Дихроматная окисляемость

В зависимости от степени загрязнения вода содержит ве­щества, окисляющиеся довольно сильными окислителями, например перманганатом, дихроматом и др. Количество ки­слорода, эквивалентное расходу окислителя на окисление за­грязняющих веществ, называется окисляемостью. В зависимо­сти от применяемого окислителя различают окисляемость дихроматную (ХПК — химическое потребление кислорода), перманганатную и др.

Из всех предложенных окислителей для окисления загряз­няющих веществ в сточных водах наиболее эффективным и удобным в применении оказался дихромат калия в кислой среде.

Перманганат калия как более слабый окислитель применя­ется для определения окисляемости в питьевых и поверхност­ных водах и редко — в очищенных сточных водах.

Кроме того, существует еще один метод определения окис­ляемости — БПК (биохимическое потребление кислорода), основанный на способности микроорганизмов поглощать рас­творенный в воде кислород при биохимическом окислении загрязняющих веществ.

Дихроматная окисляемость (ХПК) — это показатель загряз­нения воды органическими и некоторыми неорганическими со­единениями, определяемый как количество кислорода (мг/л), необходимое для полного окисления загрязняющих веществ дихроматом калия. Для определения ХПК применяют метод дихроматометрии, способ обратного титрования.

При кипячении сточной воды с избытком стандартного раствора дихромата калия в сернокислой среде происходит окисление большинства органических и некоторых неоргани­ческих веществ:

Сг₂0₇^2- + 14Н⁺ + 6е -> 2Сг³⁺ + 7Н₂0

Для полноты окисления органических веществ добавляют катализатор — сульфат серебра. В этих условиях окисление органических веществ дихроматом калия ускоряется и охваты­вает практически все органические вещества. Имеется незна­чительное число соединений (бензол, толуол и другие арома­тические углеводороды, пиридин и т. п.), которые совсем не окисляются и в присутствии катализатора. Окисление органи­ческих веществ в указанных условиях происходит до образо­вания диоксида углерода и воды; азот выделяется в виде газа.

Избыток дихромата калия титруют раствором соли Мора Fe(NH₄)₂(S0₄)₂; индикатор ферроин (FeS0₄ + о-фенантролин) или N-фенилантраниловая кислота:

К₂Сг₂0_7(изб) + 6Fe(NH₄)₂(S0₄)₂ + 7H₂S0₄            Cr₂(S0₄)₃ + 3Fe₂(S0₄)₃ + K₂S0₄ + 6(NH)₂S0₄ + 7H₂0

Определению мешают хлориды. Для исключения их влия­ния вводят сульфат серебра, который, как уже было отмечено ранее, одновременно служит катализатором.

Пробу сточной воды не консервируют, анализ проводят не позже чем через 4 ч после отбора пробы или консервируют 10 мл концентрированной серной кислоты на 1 л воды, и то­гда анализ проводят в течение 1 сут после отбора пробы.

Перманганатная окисляемость

Величина перманганатной окисляемости воды характеризу­ет содержание в ней легко окисляющихся органических и не­которых неорганических веществ. Количество кислорода (мг/л), эквивалентное расходу перманганата калия, характеризует ве­личину окисляемости.

Метод основан на окислении веществ, присутствующих в пробе воды, 0,01M. раствором перманганата калия в серно­кислой среде при кипячении

Mn0₄^- +8Н⁺ + 5e                           Мп²⁺ + 4Н₂0

После 10 мин кипячения к реакционной смеси добавляют избыток стандартного раствора щавелевой кислоты (точный объем). Наблюдается обесцвечивание раствора:

2KMn0₄ + 5Н₂С₂0₄ + 3H₂S0₄              2MnS0₄ + 10СО₂ + K₂S0₄ + 8Н₂0

2Мn0^- ₄+ 5С₂0₄^2- + 16Н⁺                2Мn²⁺ + 10СО₂ + 8Н₂0

Затем избыток щавелевой кислоты титруют стандартным раствором перманганата калия до слабо-розового окрашива­ния:

5С₂0₄^2- + 2Мп0₄^- + 16Н⁺             10СО₂ + 2Мп²⁺ + 8Н₂0

Одновременно определяют указанным способом окисляе­мость бидистиллята, который используют для разбавления пробы (контрольный опыт), а также устанавливают поправоч­ный коэффициент к 0,01M раствору перманганата калия, тит­руя 10 мл 0,01M раствора щавелевой кислоты 0,01M раство­ром перманганата калия. Пробы не консервируют, анализ проводят не позже чем че­рез 4 ч после отбора пробы или консервируют 50 мл концен­трированной серной кислоты, разбавленной в соотношении 1:3, на 1 л воды; в этом случае анализ проводят не позже чем через 1 сут после отбора пробы.

Без разбавления можно определять окисляемость только до 10 мг кислорода в 1 л. Наивысшее допустимое разбавление про­бы — десятикратное. Это означает, что метод можно использо­вать только для проб, окисляемость которых ниже 100 мг ки­слорода в 1 л.

Определению мешают неорганические примеси — восстано­вители: железо (II), нитриты, сероводород. Практически по­правку на потребление кислорода этими восстановителями можно установить предварительным титрованием исследуемой воды раствором перманганата калия в кислой среде на холоде. В этом случае результаты определения окисляемости дают кос­венное представление о содержании в воде органических ве­ществ.