стр. 1
стр. 2
стр. 3
стр. 4
стр. 5
стр. 6
стр. 7
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ВОДА ПИТЬЕВАЯ
Методы определения содержания
остаточного активного хлора
Дата введения 01.01.74
Настоящий стандарт распространяется на питьевую воду и устанавливает методы определения содержания остаточного активного хлора.
1. МЕТОДЫ ОТБОРА ПРОБ
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 51593-2000 .
** На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 51232-98 .
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
ГОСТ 1770 , ГОСТ 29169 и ГОСТ 29251 , вместимостью: колбы 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 .
Хлороформ (трихлорметан).
Кислота салициловая.
Кислота уксусная ледяная по ГОСТ 61 .
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 O 3 · 5H 2 O растворяют в свежепрокипяченной и охлажденной дистиллированной воде, добавляют 0,2 г углекислого натрия (Nа 2 СО 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 калия двухромовокислого
0,4904 г двухромовокислого калия К 2 Сr 2 О 7 , взвешенного с точностью до ± 0,0002 г, перекристаллизованного и высушенного при 180 °C 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 мл 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 СН 3 СОONа · 3Н 2 О 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 °C, свободной от двуокиси углерода).
2.3.7. Поправочный коэффициент 0,01 н. раствора серноватисто-кислого натрия определяют по 0,01 н раствору двухромовокислого калия следующим образом: в коническую колбу и 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 (K ) (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 буферый раствор в количестве, приблизительно равном полуторной величине 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
где v - количество 0,005 н. раствора тиосульфата натрия, израсходованное на титрование, см 3 ;
K - 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.
Посуда мерная лабораторная стеклянная по ГОСТ 1770 и ГОСТ 29251 вместимостью: колбы мерные 100 и 1000 см 3 ; микробюретка с краном 5 см 3 .
Чашки фарфоровые выпарительные по ГОСТ 9147 .
Все реактивы, применяемые для анализа, должны быть квалификации чистые для анализа (ч. д. а.).
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 HCl 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
где v - количество 0,005 %-ного раствора метилового оранжевого, израсходованного на титрование, см 3 ;
0,0217 - титр раствора метилового оранжевого;
0,04 - эмпирический коэффициент;
V - объем воды, взятый для анализа, см 3 .
По разности между содержанием суммарного остаточного хлора, определенного методом титрования, метилоранжевым, находят содержание хлораминового хлора (Х 2):
Х 2 = X - 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. Используются серия титрований раствором соли Мора для определения свободного хлора, монохлорамина и дихлорамина в присутствии диэтилпарафенилендиамина, как индикатора. Свободный хлор образует окраску индикатора в отсутствии 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 мл; склянки из темного стекла вместимостью 100 - 200 см 3 .
Двойная сернокислая соль закиси железа и аммония (соль Мора) по ГОСТ 4208 .
Калий фосфорнокислый однозамещенный по ГОСТ 4198 , х. ч.
Натрий фосфорнокислый двузамещенный безводный по ГОСТ 11773 .
Трилон Б (комплексон III, двунатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты) по ГОСТ 10652 .
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 (SO 4) 2 · 6H 2 O растворяют в дистиллированной воде, подкисляют 1 см 3 25 %-ного раствора серной кислоты H 2 SO 4 и доводят свежепрокипяченной и охлажденной дистиллированной водой до 1 дм 3 . 1 см 3 раствора соответствует 0,1 мг активного хлора. Если определение проводится в 100 см 3 воды, то количество миллилитров 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 HPO 4 и 4,6 г фосфорнокислого калия однозамещенного КН 2 РО 4 приливают 10 см 3 0,8 %-ного раствора трилона Б и доводят дистиллированной водой до 100 см 3 .
4.3.3. Приготовление индикатора диэтилпарафенилендиамин (оксалат или сульфат) 0,1 %-ного раствора
0,1 г диэтилпарафенилендиамина оксалата (или 0,15 г соли 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 индикатора диэтилпарафенилендиамин 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, пошедший 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 разрушить полностью индикатор.
4.4.2. Определение содержания монохлорамина
В колбу с оттитрованным раствором добавляют кристаллик (2 - 3 мг) йодистого калия, раствор перемешивают. В присутствии монохлорамина мгновенно появляется розовая окраска, которую тотчас же оттитровывают стандартным раствором соли Мора. Количество миллилитров соли Мора, пошедших на титрование (B , 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 .
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.
Государственное
санитарно-эпидемиологическое
нормирование Российской Федерации
4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Определение концентрации остаточного свободного хлора в питьевой и пресной природной воде хемилюминесцентным методом
МУК 4.1.965-99
Минздрав России
Москва 2000
1. Методические указания разработаны Федеральным центром госсанэпиднадзора Минздрава Российской Федерации (Н. С. Ластенко, И. В. Брагина, В. Б. Скачков ) и ВАХЗ, ЭНТЦ «ЭкМОС» (В. А. Ишутин, А. А. Стехин, И. А. Пушкин, Г. В. Яковлева, А. А. Симонов )
2. Утверждены и введены в действие Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации Г. Г. Онищенко 22 марта 2000 г.
3. Введены впервые.
3.3. Материалы
Бумага фильтровальная
3.4. Реактивы
4. Требования безопасности
4.1. При работе с реактивами соблюдают требование безопасности, установленные для токсичных, едких и легковоспламеняющихся веществ по ГОСТу 12.1.005-88.
4.2. При выполнении измерений с использованием прибора ЛИК соблюдают правила электробезопасности по ГОСТу 12.1.019- 79 и инструкцией по эксплуатации прибора.
5. Требования к квалификации операторов
К выполнению измерений допускаются лица, имеющие квалификацию техника-химика с опытом работы на приборе ЛИК.
6. Условия измерений
При выполнении измерений соблюдаются следующие условия:
6.2. Измерения на приборе ЛИК проводят в условиях, рекомендуемых технической документацией к прибору ЛИК.
7. Подготовка к выполнению измерений
7.1. Подготовка к построению градуированного графика
7.1.1. Открывают водопроводный кран и через 10 минут после истечения из него воды трижды ополаскивают 2-3 литровую банку и наливают в нее 1,5-2,0 (2,5-3,0) дм 3 воды. Банку закрывают бумажной салфеткой и дают ей отстояться в течение 24 часов при комнатной температуре. РН-метром замеряют водородный показатель и серной (азотной) кислотой доводят его до значения (4,5 ± 0,2).
7.1.2. Приготовление хлорной воды.
Колбу с пришлифованной пробкой емкостью 500 см 3 трижды ополаскивают водой, приготовленной по . и наливают в нее 400 см 3 этой воды. Затем в колбу вносят навеску гипохлорида кальция или хлорированную воду с известной концентрацией активного свободного хлора в таком количестве, чтобы в 1000 см 3 исходной воды содержалось 2,0-2,5 мг остаточного хлора. После этого в колбу вносят воду, приготовленную по. до метки, закрывают ее пробкой и содержимое тщательно перемешивают встряхиванием в течение 5 мин.
7.2. Определение исходной концентрации активного свободного хлора в хлорной воде
7.2.1. Приготовление 0,005 %-ного раствора метилового оранжевого. 50 мг метилового оранжевого растворяют в дистиллированной воде, в колбе вместимостью 1000 см 3 , 1 см 3 этого раствора эквивалентен 0,0217 мг остаточного свободного хлора.
7.2.2. Приготовление 5 N раствора соляной кислоты.
В мерную колбу вместимостью 1000 см 3 наливают 60-70 см 3 дистиллированной воды и медленно, порциями прибавляют 40 см 3 концентрированной соляной кислоты, дистиллированной водой доводят объем колбы до метки.
7.2.3. Определение концентрации остаточного свободного хлора. 100 см 3 анализируемой хлорной воды наливают в фарфоровую чашку, добавляют 3 капли 5 N раствора соляной кислоты, перемешивают и быстро титруют раствором метилового оранжевого до появления неисчезающей розовой окраски. Концентрацию остаточного свободного хлора вычисляют по формуле:
X = (мг/дм 3), где
Количество 0,005 %-ного раствора метилового оранжевого, пошедшего на титрование, см 3 ;
0,0217 - титр раствора метилового оранжевого;
0,04 - эмпирический коэффициент;
V - объем исходной хлорной воды пробы, см 3 .
7.4. Построение градуированного графика
Внимание! При построении графика во избежание загрязнения реактива одна насадка дозатора пипеточного используется только для отбора реактива, а вторая - хлорной воды.
Крышку прибора передвигают до упора вперед, снимают крышку-дозатор, извлекают из реакционной камеры кювету из стекла и наливают в нее 0,1 см 3 реактива на основе люминола дозатором пипеточным. Кювету с реактивом помещают в реакционную камеру и закрывают ее крышкой-дозатором. Затем в полость крышки-дозатора вносят 0,2 см 3 хлорной воды, приготовленной по дозатором пипеточным, предварительно сменив у него наконечник.
Крышку прибора передвигают до упора назад, нажимают на нее рукой, снимают показания прибора. Определение повторяют 5 раз, вычисляют среднее значение сигнала, которое будет соответствовать исходной концентрации остаточного свободного хлора в приготовленной хлорной воде.
7.4.2. Приготовление разведений из исходной хлорной воды.
5 чистых пробирок с притертой пробкой трижды ополаскивают водой, приготовленной по . В каждую пробирку вносят соответственно:
1 - 0,5 см 3 ; 2 - 1,0 см 3 ; 3 - 1,5 см 3 ; 4 - 2,0 см 3 ; 5 - 2,5 см 3 исходной хлорной воды, приготовленной по ., в эти же пробирки вносят соответственно:
1 - 4,5 см 3 ; 2 - 4,0 см 3 ; 3 - 3,5 см 3 ; 4 - 3,0 см 3 ; 5 - 2,5 см 3 воды, приготовленной по . Пробирки закрывают пробками и содержимое тщательно перемешивают, встряхивая в течение 3 минут. Если исходная концентрация свободного активного хлора в воде была 2,0 мг/дм 3 , то: в пробирке 1 - 0,2 мг/дм 3 , в пробирке 2 -0,4 мг/дм 3 , в пробирке 3 - 0,6 мг/дм 3 , в пробирке 4 - 0,8 мг/дм 3 , в пробирке 5-1,0 мг/дм 3 .
После приготовления разведений хлорной воды их анализируют на приборе ЛИК, как указано в . и по полученным данным строят градуировочный график в координатах: величина измеряемого сигнала (отн. единицы) - концентрация свободного активного хлора (мг/дм 3).
Построенный график уточняют и корректируют только после поверки прибора ЛИК (1 раз в год) путем анализа трех разведений хлорной воды с известной концентрацией.
8. Выполнение измерений концентрации остаточного свободного хлора в водопроводной воде
8.1. Определение остаточного свободного хлора в воде
Открывают водопроводный кран и через 10 минут после истечения из него воды в мерный стакан объемом 100 см 3 отбирают 70 - 80 см 3 и анализируют ее на приборе ЛИК, как указано в . Вычисляют среднее значение сигнала и по градуированному графику определяют искомую величину концентрации остаточного свободного хлора.
8.2. Определение связанного остаточного свободного хлора
В мерный стакан объемом 100 см 3 вносят 2 капли 20 %-ной серной кислоты. Открывают водопроводный кран и через 10 минут после истечения из него воды, в стакан отбирают 50-60 см 3 воды, перемешивают 1 минуту и анализируют на приборе ЛИК, как указано в .
Вычисляют среднее значение сигнала, по градуировочному графику определяют искомую концентрацию и из полученного значения вычитают величину концентрации остаточного свободного хлора, полученную по . По разности определяют концентрацию связанного свободного хлора в виде хлор, дихлорамина.
8.3. Определение хлороемкости воды
В исходную очищенную воду порциями добавляют хлор, перемешивают, отбирают пробу объемом 100 см 3 , через 30 минут после прибавления хлора анализируют на приборе ЛИК, как указана в . Величина сигнала на приборе должна соответствовать концентрации остаточного свободного хлора 0,01-0,02 мг/дм 3 .
9. Оформление результатов измерений
Результаты измерений оформляются протоколом по форме:
Протокол №
Протокол определения остаточного хлора
1. Дата проведения анализа ______
2. Место отбора пробы ____________
3. Название лаборатории __________
4. Юридический адрес _____________
Результаты химического анализа
Ответственный исполнитель
Заведующий лабораторией
10. Контроль погрешности измерения
Контроль погрешности измерения содержания в воде хлора проводят с помощью приготовленной хлорной воды с концентрацией в ней хлора 2,0-2,5 мг/дм 3 . + Δ , то воспроизводимость измерения является удовлетворительной. Если нет, то устраняют причины.
1. Определение свободного активного хлора (иодометрический метод)
При введении в воду хлор гидролизуется, образуя хлорноватистую и соляную кислоты.
Cl 2 + H 2 O HOCl + HCl
Образовавшаяся хлорноватистая кислота диссоциирует на ион гипохлорита OCl - и ион водорода Н + .
Хлор широко используется для обеззараживания сточных вод в оборотных системах водопотребления, а также перед сбросом их после очистки в канализацию или водоем. При сбросе СВ в водоем после полной биологической очистки содержание остаточного свободного активного хлора не должно превышать 2,5 мг/дм 3 .
Сущность метода . При подкислении анализируемой воды и прибавлении к ней иодида калия все перечисленные вещества выделяют йод:
Cl 2 + 2J - = J 2 + 2Cl -
НClО + 2J - + H + = J 2 + Cl - + H 2 O
ClO - + 2H + + 2J - = J 2 + Cl - + H 2 O
NH 2 O + 2H + + 2J - = J 2 + NH 4 + + Cl -
Выделившийся йод оттитровывают тиосульфатом натрия в присутствии крахмала. Содержание активного хлора выражают в мг/дм 3 в пересчете на хлор. В отношении хлорноватистой кислоты, гипохлорит-ионов, монохлорамина такое выражение результатов анализа условно, т.к. один моль этих веществ выделяет два атома йода и, следовательно, соответствует 2 молям, активного хлора, т.е. результаты оказывается завышенными.
Реактивы
Тиосульфат натрия, 0,01 н. раствор;
Йодид калия, уксусная кислота, 30%-ный раствор;
Крахмал, 0,5%-ный раствор.
Ход определения. В коническую колбу, снабженную притертой стеклянной пробкой, наливают 50 ... 100 мл анализируемой воды, вносят 0,5 г йодида калия и добавляют 10 мл уксусной кислоты. Через 5 мин оттитровывают выделившийся йод 0,01 н. раствором тиосульфата натрия (при содержании активного хлора выше 1 мг/дм 3) или 0,005 н. раствором тиосульфата натрия (при содержании активного хлора от 0,1 до 1 мг/дм 3). В конце титрования прибавляют 1-2 мл раствора крахмала.
где а - объем раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование, см 3 ;
К - поправочный коэффициент для приведения концентрации раствора тиосульфата натрия к точно 0,01 н.;
V - объем анализируемой воды, см 3 ;
0,355 - количество хлора, эквивалентное 1 мл 0,01 н. раствора тиосульфата натрия, мг.
«Свободный активный хлор» и «связанный активный хлор»
Вещества, объединенные понятия «активный хлор» - это сильные окислители Cl 2 ; HClO и ClO - , а «связанный хлор» это относительно слабые окислители NH 2 Cl; NHCl 2 и NCl 3 , образующихся при хлорировании сточных вод, имеющих в своем составе аммонийные ионы, аммиак. Последующее поведение каждого из этих веществ при смешивании хлорированной сточной воды с другими сточными водами, при прохождении ее по трубам, значительно различается, поэтому иногда возникает необходимость дальнейших разделений.
В отношении «свободного активного хлора» обычно удовлетворяются определением суммарного содержания: Cl 2 + HClO + ClO - , а для нахождения содержания каждого из хлораминов, надо провести определения следующим образом.
Сущность метода . В нейтральной среде (рН=6,9) свободный активный хлор (Cl 2 ; HClO и ClO -) мгновенно реагируют с индикатором N, N / - диэтил-n-фенилендиамином, образуя соединения красного цвета.
Монохлорамин и дихлорамин в этих условиях в реакцию с индикатором не вступают. Свободный активный хлор оттитровывают раствором соли Мора. Затем в раствор вносят очень малое количество иодида калия, каталитическое действие которого приводит к быстрому взаимодействию монохлорамина и индикатора с образованием того же красного цвета, которое оттитровывают раствором соли Мора. Затем вводят иодид калия в избытке, при этом в реакцию вступает дихлорамин, который определяют тем же титрованием. Если в сточной воде содержится трихлорид азота NCl 3 , то он будет частично определен как дихлорамин NHCl 2 .
Первое определение надо проводить очень быстро при рН 6,9 (или чуть выше), чтобы в реакцию не вступил монохлорамин NH 2 Cl. Для того, чтобы он прореагировал полностью требуется 2 мин; если раствор имеет повышенную температуру – 1 мин.
Реактивы
N,N-диэтил-n-фенилендиамин, сернокислая соль. Растворяют 0,15 г сернокислой соли диэтил-n-фенилендиамина в дистиллированной воде, не содержащей хлора, в которую предварительно вносят 2 см 3 10% (по объему) раствора серной кислоты и 2,5 см 3 0,8%-ного раствора ЭДТА. Раствор разбавляют до 100 см 3 и хранят в склянке из железного стекла;
Фосфатный буферный раствор, рН=6,9. В дистиллированной воде растворяют 48,4 г Na 2 HPO 4 . 2H 2 O и 30 г KH 2 PO 4 , прибавляют 100 см 3 0,8% раствора ЭДТА и разбавляют до 1 дм 3 ;
Стандартный раствор соли Мора Fe(NH 4) 2 (SO 4) 2 . 6H 2 O, 1 см 3 которого соответствует 0,1 мг хлора. В дистиллированную воду предварительно вводят 1 см 3 25%-ного (по объему) серной кислоты, затем в ней растворяют 1,106 г соли Мора и разбавляют до 1 дм 3 ;
Иодид калия. Для приготовления 0,5% раствора растворяют 0,5 г KI в 100 см 3 дистиллированной воды. Для приготовления 10%-ного раствора растворяют 10 г KI в 100 см 3 дистиллированной воды.
Ход определения.
1. Определение свободного активного хлора. В колбу для титрования, снабженную притертой пробкой, наливают сначала 5 см 3 фосфатного буферного раствора (рН=6,9) и 5 см 3 раствора сернокислой соли диэтил-n-фенилендиамина, перемешивают, вводят 100 см 3 анализируемой пробы и сразу же титруют раствором соли Мора до полного обесцвечивания.
2. Определение монохлорамина. К раствору после определения свободного активного хлора приливают 1 см 3 0,5%-ного раствора иодида калия, перемешивают и титруют раствором соли Мора до полного обесцвечивания.
3. Определение дихлорамина. После определения монохлорамина прибавляют 10 см 3 10%-ного раствора иодида калия, перемешивают, дают постоять 2 мин и титруют раствором соли Мора до обесцвечивания.
Предполагается, что общая концентрация активного хлора не превышает 4 мг/дм 3 . В противном случае берут меньший объем пробы, а дистиллированную воду для разбавления вводят до введения в подготовительную смесь анализируемой пробы.
, (2)
где V 1 – объем раствора соли Мора, израсходованного в первом, втором или третьем титровании, см 3 ;
V – объем пробы, взятой для анализа, см 3 ;
0,1 – количество активного хлора, отвечающие 1 см 3 раствора соли Мора, мг.
2. Определение хлороемкости
Обработка сточных вод хлором или раствором хлорной извести – один из самых распространенных в относительно дешевых способов обеззараживания и очистки сточных вод от загрязнения органическими веществами. Но так как обычно СВ содержат реагирующие с хлором вещества и вещества, взаимодействующие с ним очень медленно или неполно, и органические вещества, совсем не окисляющиеся хлором, определение окисляемости сточной воды не дает достаточных данных для выводов о том, как вода будет хлорироваться. Поэтому, прежде чем решать вопрос об очистке СВ хлорированием, ее специально исследуют. При этом необходимо определить, с какой скоростью проходят реакции между содержащимися в воде веществами и хлором (реакции окисления и замещения хлором), доходят ли они до конца, какой требуется избыток добавляемого хлора для того, чтобы реакция пошла в желаемой степени в заданный промежуток времени. На эти вопросы можно получить ответы, определив хлороемкость сточной воды так называемым диаграммным методом.
Хлором обрабатывают как фильтрованную или отстоянную воду, так и вместе с содержащимися в ней взвесями.
Ход определения. Отбирают ряд одинаковых по объему порций анализируемой сточной воды и помещают их в сосуды с притертыми пробками, в которых их обрабатывают различными количествами хлорной воды (или раствора хлорной извести), первую порцию – наименьшим количеством, вторую – в 2 - 3 раза большим и т.д. Рекомендуется проводить две серии таких опытов, изменяя продолжительность обработки. Первую серию проб СВ обрабатывают различными количествами хлора очень непродолжительное время, например, 5 мин. Результаты этих опытов показывают присутствие в СВ веществ, быстро реагирующих с хлором. Вторую серию проб обрабатывают столько времени, сколько будет проводиться процесс хлорирования, в предполагаемых очистных сооружениях (обычно 1-2 ч). По истечении намеченного времени определяют в каждом растворе количество непрореагировавшего хлора (йодометрическим методом) и строят диаграмму, нанося на оси абсцисс количество введенного в каждый раствор хлора по порядку, начиная с самого малого, а на оси ординат – соответствующее количество оставшегося хлора, и соединяют полученные точки кривой (рис.1).
