Аналитическая химия промышленных сточных вод - Лурье Ю.Ю.
Скачать (прямая ссылка):
Отбирают ряд одинаковых по объему порций анализируемой сточной воды и помещают их в сосуды, снабженные притертыми пробками, в которых их обрабатывают различными количествами хлорной воды (или раствора хлорной извести), первую порцию — наименьшим количеством, вторую — в 2—3 раза большим, и т. д.
Рекомендуется проводить две серии таких опытов, изменяя продолжительность обработки. Первую серию проб сточной воды обрабатывают различными количествами хлора очень непродолжительное время, например 5 мин. Результаты этих опытов показывают присутствие в сточной воде веществ, быстро реагирующих с хлором. Вторую серию обрабатывают столько времени, сколько будет проводиться процесс хлорирования в предполагаемых очистных сооружениях (обычно 1—2 ч). По истечении намеченного времени определяют в каждом растворе количество непрореагировавшего хлора (обычно иодометрическим методом) и строят диаграмму, нанося па оси абсцисс количества введенного в каждый раствор хлора по порядку, начиная с самого малого, а на оси ординат — соответственно количества оставшегося хлора, и соединяют полученные точки кривой (рис. 4).
92
Рис. 4. Кривая определения хлороемкости. Рис. 5. Кривая иодиметрического титрования активного хлора.
Начальный участок OA кривой совпадает с осью абсцисс: количество остаточного хлора равно нулю. Длина этого участка показывает содержание в воде веществ, быстро окисляющихся хлором (особенно при построении кривой для первой серии опытов). В тех случаях, когда исследуемая вода содержит аммиак, аммонийные соли или некоторые органические амины и когда определение остаточного хлора проводят иодиметрическим методом, начальный отрезок кривой может получиться другой формы (рис 5). Объясняется это тем, что прибавляемый хлор, вступая в реакцию с перечисленными соединениями, образует различные хлорамины, которые так же выделяют иод из иодида калия, как и прибавленный хлор. Дальнейшее прибавление хлора приводит к разрушению хлораминов (с образованием азота и хлористоводородной кислоты), поэтому кривая, достигнув некоторого максимума, снова снижается, подходя к нижней точке перегиба. Таким образом, создается неправильное представление, что первые порции прибавляемого хлора вообще не поглощаются сточной водой, а последующие — вызывают поглощение как вновь прибавленного хлора, так и ранее бывшего в сточной воде.
Если для определения остаточного хлора применять такой метод анализа, который показывает только содержание свободного хлора без хлораминов (см. разд. 7.13.1), то кривая хлор-поглощения принимает нормальный вид (см. рис. 4).
Хлорирование питьевых вод очень часто ведут только до образования хлораминов, поэтому получение кривых, аналогичных показанной на рис. 5, и раздельное определение свободного хлора и хлораминов имеют большое значение для контроля процесса хлорирования на водопроводных станциях. Сточные воды хлори-Руют сильнее, чем питьевую воду, при этом продолжают хлорирование и после перехода за точку полного разрушения хлораминов, поэтому в дальнейшем будем рассматривать лишь нормальную форму кривой хлороемкости, которая должна получаться при определении только свободного остаточного хлора.
Отрезок AK кривой (см. рис. 4) характеризует процесс окисления и хлорирования веществ, медленно реагирующих с хлором,
93
которые за время опыта не успевают прореагировать и остаются в растворе вместе с остаточным хлором. Отрезок KB (всегда прямолинейный) показывает отсутствие в растворе к концу опыта веществ, реагирующих с хлором.
Характеристику исследуемой воды получают следующим путем.
1. Измеряют отрезок OA, длина его а характеризует содержание быстро реагирующих с хлором веществ.
2. Прямолинейный отрезок KB кривой продолжают до пересечения с осью абсцисс в точке С и определяют угол наклона прямой CB к оси абсцисс (угол а). Если бы образовавшаяся в сточной воде хлорноватистая кислота не разлагалась
2Cl2+ 2H2O ч=>г 2НС10 + 2НСІ
2НС10 = 2HCl + O2
[(процесс, ускоряемый присутствующими в сточной воде катали-заторами), то количество хлора, прибавляемого после достижения точки К, было бы равно количеству остаточного хлора и прямая CB была бы наклонена к оси абсцисс под углом 45°. В действительности угол а всегда меньше 45°, и степень отклонения его от этого значения характеризует каталитическое разложение хлорноватистой кислоты.
3. Из точки К перехода кривой в прямую линию опускают на ось абсцисс перпендикуляр KR и проводят прямую KS, наклоненную к оси абсцисс под углом 45°. Длина отрезка OR — d показывает, сколько надо прибавить хлора, чтобы добиться полноты реакции его с присутствующими в воде окисляющими и хлорируемыми веществами за время проведения опыта (5 мин или 1 — 2 ч).
4. При добавлении хлора в количестве, соответствующем отрезку OR, после опыта в растворе остается хлор в количестве, выражаемом отрезком KR. Так как KR = SR, то длина отрезка OS = OR — SR = с показывает, сколько хлора расходуется на окисление, замещение хлором и на каталитическое разложение согласно приведенным выше уравнениям.
5. Отрезок ОС = b выражает количество хлора, израсходованного на окисление органических веществ и на хлорирование, т. е. действительную хлороемкость воды, и соответственно этому разность с — Ь = CS = f показывает количество хлора, прореагировавшего с водой с образованием кислорода (см. уравнение реакции выше) за время проведения опыта.
