Аналитическая химия промышленных сточных вод - Лурье Ю.Ю.
Скачать (прямая ссылка):
1. К пробе анализируемой сточной воды (10—100 мл в зависимости от ее щелочности) приливают в небольшом избытке (по сравнению с требуемым для восстановления гипохлорита) 3%-ный раствор пероксида водорода, предварительно нейтрализованного по фенолфталеину; нагревают до прекращения выделения кислорода, охлаждают, прибавляют еще немного фенолфталеина и титруют кислотой до обесцвечивания раствора.
Для определения общей щелочности к другой такой же порции сточной воды прибавляют в избытке раствор пероксида водорода, нейтрализованный по метиловому желтому или по заменяющему его индикатору, нагревают до прекращения выделения газа, охлаждают, прибавляют тот же индикатор и титруют кислотой до изменения окраски.
56
Метод основан на том, что при восстановлении гипохлорит-ионов пероксидом водорода концентрации H+ и ОН~-ионов в растворе не изменяются:
ClO- + H2O2 = СГ + H2O + O2
2. В коническую колбу, снабженную притертой пробкой, наливают определенный объем анализируемой воды (10—100 мл в зависимости от ее щелочности) и содержимое колбы разбавляют, если надо, до 100 мл свежепрокипяченной и охлажденной дистиллированной водой. Затем прибавляют 1 г иодида калия и 50 мл точно отмеренного раствора серной кислоты. Происходит выделение иода:
СЮ" + 2H+ + 21" = СГ + H2O + I2
При этом выделение одного эквивалента иода сопровождается нейтрализацией одного эквивалента кислоты, что надо учитывать при расчете результата определения щелочности.
Выделившийся иод оттитровывают раствором тиосульфата натрия, прибавляя в конце титрования немного раствора крахмала. После этого в колбу добавляют 5—6 капель метилового желтого или любого другого из перечисленных в предыдущем разделе индикаторов и оттитровывают избыток кислоты раствором едкого натра.
Этим способом определяется только общая щелочность анализируемой воды.
Расчет. Щелочность воды (х) в мэкв/л * вычисляют по формуле
_ [50K1 - (аКг + ЬКз)} 0,1 ¦ 1000 • 1000
х- V
где 50 — объем прибавленного раствора 0,1 н. кислоты; а — объем 0,1 и. рас-тнора Na2S2Oa, израсходованного на титрование, мл; Ь — объем 0,1 н. раствора NaOH, израсходованного на титрование, мл, Ki, K2, Кз— поправочные коэффициенты для приведения концентрации растворов серной кислоты, тиосульфата натрия и едкого натра к точно 0,1 н.; V — объем анализируемой сточной воды, мл.
4.8. КИСЛОТНОСТЬ
Кислотностью называют содержание в воде веществ, вступающих в реакцию с сильными щелочами (едким натром, едким кали), т. е. с гидроксил-ионами. К этим веществам относят: П сильные кислоты, полностью диссоциирующие в разбавленных Растворах с образованием ионов водорода (соляная кислота, азотная кислота и т. п.); 2) слабые кислоты (уксусная кислота, сернистая кислота, угольная кислота, свободный сероводород и т- п.); 3) катионы слабых оснований (ионы аммония, железа,
Мэкв/л — означает концентрации, в которых числитель дроби — эквива-ая масса, выраженная в миллиграммах.
57
алюминия, органических оснований и т. п.). Соединения, содержащие эти катионы, гидролизуются с образованием ионов водорода.
В конце титрования веществ второй группы едким натром раствор должен содержать соответствующие этим слабым кислотам отрицательно заряженные ионы, например:
CH3COOH+ ОН" —у CH3COO-+ H2O H2CO3+ ОН" —> HCO3"+ H2O
которые, гидролизуясь, придают раствору слабощелочную реакцию. Слабощелочная реакция создается также и при полном превращении некоторых катионов, входящих в состав третьей группы, в слабые основания. Поэтому для определения общей кислотности воды надо применять индикаторы, цвет которых изменяется в слабощелочной среде (т. е. при довольно большом значении pH), или проводить титрование потенциометрическим методом. Наиболее подходящим индикатором является тимол-фталеин, хотя в большинстве случаев можно пользоваться и фенолфталеином. У первого окраска появляется при pH да 9,4, у второго — при pH да 8,4.
Общая кислотность так же недостаточно характеризует состав воды, как и общая щелочность (см. разд. 4.7). И в данном случае, проводя титрование потенциометрически, можно по полученным точкам перегиба на кривой титрования установить содержание в воде различных групп веществ, титруемых едкой щелочью. Для дальнейших разделений здесь, так же как и при определении щелочности, можно воспользоваться летучестью некоторых кислот и оснований. Как и при определении щелочности, по-тенциометрическое титрование до известной степени может быть заменено титрованием с двумя индикаторами, цвет которых изменяется при различных значениях pH: один — в кислой среде, другой — в щелочной. Аналогично описанному при определении щелочности здесь могут быть выделены следующие группы веществ, обусловливающих кислотность воды.
1. Летучие кислоты. Содержание этих кислот лучше находить не по разности между двумя титрованиями, до и после их отгонки, а непосредственно в дистилляте, как это описано ниже (см. «Летучие кислоты жирного ряда», разд. 9.11 и «Муравьиная кислота», разд. 9.15).
2. Суммарное содержание веществ, создающих в водном растворе концентрацию ионов водорода, соответствующую pH < 3. Эту группу веществ определяют титрованием анализируемой воды щелочью с метиловым желтым, метиловым оранжевым или бром-феноловым синим. В этих условиях титруются сильные кислоты— соляная, азотная, серная, фосфорная (до H2PQ^) и катионы, которые образуют с ионами ОН очень слабые основания (рК^12). Ионы железа и алюминия частично титруются с названными индикаторами, поэтому их исключают из этой группы,
