Гост на остаточный хлор в питьевой воде. Измерить концентрацию остаточного хлора в питьевой воде и дать санитарную оценку
Термины и определения
Свободный хлор- хлор, присутствующий в воде в виде хлорноватистой кислоты ион гипохлоритов или растворенного элементарного хлора.
Связанный хлор- часть общего хлора присутствующая в воде в виде хлораминов и органических хлораминов.
Общий хлор-- хлор, присутствующий в воде в виде свободного хлораили связанного или обоих вместе.
Хлорамины- производные аммиака, образованные путём замещения одного, двух или трех атомов водорода атомами хлора (монохлорамин NH 2 Cl, дихлорамин NHCl 2 , трихлорид азота NCl 3) и все хлорированные производные соединения органического азота определённые по ИСО 7393-1
Таблица 2
Термины и их синонимы, относящиеся к соединениям хлора в воде
Методы определения хлора в воде
Титриметрический метод
ИСО 7393-1 устанавливает титриметрический метод с использованием N 2 N-диэтил-1,4-фенилендиаминсульфата (ЦПВ-1) для определения свободного и общего хлора в воде (от 0,0004 до 0,07 ммоль/л или от 0,03 до 5 мг/л).
Морская вода и вода, содержащая бромиды и йодиды, составляют группу веществ, для анализа которых необходимы особенные методики.
Данный метод применяют для обычных концентраций общего хлора в питьевой воде в пересчете на хлор (Cl 2),а при более высоких концентрациях контроль проводят путем разбавления проб.
Для концентраций свыше 0,07 ммоль/л можно применять метод, описанный в ИСО 7393-3
Сущность метода заключается во взаимодействии свободного хлора с ЦПВ-1 с образованием при рН 6,2-6,5 соединения красного цвета. Затем проводят титрирование соединения стандартным раствором соли Мора до исчезновения красного цвета.
Реактивы
Вода, не содержащая окисляющих и восстанавливающих веществ. Чтобы получить воду нужного качества, деминерализованную или дистиллированную, воду сначала хлорируют до концентрации хлора 0,14 ммоль/л (10 мг/л) и хранят в плотно закрываемой стеклянной бутыли для кислот. Затем воду дехлорируют ультрафиолетовым излучением или солнечным светом в течение нескольких часов или активированным углём. Окончательно проверяют качество, применяя методику описанную ниже:
в две конические колбы вместимостью 250 мл помещают последовательно: а) в первую - 100 мл воды, качество которой нужно определить, и около 1 г иодида калия; перемешивают и через 1 мин добавляют 5 мл буферного раствора или 5 мл реактива ЦВП-1.
б) во вторую - 100 мл воды, качество которой необходимо проверить, добавив одну или две капли раствора гипохлорита натрия, затем через 2 мин 5 мл буферного раствора или 5 мл реактива ЦВП-1.
В первой колбе не должно происходить окрашивание, в то время как во второй появляется бледно-розовая окраска.
Буферный раствор рН 6,5 . Последовательно растворяют в воде 24 г безводного двухзамещенного фосфорита натрия (Na 2 НPO 4) или 60,5 г двенадцативодного двухзамещенного фосфорита натрия (Na 2 PO 4 *12H 2 O) или 46 г однозамещенного фосфата калия (KH 2 PO 4). Добавляют 100 мл раствора трилона Б концентрацией 8 г/л (или 0,8 г твердого вещества).
Если нужно добавляют 0,020 г хлорида ртути (II)(HgCl 2), чтобы предотвратить рост плесени и мешающее влияние следов иодида в реактивах при проведении испытаний на имеющийся свободный хлор.
Полученный раствор разбавляют до 1 л перемешивают.
Раствор ЦВП-1, 1,1 г/л. Смешивают 250 мл воды, 2,1 мл серной кислоты (g =1,84) и 25 г раствора трилона Б концентрацией 8 г/л (или 0,2 твердого вещества). В этой смеси растворяют 1,1 г безводного ЦВП-1 или 1,5 г пентагидрата ЦВП-1, разбавляют водой до 1 л и перемешивают.
Реактив хранят в темной бутылке, защищенной от нагревания. Раствор обновляют через месяц хранения или после его обесцвечивания.
Кристаллы иодид калия
Соль Мора, основной раствор - 0,056 моль/л. Растворяют 22 г гексагидрата аммоний-сернокислого железа (II) (соли Мора) приблизительно в 250 мл воды, содержащей примерно 5 мл серной кислоты (g =1,84) в мерной колбе вместимостью 1 л. Разбавляют водой до метки и перемешивают. Хранят в затемненной склянке.
Стандартный раствор перед использованием или ежедневно при большом количестве определений готовят следующим образом:
в мерную коническую колбу 250 мл помещают 50 мл основного раствора соли Мора, приблизительно 50 мл воды, 5 мл ортофосфорной кислоты (g =1,71), и 4 капли индикатора дефениламинсульфоната бария. Титруют раствором бихромата калия. Конечная точка титрования наступает, когда одна капля вызывает интенсивное темно-красное окрашивание, которе не изменяется после последующего добавления раствора бихромата калия.
Концентрацию (C 1 ) Cl 2 , выраженную в ммоль/л, вычисляют по формуле:
C 1 =V 2 *(C 2 /V 1 ),
где C 2 - концентрация стандартного раствора бихромата калия, в данном случае 100 ммоль/л;
V 1 - объем основного раствора соли Мора, мл; в данном случае 50 мл;
V 2 - объем стандартного раствора бихромата калия, использованный при титровании, мл.
Примечание. Когда V 2 становится меньше чем 22 мл, готовят свежий раствор.
Стандартный раствор соли Мора, с - 2,8 ммоль/л.
Помещают 50 мл свежестандартизированного основного раствора в мерную колбу вместимостью 1 л. Разбавляют до метки и перемешивают. Помечают темную бутылку.
Такой раствор готовят по мере необходимости или ежедневно, если делают большое количество определений.
Концентрацию (C 1 ) Cl 2 , выраженную в ммоль/л, вычисляют по уравнению:
C 1 =C 1 /20
Раствор арсената натрия (NaAsO 2) c=2г/л, или раствором тиоацетамида (CH 3 CSNH 2).
Раствор хлорноватистого натрия , с(Cl 2), около 0,1 г/л. Готовят путем разбавления концентрированного раствора хлорноватистого натрия.
Раствор индикатора дефениламинсульфоната бария , 3 г/л. Разбавляют дефениламин-сульфонат бария [(C 2 H 5 -NH-C 2 H 4 SO 3)Ba] в 100 мл воды.
Стандартный раствор бихромата калия , с(1/6K 2 Cr 2 O 7)=100 ммоль/л. Взвешивают в точности до миллиграмма 4,904 г безводного бихромата калия. Растворяют в мерной колбе вместимостью 1 л.
Приборы и оборудование
Используется обычное лабораторное оборудование и микробюретку вместимостью до 5 мл с делением 0,02 мл.
Необходимую посуду готовят путем заполнения ее хлорноватистого натрия, затем через 1 час тщательно ополаскиваю водой. Во время исследований одну партия посуды следует иметь для определения свободного хлора, а другую для определения общего хлора, чтобы избежать загрязнения.
Методика определения
Определение начинают сразу же после отбора проб. Во всех случаях следует избегать яркого света, взбалтывания, подогрева.
Берут две исследуемые порции, каждую по 100 мл. Если концентрация превышает 0,07 ммоль/л (5 мг/л), необходимо брать меньший объем исследуемой пробы или разбавлять водой до 100 мл.
Определение свободного хлора
Быстро помещают в коническую колбу вместимостью 250 мл, последовательно 5 мл буферного раствора, 5 мл реактивного раствора ЦВП-1 и первую исследуемую порцию. Перемешивают и сразу же титруют до обесцвечивания раствором соли Мора. Записывают объем V 3
Определение общего хлора
Быстро помещают в коническую колбу вместимостью 250 мл, последовательно 5 мл буферного раствора, 5 мл реактивного раствора ЦВП-1, вторую порцию и около 1 г иодида калия.
Перемешивают и через 2 мин титруют до обесцвечивания раствором соли Мора. Если в течении 2 мин наблюдается изменения окраски, то продолжают титровать до обесцвечивания. Записывают объем V 4 мл, использованный при титрировании.
Если качество воды не известно, возможна сильно кислая или сльно щелочная, или же вода с высоким содержанием солей, то следует убедиться, что объем добавленного буферного раствора достаточно для доведения рН воды до 6,2-6,5. Если же этого нет, используют большой объем буферного раствора.
Если в пробе присутствует марганец, то определяют влияние окисленного марганца, выполняя дополнительное определение. Используют порцию исследуемой пробы, предварительно обработанной раствором арсенита натрия или тиоацетамида, чтобы нейтрализовать все окисленные соединения, кроме окисленных соединений марганца. Для этого исследуемую порцию помещают в коническую колбу вместимостью 250 мл, добавляют 1 мл раствора арсенита натрия или раствором тиоацетамидаи перемешивают. Вновь добавляют 5 мл буферного раствора и 5 мл реактива ЦВП-1. Сразу же титруют до обесцвечивания раствором соли Мора. Записывают объем V 5 , мл, соответствующий окисленному марганцу.
Выражение результатов
Расчет концентрации свободного хлора
Концентрацию свободного хлора c(Cl 2 )
c(Cl 2 )=(c 3 (V 3 -V 2 ))/V 5
где c 3 -концентрация раствора соли Мора, ммоль/л;
V 2 -объем исследуемой пробы, мл;
V 3 - объем раствора соли Мора, используемый при титрировании, мл;
V 5 - объем соли Мора, используемый для устранения влияния марганца. При отсутствии марганца V 5 =0 мл.
Расчет концентрации общего хлора
Концентрацию общего хлора c(Cl 2 ) , выраженную в ммоль/л, вычисляю по уравнению:
c(Cl 2 )=(c 3 (V 4 -V 3 ))/V 5
где V 4 - объем раствора соли Мора, используемый при титровании, мл.
Переход от молярной концентрации к массовой. Концентрация хлора, выраженная в моль/л, может быть выражена в г/л умножением на коэффициент пересчета 70,91.
Мешающее влияние
Могут быть выделены два вида мешающих влияний.
- 1)Мешающее влияние соединений хлора, содержащих диоксид хлора. Эти влияния могут корректироваться путем определения диоксида хлора в воде.
- 2)Мешающее влияние других соединений, кроме соединений хлора. Окисление ЦВП-1 вызывается не только соединениями хлора. В зависимости от концентрации и потенциала химического окисления реактив подвергается воздействию и других окислителей. Особенно следует упомянуть следующие вещества: бром, йод, бромамиды, иодамиды, озон, перекись водорода, хромат, окисленный марганец, нитрат, железо (III) и медь. При наличии меди (II) (менее 8 мг/л) и ионов железа (III) (менее 20 мг/л) помехи устраняют добавлением трилона Б в буферный раствор и в раствор ЦВП-1.
Отчет об определении
Метод иодиметрического титрирования
ИСО 7393-3 устанавливает метод иодиметрического титрирования для определения общего хлора в воде.
Некоторые вещества оказывают мешающие в ходе определения, о чем будет сказано ниже.
В приложении стандарта представлен метод прямого титрирования. Его обычно применяют для определения концентраций хлора выше 7 мкмоль/л (0,5 мг/л) в обработанной питьевой воде.
Сущность метода заключается во взаимодействии проб воды с общим хлором и раствором иодида калия с выделением свободно йода, который сразу же восстанавливается известным избытком стандартного раствора тиосульфата, предварительно добавленного в раствор. Затем титруют избытком тиосульфата стандартным раствором иодида калия.
Реактивы
Вода , не содержащая хлора и других восстанавливающих веществ.
Кристаллы иодида калия (KI).
Раствор фосфорной кислоты (H 3 PO 4), приблизительно 0,87 моль/л. Растворяют 64 г фосфорной кислоты, охлаждают и разбавляют до 1 л.
Стандартный титрированный раствор иодида калия, с(1/6KIO 3)=10 ммоль/л. Взвешивают 0,36 г с точностью до 1 г сухого иодида калия.
Стандартный титрированный раствор тиосульфата натрия с(Na 2 S 2 O 3 *5H 2 O)=10ммоль/л. Растворяют 2,48г тиосульфата натрия приблизительно в 250мл воды в мерной колбе вместимостью 1л, разбавляют до метки водой и перемешивают.
Проверку титра раствора проводят ежедневно или непосредственно перед использованием следующим образом: помещают 200мл воды в коническую колбу вместимостью 500 мл. Добавляют приблизительно 1г иодида калия, затем вводят с помощью пипетки 10мл раствора тиосульфата натрия, 2мл фосфорной кислоты и 1 мл раствора крахмала. Сразу же титруют стандартным титрованным раствором иодида калия до появления синей окраски, сопровождающейся не менее 30с. Записывают объем иодида калия, использованный на титрирование. Титр С 1 раствора тиосульфата натрия, выраженный в ммоль/л вычисляют по уравнению
С 1 =(V 2 -С 2 )/V 1
Где С 2 - концентрация стандартного титрированного раствора иодида калия, ммоль/л
V 1 - объем раствора тиосульфата натрия, использованный при установлении титра, мл (V1=10мл)
V 2 - объем стандартного титрированного раствора иодида калия, использованного при титрировании, мл
Раствор крахмала, 5 г/л или подобный индикатор, выпускаемый в промышленности.
Приборы и оборудования
Используют обычное лабораторное оборудование и бюретку с тонким наконечником со скоростью подачи 30капель/мл, объемом до 25мл с ценой деления 0,05мл.
Нужную посуду готовят, заполняя её раствором гипохлорита натрия с=0,1г/л, затем через 1 час тщательно ополаскивают дистиллированной водой и водой, не содержащей хлора.
Методики определения
Определение начинает сразу же после отбора проб. При проведении анализа следует избегать воздействия на пробу яркого света, перемешивания, подогрева.
Отбирают исследуемую порцию (V6), объем котрого не превышает 200мл, содержащую не более чем 0,21 ммоль/л (15г/л) общего хлора. Если количество общего хлора превышает эту концентрацию, разбавляют исследуемую порцию водой и отбирают часть исследуемой порции, объем которой не превышает 200мл.
Помещают исследуемую порцию в коническую колбу вместимостью 500мл. Добавляют поочередно 1г иодида калия, 2мл фосфорной кислоты и с помощью пипетки 10мл (V4) стандартного раствора тиосульфата натрия и затем 1мл раствора крахмала. Реагенты должны вводиться в строго определенной последовательности, так как в противном случае может иметь место нестехиометрическое превращение гипохлорита при воздействии тиосульфата.
Сразу же титруют стандартным титрированным раствором иодида калия до установления постоянной синей окраски в течении 30с., записывают объем иодида калия использованный на титрирование (V3)
Выражение результатов
Концентрация общего хлора c(Cl 2 ), выраженную ммоль/л, вычисляют по формуле
c(Cl 2 )=(V 4 * С 1 - V 3 * С 1 )/(V 2 * V 4 )
где С1 - фактическая концентрация стандартного титрированного раствора тиосульфата натрия, ммоль/л
V2 - объем исследуемой порции перед разбавлением (если оно было), мл
V3 - объем стандартного раствора иодида калия, используемый на титрирование, мл
V4 - объем стандартного раствора тиосульфата натрия, использованный на титрирование, мл (V4=10).
Мешающие явления
Окисление иодида-иона до иона вызывается не только хлором. В зависимости от концентрации и химического потенциала окисления вызывают все окислители. Поэтому данный метод может применяться только при отсутствии других окисляющих веществ; особо следует отметить бром, йод, бромамины, йодамины, озон, перекись водорода, перманганат, иодат, бромат, хромат, диоксид хлора, хлорит, окисленный марганец, нитрит, ионы железа (III), ионы меди (II) и марганца (III).
Отчет об определении
Отчет об определении должен содержать следующую информацию:
- а) ссылку на международный стандарт ИСО 7393-1
- б) всю информацию, необходимую для полной идентификации пробы
- в) результаты и использованный метод их выражения
- г) детали какого-либо процесса, не включенные в данный стандарт или рассматриваемые как не обязательные совместно с какими-либо подробностями, которые могут повлиять на результат.
При растворении хлора в воде образуются соляная и хлорноватистая кислоты:
Cl 2 + H 2 O ↔ H + + Cl - + HClO.
Активным называют хлор , который выделяется в свободном виде при взаимодействии вещества с соляной кислотой. Массовая доля активного хлора в веществе (в процентах) равна массе молекулярного хлора, который выделяется из 100 г вещества при взаимодействии с избытком HCI. Понятие «активный хлор» включает, кроме растворенного молекулярного хлора, и другие соединения хлора, как, например, хлорамины (монохлорамин - NH 2 Cl и дихлорамин – NHCl 2 , а также в виде треххлористого азота NCl 3), органические хлорамины, гипохлориты (гипохлорит-анион ClO -) и хлориты, т.е. вещества, определяемые иодометрическим методом.
Cl 2 + 2I - = I 2 + 2Cl -
ClO - + 2H + + 2I - = I 2 + 2Cl - + H 2 O
HClO + H + + 2I - = I 2 + Cl - + H 2 O
NH 2 Cl+ 2H + + 2I - = I 2 + NH 4 + +Cl - .
Активный хлор содержат многие вещества. Самое старое известно под названием жавелевая вода (Жавель - пригород Парижа), которую приготовил еще в 1785 г. К. Бертолле из хлора и калиевого щелока и предложил заменить ею хлорную воду для отбеливания тканей. С 1820 г. начали пользоваться натриевым аналогом жавелевой воды - «лабараковой жидкостью». Эти растворы обычно содержат от 8 до 15 % активного хлора. Широкое применение нашла хлорная известь - дешевый технический продукт, имеющий переменный состав, который зависит от условий получения. Ею отбеливают ткани и целлюлозу, обеззараживают сточные воды, обезвреживают отравляющие вещества. Растворы гипохлоритов применяют для смыва полимерных покрытий с металлических сеток при производстве конденсаторов или для обработки полимерных подошв, чтобы они лучше приклеивались к верху обуви.
Иодометрический метод определения основан на том, что хлорсодержащие сильные окислители выделяют иод из раствора иодида. Выделившийся иод титруют раствором тиосульфата натрия, используя в качестве индикатора крахмал. Результаты определения выражают в мг Cl на 1 л воды. Чувствительность метода – 0,3 мгCl/л при объеме пробы 250 мл, однако, при использовании растворов тиосульфата с различной концентрацией объем пробы может составлять, в зависимости от требуемой чувствительности определения, от 500 до 50 мл воды и менее.
Содержание активного хлора определяют в дезинфицированной им питьевой воде, в сточных водах, загрязненных хлором или соединениями, выделяющими хлор. В природной воде содержание активного хлора не допускается; в питьевой воде его содержание установлено в пересчете на хлор на уровне 0,3-0,5 мг/л в свободном виде и на уровне 0,8-1,2 мг/л в связанном виде. Активный хлор в указанных концентрациях присутствует в питьевой воде непродолжительное время (не более нескольких десятков минут) и нацело удаляется даже при кратковременном кипячении воды. При определении активного хлора пробы нельзя консервировать, определение следует проводить немедленно после отбора пробы. Лимитирующий показатель вредности для активного хлора – общесанитарный.
Цель работы: измерение содержания активного хлора в воде и в образцах дезинфицирующих средств.
Объекты исследования: пробы водопроводной воды и образцы дезинфицирующих средств, в состав которых входят хлорсодержащие вещества.
Реактивы и оборудование:
- буферный ацетатный раствор (рН = 4,5),
- йодид калия,
- универсальная индикаторная бумага,
- 0,5%-ный раствор крахмала,
- 0,005 н раствор тиосульфата натрия,
- бюретки, конические колбы объемом 250 мл, мерный цилиндр на 100 мл, стеклянные палочки, пипетки на 5 мл,
- весы.
Ход работы:
1) Проведите предварительное исследование образцов на содержание активного хлора, например, с помощью тест-системы. При необходимости проведите разбавление образцов.
Объем пробы, необходимый для анализа при концентрации активного хлора от 0,5 до 5,0 мг/л составляет 50 мл, при концентрации 0,3 до 0,5 мг/л – 250 мл.
2) В коническую колбу насыпьте 0,5 г КI и растворите в 1-2 мл дистиллированной воды.
3) Добавьте 1 мл буферного раствора и затем 50-250 мл анализируемой воды (в зависимости от предварительных результатов анализа).
3) Колбу закройте пробкой и поместите в темное место. Через 10 мин выделившийся йод титруйте 0,005 н раствором тиосульфата натрия до появления светло-желтой окраски, после чего добавьте 1 мл 0,5%-ного раствора крахмала и продолжите титровать до исчезновения синей окраски.
4) Проведите расчеты и сделайте выводы.
Х = (а. К. 0,177 . 1000)/V,
где: X – суммарный остаточный хлор, мг/л;
а – объем 0,005 н раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование, мл;
К – поправочный коэффициент;
V – объем анализируемой пробы;
Дополнительная информация. Хлоремкость. Прежде чем решить вопрос об очистке сточной воды хлорированием, ее специально исследуют. При этом необходимо определить, с какой скоростью проходят реакции между содержащимися в воде веществами и хлором, доходят ли они до конца, какой требуется избыток добавляемого хлора для того, чтобы реакция прошла в желаемой степени в заданный промежуток времени t .
ОА – показывает содержание веществ, быстро окисляющихся хлором.
АК – процесс окисления и хлорирования веществ, медленно реагирующих с хлором, которые за время опыта не успевают прореагировать и остаются в растворе вместе с остаточным хлором.
КВ – отсутствие веществ, реагирующих с хлором.
Вопросы и задания для самостоятельной работы:
1. Зачем хлорируют воду? В чем преимущества и недостатки использования хлорированной питьевой воды?
2. Можете ли Вы предложить другие подходы к решению этой проблемы? Укажите преимущества и недостатки каждого из предложенных методов.
3. Сколько активного хлора содержит одна тонна вещества с массовой долей его 52%?
4. Почему хлороформ хранят в темных и заполненных доверху склянках?
5. Формально активный хлор могут содержать соединения, в которых вообще нет хлора - ведь это понятие определяет не истинное содержание хлора в соединении, а его окислительную способность по отношению к KI в кислой среде. Предложите несколько соединений, в растворах которых можно определить «активный хлор».
Приготовление растворов
1. Для приготовления 0.01 н раствора тиосульфата натрия 2,5 г его растворяют в свежепрокипяченной и охлаждённой дистиллированной воде, добавляют 0,2 г Na 2 СО 3 и доводят объем до 1 л.
2. Для приготовления 0,005 н раствора тиосульфата натрия в мерную колбу объемом 1 л прибавляют 500 мл 0,01 н раствора тиосульфата натрия, 0,2 г Nа 2 СО 3 и доводят объём до метки. Раствор используют при содержании активного хлора менее 1 мг/л.
3. Для приготовления 0,5%-ного раствора крахмала смешивают 0,5 г растворимого крахмала с небольшим количеством дистиллированной воды, а затем приливают к 100 мл кипящей дистиллированной воды и кипятят несколько минут. После охлаждения раствор консервируют, добавляя хлороформ или 0,1 г салициловой кислоты.
4. Для приготовления ацетатного буфера (рН = 4,5) в мерную колбу объемом 1 л приливают 102 мл 1 М уксусной кислоты (60г ледяной уксусной кислоты в 1 л дистиллированной воды), 98 мл 1 М раствора ацетата натрия (136,1 г СН 3 СООNа. 3Н 2 О в 1 л дистиллированной воды) и доводят объём раствора дистиллированной водой до метки.
ГОСТ 18190-72
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ВОДА ПИТЬЕВАЯ
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ОСТАТОЧНОГО АКТИВНОГО ХЛОРА
Издание официальное
Стандартинформ
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ВОДА ПИТЬЕВАЯ
Методы определения содержания остаточного активного хлора
Drinking water. Methods for determination of chlorine residual content
МКС 13.060.20
Дата введения 01.01.74
Настоящий стандарт распространяется на питьевую воду и устанавливает методы определения содержания остаточного активного хлора.
1. МЕТОДЫ ОТБОРА ПРОБ
1.1. Пробы воды отбирают по ГОСТ 24481* и ГОСТ 2874**.
1.2. Объем пробы воды для определения содержания активного хлора не должен быть менее 500 см 3 .
1.3. Пробы воды не консервируют. Определение следует проводить немедленно после отбора пробы.
2. ЙОДОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
2.1. Сущность метода
Метод основан на окислении йодида активным хлором до йода, который титруют тиосульфатом натрия. Озон, нитриты, окись железа и другие соединения в кислом растворе выделяют йод из йодистого калия, поэтому пробы воды подкисляют буферным раствором с pH 4,5.
Йодометрический метод предназначен для анализа воды с содержанием активного хлора более 0,3 мг/дм 3 при объеме пробы 250 см 3 . Метод может быть рекомендован также для окрашенных и мутных вод.
2.2. Аппаратура, материалы и реактивы
Посуда мерная лабораторная стеклянная по ГОСТ 1770, ГОСТ 29169 и ГОСТ 29251, вместимостью: колбы мерные 100 и 1000 см 3 ; пипетки без делений 5, 10, 25 см 3 ; бюретка с краном 25, 50 см 3 ; микробюретка 5 см 3 .
Колбы конические с пришлифованными пробками вместимостью 250 см 3 по ГОСТ 25336.
Калий йодистый по ГОСТ 4232, х. ч., в кристаллах.
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 51593-2000.
** На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 51232-98.
Перепечатка воспрещена
© СТАНДАРТИНФОРМ, 2009
Издание официальное ★
Хлороформ (трихлорметан).
Кислота салициловая.
Кислота уксусная ледяная по ГОСТ 61.
Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220.
Кислота серная по ГОСТ 4204.
Крахмал растворимый по ГОСТ 10163.
Натрий углекислый кристаллический по ГОСТ 84.
Натрий серноватистокислый (тиосульфат натрия) по ГОСТ 27068.
Все реактивы, используемые в анализе, должны быть квалификации «чистые для анализа» (ч. д. а.).
2.3. Подготовка к анализу
2.3.1. Приготовление 0,1 н. раствора серноватистокислого натрия
25 г тиосульфата натрия Na 2 S 2 0 3 5Н 2 0 растворяют в свежепрокипяченной и охлажденной дистиллированной воде, добавляют 0,2 г углекислого натрия (Na 2 C0 3) и доводят объем до 1 дм 3 .
2.3.2. Приготовление 0,01 н. раствора серноватистокислого натрия
100 см 3 0,1 н. раствора тиосульфата натрия разбавляют свежепрокипяченной и охлажденной дистиллированной водой, добавляют 0,2 г углекислого натрия и доводят раствор до 1 дм 3 . Раствор применяют при содержании активного хлора в пробе более 1 мг/дм 3 .
2.3.3. Приготовление 0,005 н. раствора серноватистокислого натрия
50 см 3 0,1 н. раствора тиосульфата натрия разбавляют свежепрокипяченной и охлажденной дистиллированной водой, добавляют 0,2 г углекислого натрия и доводят раствор до 1 дм 3 . Раствор применяют при содержании активного хлора в пробе менее 1 мг/дм 3 .
2.3.4. Приготовление 0,01 н. раствора двухромовокислого калия
0,4904 г двухромовокислого калия К 2 Сг 2 0 7 , взвешенного с точностью до ±0,0002 г, перекристаллизованного и высушенного при 180 °С до постоянной массы, растворяют в дистиллированной воде и доводят объем до 1 дм 3 .
2.3.5. Приготовление 0,5 %-ного раствора крахмала
0,5 г растворимого крахмала смешивают с небольшим объемом дистиллированной воды, приливают к 100 см 3 кипящей дистиллированной воды и кипятят несколько минут. После охлаждения консервируют, добавляя хлороформ или 0,1 г салициловой кислоты.
2.3.6. Приготовление буферного раствора pH 4,5
102 см 3 1 М уксусной кислоты (60 г ледяной уксусной кислоты в 1 дм 3 воды) и 98 см 3 1 М раствора уксуснокислого натрия (136,1 г уксуснокислого натрия CH 3 COONa ЗН 2 0 в 1 дм 3 воды) наливают в мерную колбу вместимостью 1 дм 3 и доводят до метки дистиллированной водой (предварительно прокипяченной и охлажденной до 20 °С, свободной от двуокиси углерода).
2.3.7. Поправочный коэффициент 0,01 н. раствора серноватистокислого натрия определяют по 0,01 н. раствору двухромовокислого калия следующим образом: в коническую колбу с пришлифованной пробкой помещают 0,5 г йодистого калия, проверенного на отсутствие йода, растворяют в 2 см 3 дистиллированной воды, прибавляют 5 см 3 серной кислоты (1:4), затем 10 см 3 0,01 н. раствора двухромовокислого калия, добавляют 80 см 3 дистиллированной воды, закрывают колбу пробкой, перемешивают и ставят в темное место на 5 мин. Выделившийся йод титруют тиосульфатом натрия в присутствии 1 см 3 крахмала, прибавленного в конце титрования.
2.3.8. Поправочный коэффициент (К) (0,01; 0,005 н. растворов серноватистокислого натрия) вычисляют по формуле
где v - количество серноватистокислого натрия, израсходованное на титрование, см 3 .
2.4. Проведение анализа
В коническую колбу насыпают 0,5 г йодистого калия, растворяют его в 1-2 см 3 дистиллированной воды, затем добавляют буферный раствор в количестве, приблизительно равном полуторному значению щелочности анализируемой воды, после чего добавляют 250-500 см 3 анализируемой воды. Выделившийся йод оттитровывают 0,005 н. раствором тиосульфата натрия из микробюретки до появления светло-желтой окраски, после чего прибавляют 1 см 3 0,5 %-ного раствора крахмала и раствор титруют до исчезновения синей окраски. При определении щелочности воду предварительно дехлорируют с помощью тиосульфата натрия в отдельной пробе.
При концентрации активного хлора менее 0,3 мг отбирают для титрования большие объемы воды.
2.5. Обработка результатов
у - К-0,177 ■ 1000
л у,
где у- количество 0,005 н. раствора тиосульфата натрия, израсходованное на титрование, см 3 ;
К- поправочный коэффициент нормальности раствора тиосульфата натрия;
V - объем пробы воды, взятый для анализа, см 3 .
3. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОБОДНОГО ОСТАТОЧНОГО ХЛОРА ТИТРОВАНИЕМ МЕТИЛОВЫМ ОРАНЖЕВЫМ
3.1. Сущность метода
Метод основан на окислении свободным хлором метилового оранжевого, в отличие от хлораминов, окислительный потенциал которых недостаточен для разрушения метилового оранжевого.
3.2. Аппаратура, материалы, реактивы
Посуда мерная лабораторная стеклянная по ГОСТ 1770 и ГОСТ 29251, вместимостью: колбы мерные 100 и 1000 см 3 ; микробюретка с краном 5 см 3 . Капельница по ГОСТ 25336.
Чашки фарфоровые выпарительные по ГОСТ 9147.
Кислота соляная по ГОСТ 3118, плотностью 1,19 г/см 3 .
Метиловый оранжевый (пара-диметиламиноазобензолсульфокислый натрий) по ТУ 6-09-5171.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.
3.3. Подготовка к анализу
3.3.1. Приготовление 0,005 %-ного раствора метилового оранжевого
50 мг метилового оранжевого растворяют в дистиллированной воде в мерной колбе и доводят дистиллированной водой до 1 дм 3 . 1 см 3 этого раствора соответствует 0,0217 мг свободного хлора.
3.3.2. Приготовление 5 н. раствора соляной кислоты
В мерную колбу наливают дистиллированную воду, затем медленно добавляют 400 см 3 соляной кислоты НС1 и доводят дистиллированной водой до 1 дм 3 .
3.4. Проведение анализа
100 см 3 анализируемой воды помещают в фарфоровую чашку, добавляют 2-3 капли 5 н. раствора соляной кислоты и, помешивая, быстро титруют раствором метилового оранжевого до появления неисчезающей розовой окраски.
3.5. Обработка результатов
0,04 + (v- 0,0217) ■ 1000
где V- количество 0,005 %-ного раствора метилового оранжевого, израсходованное на титрование, см 3,
0,0217 - титр раствора метилового оранжевого;
0,04 - эмпирический коэффициент;
V - объем воды, взятый для анализа, см"
По разности между содержанием суммарного остаточного хлора, определенного йодометрическим методом, и содержанием свободного остаточного хлора, определенного методом титрования метиловым оранжевым, находят содержание хлораминового хлора (Х 2):
х 2 = х-х 1 .
4. МЕТОД РАЗДЕЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОБОДНОГО ХЛОРА, СВЯЗАННОГО МОНОХЛОРАМИНА И ДИХЛОРАМИНА ПО МЕТОДУ ПЕЙЛИНА
4.1. Сущность метода
Метод основан на способности разных видов хлора превращать в определенных условиях восстановленную бесцветную форму диэтилпарафенилендиамина в полуокисленную окрашенную форму, которую восстанавливают опять до бесцветной ионами двухвалентного железа. Используется серия титрований раствором соли Мора для определения свободного хлора, монохлорамина и дихлорамина в присутствии диэтилпарафенилендиамина как индикатора. Свободный хлор образует окраску индикатора в отсутствие йодистого калия, монохлорамин дает окраску в присутствии очень маленьких количеств йодистого калия (2-3 мг), а дихлорамин образует окраску лишь в присутствии больших количеств KI (около 1 г) и при стоянии раствора в течение 2 мин. По количеству раствора соли Мора, израсходованному на титрование, определяют содержание того вида активного хлора, за счет которого образуется окрашенная форма индикатора.
4.2. Аппаратура, материалы, реактивы
Посуда мерная стеклянная лабораторная по ГОСТ 1770 и ГОСТ 29251,
вместимостью: колбы мерные 100 и 1000 см 3 ; цилиндры мерные 5 и 100 см 3 ; микробюретки 1 и 2 см 3 .
Колбы конические вместимостью 250 см 3 ; склянки из темного стекла вместимостью 100-200 см 3 .
Двойная сернокислая соль закиси железа и аммония (соль Мора) по ГОСТ 4208.
Калий йодистый по ГОСТ 4232.
Калий фосфорнокислый однозамещенный по ГОСТ 4198, х. ч.
Кислота серная по ГОСТ 4204.
Натрий фосфорнокислый двузамегценный безводный по ГОСТ 11773.
Трилон Б (комплексон III, двунатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты) по ГОСТ 10652.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.
Диэтилпарафенилендиамин оксалат или сульфат.
Все реактивы, применяемые для анализа, должны быть квалификации «чистые для анализа» (ч. д. а.).
4.3. Подготовка к анализу
4.3.1. Приготовление стандартного раствора соли Мора
1,106 г соли Мора Fe(NH 4)2(S0 4)2*6H 2 0 растворяют в дистиллированной воде, подкисляют 1 см 3 25 %-ного раствора серной кислоты H 2 S0 4 и доводят свежепрокипяченной и охлажденной дистиллированной водой до 1 дм 3 . 1 см 3 раствора соответствует 0,1 мг активного хлора. Если определение проводят в 100 см 3 воды, то количество кубических сантиметров соли Мора, израсходованное на титрование, соответствует мг/дм 3 хлора или монохлорамина, или дихлорамина. Раствор устойчив в течение месяца. Хранить его следует в темном месте.
4.3.2. Приготовление фосфатного буферного раствора
К 2,4 г фосфорнокислого натрия двузамещенного Na 2 HP0 4 и 4,6 г фосфорнокислого калия однозамегценного КН 2 Р0 4 приливают 10 см 3 0,8 %-ного раствора трилона Б и доводят дистиллированной водой до 100 см 3 .
4.3.3. Приготовление индикатора диэтилпарафенилендиамина (оксалата или сульфата) 0,1 %-ного раствора
0,1 г диэтилпарафенилендиамина оксалата (или 0,15 г сульфата) растворяют в 100 см 3 дистиллированной воды с добавлением 2 см 3 10 %-ного раствора серной кислоты. Раствор индикатора следует хранить в склянке из темного стекла.
4.4. Проведение анализа
4.4.1. Определение содержания свободного хлора
В коническую колбу для титрования помещают 5 см 3 фосфатного буферного раствора, 5 см 3 раствора диэтилпарафенилендиамина оксалата или сульфата и приливают 100 см 3 анализируемой воды, раствор перемешивают. В присутствии свободного хлора раствор окрашивается в розовый цвет, его быстро титруют из микробюретки стандартным раствором соли Мора до исчезновения окраски, энергично перемешивая. Расход соли Мора на титрование (А, см 3) соответствует содержанию свободного хлора, мг/дм 3 .
При наличии в анализируемой воде значительных количеств свободного хлора (более 4 мг/дм 3) для анализа следует брать менее 100 см 3 воды, так как большие количества активного хлора могут полностью разрушить индикатор.
4.4.2. Определение содержания монохлорамина
В колбу с оттитрованным раствором добавляют кристаллик (2-3 мг) йодис
того калия, раствор перемешивают. В присутствии монохлорамина мгновенно появляется розовая окраска, которую тотчас же оттитровывают стандартным раствором соли Мора. Количество кубических сантиметров соли Мора, пошедшее на титрование (В, см 3), соответствует содержанию монохлорамина, мг/дм 3 .
4.4.3. Определение содержания дихлорамина
К оттитрованному раствору после определения содержания монохлорамина вновь добавляют около 1 г йодистого калия, перемешивают до растворения соли и оставляют раствор стоять в течение 2 мин. Появление розовой окраски свидетельствует о наличии в воде дихлорамина. Раствор титруют стандартным раствором соли Мора до исчезновения окраски. Расход соли Мора (С, см 3) соответствует содержанию дихлорамина, мг/дм 3 .
4.5. Обработка результатов
Х ъ = А + В + С,
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 25.10.72 № 1967
2. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
3. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
|
Номер пункта |
Номер пункта |
||
|
ГОСТ 9147-80 | |||
|
ГОСТ 10163-76 | |||
|
ГОСТ 1770-74 |
ГОСТ 10652-73 | ||
|
ГОСТ 2874-82 |
ГОСТ 11773-76 | ||
|
ГОСТ 3118-77 |
ГОСТ 24481-80 | ||
|
ГОСТ 4198-75 |
ГОСТ 25336-82 | ||
|
ГОСТ 4204-77 |
ГОСТ 27068-86 | ||
|
ГОСТ 4208-72 |
ГОСТ 29169-91 | ||
|
ГОСТ 4220-75 |
ГОСТ 29251-91 | ||
|
ГОСТ 4232-74 |
ТУ 6-09-5171-84 | ||
|
ГОСТ 6709-72 |
Данный йодометрический метод основан на свойстве всех содержащих ак тивный хлор соединений в кислой среде выделять из йодида калия свободный йод:
С1 2 +2 I - = I 2 +2С l -
С1О - +2Н + +2 I - = I 2 +С l - +Н 2 О
НС1О+Н + + 2 I - = I 2 + С l - +Н 2 О
N Н 2 С1+2Н + + 2 I - = I 2 + N Н 4 + + С l -
Свободный йод оттитровывают тиосульфатом натрия в при сутствии крахмала как описано при определении растворенного кислорода. Реакцию проводят в буферном растворе при рН 4,5, и тогда определению не мешают нитриты, озон и другие соединения. Однако мешающими определению веществами являются другие силь ные окислители, которые также выделяют йод из йодида калия – хроматы, хлораты и др. Концентрации, в которых указанные окис лители оказывают мешающее действие, могут присутствовать в сточ ных водах, но маловероятны в питьевой и природной воде. Метод может использоваться для анализа также мутных и окрашенных вод.
Концентрацию активного хлора (С АХ) в мг/л рассчитывают по результатам титрования, для которого обычно использует ся раствор тиосульфата натрия с концентрацией 0,005 г-экв /л. Расчет проводят по формуле:
|
где V T – количество раствора тиосульфата натрия с концентрацией 0,005 г-экв /л, израсходованного на титрование, мл; К – поправочный коэффициент, учитывающий отклонение точной фактической концентрации тиосульфата от значения 0,005 г-экв /л (для большинства случаев значение К принимается равным 1); 0,177 – содержание активного хлора в мг, соответствующее 1 мл раствора тиосульфата с концентрацией 0,005 г-экв /л; V A – объем пробы воды, взятой для анализа, мл; 1000 – коэффициент пересчета единиц измерения из миллилитров в литры. |
Чувствительность метода – 0,3 мг/л при объеме пробы 250 мл, однако при использовании растворов тиосульфата с различной концентрацией объем пробы может составлять, в зависимости от требуемой чувствительности определения, от 500 до 50 мл воды и менее. Лимитирующий показатель вредности для активного хлора – общесанитарный .
Оборудование и реактивы
Колба коническая на 250-500 мл с градуировкой по объе му (если колба не отградуирована, тогда необходим также мер ный цилиндр), бюретка или пипетка градуированная на 2-5 мл со шприцем и соединительной трубкой, шприц-дозатор (пипетка) на 1 мл (2 шт.), ножницы.
Калий йодистый в капсулах по 0,5 г , раствор буферный ацетатный (рН 4,5), раствор тиосульфата натрия титрованный (0,005 г-экв /л), раствор крахмала (0,5 %).
1. Налейте в коническую колбу анализируемую воду до метки (например, 50 мл) либо с помощью мерного цилиндра. Колбу предварительно ополосните анализируемой водой.
2. Поместите в колбу при помощи шприца-дозатора или пипетки 1,0 мл ацетатного буферного раствора, содержимое колбы перемешайте.
3. Добавьте в коническую колбу содержимое одной капсулы (около 0,5 г ) йодида калия. Перемешайте содержимое колбы до растворения соли.
4. Оттитровывайте выделившийся йод раствором тиосульфата. Для этого в бюретку (пипетку), закреплен ную в штативе и соединенную через трубку со шприцем, наберите 2-5 мл раствора тиосульфата и титруйте пробу до слабожелтой окраски.
5. Добавьте другим шприцем-дозатором (пипеткой) 1 мл раствора крахмала (раствор в колбе синеет) и продолжайте титрование до полного обесцвечивания ра створа.
ПРИМЕЧАНИЕ: после изменения окраски пробу необходимо выдержать еще 0,5 мин. для полного протекания реакции. В случае восстановления окрас ки необходимо добавить еще некоторое количество раствора титранта .
6.Определите общий объем раствора тиосульфата, и зрасходованный на титрование (как до, так и после добавления раствора крахмала).
7. Рассчитайте концентрацию суммарного остаточного активного хлора (С АХ) в мг/л по формуле, приведенной выше.
При необходимости анализ повторите, уменьшив (увели чив) объем пробы.
В качестве экспрессной портативной полевой модификации метода с чувствительностью не менее 0,3-0,5 мг/л для опреде ления активного хлора в питьевой, водопроводной и природной воде может быть рекомендовано использование раствора тиосуль фата с концентрацией 0,0025 г-экв /л, при отборе пробы 50 мл и титрование с помощью калиброванной пипетки-капельницы. В этом случае концентрация активного хлора (С АХ) в мг/л рассчитывается по формуле: остаточного активного хлора в мг, соответству ющее содержанию в 1 капле раствора тиосульфата натрия с концентрацией 0,0025 г-экв /л с учетом титрования пробы воды объемом 50 мл;
К – поправочный коэффициент для данной пипетки-капельницы, установленный экспериментальным путем и учитывающий разницу в объемах капель, отрывающийся от разных пипеток (обычно значение К близко 1).
Йодометрический метод
Метод основан на окислении йодида активным хлором до йода, который титруют тиосульфатом натрия. Окислы, содержащиеся в воде, выделяют йод из йодистого калия, поэтому пробы воды подкисляют буферным раствором с рН 4,5.
Йодометрический метод предназначен для анализа воды с содержанием активного хлора более 0,3 мг/л. Метод может использоваться также для окрашенных и мутных вод.
· Калий йодистый KJ по ГОСТ 4232 х.ч., 10% водный раствор.
· Натрий серноватистокислый (тиосульфат натрия) Na 2 S 2 O 3 водный по ТУ 6-09-2540, 0,005 н раствор.
· Ацетатная буферная смесь
· Крахмал водорастворимый по ГОСТ 10163, 0,5%-ный раствор, приготовленный по ГОСТ 4919.1.
· бюретка с краном
Ход работы
В 3 конические колбы с притертой пробкой вместимостью 250 мл вносят:
· 100 мл анализируемой водопроводной воды
· 5 мл 10%-ного раствора йодистого калия
· 5 мл ацетатной буферной смеси.
Содержимое колбы перемешивают. Выделившийся йод титруют 0,005 н. раствором серноватистокислого натрия до светло-желтой окраски, после чего прибавляют 1 мл 0,5%-ного раствора крахмала и раствор титруют до исчезновения синей окраски.
Результаты занести в таблицу
Обработка результатов.
Концентрацию С ах в мг/л вычисляют по формуле:
где: V – средний объем 0,005 н. раствора серноватистокислого натрия, израсходованный на титрование пробы воды, мл; N – эквивалентная концентрация рабочего раствора серноватистокислого натрия; 35,45 – эквивалентная масса хлора, V в - объем анализируемой пробы воды, мл.
За результат анализа принимают среднее арифметическое трех параллельных определений.
Для лаборантов
1. Приготовление 10%-ного раствора йодистого калия: 10 г йодистого калия растворяют в 90 мл свежеприготовленной и охлажденной дистиллированной воды.
2. Приготовление раствора буферной смеси: 102 1М уксусной кислоты (60г уксусной кислоты в 1 л воды) и 98 1М раствора уксуснокислого натрия (136,1 г уксуснокислого натрия в 1 л воды) наливают в мерную колбу вместимостью 1 л и доводят до метки дистиллированной водой.
3. Приготовление 0,1н раствора раствора серноватистокислого натрия: 25 г тиосульфата натрия растворяют в дистиллированной воде, добавляют 0,2 г углекислого натрия (Na 2 CO 3)доводят объем до 1л. Приготовление 0,005н раствора раствора серноватистокислого натрия: 50 мл 0,1 н раствора тиосульфата натрия разбавляют дистиллированной водой, добавляют 0,2 г углекислого натрия (Na 2 CO 3). доводят объем до 1л.
Определение свободного остаточного хлора титрованием метиловым оранжевым
Метод основан на окислении свободным хлором метилового оранжевого, в отличии от хлораминов, окислительный потенциал которых недостаточен для разрушения метилового оранжевого.
Используемые реактивы и оборудование.
· Колбы конические с притертыми крышками вместимостью 250 мл.
· Кислота соляная по ГОСТ 3118-67 плотностью1,19 г/см 3 .
· Метиловый оранжевый по ГОСТ 10816-64
· Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.
· Бюретка с краном
Приготовление 0,005-ного раствора метилового оранжевого: 50 мг метилового оранжевого растворяют в дистиллированной воде, доводят до объема 1 л. 1 мл этого раствора соответствует 0,0217 мг свободного хлора.
Приготовление 5 н раствора соляной кислоты: в мерную колбу наливают дистиллированную воду, затем медленно добавляют 400 мл соляной кислоты и доводят дистиллированной водой до 1 л.
Ход работы
1. Заполнить бюретку 0,005 н раствором метилового оранжевого.
2. В 3 колбы отмерить по 100 мл анализируемой воды мерным сосудом.
3. Добавить в одну из колб с анализируемой водой 2-3 капли 5 н раствора соляной кислоты, перемешать.
4. Быстро оттитровать воду раствором метилового оранжевого до появления неисчезающей розовой окраски.
5. Повторить п.п 3 и 4 для двух оставшихся колб с анализируемыми пробами.
6.Полученные данные занести в таблицу
Обработка результатов
гдеV мо – объем раствора метилового оранжевого, израсходованного на титрование, мл;
0,0217 – титр раствора метилового оранжевого;
0,04 – эмпирический коэффициент;
V в – объем воды, взятый для анализа, мл
Сделайте вывод о соответствии полученной концентрации остаточного хлора в воде ПДК ГОСТ 2874-82
3. Контрольные вопросы
