количество реагентов на часовом стекле на аналитических весах, с помощью воронки количественно, то есть без потерь, перенести 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 дистиллированную воду до метки.
Приготовленную модельную смесь сдать преподавателю с указанием того, какие именно компоненты содержатся в ней.
Таблица 14
Характеристика компонентов-загрязнителей
Компонент- |
MК |
ПДК |
Формула |
mВ |
mВ в3 |
m100 |
Превыше- |
m |
навес- |
||||||||
загрязнитель |
|
|
реагента |
|
1 дм |
|
ние ПДК |
ки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Компонент 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Компонент 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Лабораторная работа № 3
ЭКСПРЕСС-АНАЛИЗ МОДЕЛЬНОЙ СМЕСИ СТОЧНЫХ ВОД
Цель работы − определить с помощью экспресс-тестов и колориметрической шкалы содержание ионов-загрязнителей в модельной смеси.
Материалы и оборудование: экспресс-тесты для полуколичественного 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.
Ход работы
Получите у преподавателя модельную смесь сточных вод определенного типа промышленного предприятия с указанием содержащихся в ней компонентов-загрязнителей.
20
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.
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.
Опыт 4. Определение хлора с помощью теста «активный хлор». Отрезать от индикаторной полоски бумаги рабочий участок 10х10 мм, нанести каплю исследуемого раствора до образования равномерно смоченного пятна. Сразу же сравнить окраску рабочего
участка с контрольной шкалой.
Опыт 5. Определение содержания ионов меди.
Для определения содержания ионов меди используют колориметрическую шкалу, содержащую гексацианоферрат (+2) меди. 1 см3 исследуемого раствора помещают в пробирку, добавляют к нему 2 см3 дистиллированной воды и 1 каплю 0,5-молярного раствора гексацианоферрата (+2) калия K4[Fe(CN)6]. Раствор приобретает
21
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 6. Определение содержания ионов никеля.
Для определения содержания ионов никеля используют колориметрическую шкалу, содержащую различные количества диметилглиоксимата никеля. К 1 см3 исследуемого раствора добавляют 2 капли 1%-ного спиртового раствора диметилглиоксима, затем 2 см3 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.
Опыт 7. Определение содержания ионов 3-валентного железа. В пробирку помещают 1 см3 исследуемого раствора, 2 см3
дистиллированной воды, 1 − 2 капли 1-молярного раствора серной кислоты, 1 каплю 10%-ного раствора сульфосалициловой кислоты. Раствор приобретает розовую окраску. Сравниваем пробирку с исследуемым раствором с колориметрической шкалой. За результат принимаем значение, ближайшее по цвету к одной из пробирок колориметрической шкалы.
Содержание двухвалентного железа определяем по разности суммарного содержания железа, определенного с помощью «феррумтеста», и содержания трехвалентного железа, определенного по колориметрической шкале.
Опыт 8. Обнаружение в растворе сульфид-ионов.
Нормативы не допускают содержания в воде сульфид-ионов, поэтому наличие или отсутствие этих ионов обнаруживаем качественной реакцией с нитратом кадмия. При наличии в растворе даже незначительного количества сульфид-ионов раствор после добавления капли нитрата кадмия приобретет желтоватую окраску или появится легкое помутнение. Если в растворе высокая концентрация сульфид-ионов, то образуется желтый осадок сульфида кадмия.
22
Опыт 9. Определение содержания трехвалентного хрома. После того, как произведено определение хромат- и бихромат-
ионов, приступают к определению ионов трехвалентного хрома. Для этого к 1 см3 исследуемого раствора добавляют по каплям 2-моляр- ный раствор гидроксида натрия до образования осадка гидроксида хрома, далее добавляют избыток щелочи для полного растворения гидроксида и образования гидроксокомплексов. Добавляют 1 каплю 30%-ного или 10 капель 3%-ного раствора перекиси водорода Н2О2 и нагревают. Образуется желтый раствор хроматов. Далее определение проводят с помощью «хромат-теста», как описано выше. За результат принимают разность между определением суммарного содержания хромат-ионов (в том числе и после перевода трехвалентного хрома в хроматы) и первоначальным количеством хроматов, определенных в начале работы.
Результаты определения приводят в табл. 15.
Таблица 15
Результаты экспресс-анализа модельной смеси сточных вод
Компонент- |
Количество |
ПДК |
|
компонента, |
|||
загрязнитель |
|||
мг/дм3 |
|
||
Компонент 1 |
|
|
|
Компонент 2 |
|
|
Контрольные вопросы
1.Какие воды называются сточными?
2.Виды сточных вод.
3.Что называется ПДС?
4.Дайте определение ПДК.
5.Объясните понятия ХПК и БПК.
3. ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД
Необходимость очистки сточных вод является актуальной проблемой, так как способности природных экосистем к самоочищению оказывается недостаточно. Естественный процесс самоочищения медленный, экосистема не успевает восстановиться.
23
Водоёмы не справляются с всё возрастающим потоком загрязнений, поступающим вместе со стоками, в результате происходят их деградация и гибель.
В зависимости от характера примесей, количества поступающих на очистку сточных вод, требуемой степени очистки применяют механические, химические, физико-химические и биологические методы.
В табл. 16 приведены способы очистки сточных вод в зависимости от характера примесей.
|
Способы очистки сточных вод |
Таблица 16 |
||
|
|
|||
Примеси |
|
Способы очистки |
|
|
|
механические |
химические |
физико- |
биологические |
|
|
|
химические |
|
Грубодис- |
Отстаивание |
– |
– |
– |
персные |
|
|
|
|
Фильтрование |
– |
– |
– |
|
|
Центрифуги- |
– |
– |
– |
|
рование |
|
|
|
Эмульги- |
– |
– |
Коагуляция |
– |
рованная |
– |
– |
Флотация |
– |
|
– |
– |
Адсорбция |
– |
Органичес- |
– |
Нейтрализация |
Комплексо- |
Разложение |
кие |
|
|
образование |
микроорганиз- |
вещества |
|
|
|
мами |
Минераль- |
– |
Нейтрализация |
Кристалли- |
– |
ные |
|
|
зация |
|
вещества |
– |
Перевод в |
Ионный |
– |
|
|
нерастворимое |
обмен |
|
|
|
состояние |
|
|
|
– |
– |
Электролиз |
– |
|
– |
– |
Дистилляция |
– |
Газы |
– |
Нейтрализация |
Адсорбция |
– |
|
– |
– |
Термическое |
– |
|
|
|
воздействие |
|
Микроор- |
– |
Хлорирование |
Облучение |
– |
ганизмы |
|
|
УФ-лучами |
|
|
– |
Озонирование |
– |
– |
Механические методы заключаются в удалении нерастворимых в воде (механических) примесей. К устройствам для механической
24