В щелочной среде сульфосалициловая кислота с железом (Fe²⁺ и Fe³⁺) образует комплексное соединение желтого цвета. Окраска устойчива и позволяет определять железо фотометрически. Предел обнаружения методики составляет 0,1 мг/л. Определению мешают медь (>0,25 мг/л) и алюминий (>2 мг/л). Для водоемов предельно допустимая концентрация общего железа составляет 0,3 мг/л.

Ход определения

К 25 мл пробы добавить 1 мл NH₄Cl (2М), 1 мл сульфосалициловой кислоты (20%), 1мл аммиака (10%). Через 15 минут фотометрировать с фиолетовым светофильтром (λ=400-430 нм). Стандартные растворы для калибровки готовить из железоаммонийных квасцов.

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСЛЯЕМОСТИ (ХПК)

Окисляемостью называется концентрация восстановителей, содержащихся в воде, которые можно окислить тем или иным окислителем. В качестве окислителей чаще всего используют хроматы и перманганаты щелочных металлов. Выбор окислителя определяется объектом анализа. Выбирать очень сильны окислитель, каким является бихромат, следует только в тех случаях, когда в водах содержатся трудноокисляемые соединения. Использование бихромата подразумевает очень внимательное отношение к чистоте химической посуды, так как от этого зависит точность определения. Для природных вод, которые обычно не содержат трудноокисляемых соединений, лучше использовать менее сильные окислители (перманганат), так как результаты будут лучше воспроизводиться из-за меньшего влияния загрязнений химической посуды.

Окисляемость принято выражать в миллиграммах атомарного кислорода на литр воды. В связи с этим окисляемость еще называют химическим потреблением кислорода (ХПК). Существуют нормативы ХПК для различных вод. Для водоемов хозяйственно-питьевого водопользования ХПК должен быть больше 15 мг О/л.

Бихроматная окисляемость.

Рассмотрим методику определения ХПК, в которой используется в качестве окисляющего реагента бихромат калия в среде серной кислоты. После кипячения смеси окислителя с пробой в течение 2 часов, избыток бихромата титруется солью Мора. В качестве катализатора, ускоряющего процесс окисления, используется сульфат серебра. Помимо функций катализатора, сульфат серебра исполняет роль реагента, маскирующего небольшое содержание хлоридов в пробе. Большие содержания хлордов маскируются сульфатом ртути(II). Нижний предел обнаружения методики составляет 5 мг О/л.

Ход определения

20 мл пробы поместить в круглодонную колбу на 300 мл, прибавить 10 мл бихромата калия (0,02-0,1 н), осторожно 30 мл конц. серной кислоты, 0,3-0,4 г сульфата серебра. Вставить в колбу обратный холодильник. Содержимое колбы нагреть до слабого кипения и кипятить 2 часа. После кипячения колбу охладить и перенести ее содержимое в коническую колбу на 500 мл, обмыв стенки круглодонной колбы и холодильник дистиллированной водой. Общий объем раствора в конечном итоге не должен превышать 300 мл. Добавив 5 капель ферроина или 10 капель N-фенилантраниловой кислоты, титровать солью Мора.

Рекомендуется проводить холостой опыт, заменив образец пробы дистиллированной водой. Опыт подразумевает применение всех процедур анализа, включая кипячение.

ХПК рассчитать по следующей формуле:

ХПК =((W₁ - W₂ ) N 8 1000)/ V, где

W₁ - объем раствора соли Мора, использованного на титрование анализируемой пробы;
W₂ - объем раствора соли Мора, использованного на титрование холостой пробы;
N - нормальность раствора соли Мора, установленная по бихромату;
V - объем пробы.

Приготовление раствора индикатора

1. Ферроин

1,485 г 1,10-фенантролина растворить в 100 мл воды и добавить в раствор 0,695 FeSO₄ 7H₂O.

2. N-фенилантраниловая кислота

0,25г кислоты растворить в 12 мл 0,1н NaOH. Раствор разбавить до 250 мл. Однако при этом следует делать поправку на хлорид, так как на 1мг хлоридов расходуется 0,23 мг атомарного кислорода. Природные воды обычно содержат только легкоокисляемые соединения.

Перманганатная окисляемость.

Определение перманганатной окисляемости (метод Кубеля) состоит вокислении вещества пробы раствором перманганата калия в серной кислоте. После кипячения в пробу добавляется стандартный раствор щавелевой кислоты, которая реагирует с остатками перманганата. Избыток щавелевой кислоты оттитровывается стандартным раствором перманганатакали

Определению мешают хлориды (>300 мг/л), которые можно маскировать добавкой сульфата ртути (II). Железо (II), сульфиды, нитраты также мешают определению. Они определяются другими методами анализа, а затем полученные значения содержания этих примесей вычитаются из результата определения перманганатной окисляемости. 1 мг нитратов потребляет 0,3 мг атомарного кислорода, 1 мг железа (II) - 0,14 мг кислорода.

Ход определения.
К 100 мл анализируемой пробы добавить 5 мл Н₂SO₄ (1:З) и 10 мл 0,01н КМп0₄, Смесь нагреть до кипения за 5 минут и кипятить точно 10 минут, закрыв конической воронкой колбу, чтобы уменьшить испарение жидкости. После кипячения к горячему раствору добавить 10 мл 0,01н щавелевой кислоты. Горячую смесь титровать 0,01 н КМп0₄ до появления розового окрашивани Одновременно с анализом исследуемой пробы провести холостой опыт с дистиллированной водой, не упуская ни одной стадии анализа. Величину перманганатной окисляемости рассчитать по формуле:

= (V₁ - V₂) 80 /W, где

V₁ и V₂ - эквивалентные объемы перманганата калия, израсходованные на титрование анализируемой и холостой проб;
W - объем пробы.

Внимание! Нормальность перманганата следует устанавливать в день проведения анализа, титруя стандартный раствор щавелевой кислоты.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДЫ ПО ФИШЕРУ

Суть метода определения воды в органических растворителях состоит в титровании образцов специальным титрантом, носящим название реактива Фишера. Реактив представляет собой раствор йода и сернистого ангидрида в смеси пиридина и метанола. В присутствии воды происходит окисление йода до йодида, причем в реакции роль восстановителя играет сернистый ангидрид:

I₂ + SO₂ + H₂O + CH₃OH + 3C₆H₅N --> C₆H₅N⁺HOSO₂CH₃ + 2C₆H₅N²⁺H + 2I^- .

Процесс титрования сопровождается обесцвечиванием йода, содержащегося в добавках реактива Фишера. В точке эквивалентности йод перестает обесцвечиваться. Переход окраски: от желтой к красно-коричневой.

Несмотря на то, что реактив Фишера выпускается промышленностью, его можно приготовить самостоятельно: 85г I₂ растворить в 270 мл пиридина. К раствору добавить 670 мл метилового спирта. Затем к охлажденному раствору добавить 45 мл сухого сжиженного SO₂. Приготовленный реактив можно употреблять для анализа через несколько дней. ( Не надо говорить о том, что метанол и пиридин должны быть предварительно осушены.)

Точку эквивалентности в методе Фишера можно определять еще и амперометрически на платиновых электродах. При потенциале в 30 мВ, после точки эквивалентности рост тока на платиновых электродах определяет реакция восстановления йодида до йода.