Визначення вмісту дихлораміну

До відтитрованого розчину після визначення вмісту монохлораміну знову додають близько 1 г йодиду калію, перемішують до розчинення солі і залишають розчин стояти протягом 2 хв. Поява рожевого забарвлення свідчить про наявність у воді дихлораміну. Розчин титрують стандартним розчином солі Мора до зникнення забарвлення. Витрата солі Мора (С, мл) відповідає вмісту дихлораміну, мг/л.

Обробка результатів.Вміст сумарного залишкового активного хлору (Х₃), мг/л, обчислюють за формулою

Х₃ = А + В + С ,

де А − вміст вільного хлору, мг/л; В − вміст монохлораміну, мг/л; С − вміст дихлораміну, мг/л.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 9

Визначення вмісту у воді Сірководню і сульфідів

У поверхневих водах суходолу, особливо в придонних шарах зі слабким водообміном та дефіцитом кисню, сірководень і сульфіди утворюються внаслідок біохімічної деструкції органічних речовин природного походження. Значні кількості сірководню і сульфідів можуть потрапляти в природні води зі стоками нафтопереробних заводів, комунально-побутовими, сільськогосподарськими стічними водами тощо. Концентрація сірководню в природних водах може швидко зменшуватись унаслідок окиснення розчиненим у воді киснем, а також перебігу мікробіологічних процесів. При цьому утворюються в основному сірка та сульфати.

Сірководень − це дуже токсична сполука з неприємним запахом, що погіршує органолептичні властивості води і робить її непридатною для пиття та технічного водопостачання. У водоймах санітарно-побутового й рибогосподарського використання неприпустима наявність сірководню.

Сірководень міститься у воді у вигляді молекул Н₂S, гідросульфід-іонів HS^- і значно рідше − у вигляді сульфід-іонів S^2-. Співвідношення між цими формами залежить від значення рН води (табл. 9.1). За рН < 10 вмістом іонів S^2- можна знехтувати.

Таблиця 9.1. Відносний вміст форм сірководню за різних значень рН води

Серед методів визначення малих концентрацій сірководню і сульфідів у природних водах найбільш чутливими, простими і специфічними є фотометричні.

Фотометричне визначення з диметилпарафенілендіаміном

Принцип методу. Фотометричне визначення сірководню та сульфідів ґрунтується на їх здатності утворювати з диметилпарафенілендіаміном у кислому середовищі безбарвну лейкооснову, яка іонами заліза(ІІІ) окиснюється з утворенням забарвленої метиленової сині:

Для забезпечення перебігу цієї реакції за допомогою сірчаної кислоти потрібно створити рН ~0,5. Лінійна залежність оптичної густини розчину за 667 нм від концентрації сірководню й сульфідів зберігається в межах 0 − 1,0 мг Н₂S/дм³.

Нижня межа визначення становить 0,05 мг Н₂S/дм³ за об'єму проби 100 см³. Визначенню заважають відновники  і  (концентрацією понад 10 мг/дм³) та  (концентрацією понад 10 мг N/дм³), які трапляються тільки в дуже забруднених водах. Впливу відновників можна позбутися, збільшивши концентрацію хлориду заліза(ІІІ).

Методика визначення. Пробу води на місці відбирання наливають у склянку місткістю 100 см³ з притертою пробкою за допомогою сифона, зануреного до дна склянки. Впродовж деякого часу воду продовжують пропускати у склянку, щоб витіснити перші її порції. Наповнивши склянку водою, піпетками вносять 2,5 см³ робочого розчину диметилпарафенілендіаміну і 2,5 см³ розчину хлориду заліза(ІІІ). Кінчик піпетки занурюють до половини висоти стовпа рідини в склянці і виймають його в міру витікання рідини. Після внесення реактивів склянку закривають пробкою, перемішують її вміст і залишають у темному місці. Визначення проводять через 30 хв, але не пізніше, ніж через 2−3 год. Оптичну густину розчину вимірюють на спектрофотометрі за 667 нм або на фотоелектроколориметрі з червоним світлофільтром у кюветі з товщиною поглинального шару 5 см відносно дистильованої води. Вміст сірководню і сульфідів у мг Н₂S/дм³ визначають за калібрувальним графіком. Якщо оптична густина розчину виходить за межі калібрувального графіка, то для аналізу беруть менший об'єм проби води і доливають дистильованою водою до 100 см³.

Побудова калібрувального графіка. У мірні колби місткістю по 200 см³ наливають 0; 1,0; 2,5; 5,0; 10,0; 20,0 см³ робочого розчину сірководню концентрацією 0,01 мг Н₂S/см³ і доливають до риски. Концентрації отриманих розчинів дорівнюють відповідно 0; 0,050; 0,125; 0,250; 0,500 і 1,000 мг Н₂S/дм³. Далі аналіз продовжують за вищеописаною методикою. Оптичну густину розчинів вимірюють відносно дистильованої води, будують калібрувальний графік, відкладаючи на осі абсцис значення концентрації сульфіду (мг Н₂S/дм³), а на осі ординат — значення оптичної густини.

Сумарну концентрацію сірководню і сульфідів С_х (мг Н₂S/дм³) обчислюють за рівнянням

де С — концентрація Н₂S, визначена за калібрувальним графіком, мг Н₂S/дм³; V— об'єм проби води, см³.

Апаратура

Спектрофотометр або фотоелектроколориметр (λ = 667 нм, червоний світлофільтр).

Реактиви

Розчин диметилпарафенілендіаміну солянокислого Н₂NС₆Н₄N(СН₃)∙2НСl, основний: 5 г диметилпарафенілендіаміну розчиняють у розчині сірчаної кислоти (1 : 1) і доводять об'єм у мірній колбі до 25 см³ таким самим розчином кислоти.

Розчин диметилпарафенілендіаміну солянокислого робочий: основний розчин реагенту (25 см³) розбавляють розчином сірчаної кислоти (1 : 1) до 1 дм³.

Розчин хлориду заліза(ІІІ): 5 г FеС1₃∙6Н₂0, х.ч., розчиняють у бідистильованій воді, об'єм розчину доводять у мірній колбі до 100 см³.

Розчин дихромату калію, 0,02 моль-екв/дм³: 0,980 ± 0,001 г К₂Сr₂О₇, х.ч., висушеного при 180− 200 °С упродовж 1,5−2 год, роз­чиняють у дистильованій воді й доводять об'єм розчину до 1 дм³ у мірній колбі.

Розчин тіосульфату натрію Nа₂S₂O₃∙5Н₂0, 0,02 моль-екв/дм³: 2,5 г Nа₂S₂О₃·5Н₂О розчиняють в 1 дм³ дистильованої води, яку попе­редньо кип'ятять упродовж 1,5 год і охолоджують до кімнатної температури. Зберігають у склянці з темного скла.

Концентрацію розчину перевіряють щотижня. Для цього в конічну колбу місткістю 250 см³ наливають приблизно 100 см³ дистильованої води, всипа­ють 1 г сухого КІ, після його розчинення добавляють піпеткою точно 15 см³ розчину К₂Сr₂О₇ концентрацією 0,02 н і 5 см³ Н₂SО₄ (1 : 4). Ретельно перемі­шують і титрують розчином тіосульфату натрію до появи світло-жовтого забарвлення. Після цього добавляють 1 см³ розчину крохмалю і продовжують титрувати до зникнення синього забарвлення. Концентрацію тіосульфату С₁ (моль-екв/дм³) обчислюють за рівняннм

де С₂ − концентрація розчину К₂Сr₂О₇, моль-екв/дм³; V₂ − об'єм розчину дихромату калію, взятий на титрування, см³; V₁ — об'єм розчину тіосульфату натрію, витрачений на титрування, см³.

Розчин крохмалю, 0,5%-й.

Розчин сірчаної кислоти (1 : 1): 500 см³ концентрованої Н₂SO₄, х.ч., обережно вливають у 500 см³ бідистильованої води за постійного перемішування суміші. Розчин використовують після остигання.

Розчин сірководню основний, 0,1 мг Н₂S/дм³: приблизно 0,1 г кристалів Nа₂S∙9Н₂0 промивають водою для видалення слідів сульфатів і віджимають між аркушами фільтрувального паперу. Отриманий препарат розчиняють у 50 см³ бідистильованої води і добавляють 50 см³ гліцерину. Точний вміст сульфідів у цьому розчині в розрахунку на Н₂S визначають йодометричним методом і розчин розбавляють бідистильованою водою так, щоб в 1 дм³ було 0,1 мг Н₂S.

Для визначення точного вмісту сульфідів у колбу місткістю 100 см³ з притертою пробкою піпеткою вносять 10 см³ розчину Na₂S 9Н₂О, добавляють 20 см³ розчину йоду концентрацією 0,01 моль-екв/дм³, 10 см³ НС1 (1 : 1), закривають пробкою, струшують і залишають у темному місці на 10 хв. Потім надлишок йоду відтитровують розчином тіосульфату натрію до появи блідо-жовтого забарвлення, добавляють 2 см³ 0,5%-го розчину крохмалю і дотитровують до зникнення синього забарвлення.

Вміст сульфідів С_х (мг Н₂S/дм³) обчислюють за рівнянням

де V — об'єм розчину, взятий для титрування, см³; V₁ — об'єм розчину добавленого йоду, см³; С₁ — концентрація розчину добавленого йоду, моль-екв/дм³; V₂ — об'єм розчину тіосульфату натрію, витраченого на титрування, см³; С₂ — концентрація розчину тіосульфату натрію, витраченого на титрування, моль-екв/дм³; 17 — молярна маса еквівалента сірководню.

Розчин сірководню робочий, 0,01 мг Н₂S/дм³: 10 см³(або інший об'єм залежно від концентрації С_х) основного розчину розбавляють бідистильованою водою і доводять об'єм у мірній колбі до 100 см³. Робочий розчин готують безпосередньо перед будуванням калібрувального графіка для визначення вмісту сірководню і сульфідів.

Розчин йоду, 0,01 моль-екв/дм³: 4 − 5 г КІ розчиняють у бідистильованій воді, добавляють 1,23 г кристалічного йоду і після його розчинення доводять об'єм розчину в мірній колбі до 1 дм³.

Концентрацію розчину йоду С_х (моль-екв/дм³) встановлюють титруванням розчином тіосульфату натрію з крохмалем як індикатором і обчислюють за рівнянням

де V₁ — об'єм розчину тіосульфату натрію, витрачений на титрування, см³; С₁ — концентрація розчину тіосульфату натрію, витраченого на титрування, моль-екв/дм³; V₂ — об'єм розчину йоду, взятий для титрування (10 см³).

Можна використовувати розчин йоду, приготовлений із фіксаналу.

Розчин соляної кислоти (1:1): концентровану НС1 (х.ч., d=1,19 г/см³) розбавляють бідистильованою водою у співвідношенні 1 : 1 (за об'ємом).