Определение некоторых показателей воды и почвы различных экологических зон Приуралья
Определение некоторых показателей воды и почвы различных экологических зон Приуралья
ЧЕРЕВАТОВА Н. К.,
профессор ЗКГУ, кандидат химических наук
Значение воды на нашей планете огромно. Воды рек, ручьев, пропитывая всю поверхность суши, размывают и переносят громадные объёмы горных пород, изменяя облик Земли.
Вода - непременное условие проявления жизни; в ней развились первые живые организмы; она входит в состав всех живых существ на Земле, поэтому без воды не может существовать ни один из их видов.
Важная роль воды всецело связана с её способностью растворять в себе различные вещества, встречающиеся в природе, и образовывать сложные растворы солей, газов и органических веществ с разными свойствами. Перенос растворенных водой веществ ведет к образованию отложений в морях и бессточных бассейнах, способствует перераспределению солей на поверхности Земли.
Всё многообразие почв, их плодородие обязано процессам взаимодействия почв с водными растворами.
Проблема загрязнения окружающей среды всегда является актуальной, поскольку нарушен сбалансированный природный процесс происходящий в био-, гео - объектах. Представлял интерес изучить некоторые физико-химические показатели природных объектов в зависимости от нахождения их в зонах разной степени экологической загрязненности.
Целью работы явилось показать зависимость некоторых характеристик природных объектов от места их нахождения.
Объектами исследования явились вода, почва разных экологических зон, таких как: завод «Зенит», завод «Арма», зона отдыха «Парк Кирова», где «Парк Кирова» принимался за условно чистую зону.
Методами исследования явились : титриметрический, оптический и некоторые другие.
Определение физико-химических показателей
Анализ химического состава вод является одним из методов измерений и неизбежно сопровождается погрешностями. Даже при тщательном исполнении и при использовании самых совершенных приборов возможны ошибки, искажающие истинное значение измеряемой величины. Поэтому при выполнении любого вида анализа вод возникает вопрос о качестве метода.
1. Жесткость
Жесткость воды представляет собой свойство природной воды, зависящее от наличия в ней, главным образом, растворенных солей кальция и магния. Суммарное содержание этих солей называют общей жесткостью. Общая жесткость подразделяется на карбонатную, обусловленную концентрацией гидрокарбонатов (и карбонатов при рН 8,3) кальция и магния, и некарбонатную – концентрацию в воде кальциевых и магниевых солей сильных кислот. Поскольку при кипячении воды гидрокарбонаты переходят в карбонаты, которые выпадают в осадок, карбонатную жесткость называют временной или устранимой. Остающаяся после кипячения жесткость называется постоянной. Результаты определения жесткости обычно выражают в 0Ж.
Комплексонометрическое определение с хромоген черным
Принцип метода. Метод основан на титровании пробы воды раствором двунатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (комплексон Ш, ЭДТА, трилон Б) в щелочной среде с индикатором хромоген-черным. Раствор комплексона Ш образует с ионами магния и кальция малодиссоциированные комплексы типа
Na2H2( компл. Ш) + Ca 2+ == Na2Ca(компл. Ш + 2H 2+
Na2H2 (компл. Ш) + Mg 2+ ==Na2Mg (компл. Ш) + 2H 2+
Поскольку соединения кальция с комплексоном Ш менее диссоциировано по сравнению с комплексным соединением магния, при титровании вначале с комплексоном Ш связываются ионы кальция, а затем магния.
Индикатор хромоген-черный (Na2HIn) образует с ионами магния малодиссоциированный комплекс красно-фиолетового цвета, который при добавлении комплексона Ш как более диссоциированный разрушается. Магний при этом переходит в соединение с комплексоном Ш и окраска индикатора хромоген черного переходит в голубую.
голубой красно-фиолетовый
Na2Hin + Mg2+ == MgHIn + 2Na+
красно-фиолетовый голубой
MgHIn + Na2H2(компл. Ш) == MgH2(компл. Ш) + Na2HIn
Поскольку окраска раствора зависит не только от изменения содержания магния, но и от величины рН, необходимо последнюю поддерживать около 10 добавлением буфера.
Ход определения. В коническую колбу емкостью 150-200 мл отмеряют пипеткой необходимый объем исследуемой пробы воды, добавляют 5 мл буферного раствора и 5-7 капель индикатора (или 10-15 мг сухой смеси). Жидкость перемешивают и титруют раствором комплексона Ш до перехода красно-фиолетовой окраски в голубую.
Расчет. Общую жесткость Сх в 0Ж находят по формуле
Nn∙1000
C x = __________
V
где N – нормальность раствора комплексона Ш; n – объем раствора комплексона, пошедшего на титрование пробы, мл; V – объем пробы воды, взятой для определения, мл.
2. Определение ионов кальция
Довольно жесткие требования к содержанию кальция предъявляются к водам, питающим паросиловые установки, поскольку в присутствии карбонатов, сульфатов и ряда других анионов кальция образует прочную накипь.
Данные о содержании кальция в водах необходимы также при решении вопросов, связанных с формированием химического состава природных вод, их происхождением, а также при исследовании карбонатно-кальциевого равновесия.
Титриметрическое определение с комплексоном Ш
Назначение метода. Метод может быть использован для анализа вод с содержанием кальция выше 0,5 мг Са2+/дм3.
Принцип метода. Метод основан на способности ионов кальция образовывать с комплексоном Ш малодиссоциированное, устойчивое в щелочной среде (рН=12-13) соединение типа:
N2H2(компл. Ш) + Ca 2+ ==Na2Ca(компл. Ш) + 2H+
Избыток ионов кальция определяется по изменению окраски индикатора - смеси мурексида с нафтоловым зеленым Б (из грязно-зеленой в синюю).
Характеристики метода. Минимальная определяемая концентрация 0,5мг Са2+/дм3. Относительное стандартное отклонение U при концентрациях 30-100 мг Са2+/дм3 составляет 0,5 % (n=20). Продолжительность определения единичной пробы 10 мин. Серия из 10 проб определяется в течение 1 ч 40 мин.
Ход определения. Объем пробы воды выбирают в зависимости от предлагаемого содержания ионов кальция. Воду отмеривают в коническую пробу пипеткой, добавляют 2 мл 2 н. раствора NaOH (рН = 12 ч 13) и 10-15 мг сухого смешанного индикатора. Пробу титруют комплексоном Ш при перемешивании до перехода окраски из грязнозеленой в синюю.
Расчет. Содержание ионов Са 2+ (Сэ) в мг-экв/дм3 и (Сх) в мг/дм3
N∙n∙ 1000
Cx= ________
V
где n – количество раствора комплексона Ш, пошедшего на титрование, мл; N – нормальность раствора комплексона Ш; V – объем пробы, взятой для определения, мл.
3. Определение иона магния
Для определения магния в природных водах рекомендуется расчетный метод по разности между результатами определения общей жесткости и ионов кальция и прямой колориметрический метод с бриллиантовым желтым. Последний следует применять при анализе вод, содержащих малые количества ионов кальция по сравнению с содержанием ионов магния и при значительном мешающем влиянии посторонних ионов.
Определение магния расчетом
В исследуемой пробе воды определяют общую жесткость и содержание ионов кальция. Затем содержание ионов магния Сэ в мг-экв/дм3 и Сх в мг/дм3 рассчитывают по формулам:
Сэ = а – б,
Сх = 12,16 (а - б),
где а – величина общей жесткости, мг-экв/дм3; б – содержание ионов кальция, мг-экв/дм3; 12,16 - эквивалент магния.
4. Определение хлорид-ионов
В речных водах и водах пресных озер содержание хлоридов колеблется от нескольких долей миллиграмма до нескольких сотен, а иногда и несколько тысяч миллиграммов на 1 л. В морских и подземных водах содержание хлоридов значительно выше – вплоть до пересыщенных растворов и рассолов.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
