Скачать 0.59 Mb.
|
Синтетические поверхностно-активные вещества Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) входят в состав синтетических моющих средств. Различают анионактивные, катионактивные и неионогенные СПАВ. Термином «анионактивные синтетические моющие средства» обозначают поверхностно-активные соединения типа ал-килсульфонатов и алкиларилсульфонатов. Их содержание в бытовых сточных водах достигает 20 мг/л, а в промышленных сточных водах — даже несколько граммов на 1 л. Для определения анионактивных СПАВ используют метод экстракционной фотоэлектроколориметрии, основанный на образовании окрашенного в голубой цвет растворимого в хлороформе ассоциата с метиленовым синим (метиленовый синий в хлороформе не растворяется). Экстракцию указанного комплексного соединения хлороформом проводят сначала в щелочной среде (буферный раствор с рН 10,0), а затем соединенные хлороформные экстракты промывают кислым раствором метиленового синего. Таким двойным экстрагированием устраняется мешающее действие хлоридов, нитратов, тиоцианатов, сульфатов, фосфатов, фенолов и белков. Определению мешают также сульфиды, восстанавливающие метиленовый синий, но их влияние может быть исключено предварительным окислением пероксидом водорода. Пробу воды не консервируют. Анализ проводят в день отбора пробы. Катионактивные моющие вещества (например, гидроксиды триалкиламмония с различными алкильными группами) не имеют большого распространения вследствие их высокой токсичности. Все же изредка возникает необходимость их определения. Они входят в состав некоторых дезинфекционных мыл и содержатся в сточных водах производства или использования этих мыл. Пробы не консервируют. Отбирают пробы в стеклянные бутыли. Метод определения катионактивных СПАВ подобен определению анионактивных СПАВ, но вместо основного красителя — метиленового синего — используют кислотный краситель — бромфеноловый синий, образующий с катионактивны-ми СПАВ растворимые в хлороформе окрашенные ассоциаты. Чувствительность метода — 0,05 мг/л. Выполняют определение при рН 2,0, при котором бромфеноловый синий имеет желтую окраску, его комплекс с катионактивными СПАВ также имеет желтую окраску (λ max 416 нм). Краситель бромфеноловый синий в хлороформе не растворяется. Неионогенные моющие вещества — производные полиоксиэтиленов — являются одной из активных частей некоторых синтетических моющих средств. Они встречаются в бытовых сточных водах и в сточных водах различных производств. Для определения неионогенных СПАВ предложен метод экстракционной фотоэлектроколориметрии, основанный на образовании продуктов присоединения к неионогенным веществам роданокобальтата. Образующийся продукт растворяется в хлороформе, при этом раствор окрашивается в синий цвет. Сам применяемый реактив роданокобальтат аммония в хлороформе нерастворим. Определению мешают анионактивные вещества в количествах, превышающих 0,75 мг во взятой для анализа порции (5 мл) сточной воды. Влияние их устраняется пропусканием анализируемой воды через анионит. Мешают определению также соли четвертичных аммониевых оснований (например, цетилтриметиламмоний хлорид), являющиеся катион-активными веществами. Их можно предварительно удалить подщелачиванием пробы и экстракцией эфиром. Чувствительность реакции определения невелика, но поскольку определяемые вещества нелетучи, возможно предварительное концентрирование выпариванием анализируемого раствора досуха и растворением остатка в спирте и воде. Нитриты Нитриты являются промежуточным продуктом биологического окисления аммиака или восстановления нитратов. В поверхностных водах нитриты окисляются до нитратов. Нитриты в больших количествах находятся в некоторых промышленных и биологически очищенных сточных водах. Для определения нитритов в сточных и поверхностных водах применяется фотометрический метод, основанный на реакции образования азокрасителя с реактивом Грисса. Реактив Грисса состоит из растворов сульфаниловой кислоты и 1-нафтиламина в 30% уксусной кислоте. Нитриты с сульфаниловой кислотой дают соль диазония, которая с 1-нафтиламином в кислой среде образует азокраситель красного цвета (λ max 520 нм): Вследствие нестойкости нитритов (так как превращение нитритов в нитраты или аммиак под действием микроорганизмов происходит непрерывно) их следует определять, не консервируя не позже чем через 4 ч после отбора пробы. Если это невозможно, то пробу хранят при 4oС в холодильнике (анализ проводят в течение суток) или консервируют 2-3 мл хлороформа, и в этом случае анализ проводят в течение 1- 2 сут после отбора пробы. Без разбавления пробы можно определять от 0,001 до 0,6 мг/л нитрит-ионов. Определению мешают взвешенные вещества и мутность воды, поэтому пробу перед анализом необходимо профильтровать. Если сточная вода содержит коллоидные вещества, пробу осветляют коагулированием гидроксидом алюминия. В анализируемой пробе не должны присутствовать сильные окислители и восстановители, которые мешают определению. Мешающее влияние железа (III), ртути (II), висмута, сурьмы (III), свинца устраняют соответствующим разбавлением. Медь (II) снижает результаты определения вследствие вызываемого ею каталитического распада диазотированной сульфаниловой кислоты. В присутствии меди пробу также разбавляют. В анализируемой пробе также не должны присутствовать алифатические и ароматические амины, которые реагируют с нитритами. Для построения калибровочного графика используют стандартный раствор нитрита натрия. Нитраты Нитраты встречаются почти во всех видах вод. Значительное количество нитратов содержат некоторые промышленные сточные воды. Для определения нитратов в сточных водах чаще всего применяют фотометрические методы, основанные на нитровании салициловой кислоты или 2,4-фенолдисульфокислоты. Определение с салициловой кислотой основано на реакции нитратов с салицилатом натрия в концентрированной трихлоруксусной кислоте с последующим добавлением раствора гидроксида натрия и образованием натриевой соли нитросалициловой кислоты, окрашенной в желтый цвет (λmax 410 нм). В среде трихлоруксусной кислоты устраняется мешающее влияние некоторых неустойчивых органических веществ, которое наблюдается при применении концентрированной серной кислоты: Метод позволяет определять нитраты при концентрациях от 0,1 до 20 мг/л. Большие концентрации можно определять указанным методом при соответствующем разбавлении пробы. Пробу не консервируют, анализ проводят не позже чем через 4 ч после отбора пробы. В противном случае пробу консервируют 1 мл концентрированной серной кислоты или 2- 4 мл хлороформа на 1 л пробы воды, анализ проводят не позже 1-2 сут после отбора пробы. Мешающее влияние нитритов, ионов железа и других катионов устраняют пропусканием пробы через колонку с катионитом. Расчет проводят по калибровочному графику, для построения которого используют стандартный раствор нитрата калия. Определение с 2,4-фенолдисульфокислотой основано на взаимодействии нитратов с указанным реактивом с образованием нитропроизводного 2,4-фенолдисульфокислоты желтого цвета. Окраска интенсивнее в щелочной среде при добавлении раствора аммиака (λ max 410 нм): Аммонийная соль нитропроизводного фенолдисульфокислоты Способы консервации и сроки анализа пробы такие же, как в определении с салициловой кислотой. Если исследуемая вода мутная или окрашенная, ее предварительно обесцвечивают и осветляют гидроксидом алюминия. Определению мешают хлориды, влияние которых устраняют добавлением сульфата серебра. Выпавший осадок хлорида серебра отфильтровывают лишь в том случае, если в пробе содержится много хлоридов. При небольшом количестве хлоридов осадок AgCl растворяется в растворе аммиака при его добавлении к полученному нитропроизводному 2,4-фенолдисульфокислоты. Для построения калибровочного графика используют стандартный раствор нитрата калия. Аммиак и ионы аммония В некоторых промышленных сточных водах содержится значительное количество аммиака и солей аммония, являющихся отходами производства, в том числе и химико-фармацевтических предприятий. Для определения аммиака используются: -метод непосредственного фотоэлектроколориметрического определения с реактивом Несслера; -метод отгонки с фотоэлектроколориметрическим или объемным окончанием; -метод фотометрического определения с гипохлоритом и фенолом. Если пробы анализируют не сразу после отбора, то их консервируют прибавлением 1 мл концентрированной серной кислоты или 2-4 мл хлороформа и анализируют не позже чем через 1-2 сут после отбора. Фотоэлектроколориметрическое определение аммиака с реактивом Несслера. Метод основан на взаимодействии аммиака или ионов аммония с реактивом Несслера (K2HgI4 + КОН) с образованием йодида меркураммония желтого цвета (λ max 400-425 нм, фиолетовый светофильтр): Нижний предел определения равен 0,05 мг ионов аммония в 1 л. Без разбавления можно определять не более 4 мг ионов аммония в 1 л воды. Расчет проводят по калибровочному графику, который строят по стандартному раствору хлорида аммония. Определение с отгонкой и фотометрическим или объемным окончанием. Аммиак перегоняют из щелочной среды и определяют в дистилляте фотоэлектроколориметрическим методом с реактивом Несслера (см. выше) или объемным методом. При определении объемным методом пробу подщелачивают либо фосфатным буферным раствором до рН 7,4 (биологически очищенные сточные воды), либо раствором гидроксида натрия (фенольные сточные воды). Подщелачивание гидроксидом натрия неприменимо для вод, содержащих белковые или другие вещества, выделяющие аммиак. В зависимости от содержания в пробе аммиака для его поглощения в приемнике применяют серную кислоту различной нормальности или борную кислоту. Количество серной кислоты, израсходованной на нейтрализацию перегнанного аммиака, определяют обратным титрованием раствором гидроксида натрия (а); при использовании борной кислоты перегнанный аммиак определяют прямым титрованием тетрагидроксибората аммония серной кислотой. Титруют по метиловому красному или со смешанным индикатором, состоящим из метилового красного и метиленового синего: а) 2NH3+H2S04 (NH4)2S04 H2S04 + 2NaOH Na2S04 + 2H20 Избыток б) B(OH)3+H20 H[B(OH)4] NH3 + Н[В(ОН)4] NH4[B(OH)4] 2NH4[B(OH)4] + H2S04 (NH4)2S04 + 2B(OH)3 + 2H20 Фотометрическое определение с гипохлоритом и фенолом. Метод основан на образовании индофенолового красителя интенсивно-синего цвета (λ max 630 нм) при взаимодействии аммиака с фенолом в присутствии окислителя гипохлорита натрия. Фенол окисляется гипохлоритом натрия в щелочной среде до п-хинона, который с аммиаком образует хинонимин. Последний при взаимодействии с неокисленным фенолом образует индофенол: Метод пригоден для определения аммиака и ионов аммония в поверхностных и сточных водах, а также для определения азота после сжигания по Кьельдалю. Без разбавления в пробе можно определить до 5 мг ионов аммония на 1 л. Определение следует проводить в среде, не содержащей аммиака. Мешающее влияние сульфидов, цианидов и роданидов устраняют пропусканием пробы через ионит (анионит). Расчет проводят по калибровочному графику, который строят по стандартному раствору хлорида аммония. Общее содержание азота (общий азот) Содержание общего азота можно определить расчетом или же непосредственно после перевода всех соединений азота в аммиак. Если общий азот не может быть определен в день отбора, то пробу консервируют прибавлением 1 мл концентрированной серной кислоты или 2-4 мл хлороформа на 1 л пробы. Определение содержания общего азота (х) расчетом проводят по формуле: x = a + b + c + d, где а — концентрация нитратов в мг N/л; b — концентрация нитритов в мг N/л; с — концентрация аммиака в мг N/л; d — концентрация органического азота в мг N/л. Определение после перевода в аммиак. Нитраты и нитриты, находящиеся в пробе, восстанавливают водородом в момент выделения до аммиака (аммония): Fe + H2S04 FeS04 + Н2 NO2- + 3Н2 + 2КI NH4+ + 2Н20 NО3- + 4Н2 + 2Н+ NH4+ + 3H20 После восстановления смесь минерализуют концентрированной серной кислотой с сульфатом калия в присутствии катализатора сульфата меди. Этим способом все азотсодержащие соединения переводят в гидросульфат аммония. К минерализованной пробе, которая находится в колбе Кьельдаля, соединенной с приемником и парообразователем, добавляют гидроксид натрия; выделившийся аммиак отгоняют с водяным паром в приемник с избытком стандартного раствора серной кислоты. Избыток серной кислоты титруют раствором гидроксида натрия: NH4HS04 + 2NaOH Na2S04 + NH3 + 2H20 2NH3 + H2S04 -> (NH4)2S04 H2S04 + 2NaOH -> Na2S04 + 2H20 Избыток Содержание общего азота (х) в мг/л рассчитывают по формуле: Х= С • 0,78, где С — найденная концентрация аммиака в мг NH4+/n; 0,78 — коэффициент для пересчета NH4+ на N. Органический азот Определение азота в органических соединениях («органический азот») в сточных и поверхностных водах проводят по методу Кьельдаля. При нагревании органических веществ с концентрированной серной кислотой и сульфатом калия (температура кипения 345-370°С) в присутствии катализатора сульфата меди происходит минерализация этих веществ с образованием гидросульфата аммония. Не полностью превращаются в этих условиях в аммонийную соль некоторые нитросоединения, азосоединения, гидразины и гетероциклические соединения, содержащие азот в ядре. При их значительном содержании в анализируемой сточной воде применяют специальные видоизменения метода Кьельдаля. Нитраты и нитриты разлагаются с выделением улетучивающихся оксидов азота. Отгонкой при рН 7,4 отделяют аммиак и определяют его с реактивом Несслера или титриметрическим методом. К остатку в колбе добавляют концентрированную серную кислоту, сульфат калия и сульфат меди и кипятят под тягой в колбе Кьельдаля, не соединенной с прибором; сначала удаляется вода, потом начинается разложение органических веществ, и жидкость в колбе приобретает темную окраску. Кипячение продолжают до тех пор, пока раствор не станет полностью прозрачным и бесцветным или слабо-зеленоватым. После охлаждения колбу Кьельдаля присоединяют к парообразователю и приемнику с борной кислотой. Через воронку в колбу Кьельдаля добавляют 50 % раствор гидроксида натрия, и выделившийся аммиак отгоняют с водяным паром в приемник с 4 % борной кислотой: NH4HS04+ 2NaOH Na2S04+ NH3+ 2H20 Аммиак с борной кислотой образует комплексную соль — тетрагидроксиборат аммония, которую титруют 0,02M раствором серной кислоты по смешанному индикатору: В(ОН)3 + Н20 Н[В(ОН)4] NH3 + Н[В(ОН)4 NH4[B(OH)4] 2NH4[B(OH)4] + H2S04 (NH4)2S04 + 2B(OH)3 + 2H20 |
Учебное пособие предназначено для студентов имтп, а также может быть использовано при самостоятельном освоении современного программного... | Учебное пособие предназначено для студентов, изучающих предмет «Артиллерийская разведка». Он составлен в соответствии с программой... | ||
Учебное пособие предназначено для студентов, изучающих предмет «Артиллерийская разведка». Он составлен в соответствии с программой... | Учебное пособие предназначено для студентов заочного отделения, обучающихся по направлению подготовки 43. 03. 03 Гостиничное дело.... | ||
Учебное пособие предназначено для студентов III v курсов специальности «Технология художественной обработки материалов» | Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности «Сестринское дело», «Акушерское дело» | ||
Учебно-методическое пособие предназначено для студентов при реализации программ фгос среднего профессионального образования | Учебное пособие предназначено для студентов и аспирантов экономических специальностей, а также для преподавателей-экономистов | ||
... | Учебное пособие предназначено для студентов по направлению подготовки 40. 03. 01 «Юриспруденция» очной и заочной форм обучения |
Поиск Главная страница   Заполнение бланков   Бланки   Договоры   Документы    |