Аналитическая химия промышленных сточных вод - Лурье Ю.Ю.
Скачать (прямая ссылка):
Веществ, титруемых соляной кислотой, довольно много, поэтому общая щелочность воды недостаточно характеризует ее состав. Весьма желательным бывает определить, из каких веществ, или хотя бы из каких групп веществ складывается найденная общая щелочность. Во многих случаях такие раздельные определения удается сделать. Они основаны прежде всего на том, что при титровании сильной кислотой реакции, протекающие между нею
62
и различными веществами, обусловливающими щелочность воды, заканчиваются при различных значениях pH раствора. Следовательно, если проводить титрование потенциометрически, т. ё. при непрерывном измерении pH раствора, то на кривой объем прибавленной кислоты — pH раствора получится несколько точек перегиба, видных более или менее отчетливо. Второй способ раздельного определения основан на том, что некоторые основания могут быть отогнаны путем продолжительного кипячения (летучие основания) и что после прибавления избытка титрованного раствора сильной кислоты можно отогнать летучие кислоты, анионы которых вызвали щелочность воды. Комбинируя оба способа, можно определить содержание в воде нескольких различных групп веществ, обусловливающих ее щелочность, а если этих веществ мало, найденное содержание той или иной группы может оказаться в то же время содержанием отдельного вещества. Разумеется, при этом необходимо предварительно знать качественный состав сточной воды. В большинстве случаев качественный, состав сточной воды известен по ее происхождению, т. е. известно, от какой производственной операции эта сточная вода была получена; в других случаях приходится проводить предварительное исследование качественного состава воды.
Потенциометрическое титрование часто может быть заменено обычными титрованиями, проводимыми с двумя индикаторами, интервалы перехода которых находятся в разных областях pH. Одним из них является индикатор, применяемый для определения общей щелочности, его окраска изменяется в кислой среде (pH да 3—4), другой индикатор должен иметь интервал перехода окраски в щелочной среде. Чаще всего применяют фенолфталеин, пурпурная окраска которого появляется или исчезает при pH = = 8,4. Этот индикатор имеет особую ценность в данном случае, потому что указанное значение pH соответствует тому pH, который имеют растворы чистых гидрокарбонатов (НСОз), постоянно присутствующих в водах. Если сточная вода при добавлении к ней фенолфталеина окрашивается в пурпурный цвет, это указывает на присутствие в ней загрязнений сильнощелочными веществами. Содержание этих загрязнений определяют, титруя такую воду до исчезновения окраски фенолфталеина. Однако в ряде случаев вместо фенолфталеина лучше применять тимолфталеин и таким образом устанавливать границу разделения при pH = 9,4.
Проводя титрования с двумя индикаторами и отгоняя летучие вещества, можно выделить следующие группы веществ, обусловливающих щелочность воды.
1. Летучие основания.- В водах, содержащих сильные щелочи
(NaOH, KOH) и летучие основания (например, NH4OH), последние могут быть отделены достаточно продолжительным кипячением, после которого пробу охлаждают, не допуская поглощения ею CO2 из воздуха, и титруют кислотой. "Разность между результатами титрования, полученными без предварительного кипячения
1 после кипячения, показывает содержание летучих оснований.
53
Еще лучше, отгоняя летучие основания, поглощать их раствором борной кислоты или титрованным раствором сильной кислоты и заканчивать определение, как описано в разд. 7.1.
2. Сумма гидроксил-ионов (едких щелочей) и анионов, обусловливающих в результате гидролиза в водном растворе pH > 8,4. Эту группу веществ определяют титрованием анализируемой воды кислотой с индикатором фенолфталеином. В нее входят ионы ОН", СОІ" (титруются до HCO3"), S2" (титруются до HS"), PO** (титруются до HPOf"), SiOs" и др.
3. Сумма слабых оснований и анионов относительно более сильных кислот (анионов, показывающих в водном растворе pH ^ 8,4). Эту величину находят, вычитая из общего расхода кислоты на титрование с метиловым желтым, то ее количество, которое потребовалось на титрование с фенолфталеином. В эту группу вхо-дят анионы НСОз (титрование до H2CO3), HPOt (титрование до Н2РО4"), SH- (титрование до H2S), анионы гуминовых кислот и др *.
4. Анионы летучих и нелетучих слабых кислот. Входящие в группы 2 и 3 анионы слабых кислот можно разделить на анионы летучих и нелетучих слабых кислот. Для этого после титрования с метиловым желтым (или с метиловым оранжевым) к титруемой жидкости прибавляют титрованный раствор серной кислоты в избытке. Летучие кислоты отгоняют выпариванием, охлаждают раствор, разбавляют его водой (не содержащей CO2) и титруют раствором едкой щелочи, учитывая количество его, израсходованное на титрование от точки изменения окраски метилового оран* жевого или метилового желтого из красной в желтую до появления окраски фенолфталеина. Так устанавливают содержание анио-нов нелетучих слабых кислот и по разности находят содержание анионов летучих слабых кислот.
Если исследуемая вода содержит анионы только летучих слабых кислот, их можно определить точнее. Для этого прибавляют в избытке титрованный раствор серной кислоты, удаляют выпариванием летучие кислоты, разбавляют дистиллированной водой, не содержащей CO2, и оттитровывают избыток серной кислоты едкой щелочью.
