• Главная
  • Блог
  • Пользователи
  • Форум
  • Литературное творчество
  • Музыкальное творчество
  • Научно-техническое творчество
  • Художественно-прикладное творчество

"Состав и качество питьевой воды"

Опубликовано Дощанова Зульфия Вадутовна вкл 06.12.2011 - 15:00
Дощанова Зульфия Вадутовна
Автор: 
Бекешева Татьяна, Давлетова Нелля, Ефремова Валерия, Ключникова Алина

В последнее время наблюдается кризис во взаимоотношениях природы и человека. Разрушение озонового слоя, кислотные дожди, радиоактивное загрязнение, изменение климата - это угрожающее воздействие общества, на окружающую среду. В России в каждом регионе существуют экологические проблемы, одной из которых является некачественная вода. Более миллиарда людей используют некачественную воду. Из-за этого ежегодно умирают три с половиной миллиона детей. Чтобы быть здоровым, не болеть, нужно знать, какие вредные вещества могут содержаться в питьевой воде, чтобы по возможности предотвратить их поступление внутрь.

Так как вода прямым образом влияет на здоровье человека, то нас заинтересовали следующие вопросы: Что за вода течет из нашего крана? Какие вещества содержатся в ней? Насколько безопасно ее пить? Чем отличается она от  воды, прошедшей фильтрацию? Насколько чиста вода предприятия «Akvalife»?

                                      Цель исследования:

Провести комплексное исследование по изучению физического и химического состава питьевой воды в селе Началово. Сравнить качество воды с реки Болда, водопроводной, прошедшей фильтрацию и «Akvalife».

Задачи исследования:

  • Выявление загрязняющих ингредиентов  в воде и определение их концентрации;
  • Анализ соответствия качественных и количественных характеристик загрязняющих веществ;
  • Привлечь внимание людей, от которых зависит экологическое состояние воды, и прежде всего,  жителей посёлка.

Актуальность

Человек не может жить без воды. Его тело на 70%, кровь - на 90%, мышцы - на 75% состоят из воды. В костях человека содержится около 25% воды. Без пищи человек может прожить 2-3 месяца, а без воды погибает через неделю. Обезвоживание организма ведет к тому, что все биохимические процессы, протекающие в отсутствие влаги, ведут к необратимым изменениям во всех органах. С водой в организм человека поступают минеральные вещества, вода обеспечивает движение всех материальных и энергетических потоков в теле человека, и даже температура тела регулируется при помощи воды. Известны случаи, когда спасшиеся при кораблекрушении люди без пресной воды в течение нескольких часов сходили с ума от одного страха умереть от жажды. Вода - это жизнь.

Для проведения исследования мы решили взять пробы воды с разных территорий: с реки Болда (в районе сброса очистных сооружений, 3 км ниже по течению);  водопроводную; прошедшую фильтрацию;  «Akvalife». Исследования проводились в химической лаборатории АГУ.

Скачать:

ВложениеРазмер
Файл sostav_i_kachestvo_pitevoy_vody.docx562.89 КБ

Предварительный просмотр:

Бекешева Татьяна, ДавлетоваНелля,

Ефремова Валерия,Ключникова Алина

10 «а» класс МОУ «Началовская СОШ»

Астраханская область, Приволжский район с.Началово

Руководители: Дощанова Зульфия Тамажвадутовна, учитель географии и экологии,

Научные консультанты: Шакирова Виктория Викторовна преподаватель АГУ.

Астрахань

2011 год                                              

В последнее время наблюдается кризис во взаимоотношениях природы и человека. Разрушение озонового слоя, кислотные дожди, радиоактивное загрязнение, изменение климата - это угрожающее воздействие общества, на окружающую среду. В России в каждом регионе существуют экологические проблемы, одной из которых является некачественная вода. Более миллиарда людей используют некачественную воду. Из-за этого ежегодно умирают три с половиной миллиона детей. Чтобы быть здоровым, не болеть, нужно знать, какие вредные вещества могут содержаться в питьевой воде, чтобы по возможности предотвратить их поступление внутрь.

Так как вода прямым образом влияет на здоровье человека, то нас заинтересовали следующие вопросы: Что за вода течет из нашего крана? Какие вещества содержатся в ней? Насколько безопасно ее пить? Чем отличается она от  воды, прошедшей фильтрацию? Насколько чиста вода предприятия «Akvalife»?

                                      Цель исследования:

Провести комплексное исследование по изучению физического и химического состава питьевой воды в селе Началово. Сравнить качество воды с реки Болда, водопроводной, прошедшей фильтрацию и «Akvalife».

Задачи исследования:

  1. Выявление загрязняющих ингредиентов  в воде и определение их концентрации;
  2. Анализ соответствия качественных и количественных характеристик загрязняющих веществ;
  3. Привлечь внимание людей, от которых зависит экологическое состояние воды, и прежде всего,  жителей посёлка.

Актуальность

Человек не может жить без воды. Его тело на 70%, кровь - на 90%, мышцы - на 75% состоят из воды. В костях человека содержится около 25% воды. Без пищи человек может прожить 2-3 месяца, а без воды погибает через неделю. Обезвоживание организма ведет к тому, что все биохимические процессы, протекающие в отсутствие влаги, ведут к необратимым изменениям во всех органах. С водой в организм человека поступают минеральные вещества, вода обеспечивает движение всех материальных и энергетических потоков в теле человека, и даже температура тела регулируется при помощи воды. Известны случаи, когда спасшиеся при кораблекрушении люди без пресной воды в течение нескольких часов сходили с ума от одного страха умереть от жажды. Вода - это жизнь.

Для проведения исследования мы решили взять пробы воды с разных территорий: с реки Болда (в районе сброса очистных сооружений, 3 км ниже по течению);  водопроводную; прошедшую фильтрацию;  «Akvalife». Исследования проводились в химической лаборатории АГУ.

Экспериментальная часть

Экспериментальное исследование включало в себя: гидрохимический анализ и определение органолептических показателей воды различных источников. Были определены такие показатели воды как: цвет, мутность, запах, привкус, кислотность (рН), общая жесткость, наличие хлоридов, химическое поглощение кислорода (ХПК), а также содержание трехвалентного железа.

Методы определения и объекты исследования

Методы определения. Исследования запаха и вкуса проводили согласно ГОСТ 3351-74 [2]. Цветность и мутность оценивали визуально. Общую жесткость и химическое поглощение кислорода определяли титрованием, наличие хлоридов  ионометрически, а содержание железа  спектрофотометрическим методом.

Объекты исследования: В качестве объектов исследования были выбраны:

1. Вода питьевая «Аквалайф».

2. Вода фильтрованная (школьная столовая).

3. Вода водопроводная (школа).

4. Вода р. Болда (место отбора проб  сброс вод очистных сооружений, глубина 30 см).

5. Вода р. Болда (место отбора проб – 3 км ниже по течению от сброса вод очистных сооружений, глубина 2,5 м).

Статистическую обработку результатов производили с использованием микрокалькулятора по методу наименьших квадратов [1].

Гидрохимический анализ воды

Реагенты и аппаратура

Посуда мерная стеклянная (колбы, пипетки, бюретки, стаканы, цилиндры), ГОСТ 10394-72, 1770-74, 20292-80, универсальная индикаторная бумага.

Трилон Б (комплексон III, двунатриевая соль этилендиаминтетра-уксусной кислоты) 0,05 н раствор. Навеску 9,31 г трилона Б растворяли в дистиллированной и доводили объем до 1 дм3.

Аммиачный буферный раствор с рН 10  10,5. Навеску 10 г хлористого аммония растворяли в дистиллированной воде, добавляли 50 см3 25 %-ного раствора аммиака и доводили до 500 см3 дистиллированной водой.

Серная кислота 1н раствор. 26,27 см3 98%-ной кислоты растворяли в дистиллированной воде и и доводили объем до 1 дм3

Перманганат калия 0,01н раствор. Навеску 1,58 г перманганата калия растворяли в дистиллированной и доводили до 1 дм3.

Эриохром черный (индикатор) 0,5 % раствор. 0,5 г индикатора растворяли в этиловом спирте, затем доводили объем до 100 см3.

Все реактивы, используемые для анализа, должны быть квалификации чистые для анализа (ч. д. а.)

Органолептический метод определения запаха

В колбу с притертой пробкой вместимостью 250  350 см3 отмеривали 100см3 испытуемой воды температурой 20С. Колбу закрывали пробкой, содержимое колбы несколько paз перемешивали вращательными движениями, после чего колбу открывали и определяли характер и интенсивность запаха. Интенсивность запаха воды оценивали по пятибалльной системе согласно требованиям ГОСТ 3351-74 [2].

Органолептический метод определения запаха

Характер вкуса или привкуса определяли ощущением воспринимаемого вкуса иди привкуса (соленый, кислый, щелочной, металлический и т. д). Испытуемую иоду набирали в рот малыми порциями, не проглатывая, задерживаи на 3  5с. Интенсивность вкуса и привкуса определяли при 20С и оценивали по пятибалльной системе согласно требованиям ГОСТ 3351-74 [2].

Определение цветности и мутности

В цилиндр наливали исследуемую воду, таким образом, чтобы высота слоя достигала 25  30 см, одновременно в другой такой же цилиндр наливали дистиллированную воду. Визуально сравнивали окраску воды с дистиллированной. Мутность оценивали так же визуально по отношению к дистиллированной воде.

Определение кислотности

С помощью индикаторов (универсального с рН от 1 до 10) и специальных с рН 3  5,5 , 7  14 и  5,5  7,5 оценивали величину рН воды.

Определение химического поглощения кислорода 

Определение перманганатной окисляемости (метод Кубеля) состоит в окислении вещества пробы раствором перманганата калия в серной кислоте.

ХПК определяли титрованием воды перманганатом калия. Для этого к 100 см3 воды вносили 1 см3 1н раствора серной кислоты, нагревали до 60  70С и титровали 0,01н раствором перманганата калия до появления слабо-розового окрашивания. Одновременно с анализом исследуемой пробы провести холостой опыт с дистиллированной водой Расчет ХПК проводили по формуле:

ХПК = = (V1  V2) 80 / Vпробы

где  V1 и V2  эквивалентные объемы перманганата калия, израсходованные на титрование анализируемой и холостой проб (в см3), Vпробы  объем пробы (в см3).

Определение карбонатов и бикарбонатов

Проводят определение карбонатов и бикарбонатов только тогда, когда рН воды больше 7. Поскольку рН исследуемой нами воды около 6, то мы не проводили определение этих показателей.

Определение общей жесткости

Метод основан на титровании кальция и магния при рН  10 раствором комплексона-III в присутствии индикатора эриохром черного. В точке эквивалентности розовая окраска раствора переходит в синюю или сине-зеленую (ГОСТ 4151  72) [3].

К 50 см3 исследуемой воды добавляли 5 см3 аммиачного буферного раствора с рН 10  10,5, затем вносили 5  7 капли индикатора эриохрома черного и сразу же титровали при сильном взбалтывании 0,05 н раствором трилона Б до перехода окраски. Общую жесткость воды вычисляли по формуле:

мг-экв/л

где К  поправочный коэффициент к нормальности раствора трилона Б, вычисляется по формуле: , Стрил  концентрация трилона Б, Vтрил  объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см3, Vводы  объем воды, взятый для определения, см3.

Результаты экспериментальных исследований гидрохимического анализа воды приведены в таблице 1.

Таблица 1. Органолептические показатели воды различных источников

Показатели

Гигиенический норматив

Вода

1

2

3

4

5

Запах, баллы

2

Проба

1-2

2-3

0-1

0

0

Привкус, баллы

2

Проба

2-3

1-2

0-1

0-1

0

Цветность, градусы

20

Проба

1

1

0

0

0

Мутность

1,5

Проба

0,2

0,1

0

0

0

рН, условные единицы

<6 >9

проба

5,7

6,5

5,2

5,8

5,1

ХПК, мг О2/дм3

<5

проба

3,16

1,42

0,48

1,36

0,36

Общая жесткость, мг- экв/л

7,0

3,2

3,0

1,8

2,1

1,2

проба

1  вода р. Болда (место отбора проб  сброс вод очистных сооружений, глубина 30 см), 2  вода р. Болда (место отбора проб – 3 км ниже по течению от сброса вод очистных сооружений, глубина 2,5 м), 3  вода фильтрованная (школьная столовая), 4  вода водопроводная (школа), 5  вода питьевая «Аквалайф»

Определение хлоридов

Для определения ионов хлора в воде наиболее перспективен метод прямой потенциометрии с использованием мембранных ионоселективных электродов (ИСЭ) – ионометрия. В отличие от других методов анализа, позволяющих оценить лишь общую концентрацию вещества, ионометрия позволяет оценить активность свободных ионов, и поэтому играет большую роль в изучении распределении ионов между их различными химическими формами.

Сущность метода заключается в определении разности потенциалов хлоридного ионоселективного и вспомогательного (насыщенного хлорсеребряного) электродов, значение которого зависит от концентрации хлорид - ионов в растворе [7].

Реагенты и аппаратура

Измеряли потенциал ионоселективного электрода (мВ) в растворах анализатором жидкости «ЭКСПЕРТ-001-3» в режиме работы – вольтметр, предел основной абсолютной погрешности данной модификации измерительного преобразователя составляет ±1,5 мВ, диапазон измерения в данном режиме ─ 3200…+3200 мВ.

В качестве электродов использовали:

  1. Ионоселективный электрод «Элит – 261», который является первичным преобразователем активности ионов Cl- в электродвижущую силу и предназначен для определения активности (концентрации) ионов Cl- в водных растворах, в том числе в вытяжках почв, в растительной продукции, в фармацевтических препаратах, в природных, минеральных и сточных водах, в биологических жидкостях (слюне, сыворотке крови, моче, консервированных продуктах, молоке, продуктах детского питания и др.).

Основные технические характеристики ИСЭ «Элит – 261»

  1. Диапазон рабочих температур анализируемых растворов от 5 до 50ºС.
  2. Электрическое сопротивление электрода при Т (205)ºС не более 1,0 МОм.
  3. Диапазон измеряемых концентраций ионов Cl-от 10-4 до 1·10-1 моль/дм3.
  4. Потенциал электрода (Е) зависит от концентрации ионов Cl- и описывается уравнением: Е=Е0 + S∙lgaCl-, где Е0 – стандартный потенциал электрода мВ, S – крутизна электродной характеристики или тангенс угла наклона калибровочной прямой, мВ/pCl; aCl- активность ионов хлора в растворе.
  5. Критерием качества электрода ЭЛИТ-261 является соответствие крутизны его характеристики. Крутизна градуировочной характеристики в линейной части при температуре (205)ºС составляет 586 мВ/pCl.
  6. Отклонение градуировочной характеристики от линейности 3 мВ. Присутствие ионов CN-, S2-, S2O32-, Br-, J- не допускается.
  7. Рабочая область рН от 1 до 12 ед. рН.

Подготовка ИСЭ «Элит – 261» к работе

Для получения точных и воспроизводимых значений показаний электрода необходимо обязательно выполнять следующие требования:

  1. Перед началом работы с ионоселективным электродом необходимо убедиться в отсутствии у него механических повреждений, обратив особое внимание на целостность мембраны.
  2. Снять защитный колпачок с мембраны. Зачистить поверхность мембраны наждачной бумагой, поле чего выдержать электрод в дистиллированной воде в течение 20-30 минут. Просушить электрод фильтровальной бумагой, после чего приступить к калибровке и измерениям.

Построение калибровочного графика

Перед измерениями необходимо провести калибровку электрода, то есть установить зависимость разности потенциалов между ионоселективным электродом и вспомогательным электродом (типа ЭВЛ-1М3.1) от логарифма активности (концентрации) хлорид-ионов в растворах.

Калибровку в единицах концентрации проводят по стандартным растворам KCl или NaCl, приготовленным путем последовательного десятикратного разведения основного стандартного раствора концентрацией 0,1 моль/дм3 дистиллированной водой с добавлением буферного раствора для регулирования общей ионной силы (БРОИС). В качестве БРОИС рекомендуется раствор нитрата натрия концентрацией 1 моль/дм3.

Основной стандартный раствор концентрацией 0,1 моль/дм3 готовят растворением навески 7,45 г KCl или 5,85 г NaCl, взвешенного с погрешностью 0,02 г, в 1000 см3 дистиллированной воды. Остальные растворы готовят последовательным десятикратным разбавлением исходного стандартного раствора KCl или NaCl дистиллированной водой с добавлением БРОИС. Стандартные растворы готовить непосредственно перед калибровкой и измерениями. Значения рCl для стандартных растворов приведены в таблице.

Молярная концентрация раствора, моль/дм3

10-4

10-3

10-2

10-1

Соотношения стандартного раствора и БРОИС

50:5

50:5

50:5

50:5

Значения рCl

4,00

3,00

2,00

1,00

Калибровку проводят последовательным измерением потенциалов относительно хлорсеребряного электрода сравнения ЭВЛ-1М3.1, соединенного со стандартным или исследуемым раствором электролитическим ключом с малым истечением, заполненным 0,1 моль/дм3 раствором КNO3 (NaNO3). Калибровку проводят в порядке возрастания концентрации стандартных растворов.

Проведение измерений

Установить электроды в штатив и подключить их к иономеру. Ионоселективный электрод подключают к высокоомному (индикаторному) входу иономера или цифрового вольтметра, а электрод сравнения – к входу «вспомогательный». Включить иономер в режим измерения потенциала, мВ.

Погрузить электродную пару в первый стандартный раствор, измерить потенциал электрода ЭЛИТ-261 относительно вспомогательного электрода. Запись величины потенциала электрода производить после того, как эти значения перестанут изменяться, для чего обычно требуется около 1-2 мин. Затем опустить электроды в следующий стандартный раствор с меньшей величиной рCl и выполнить те же действия. Электроды перед погружением в очередной стандартный раствор следует тщательно ополоснуть дистиллированной водой и просушить фильтровальной бумагой. По окончании измерений ИСЭ промывают дистиллированной водой. По полученным данным строят график зависимости потенциала электрода от отрицательного логарифма концентрации ионов Cl - в растворе.

Перед измерениями концентрации ионов Cl - в анализируемом растворе электрод промывают дистиллированной водой и слегка просушивают фильтровальной бумагой. В анализируемый раствор добавляют БРОИС в том же соотношении, что и в стандартные растворы при калибровке. Проводят измерение потенциала электрода в анализируемом растворе (рекомендуемый объем пробы 50-100 см3). Сравнивая полученное значение потенциала с калибровочным графиком, определяют концентрацию хлорид-ионов в анализируемой пробе.

Между измерениями и при длительных перерывах в работе электрод хранят сухим, закрыв мембрану защитным колпачком.

  1. Электрод сравнения – вспомогательный лабораторный хлорсеребряный ЭВЛ-1М3.1, снабжённый электролитическим ключом, заполненным 0,1 моль/дм3 раствором КNO3  при определении хлорид - ионов. Предназначен для создания опорного потенциала, при работе в паре с индикаторным электродом при потенциометрических измерениях в водных растворах.

Подготовка электрода к работе

  1. Перед эксплуатацией осторожным вывинчиванием удалить пробку, промыть электрод дистиллированной водой и залить насыщенным при 200С раствором хлористого калия (для измерений при температуре ниже 50С электрод заполнять раствором хлористого калия концентрацией 250 мг/дм3). Выдержать электрод в насыщенном растворе хлористого калия в течение 48 часов.
  2. При резком уменьшении истечения электрод промыть, заполнить по пункту1, и прокипятить в дистиллированной воде в течение 20 мин нижнюю часть электрода (ключ).

Для приготовления растворов использовали градуированные пипетки ёмкостью 1 см3, 2 см3, 5 см3,10 см3; мерные колбы объёмом 50 см3; химические стаканы 50  100 см3; мерные цилиндры 50 см3; конические колбы 250 см3. Аналитические весы.

Исследования проводили на модельных стандартных растворах хлоридов калия КCl, приготовленных путём последовательного десятикратного разбавления основного стандартного раствора концентрации 0,1 моль/дм3 дистиллированной водой с использованием химически чистых реактивов. Также использовали растворы 0,1 моль/дм3 КNO3,  дистиллированную воду.

Построение градуировочного графика

При работе с ионоселективным электродом на ионы хлора необходима предварительная калибровка ИСЭ – установление зависимости между потенциалом электрода и концентрацией (активностью) определяемого иона.

Для построения градуировочного графика в координатах «Е – рССl-» использовали стандартные растворы хлорида калия. В мерных колбах вместимостью 50 см3, готовили модельные растворы с концентрацией хлорида калия 1∙10-1, 1∙10-2, 1∙10-3, 1∙10-4 моль/дм3 последовательным разбавлением исходного стандартного раствора с концентрацией 1∙10-1 моль/дм3 дистиллированной водой, переносили приготовленные растворы в химические стаканы ёмкостью 50 см3, далее добавляли по 5 см3 буферного раствора для регулирования общей ионной силы (БРОИС - раствор нитрата натрия концентрацией 1 моль/дм3).

Затем снимали зависимость потенциала хлоридселективного электрода  от концентрации ионов хлора, переходя последовательно от меньших концентраций к большим.

По результатам измерений строили градуировочный график в координатах «E –рССl-»: по оси абсцисс откладывали обратный логарифм концентрации ионов хлора в стандартных растворах, а по оси ординат – соответствующие значения потенциалов (мВ) (рис 1.). Проводили шесть повторных измерений. Экспериментальные результаты оценивали на наличие промахов и обрабатывали по методу наименьших квадратов (МНК)

pC

Е, мВ

Рис. 1. Градуировочный график для определения ионов Сl-

Результаты эксперимента позволяют отметить, что в данном интервале концентраций 10-1 – 10-4 моль/дм3 соблюдается линейная зависимость. Уравнение прямой имеет следующий вид: Е = 38,67·рС – 6,37.

Крутизна электродной функции S = 51,5, что входит в установленные в инструкции пределы (58±6 мВ). Полученный градуировочный график можно использовать в данном интервале концентраций для определения равновесных концентраций ионов хлора в исследуемых образцах.

Определение содержания ионов Сl- в образцах воды

Хлориды обладают высокой миграционной способностью благодаря хорошей растворимости. Большие количества хлоридов поступают в природные воды из недостаточно очищенных промышленных и бытовых стоков.

Методика предназначена для определения концентрации хлорид - ионов в воде. Содержание хлорид - ионов в питьевой воде — важный показатель, говорящий о ее качестве. Предельно допустимая концентрация ионов хлора в сточных водах составляет 207 мг/дм3 [5]. Предельно допустимые концентрации хлоридов в питьевой воде [6] - не более 350 мг/дм3, ПДК для рыбохозяйственного производства - 300 мг/дм3. Степень вредности хлоридов по СанПиН  4-й класс опасности (умеренно опасны по органолептическому признаку).

Методика: мерной колбой ёмкостью 50 см3 отбирали по три пробы анализируемой воды, переносили пробы в химические стаканы, далее добавляли по 5 см3 буферного раствора для регулирования общей ионной силы (БРОИС) раствор нитрата натрия с концентрацией 1 моль/дм3. Пробы и стандартные растворы термостатировались при 250С, так чтобы их температура отличалась не более чем на 20С.

Далее погружали тщательно промытые дистиллированной водой ИСЭ на хлорид-ион и вспомогательный электрод в исследуемые растворы. Перемешивали растворы и измеряли потенциал ионоселективного электрода (ИСЭ) в милливольтах через 5 минут в исследуемых образцах. Экспериментальные результаты оценивали на наличие промахов и обрабатывали методами математической статистики. По градуировочной зависимости находили величину рСl и пересчитывали на содержание хлора в воде. Для нахождения концентрации хлорид-ионов (мг/дм3) использовали формулу:

С = 10-рСlМ103,

где рСl  - значение, найденное по градуировочному графику;

М – молярная масса определяемого иона г/моль;

103 – пересчёт в мг.

Результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2

Содержание хлорид-ионов (n=3, =0,95, tp,f =4,3)

№

Образец

Значение Еэкс., мВ

Концентрация

Сl-, мг/дм3

Е1

Е2

Е3

1

Вода питьевая «Аквалайф»

129

130

130

10,77±0,93

2

Вода фильтрованная (школьная столовая)

130

131

130

10,55±0,63

3

Вода водопроводная (школа)

131

130

131

9,94±0,98

4

Вода р. Болда (место отбора проб - сброс вод очистных сооружений, глубина 30 см)

91

90

91

109,84±9,48

5

Вода р. Болда (место отбора проб – 3 км ниже по течению от сброса вод очистных сооружений, глубина 2,5 м)

131

131

130

9,95±0,93

Из таблицы 2 видно, что наибольшее содержание хлорид-ионов в образцах воды, отобранных около очистных сооружений, но полученные результаты не превышают ПДК (Сl-) в сточных водах. Содержание хлорид-ионов в питьевой и речной воде на порядок ниже, чем в сточной и не превышает ПДК.

Определение железа спектрофотометрическим методом [4]

Метод основан на образовании железом (II) окрашенного в красный цвет соединения с 1,10 - фенантролином (о-фенантролином).

Реагент образует с железом (II) в широкой области рН (от 2 до 9) катионный комплекс строения:

Определение железа (II) обычно проводят в ацетатном (лучше цитратном) буферном растворе с рН около 3. Восстановление железа (III) в железо (II) осуществляют с применением гидроксиламина. Реакция специфична, в присутствии цитрат-иона большинство ионов металлов связывается в прочный комплекс.

Реагенты и аппаратура

1,10-фенантролин, 0,25%-ный раствор хлоргидрата или сульфата. Растворяют 0,25г фенантролина в 0,1 н растворе соляной кислоты.

Стандартный раствор железа, 0,1мг/мл Fe. Навеску 0,8635г железоаммонийных квасцов (соль Мора) растворяют в воде с добавлением 5 см3 конц. серной кислоты и при перемешивании разбавляют раствор до 1000 см3 водой. Рабочие растворы получают соответствующим разбавлением исходного раствора.

Гидроксиламин, хлоргидрат, 10%-ный раствор, свежеприготовленный.

Цитрат натрия (или аммония, или калия), 10%-ный раствор. Растворяют 50г цитрата натрия в 150 см3  воды, титруют 0,1н НС1 до рН около 3 и доводят объем раствора до 500 см3  (контроль при титровании осуществляют по индикаторной бумаге).

Построение градуировочного графика

В 8 мерных колбочек на 50 см3 вносили по 0,0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4 см3 стандартного раствора содержащего 0,01 мг железа в 1 см3. Далее во все колбы добавляли по 2 см раствора гидроксиламина, раствора цитрата натрия до рН 3  4 (приблизительно 2см3), по 1 см3 раствора фенантролина, доливали дистиллированной водой до метки и перемешивали. Через 10 мин измеряли оптическую плотность раствора, имеющего слабо-розовую окраску, при 490 нм в кювете 3см. Градуировочный график строили в координатах (оптическая плотность  концентрация железа).

Опыты  проводили 6 раз, в результате чего получили 6 почти одинаковых градуировочных графиков. Далее методом наименьших квадратов были рассчитаны константы a и b градуировочного графика, в результате чего был построен теоретический градуировочный график (рис.1).

с104мг/cм3

А

Рис.1. Градуировочный график по методу наименьших квадратов

Выполнение определения. Помещали 25 см3 исследуемой воды в мерную колбочку на 50 см3, добавляли 2 см гидроксиламина, раствор цитрата натрия до рН 3-4 (приблизительно 2 см3 ), 1 см3 фенантролина, доливали до метки дистиллированой водой и перемешивали. Через 10 мин измеряли оптическую плотность при 490нм в кювете толщиной 3 см. В качестве раствора сравнения использовали дистиллированную воду.

Содержание железа в пробе находили по градуировочному графику.  Результаты анализа выражали в мг железа, содержащихся в 1 дм3 анализируемой воды. Результаты приведены в таблице 3.

Таблица 3. Содержание железа в анализируемой воде.

Вода

Содержание

железа, моль/дм3

Содержание железа, мг/дм3

Вода р. Болда (место отбора проб - сброс вод очистных сооружений, глубина 30 см)

2,30105

1,28

Вода р. Болда (место отбора проб – 3 км ниже по течению от сброса вод очистных сооружений, глубина 2,5 м)

1,45105

0,81

Вода фильтрованная (школьная столовая)

0,90105

0,50

Вода водопроводная (школа)

1,02105

0,57

Вода питьевая «Аквалайф»

0,46105

0,26

Вывод:

  1. Как видно из полученных результатов, приведенных в таблице 3 содержание ионов железа во всех исследуемых объектах превышает ПДК (ПДК железа в воде не более 0,3 мг/дм3), кроме питьевой воды «Аквалайф».
  2. Содержание хлорид-ионов в образцах воды, отобранных около очистных сооружений, но полученные результаты не превышают ПДК (Сl-) в сточных водах. Содержание хлорид-ионов в питьевой и речной воде на порядок ниже, чем в сточной и не превышает ПДК.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Булатов М.И. Практическое руководство по фотоколориметрическим и спектрофотометрическим методам анализа/ Булатов М.И., Калинкин И.П. Л: «Химия» 1976 – 376 с.
  2. ГОСТ 3351-74. Вода питьевая. Методы определения вкуса, запаха, цветности и мутности.
  3. ГОСТ 4151  72. Вода питьевая. Метод определения общей жесткости.
  4. Марченко З., Бальцежак М. Методы спектрофотометрии в УФ и видимой областях в неорганическом анализе.  Пер. с польск.  М.: БИНОМ. Лаборатория знаний.  2007.  711с.
  5. Постановление от 22.07.1998 г. № 2329-м. Условия приёма и допустимая концентрация загрязняющих веществ в сточных водах, отводимых абонентами в системы канализации г. Астрахани.
  6. СанПиН 2.1.4.1074-01.
  7. Шевчук И.А., Симонова Т.Н. Ионселективные электроды в анализе природнх и промышленных объектов. – Донецк «Норд-компьютеры», 2007. – 206 с.


Поделиться:

Кто должен измениться?

Мастер-класс "Корзиночка"

Что общего у травы и собаки?

Рисуем подснежники гуашью

Дерево в снегу