Показатели качества воды   Доц. к.т.н. Петрова Елена Александровна
Основные вопросы1.   Водородный показатель2.   Кислотность и щелочность природных вод3.   Жесткость воды4.   Углекислотное...
1. pH                               .Диссоциация водыH 2O          H     OH        рН = - lg[H+]    рOН = - lg[OH+]       ...
[H+] = [OH-]   [H+] < [OH-]   [H+] > [OH-]
Электрохимическая ячейка - гальванический элемент из двух электродов:1. Стеклянный2. электрод сравнения в известным потенц...
Определение кислотности ищелочности природной воды
1. Кислотность природных вод     активная                  свободная            общаяРегистрируется pH     обусловлена    ...
кислая водаРабочий раствор - щелочь
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВОБОДНОЙ КИСЛОТНОСТИ№ опыта     Взято   Израсходовано Нормальность             Индикатор           воды, мл  ...
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕЙ КИСЛОТНОСТИ№ опыта     Взято   Израсходовано Нормальность           воды, мл   раствора    р-ра щелочи, ...
2. Щелочность природных вод         свободная                                          общаяобусловлена растворенными в   ...
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВОБОДНОЙ И ОБЩЕЙ ЩЕЛОЧНОСТИ ВОДЫ  №          Взято           Объем соляной кислоты VHCl, мл        Нормальнос...
Жесткость воды - совокупность свойств воды, обусловленная наличием в ней преимущественно катионов Са2+ и Mg2+.3. Жесткость...
Жесткость воды             карбонатная                     некарбонатная                        общая   Обусловлена присут...
Умягчение воды – процесс удаления из нее катионов жесткости, т.е. кальция и магния.                               Методы у...
Термические методы умягчения водыВоду нагревают свыше 1000С. При этом удаляется карбонатная и частьнекарбонатной жесткости...
Реагентные методы умягчения водыИзвесткованиеСа(НСО3)2 + Са(ОН)2= 2 СаСО3+ 2 Н2О;Mg SO4 + Са(ОН)2 = Mg(OH)2+ Са SO4.Извест...
Метод ионного обмена                                       Фазы системы                       Неподвижная                 ...
Ионообменная хроматография основана на явлении обменной сорбцииСорбция - процесс, связанный с накопление того или иного ко...
Ионообменные материалы    Неорганические                         Органические•оксид алюминия                       ионообм...
Классификация ионообменных материалов по активному иону        катионообменники                                         ан...
Регенерация ионообменникаПроцесс восстановления обменной емкости ионита называется регенерацией      Регенерация катионито...
Применение ионообменных смолУмягчающиекартриджи для     Умягчающие воды методомводы              ионного обмена
Определение жесткости воды
Комплексонометрическое титрование.метод основан на реакциях образования растворимыхкомплексных соединений (комплексонов).К...
комплексоныКомплексон I или нитрилотриуксусная кислота имеетследующее строение:                                           ...
Буферные растворыБуферные растворы – растворы, способные сохранять постоянное значение pH при добавлениик ним сильных кисл...
Катионы металлов полностьюПрисутствуют        Приближение к точке                                          связаны в компл...
V N 1000Ж об .              мг-экв/л,           VH 2 O
Углекислотное равновесие
В природной воде всегда                                   содержится растворенный оксид                                   ...
Формы углекислоты в природной водеГидрокарбонатная             Карбонатная             Свободная     (НСО3)               ...
Формы свободной углекислоты       равновесная                              агрессивная                               Агрес...
Стабилизация воды  Агрессивную воду можно стабилизировать, используя вещества, повышающиещелочность. Например, гидроксид к...
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВОБОДНОЙ УГЛЕКИСЛОТЫ В ВОДЕПринцип определения основан на титровании свободной углекислоты 0,01-0,05нрастворо...
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ГИДРОКАРБОНАТ-ИОНОВ В ВОДЕВ коническую колбу емкостью 250-300 мл отмеряют мерным цилиндром 100 млис...
ОПРЕДЕЛЕНИЕ АГРЕССИВНОЙ ДВУОКИСИ УГЛЕРОДА МЕТОДОМ РАСЧЕТА ПО                        ЛЕМАННУ И РЕУССУРасчет основан на опре...
Окисляемость водыОкисляемость воды - условная величина,характеризующая загрязнение водылегкоокисляющимися веществами.Окисл...
Классификация окисляемости воды в зависимости           от природы окислителя                          Окисляемость       ...
Биохимическая окисляемость воды (БПК)БПК – кислородный эквивалент степени загрязненностисточных вод биохимически окисляемы...
Химическая окисляемость воды в зависимости от                используемого окислителя                                Химич...
Методы определения окисляемости водыВид окисляемости              Название метода определенияПерманганатная окисляемость  ...
Определение окисляемости  воды по методу Кубеля
Цель работыОпределить величину перманганатнойокисляемости воды по методу Кубеля.
Сущность метода КубеляОтносится к перманганатометрическим методамМетод объемного анализа, в котором используются растворып...
Ход работы1. Мерным цилиндром отбирают 100 мл водопроводной воды в коническую колбу   емкостью 250 мл. В эту же колбу доба...
РасчетОбщий объем раствора КMпО4, прибавленного в колбу и израсхо­дованного на окислениеорганических веществ, и раствора щ...
Растворенный в воде кислород
Определение растворенного в водекислорода йодометрическим методом         (метод Винклера)
Цель работыОпределить количество растворенного в водекислорода по методу Винклера
Сущность методаМетод Винклера является основой определения БПК.Количество растворенного кислорода определяют методом йодом...
Ход работы1. В калиброванную склянку с пробкой отобрать пробу водопроводной   воды до краев, чтобы под пробкой отсутствова...
Расчет  При расчете необходимо из объема взятой пробы V1 вычесть суммарный объем V2прибавленных реактивов (MnCl2, KOH+KI),...
Химические показатели качества природных вод
Химические показатели качества природных вод
Химические показатели качества природных вод
Химические показатели качества природных вод
Химические показатели качества природных вод
Химические показатели качества природных вод
Химические показатели качества природных вод
Химические показатели качества природных вод
Химические показатели качества природных вод
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Химические показатели качества природных вод

3,799 views
3,480 views

Published on

Водородный показатель pH,
Кислотность, щелочность воды
Жесткостьводы,
окисляемость воды

Published in: Education
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
3,799
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
44
Actions
Shares
0
Downloads
4
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Химические показатели качества природных вод

  1. 1. Показатели качества воды Доц. к.т.н. Петрова Елена Александровна
  2. 2. Основные вопросы1. Водородный показатель2. Кислотность и щелочность природных вод3. Жесткость воды4. Углекислотное равновесие5. Окисляемость природных вод6. Содержание растворенного в воде кислорода
  3. 3. 1. pH .Диссоциация водыH 2O H OH рН = - lg[H+] рOН = - lg[OH+] 0 рН рОН 14 при 25 С pH = 14- pOH pH = 7 нейтральная среда pH < 7 кислая среда pOH = 14- pH pH > 7 щелочная среда
  4. 4. [H+] = [OH-] [H+] < [OH-] [H+] > [OH-]
  5. 5. Электрохимическая ячейка - гальванический элемент из двух электродов:1. Стеклянный2. электрод сравнения в известным потенциалом (хлорсеребряный) Стеклянный электрод - стеклянный шарик с раствором электролита. Содержащиеся в стекле ионы натрия обмениваются с имеющимися в растворе ионами водорода. Этот обмен идет до установления равновесия. Разность потенциалов, возникающая в системе, фиксируется прибором рН-метром
  6. 6. Определение кислотности ищелочности природной воды
  7. 7. 1. Кислотность природных вод активная свободная общаяРегистрируется pH обусловлена обусловлена солями, свободными сильными которые образованы кислотами и сильными кислотами и растворенным слабыми основаниями, диоксидом углерода. такими как сульфаты и хлориды алюминия, железа, аммония. определяют титрованием, [H+] > [OH-] поэтому ее еще называют аналитической или титруемой кислотностью
  8. 8. кислая водаРабочий раствор - щелочь
  9. 9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВОБОДНОЙ КИСЛОТНОСТИ№ опыта Взято Израсходовано Нормальность Индикатор воды, мл раствора р-ра щелочи, щелочи, мл г-экв/л 1 100,0 8,1 Метиловый 2 100,0 8,1 0,0989 оранжевый 3 100,0 8,2Среднее 100,0 8,1значение VNaOH N NaOH 1000 ксв = мг-экв/л, VH 2O
  10. 10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕЙ КИСЛОТНОСТИ№ опыта Взято Израсходовано Нормальность воды, мл раствора р-ра щелочи, Индикатор щелочи, мл г-экв/л 1 100,0 8,1 2 100,0 8,1 0,0989 Фенолфталеин 3 100,0 8,2Среднее 100,0 8,1значение VNaOH N NaOH 1000 коб = мг-экв/л VH 2O
  11. 11. 2. Щелочность природных вод свободная общаяобусловлена растворенными в соответствует сумме содержащихся в водеводе свободными основаниями, гидроксид-ионов ОН- и анионов слабыхкоторые могут присутствовать в кислот, например угольной (НСО-3 и СО-23).природных водах за счетзагрязнений промышленными Общая щелочность создаетсястоками. преимущественно солями активных металлов, которые при гидролизе имеютИз природных оснований в воде щелочную реакцию среды.могут быть гидроксид кальция(известь) Са(ОН)2, гидроксидмагния Мg(ОН)2 и др. охватывает интервал рН от 4,5 до 14охватывает интервал рН от 8,3 до 14 [H+] < [OH-]
  12. 12. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВОБОДНОЙ И ОБЩЕЙ ЩЕЛОЧНОСТИ ВОДЫ № Взято Объем соляной кислоты VHCl, мл Нормальность опыта воды, Индикатор Индикатор раствора NHCl, мл фенолфталеин метилоранж г-экв/л 1 100,0 3,5 8,4 2 100,0 3,6 8,4 0,0987 3 100,0 3,6 8,6Среднеезначение 100,0 3,6 8,5 VHCl N HCl 1000 VHCl N HCl 1000 Щ св Щ об VH 2 O VH 2 O
  13. 13. Жесткость воды - совокупность свойств воды, обусловленная наличием в ней преимущественно катионов Са2+ и Mg2+.3. Жесткость природных водЖесткость воды - совокупность свойств воды, обусловленная наличием в нейпреимущественно катионов Са2+ и Mg2+
  14. 14. Жесткость воды карбонатная некарбонатная общая Обусловлена присутствием в воде SO 2-, Cl- и др. 4 представляет собой сумму карбонатной карбонатов и гидрокарбонатов магния обусловлена присутствием сульфатных, (временной) и - 2- нитратных и хлоридных анионов некарбонатной HCO3 , CO3 (постоянной) жесткости Временная, т.е. неустранимая можно устранить Классификация жесткости Постоянная, т.е.мягкая вода – жесткость 3,0 мг-экв/л устранить нельзясредняя жесткость – от 3,0 до 7,0 мг- Ж, мг-экв/лэкв/л; Ж ≤ 7 мг-экв/л – хозяйственно-жесткая вода – свыше 7,0 мг-экв/мл; питьевая вода
  15. 15. Умягчение воды – процесс удаления из нее катионов жесткости, т.е. кальция и магния. Методы умягчения воды Термические Реагентные Ионного обмена комбинированныеоснованы на основаны на связывании основаны на представляют собойнагревании воды, ее находящихся в воде фильтровании воды сочетания разныхдистилляции или ионов кальция и магния через специальные методов.вымораживании в практически материалы, нерастворимые обменивающие соединения. входящие в их состав ионы натрия или водорода на ионы кальция или магния, содержащиеся в природной воде.
  16. 16. Термические методы умягчения водыВоду нагревают свыше 1000С. При этом удаляется карбонатная и частьнекарбонатной жесткости в виде карбоната кальция, гидроксида магния и сульфатакальция:Са(НСО3)2 СаСО3+Н2О+СО2Mg(HCO3)2 MgCO3+H2O+CO2MgCO3+ H2O = Mg(OH)2+СО2Частичное удаление постоянной жесткости (соли сульфата кальция) связано суменьшением растворимости этой соли при нагревании (при 1000С растворимостьсульфата кальция составляет всего 0,65 г/л).Этот метод применим преимущественно для удаления карбонатной жесткости.
  17. 17. Реагентные методы умягчения водыИзвесткованиеСа(НСО3)2 + Са(ОН)2= 2 СаСО3+ 2 Н2О;Mg SO4 + Са(ОН)2 = Mg(OH)2+ Са SO4.Известково-содовый методCaCl2 + Na2CO3= СаСО3+ 2NaCl;Са SO4+ Na2CO3 = СаСО3+ Na2SO4.Умягчение щелочью (NaOH)При введении в воду гидроксида натрия удаляется карбонатная жесткость и происходитобразование карбоната натрия:Са(НСО3)2 + 2NаОН = СаСО3 + Na2CO3 + 2 Н2О, который частично связывает некарбонатнуюжесткость.Умягчение воды фосфатами3CaCl2 + 2Na3РO4= Са3(РО4)2+ 6NaCl;3Mg SO4+ 2Na3РO4 = Mg3(РО4)2+ 3Na2SO4.Импфирование – процесс перевода временной жесткости в постоянную путем разложениягидрокарбонатов неорганическими кислотами.Перевод временной жесткости в постоянную осуществляют добавлением к воде сильныхкислот (HCl, H2SO4) в количествах, эквивалентных устранимой жесткости:Са(НСО3)2 + 2HCl = СаСl2 + 2Н2О+2СО2Mg(HCO3)2 + H2SO4 = Mg SO4 + 2H2O+2CO2
  18. 18. Метод ионного обмена Фазы системы Неподвижная Подвижная (ПФ) (НФ) Неподвижной фазой обычно Подвижная фаза представляет служит твёрдое вещество (его собой жидкость или газ, часто называют сорбентом) или протекающий через НФ плёнка жидкости, помещённая на твёрдое веществоРазделение веществ основано на распределении компонентов между двумя фазами –неподвижной (НФ) и подвижной (ПФ).
  19. 19. Ионообменная хроматография основана на явлении обменной сорбцииСорбция - процесс, связанный с накопление того или иного компонента внеподвижной фазе или на границе раздела фазВ ионообменной хроматографии НФ (сорбент) называют ионообменником При пропускании раствора, содержащего электролиты, через ионообменник происходит обратимый обмен ионов, находящихся в растворе, на ионы, входящие в состав ионообменника. Разделение ионов связано с различной способностью к обмену ионов раствора, проходящего через ионообменник.
  20. 20. Ионообменные материалы Неорганические Органические•оксид алюминия ионообменные смолы на основе•слабокислые алюмосиликаты; полистирола•слабоосновные (оксиды, гидроксиды)алюмосиликаты, Матрица состоит из трехмерных ВМС (полистирол, фенолформальдегидная смола).•гидроксид циркония, оксид алюминия Гранулы состоят из длинноцепных макромолекул полистирола, связанных редкими «мостиками» тогоГорные породы же состава. Сами гранулы полистирола являются инертными в отношении ионного обмена и представляют собой полимерную матрицу ионита. Для того чтобы инертную полимерную матрицу сделать активной для ионного обмена, её необходимо обработать химическими реагентами, например, концентрированной серной кислотой.
  21. 21. Классификация ионообменных материалов по активному иону катионообменники анионообменникиявляются специально синтезированными Анионообменники содержат в своей структуреполимерными материалами, нерастворимыми в воде ионогенные группы основного характера:веществами, содержащими в своей структуреионогенные группы кислотного характера: ОН–, -N(CH3)3+; и др. Их химические формулы схематически представляют : -SO3H - сульфогруппа; -COOH - карбоксильная группа и R-NH3OH или R-OH; R-NH3F или R-Fдр.R-SO3H; R-SO3Na или R-H и R-Na (анионообменники могут находиться в двух формах: в основной форме и в солевой форме).(катионообменники могут находиться в двух формах: вводородной форме и в солевой форме)Kатионообменную реакцию можно записать в Анионообменная реакция протекает потаком виде: схеме: RH+ Na+ = RNa + H+ R-OH + F– = RF + OH–Обмен ионов происходит в строго эквивалентных количествах! Именно поэтому,возможно количественное определение веществ в данном методе.
  22. 22. Регенерация ионообменникаПроцесс восстановления обменной емкости ионита называется регенерацией Регенерация катионитов Регенерация анионитов если после завершения Аниониты регенерируют щелочью ионного обмена на катионит подействовать кислотой, то он регенерируется и вновь переходит в активную водородную форму:
  23. 23. Применение ионообменных смолУмягчающиекартриджи для Умягчающие воды методомводы ионного обмена
  24. 24. Определение жесткости воды
  25. 25. Комплексонометрическое титрование.метод основан на реакциях образования растворимыхкомплексных соединений (комплексонов).Комплексоны – это органические соединения, производныеаминополикарбоновых кислот, простейшей из которыхявляется аминодиуксусная кислота.В настоящее время синтезировано и исследовано более 200комплексонов. Рассмотрим некоторые комплексоны. CH2COOH NH CH2COOH
  26. 26. комплексоныКомплексон I или нитрилотриуксусная кислота имеетследующее строение: CH2COOH HOOCH2C N CH2COOHКомплексон II или этилендиаминтетрауксусная кислота(ЭДТУ) является известным представителем комплексонов: HOOCH2C CH2COOH N CH2 CH2 N HOOCH2C CH2COOHКомплексон III является ее двунатриевой солью и носитназвание этилендиаминтетраацетат натрия (ЭДТА). Данныйкомплексон известен так же под названием Трилон Б. .. NaOOCH2C .. CH2 COONa N .. CH2 CH2 .. N .. HOOCH2 C .. CH2COOH
  27. 27. Буферные растворыБуферные растворы – растворы, способные сохранять постоянное значение pH при добавлениик ним сильных кислот и оснований, а также при разбавлении.Регулирующий механизм основан на смещении равновесия в системе.Буферные растворы состоят из смеси раствора слабой кислоты и ее соли сильного основанияили, наоборот, — слабого основания и его соли сильной кислоты.Например: NH4OH+NHCl — аммиачный буфер.Если к буферному раствору добавить умеренное количество сильной кислотыили сильного основания, его pH изменится слабо. Если к аммиачному буферному раствору добавить кислоту, она прореагирует с аммиаком. В результате pH уменьшится. Если к аммиачному буферу добавить щелочь, она прореагирует с хлоридом аммония, выделится аммиак. В результате pH возрастет.
  28. 28. Катионы металлов полностьюПрисутствуют Приближение к точке связаны в комплекскатионы жесткости эквивалента (точка эквивалента)
  29. 29. V N 1000Ж об . мг-экв/л, VH 2 O
  30. 30. Углекислотное равновесие
  31. 31. В природной воде всегда содержится растворенный оксид углерода (IV).При взаимодействии его с водой образуется слабая двухосновная угольнаякислота (Н2СО3):СО2 + Н2О Н2СО3, которая диссоциирует ступенчато:1 ступень: Н2СО3 НСО3 +Н+ гидрокарбонат-ион2 ступень: НСО3 H++CO32- карбонат-ион
  32. 32. Формы углекислоты в природной водеГидрокарбонатная Карбонатная Свободная (НСО3) (СО3 ) (СО2 или Н2С03) Общая форма углекислотыМежду различными формами углекислоты устанавливается динамическоеравновесие (углекислотное равновесие):СО2 + Н2О Н2СО3 НСО3 +Н+ 2H++CO32-.
  33. 33. Формы свободной углекислоты равновесная агрессивная Агрессивная водаКонцентрация свободной ( [CO2]р < [CO2] нестабильность 1-го рода)углекислоты, необходимаядля установления СаСО3 + СО2 + Н2О = Са(НСО3)2;равновесия, является Са(ОН)2 +2СО2 = Са(НСО3)2.равновесной формойсвободной углекислоты([CO2]р). Нестабильная вода ( [CO2]р > [CO2] нестабильность 2-го рода)
  34. 34. Стабилизация воды Агрессивную воду можно стабилизировать, используя вещества, повышающиещелочность. Например, гидроксид кальция (гашеная известь), гидроксид и карбонатнатрия: Са(ОН)2+ 2СО2= Са( Н СО3)2; NaОН+ СО2=NаНСО3; Na2CО3+ СО2 +Н2О=2NаНСО3. Стабилизация нестабильных вод заключается в снижении ще- лочности. Этого можно добиться, используя фосфатирование воды: Na6P6O18 + 2CaCO3 = Na2Ca2P6O18 + 2Na2CO3;Или подкислением минеральными кислотами (серной, соляной): NаНСО3 + HC l= NaCl + H2O + CO2; CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 + H2O; Ca(HCO3)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O + 2CO2
  35. 35. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВОБОДНОЙ УГЛЕКИСЛОТЫ В ВОДЕПринцип определения основан на титровании свободной углекислоты 0,01-0,05нраствором NaOH или Na2CO3 в присутствии фенолфталеина до по­лучения розовойокраски раствора, соответствующей окраске стандартного раствора, рН которогопо фенолфталеину равен 8,3: NaOH + CO2 = NaHCO3.В склянку или коническую колбу емкостью 250-300 мл с рези­новой пробкойвливают при помощи резиновой трубки, опущенной до дна колбы, 100 млиспытуемой кислой воды, прибавляют 5-6 капель индикатора фенолфталеина.Заполняют бюретку рабочим раствором, устанавливают нулевую отметку ититруют 0,01н раствором гидроксида натрия до бледно-розовой окраски, равнойпо интенсивности окраске стандартного раствора.Титрование проводят не менее 2 раз, результаты заносят в таблицу.Количество растворенной углекислоты Х1 рассчитывают по формулегде V1 - объем раствора NaOH, израсходованного на титрование, мл;N - нормальность раствора гидроксида натрия;Э - миллиграмм-эквивалент CO2 (44 мг);V2 - объем исследуемого раствора, взятого для титрования, мл.
  36. 36. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ГИДРОКАРБОНАТ-ИОНОВ В ВОДЕВ коническую колбу емкостью 250-300 мл отмеряют мерным цилиндром 100 млисследуемой воды и добавляют 2-3 капли раствора инди­катора метиловогооранжевого.Заполняют бюретку рабочим раствором, устанавливают нулевую отметку ититруют 0,1н раствором соляной кислоты до розово-оранжевой окраски раствора.Титрование проводят не менее 2 раз, результаты заносят в таблицу.Количество гидрокарбонатной углекислоты X2 рассчитывают по формулегде V1 - объем раствора соляной кислоты, израсходованной на титрование, мл;N - нормальность раствора соляной кислоты, мг-экв/л ;Э - миллиграмм-эквивалент гидрокарбонат-иона (22 мг) в пересчете на свободную CO2 согласно уравнению; VH2O- объем исследуемой воды, мл.
  37. 37. ОПРЕДЕЛЕНИЕ АГРЕССИВНОЙ ДВУОКИСИ УГЛЕРОДА МЕТОДОМ РАСЧЕТА ПО ЛЕМАННУ И РЕУССУРасчет основан на определении свободной двуокиси углерода, избыточ­ной поотношению к той ее части, которая находится в равновесии с гидро­карбонат-ионами (HCO3 ).Расчет. Содержание агрессивной двуокиси углерода по Леманну и Реуссу, мг/л,вычисляют по формулеX = g – X2 ,где g - величина, найденная по таблице Леманна и Реусса, соответствующаяотдельно вычисленной величине S;S - сумма свободной и гидрокарбонатной углекислоты;g - вычисленная сумма гидрокарбонатной и агрессивной углекислоты;X2 - содержание гидрокарбонатной углекислоты (точнее - общая щелоч­ностьводы), мг/л.Вспомогательную величину для пользования таблицей Леманна и Реусса вычисляютпо формулеS = X1 + X2,где Х1 - количество растворенной углекислоты (точнее общая кислотность воды),мг/л.
  38. 38. Окисляемость водыОкисляемость воды - условная величина,характеризующая загрязнение водылегкоокисляющимися веществами.Окисляемость выражается в миллиграммахкислорода, необходимого для окисления примесей,содержащихся в 1 л воды.Мг О2/л
  39. 39. Классификация окисляемости воды в зависимости от природы окислителя Окисляемость (общая) Химическая Биохимическая в качестве в качестве окислителей окислителей используют выступают химические аэробные реактивы бактерииОбщая окисляемость – количество восстановителей органическогопроисхождения, содержащихся в 1 литре сточной воды
  40. 40. Биохимическая окисляемость воды (БПК)БПК – кислородный эквивалент степени загрязненностисточных вод биохимически окисляемыми органическимивеществами.Позволяет оценить долю присутствия биохимически окисляемых примесей,т.е. примесей, которые могут быть окислены с помощью аэробных бактерий вбиофильтрах. БПК БПК5 БПК полн Окисление примесей в Полное окисление примесей течение 5 суток (до 35 суток) Определяют на городских Для расчета очистных очистных станциях сооружений
  41. 41. Химическая окисляемость воды в зависимости от используемого окислителя Химическая окисляемость воды Бихроматная Перманганатная Йодатная (дихроматная) окисляемость окисляемость окисляемостьОкислитель KMnO4 Окислитель K2Cr2O7 Окислитель KIO3Кислородный эквивалент Кислородный эквивалент трудноокисляемых примесей.легкоокисляемых примесей. Используется для анализа сточных вод.Применяется только дляприродной и водопроводнойводы. Для анализа сточных водне используется. Химическая потребность в кислороде (ХПК) – кислородный эквивалент общего количества в сточной воде органических веществ.
  42. 42. Методы определения окисляемости водыВид окисляемости Название метода определенияПерманганатная окисляемость Метод КубеляОснова для определения БПК Метод ВинклераХПК Экспериментально: Ускоренный метод определения дихроматной окисляемости Расчетным путем: по стехиометрическому уравнению окисления
  43. 43. Определение окисляемости воды по методу Кубеля
  44. 44. Цель работыОпределить величину перманганатнойокисляемости воды по методу Кубеля.
  45. 45. Сущность метода КубеляОтносится к перманганатометрическим методамМетод объемного анализа, в котором используются растворыперманганата калия известной концентрации, называетсяперманганатометрией. Сущность метода состоит в окислении присутствующих в пробе органических веществ 0,01н. раствором перманганата калия при кипячении в сернокислой среде в течении 10 минут.В основе метода лежит реакция окисления вещества перманганатом калия: 2KMnO4 +5H2C2O4 +3H2SO4 = 2MnSO4 +K2SO4 + 10CO2+8H2O. 2 C2O42- - 2e 2CO2 5Перманганат калия реагирует с присутствующими в воде восстановителями. Марганец изменяет при этом своюстепень окисления с +7 до +2, т.е. восстанавливается.
  46. 46. Ход работы1. Мерным цилиндром отбирают 100 мл водопроводной воды в коническую колбу емкостью 250 мл. В эту же колбу добавляют 5 мл раствора серной кислоты (1:3) (отмерить мерным цилиндром) и из бюретки приливают точно 20,0 мл рабочего раствора перманганата калия (0,01н).2. В колбу помещают 2-3 стеклянных шарика или осколка фарфоровой посуды и, накрыв колбу часовым стеклом, нагревают на газовой горелке жидкость до кипения, кипятят в течение 10 минут с момента закипания. Часть перманганата калия расходуется при кипячении на окисление органических примесей воды. Цвет раствора становится более светлым.3. Затем колбу снимают с нагревательного прибора, вносят пипеткой в нее точно 20 мл 0,01н раствора щавелевой кислоты, которая вступает в реакцию с избытком перманганата калия, оставшимся после окисления органических примесей воды. 2KMnO4 +5H2C2O4 +3H2SO4 = 2MnSO4 +K2SO4 + 10CO2+8H2O. 2 C2O42- - 2e 2CO2 54. Обесцвеченную горячую смесь титруют 0,01н раствором перманганата калия до появления светло-розовой окраски.
  47. 47. РасчетОбщий объем раствора КMпО4, прибавленного в колбу и израсхо­дованного на окислениеорганических веществ, и раствора щавелевой кисло­ты составляет: Vобщ = V1 + V3, где V1 – объем добавленного раствора КMпО4; V3 – объем раствора КMпО4, израсходованного на титрование избытка Н2С2О4.Найдем объем раствора КMпО4 V4, эквивалентный добавленному количеству Н2С2О4(щавелевой кислоте), мл: V N 2 2 V4 N1 где V2 – объем раствора добавленной Н2С2О4; N1 – концентрация КMпО4, г-экв/л; N2 – концентрация Н2С2О4, г-экв/л.Из общего объема раствора КMпО4 вычтем объем V4, эквивалентный объему Н2С2О4, и найдемобъем перманганата калия V5, израсходованного на окисление органических примесей воды: V5 = Vобщ – V4.Рассчитаем окисляемость воды Х в миллиграммах кислорода, израсходо­ванного наокисление органических веществ в 1 л исследуемой воды:, мгO2/л, V5 N1 8 1000 Xздесь 8 - эквивалент кислорода. VH 2O
  48. 48. Растворенный в воде кислород
  49. 49. Определение растворенного в водекислорода йодометрическим методом (метод Винклера)
  50. 50. Цель работыОпределить количество растворенного в водекислорода по методу Винклера
  51. 51. Сущность методаМетод Винклера является основой определения БПК.Количество растворенного кислорода определяют методом йодометрии.Сущность метода состоит в окислении растворенным кислородом ионовмарганца, которые окисляют ионы йода. Выделившийся йод оттитровываютраствором тиосульфата натрия в присутствии крахмала.к исследуемой воде добавляют хлорид марганца и щелочь для получения легко окисляющегося осадкагидроксида марганца (II): МпСl2 +2КОН = Мп(OН)2 +2КСl; гидроксид марганца (II) окисляется растворенным в воде кислородом в гидроксид марганца (III): 4Мп(OН)2+O2+2Н2О = 4Мп(OН)3; 4Мп(OН)2+O2+4 ОН- = 2МпО(OН)2.Количество образующихся гидроксидов марганца определяется содержанием растворенного в водекислорода.В результате вышепроведенных реакций количественно связывается в осадок весь растворенный в водекислород.Затем переводят гидроксид марганца (III) в эквивалентное ему количество йода, легко и точно определяемоетитрованием. Мп(ОН)3 + ЗНСl = МnСl3 + ЗН2О; 2МпСl3 =2МnСl2 +Сl2.Выделившийся хлор определяют иодометрически: к исследуемому раствору добавляют йодид калия, хлорокисляет йодид-ион до йода, который титруют раствором тиосульфата натрия с индикатором крахмалом:Сl2+2КI=I2+2КСl;I2 +2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6.
  52. 52. Ход работы1. В калиброванную склянку с пробкой отобрать пробу водопроводной воды до краев, чтобы под пробкой отсутствовали пузырьки воздуха.2. Поместить склянку в фарфоровую чашку и вливать в нее из пипеток, погружая их концы почти до дна, 1 мл смеси гидроксида калия с йодидом калия и 1 мл хлорида марганца (II).3. Закрыть склянку, взболтать и оставить стоять, пока осадок гидроксидов марганца не осядет на дно, а жидкость над осадком не станет прозрачной.4. После этого прилить, погружая конец пипетки почти до дна склянки, 5 мл концентрированной соляной кислоты и, закрыв склянку пробкой, взболтать ее, пока осадок не растворится.5. Перелить жидкость из склянки в большую коническую колбу и титровать выделившийся йод раство­ром тиосульфата натрия до лимонно-желтой окраски, а затем, прибавив две пипетки раствора крахмала, продолжить титрование до исчезновения синей окраски.
  53. 53. Расчет При расчете необходимо из объема взятой пробы V1 вычесть суммарный объем V2прибавленных реактивов (MnCl2, KOH+KI), вытеснивший соответствующий объемводы. Содержание кислорода вычисляется по формуле, мгO2/л, V N 8 1000 Х V1 V2где Х - количество мг кислорода в 1 литре воды; V - количество мл раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование;8 - эквивалент кислорода;N - эквивалентная концентрация раствора тиосульфата натрия, г-экв/л.

×