Исследование процессов формирования пылегазовых примесей в атмосферном воздухе, придорожных территорий, улиц города Оренбурга

5.Соблюдать осторожность  при работе со стеклянным электродом, следить, чтобы шарик стеклянного электрода не прикасался к стенкам и дну стакана.

После каждого определения вымывают электроды в дистиллированной воде и высушивают фильтрованной бумагой. По окончании работы с прибором электроды помещают в стакан с дистиллированной водой.

 

2.1.4 Методика определения содержания хлорид-ионов в атмосферных осадках

 

Реактивы и оборудование. Конические колбы на 200 мл; пипетки на 10 мл; цилиндры мерные на 100 мл; бюретки для титрования; дистиллированная вода; 0,01 н раствор AgNO3: растворяют 1,6987 г AgNO3 в дистиллированной воды; 0,01 н раствор NaCI, готовится из фиксанала; 5 %-ный раствор К2СrО4.

Общие положения. Высокая растворимость хлоридов объясняет широкое распространение их во всех природных водах. В проточных водоемах содержание хлоридов обычно невелико (20-ЗО мг/л). Незагрязненные грунтовые воды в местах с несолончаковой почвой обычно содержат до 30-50 мг/л хлор-иона.

В водах, фильтрующихся через солончаковую почву, в 1 л могут содержаться сотни и даже тысячи миллиграммов хлоридов. Вода, содержащая хлориды в концентрации более 350 мг/л, имеет солоноватый привкус, а при концентрации хлоридов 500-1000 мг/л неблагоприятно влияет на желудочную секрецию. Содержание хлоридов является показателем загрязнения подземных и поверхностных водоисточников и сточных вод. Определение хлоридов ведется по методу Мора.

Принцип метода Мора основан на осаждении хлоридов азотнокислым серебром в присутствии хромата калия К2СrО4. При наличии в растворе хлоридов AgNO3 связывается с ними, а затем образует хромат серебра оранжево-красного цвета.

NaCI + AgNO3 →AgCI↓+ NaNO3

2AgNO3 + K2CrO4 → Ag2CrO4↓ + 2KNO3

Ход работы. Вначале устанавливают титр AgNO3. Для этого в коническую колбу на 200 мл вносят 10 мл раствора NaCI и 90 мл дистиллированной воды, прибавляют 5 капель К2СгО4. Содержимое колбы титруют раствором AgNO3 до перехода лимонно-желтой окраски мутного раствора в оранжево-красную, не исчезающую в течение 15-20 с.

При содержании хлоридов менее 250 мг/л берут 100 мл фильтрованной испытуемой воды. При большем содержании хлоридов берут 10-50 мл. Испытуемую воду наливают в две конические колбы, доводят до 100 мл дистиллированной водой, прибавляют 5 капель раствора К2СгО4. Раствор в одной колбе титруют AgNO3, a вторая колба используется для контроля.

Содержание хлор-иона в воде рассчитывается по формуле (2.1)

Х=V∙35,5,                                                                                        (2.1)

где X - содержание хлор-иона в мг/л;

35,5 - эквивалентное  количество хлора, соответствующее 1 мл 0,01 н раствору AgNO3 мг;

     V - объем исследуемой пробы, мл.

 

2.1.5 Методика определения содержания сульфидов и гидросульфидов в атмосферных осадках

 

Реактивы и оборудование. Кристаллический иодид калия, 0,5 %-ный раствор крахмала, 0,01 н раствор тиосульфата натрия, конические колбы, мерные пипетки на 20 мл, бюретки, штативы.

Основные положения. При действии раствора йода на связанный и свободный сероводород и соли сернистой и тиосерной кислот происходит окисление последних:

S2-+I2 → 2I-+S

HS-+I2→H+ + 2I- + S

SОз2- + I2 → SO42 -+ 2I-+ 2Н+

2S2Оз2-+ I2 →2I+ S4О62-

Ход определения. Вследствие летучести свободного сероводорода производят два определения: ориентировочное и точное.

 

Ориентировочное определение. В коническую колбу помещают 20 мл фильтрата атмосферных осадков, добавляют 0,2 г иодида калия и перемешивают круговыми движениями, при этом кристаллы растворяются. Затем прибавляют 2-3 капли 0,5 %-ного раствора крахмала и титруют 0,01 н раствором йода до появления голубой окраски, не исчезающей при энергичном встряхивании.

Точное определение. В коническую колбу вносят 20 мл исследуемой пробы, 0,2 г иодида калия ,отмеряют из бюретки 0,01 н раствора йода на 1 мл больше, чем было израсходовано на ориентировочное титрование, затем прибавляют 2-3 капли 0,5 %-ного раствора крахмала ,тщательно взбалтывают и оттитровывают избыток йода 0,01 н раствором тиосульфата натрия.

Общее содержание соединений серы X (в мг/л), окисляемых йодом, выраженное в форме сероводорода, вычисляют по формуле (2.2)

,                                                               (2.2)

где V1 – объем прибавленного раствора йода, мл;

       H1-нормальность раствора йода, н;

         V2-объем раствора тиосульфата натрия, израсходованный на       титрование избытка раствора йода, мл;

                   H2-нормальность раствора тиосульфата натрия, н;

                   17-эквивалентный вес сероводорода, г/моль;

                   1000-коэффициент перевода мл в  л;

                   V- объем исследуемой пробы, мл.

 

2.1.6  Методика  определения содержания карбонат- и гидрокарбонат-ионов в атмосферных осадках

 

Реактивы и оборудование. Бюретка для титрования; колбы конические на 250 мл; пипетки 10 мл; раствор фенолфталеина; раствор метилового оранжевого; 0,05 н раствор соляной кислоты.

Ход определения. Определение карбонат-иона.

В колбу наливают 10 мл анализируемой воды. Добавляют пипеткой 5-6 капель раствора фенолфталеина (при отсутствии окрашивания раствора, либо при слаборозовом окрашивании считают что карбонат-ион в пробе отсутствует, рН пробы меньше 8,0-8,2). Постипенно титруют содержимое склянки раствором соляной кислоты (0,05н) до тех пор, пока окраска побледнеет до слаборозовой. Массовую концентрацию карбонат-иона рассчитывают по формуле (2.3):

 

Ск = Vк ∙300,                                                                                   (2.3)

 

где Vк - объем раствора соляной кислоты, израсходованный на титрование, мг/л.

Определение гидрокарбонат-иона. В колбу наливают 10 мл анализируемой воды. Добавляют пипеткой 1-2 капели раствора метилового оранжевого. Постипенно титруют содержимое склянки раствором соляной кислоты (0,05 н) при перемешивании до перехода желтой окраски в розовую. Массовую концентрацию гидрокарбонат-иона рассчитывают по формуле (2.4):

 

Ск = Vгк ∙305,                                                                                  (2.4)

где Vгк - объем раствора соляной кислоты, израсходованный на титрование, мг/л.

 

2.1.7  Методика определения содержания кальция и магния в атмосферных осадках

 

Реактивы и оборудование. Раствор трилона Б с молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/л, индикатор хромоген черный, раствор гидроксида натрия с молярной концентрацией 2 моль/л, аммонийный буферный раствор, индикатор мурексид.

Общие положения. В этой работе используется комплексонометрический метод определения Са2+ и Mg2+ при их совместном присутствии в растворе.

Сущность определения сводится к тому, что в начале определяют суммарное содержание молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/л Mg2+, титруя фильтрат раствором трилона Б в присутствии хромогена черного. Затем находят содержание ионов Са2+, титруя фильтрат раствором трилона Б в присутствии индикатора мурексида. По разности этих двух определений находят содержание ионов Mg2+.

Ход работы. Пипеткой на 50 мл отбирают фильтрат и переносят его в колбу для титрования, приливают 5 мл аммонийной буферной смеси, 25-30 мг хромогена черного и титруют раствором трилона Б с молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/л до перехода винно- красной окраски раствора в синюю.

Титрование повторяют 2-3 раза и берут среднее значение.

Содержание Са2+ и Mg2+ вместе взятых можно найти по формуле (2.5):

 

m(Ca2++Mg2+) =   ,                  (2.5)

где С(1/zNа2[НзТг])- концентрация раствора трилона Б, н;

V(Na2[НзТг])- объем рабочего раствора трилона Б, затраченного на  титрование, мл;

Уф- объем фильтрата, мл.

Определение содержания кальция. 50 мл фильтрата переносят в колбу для титрования, приливают 2,5 мл раствора NaOH с молярной концентрацией 2 моль/л, 30-40 мг смеси мурексида с хлоридом натрия и приступают к титрованию раствором трилона Б с молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/л до появления сине-фиолетовой окраски, не исчезающей в течении 2-3 минут. Титрование повторяют 2-3 раза и берут среднее значение. Содержание кальция вычисляют по формуле, как и суммарное содержание Са2+ и Mg2+.

Количество магния находят по формуле (2.6)

m(Mg2+) = m(Ca2++Mg2+) - m(Ca2+),                                                          (2.6)

 

2.1.8 Методика  определения содержания сульфат-ионов в атмосферных осадках

 

Реактивы и оборудование. 10 %-ный раствор хлорида бария; раствор электролита (NaCl+HCI), раствор сульфата натрия, мерные колбы на 50 мл, 100 мл,  ФЭК, кюветы.

Общие положения. В  работе  используют  реакцию  образования  дисперсной  системы малорастворимого в кислых растворах сульфата бария (ПР=1,1 ∙10 -10)

Ва2+ + SO42- =BaSO4

Для обеспечения избирательности определения сульфатов относительно карбонатов, фосфатов, хроматов реакцию проводят в кислой среде.

Ход определения. Приготовление рабочего раствора сульфата натрия. Раствор сульфата натрия с концентрацией 0,2 мг/ мл готовится растворением 0,8872 г прокаленного х.ч. сульфата натрия в 100 мл дважды перегнанной дистиллированной воды. Рабочий раствор сульфата натрия, содержащий 10 мкг в 1000 мл, готовят разбавлением полученного раствора в 20 раз.

Приготовление раствора электролита. 240 г химически чистого (х.ч.) хлорида натрия помещают в мерную колбу на 1000 мл, добавляют небольшое количество бидистиллята, приливают 20,5 мл концентрированной соляной кислоты и доводят бидистиллятом до метки.

Приготовление растворов для построения калибровочного графика. В мерные колбы вместимостью 50 мл вносят 1,2,4,6,10 мл рабочего раствора сульфата натрия, что соответствует 20,40,80,120,200 мкг сульфата натрия.

В каждую колбу приливают 10 мл электролита и соответственно 19,18,16,14,10 мл дважды перегнанной дистиллированной воды, перемешивают круговыми вращениями колбы. Затем приливают 7,5 мл раствора хлорида бария, перемешивают, доводят объем раствора до метки и снова тщательно перемешивают. Через 5 минут измеряют оптическую плотность стандартных растворов по отношению к раствору сравнения в порядке понижения концентрации в кюветах с толщиной поглощающего слоя 50 мл. Раствор сравнения готовят аналогично в колбе вместимостью 50 мл без сульфата натрия.

Снег перевести в жидкую фазу. Затем к 10 мл талой воды прибавляют 20 мл электролита, 20 мл бидистиллята, раствор перемешивают и добавляют 75 мл раствор хлорида бария. В колбе на 100 мл раствор доводят до метки и колориметрируют.

 

2.1.9 Определение содержания  ионов аммония в атмосферных осадках

 

Реактивы и оборудование. ФЭК; электроплитка; мерные колбы на 50 мл, 100 мл; пипетки на 1 мл, 10 мл с делениями, на 10 мл без делений; раствор сегнетовой соли KNaC4H4O6 ∙ 4Н2О - растворяют 50 г соли при нагревании в дистиллированной воде, доводят раствор до 100 мл, перемешивают, фильтруют, добавляют 5 мл 10 %-ного раствора NaOH и кипятят 30 мин (для удаления следов NH3).

Объем раствора вновь доводят до 100 мл; реактив Несслера (щелочной раствор тетраиодмеркурата калия KНgI4 торговый препарат); безаммиачная вода - дистиллированную воду с добавкой щелочи (25 мл 5 %-ного раствора NaOH на 1 л воды) кипятят 1 час; стандартный раствор NH4CI. Основной раствор: растворяют в безаммиачной воде 296,5 мг безводного NH4CI, высушенного при 100 °С, и разбавляют такой же водой до 100 мл; 1 мл полученного раствора содержит 100 мкг NH4. Рабочий раствор: разбавляют безаммиачной дистиллированной водой 5 мл основного стандартного раствора до 100 мл; 1 мл полученного раствора содержит 5 мкг NH4.

Общие положения. Ионы аммония определяют фотометрически по реакции с реактивом Несслера. Принцип метода основан на том, что аммоний с реактивом Несслера образует йодид меркураммония, который окрашивает раствор в желто-коричневый цвет. Интенсивность окраски пропорциональна содержанию аммония в воде.

NH4+ + 2К2НgI4 + 2КОН → NH2Нg2I3↓ + 5KI + 2H2O + K+

Так как соли кальция и магния, обычно содержащиеся в природных водах, при взаимодействии с реактивом Несслера могут выпасть в осадок, их связывают раствором виннокислого натрия-калия (сегнетовой солью). Диапазон определяемых концентраций аммония - 0,05-4 мг/л.

Как правило, в чистых природных водах содержится 0,01-0,1 мг/л аммонийных солей. Предельно допустимые концентрации аммиака в воде водоемов 2 мг/л (по азоту).

Ход работы. К100 мл пробы воды добавляют 0,2 мл раствора сегнетовой соли и 0,2 мл реактива Несслера, перемешивают и через 10 мин измеряют оптическую плотность раствора при 425 нм в кювете толщиной 1 см на фоне дистиллированной воды. Из полученного значения оптической плотности вычитают оптическую плотность холостой пробы. Концентрацию ионов аммония в пробе определяют по калибровочному графику.

Построение калибровочного графика

В мерные колбы на 50 мл наливают 0,1,2,3,4,6 и 10 мл стандартного раствора NH4CI концентрации 5 мкг NH4 в 1 мл. Разбавляют до метки безаммиачной водой, перемешивают, отбирают из каждой колбы по 10 мл и переносят в пробирки. Концентрация ионов аммония в растворах составляет 0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,6 и 1 мг/л. Определение ионов аммония ведут по методике, описанной выше. Из полученных значений оптических плотностей вычитают оптическую плотность холостого раствора.