուլֆատների քանակին, որոշվում է յոդոմետրիկ եղանակով՝ նմուշում KJ և HCl ավելացնելուց հետո: Ազատված յոդի քանակը համարժեք է լուծույթում CrO 4 2 ¯ անիոնների քանակին.

2K 2 CrO 4 + 16HCl + 6KJ = 10KCl + 2CrCl 3 + 8H 2 O + 3J 2 (34)

Ազատված յոդը տիտրվում է նատրիումի թիոսուլֆատի լուծույթով.

J 2 + 6Na 2 S 2 O 3 = bNaJ + Na 2 S 4 O 6: (35)

Նատրիումի թիոսուլֆատի քանակությունը, որն օգտագործվում է տիտրման համար, օգտագործվում է ջրի մեջ սուլֆատ իոնների պարունակությունը որոշելու համար:

Վճռականության առաջընթաց.Փորձարկման ջրի պահանջվող քանակությունը սովորաբար

200 մլ, բայց եթե սուլֆատի պարունակությունը շատ մեծ է, վերցրեք ավելի փոքր ծավալ և նմուշը նոսրացրեք թորած ջրով մինչև 200 մլ, դրեք կոնաձև կոլբայի մեջ, ավելացրեք 1 մլ 2,5: Ն HCl լուծույթը և տաքացնել մինչև եռալ:

Զգուշորեն լցնել 500 մգ BaCrO4 եռացող նմուշի մեջ (հակառակ դեպքում կարող է գոլորշի և հեղուկ դուրս գալ) և շարունակել եռալ ևս մի քանի րոպե, մինչև կիտրոնի դեղնավուն լուծույթը դառնա բաց նարնջագույն:

Այնուհետև չեզոքացնել ամոնիակի 5%-անոց լուծույթով՝ կաթիլ առ կաթիլ ավելացնելով, մինչև նարնջագույն գույնը դառնա կիտրոնի դեղնավուն և սառչի մինչև սենյակային ջերմաստիճան։ Նստվածքի հետ սառեցված նմուշը տեղափոխում են 250 մլ ծավալային կոլբայի մեջ, և ընդհանուրը թորած ջրով ճշգրտվում է նշագծին, բազմիցս ողողում են կոլբը թորած ջրով և լցնում այդ ջուրը ծավալային կոլբայի մեջ:

Ծավալային կոլբայի պարունակությունը խառնվում է և զտվում խիտ առանց մոխրի ֆիլտրով (կապույտ շերտով) 100 մլ ծավալային կոլբայի մեջ՝ ֆիլտրատի առաջին մասերը թափելով, 100 մլ ֆիլտրի հեղուկը տեղափոխվում է կոնաձև կոլբայի մեջ մլ 10% ԿՋ լուծույթ և 10 մլ 2,5 Ն HCl լուծույթ և 5 րոպե հետո տիտրում են թողարկված յոդը 0,05 Նթիոսուլֆատի լուծույթ, որոշելով տիտրման ավարտը օսլայի միջոցով:

Նատրիումի թիոսուլֆատի լուծույթի տիտրի ուղղման գործոնի որոշումը:

Ուղղման գործակիցը որոշվում է 0,01-ով Ն KJO3 լուծումը հետևյալ կերպ. 10 մլ 0.01 պիպետով լցնել կոնաձև տիտրման կոլբայի մեջ Ն KJO 3 լուծույթ, ավելացնել 0,5 գ բյուրեղային KJ (կշռված տեխնոքիմիական հավասարակշռության վրա) և 1 մլ H 2 SO 4 լուծույթ կամ 2 մլ 25% H 2 SO 4 կամ խտացված HCl: Կոլբայի պարունակությունը խառնում են, ապա արձակված յոդը տիտրում են նատրիումի թիոսուլֆատի լուծույթով, անընդհատ խառնելով, մինչև այն ստանա թույլ ծղոտի գույն։ Տիտրման ավարտն ավելի ճշգրիտ հայտնաբերելու համար կոլբայի մեջ ավելացրեք 1 մլ թարմ պատրաստված օսլայի լուծույթ. օսլան ազատ յոդի առկայության դեպքում լուծույթը դարձնում է կապույտ: Նմուշը տիտրում են մինչև այն գունաթափվի մեկ կաթիլ թիոսուլֆատի լուծույթով:

Na 2 S 2 O 3 լուծույթի կոնցենտրացիայի ուղղման գործակիցը որոշելիս տիտրումը կատարվում է երկու անգամ: Զուգահեռ տիտրման ժամանակ բյուրետների ցուցումների անհամապատասխանությունը չպետք է գերազանցի 0,03-0,05 մլ: Ուղղիչ գործոն Կ որոշվում է (*) բանաձևով, որտեղ n-ը Na 2 S 2 O 3 լուծույթի մլերի թիվն է, որն օգտագործվում է 10 մլ KJO 3 լուծույթի տիտրման համար։

Երկու զուգահեռ տիտրումներից n թվաբանական միջին արժեքը փոխարինվում է բանաձևով (*):

Արդյունքների հաշվարկ.Որոշման գործընթացի ընթացքում գրանցումները պահվում են Աղյուսակ 1-ին նման ձևով (Հավելված): Սուլֆատների պարունակությունը ջրի մեջ արտահայտվում է մգ/լ և մմոլ(համարժեք)/լ: Հաշվարկի բանաձևն ունի հետևյալ տեսքը.

ՀԵՏ (ՍՄԱՍԻՆ 4 2 ¯) = (2.5 Ա TO 1,6  1000)/ Վմգ/լ (36)

որտեղ A-ն 0,05 մեծությունն է Ննատրիումի թիոսուլֆատի լուծույթ, որն օգտագործվում է 100 մլ ֆիլտրատի տիտրման համար, K - նատրիումի թիոսուլֆատի լուծույթի նորմալության ուղղման գործոն; 1.6 - մգ SO 4 2 ¯ քանակություն, համարժեք 1 մլ 0.05 Ննատրիումի թիոսուլֆատի լուծույթ, տես ռեակցիայի հավասարումները (33), (34), (35); 2.5-ը անհրաժեշտ փոխակերպման գործակիցն է, քանի որ տիտրման համար սուլֆատների նստեցումից հետո նմուշի ընդհանուր ծավալից (250 մլ) վերցվել է ընդամենը 100 մլ. Վ- վերլուծության համար վերցված նմուշի ծավալը.

Սուլֆատների մգ/լ քանակությունը մմոլ(համարժեք)/լ-ի փոխարկելու համար (36) բանաձևից ստացված արժեքը բաժանվում է 48,03-ի, որը համապատասխանում է SO 4 2– անիոնի 1 մմոլ (համարժեք) անիոնի:

Սուլֆատի որոշման արդյունքները պետք է կլորացվեն մինչև 0,001 մմոլ(էկ)/լ և 0,1 մգ/լ:

ՎԵՐԱՀՍԿՈՂԱԿԱՆ ՀԱՐՑԵՐ

1.Ի՞նչ է ցույց տալիս բնական ջրում պարունակվող մեծ քանակությամբ սուլֆատները:

2. Ի՞նչ մեթոդներ կան ջրի մեջ SO 4 2 ¯ քանակությունը որոշելու համար:

3. Բացատրե՛ք ծավալային մեթոդով սուլֆատների որոշման սկզբունքը:

4. Ի՞նչ կապ կա նմուշի տիտրման համար օգտագործվող Na 2 S 2 O 3 լուծույթի քանակի և դրանում SO 4 2 ¯ պարունակության միջև:

5. Ի՞նչ միավորներով է արտահայտված սուլֆատների պարունակությունը ջրում.

ԼԱԲՈՐԱՏՈՐԻԱՅԻ ԱՇԽԱՏԱՆՔ№11.

ՋՐԾՆԱՅԻՆ ՑՈՒՑԻՉԻ ՈՐՈՇՈՒՄ (pH)

ԲՆԱԿԱՆ ՋՈՒՐ

Աշխատանքի նպատակը.Սովորեք որոշել բնական ջրի pH արժեքը:

Գործիքներ և ռեակտիվներ.

Ֆոսֆատային խառնուրդ (KH 2 PO 4 և Na 2 HPO 4 2H 2 O) 5-ից 8 pH արժեքներով լուծույթներ պատրաստելու համար:

Բորոբորատ և բորատալկալային խառնուրդ (Na 2 B 4 O 7 10H 3 BO 3; Na 2 B 4 O 10H 2 O և NaOH) 8-ից ավելի pH արժեքներով բուֆերային լուծույթների պատրաստման համար:

Որպես pH միջակայքերի ցուցիչներ օգտագործվում են հետևյալ օրգանական ներկերը. բրոմոտիմոլ կապույտ pH 6,0-7,6; cresol կարմիր pH 7,6-8,2; թիմոլ կապույտ pH 8.2-9.0:

Բուֆերային լուծույթները սովորաբար պատրաստվում են փորձանոթներում, որոնք կնքվում են կշեռքը պատրաստելուց հետո։ Կշեռքի խողովակներում ճշգրիտ pH արժեքը որոշվում է էլեկտրամետրիկ մեթոդով: Առևտրային շուկայում առկա են բուֆերային լուծույթների պատրաստի կշեռքներ pH-ի որոշման համար:

pH մետր, էլեկտրոլիտիկ բջիջ ապակու և արծաթի քլորիդ էլեկտրոդներով:

Ընդհանուր տեղեկություն.Ջրի ջրածնի ինդեքսը (pH) ջրածնի իոնների ակտիվությունը կամ կոնցենտրացիան բնութագրող արժեք է և թվայինորեն հավասար է այս ակտիվության կամ կոնցենտրացիայի բացասական տասնորդական լոգարիթմին՝ արտահայտված մոլ/դմ 3-ով. pH = -lgա Հ + = - lgԳ Հ + , որտեղ H +-ը ջրածնի իոնների ակտիվությունն է, CH+-ը ջրածնի իոնների կոնցենտրացիան է։

Ջրում ջրածնի իոնների կոնցենտրացիան որոշվում է էլեկտրոլիտիկ դիսոցացմամբ՝ համաձայն H 2 O հավասարման.
H + + OH ¯. Այս դեպքում ջրածնի իոնների կոնցենտրացիան կարելի է հաշվարկել տարանջատման գործընթացի հավասարակշռության հաստատունից.

TO դ = C Ն + ՀԵՏ ՆԱ ¯ /ՀԵՏ ԲԱՅՑ

որտեղ СН + և СН¯ ջրածնի իոնների և հիդրօքսիլ խմբի կոնցենտրացիաներն են, համապատասխանաբար, մոլ/դմ 3: Քանի որ ջրի տարանջատման աստիճանը շատ փոքր է, առանց էական սխալ մտցնելու, մենք կարող ենք չդիսոցավորված ջրի մոլեկուլների կոնցենտրացիան համարել հաստատուն արժեք և այն միավորել Kd-ի հետ մեկ հաստատունի մեջ.

K w = K d Sno.

Այս դեպքում հավասարումը կունենա ձև. К w = Сн + Որդի. K w մեծությունը կոչվում է ջրի իոնային արտադրանքև հաստատուն է տվյալ ջերմաստիճանի համար, ուստի 25°C-ի դեպքում K w = 10 -14:

pH-ի արժեքը կարևոր դեր է խաղում գետերի ջրերում ջրի որակի որոշման հարցում դրա արժեքը սովորաբար տատանվում է 6,5-ից 8,5, տեղումների դեպքում՝ 4,6-ից 6,1, ճահճային ջրերում՝ 5,5-ից մինչև 6, 0, օվկիանոսի ջրերում՝ 7,9-ից 8,3; , հանքավայրի եւ հանքային ջրերում երբեմն հասնում է 1,0-ի, իսկ սոդայի լճերի եւ ջերմային աղբյուրների ջրում՝ 10,0։ Ջրածնի իոնների կոնցենտրացիան ենթակա է սեզոնային տատանումների՝ ձմռանը գետերի ջրերի մեծ մասի համար ջրածնի ինդեքսը կազմում է 6,8-7,4, ամռանը՝ 7,4-8,2։

Ջրածնի իոնների կոնցենտրացիան մեծ նշանակություն ունի բնական ջրերում տեղի ունեցող քիմիական և կենսաբանական գործընթացների համար. եւ այլն կախված են ջրածնի ինդեքսի արժեքից։

pH-ի արժեքը որոշելու համար օգտագործվում է էլեկտրամետրիկ կամ գունաչափական մեթոդ: Էլեկտրաչափական մեթոդն ավելի ճշգրիտ արդյունքներ է տալիս։

Ջրի pH-ի որոշում.Ապակե էլեկտրոդով ջրի pH-ի որոշման պոտենցիոմետրիկ (էլեկտրաչափական) մեթոդը ամենահամընդհանուրն ու ճշգրիտն է։ Այս մեթոդով pH չափող սարքերը կոչվում են pH մետր: Առևտրային pH հաշվիչներից շատերը թույլ են տալիս չափումներ կատարել 0,05-0,02 pH միավորի ճշգրտությամբ հանքայնացման լայն տեսականիով և գունավոր և կասեցված նյութեր պարունակող ջրերում:

Գործողության սկզբունքը pH մետրը հիմնված է պոտենցիալ տարբերության չափման վրա, որը տեղի է ունենում ապակե էլեկտրոդի մեմբրանի արտաքին մակերեսի և մի կողմից փորձարկման լուծույթի և մեմբրանի ներքին մակերեսի և մյուս կողմից ստանդարտ թթվային լուծույթի միջև, քանի որ ներքին ապակե էլեկտրոդի ստանդարտ լուծույթն ունի ջրածնի իոնների մշտական ակտիվություն, մյուս կողմից պոտենցիալը մեմբրանի մակերեսը չի փոխվում, և չափված պոտենցիալ տարբերությունը որոշվում է էլեկտրոդի և էլեկտրոդի արտաքին մակերեսի սահմանին առաջացող պոտենցիալով։ փորձարկման լուծում.

Չափումները կատարվում են մեկ այլ էլեկտրոդի պոտենցիալի համեմատ, որը կոչվում է հղման էլեկտրոդ: Որպես վերջինս, ընտրվում է էլեկտրոդ, որի պոտենցիալը գործնականում անկախ է ջրածնի իոնների, օրինակ՝ կալոմելի կամ արծաթի քլորիդից:

Մակերեւութային ջրերի pH-ի չափման pH մետրերի ամենատարածված տեսակներն են՝ «pH-121» և «pH-47M»:

Ընդհանուր pH չափման սխեման բաղկացած է հետևյալ գործողություններից. Սարքի, այսպես կոչված, «մեխանիկական զրո»-ն ստուգվում և տեղադրվում է նախքան այն միացնելը: Միացրեք pH մետրը և տաքանալուց և «էլեկտրական զրո» դնելուց հետո ստուգեք և կարգավորեք սանդղակը երկու կամ երեք բուֆերային լուծույթներով: Դրա համար ապակու և կալոմելի (արծաթի քլորիդ) էլեկտրոդները տեղադրվում են բուֆերային լուծույթով ապակու մեջ:

Ապակու մեջ դրվում է 0,1-0,5°C բաժանման արժեքով ջերմաչափ։ Չափումը սկսվում է՝ համոզվելով, որ ապակե էլեկտրոդի գնդակի մակերեսին օդային փուչիկներ չկան: Չափելով բուֆերային լուծույթի pH-ը, գրանցեք դրա արժեքը և 2-3 րոպե հետո: Կրկնել չափումը: Եթե pH-ի արժեքները համընկնում են, էլեկտրոդի ներուժը համարվում է կայուն, և սանդղակը շտկվում է սարքի ցուցումների համաձայն: Այնուհետև նմանատիպ գործողություններ են կատարվում երկրորդ և երրորդ բուֆերային լուծույթներով։

Գործիքի սանդղակը ստուգելուց և ուղղելուց հետո ապակին, էլեկտրոդները և ջերմաչափը մանրակրկիտ ողողվում են թորած, ապա փորձարկման ջրով: Վերջինս լցնում են բաժակի մեջ և pH-ն չափում են այնպես, ինչպես բուֆերային լուծույթների դեպքում։ Չափումները կրկնվում են 2-3 անգամ կամ ավելի անգամ 2-3 րոպե ընդմիջումներով: Սարքի վերջին երկու ընթերցումները պետք է լինեն նույնը:

ՎԵՐԱՀՍԿՈՂԱԿԱՆ ՀԱՐՑԵՐ

1 Ի՞նչ է pH արժեքը:

Ի՞նչ ռեակցիա կունենա ջուրը pH 10 և 5-ի դեպքում: Ինչո՞ւ։

Որքա՞ն է բնական ջրերի pH արժեքը:

Ի՞նչ մեթոդներ կան pH-ի որոշման համար: Նրանց ճշգրտությո՞ւնը:

Ինչ է pH մետրը: Նկարագրեք դրա գործունեության սկզբունքը:

Ինչպե՞ս որոշել ջրի pH-ը էլեկտրամետրիկ մեթոդով:

ԼԱԲՈՐԱՏՈՐԱԿԱՆ ԱՇԽԱՏԱՆՔ թիվ 12.

ՖՈՍՖՈՐԻ ՄԻԱՑՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐԻ ՊՈՎԱՆԴԱԿՈՒԹՅԱՆ ՈՐՈՇՈՒՄԸ ՋՐՈՒՄ.

Աշխատանքի նպատակը.Սովորեք որոշել ջրի մեջ ֆոսֆորի միացությունների պարունակությունը և իրականացնել արդյունքների նախնական մշակում:

Ռեակտիվներ և լուծույթներ.

1. Քիմիապես մաքուր նատրիումի հիդրոֆոսֆատի հիմնական ստանդարտ լուծույթ (Na 2 HPO 4 12H 2 O), որը պարունակում է 0,1 մգ. P 2 O 5 1 մլ լուծույթում, որը պատրաստվում է 0,5047 գ այս աղը 1 լիտր ծավալային կոլբայի մեջ թորած ջրով լուծելով:

2. Հիմնական ստանդարտ լուծույթից պատրաստվում է ֆոսֆատների աշխատանքային ստանդարտ լուծույթ՝ այն նոսրացնելով 10 կամ 20 անգամ (կախված նմուշում ֆոսֆատների ակնկալվող քանակից):

3. Ամոնիումի մոլիբդատի լուծույթը ծծմբաթթվի մեջ [(NH 4) 2 MoO 4 +H 2 SO 4 , որի պատրաստման համար 100 մլ 10% ամոնիումի մոլիբդատ և 30 մլ 50% (ըստ ծավալի) ծծմբաթթու. խառնվում են. Արագ լուծարելու համար խառնուրդը պետք է տաքացնել։ Եթե պարզվում է, որ լուծույթը պղտոր է, այն պետք է զտել՝ նախ ֆիլտրի թուղթը մշակելով H 2 SO 4 լուծույթով (1։20), ապա թորած ջրով։

Անագի (II) քլորիդի (SnCl 2) լուծույթը պետք է թարմ պատրաստված լինի։ Նախապատրաստման համար վերցրեք 0,30 գ մետաղական թիթեղ (փայլաթիթեղ կամ թրթուր) և լուծեք 4 մլ խտացված HCl-ում (ջրային բաղնիքում տաքացնելիս), որպես կատալիզատոր ավելացրեք 1-2 կաթիլ պղնձի սուլֆատի 4% լուծույթ և կարգավորեք։ ծավալը մինչև 15 մլ թորած ջուր: Դուք կարող եք նաև օգտագործել անագի քլորիդի չնոսրացված լուծույթ, այս դեպքում նմուշներին ավելացվում է միայն 1 կաթիլ SnCl 2:

37% ծծմբաթթվի լուծույթ: 337 մլ խտացված 98% H 2 SO 4 խնամքով փոքր մասերում լցնում են 600 մլ թորած ջրի մեջ։ Սառչելուց հետո լուծույթի ծավալը ճշգրտվում է մինչև 1 լիտր։

Սպասք և սարքավորումներ.

1. Ֆոտոէլեկտրական գունաչափ KFK-2:

300 մլ կոնաձև կոլբաներ - ըստ նմուշների քանակի գումարած մեկ:

2 մլ պիպետտ ծծմբաթթվի մեջ ամոնիումի մոլիբդատի լուծույթի համար:

Անագի քլորիդի կաթոցիչ (P):

50 մլ ծավալային կոլբաներ։

Ջեռուցման սարք.

Պիպետներ 1 և 2 մլ-ի համար:

Ընդհանուր տեղեկություն.Ֆոսֆորի միացությունները դասակարգվում են որպես կենսագեն նյութեր, որոնք ներառում են նաև ազոտի և սիլիցիումի միացություններ, իսկ ցամաքային ջրամբարներում նաև երկաթի միացություններ, որոնք որոշակիորեն առանձնահատուկ դիրք են զբաղեցնում։ Սրանք կենսական տարրեր են, որոնք սերտորեն կապված են կենդանի օրգանիզմների գոյության հետ (հունարեն «bios» - կյանք, «genos» - ծնունդ, ծագում):

Բույսերը հիմնականում օժտված են սննդանյութերն անմիջապես ջրից կլանելու հատկությամբ։ Ջրիմուռների արագ զարգացման ժամանակաշրջանում կենսագեն տարրերի սպառումն այնքան ինտենսիվ է, որ դրանց պարունակությունը ջրում արագորեն նվազում է և իջնում մինչև անալիտիկ զրոյի (այսինքն՝ այնպիսի քանակությունների, որոնք չեն կարող որոշվել սովորական անալիտիկ մեթոդներով): Ջրիմուռների հետագա զարգացումը դանդաղում է։

Եթե ջուրը պարունակում է անբավարար սննդանյութեր, ապա այդպիսի ջրամբարներում կյանքը վատ է: Ձկնաբուծարաններում նրանք դիմում են լճակների արհեստական պարարտացման՝ ջրի մեջ ազոտական և ֆոսֆորային պարարտանյութեր ավելացնելով (նման է, թե ինչպես են պարարտացվում դաշտերը): Օվկիանոսներում աշխույժ կենսաբանական կյանք է նկատվում այն տարածքներում, որոնց մակերեսային շերտերը հարուստ են սննդանյութերով։ Այս տարածքները կոչվում են արտադրողական գոտիներ.

Ի տարբերություն գազերի, սնուցիչների մուտքը ֆոտոսինթեզի շերտ տեղի է ունենում ներքևից կամ իրականացվում է գետի արտահոսքի միջոցով։

Որպես ջրային օրգանիզմների թափոնների մի մաս, նրանց մնացորդները, որոնք նախկինում սպառվել և փոխակերպվել են սննդանյութերը բարդ օրգանական միացությունների տեսքով, նստում են հատակին: Այնտեղ նրանք ենթարկվում են բարդ քիմիական և կենսաքիմիական փոխակերպումների, հանքայնացման և աստիճանաբար վերափոխվում են ջրային բույսերի կողմից կլանվող ձևերի։ Այլ կերպ ասած, բիոգեն տարրերի վերածնումն առաջանում է հատակում (բացառությամբ ֆոսֆատների, որոնց մի զգալի մասը վերականգնվում է անմիջապես ֆոտոսինթեզի շերտում)։

Նյութերի մեծ մասը, որոնք սուզվում են հատակին, մնում են ընդմիշտ թաղված հատակային նստվածքների հաստության մեջ։ Սակայն նրանցից ոմանք, ջրերի ուղղահայաց խառնման գործընթացում, վերադառնում են ֆոտոսինթեզի շերտ, որտեղ կրկին սպառվում են ջրիմուռների կողմից։ Սննդանյութերի ցիկլը փակ է։

Սննդանյութերի կոնցենտրացիան ջրում կախված է դրանց սպառման և վերածնման գործընթացների ինտենսիվության հարաբերակցությունից, ինչի հետևանքով այն ենթակա է սեզոնային, երբեմն էլ ամենօրյա տատանումների։ Ֆոտոսինթեզի զարգացմանը զուգընթաց ջրի մեջ սննդանյութերի պարունակությունը նվազում է։ Աշուն-ձմեռ ուղղահայաց կոնվեկցիայի ընթացքում ջրամբարների վերին շերտերը կրկին աստիճանաբար հարստացվում են կենսագեն տարրերով։ Նրանց բովանդակությունը մեծանում է խորության հետ:

Ցամաքային ջրամբարները, հատկապես գետերը, որպես կանոն, պարունակում են ավելի շատ սննդանյութեր, քան ծովերն ու օվկիանոսները, հատկապես դրանց բաց հատվածներում։

Ֆոսֆորը տարբեր միացությունների մի մասն է՝ ինչպես հանքային, այնպես էլ օրգանական (օրգանական ֆոսֆոր): Անօրգանական ֆոսֆորը ներկայացված է հիմնականում ֆոսֆորաթթվի իոններով H 3 PO 4, ֆոսֆատներ.

N 3 PO 4
H + + H 2 PO 4 ¯
H + +HPO 4 2¯
H + + PO 4 3 ¯ (38)

Բնական ջրերում բիոգեն տարրերը պարունակվում են համեմատաբար փոքր քանակությամբ, հետևաբար դրանց որոշման համար կշռային և ծավալային մեթոդները պիտանի չեն ցածր զգայունության պատճառով: Սննդանյութերի որոշման հիմնական մեթոդը ֆոտոկոլորիմետրիկ կերպով:

Որոշման սկզբունքըֆոսֆատներ, հիմնված է անագ (II) քլորիդի առկայության դեպքում Մո(VI) միացություններով կոմպլեքս աղեր ձևավորելու ունակության վրա, գունավոր կապույտ:

2(MoO 2 . 4MO 3) + H 3 PO 4 + 4H 2 O = (MoO 2 . 4MO 3) . H 3 PO 4. 4H 2 O (39)

Վերլուծության առաջընթացը. 100 մլ փորձարկվող ջրին, որը զտված է հաստ թղթե ֆիլտրով, կամ ավելի փոքր ծավալով մինչև 100 մլ թորած ջրով, ավելացնել 2 մլ 37% ծծմբաթթվի լուծույթ և եռացնել 30 րոպե: Փորձարկման ջրի ծավալը պահպանվում է 50-90 մլ միջակայքում թորած ջրի ավելացմամբ: Լուծույթը սառչելուց հետո այն տեղափոխում ենք 100 մլ ծավալային կոլբայի մեջ և թորած ջրով կարգավորում ենք ծավալը մինչև նշագծին։ Ավելացնել 1 մլ ամոնիումի մոլիբդատի լուծույթ, խառնել և խառնելուց 5 րոպե հետո ավելացնել 0,1 մլ թիթեղի (II) քլորիդի լուծույթ, ապա նորից խառնել և 10-15 րոպե հետո լուսաչափ։

Կալիբրացիոն գրաֆիկի կառուցում: 0.0-ը պիպետտել 50 մլ ծավալային կոլբայի մեջ; 0,5; 1.0; 2.0; 5.0; 10.0; 20,0 մլ նատրիումի ջրածնային ֆոսֆատ Na2HPO 4 աշխատանքային ստանդարտ լուծույթ (1 մլ - 0,001 մգ PO 4 3¯) և լուծույթի ծավալը թորած ջրով կարգավորել նիշին: Ստացված լուծույթներում ֆոսֆատի պարունակությունը համապատասխանաբար հավասար կլինի 0,0; 0,01; 0,02; 0,04; 0,10; 0,20; 0,40 մգ PO 4 3¯ 1 լ-ում: Յուրաքանչյուր ծավալային կոլբայի վրա ավելացնում ենք ուղիղ 1 մլ ամոնիումի մոլիբդատի լուծույթ, խառնում, իսկ 5 րոպե հետո ավելացնում ենք 0,1 մլ թիթեղի (II) քլորիդի լուծույթ և խառնում։ Գույնի ինտենսիվությունը չափվում է 10-15 րոպե հետո՝ օգտագործելով կարմիր ֆիլտր (λ = 690-720 նմ) և 2-3 սմ շերտի հաստությամբ կուվետներ Ստացված օպտիկական խտության արժեքներից հանվում է հսկիչ նմուշի օպտիկական խտությունը և արդյունքները գծագրվում են գրաֆիկի վրա:

Ֆոսֆատի պարունակությունը որոշվում է բանաձևով.

X= (C . 50)/ Վ,

ՎԵՐԱՀՍԿՈՂԱԿԱՆ ՀԱՐՑԵՐ

Ի՞նչ ձևով է ֆոսֆորը գտնվում ջրում:

Բացատրե՛ք ֆոսֆատների որոշման սկզբունքը:

Գունաչափական ո՞ր մեթոդներն են կիրառելի ֆոսֆատների որոշման համար: Ո՞րն է դրանց էությունը:

ԼԱԲՈՐԱՏՈՐԱԿԱՆ ԱՇԽԱՏԱՆՔ թիվ 13

ՋՐՈՒՄ ԵՐԿԱԹԻ ՄԻԱՑՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐԻ ԲՈՎԱՆԴԱԿՈՒԹՅԱՆ ՈՐՈՇՈՒՄԸ

Աշխատանքի նպատակը.Սովորեք որոշել երկաթի միացությունների պարունակությունը ջրի մեջ և իրականացնել արդյունքների նախնական մշակում:

Ռեակտիվներ և լուծույթներ.

Ֆեռոամոնիումի շիբի հիմնական ստանդարտ լուծույթ: 0,8636 գ FeHH 4 (SO 4) 2 12H 2 O անալիտիկ հավասարակշռության վրա, լուծված 1 դմ 3 ծավալային կոլբայի մեջ փոքր քանակությամբ թորած ջրի մեջ, ավելացնել 2,00 սմ 3 HCl (ρ = 1,19 գ/սմ 3) և նոսրացնել մինչև նշանը թորած ջրով: 1 սմ 3 լուծույթը պարունակում է 0,1 մգ Fe 3+։

2. Վերլուծության օրը պատրաստվում է FeNH 4 (SO 4) 2 աշխատանքային ստանդարտ լուծույթ՝ լուծույթը 20 անգամ նոսրացնելով: 1 սմ 3 լուծույթը պարունակում է 0,005 մգ Fe 3+։

Սուլֆոսալիսիլիկ թթվի լուծույթ. 20 գ սուլֆոսալիսիլիկ թթու լուծվում է 10 սմ 3 ծավալային կոլբայի մեջ փոքր քանակությամբ թորած ջրի մեջ և այս ջրով հարմարեցնում նշագծին:

2M NH 4 Cl լուծույթ: 107 գ NH 4 Cl լուծվում է 1 dm 3 ծավալային կոլբայի մեջ փոքր քանակությամբ թորած ջրի մեջ և հարմարեցնում այս ջրով նշագծին:

5 Ամոնիակի լուծույթ (1:1) 100 սմ 3 25% ամոնիակի լուծույթին ավելացնում են 100 սմ 3 թորած ջրին և խառնում։

Սպասք և սարքավորումներ.

1 ֆոտոէլեկտրական գունաչափ KFK-2:

50 մլ ծավալային կոլբաներ։

Պիպետներ 1 մլ-ի համար - 3 հատ:

4 50 մլ աստիճանավոր բալոն։

Ջեռուցման սարք.

300 մլ կոնաձև կոլբաներ՝ գումարած մեկ նմուշների քանակով:

Ընդհանուր տեղեկություն.Երկաթը կյանքի համար անհրաժեշտ տարր է և արյան մեջ հեմոգլոբինի մի մասն է: Այն պարունակվում է ջրի մեջ երկաթի իոնների Fe 3+ և Fe 2+ տեսքով, վերջիններս հեշտությամբ օքսիդանում են մինչև Fe 3+ իոններ։ Օքսիդացման վրա ծախսվում է մեծ քանակությամբ թթվածին, ուստի անհրաժեշտ է հատկապես խստորեն վերահսկել երկաթի պարունակությունը, հիմնականում՝ Fe 2+, ձմեռային լճակներում, որտեղ սառույցի տակ կարող է զարգանալ գազի անբարենպաստ ռեժիմ: Երբ Fe 3+ իոնները միավորվում են ջրում լուծված հումինաթթուների հետ, ձևավորվում է չամրացված շագանակագույն նստվածք։

Չնայած այն հանգամանքին, որ երկաթը կենսագեն տարր է, դրա պարունակությունը օպտիմալ արժեքները գերազանցող քանակությամբ կարող է վնասակար լինել և հանգեցնել ձկների մահվան: Ավելորդ երկաթի վնասակար ազդեցությունն ավելանում է թթվային միջավայրում։ Երկաթի զգալի քանակությունը կարող է հայտնվել արդյունաբերական կեղտաջրերով ջրային մարմիններում:

Որոշման սկզբունքըերկաթի միացությունները հիմնված են ալկալային միջավայրում Fe 3+ իոնների փոխազդեցության վրա սուլֆանիլաթթվի հետ դեղին գույնի բարդ միացություն ձևավորելու համար: Գույնի ինտենսիվությունը, համաչափ երկաթի զանգվածային կոնցենտրացիայի, չափվում է 400-430 նմ ալիքի երկարությամբ: Առանց նմուշի նոսրացման ընդհանուր երկաթի զանգվածային կոնցենտրացիայի չափման միջակայքը կազմում է 0,10-2,00 մգ/դմ3:

Վճռականության առաջընթաց.Երբ ընդհանուր երկաթի զանգվածային կոնցենտրացիան 2 մոլ/լ-ից ոչ ավելի է, 50 մլ փորձնական ջուրը չափվում է չափիչ գլանով (ավելի բարձր կոնցենտրացիաներում նմուշը նոսրացնում են թորած ջրով), որը դրվում է կոնաձև կոլբայի մեջ, տաքացվում է մինչև եռում և գոլորշիացվում է 35-40 մլ ծավալով։

Լուծույթը սառչում է սենյակային ջերմաստիճանում և տեղափոխում 50 մլ ծավալային կոլբայի մեջ։ Ստացված լուծույթին ավելացրեք 1 մլ ամոնիումի քլորիդի լուծույթ, 1 մլ սուլֆոսալիսիլիկ թթու, 1 մլ ամոնիակի լուծույթ՝ յուրաքանչյուր ռեագենտ ավելացնելուց հետո մանրակրկիտ խառնելով։ Օգտագործելով ցուցիչ թուղթ, որոշեք լուծույթի pH-ը, որը պետք է լինի 9-ից մեծ: Եթե pH-ը< 9, го прибавляют 2-3 капли раствора аммиака (1:1) до рН>9. Ծավալային կոլբայի մեջ լուծույթի ծավալը թորած ջրով հարմարեցնում են նիշին և թողնում են 5 րոպե կանգուն՝ գույնի ձևավորման համար:

Գունավոր լուծույթների օպտիկական խտությունը չափվում է մանուշակագույն ֆիլտրի (λ = 400-430 նմ) և 2,3 կամ 5 սմ աշխատանքային շերտի հաստությամբ կուվետների միջոցով՝ 50 մլ թորած ջրի նկատմամբ, որին ավելացվում են նույն ռեակտիվները, ինչ փորձարկման նմուշը. Ընդհանուր երկաթի զանգվածային կոնցենտրացիան որոշվում է տրամաչափման կորի միջոցով:

Կալիբրացիոն գրաֆիկի կառուցում: 0,0-ը լցվում է 50 սմ 3 տարողությամբ ծավալային կոլբայի շարքի մեջ; 1.0; 2.0; 5.0; 10.0; 15.0; 20,0 սմ 3 աշխատանքային ստանդարտ լուծույթ և նոսրացրեք մինչև նշագիծը թորած ջրով, խառնեք և վերլուծեք որպես փորձնական ջուր: Ստացվում է 0,0 երկաթի զանգվածային կոնցենտրացիայի համապատասխան լուծույթների սանդղակ; 0.1; 0.2; 0,5; 1.0; 1,5; 2.0 մգ/դմ3: Կառուցվում է տրամաչափման գրաֆիկ՝ աբսցիսայի առանցքի վրա գծելով երկաթի զանգվածային կոնցենտրացիան, իսկ օրդինատների առանցքի վրա՝ համապատասխան օպտիկական խտության արժեքները:

Վերլուծության արդյունքների մշակում:Եթե վերլուծության համար վերցված նմուշի ծավալը 50 մլ-ից պակաս է, ապա երկաթի կոնցենտրացիան հաշվարկվում է բանաձևով.

X= (C . 50)/ Վ,

որտեղ C-ը չափաբերման կորից հայտնաբերված զանգվածային կոնցենտրացիան է, մգ/դմ 3 Fe 3+; V - վերլուծության համար վերցված նմուշի ծավալը, մլ; 50 - ստանդարտ լուծույթի ծավալը, մլ.

Վերլուծության վերջնական արդյունքը վերցվում է որպես երկու զուգահեռ որոշումների արդյունքների թվաբանական միջին, որոնց միջև թույլատրելի տարբերությունները չպետք է գերազանցեն 25%-ը երկաթի զանգվածային կոնցենտրացիայի դեպքում MPC մակարդակում:

Վերլուծության արդյունքների կոնվերգենցիան (A) տոկոսով հաշվարկվում է բանաձևով.

ՎԵՐԱՀՍԿՈՂԱԿԱՆ ՀԱՐՑԵՐ

1 . Որո՞նք են ջրի մեջ լուծված երկաթի ձևերը:

2. Ո՞ր սկզբունքով է որոշվում բնական ջրերում լուծված երկաթը:

ԼԱԲՈՐԱՏՈՐԱԿԱՆ ԱՇԽԱՏԱՆՔ թիվ 14

ՀԱՆՔԱՅԻՆ ԱԶՈՏ պարունակող ՆՅՈՒԹԵՐԻ ԲՈՎԱՆԴԱԿՈՒԹՅԱՆ ՈՐՈՇՈՒՄԸ.

Աշխատանքի նպատակը.Սովորեք որոշել հանքային ազոտ պարունակող նյութերի պարունակությունը ջրում և իրականացնել արդյունքների նախնական մշակում:

Այս լաբորատոր աշխատանքը բաղկացած է երեք փուլից.

նիտրիտների պարունակության որոշում;

նիտրատի պարունակության որոշում;

ամոնիումի և ամոնիակի իոնների ընդհանուր պարունակության որոշում.

Ընդհանուր տեղեկություն.Ազոտը ջրում ներկայացված է հետևյալ շղթայով՝ օրգանական մնացորդներով
ալբումինոիդ ազոտ (օրգանական)
ամոնիակ ազոտ (հանքայնացման ամենացածր ձևը)
նիտրիտ ազոտ
Նիտրատային ազոտ (հանքայնացման ամենաբարձր ձևը):

Ազատ ազոտը իներտ է և չի ներծծվում օրգանիզմների կողմից։ Ջրում ազոտի միացությունների առկայությունը ջրամբարում կյանքի զարգացման կարևոր գործոն է: Ազոտը ամենակարեւոր սննդանյութերից մեկն է, քանի որ այն օգտագործվում է բույսերի կողմից բջիջներ կառուցելու համար: Բույսերի և կենդանիների մահից հետո ազոտը վերածվում է ջրի՝ օրգանական մնացորդների հանքայնացման արդյունքում։ Ազոտային թթուն հանքայնացման միջանկյալ արտադրանք է:

Ջրային կենդանիները սպիտակուցային նյութափոխանակության արդյունքում ջուր են թողնում ամոնիակ։ Ալբումինոիդ ազոտը ջուր է մտնում մահացած ֆիտո- և զոոպլանկտոնից, որը միկրոօրգանիզմների ազդեցության տակ վերածվում է ամոնիակի, այնուհետև ազոտի և ազոտական թթվի:

Նիտրիտները կայուն չեն, ուստի դրանց կոնցենտրացիան բնական պայմաններում չափազանց ցածր է։ Տարվա մեծ մասում դրանք կա՛մ ընդհանրապես չեն հայտնաբերվում մակերեսային շերտերում, կա՛մ պարունակվում են այնտեղ՝ մգ N/l հազարերորդականներով չափված քանակությամբ: NO 2 ¯-ի մեծ քանակությամբ հայտնվելը վկայում է ջրամբարի արտաքին աղտոտման մասին: