Материал: 1361
Лабораторная работа № 8
Приготовление модельной смеси сточных вод промышленного типа
Цель работы: выявить наиболее характерные загрязнители для различных типов промышленного производства.
Материалы и оборудование: кристаллические вещества, хлорная известь CaOCl2, шестиводный хлорид железа FeCl3∙6H2O, железный купорос FeSO4∙7H2O, медный купорос CuSO4∙5H2O, шестиводный хлорид никеля NiSO4∙6H2O, нитрат калия KNO3, сульфид натрия Na2S,
шестиводный хлорид хрома CrCl3∙6H2O, хромат калия K2CrO4, мер- |
||
|
|
И |
ные колбы емкостью 100 см3, часовые стекла, стеклянные воронки, |
||
весы аналитические ВРЛК – 200. |
Д |
|
Ход работы |
|
|
цеха, цеха по крашению тканейАи ду лению кож, а также цеха по производству дезинф цирующ х средств. Пользуясь табл. 9, определите,
Получите у преподавателя задание: тип промышленного произ-
водства, сточные воды которого необходимо смоделировать. Предла-
какие загрязнители могутбсодержаться в стоках выбранного производства. ВыпишитеСз табл. 9 значения предельно допустимых кон-
гается приготовить модельную смесь сточных вод гальванического
центраций (ПДК) для выбранных компонентов-загрязнителей, а также из табл. 10 выберите вещества, необходимые для введения в модельную смесь нужных компонентов-загрязнителей.
Вычислите молярную массу вещества, которое будет использовано для приготовления модельной смеси. Рассчитайте, какое количество реагента необходимо ввести в модельную смесь для достижения
величины ПДК по формуле
mB |
|
MB |
, |
(6.1) |
|
ПДК |
MK |
||||
|
где mВ – масса реагента, необходимая для приготовления 1 дм3 раствора с ПДК=1; ПДК – табличное значение предельно допустимой концентрации
компонента-загрязнителя (табл. 9);
76
МВ – молярная масса реагента, которая будет использована для приготовления модельной смеси; МК – молярная масса компонента-загрязнителя.
Таблица 9
Основные вещества-загрязнители водных объектов и характерные источники загрязнений
Загрязнитель |
|
|
Основные формы |
Тип промышленного |
ПДК в воде во- |
||||
|
|
|
загрязнителя |
производства |
доемов, мг/л |
||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
Cl2, ClO− |
Хлорирование сточных |
|
|
|
Активный хлор |
|
|
вод, производство дезин- |
Не допускается |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
фицирующих средств |
|
|
|
|
|
|
|
Fe2+, Fe3+ |
Травильные цеха, крашение |
|
|
|
Железо (ІІ, ІІІ) |
|
|
И |
0,3 |
|
||||
|
|
тканей, производство реак- |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
тивов |
|
|
|
Медь |
|
|
|
Cu2+ |
Гальванические цеха |
1,0 |
|
|
|
Никель |
|
|
|
Ni2+ |
Д |
0,1 |
|
|
|
|
|
|
Гальванические цеха |
|
||||
|
Нитраты |
|
|
|
NO3− |
Производство минеральных |
45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
удобрений, азотной кислоты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
S2−, HS−, H2S |
Крашение сернистыми |
|
|
|
|
Сульфиды |
|
|
|
красителями, разложение |
Не допускается |
|||
|
|
|
|
|
|
|
белковых соединений |
|
|
Хром (ІІІ, VІ) |
|
|
Cr3+, CrO42−, |
Гальванические и красиль- |
0,05 для Сr6+, |
||||
|
|
Cr2O72− |
ные цеха, дубление кож |
0,5 для Сr3+ |
|||||
|
|
|
|
|
и |
|
Таблица 10 |
||
|
|
|
|
С |
|
|
|
||
|
Вещества, необход мыебдля приготовления модельной смеси |
||||||||
|
|
|
|
|
сточных вод промышленного типа |
|
|
||
|
|
|
|
||||||
|
Компоненты-загрязнители |
Реактивы для приготовления модельной смеси |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
Cl2, HClO, ClO- |
|
CaOCl2 |
|
|
||||
|
|
Fe |
2+ |
|
|
FeSO4∙7H2O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Fe3+ |
|
|
FeCl3∙6H2O |
|
|
||
|
|
Cu2+ |
|
|
CuSO4∙5H2O |
|
|
||
|
|
Ni2+ |
|
|
NiSO4∙6H2O |
|
|
||
|
|
NO3- |
|
|
KNO3 |
|
|
||
|
S2-, HS-, H2S |
|
Na2S |
|
|
||||
|
|
Cr3+ |
|
|
CrCl3∙6H2O |
|
|
||
|
CrO42-, Cr2O72- |
|
K2CrO4 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
77 |
|
|
Для того, чтобы рассчитать количество реагента, необходимое для приготовления 100 см3 модельной смеси с значением ПДК=1, следует массу вещества, рассчитанную по формуле (6.1), разделить на 10:
m100 |
|
mB |
. |
(6.2) |
|
||||
|
10 |
|
|
|
Далее следует выбрать, во сколько раз будет превышено значение ПДК в модельной смеси для каждого компонента и умножить значение массы вещества m100 на это число. Это и будет величина навески, необходимая для приготовления модельной смеси.
Такой расчет производится по каждому компоненту, выбранному для приготовления модельной смеси сточных вод. Результаты расчета представить в виде таблицы (пример оформления табл. 11).
Под руководством преподавателя взвесить необходимое количество реагентов на часовом стекле на аналитических весах, количественно, то есть без потерь, перенести с помощью воронки навеску в мерную колбу объемом 100 см3, смывая вещество с часового стекла и воронки небольшими порциями дистиллированной воды. После того
как вся навеска будет перенесена в колбу, долить в колбу дистилли- |
||||||||||
рованную воду до метки. |
|
|
|
|
И |
|
||||
|
|
|
Д |
Таблица 11 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Результаты расчетов для приготовления модельной смеси |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
||
Компонент- |
MК |
ПДК |
Формула |
mВ |
mВ в3 |
m100 |
Превышение |
m |
||
загрязнитель |
|
|
реагента |
|
1 дм |
|
ПДК |
навески |
||
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
||
Компонент 1 |
|
и |
|
|
|
|
|
|
||
Компонент 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ПриготовленнуюСмодельную смесь сдать для проверки преподавателю с указанием того, какие именно компоненты содержатся в ней.
Приготовленные смеси использовать для выполнения лабораторной работы № 9 «Экспресс-анализ модельной смеси сточных вод».
Контрольные вопросы и задания
1.Что называется нормированием качества окружающей среды?
2.Какие нормативы качества окружающей среды вы знаете?
3.Какие виды нормативов качества окружающей среды существуют для охраны от загрязнения атмосферного воздуха?
78
4.Перечислите и дайте определение нормативам качества для водоемов.
5.Назовите основные направления экологизации производственных процессов.
6.Какие методы очистки газовых выбросов вы знаете?
7.Какие методы снижения уровня загрязнения сточных вод вам известны?
Лабораторная работа № 9
Экспресс-анализ модельной смеси сточных вод
Цель работы: ознакомиться с основными методами экспресс-
анализа сточных вод. |
И |
|
|
Материалы и оборудование: экспресс-тесты для полуколи- |
|
|
Д |
чественного определения суммарного содержания 2- и 3- валентного
железа, активного хлора, хромат- и нитрат-ионов. Колориметрические шкалы для полуколичественного определения содержания ионов меди, никеля и трехвалентного железа; нитрат кадмия Cd(NO3)2, перекись водорода Н2O2, гидроксид натрия NaOH, часовые стекла, пинцет,
пробирки объемом 10 см3. |
ХодАра оты |
Получите у преподавателябмодельную смесь сточных вод опре- |
|
деленного типаСпромышленногои предприятия с указанием содержащихся в ней компонентов-загрязнителей.
Опыт 1. Определение суммарного содержания железа с помощью «феррум-теста»
От полоски индикаторной бумаги отрезать небольшой рабочий участок размером не менее 5х5 мм. Не снимая полимерного покрытия, опустить индикаторную полоску на 5-10 с в исследуемый раствор. Через 5 мин сравнить окраску индикаторной бумаги с контрольной шкалой, прилагаемой к тесту. За результат принимают значение концентрации, соответствующее ближайшему по окраске образцу шкалы. При промежуточной окраске за результат принимают соответствующий интервал концентраций.
79
Опыт 2. Определение содержания хромат-ионов с помощью «хромат-теста»
При значениях pH от 2 до 5 от полоски индикаторной бумаги отрезают рабочий участок размером не менее 10х10 мм. На рабочий участок наносят каплю анализируемого раствора до образования равномерного смоченного пятна и через 3 мин сравнивают окраску индикаторной бумаги с контрольной шкалой.
Опыт 3. Определение содержания нитрат-ионов с помощью «нитрат-теста»
Отрезать от индикаторной полоски рабочий участок размером 5х5 мм. Не снимая полимерного покрытия, погрузить участок в исследуемый раствор на 5-10 с. Через 3 мин сравнить окраску рабочего
участка с контрольной шкалой. |
И |
|
Опыт4.Определениехлора спомощьютеста«активныйхлор»
номерно смоченного пятна. Сразу жеДсравнить окраску рабочего участка с контрольной шкалой.
Отрезать от индикаторной полоски бумаги рабочий участок 10х10 мм, нанести каплю исследуемого раствора до образования рав-
метрическую шкалу,исодержащуюбАгексацианоферрат (+2) меди. 1 мл исследуемого раствора помещают в пробирку, добавляют к нему 2 мл дистиллированнойСводы 1 каплю 0,5 молярного раствора гексацианоферрата (+2) кал я K4[Fe(CN)6]. Раствор приобретает коричневую окраску. Окраску раствора сравнивают с колориметрической шкалой, принимая за результат содержание ионов меди в той пробирке, цвет раствора в которой ближе всего к цвету исследуемого раствора.
Опыт 5. Определение содержания ионов меди
Для определения содержания ионов меди используют колори-
Опыт 6. Определение содержания ионов никеля
Для определения содержания ионов никеля используют колориметрическую шкалу, содержащую различные количества диметилглиоксимата никеля. К 1 мл исследуемого раствора добавляют 2 капли 1% спиртового раствора диметилглиоксима, затем 2 мл воды и 2 капли концентрированного раствора аммиака. Образуется розовый осадок, который при интенсивном перемешивании раствора окрашивает весь раствор в розовый цвет. Путем сравнения с колориметрической шкалой определяют содержание ионов никеля в исследуемом растворе.
80