Министерство образования и науки Российской Федерации 3 страница

К органам управления относятся: тумблер «сеть», ручки переменных резисторов «калибровка», «крутизна», «рХи» и «температура раствора»; 5 кнопок выбора рода работы: «анионы / катионы», «+/-», «ХI /XII», «mV», «pX» и «t°»; пять кнопок выбора диапазона измерения:

«-1-19», «-1-4», «4-9», «9-14»; корректор показывающего прибора.

Подставка состоит из основания, на котором закрепляется штатив с двумя кронштейнами, которые могут регулироваться по высоте.

На верхнем кронштейне закрепляются держатели электродов. Нижний кронштейн может поворачиваться вокруг вертикальной оси, на нем закрепляется столик для стаканчика с раствором. Для того, чтобы сменить раствор, необходимо приподнять стаканчик и отвести столик в сторону.

Измерительный электрод подключается к гнезду «изм» преобразователя. Вспомогательный электрод подключается к гнезду «всп». Автоматический компенсатор подключается к разъему «термокомпенсатор».

4.13.2 Подготовка пробы

Определение величины рН растворов производится сразу же после отбора пробы, так как изменение газового режима пробы существенно меняет реакцию рН.

Потенциометрическому определению не мешает окраска, мутность, взвесь, присутствие окислителей и восстановителей.

4.13.3 Измерение рН

Иономер заранее настраивают по стандартным растворам.

1)Подготовка прибора к работе

Проверяют механический нуль. Переключатели прибора устанавливают в положение «t» и «-1-19», после чего прибор включают в сеть и прогревают 15 минут.

2)Порядок работы

Перед погружением в анализируемый раствор электроды необходимо промыть дистиллированной водой и просушить фильтровальной бумагой. Точность определения снижается при использовании загрязненных электродов. Резиновую пробку со вспомогательного электрода во время измерения рН снимают.

При измерении рН нажимают следующие кнопки «анионы/катио-ны», «рХ», кнопки необходимого диапазона измерений: «-1-19», «-1-4», «4 -9», «9-14» или «14-19».

Кнопки «ХI / XII» и «mV» необходимо оставить отжатыми.

Переключатель рода термокомпенсации «ручн.-авт.» на задней панели при необходимости устанавливают в положение, соответствующее виду термокомпенсации.

Отсчет показаний производят после их установления, время которого зависит от буферной емкости растворов. Обычно время установления показаний не превышает 3 минут, но в некоторых случаях оно может достигать 10 минут.

Отсчет показаний на диапазонах «-1-4» и «-1-19» производят по шкалам показывающего прибора с соответствующей оцифровкой. При работе на других диапазонах при отсчете пользуются шкалой «0-5», показания которой суммируют со значением нижнего предела выбранного диапазона измерений (4, 9 или 14).

По окончании измерений электроды промывают дистиллированной водой и помещают в стаканчик с чистой дистиллированной водой.

При перерывах в работе, когда измерения не производятся, все кнопки, кроме кнопки «t», отжимают.

После окончания работы с прибором возвращают в отверстие вспомогательного электрода резиновую пробку, отжимают все кнопки, выключают тумблер «сеть».

4.13.4 Обработка результатов

Результаты измеренных показаний рН_t (при температуре пробы) приводят к температуре 25°С, вычисляя рН₂₅.

В диапазоне от 0 до 100°С рН теоретически чистых вод (обессоленной, дистиллята, питательной, конденсатов) определяют по номограмме ВТИ, для всех остальных вод рассчитывают по формуле:

рН₂₅ = рН_t + А(t-25)

где А = 0,03 при рН_t > 8,5

А = 0,015 при рН_t Ј 8,5

Для удобства пользуются заранее рассчитанными таблицами пересчета рН_t к рН₂₅.

4.14 МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СУХОГО ОСТАТКА

Сухим остатком (С.О.) называют общее содержание в профильтрованной воде всех растворенных нелетучих при температуре 120°С твердых веществ. Величину сухого остатка выражают в миллиграммах на кубический дециметр воды.

Сухой остаток позволяет косвенно судить о солесодержании воды, т.е. о сумме всех катионов и анионов, за исключением ионов
Н⁺ и ОН^-.

Определение сухого остатка основано на выпаривании профильтрованной воды, высушивании полученного остатка при 120°С до постоянной массы и определении гравиметрическим методом.

Сухой остаток, определенный этим методом, практически никогда не отвечает данному выше определению. Причиной этого является гигроскопичность ряда веществ, неполностью отдающих влагу или кристаллизационную воду при высушивании. Кроме того, некоторые органические вещества при 120°С начинают окисляться, в результате чего их масса сначала увеличивается, а затем уменьшается.

При определении сухого остатка природных вод бикарбонаты кальция и магния переходят в карбонаты СаСО₃ и MgCO₃. Термический распад бикарбонатов протекает в соответствии с уравнением

При этом происходит выделение СО₂, т.е. вместо каждых 122 мг бикарбонат-ионов в составе сухого остатка остается 60 мг карбонат-ионов.

В сухом остатке присутствуют также коллоидные, в том числе и органические примеси. Поэтому сухой остаток нужно рассматривать как показатель, лишь приближенно характеризующий степень минерализации воды и дающий порядок величины солесодержания.

4.14.1 Подготовка пробы

Для анализа отбирают такой объем воды, чтобы масса сухого остатка в чашке находилась в пределах 50-150 мг. Отбираемый на анализ объем воды находят в зависимости от ожидаемого сухого остатка воды. При выборе объема воды для анализа необходимо руководствоваться таблицей.

Сухой остаток, мг/дм^3	Отбираемый объем воды, см^3
	10-15
	20-25

Отобранный объем воды полностью освобождают от взвешенных веществ фильтрованием. В зависимости от количества и характера взвешенных веществ фильтрование производят через бумажный или мембранный фильтр.

4.14.2 Проведение анализа

В чистой высушенной и взвешенной платиновой или фарфоровой чашке выпаривают отобранный для анализа объем профильтрованной воды. Полученный остаток высушивают при 120°С до постоянной массы. Для этого чашку с осадком выдерживают в сушильном шкафу в течение 1 часа, а затем по 30 минут.

4.14. 2 Обработка результатов

Сухой остаток (С.О.) в миллиграммах на кубический дециметр воды вычисляют по формуле:

где m₁ - масса пустой чашки, г;

m₂ - масса чашки с высушенным остатком, г;

V - объем воды, взятый для анализа, см³;

10⁶ - пересчет к миллиграммам на 1дм³.

4.15 МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОВОДИМОСТИ И СОЛЕСОДЕРЖАНИЯ ВОДЫ

Солесодержание воды (s) - один из основных показателей качества воды, характеризующий содержание в ней ионизированных примесей: Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, NH₄⁺, Fe²⁺, Mn²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Ni²⁺, Al³⁺,
, , , , , , , , , , и др.

Солесодержание воды выражают в миллиграммах на кубический дециметр воды. В настоящее время малые значения солесодержания выражают в единицах удельной электропроводности – сименсах на сантиметр или микросименсах на сантиметр.

Кондуктометрический метод определения солесодержания воды основан на явлении переноса электрических зарядов ионами содержащихся в воде веществ при прохождении через нее электрического тока.

Способность раствора проводить электрический ток характеризуется его удельной электрической проводимостью (УЭП), которая пропорциональна количеству находящихся в нем ионов и, следовательно, концентрации их (солесодержанию). Зависимость между УЭП раствора, помещаемого между электродами кондуктометрической ячейки, и его сопротивлением характеризуется формулой:

,

где c - удельная электрическая проводимость УЭП, См/см;

R - сопротивление раствора, Ом;

электрическая постоянная ячейки (константа), см ^-1. Постоянная ячейки зависит от ее геометрических размеров.

Подобно жесткости, щелочности и рН удельная электрическая проводимость является групповым показателем и характеризует содержание в воде ионов всех растворенных веществ. Непосредственно измерить концентрацию вещества по УЭП его раствора можно только в монорастворах. Показатель УЭП может быть использован для проверки или упрощения полных анализов многокомпонентных растворов.

При увеличении температуры раствора возрастает подвижность ионов и снижается вязкость растворителя, что приводит к повышению УЭП раствора. Зависимость УЭП от температуры имеет вид:

,

где и - электрическая проводимость при температуре t и 25°С;

- температурный коэффициент электрической проводимости растворенного вещества, приведенный в таблице.

Электролит		Электролит
HCl	0,0151	NaCl	0,0200
H2SO4	0,0154	KCl	0,0191
NaOH	0,0198	CO2	0,0150
KOH	0,0194	NH3	0,0194
CaCl2	0,0201	(NH4)2CO3	0,0189
Ca(HCO3)2	0,0207	NH4 HCO3	0,0193
Na2CO3	0,0199	NH4 Cl	0,0190
NaHCO3	0,0205	Na2SO4	0,0206

4.15.1 Определение УЭП и S с помощью измерителя проводимости.

1) Подготовка фильтра

Лабораторный катионитный фильтр промывают 50 см³ нагретой до 70-80°С соляной кислотой 5% концентрации, после чего отмывают очищенной дистиллированной водой. Подготовленный таким образом фильтр может быть использован для подготовки не менее 50 проб конденсатов паров, питательной и обессоленной воды.

2) Подготовка пробы

Определению УЭП конденсатов, питательной и обессоленной воды мешают растворенные газы СО₂ и NH₃. Влияние их устраняют двумя способами:

а) кипячением и упариванием в 3-4 раза с введением поправки на упаривание;

б) Н-катионированием проб конденсатов, питательной и обессоленной воды с последующим кипячением или продуванием очищенным воздухом.

При подготовке пробы вторым способом сливают жидкость из фильтра до верхнего уровня катионита и пропускают через него 200-250 см³ анализируемой воды.

Первую порцию фильтрата объемом 100 см³ выливают не используя в анализе. Затем отбирают 100 см³ фильтрата в стакан и используют его для определения УЭП.

3) Проведение анализа

Измерение УЭП пробы осуществляют следующим образом: в датчик измерителя проводимости через воронку заливают испытуемую пробу. Температуру пробы заранее измеряют лабораторным термометром. Переключают тумблер измерителя проводимости в положение I и снимают показания прибора по шкале мS/см (мкСм/см). Продолжительность одного измерения 5-10 секунд. Затем вытесняют оставшуюся в датчике воду порцией очищенной (дистиллированной) воды.

4) Обработка результатов

При кондуктометрическом контроле требуется привести измерен

ное при температуре пробы t значение электрической проводимости к 25°С. Для приведения используют формулу:

, мкСм/см.

Для определения солесодержания (S) в миллиграммах на кубический дециметр воды показания прибора в микросименсах на сантиметр при 25°С переводятся в единицы условного солесодержания по градуировочным таблицам.

Пример градуированного графика для определения солесодержания воды:

Измеритель проводимости WD-1

постоянная датчика см ^-1

S рассчитана для t=25°С по NaCl.

(при 25˚С) мкСм/см	S мг/дм^3	(при 25˚С) мкСм/см	S мг/дм^3
0,3	0,05	1,0	0,14
0,5	0,07	1,5	0,21
0,6	0,09	2,0	0,29
0,7	0,10	3,0	0,43
0,8	0,12	4,0	0,57
0,9	0,13	5,0	0,72

4.15.2 Определение солесодержания с помощью лабораторного солемера

Лабораторный солемер состоит из датчика проточного типа с механической температурной компенсацией и универсального вольтметра типа ВУ-15 или мегаомметра.

Основная часть датчика представляет собой стеклянную трубку, в оба конца которой вставлены спиральные электроды, изготовленные из нихромовой проволоки диаметром 0,5-1 мм

Верхний электрод может свободно перемещаться вдоль шкалы температурного компенсатора. За счет изменения расстояния между электродами вносится поправка на температуру анализируемого раствора.

Стеклянная трубка устанавливается между верхней и нижней головками датчика. В верхней головке имеется гнездо для установки термометра и отверстие для слива воды. Исследуемая вода подводится через воронку и гибкую (пластиковую или резиновую) трубку в нижнюю головку датчика. Через нижнюю головку в трубку датчика вводится неподвижный электрод, через верхнюю - подвижный. Из нижней головки датчика организован выпуск воды.

Калибровка датчика при малом солесодержании (0-5 мг/дм³) производится расчетным способом; при больших - с помощью эталонных растворов, которые готовят из исходной, химически обработанной и котловой воды.

1) Подготовка солемера к работе

а) Прибор ВУ-15 перед началом работы должен быть заземлен,

включение его в сеть производится с помощью кнопки ²R ².

Проверку прибора ВУ-15 производят следующим образом:

- при разомкнутых клеммах [r_x]´0.7V (отсоединенных датчиках) стрелка прибора должна устанавливаться на отметку ²¥² щкалы ²W². Регулировку осуществляют ручкой ²0²;

- при замкнутых накоротко клеммах стрелка прибора должна устанавливаться на отметку²0² шкалы²W². Регулировку осуществляют ручкой ²0W²;

б) Перед выполнением измерений датчик необходимо промыть дистиллированной водой.

2)Подготовка проб

Для определения солесодержания воды необходимо отобрать
100-150 см³ пробы.

Подготовку проб конденсатов, питательной и обессоленной воды осуществляют аналогично п.4.15.1

Котловую воду солевого отсека нейтрализуют по индикатору фенолфталеину 0.1 н раствором соляной кислоты.

3) Проведение анализа

Измерение электрического сопротивления пробы осуществляют следующим образом:

- в датчик через воронку заливают испытуемую пробу до стабилизации ее температуры;

- измеряют температуру пробы с помощью термометра, установленного в гнездо верхней головки датчика;

- устанавливают верхний подвижный электрод на соответствующее этой температуре деление шкалы термокомпенсатора;

- переключают тумблер прибора в положение ²МW² при измерении сопротивления проб конденсата, питательной и обессоленной воды или в положение ²КW² при измерении сопротивления исходной, сетевой и котловой воды.

- снимают показания прибора;

- вытесняют оставшуюся в датчике пробу дистиллированной водой через верхнюю головку или опорожняют датчик через нижнюю головку.

4) Обработка результатов

Для определения солесодержания (S) в миллиграммах на кубический дециметр воды показания прибора в мегаомах или килоомах переводятся в единицы условного солесодержания по градуировочным таблицам.

Пример градуировочной таблицы для определения соле-
содержания:

R, МОм	S, мг/дм^3		R, КОм	S, мг/дм^3
7.8 7.6 7.4 7.2 7.0	4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 5.0

4.15.3 Определение солесодержания воды (минерального остатка) расчетным способом.

Минеральный остаток вычисляют, суммируя количество катионов и анионов или определяя щелочность и «кислотность» (сумму анионов сильных кислот) воды. Минеральный остаток выражают в миллиграммах на кубический дециметр.

Чтобы минеральный остаток можно было сравнивать с величиной сухого остатка, всю щелочность воды пересчитывают на карбонат-ионы . Основанием для такого пересчета служит то обстоятельство, что ионы при выпаривании воды количественно превращаются в ионы , теряя , а гидраты, напротив, поглощают двуокись углерода из окружающего воздуха и также переходят в карбонаты.

1) Вычисление величины минерального остатка суммированием катионов и анионов.

Величину минерального остатка в миллиграммах на кубический дециметр воды вычисляют по формуле:

М.О. = (Fe₂O₃) + (Al₂O₃) + (SiO₂) + (Ca) + (Mq) + (Na) + (Cl) + (SO₄) + (NO₃) + 30,005^.Щ_о,

или приблизительно по упрощенной формуле:

М.О. = (Ca) + (Mq) + (Na) + (Cl) + (SO₄) + (NO₃) + 30,005^.Щ_о,

Здесь символы в скобках означают концентрацию соответствующего вещества в миллиграммах на кубический дециметр, а Щ_о – общую щелочность воды в миллиграмм-эквивалентах на кубический дециметр воды.

2) Вычисление величины минерального остатка по щелочности и «кислотности» воды:

Определяют щелочность воды, а затем кислотность воды после ее Н-катионирования и вычисляют величину минерального остатка воды в миллиграммах на кубический дециметр по формуле:

М.О. = Э_щ ^, Щ_о + Э_к ^, К_о

где Э_щ и Э_к – весовые эквиваленты для 1 мг-экв/дм³ соответственно щелочности и кислотности воды, определенные экспериментально (вычислены из обычного для данного типа воды соотношения компонентов). Для водопроводной воды Э_щ = 60, а Э_к = 50;

К_о – кислотность Н-катионированной пробы воды в миллиграмм-эквивалентах на кубический дециметр воды.

4.16 МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХЛОРИДОВ

Хлориды присутствуют в воде в виде соединений, представляющих собой истинно растворенные примеси, определяющие ионный состав воды.

Ионы хлора (Cl^-) находятся во всех природных водах, причем их содержание изменяется в очень широких пределах. Они относятся к числу устойчивых примесей, так как не образуют труднорастворимых соединений, не подвергаются гидролизу и окислению.

Содержание хлоридов выражают в миллиграммах на кубический дециметр воды или в миллиграмм-эквивалентах на кубический дециметр.

Метод основан на способности ионов ртути образовывать с индикаторами дифенилкарбазоном или дифенилкарбазидом комплексное соединение, имеющее в кислой среде (рН=2) сине-сиреневую окраску. При добавлении двухвалентной ртути к раствору, содержащему ионы хлора, образуется сулема - вещество настолько малорастворимое, что индикаторы отмечают присутствие ионов ртути в растворе только после связывания практически всего количества ионов хлора.

Метод применим при концентрации хлоридов не менее 2 мг/дм³.

4.16.1 Проведение анализа

В коническую колбу отбирают 100 см³ анализируемой воды, если содержание хлоридов не превышает 100 мг/дм³. Если содержание хлоридов более 100 мг/дм³, отбирают меньший объем и доливают до 100 см³ очищенной водой.

В пробу вводят 5 капель индикатора дифенилкарбазона (или дифенилкарбазида). Если жидкость окрашивается в синеватый или фиолетовый цвет (щелочная среда), ее нейтрализуют 0,1н раствором азотной кислоты до появления салатно-желтой окраски.

Если после прибавления индикатора жидкость окрашивается в салатно-желтый цвет (кислая среда), ее нейтрализуют 0,1н раствором едкого натра до перехода окраски в синеватую, а затем одной-двумя каплями 0,1н раствора азотной кислоты вновь доводят до салатно-желтой.

К нейтрализованной таким образом пробе прибавляют 0,5 см³ 0,1н азотной кислоты и титруют жидкость раствором азотнокислой ртути до изменения окраски от салатно-желтой до сине-сиреневой.

4.16.2 Обработка результатов

Концентрацию хлоридов (С_Сl^-) в миллиграммах на кубический дециметр воды вычисляют по формуле:

,

где а - расход раствора азотнокислой ртути, см³;

Т - титр раствора азотнокислой ртути по иону Cl^-, мг/см³;

V - объем пробы, см³.

Пересчет концентрации хлоридов в миллиграмм-эквиваленты на кубический дециметр воды выполняют по формуле:

,

где Э_Сl - эквивалент хлор-иона, равный 35,46.

4.17 МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СУЛЬФАТОВ

Сульфаты присутствуют в воде в виде соединений, представляющих собой истинно растворимые примеси, определяющие ионный состав воды.

Сульфат-ионы , так же как ионы хлора, распространены повсеместно.

Сульфат-ионы в поверхностных водах, не загрязненных органическими веществами, достаточно устойчивы, как анионы сильной кислоты они не подвергаются гидролизу и образуют относительно трудно растворимую соль только с одним из катионов природных вод - . Однако растворимость сульфата кальция при обычной температуре достаточно высока (около 1 г/дм³) и в природных водах, как правило, не происходит выделения твердой фазы. В присутствии большого количества органических примесей и при дефиците кислорода в результате протекания биохимических процессов ионы могут легко восстанавливаться до или S^2- Последние при изменении кислородного режима водоема легко окисляются снова до .

Содержание сульфатов выражают в миллиграммах на кубический дециметр воды или в миллиграмм-эквивалентах на кубический дециметр.

Метод основан на объемном определении концентрации сульфат-ионов титрованиекм раствором хлористого бария в ацетоноводной или спиртовой среде при значении pH=6 в присутствии индикатора арсеназо III.

Метод применим при концентрации сульфатов не менее 20 мг/дм³.

4.17.1 Подготовка пробы

При содержании в анализируемой воде солей жесткости свыше

0,2 мг-экв/дм³ необходимо пропустить ее через фильтр с катионитом, отрегенерированный соляной кислотой.

Сливают жидкость из фильтра до верхнего уровня катионита и пропускают через него 150-200 см³ анализируемой воды. Первую порцию фильтра объемом 100 см³ отбрасывают, не используя в анализе. Затем отбирают приблизительно 50 см³ фильтрата, в котором определяют концентрацию сульфатов.

При содержании сульфатов свыше 1000 мг/дм³ следует разбавлять анализируемую воду примерно в 10 раз для устранения опалесценции, затрудняющей определение точки эквивалентности при титровании.

4.17.2 Проведение анализа

В коническую колбу отбирают пипеткой 1-10 см³ анализируемой воды, добавляют 1 см³ 0,01н серной кислоты, прибавляют 20-40 см³ ацетона или этилового спирта, 3 капли индикатора арсеназо III и титруют 0,01н раствором хлористого бария до перехода розовой окраски в сине-фиолетовую.

4.17.3 Обработка результатов

Содержание сульфатов в миллиграммах на кубический дециметр воды вычисляют по формуле:

;

где a - объем раствора хлористого бария, см³;

1 - объем раствора серной кислоты, см³;

- эквивалент сульфат-иона=48;

N - нормальность раствора хлористого бария, г-экв/дм³;

V - объем анализируемой воды, см³.

Пересчет концентрации сульфатов в миллиграмм-эквивален-

ты на кубический дециметр воды выполняют по формуле:

4.18 МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАТРИЯ

---

Дата добавления: 2015-08-29