Титриметрическое определение хлора

Метод определения хлоридов, разработанный Мором, основан на низкой растворимости хлорида серебра. Раствор, содержащий хлорид, титруют стандартным раствором азотнокислого серебра с нормальностью 0,0197, добавляя в качестве индикатора растворимую соль хромовой кислоты. В момент полного осаждения хлорида избыток серебра взаимодействует с хроматом, образуя красный осадок хромата серебра:

Ag⁺ ₊ Cl^- = AgCl_тв              реакция титрования

2Ag⁺ + CrO₄^2- = AgCrO_{4 тв}   реакция в конечной точке титрования

Титрование ведётся до красно-коричневой окраски, устойчивой при перемешивании.

Результаты титриметрического определения хлора представлены в таблице 4.1.5

Определение тяжелых металлов в пробах воды методом ИВАМ

Сущность метода

Вольтамперометрия – электрохимический метод исследования и анализа, основанный на регистрации аналитического сигнала, возникающий в результате электрохимической реакции на индикаторном микроэлектроде при развертке внешнего поляризующего напряжения. Источником информации для качественного и количественного анализа служит вольтамперограмма – графическое изображение зависимости тока от потенциала микроэлектрода. Положение волны (пика) на оси потенциалов определяется природой вещества, участвующего в электродной реакции, а величина тока линейно зависит от его концентрации.

Величина предела обнаружения в вольтамперометрии зависит от отношения фарадеевского тока I_F (аналитический сигнал) электрохимической реакции и емкостного тока или тока заряжения I_c(помеха).

В аналитической лаборатории был применен электролитический способ концентрирования определяемого элемента на поверхности электрода. Вольтамперометрический метод, использующий предварительное электролитическое концентрирование определяемого элемента, назвали анодной инверсионной вольтамперометрией.

Электролитическое предварительное накопление из анализируемого раствора проводят на ртутном микроэлектроде, в результате чего образуется амальгама

Meⁿ⁺ + ne + Hg → Me(Hg)

По истечении заданного времени (60 с) мешалку выключают и в течении 15 с позволяют раствору успокоиться. Затем включают развертку потенциала и регистрируют вольтамперограмму в интервале от потенциала электролиза до 0 В. Регистрация проводится в том же анализируемом растворе. На вольтамперограмме наблюдаются анодные пики, обусловленные окислением металлов из амальгамы

Me(Hg) – ne → Meⁿ⁺ + Hg

Анодная инверсионная вольтаперометрия успешно применяется для одновременного определения следовых количеств ионов металлов, обладающих достаточно высокой растворимостью в ртути. К ним в первую очередь относятся медь, свинец, кадмий и цинк.

Кроме этого, метод инверсионной вольтамперометрии характеризуется низким пределом обнаружения и экспрессивностью и широко применяется при определении тяжелых металлов в объектах окружающей среды, включая природные воды. Метод может быть рекомендован не только для определения валового содержания тяжелых металлов, но и для исследования форм их миграции в природных водах. Инверсионновольтамперометрическое определение осуществляется в кислой или слабокислой среде (рН 2 – 4).

Целью наших исследований было изучение возможности применения метода инверсионной вольтамперометрии для определения растворенных форм цинка и свинца в природных водах различного состава.

Измерения массовой концентрации элементов выполняют «методом стандартных добавок»: добавками являются рабочие растворы с известной массовой концентрацией, приготовленные из исходных растворов.

Для определения тяжелых металлов в пробе воды из р.Ички использовался анализатор вольтамперометрический АКВ-07МК с трехэлектродным датчиком (вращающийся измерительный электрод; вспомогательный электрод и электрод сравнения) и системой обработки данных Polar.

Диапазоны и характеристики погрешности результатов измерения

Метод обеспечивает получение результатов измерений массовой концентрации определяемых элементов в почвах, грунтах, донных отложениях и осадках сточных вод в диапазонах и с погрешностями при вероятности P=0,95, соответствующими характеристиками, приведенным в таблице.

Табл. 3.4.1

 Диапазоны и границы погрешности результатов измерений (техническая документация вольтамперометрического анализатора ТУ 4215-001-18294344, «АКВИЛОН, НПКФ»)

Требования к условиям выполнения измерений

При выполнении измерений соблюдают следующие условия:

Температура окружающего воздуха, °С     -25±5

Атмосферное давление, кПа                      -126-101, (760±30 мм рт.ст.)

Относительная влажность воздуха, %       -65±15

Частота питающий сети, Гц                     -50±0,5

Напряжение питания в сети, В                 -220±22

Последовательность определения

Проводится регистрация вольтамперограмм растворов «холостой» пробы.

В стеклоуглеродный тигель помещают 10 см³ раствора фонового электролита (ртуть азотнокислая), добавляют 5 мл ацетатно-аммонийного буфера, 5мл бидистиллированной воды и проводят регистрацию вольтамперограммы.

Затем – регистрация вольтамперограммы растворы пробы.

В стеклоуглеродный тигель помещают 20 см³ растворы пробы, подготовленной к измерениям (аликвота аналируемой пробы 3 мл, ААБ 5 мл, H₂O бидист 7 мл, фонового электролита – 5 мл) и регистрируют вольтамперограмму при тех же параметрах, что и «холостую» пробу.

В конце проводят регистрацию вольтамперограмм растворов пробы с добавками. После регистрации вольтамперограмм рабочей пробы в стеклоуглеродный тигель с пробой пипет-дозатором вносят добавку 20 мкл основного раствора ионов цинка, кадмия и свинца с массовыми концентрациями 10,0; 1,0 и 10,0 мг/дм³ соотвественно.

Высота аналитического пика ионов железа на вольтамперограмме после введения добавки должна увеличиваться в 1,5 – 3 раза. При необходимости можно вводить дополнительные добавки, регистрируя их объем и массовую концентрацию. Суммарный объем всех добавок не должен превышать 10% от объема пробы в стеклоуглеродном тигле.

Регистрацию данных вольтамперограмм обязательно выполняют при одних и тех же параметрах измерений в соответствии с таблицей.

Табл. 3.4.2

Режим работы ИВАМ-анализатора при измерении массовой концентрации ионов цинка и свинца.(техническая документация вольтамперометрического анализатора   ТУ 4215-001-18294344, «АКВИЛОН, НПКФ»)

* при низких значениях массовой концентрации иона ТМ возможно увеличение времени накопления (с последующим соответствующим увеличением времени электрохимической очистки измерительного электрода) или увеличение объема пробы

Результаты исследования

Расчет концентрации ТМ в пробах воды р. Ички производился по формуле:

Х*20мл*10000/al = C (мкг/л), где

Х – показания прибора (концентрация металлов (мг/дм³) в 20 мл раствора пробы), al – объем аликвоты пробы (мл).

Результаты расчетов приведены в таблицах

Табл.3.4.3

Результаты определения общего количества растворенных форм тяжелых металлов в воде р. Ички (аликвота – 5 мл)

Для опредПолученные результаты показывают, что содержание растворенных форм цинка в створе 2 (36,0 мкг/л) превышает содержание растворенных форм цинка в створе 1 (23,2 мкг/л). Свинец присутствует примерно в равных количествах в створах 1 и 2 (1,2 мкг/л).

Табл.3.4.4

Результаты определения свободных ионов тяжелых металлов в растворенном виде в воде р. Ички при рН=7 (аликвота – 10 мл)

Данные таблицы 2 свидетельствуют о том, что в растворенном виде в створе 1 в основном находится цинк, а в створе 2 – свинец.

Для определения подвижных форм тяжелых металлов во взвеси пробы воды отфильтровали, после чего мембранные фильтры с взвесью сушили, а затем растворили в азотной кислоте в соотношении 1:3 и упарили до влажных солей. После добавили 2 мл НCl 1N. Полученный раствор исследовали.

Табл.3.4.5

 Результаты определения подвижных форм тяжелых металлов во взвеси воды р. Ички

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что цинка во взвеси содержится очень мало, он почти весь находится в растворенном виде, в отличие от свинца, который в основном присутствует в виде взвеси.