ФЕДЕРАЛНА СЛУЖБА ЗА НАДЗОР
В СФЕРАТА НА ПРИРОДОУПРАВЛЕНИЕТО

КОЛИЧЕСТВЕН ХИМИЧЕН АНАЛИЗ НА ВОДА

ТЕХНИКА НА ИЗМЕРВАНЕ
КОНЦЕНТРАЦИИ НА НИТРАТНИ ЙОНИ В ПИТЕНИЕТО,
ПОВЪРХНОСТНИ И ОТПАДЪЧНИ ВОДИ
ФОТОМЕТРИЧЕН МЕТОД
СЪС САЛИЦИЛОВА КИСЕЛИНА

PND F 14.1:2:4.4-95

Техниката е одобрена за нуждите на държавата
контрол на околната среда

МОСКВА 1995г
(Издание 2011 г.)

Методологията е прегледана и одобрена от Федералния бюджетна институция„Федерален център за анализ и оценка на техногенното въздействие (ФБУ „ФЦАО“).

Разработчик:

"Федерален център за анализ и оценка на техногенното въздействие" (FBU "FTsAO")

1. ВЪВЕДЕНИЕ

Този документ установява методология за измерване на масовата концентрация на нитратни йони и пиене, повърхност и Отпадъчни водифотометричен метод.

Диапазон на измерване от 0,1 до 100 mg/dm 3

Ако масовата концентрация на нитратни йони в анализираната проба надвишава 10 mg/dm3, тогава пробата трябва да се разреди.

Пречещи влияния поради наличието на окачени, оцветени органична материя, хлориди в количества над 200 mg / dm 3, нитрити със съдържание над 2,0 mg / dm 3, желязо при масови концентрации над 5,0 mg / dm 3 се елиминират чрез специална подготовка на пробите (клауза 9.1).

2 ПРИЗНАЧЕНИ ХАРАКТЕРИСТИКИ НА ПОКАЗАТЕЛИ ЗА ТОЧНОСТ НА ИЗМЕРВАНЕ

Стойностите на индикатора за точност на измерване 1 - разширената относителна несигурност на измерванията по тази техника с коефициент на покритие 2 са дадени в . Бюджетът на неопределеността на измерването е даден в .

1 В съответствие с GOST R 8.563-2009 (клауза 3.4), индикаторите за неопределеност на измерването се използват като показател за точност на измерване).

Таблица 1 - Диапазон на измерване,мерки за несигурност на измерването

	Обща стандартна относителна неопределеност, И, %	Разширена относителна несигурност 2, Uс коефициент на покритие k = 2, %
От 0,1 до 3 вкл.
Ст.3 до 100 вкл.
Отпадъчни води
От 0,1 до 1 вкл.
Ст. 1 до 3 вкл.
Ст.3 до 100 вкл.

2 Съответства на характеристиката на грешката при ниво на достоверност P = 0,95.

Стойностите на индекса на точност на методологията се използват за:

Регистриране на резултатите от измерванията, издадени от лабораторията;

Оценка на качеството на изследванията в лабораторията;

Оценка на осъществимостта на използването на тази техника в определена лаборатория.

3 ИЗМЕРВАЩИ ИНСТРУМЕНТИ, ПРИНАДЛЕЖНОСТИ, РЕАКТИВИ И МАТЕРИАЛИ

При извършване на измервания трябва да се използват следните измервателни уреди, оборудване, реактиви и материали.

3.1 Измервателни уреди

Фотоелектроколориметър или спектрофотометър от всякакъв тип, способен да измерва абсорбцията при l = 410 nm.

Кювети с дължина на абсорбиращия слой 20 mm.

Лабораторни везни със специален клас на точност със стойност на деление не повече от 0,1 mg, максимална граница на претегляне не повече от 210 g, GOST R 53228-2008.

Държавни стандартни проби (GSO) от състава на разтвор на нитратни йони с масова концентрация 1 mg / dm 3. Относителната грешка на сертифицираните стойности на масовата концентрация е не повече от 1% при P = 0,95.

Насипни мерителни колби 2-50-2, 2-100-2, 2-1000-2, GOST 1770-74.

Пипети 4(5)-2-1, 4(5)-2-2, 6(7)-2-5, 6(7)-2-10, GOST 29227-91.

Чаши за претегляне SV, GOST 25336-82.

Топлоустойчиви стъкла V-1-1000, V-1-100, TS, GOST 25336-82.

Колориметрични епруветки P-2-10-0.1 KhS GOST 1770-74.

3.2 Спомагателно оборудване, материали

Лабораторен сушилен шкаф с температура на нагряване до 130 °С.

Водна баня, TU 10-23-103.

Изпарителни порцеланови чаши, GOST 9147-80.

Безпепелни филтри, TU 6-09-1678-95.

Бутилки от полимерен материал или стъкло с шлифована или винтова капачка с вместимост 500 - 1000 cm 3 за вземане и съхранение на проби.

Забележете ме.

1 Допуска се използването на други средства за измерване от одобрени типове, които осигуряват измервания с установената точност.

2 Допуска се използването на друго оборудване с метрологични и технически спецификацииподобни на посочените.

3 Измервателните уреди трябва да бъдат поверени в установените срокове.

3.3 Реактиви

Калиев нитрат, GOST 4217-77.

Калиев дихромат, GOST 4220-75.

Стипца алуминиев амоний, GOST 4238-77.

Калиева стипца, ГОСТ 4329-77.

Активен въглен, BAU-E, TU 6-16-3075.

Воден амоняк, GOST 3760-79.

Амониев сулфат, ГОСТ 3769-78.

Етилов алкохол, ГОСТ 18300-87.

Салицилова киселина, ГОСТ 624-70.

Натриев салицилат, GOST 17628-72.

Сярна киселина, GOST 4204-77.

Натриев хидроксид, GOST 4328-77.

Калиево-натриев тартарат 4-воден (сол на Рошел) GOST 5845-79.

Сребърен сулфат TU 6-09-3703-74.

Дестилирана вода GOST 6709-72.

Забележете ме.

1 Всички реагенти, използвани за измервания, трябва да бъдат с аналитичен клас. или ч.ч.

2 Допуска се използването на реактиви, произведени по друга нормативна и техническа документация, включително вносни.

4 МЕТОД НА ИЗМЕРВАНЕ

Фотометричният метод за определяне на масовата концентрация на нитратни йони се основава на взаимодействието на нитратни йони със салицилова киселина за образуване на жълто комплексно съединение.

Оптичната плътност на разтвора се измерва прил = 410 nm в кювети с дължина на абсорбиращия слой 20 mm.

5 ИЗИСКВАНИЯ ЗА БЕЗОПАСНОСТ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА

При извършване на измервания трябва да се спазват следните изисквания за безопасност.

5.1 При извършване на измервания е необходимо да се спазват изискванията за безопасност при работа с химически реактиви в съответствие с GOST 12.1.007-76.

5.2 Електрическа безопасност при работа с електрически инсталации в съответствие с GOST R 12.1.019-2009.

5.3 Организация на обучението на работниците по безопасност на труда в съответствие с GOST 12.0.004-90.

5.4 Лабораторното помещение трябва да отговаря на изискванията за пожарна безопасност в съответствие с GOST 12.1.004-91 и да има пожарогасително оборудване в съответствие с GOST 12.4.009-83.

6 ИЗИСКВАНИЯ ЗА КВАЛИФИКАЦИЯ НА ОПЕРАТОРА

Измерванията могат да се извършват от химик-аналитик, който владее техниката на фотометричен анализ, който е проучил ръководството за употреба на спектрофотометъра или фотоколориметъра и е получил задоволителни резултати при наблюдение на процедурата на измерване.

7 ИЗИСКВАНИЯ ЗА УСЛОВИЯТА ЗА ИЗМЕРВАНЕ

Измерванията се извършват при следните условия:

Околна температура (20 ± 5) °С;

Относителна влажност не повече от 80% при t = 25 ° C;

Атмосферно налягане (84 - 106) kPa (630 - 800 mm Hg);

AC честота (50 ± 1) Hz;

Мрежово напрежение (220 ± 10) V.

8 ПОДГОТОВКА ЗА ИЗМЕРВАНИЯ

При подготовката за измервания трябва да се извърши следната работа: подготовка на съдове за вземане на проби, вземане на проби, подготовка на инструмента за работа, подготовка на спомагателни и калибриращи разтвори, калибриране на инструмента, установяване и наблюдение на стабилността на калибрационната характеристика.

8.1 Подготовка на стъклария за вземане на проби

Бутилките за събиране и съхранение на водни проби се обезмасляват с разтвор на CMC, измиват се с чешмяна вода, хромна смес, отново с чешмяна вода и след това 3-4 пъти с дестилирана вода.

8.2 Вземане на проби и съхранение

Вземането на проби от питейна вода се извършва в съответствие с изискванията на GOST R 51593-2000 „Питейна вода. Избор на проба".

Вземането на проби от повърхностни и отпадъчни води се извършва в съответствие с изискванията на ГОСТ Р 51592-2000 „Вода. Общи изисквания за вземане на проби", PND F 12.15.1-08 " Насокиотносно вземането на проби за измерване на отпадъчни води”.

Водни проби (обем не по-малък от 200 cm 3) се вземат в бутилки от полимерен материал или стъкло, предварително изплакнати с взета вода.

Ако определянето на нитратните йони се извършва в деня на вземане на пробата, тогава не се изисква консервиране.

Ако пробата не се анализира в деня на вземане на пробата, тогава тя се консервира чрез добавяне на концентрирана сярна киселина (за 1 dm 3 вода - 1 cm 3 H 2 SO 4 конц.). Консервираната проба може да се съхранява не повече от два дни при температура (3 - 4) °C.

Водната проба не трябва да се излага на пряка слънчева светлина. За доставка в лабораторията, съдовете с проби се опаковат в контейнери, които гарантират безопасност и предпазват от резки температурни промени.

При вземане на проби се съставя придружаващ документ в утвърдения формуляр, в който се посочва:

Цел на анализа, предполагаеми замърсители;

Място, време на избор;

Номер на пробата;

Обем на пробата;

Длъжност, име на лицето, взело пробата, дата.

8.3 Подготовка на устройството за работа

Подготовката на спектрофотометъра или фотоелектрическия колориметър за работа се извършва в съответствие с инструкцията за експлоатация на уреда.

8.4 Приготвяне на разтвори

8 .4 .1 Решение хидроксид натрий И Рошел сол

400 g натриев хидроксид и 60 g сол Rochelle се поставят в чаша с вместимост 1000 cm 3, разтварят се в 500 cm 3 дестилирана вода, охлаждат се, прехвърлят се в мерителна колба с вместимост 1000 cm 3 и се довеждат до марката с дестилирана вода.

8 .4 .2 Решение салицилова киселини

Порция (1,0 g) салицилова киселина се поставя в чаша с вместимост 100 cm 3, разтваря се в 50 cm 3 етилов алкохол, прехвърля се в мерителна колба с вместимост 100 cm 3, регулира се до марката с етилов алкохол. алкохол. Разтворът се приготвя в деня на употреба.

8 .4 .3 Решение натрий салицилат с маса акции 0 ,5 %

Част (0,5 g) натриева салицилова киселина се разтваря в 100 cm 3 дестилирана вода. Разтворът се приготвя в деня на употреба.

8 .4 .4 Окачване хидроксид алуминий

125 g алуминиево-амониева или алуминиево-калиева стипца се разтварят в 1 dm 3 дестилирана вода, разтворът се загрява до 60 ° C и бавно се добавят 55 cm 3 концентриран амонячен разтвор при непрекъснато разбъркване. Сместа се оставя да престои около 1 час, утайката от алуминиев хидроксид се филтрува и се промива чрез многократно декантиране с дестилирана вода до пълното отстраняване на свободния амоняк.

8.5 Приготвяне на разтвори за калибриране

8 .5 .1 Основен калибриране решение нитратни йони с маса концентрация 0 ,1 mg / cm3

1) Разтворът се приготвя от GSO в съответствие с инструкциите, приложени към пробата.

2) Порция (0,1631 g) калиев нитрат, предварително изсушен при 105 ° C, се поставя в бехерова чаша с вместимост 100 cm 3, разтваря се в 50 cm 3 дестилирана вода, прехвърля се в мерителна колба с капацитет от 1000 cm 3 и се довежда до марката с дестилирана вода.

1 cm 3 от разтвора трябва да съдържа 0,1 mg нитратни йони.

Срокът на годност на разтворите е 3 месеца.

В редица колориметрични тръби с капацитет 10 cm 3, 0,1 се избира последователно с пипета; 0,5; 1.0; 2.0; 4.0; 6,0; 10,0 cm 3 от работния калибровъчен разтвор на нитратни йони (точка 8.5.2) и се разрежда с дестилирана вода до марката. Съдържанието на нитратни йони в разтворите съответно е 0,1; 0,5; 1.0; 2.0; 4.0; 6,0; 10,0 mg / dm 3.

Разтворите се прехвърлят в порцеланови чаши, добавят се 2 cm 3 разтвор на салицилова киселина (или 2 cm 3 разтвор на натриев салицилат) и се изпаряват до сухо в порцеланова чаша на водна баня. След охлаждане сухият остатък се смесва с 2 cm 3 концентрирана сярна киселина и се оставя за 10 минути. След това съдържанието на чашата се разрежда с 10 - 15 cm 3 дестилирана вода, добавят се приблизително 15 cm 3 разтвор на натриев хидроксид и сол Rochelle, прехвърля се в мерителна колба с вместимост 50 cm 3, като се измиват стените на съда. чаша с дестилирана вода, охладете колбата студена водадо стайна температура, разрежда се с дестилирана вода до марката и полученият оцветен разтвор веднага се фотометрира прил = 410 nm в кювети с дължина на абсорбиращия слой 20 mm. Едновременно с обработката на разтворите за калибриране се провежда "празен експеримент" с дестилирана вода, която се използва като референтен разтвор.

При конструиране на калибровъчна графика стойностите на оптичната плътност се нанасят по ординатната ос, а стойността на концентрацията на нитратни йони в mg / dm 3 се нанася по абсцисната ос.

8.7 Проверка на стабилността на калибровъчната характеристика

Контролът на стабилността на калибровъчната характеристика се извършва най-малко веднъж на тримесечие, както и при смяна на партиди реагенти, след проверка или ремонт на инструмента. Средствата за контрол са новоподготвени проби за калибриране (най-малко 3 проби от дадените в точка 8.6).

Характеристиката на калибриране се счита за стабилна, ако е изпълнено следното условие за всяка проба за калибриране:

(1)

Където х- резултатът от контролното измерване на масовата концентрация на нитратни йони в пробата за калибриране;

СЪС- удостоверена стойност на масовата концентрация на нитратни йони;

u I(TOE)- стандартно отклонение на резултатите от измерването, получени при условия на междинна точност, %.

Стойности u I(TOE)са дадени в Приложение А.

Ако условието за стабилност на характеристиката на калибриране не е изпълнено само за една проба за калибриране, е необходимо тази проба да се измери повторно, за да се изключи резултат, съдържащ груба грешка.

Ако характеристиката на калибриране е нестабилна, открийте причините и повторете контрола, като използвате други образци за калибриране, предоставени от процедурата. Когато нестабилността на калибровъчната характеристика бъде открита отново, се изгражда нова калибровъчна крива.

9 ИЗМЕРВАНИЯ

Където r- граница на повторяемост, чиито стойности са дадени в .

Таблица 2 - Стойности на границата на повторяемост при вероятност P = 0,95

	Граница на повторяемост (относителна стойност на допустимото несъответствие между два резултата от паралелни определяния), r, %
Питейни, повърхностни природни води
От 0,1 до 3 вкл.
Ст.3 до 100 вкл.
Отпадъчни води
От 0,1 до 1 вкл.
Ст. 1 до 3 вкл.
Ст.3 до 100 вкл.

Ако условие (4) не е изпълнено, могат да се използват методи за проверка на приемливостта на резултатите от паралелни определяния и установяване на крайния резултат съгласно раздел 5. GOST R ISO 5725-6-2002.

11 ПРЕДСТАВЯНЕ НА РЕЗУЛТАТИТЕ ОТ ИЗМЕРВАНЕТО

Резултатът от измерванията в документите, осигуряващи използването му, може да бъде представен като:х± = 0,01 × U× х, mg / dm 3,

Където х- резултатът от измерванията на масовата концентрация, установен съгласно точка 10, mg / dm 3;

U- стойността на показателя за точност на измерване (разширена неопределеност на измерване с коефициент на покритие 2).

Значение Uдаден в .

Разрешено е представянето на резултатите от измерванията в издадените от лабораторията документи във формата: X ± 0,01 × U l× х, mg / dm 3, P \u003d 0,95, при условиеU l < U, Където U l - стойността на показателя за точност на измерване (разширена неопределеност с коефициент на покритие 2), установена при внедряване на методиката в лабораторията и осигурена чрез наблюдение на стабилността на резултатите от измерването.

Забележка.

При представяне на резултата от измерванията в документите, издадени от лабораторията, посочете:

Броят резултати от паралелни определяния, използвани за изчисляване на резултата от измерването;

Метод за определяне на резултата от измерването (средно аритметична стойностили медианата на резултатите от паралелни определяния).

12 КОНТРОЛ НА ТОЧНОСТТА НА РЕЗУЛТАТИТЕ ОТ ИЗМЕРВАНИЯТА

12.1 Общи положения

Контролът на качеството на резултатите от измерванията при прилагане на методиката в лабораторията предвижда:

Оперативен контрол на измервателната процедура;

Мониторинг на стабилността на резултатите от измерванията на базата на контрол на стабилността на стандартното отклонение (RMS) на повторяемост, RMS на междинна (вътрешнолабораторна) точност и коректност.

Честотата на контрол от страна на изпълнителя на процедурата за извършване на измервания и алгоритмите на процедурите за контрол, както и текущите процедури за наблюдение на стабилността на резултатите от измерванията, са регламентирани във вътрешните документи на лабораторията.

Отговорността за организиране на мониторинга на стабилността на резултатите от измерванията е на лицето, отговорно за системата по качеството в лабораторията.

Разрешаването на конфликти между резултатите от две лаборатории се извършва в съответствие с 5.3.3. GOST R ISO 5725-6-2002.

12.2 Оперативен контрол на процедурата за измерване чрез метода на добавяне

Оперативният контрол на измервателната процедура се извършва чрез сравняване на резултата от една единствена контролна процедура К дос контролен стандарт ДА СЕ.

Резултатът от контролната процедура К доизчислено по формулата:

(5)

Където - резултатът от измерванията на масовата концентрация на нитратни йони в проба с известна добавка - средноаритметичното от два резултата от паралелни определяния, несъответствието между които отговаря на условие (4).

X вж- резултатът от измерванията на масовата концентрация на нитратни йони в оригиналната проба - средноаритметичното от два резултата от паралелни определяния, несъответствието между които отговаря на условие (4).

C d - количеството на добавката.

Контролен стандарт ДА СЕизчислено по формулата

(6)

Където - стандартни отклонения с междинна точност, съответстващи на масовата концентрация на нитратни йони в проба с известна добавка и съответно в оригиналната проба, mg/dm 3 .

Процедурата на измерване се счита за задоволителна, ако е изпълнено следното условие:

• KHA вода. MVI на масовата концентрация на рениеви (VII) йони в питейни, минерални, природни (включително подземни и кладенци), морски и пречистени отпадъчни води по метода на волтаметрия с променлив ток на анализатор "EKOTEST-VA-4"
  
  MVI
  
• RTsem 58-02 MKHA на битови и повърхностни води за съдържание на диметилформамид чрез газова хроматография
  Техника за количествен химичен анализ
  
• KHA вода. MVI масова концентрация на формалдехид в проби от питейни и природни води чрез HPLC (заменен с FR.1.31.2013.13910)
  Техника за количествен химичен анализ
  MVI
  
• MKHA Отпадъчни води. Гравиметричен метод за определяне на нефтопродукти. N30-14-04-23
  Техника за количествен химичен анализ
  
• Количествен химичен анализ на водите. Метод за измерване на масовата концентрация на триетилен гликол-ди-(2-етилхексаноат) чрез газова хроматография в отпадъчни води от производството на поливинилбутиралов филм. MKHA MBU IES 001-16
  Техника за количествен химичен анализ
  
• KHA. MVI на биохимично потребление на кислород в природни и отпадъчни води чрез промяна на налягането на газовата фаза (манометричен метод)
  Техника за количествен химичен анализ
  MVI
  
• MKHA-IHAVP-01-2012 Метод за измерване на съдържанието на флуорни йони, хлоридни йони, нитритни йони, нитратни йони, фосфатни йони, сулфатни йони в проби от питейна, естествена, стопена вода, почва, земя, дънни утайки, производство на отпадъци ( сондажни изрезки) чрез йонна хроматография
  Техника за количествен химичен анализ
  
• MVI N 46-381-2010 Методи за контрол. KHA. Железен хлорид (воден разтвор). Масова част на солна киселина. Техника на измерване чрез потенциометрично титруване
  Техника за количествен химичен анализ
  MVI
  
• MKCA Определяне на масовата концентрация на флуор в природни и отпадъчни води по потенциометричен метод
  Техника за количествен химичен анализ
  
• MKKhA "Никел (II) сулфат 7-вода. Никел (II) сулфат 6-вода. Определяне на масовата част на никел чрез титриметричен метод
  Техника за количествен химичен анализ
  
• Методика 46-380-2010 Методи за контрол. KHA. Железен хлорид (воден разтвор), произведен съгласно STO 00203275-228-2009. Масова част на веществата, неразтворими във вода. Гравиметрична измервателна техника
  Метод за количествен химичен анализ № 46-380-2010
  
• Метод за измерване на водородния индекс (рН) на водни екстракти от почви, почви, дънни седименти, производствени отпадъци (сондажни изломи) по потенциометричен метод. pH-01-2017
  Техника за количествен химичен анализ
  
• Метод за измерване на масовата концентрация на хлороформ във водни проби от плувни басейни чрез газо-течна хроматография. GHVB-01-2017
  Техника за количествен химичен анализ
  
• Метод за измерване на масовите концентрации на фенол и алкилфеноли в проби от питейни, природни, стопени, отпадъчни и пречистени отпадъчни води чрез високоефективна течна хроматография. ФВ-03-2017
  Техника за количествен химичен анализ
  
• KHA вода. Метод за измерване на масовата концентрация на желязо (II) в питейни, природни и отпадъчни води по фотометричен метод с о-фенантролин PND F 14.1:2:4.259-10 NDP 20.1:2:3.106-09
  Техника за количествен химичен анализ
  PND F
  
• KHA вода. MVI масова концентрация на ацетатни йони в проби от природни и отпадъчни води чрез капилярна електрофореза е отменена с писмо N5 / 174 от 20.07.09 г. Вместо FR.1.31.2009.06202
  Техника за количествен химичен анализ
  MVI
  

Изискванията към качеството на водата могат да бъдат много различни и се определят от нейното предназначение. За оценка на качеството на резервоарните, природни и отпадъчни води се анализират техните проби. Въз основа на резултатите от анализа се правят заключения за годността на водата за определен вид консумация, възможността за използване на определени методи за почистване. Анализите на подземните води позволяват да се предскажат свързани минерални находища. При анализ на водите се определят химични, физични и бактериологични показатели за характеризиране на техните свойства. Основните показатели, които определят пригодността на водата за определен сектор на националната икономика, са химични, тъй като физически (съдържание на суспендирани частици, температура, цвят, мирис, плътност, свиваемост, вискозитет, повърхностно напрежение) и бактериологични (наличие на бактерии) показатели зависи от химичен съставвода.

Химическите показатели за качеството на водата включват:

твърдост;

окисляемост;

реакция на околната среда;

състав на солта;

състав на разтворените газове.

обща соленост характеризира наличието на минерални и органични примеси във водата, количеството на тези примеси под формата на обща минерализация, сухи и плътни остатъци. Общата минерализация е сумата от всички катиони и аниони, открити във водата чрез анализ. Минерализацията се изразява в милиграм еквиваленти соли в 1 литър вода или като процент, т.е. броят на грамовете разтворени вещества, съдържащи се в 100 g разтвор. Сухият остатък е общото количество нелетливи вещества, присъстващи във водата в суспендирано, колоидно и разтворено състояние, изразено в mg/l. Сухият остатък се определя чрез изпаряване на водна проба, след това изсушаване при 105°C и претегляне. Твърдият остатък е сухият остатък, определен от филтрирана водна проба. Следователно разликата между двата показателя съответства на съдържанието на суспендирани вещества в пробата. Ако сухият остатък се калцинира при температура 500-600 ° C, тогава масата му ще намалее и ще се получи остатък, наречен пепел. Намаляването на масата се дължи на изгарянето на органични вещества, отстраняването на кристализационната вода и разлагането на карбонатите. Загубите при запалване грубо се приписват на органични примеси.

Твърдостта на водата поради наличието на йони Sa 2+ И мг 2+ . За повечето индустрии твърдостта на водата е основният показател за нейното качество. Сапунът не се пени добре в твърда вода. При нагряване и изпаряване на твърда вода се образува котлен камък по стените на парните котли, тръбите, топлообменниците, което води до прекомерен разход на гориво, корозия на метала и аварии.

Твърдостта се определя количествено като брой милиграм еквиваленти калциеви и магнезиеви йони в 1 литър вода (mg-eq/l); 1 mg-eq/l твърдост отговаря на съдържанието на 20,04 mg/l йони във вода Sa 2+ или

12,16 mg/l йони мг 2 + . Има обща, карбонатна и некарбонатна твърдост.

Карбонат твърдостта се свързва с наличието във водата главно на бикарбонати и карбонати на калций и магнезий, които при кипене на водата се превръщат в неразтворими средни или основни соли и се утаяват под формата на гъста утайка:

Ca(HCO 3 )=CaCO 3 ↓+H 2 O+CO 2

2Mg(HCO 3 ) 2 =(MgOH) 2 CO 3 ↓+3CO 2 +H 2 О

Така при кипене се елиминира карбонатната твърдост. Затова се нарича още временна твърдост.Трябва да се отбележи, че по време на прехода HCO 3 - В CO 3 2 - и когато калциевите и магнезиевите карбонати се утаят, известно количество йони остава във водата Sa 2+ , мг 2+ , CO 3 2 – съответстващ на произведението на разтворимост CaCO 3 И (MgOH) 2 CO 3 . В присъствието на чужди йони, разтворимостта на тези съединения се увеличава.

Некарбонатни (постоянната) твърдост не се унищожава от кипене. Причинява се от наличието във водата на калциеви и магнезиеви соли на силни киселини, главно сулфати и хлориди.

Общ Твърдостта на водата е сумата от карбонатната и некарбонатната твърдост и се определя от общото съдържание на разтворени калциеви и магнезиеви соли във водата. Според големината на общата твърдост се приема следната класификация естествени води:

много мек (<1,5 мг-экв/л), мягкие (1,5-3,0 мг-экв/л), средней жесткости (3,0-5,4 мг-экв/л), жесткие (5,4-10,7 мг-экв/л), очень жесткие (>10,7 mg-eq/l).

Ако са известни концентрации (mg/l) във вода ок 2+ , мг 2+ И HCO 3 - , тогава твърдостта се изчислява по следните формули:

Обща твърдост

Карбонатната твърдост е равна на концентрацията (mg/l) [ HCO 3 – ]; ако съдържанието на калциеви и магнезиеви йони във водата е по-високо от количеството на бикарбонати:

, където 61,02 е еквивалентната маса на йона HCO 3 – .

Ако количеството на бикарбонатите във водата надвишава съдържанието на калциеви и магнезиеви йони, тогава карбонатната твърдост съответства на общата твърдост. Разликата между общата и карбонатната твърдост е некарбонатната твърдост: И НК = Ф ОТНОСНО - И ДА СЕ. следователно И НКе съдържанието ок 2+ И мг 2 + , еквивалентна на концентрацията на всички други аниони, включително некомпенсирани бикарбонати.

Окисляемост характеризира съдържанието на редуциращи агенти във водата, които включват органични и някои неорганични (сероводород, сулфити, съединения на двувалентно желязо и др.) Вещества. Стойността на окисляемостта се определя от количеството изразходван окислител и се изразява като брой милиграми кислород, необходими за окисляването на веществата, съдържащи се в 1 литър вода. Разграничете общото и частичното окисление. Общата окисляемост се определя чрез третиране на водата със силен окислител - калиев дихромат К 2 Кр 2 О 7 или калиев йодат КИО 3 . Частичната окисляемост се определя чрез реакция с по-малко силен окислител - калиев перманганат ДА СЕMNO 4 . Според тази реакция се окисляват само относително лесно окисляеми вещества.

За пълното окисление на органичните вещества, съдържащи се във водата, в които протичат трансформации по схемата

[C]→CO 2

[H]→H 2 О

[P]→P 2 О 5

[S]→SO 3

[ н]→ NH 4 + ,

необходимо е количество кислород (или окислител на кислород), наречено химическа потребност от кислород (COD) и изразено в mg/l.

При всеки метод за определяне на COD неорганичните редуциращи агенти, съдържащи се в пробата, се окисляват заедно с органичните вещества. След това съдържанието на неорганични редуциращи агенти в пробата се определя отделно по специални методи и резултатите от тези определяния се изваждат от намерената стойност на ХПК.

Реакция на околната среда характеризира степента на киселинност или алкалност на водата. Концентрацията на водородни йони в природните води зависи главно от хидролизата на разтворените във вода соли, количеството на разтворената въглена киселина и сероводород и съдържанието на различни органични киселини. Обикновено за повечето естествени води рН стойността варира между 5,5-8,5. Постоянността на pH на природните води се осигурява от наличието на буферни смеси в тях. Промяната в стойността на pH показва замърсяване на естествената вода от канализацията.

Състав на солта. При анализ на природните води се определя съдържанието в тях главно на основните йони: кл – , ТАКА 4 2– , HCO 3 – , CO 3 2– , ок 2+ , мг 2+ , К + , Na + .

Определение на йони кл – . Определянето на хлорния йон се основава на аргентометричния метод на Мор. Принципът на анализа е, че когато разтвор се добави към вода AgNO 3 образува се бяла утайка от сребърен хлорид:

кл – + Ag + = AgCl↓

Определянето на хлоридните йони се извършва в диапазона на pH = 6,5 ÷ 10, така че едновременно с AgClбез утайка Ag 2 CO 3 . Провеждане на определението кл – възпрепятства присъствието на бромни, йодни, сероводородни йони във водата, от които те се освобождават чрез предварителна обработка на водата.

Определение на йони ТАКА 4 2– . Методът за определяне на сулфатните йони се основава на ниската разтворимост на бариев сулфат, който количествено се утаява в кисела среда, когато разтвор на бариев хлорид се добави към вода: Ба 2+ + ТАКА 4 2– = BaSO 4 ↓

Съдържанието на йони се изчислява от масата на образуваната утайка. ТАКА 4 2– .

Определяне на CO йони 3 2– И HCO 3 – . Тези йони се определят чрез титруване на водна проба с разтвори на сярна или солна киселина последователно с индикаторите фенолфталеин и метилоранж. Реакцията на неутрализация протича на два етапа.

Първите части от киселината реагират с карбонатния йон, образувайки хидрокарбонатен йон:

CO 3 2– + З + = HCO 3 –

Цветът на фенолфталеина при pH = 8,4 се променя от розов до безцветен, което съвпада със състоянието на разтвора, когато в него остават само бикарбонати. Количеството киселина, използвано за титруване, се използва за изчисляване на съдържанието на карбонатния йон. Разходът на киселини за титруване с фенолфталеин е еквивалентен на съдържанието на половината от карбонатите, т.к. последните са само наполовина неутрализирани преди това HCO 3 – . Следователно общата CO 3 2 - еквивалентно на двойното количество киселина, изразходвано за титруване. При по-нататъшно титруване в присъствието на метилоранж протича реакцията на неутрализация на бикарбонатите:

HCO 3 – + З + → CO 2 + З 2 О

Метиловият оранжев променя цвета си при pH = 4,3, т.е. когато в разтвора остава само свободен въглероден диоксид.

При изчисляване на съдържанието на йони HCO 3 - във вода, от количеството киселина, използвано за титруване с метилоранж, извадете количеството киселина, използвано за титруване с фенолфталеин. Общо количество киселина, използвано за неутрализиране на йони ТОЙ – , ТАКА 3 2– И НСО 3 – характеризира общата алкалност на водата. Ако pH на водата е под 4,3, тогава нейната алкалност е нула.

Определение на йони ок 2+ , мг 2+ . Има няколко метода за откриване и определяне на съдържанието на йони Sa 2+ И мг 2+ . Добавяне на амониев оксалат към вода (NH 4 ) 2 ° С 2 О 4 в присъствието на калциеви йони се образува бяла утайка от калциев оксалат:

ок 2+ +C 2 О 4 2– = CaC 2 О 4 ↓

След отделяне на утайката от калциев оксалат във вода могат да се определят йони мг 2+ с разтвор на натриев хидроген фосфат Na 2 HPO 4 и амоняк. В присъствието на йон мг 2 + образува се финокристална утайка от магнезиева сол:

мг 2+ + HPO 4 2– +NH 3 = MgNH 4 PO 4 ↓

Получените утайки се калцинират и се претеглят. Въз основа на получените резултати се изчислява стойността на калциевата и магнезиевата твърдост.

Най-бързият и точен метод за определяне Sa 2 + и мг 2 + е комплексометричен метод, базиран на способността на динатриевата сол на етилендиаминтетраоцетната киселина (трилон Б)

NaOOCCH 2 CH 2 COONa

N––CH 2 ––СН 2 --Н

HOOCCH 2 CH 2 COOH

образуват силни комплексни съединения с калциеви и магнезиеви йони.

Когато водна проба се титрува с Trilon B, калциевите йони се свързват последователно в комплекс и след това магнезиевите йони. Съдържанието на калциеви йони се определя чрез титруване на вода в присъствието на индикатор - мурексид. Murexide образува леко дисоциирано комплексно съединение с калциеви йони, боядисано в пурпурен цвят.

Магнезиевите йони не образуват комплекс с мурексид. Трилон В екстракти Sa 2+ от неговия разтворим комплекс с мурексид, в резултат на което цветът на разтвора се променя на люляк:

Количеството Trilon B, изразходвано за титруване, определя съдържанието Sa 2 + . Чрез титруване на водна проба с трилон Б в присъствието на черен хромогенен индикатор, общото съдържание на Sa 2 + и мг 2 + , тоест общата твърдост на водата. Вода, съдържаща Sa 2 + и мг 2 + , в присъствието на черен хромоген се оцветява в червено поради образуването на комплекс с мг 2 + . При титруване на водата в точката на еквивалентност цветът се променя на син поради следната реакция:

Съдържание мг 2+ изчислено чрез разликата между общото съдържание ( Sa 2+ + мг 2+ ) и съдържание Sa 2 + . Трилонометричното определяне на всеки йон се извършва при стойността на pH, при която този йон образува по-силна връзка с Trilon B, отколкото с индикатора. Към титрувания разтвор се добавят буферни разтвори, за да се поддържа зададената стойност на pH. Освен това поддържането зададена стойност pH осигурява определен цвят на индикатора. Общата твърдост на водата се определя при pH> 9, калцият - при pH = 12.

Определение на йони Na + , К + . Изчислява се чрез разликата между сумата от meq на откритите аниони и катиони, тъй като водата е електрически неутрална:

rNa + + rK + + rCa 2+ + rMg 2+ = rCO 3 2- + rHCO 3 – + rSO 4 2 + rCl –

rNa + + rK + = rCO 3 2– + rHCO 3 – + rSO 4 2 + rCl – – rCa 2+ – rMg 2+

С достатъчно висока точност всички катиони, присъстващи във водата, могат да бъдат определени чрез емисионна спектроскопия на сухия остатък.

Разтворените газове във вода се определят чрез химични методи или газова хроматография.

Определяне на въглероден диоксид получен чрез титруване на водна проба с алкали в присъствието на индикатор - фенолфталеин:

CO 2 + 2NaOH = Na 2 CO 3 + З 2 О

Определяне на разтворен кислород произведени по йодометричен метод.

За анализ към водната проба последователно се добавят разтвор на манганов хлорид и алкален разтвор на калиев йодид. Методът се основава на окисляването на прясно получен двувалентен манганов хидроксид с кислород, съдържащ се във вода:

MnCl 2 + 2NaOH = Mn(OH) 2 + 2NaCl

2Mn(OH) 2 +О 2 = 2MnO(OH) 2 ↓

Количеството кафява утайка от четиривалентен манганов хидроксид, образувана във вода, е еквивалентно на количеството разтворен кислород. С последващо добавяне на солна или сярна киселина към пробата, четиривалентният манган отново се редуцира до двувалентен, докато се окислява калиев йодид. Това води до освобождаване на свободен йод, еквивалентен на съдържанието на четиривалентен манган или, еквивалентно, на разтворен кислород в пробата:

MnO(OH) 2 + 2KI + 4HCl→MnCl 2 + 2KCl + 3H 2 О+I 2

Освободеният свободен йод се определя количествено чрез титруване с разтвор на натриев тиосулфат:

аз 2 + 2Na 2 С 2 О 3
2NaI + Na 2 С 4 О 6

Йодометричният метод за определяне на разтворен кислород не е приложим за води, съдържащи сероводород, тъй като сероводородът взаимодейства с йод и подценява резултата. За да се избегне тази грешка, сероводородът, съдържащ се в пробата, е предварително свързан в съединение, което не пречи на нормалното протичане на реакцията. За тази цел обикновено се използва живачен (II) хлорид:

з 2 S + HgCl 2 = HgS↓ + 2HCl

Определение на H 2 С . Преди да се пристъпи към количествено определяне на сероводород, неговото качествено присъствие се определя от характерната му миризма. По-обективен показател за качество са оловните индикаторни хартии (филтърна хартия, импрегнирана с разтвор на оловен ацетат). Когато се спусне във вода, съдържаща сероводород, оловната хартия потъмнява, придобивайки жълт (ниско съдържание), кафяв (средно съдържание) или тъмнокафяв (високо съдържание) цвят.

Във водните разтвори сероводородът присъства в три форми: недисоцииран з 2 С, под формата на йони ХС – И С 2 – . Относителните концентрации на тези форми във водата зависят от pH на тази вода и в по-малка степен от температурата и общата соленост.

Ако анализираната вода не съдържа вещества, които реагират с йод, тогава сероводородът и неговите йони могат да бъдат определени, както следва.

В основата на количествения метод за определяне з 2 Се реакцията на окисление на сероводород с йод:

з 2 S+I 2 = 2HI + S↓

Към точно измерен подкислен разтвор на йод се добавя определено количество вода, взето над очакваното съдържание на сероводород. Количеството йод, изразходвано за окисляване на сероводород, се определя чрез обратно титруване на йодния остатък с тиосулфат. Разликата между количеството разтвор на тиосулфат, съответстващо на общото количество йод, взет за анализ, и количеството от същия разтвор, използвано за титруване на йодния остатък в пробата, е еквивалентно на съдържанието на сероводород в тестовата проба.

×

В допълнение към химичния анализ на водата, препоръчваме да направите микробиологично изследване на водата в партньорска лаборатория на Биологическия факултет на Московския държавен университет (без акредитация).
Ясно е, че несъответствието на водата с микробиологичните норми, както и с химичните, я прави негодна за пиене. Навременният микробиологичен анализ ще предотврати заразяване с чревни инфекции, предавани по вода, а при индивидуални кладенци ще разработи мерки за пречистване на водата.
Микробиологичният анализ на водата в Московския държавен университет включва определяне на общото микробно число (TMC), общия брой колиформни и колиформни термотолерантни бактерии.
Общо микробно число - броят на микроорганизмите в единица обем на обекта на изследване. TMC ви позволява да получите представа за масивността на бактериалното замърсяване на водата. Колкото по-висок е TMF, толкова по-вероятно е патогенните микроорганизми да навлязат в обекта.
Колиформи (обикновени колиформи) са полезни микробни индикатори за качеството на питейната вода. Според препоръките на SanPiN, колиформните бактерии не трябва да се откриват във водоснабдителните системи с пречистена вода. Колиформите могат да бъдат въведени случайно в системата за разпространение, но не повече от 5% от пробите, взети през всеки период от 12 месеца. Наличието на колиформни организми във водата показва нейното недостатъчно пречистване, вторично замърсяване или наличие на излишно количество хранителни вещества във водата.
Сред колиформните микроорганизми има група термотолерантни бактерии, които ферментират лактозата при 44°C за 24 часа.Тези бактерии са индикатори за прясно фекално замърсяване.
Микробиологичните изследвания се извършват само в допълнение към химичния анализ на водата.

Защо се нуждаем от количествен анализ на вода (отпадъчни води)? условия за анализа. Правила за събиране и съхранение на проби. Изисквания към персонала и ниво на сигурност. Нормативни документи, регламентиращи извършваните анализи. Видове количествен анализ. Титриметрия. Гравиметрия. Разновидности на инструменталния количествен анализ. Количественият анализ на вода (отпадъчни води) ви позволява много точно да определите концентрацията на определен елемент или съединение. На такъв анализ могат да бъдат подложени различни видове вода. В нашата статия ще говорим за отпадъчни води.

Количествен анализ на водата

Има много различни методи за определяне на концентрацията на определени вещества в течност. В същото време се използват различни методи и методи на броене за откриване на различно съдържание. Например, за да се изчисли съдържанието на формалдехид в пия водаизползва се една техника, която няма да позволи определяне на концентрацията на това вещество в боята. И за откриване и изчисляване на масовата част на нефтопродуктите в отпадъчните води се използва методът на колонна хроматография с гравиметричен край, който може да се използва само за тези цели.

Всички измервания и изчисления дават известна грешка. Обикновено допустимите отклонения се регулират от GOST номер 27384 с наименование „Вода. Норми на грешка при измерване на показатели за състав и свойства.

Безопасност по време на анализ

В зависимост от съдържанието, което трябва да се определи, и използваните реактиви, количествените химичен анализводата трябва да се извършва в съответствие с всички правила за безопасност:

1. При използване на химически реактиви е необходимо да се спазват правилата за безопасност, посочени в GOST 12.4.019.
2. Когато използвате електрическо оборудване за извършване на процедурата за анализ, трябва да спазвате правилата за електрическа безопасност, описани в GOST 12.1.019.
3. Целият персонал, който извършва тестове и анализи, трябва да премине обучение по безопасност в съответствие с GOST 12.0.004.
4. Мястото (офис, лаборатория, организация), където се провеждат тестовете, трябва да отговаря на условията за пожарна безопасност, които са описани в GOST 12.1.004.
5. Шкафовете са задължително оборудвани с устройства за гасене на пожар в съответствие с GOST 12.4.009.

Допълнителни изисквания

Количественият анализ на течността може да се извърши само при подходящи условия заобикаляща среда, а именно:

• температурата на въздуха в помещението трябва да бъде между 15 и 25 градуса;
• допустимото атмосферно налягане е 84-106 kPa;
• стаята трябва да има влажност в диапазона 75-85%;
• за електрическо оборудване текущата честота е 49-51 Hz;
• напрежение 210-230 V.

Събирането и съхранението на проби от течности се извършва при следните условия:

• за вземане на проби и съхранение на проби се използват специални стъклени контейнери с плътно затварящи се капаци.
• Ако тестването се отложи за дълъг период, тогава пробите се съхраняват в смес от екстрагент и вода. Пробите могат да се съхраняват в това състояние до 14 дни.
• Обикновено за анализ е достатъчно да се използва течна проба с обем 3-3,5 dm³.
• Пробовземането се извършва със съставяне на съответен акт, в който се посочват целите на анализа, търсените елементи и частици (по-често замърсители), датата, часът и мястото на вземане на пробите, поредният номер на пробата, фамилията, инициали, както и длъжността на лицето, извършващо пробовземането.

Разновидности на количествения анализ

Всички методи за количествен анализ могат да бъдат разделени на:

• едноизмерен или еднокомпонентен;
• двумерни или многокомпонентни.

Обикновено титриметрията или гравиметрията са достатъчни за откриване на един елемент в течност. Могат да се използват по-сложни инструментални техники за откриване на повече съставки в отпадъчните води. Но по-простите методи имат едно предимство - лекота на изпълнение и точност на анализа.

Титриметрия

Ако се извършва количествен химичен анализ на отпадъчните води, за да се открие един от желаните компоненти, тогава най-подходящ е титриметричният метод. Тази техника за анализ се основава на точни измервания на количеството на два компонента, участващи в химическа реакция.

Този метод принадлежи към групата на едномерните тестове, така че ви позволява да изчислите обема само на един елемент. В този случай не е необходимо да търсите само едно вещество, анализът ви позволява да определите цяла група вещества. Например, такъв анализ дава възможност много точно да се определи съдържанието на калциеви и магнезиеви частици в отпадъчните води, които характеризират твърдостта на водата. Точността на тези тестове е много висока, въпреки че чувствителността на тази техника е малко по-ниска, отколкото при инструменталните изследвания. Ето защо методът не може да се използва за изчисляване на концентрацията на остатъчни вещества.

Гравиметрия

Простотата и точността на тази техника за анализ е много висока, но нейната трудоемкост и продължителност също са значителни. Този метод включва избор на желания елемент с последващо претегляне.

В този случай желаният елемент може да бъде отделен както в чиста форма, така и под формата на всяко съединение. Процесът на отделяне на веществото може да се извърши чрез сублимация или утаяване. В резултат на това желаният елемент се превръща в слабо разтворима утайка. След това тази утайка се филтрира, изсушава, калцинира и едва след това се претегля, за да се определи нейната маса и обем.

Инструментален количествен анализ

Инструменталният количествен анализ на отпадъчни води може да се извърши по следните методи:

1. Газова хроматография с масспектрометрично детектиране (разделяне на вещества в газова фаза).
2. Високоефективна течна хроматография (разделяне на вещества в течно състояние).
3. Капилярна електрофореза (разделяне на сложни компоненти в кварцов капиляр).
4. Инфрачервена спектрофотометрия.
5. Атомно-емисионна спектроскопия.

При нас можете да поръчате количествен анализ на течността, който ще извършим доста бързо и на достъпна цена. За да направите това, трябва да се свържете с нашите специалисти на посочените в сайта номера.