А.Н. Петин, М.Г. Лебедева, О.В. Крымская
Анализ и оценка качества поверхностных вод
Учебное пособие. – Белгород: Изд-во БелГУ, 2006. – 252 с.

1. Водоемы и показатели качества воды

1.3. Растворенный в воде кислород

1.3.3. Бихроматная окисляемость (ускоренный метод определения)

Определение бихроматной окисляемости может проводиться арбитражным и ускоренным методами. Оба метода являются титриметрическими. Ввиду сложности арбитражного метода определения ХПК ниже мы приводим только ускоренный метод, который можно считать упрощенной модификацией арбитражного. Приводимый метод вполне может быть реализован в полевых условиях или при отсутствии лабораторной базы (например, в производственных условиях) и пригоден для анализа сточных и загрязненных природных вод. Он нашел применение для постоянных ежедневных анализов, проводимых для контроля работы очистных сооружений, состояния воды в водоемах и др. Результаты определений, получаемые ускоренным методом, обычно несколько ниже, чем при анализах арбитражным методом, однако они хорошо воспроизводимы и коррелируют с его результатами. Воспроизводимость результатов, получаемых ускоренным методом, объясняется тем, что в одном и том же водоеме (сточной воде, технологической пробе и т.п.) присутствует практически один и тот же «букет» окисляемых органических соединений. Расхождения между результатами ускоренного и арбитражного методов могут быть значительными в тех случаях, когда в пробах присутствуют трудно окисляемые вещества – например, уксусная кислота, аланин, бензол и др. Практически же вводят коэффициент пересчета для корректировки результатов ускоренного метода и их приведения (с некоторой погрешностью) к арбитражному.

Главная особенность ускоренного метода определения ХПК – повышенная концентрация используемого раствора серной кислоты (применяется неразбавленная концентрированная серная кислота). В таких условиях не требуется специального нагревания пробы, т.к. ее температура повышается до необходимых значений за счет тепла, выделяемого при разбавлении серной кислоты. Именно в этом состоит основное отличие ускоренного метода от арбитражного, т.к. в последнем пробу необходимо кипятить более часа в сернокислотном растворе бихромата калия. Это создает ряд преимуществ ускоренного метода перед арбитражным, расширяет область его применения. Следует отметить, что при определении ХПК ускоренным методом окисление проводят без добавления катализатора – сульфата серебра. При этом несколько снижается точность анализа за счет неполного окисления части трудно окисляющихся органических веществ.

Ускоренный метод применяется при значениях ХПК не менее
50 мгО/л и не более 4000 мгО/л, при больших значениях пробу необходимо разбавить.

Оборудование и реактивы

Колба коническая плоскодонная из термостойкого стекла на
150-200 мл, пипетка-капельница, пипетки мерные, цилиндр мерный
на 100 мл.

Защитные очки, перчатки.

Вода дистиллированная или бидистиллированная, раствор бихромата калия (0,25 н.), раствор соли Мора титрованный, серная кислота концентрированная, сульфат ртути (II) кристаллический в капсулах по 0,2 г, раствор индикатора ферроина.

Примечание. Воду дистиллированную необходимо проверить на отсутствие органических веществ в холостой пробе.

О приготовлении растворов см. приложение 3.

 Отбор и хранение проб

Количество пробы, отбираемой на анализ ускоренным методом, зависит от ожидаемого значения ХПК исследуемой воды. Соответствующие данные приведены в табл. 20.

Таблица 20

В зависимости от целей анализа определение ХПК можно проводить в нефильтрованной или фильтрованной пробе. В последнем случае пробу фильтруют через мембранный или бумажный фильтр.

Определение ХПК

1. В коническую колбу на 150-200 мл с помощью пипетки поместите пробу воды в необходимом количестве (см. табл. 20).

2. К пробе пипеткой добавьте 2,5 мл 0,25 н. раствора бихромата
калия.

3. К раствору добавьте содержимое капсулы (около 0,2 г) сульфата ртути (II).

4. К содержимому колбы, перемешивая раствор покачиванием, осторожно добавьте пипеткой концентрированную серную кислоту в количестве 7,5 мл на 1 мл пробы либо 15 мл на 5 мл пробы (техника безопасности!)

Примечание. В данной операции температура раствора поднимается выше 100 ºС.

5.Колбу выдержите 2 мин., после чего раствор охладите до комнатной температуры.

6. В колбу мерным цилиндром прилейте 100 мл дистиллированной воды.

7. В колбу добавьте 3-4 капли раствора ферроина.

8.Оттитруйте избыток бихромата раствором соли Мора с помощью пипетки или бюретки.

При титровании определите объемы раствора соли Мора, расходуемые в ходе анализа (V_А = V_АО – V_АК), и в холостом опыте (V_х = V_хо – V_хк).

9. Проведите холостой опыт, используя вместо пробы чистую дистиллированную или бидистиллированную воду в том же количестве.

По результатам титрования вычисляется ХПК исследуемой пробы воды по следующей формуле:

где V_А  и V_х – объемы раствора соли Мора, израсходованного на титрование в холостом опыте и при анализе пробы соответственно, мл;

N – нормальность титрованного раствора соли Мора, г-экв/л;

V – объем анализируемой пробы сточной воды, мл;

8 – эквивалент кислорода.

Контроль точности анализа

Контроль точности анализа на бихроматную окисляемость проводят с помощью стандартного раствора, в качестве которого используют водный раствор бифталата калия (КС₈Н₅О₄) в концентрации 2,0824 ммоль/л. Потребление кислорода при использовании такого раствора в качестве пробы соответствует значению ХПК 500 мгО/л.