ОПРЕДЕЛЕНИЕ хлоридов, активного хлора и сульфатов в сточных водах
В промышленных сточных водах содержание хлоридов зависит от характера производства. Для определения хлоридов в неокрашенных сточных водах применяют аргентометрический метод по Мору. В нейтральной или слабощелочной среде (рН 7,0—10,0) осаждают растворенные в воде хлорид-ионы раствором нитрата серебра: г
Сl-
+ Ag+ AgCI
В качестве индикатора применяют раствор хромата калия лимонно-желтого цвета, который реагирует с избыточными ионами серебра с образованием осадка хромата серебра оранжево-желтого цвета:
2Аg+
+ CrO4-2 Аg2CrO4
Метод применяется для определения хлоридов при содержании их, превышающем 2 мг/л; без разбавления можно титровать пробы с содержанием хлоридов до 400 мг/л. Точность определения ± 1—3 мг/л. Для определения хлоридов при концентрациях меньше 10 мг/л пробы надо предварительно упаривать. Окраску прозрачных, но окрашенных проб устраняют встряхиванием с активированным углем. При наличии взвешенных веществ их устраняют суспензией гидроксида алюминия. Цианиды предварительно разрушают пероксидом водорода в щелочной среде. Определению мешают сульфаты, сульфиты и тиосульфаты. Сульфиты устраняют добавлением пероксида водорода в нейтральной пробе. Сульфаты и тиосульфаты разлагают пероксидом водорода в щелочной среде. Фосфаты мешают, если они присутствуют в концентрациях, превышающих 25 мг/л, так как они тогда осаждаются ионами серебра в виде фосфата серебра. Железо в концентрациях, превышающих 10 мг/л, мешает точному определению точки эквивалентности.
Определение хлоридов в окрашенных органическими веществами сильно загрязненных сточных водах проводят после выпаривания таких вод в щелочной среде (Na2C03) досуха. Остаток после выпаривания слегка прокаливают до сгорания органических веществ, охлаждают, растворяют в воде, добавляют азотную кислоту, а затем проводят аргентометрическое определение по Фольгарду. К полученному раствору добавляют избыток стандартного раствора нитрата серебра, выделившийся осадок хлорида серебра отфильтровывают, а в аликвоте фильтрата оттитровывают избыток нитрата серебра стандартным раствором тиоционата аммония или калия (индикатор — железоаммониевые квасцы):
Сl-
+ Ag+ AgCI
Аg+
+ SCN- AgSCN
3SCN-
+ Fe3+ Fe(SCN)3
Под термином «активный хлор» понимают суммарное содержание в воде свободного хлора С12, хлорноватистой кислоты НС10, гипохлорит-ионов ОСl- и хлораминов NH2C1, NHC12.
Содержание активного хлора в сточных водах, которые приходится хлорировать, и в некоторых видах сточных вод, загрязненных хлором или соединениями, выделяющими хлор, определяют йодометрическим методом.
При подкислении анализируемой воды и прибавлении к ней йодида калия вещества, которые относятся к «активному хлору», выделяют йод:
С12 + 2I- 12 + 2СГ
НСЮ + 21- + Н+ 12 + CI- + Н20
СЮ- + 2Н+ + 21- 12 + СГ + Н20
NH2CI + 2Н+ + 21- 12 + NH4+
+ СГ
Выделившийся йод титруют раствором тиосульфата натрия, индикатор — крахмал. Содержание активного хлора выражают в мг/л в пересчете на хлор.
В сточной воде могут содержаться и другие окислители, выделяющие йод из йодида калия в сильно кислом растворе: хроматы, нитриты, соли железа (III), хлораты и т. п. Когда анализируемую воду подкисляют уксусной кислотой при обычной температуре, хлораты не выделяют йода из йодида калия. При большом содержании нитритов, гексацианоферратов (III) или солей меди (II) и железа (III) надо проводить титрование в еще менее кислой среде; для этого прибавляют вместо уксусной кислоты уксусно-ацетатный буферный раствор, имеющий рН 4,5. Поправку на другие окислители, которые встречаются в сточных водах сравнительно редко, например хроматы, если необходимо, можно ввести, определив их специальными методами. Пробы воды не консервируют, определение проводят немедленно после отбора, на месте отбора пробы.
Сточные воды многих химических, химико-фармацевтических и других предприятий загрязнены сульфатами.
Для определения сульфатов в сточных водах используют чаще всего гравиметрический, нефелометрический или комплексонометрический методы.
Два первых метода основаны на образовании осадка или опалесценции (в зависимости от концентрации сульфатов) при взаимодействии сульфат-ионов с хлоридом бария в присутствии хлороводородной кислоты:
SO42- + Ва2+ BaS04
Гравиметрический метод применяют при анализе вод с высоким содержанием сульфатов. Малая растворимость сульфата бария (произведение растворимости равно 1,98-10-10) в слабокислой среде (НС1) позволяет проводить гравиметрическое определение сульфат-ионов. Наиболее удобен объем пробы с содержанием сульфат-ионов от 10 до 100 мг/л. Определению мешают высокое содержание силикатов и железа (III), взвешенные и коллоидные вещества, сульфиты и тиосульфаты. Железо (III) предварительно восстанавливают до железа (II). Для устранения мешающего влияния взвешенных и коллоидных веществ воду предварительно фильтруют. При наличии сульфитов (а) и/или тиосульфатов (б) к пробе воды добавляют хлороводородную кислоту и кипятят до полного удаления диоксида серы:
a) S032-
+ 2Н+ S02 + Н20
б) S2O32- SO32- + S
S032- + 2H+ S02 + H20
Осадок серы отфильтровывают.
Нефелометрическое определение сульфатов основано на измерении оптической плотности суспензии сульфата бария в присутствии хлороводородной кислоты. Определение проводят на фотоэлектроколориметре при длине волны 364 нм. Для получения сульфата бария в суспензии раствор хлорида бария предварительно смешивают с этилен гликолем и 96 % этанолом.
Для построения калибровочного графика используют стандартный раствор сульфата калия.
В комплексонометрическом методе сульфат-ионы осаждают раствором хлорида бария, осадок сульфата бария отфильтровывают и промывают. Затем сульфат бария растворяют в избытке стандартного раствора трилона Б в среде аммиачного буфера, добавляют индикатор кислотный хром черный специальный и титруют избыток трилона Б раствором хлорида магния до перехода окраски из синей (цвет свободного индикатора) в фиолетово-красную (цвет комплекса магния с индикатором). По разности между добавленным к осадку сульфата бария объемом стандартного раствора трилона Б (ЭДТА) и объемом стандартного раствора хлорида магния определяют объем трилона Б (ЭДТА), израсходованный на связывание бария сульфата.
Пробы воды не консервируют. Анализ проводят не позже чем через 7 сут после отбора пробы.