А.Н. Петин, М.Г. Лебедева, О.В. Крымская
Анализ и оценка качества поверхностных вод
Учебное пособие. – Белгород: Изд-во БелГУ, 2006. – 252 с.
Приложения
Приложение 3. Приготовление реагентов и растворов для анализа
В
табл. приведены использованные при описании методик определения, реактивы и растворы, и ниже – методики
их приготовления.
Таблица
Наименование
реактива (раствора)
|
При определении
какого показателя
используется
|
1
|
2
|
Буферная смесь сухая янтарно-борная
|
Фтор
|
Лантанализаринкомплексоновый лак
|
Фтор
|
Раствор буферный аммиачный
|
Общая жесткость, кальций
|
Раствор буферный ацетатный (рН 4,5)
|
Активный хлор
|
Раствор буферный ацетатно-аммонийный
|
Железо общее
|
Раствор буферный боратный (рН 8,0)
|
Металлы
|
Раствор восстановителя (хлорида олова)
|
Фосфор
|
Раствор гидроксида натрия (10 %)
|
Кальций, железо общее
|
Раствор для связывания нитритов
(10 %-ный водный раствор сульфаминовой кислоты)
|
Фосфор
|
Раствор индикатора метилового оранжевого (0,1 %)
|
Карбонаты, гидрокарбонаты
|
Раствор индикатора универсального
|
рН
|
Раствор индикатора фенолфталеина
|
Карбонаты, гидрокарбонаты
|
Раствор индикатора хром темно-синего кислотного
|
Общая жесткость
|
Раствор йодида калия щелочной
|
Растворенный кислород, БПК
|
Раствор крахмала (0,5 %)
|
Активный хлор, растворенный кислород, БПК
|
Раствор молибдата аммония
|
Фосфор
|
Раствор нитрата серебра (0,05 г-экв/л)
|
Хлориды
|
Раствор орто-фенантролина (0,1 %)
|
Железо
|
Раствор салициловой кислоты (10 %)
|
Нитраты
|
Раствор серной кислоты (10 %)
|
Фосфор
|
Раствор соли марганца
|
Растворенный кислород, БПК
|
Раствор соляной кислоты (0,05 г-экв/л)
|
Карбонаты, гидрокарбонаты
|
Раствор серной кислоты (1:2)
|
Растворенный кислород, БПК
|
Раствор соляной кислоты (1:10)
|
Железо
|
Раствор солянокислого гидроксиламина
(10
%)
|
Железо
|
Раствор тиосульфата натрия (0,1 г-экв/л)
|
Растворенный кислород, БПК
|
Раствор трилона Б (0,05 г-экв/л)
|
Общая жесткость, кальций
|
Раствор хромата калия (10 %)
|
Хлориды
|
Реактив Грисса, по 0,05 г
|
Нитриты
|
Реактив Несслера
|
Аммоний
|
Серная кислота концентрированная
|
ХПК (бихроматная окисляемость)
|
Раствор бихромата калия (0,25 н.)
|
ХПК (бихроматная окисляемость)
|
Раствор индикатора
ферроина
|
ХПК (бихроматная окисляемость)
|
Раствор соли Мора (0,25 н.), титрованный
|
ХПК (бихроматная окисляемость)
|
Сульфат ртути (II) кристаллический
ч.д.а., в капсулах по 0,2 г
|
ХПК (бихроматная окисляемость)
|
Вода, не содержащая восстановителей для
перманганатной окисляемости
|
Перманганатная окисляемость
|
Раствор перманганата калия (0,01 н., титрованный)
|
Перманганатная окисляемость
|
Раствор серной кислоты (1:3) для перманганатной
окисляемости
|
Перманганатная окисляемость
|
Раствор серной кислоты (1:15)
|
Перманганатная окисляемость
|
Раствор щавелевой кислоты (0,01
н.)
|
Перманганатная окисляемость
|
Индикатор мурексид по 0,03 г
|
Кальций
|
Сегнетова соль (тартрат
калия-натрия)
|
Нитрат, аммоний
|
Буферная смесь сухая янтарно-борная
3,60 г янтарной кислоты растирают в ступке с 7,00 г 10-водного тетраборнокислого натрия Na2B4O7•10H2О. Смесь хранят в
плотно закрытом сосуде.
Вода, не содержащая восстановителей
для перманганатной окисляемости
Используют дистиллированную или
бидистиллированную воду, не содержащую
окисляющих веществ. При необходимости воду
очищают следующим образом. В перегонную колбу стеклянной установки для дистилляции воды помещают 1 л дистиллированной воды. Туда же добавляют стеклянной
пипеткой 10 мл серной кислоты (2
моль/л) и небольшой избыток
(1-2 мл) основного раствора перманганата калия (0,1 н.). Воду
дистиллируют, первые 100 мл дистиллята отбрасывают, основную фракцию собирают и хранят в стеклянной бутыли с притертой
пробкой. При холостом опыте на
перманганатную окисляемость расход раствора перманганата калия не должен
превышать 0,1 мл, в противном случае
процедуру очистки воды следует повторить или использовать воду с меньшим содержанием органики.
1 объем концентрированной серной
кислоты квалификации не
хуже «ч.д.а.» медленно, при постоянном перемешивании, отводя выделяющееся тепло (техника
безопасности!) добавляют к 2 объемам дистиллированной воды в подходящей
посуде. К теплому (температура 40º С)
раствору по каплям добавляют 0,01 н. раствор
перманганата до стабильного бледно-розового оттенка.
Лантанализаринкомплексоновый
лак
Лак готовят смешиванием следующих
растворов.
Раствор соли лантана. 1,293 г бромистого лантана LaBr3•7H2О или 0,905 г хлористого лантана LaCl3•6H2О помещают в мерную колбу вместимостью
100 мл, приливают 10 мл кислоты (1:10) и доводят дистиллированной водой до метки.
Аммиачный
буферный раствор. 20,0 г уксуснокислого аммония CH3COONH4 растворяют в мерной
колбе вместимостью 100 мл в 30-50 мл дистиллированной воды, приливают 10 мл 25
%-ного раствора
аммиака и доводят до метки дистиллированной водой. (Техника безопасности!).
Раствор ализаринкомплексона. 0,240 г ализаринкомплексона помещают в небольшой
стаканчик или стеклянный бюкс, приливают 11 мл аммиачного буферного раствора и растирают стеклянной палочкой
до полного растворения реактива.
Ацетатный буферный раствор. 41,0 г уксуснокислого аммония CH3COONH4 помещают в мерную
колбу вместимостью 250 мл. Соль смачивают дистиллированной водой, приливают 30
мл ледяной
уксусной кислоты и доводят объем раствора до метки дистиллированной водой. (Техника
безопасности!).
Лантанализаринкомплексоновый
лак готовят из указанных растворов следующим образом. В мерную колбу
вместимостью 1 л наливают 50,0 мл
раствора соли лантана, прибавляют весь объем (250 мл) ацетатного буферного раствора и весь объем (11,0 мл) раствора ализаринкомплексона, приливают 500 мл
ацетона и доводят дистиллированной
водой до метки. Ввиду токсичности и горючести ацетона реактив приготавливают под
тягой. Раствор хранят в склянке из
стекла с притертой пробкой в темном месте.
Раствор бихромата калия (0,25 н.)
Бихромат калия K2Cr2О7
предварительно высушивают в течение 2 ч. при температуре 105 °С. Навеску 12,258 г высушенного бихромата
калия помещают в мерную колбу вместимостью 1 л, растворяют в 200-300 мл дистиллированной
воды. Объем раствора доводят до 1 л дистиллированной водой.
Раствор буферный аммиачный
20 г хлорида аммония растворяют в 200-300 мл дистиллированной воды,
добавляют 100 мл 25 %-ного раствора водного аммиака и доводят объем раствора до 1 л дистиллированной водой.
Раствор буферный ацетатный (рН 4,5)
102 мл уксусной кислоты с концентрацией 1 г-моль/л (приготавливается растворением
60 г ледяной уксусной кислоты в 1 л дистиллированной воды) и 98 мл раствора ацетата
натрия с концентрацией 1 г-моль/л (приготавливается растворением 136,1 г ацетата натрия трехводного в 1 л дистиллированной воды) помещают в мерную колбу вместимостью 1 л и доводят до метки дистиллированной водой,
предварительно свежепрокипяченной и
охлажденной (для удаления растворенного СО2).
Раствор буферный ацетатно-аммонийный
250 г уксуснокислого аммония CH3COONH4 растворяют в 150 мл дистиллированной воды. Добавляют 700 мл ледяной
уксусной кислоты и доводят объем до 1000 мл дистиллированной водой. (Техника безопасности!).
Раствор буферный
боратный (рН 8,0)
Смешивают 55,9 мл
раствора буры Na2B4O7 × 10H2O с концентрацией 0,05 г-экв/л с 44,1 мл раствора соляной кислоты с концентрацией 0,1 г-экв/л (ГОСТ 4819.2). Компоненты буферного раствора приготавливают на очищенной от металлов
дистиллированной воде.
Раствор восстановителя
1,95 г
кристаллического невыветренного SnCl2×2H2O растворяют в 50 мл 13,6 %-ной соляной кислоты (к
18,4 мл 37 %-ной концентрированной
НС1 добавляют 31,6 мл дистиллированной воды).
Суспензию тщательно перемешивают, хранят в прохладном месте в склянке из темного стекла. Раствор
устойчив в течение 1 года.
Раствор гидроксида
натрия (10 %)
10 г гидроксида натрия растворяют в 90 мл
дистиллированной воды.
Раствор хранят в герметично закрытом полиэтиленовом сосуде. (Техника
безопасности!).
Раствор для связывания
нитритов (10 %-ный водный раствор сульфаминовой кислоты)
На аналитических
весах взвешивают 10,0 г сульфаминовой кислоты, переносят в коническую колбу, добавляют 100 мл
дистиллированной воды, тщательно
перемешивают содержимое колбы. Раствор xpанят в прохладном месте в склянке из
темного стекла.
Раствор индикатора
метилового оранжевого (0,1 %)
0,1 г индикатора растворяют в 80 мл горячей
дистиллированной воды и
по охлаждении доводят объем раствора дистиллированной водой до 100 мл.
Раствор индикатора
универсального
Раствор А, 0,10 г индикатора бромтимолового синего помещают в фарфоровую ступку и растворяют с растиранием в 8,0
мл раствора гидроксида натрия с концентрацией
0,02 г-экв/л. Туда же прибавляют 50 мл
этилового спирта-ректификата, переносят смесь в мерную колбу
вместимостью 250 мл и доводят объем раствора
дистиллированной водой до метки.
Раствор Б, 0,025 г индикатора метилового красного помещают в фарфоровую ступку и растворяют с растиранием в 4,6
мл раствора гидроксида натрия с
концентрацией 0,02 г-экв/л. Туда же прибавляют 50 мл этилового
спирта-ректификата, переносят смесь в
мерную колбу вместимостью 250 мл и доводят объем раствора дистиллированной водой до метки.
Растворы А и Б смешивают
в соотношении 1:1. Раствор универсального
индикатора устойчив при хранении.
Раствор индикатора
фенолфталеина
1 г сухого препарата фенолфталеина в
мерной колбе на 1000 мл растворяют
в 800 мл горячей дистиллированной воды и после охлаждения доводят объем раствора дистиллированной водой до 1000 мл.
Раствор индикатора
ферроина
В мерную колбу вместимостью 100 мл вносят навески 1,485 г
1,10-фенантролина
CI2H8N2×H2SO4, 0,695 г сульфата железа (II)
7-водного
FeSO4×7H2O и 20-30 мл дистиллированной
воды. После растворения
содержимого объем раствора доводят до 100 мл дистиллированной водой.
Раствор индикатора устойчив не более 3 месяцев при хранении в склянке из
темного стекла.
Раствор индикатора хром темно-синего кислотного
0,5 г сухого препарата растворяют в 20 мл раствора буферного аммиачного и
доводят до 100 мл этиловым спиртом.
Раствор йодида калия щелочной
Раствор приготавливают, смешивая растворы (а) и (б) следующего состава: а) раствор 150 г йодида калия в 100 мл дистиллированной воды. Данный раствор
приготавливают с использованием йодида калия, специально очищенного от следов
свободного йода;
б) раствор 500 г гидроксида натрия в 500 мл дистиллированной воды, предварительно
прокипяченной и охлажденной. Объем смешанного раствора доводят в подходящей
посуде до 1000
мл дистиллированной водой. (Техника безопасности!).
Раствор крахмала (0,5 %)
0,5 г растворимого крахмала размешивают с 10 мл воды до получения
однородной смеси, медленно вливают при перемешивании в 90 мл кипящей воды и кипятят
2-3 мин. Раствор фильтруют через плотный обеззоленный фильтр, предварительно
трижды промытый
горячей водой. Раствор устойчив до 1 месяца при хранении в прохладном затемненном
месте. При полевых работах рекомендуется использовать раствор, приготовленный
перед началом
работ.
Раствор молибдата
25 г молибдата аммония 4-водного аммония
молибденовокислого (NH4)6Mo7O24 × 4H9O растворяют в мерной
колбе на
1000 мл в 600 мл дистиллированной воды. К этому раствору осторожно, при охлаждении, добавляют 337 мл концентрированной 98 %-ной серной кислоты.
(Техника безопасности!). После охлаждения дополнить объем
раствора до метки (1 л) дистиллированной водой. Раствор хранят в бутыли из
темного стекла с притертой пробкой. Пользоваться раствором можно через 48 часов
после приготовления.
Раствор нитрата серебра (0,05 г-экв/л)
Раствор приготавливают из фиксанала или из препарата соли азотнокислого
серебра. В последнем случае навеску 8,5 г AgNO3 растворяют в 1 л дистиллированной воды. Концентрацию (нормальность) раствора устанавливают по раствору хлорида натрия с концентрацией 0,05-1 г-экв/л,
приготовленному из фиксанала. Раствор необходимо хранить в склянке из темного
стекла (в затемненном месте).
Раствор ортофенантролина (0,1 %)
0,10 г
моногидрата ортофенантролина C12H8N2•H2O растворяют в
100 мл дистиллированной воды, подкисленной 3-4 каплями соляной кислоты (1:1). Раствор хранят в темном стеклянном сосуде с притертой пробкой.
Раствор перманганата
калия (0,01 н., титрованный)
Основной
раствор (0,1 н.).
Навеску около 3,2 г перманганата калия КМnО4
помещают в мерную колбу вместимостью 1 л и растворяют в дистиллированной воде.
Доводят объем раствора до 1
л. Раствор можно
применять не ранее чем через 2-3 недели. Чистый раствор сливают и хранят в темной склянке.
Рабочий
раствор (0,01 н.).
Пипеткой вводят 100 мл отстоявшегося основного раствора в мерную колбу
вместимостью 1 л, доводят объем раствора дистиллированной водой до 1 л, перемешивают. Раствор стабилен в течение нескольких месяцев при условии хранения в темноте. Через несколько дней
устанавливают титр раствора. Для этого в коническую
колбу наливают 100 мл дистиллированной
воды, прибавляют 10 мл 0,01 н. раствора щавелевой кислоты и 5 мл раствора серной кислоты (1:3). Можно использовать и оттитрованную пробу после определения
окисляемости, в этом случае кислоту
не прибавляют. Смесь нагревают до кипения
и, слегка охладив (до 80-90 °С), титруют 0,01 и. раствором перманганата калия до слабо-розовой окраски, не
исчезающей в течение не менее 30 с.
Поправка к титру рассчитывается как отношение объема раствора 0,01 н. щавелевой кислоты (10 мл) к объему раствора перманганата, израсходованного на
титрование.
Раствор салициловой кислоты (10 %)
10,0 г салициловой кислоты или 10,0 г салицилово-кислого натрия растворяют в 90 мл этилового
спирта (в случае салициловой кислоты)
либо в
90 мл дистиллированной воды (в случае салицилово-кислого натрия).
Раствор серной кислоты (1:2)
К 20 мл дистиллированной
воды постепенно при перемешивании добавляют 10
мл концентрированной серной кислоты. (Техника
безопасности!).
Раствор серной кислоты
(1:15) для перманганатной окисляемости
1
объем концентрированной серной кислоты квалификации не хуже «ч.д.а» медленно,
при постоянном перемешивании, отводя выделяющееся тепло (Техника безопасности!) добавляют
к 14 объемам дистиллированной
воды в подходящей посуде. К теплому (температура
40 °С) раствору по каплям добавляют 0,01 н. раствор перманганата до стабильного бледно-розового оттенка.
Раствор серной кислоты (10 %)
В
мерную колбу вместимостью 100 мл помещают 20-30 мл дистиллированной воды. Туда
же постепенно, при перемешивании, добавляют пипеткой 5,4 мл концентрированной
серной кислоты. (Техника безопасности!). Раствор перемешивают
покачиванием и добавляют дистиллированную воду до метки 100 мл.
Раствор соли марганца
Раствор приготавливают в
подходящей посуде из 4-водного сульфата марганца (концентрация 480 г/л) либо
4-водного хлорида
марганца (концентрация 425 г/л) в дистиллированной воде.
Раствор соли Мора (0,25 н.),
титрованный
В мерную колбу
вместимостью 1 л помещают 49,0 г соли Мора (NH4)2Fe(SO4)2×6H2O и 100-150 мл дистиллированной воды. Туда же осторожно добавляют при
перемешивании 10 мл концентрированной серной кислоты (Техника безопасности!),
после чего доводят объем
раствора дистиллированной водой до 1 л. Хранят раствор в плотно закрытой посуде
не более 6 мес.
Титр (точную концентрацию)
этого раствора устанавливают по раствору
бихромата калия (0,25 н.) перед серией определений. Для этого в коническую
колбу на 500 мл помещают 25 мл раствора
бихромата, добавляют 225 мл дистиллированной воды и 20 мл концентрированной серной кислоты (Техника
безопасности!). Раствору
дают остыть, после чего пипеткой-капельницей к нему прибавляют 3-4 капли раствора индикатора ферроина и титруют
раствором соли Мора.
Титр раствора соли Мора в
г-экв/л рассчитывают по формуле:
где: 0,25 – концентрация раствора
бихромата калия, г-экв/л;
VБ и VM – объемы растворов:
взятого для титрования раствора бихромата и израсходованного на титрование
раствора соли Мора, мл.
Раствор соляной кислоты (0,05 г-экв/л)
Раствор приготавливают из фиксанала, используя дистиллированную воду.
Раствор соляной кислоты (1:10)
К 10 мл дистиллированной воды постепенно при перемешивании добавляют 1 мл
концентрированной соляной кислоты. (Техника безопасности!).
Раствор солянокислого гидроксиламина (10 %)
10,0 г солянокислого гидроксиламина (NH2OH•HCl) растворяют в
90 мл дистиллированной воды.
Раствор тиосульфата натрия (ОД г-экв/л и 0,02 г-экв/л)
Приготавливаются из ампулы фиксанала (стандарт-титра) тиосульфата натрия («0,1
г-экв/л»).
Для приготовления раствора тиосульфата с концентрацией 0,1 г-экв/л
содержимое ампулы количественно переносят в мерную колбу на 1000 мл. Туда же добавляют
200-300 мл свежепрокипяченной и охлажденной дистиллированной воды. Тиосульфат растворяют в
указанном количестве воды, после чего объем раствора в мерной колбе доводят до метки
такой же дистиллированной водой. Приготовленного раствора тиосульфата достаточно
для
выполнения 1000 и более анализов.
Для приготовления 0,02 г-экв/л раствора тиосульфата 20,0 мл раствора с концентрацией
0,1 г-экв/л, отмеренные с помощью цилиндра, помещают в мерную колбу на 100 мл, после
чего объем раствора в мерной колбе доводят до метки дистиллированной водой.
Для повышения
стабильности растворов тиосульфата к ним следует добавить 10 мл амилового или изобутилового спирта
(либо 1-2 мл ксилола или
хлороформа) на 1 л раствора.
Растворы используют не
ранее чем через 10 дней после приготовления.
В процессе использования раствора следует
периодически (например, перед началом
полевых работ) устанавливать точную концентрацию стандартного раствора
тиосульфата методом титрования раствором бихромата калия.
Раствор трилона Б
(0,05 г-экв/л)
Раствор приготавливают из
фиксанала, используя дистиллированную
воду.
Раствор хромата калия
(10 %)
10,0 г К2СrO4 растворяют в 90 мл дистиллированной воды.
Раствор щавелевой
кислоты (0,01 н.) для перманганатной окисляемости
Основной раствор (0,1 н.)
готовят из фиксанала или навески. Навеску 6,3030 г щавелевой кислоты 2-водной Н2С2О4•2Н2О
квалификации ч.д.а. помещают в мерную колбу вместимостью 1 л и растворяют в растворе серной кислоты
(1:15). Доводят объем
раствора до 1 л. Раствор стабилен в течение
6 мес. при хранении в темном месте.
Стандартный раствор (0,01 н.). 100 мл основного
раствора щавелевой кислоты помещают в мерную
колбу вместимостью 1 л, доводят объем раствора до 1 л дистиллированной водой и перемешивают. Раствор стабилен
в течение 2 недель. Раствор можно также
приготовить из фиксанала или навески 0,6303 г Н2С2О4•2Н2О
квалификации ч.д.а., растворением навески в растворе серной кислоты (1:15) в мерной колбе вместимостью 1 л и доведением объема раствора до 1 л.
Реактив Грисса
Используют реактив,
приобретенный в торговой сети, либо приготовленный следующим образом. Тщательно смешивают растертые в ступке до
порошкообразного состояния 89,0 г виннокаменной кислоты, 10,0 г сульфаниловой кислоты и 1,0 г альфа-нафтиламина.
Герметично закрытый реактив при хранении в темном месте должен оставаться бесцветным.
Реактив Несслера
Используют реактив,
приобретенный в торговой сети.
Серная кислота концентрированная
Серная кислота
концентрированная (пл. 1,84 г/см3) квалификации не ниже «ч.д.а».
|